JPH06173646A

JPH06173646A - 排気ガス処理装置

Info

Publication number: JPH06173646A
Application number: JP4349950A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1994-06-21
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2709885B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、繊維質状セラミックスから作製し
たフィルタに挿入した金属筒体に通電してフィルタで捕
集したパティキュレートを焼却処理する排気ガス処理装
置を提供する。【構成】耐熱性の繊維質状セラミックスから成る非導
電性フィルタ４を排気通路に設置されるケース２０内に
収容する。フィルタ４に形成した多数の挿入孔１８に導
電性金属筒体２１を挿入する。金属筒体２１には、長手
方向にガス通孔２２が形成されている。金属筒体２１の
端部は、導電性接続部材１５によって電気的に対にして
結線され、各金属筒体２１は直列に接続される。フィル
タ４に捕集されたパティキュレートは、電力供給源から
の電力を金属筒体２１に供給することによって赤熱され
たフィルタ４中で焼却され、ガスになって放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジン、燃焼炉、
焼却炉等から排出される排気ガスを浄化処理するため、
排気系に組み込まれるケース内に配置されたフィルタを
有する排気ガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、ディーゼルエンジンの燃焼
は、高温、高圧空気中に燃料を噴射する、所謂、ヘトロ
ジニアス混合によるものである。ヘトロジニアス混合は
ホモジニアス混合気と異なって空気と燃料が均一に混合
していないので、燃料中の炭素成分は、燃焼による高温
熱によってすすに変化し、また、ＨＣ等が壁面に付着
し、それらが凝集してパテキュレートとなり、空中に放
出される。そして、スモークは微粒化された炭素と、そ
の外周に炭化水素等が付着してパティキュレートになっ
て大気中に浮遊するので、該パティキュレートによって
都市環境の汚染が進み、空気の透明度が極端に悪化す
る。

【０００３】従来、エンジンの排気ガスを処理する排気
ガス処理装置として、例えば、コーディエライト（２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）により作製された気
孔性のハニカム構造のフィルタを排気通路に並列に２組
配置したディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置が開
示されている。該ディーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置は、排気ガスを一方のハニカム構造のフィルタに通
し、該フィルタで排気ガス中のカーボンを濾過し、その
フィルタにカーボンが堆積して目詰まりした場合に、そ
のフィルタに排気ガスを流すのを遮断し、別のフィルタ
に排気ガスを流すように切り換え、目詰まりしたフィル
タの下流側から空気を送り込み、そのフィルタを加熱し
て目詰まりしているカーボンを焼却するものである。こ
のようなディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置とし
て、例えば、実開平１−１４４４２７号公報に開示され
たものがある。

【０００４】また、実開平４−４７１２６号公報には、
ディーゼル機関のパティキュレートフィルタが開示され
ている。該パティキュレートフィルタは、フィルタを構
成するセルの端部を閉鎖する栓部材を、一端部に位置す
る内部に電気ヒータ線を埋設しない複数の第１栓部材
と、他端部付近で終端となる栓部を有し且つ内部に電気
ヒータ線を埋設した第２栓部材とで構成し、前記第２栓
部材の内部を空洞化したものである。

【０００５】また、実開平３−１１６７２２号公報に
は、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置が開示されて
いる。該ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置は、長手
方向に伸びる多数のセルが形成された柱状のセラミック
フィルタと、前記フィルタの外周に設けられた電熱部材
とを有し、前記セルのうち複数のものには、熱伝導性の
良い粉末が充填されているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなスモークを除去する装置は、従来から多く開発さ
れているが、いずれも欠点が存在し、実用に供し得ない
のが現状である。例えば、コージェライト等のセラミッ
クフィルタを用いている排気ガス浄化装置は、カーボン
の焼却時に過熱によってフィルタを構成しているセラミ
ックスに割れ、クラック、焼損等が発生してフィルタが
破損してしまう問題があり、実用上好ましくないもので
ある。

【０００７】また、ディーゼルエンジンから排気される
排気ガスに含まれているカーボン、ＨＣ等のパティキュ
レート或いはスモークは、直径が２００Å程度と言われ
ているが、それらは次第に凝集して１０μｍ〜２０μｍ
の直径を持つ煤に成長する。これらの煤は、通常、６０
０℃〜７００℃の温度で酸素が存在すれば燃焼して炭酸
ガスになる。

【０００８】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、エンジン、燃焼炉、焼却炉等から
排出される排気ガスを浄化処理するため排気系に組み込
まれるケース内に配置されたフィルタを有し、特に、デ
ィーゼルエンジン（Ｄ）から排気される排気ガスに含ま
れるカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート（Ｐ）を
フィルタ（Ｆ）で捕集して焼却するＤＰＦ即ち排気ガス
処理装置に係わり、繊維質状セラミックスで作製した非
導電性フィルタをケース内に配置し、フィルタに形成し
た挿入孔に多数のガス通孔を備えた導電性金属筒体を挿
入し、金属筒体に電力供給源からの電力を供給して加熱
ヒータに構成し、金属筒体を加熱することでフィルタを
赤熱させ、フィルタに捕集されるカーボン、煤、ＨＣ等
のパティキュレートを焼却して排気ガスを浄化する排気
ガス処理装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気通路に設置されるケース内に収容され
た繊維質状セラミックスが交互に絡み合った耐熱性セラ
ミックスから作製された排気ガスのガス通路を構成する
非導電性フィルタ、該フィルタに排気ガスの流れ方向に
伸びるように隔置して形成した多数の挿入孔、該各挿入
孔にそれぞれ挿入され且つ上流側端部にガス流入口を形
成して下流側端部を閉鎖した導電性金属筒体、該金属筒
体の長手方向に多数形成したガス通孔、前記各金属筒体
の端部を電気的にそれぞれ対にして結線し且つ前記各金
属筒体を直列に接続する導電性接続部材、及び前記金属
筒体に通電する電力を供給する電力供給源を有すること
を特徴とする排気ガス処理装置に関する。

【００１０】また、この排気ガス処理装置において、前
記電力供給源はエンジンの排気ガスエネルギーで駆動さ
れるターボチャージャの作動によって発電する発電機で
構成されている。

【００１１】また、この排気ガス処理装置において、前
記非導電性フィルタを構成する前記繊維質状セラミック
スは、Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃又はＳｉＣの耐熱性セラ
ミックスで構成されている。

【００１２】また、この排気ガス処理装置において、前
記金属筒体は、Ｎｉ，Ｃｒ系の導電性耐熱金属で作製さ
れているものである。

【００１３】また、この排気ガス処理装置は、エンジン
に設けたターボチャージャの後流の排気通路に連通する
排気管に組み込まれるケース内に配置されたフィルタ、
前記フィルタで捕集されるパティキュレートを焼却する
ため前記フィルタを加熱するため前記フィルタ内に隔置
状態で多数配置された導電性金属筒体に電力を供給する
電力供給源、前記排気通路から分岐した前記フィルタを
バイパスするバイパス通路、前記排気管に設置した排気
管バルブアクチュエータで開閉作動する排気管制御バル
ブ、前記バイパス通路に設置したバイパスバルブアクチ
ュエータで開閉作動するバイパス制御バルブ、エンジン
回転数を検出する回転センサー、及び該回転センサーの
検出信号に応答して前記排気管バルブアクチュエータと
前記バイパスバルブアクチュエータを作動して前記排気
管制御バルブと前記バイパス制御バルブの開閉作動を制
御するコントローラを有するものである。

【００１４】

【作用】この発明による排気ガス処理装置は、上記のよ
うに構成されており、次のように作用する。即ち、この
排気ガス処理装置は、繊維質状セラミックスから作製さ
れた非導電性フィルタを排気通路に設置するケース内に
配置し、フィルタに形成した多数の挿入孔に耐熱性の導
電性金属筒体をそれぞれ挿入し、金属筒体の端部を導電
性接続部材によって電気的にそれぞれ対にして結線して
各金属筒体を直列に接続し、電力供給源からの電力を金
属筒体に常時供給して前記フィルタを加熱するので、排
気ガスをフィルタに流すことによってフィルタで捕集さ
れるカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートを燃焼さ
せることができ、フィルタ内にはパティキュレートが過
剰に堆積することがなく、フィルタが常に良好な状態で
排気ガスを焼却処理することができ、フィルタを長期に
わたって連続して使用することができる。

【００１５】即ち、前記フィルタを構成する繊維質状セ
ラミックスの網状担体については、排気ガス中に含まれ
るカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートがそのセラ
ミックス体に入って衝突する際にいたるところに衝突し
て網状担体内に堆積するが、前記網状担体は前記金属筒
体によって加熱されているので、その熱によってパティ
キュレートは焼却されガスになって排出される。この繊
維質状セラミックスは、孔径が大きいので、排気ガスは
通過し易く、排気ガスの流出に対する抵抗にはなり難い
ものである。前記金属筒体は電気を通されてヒータとな
って加熱筒体となり、該加熱筒体を流れる排気ガスは、
加熱され、次いで、加熱されているフィルタの繊維質担
体に衝突し、酸素と反応してカーボンは炭酸ガスにな
り、ＨＣは炭酸ガスと蒸気になり、或いはＳはＳＯ₂に
変換する。しかも、各金属筒体は、非導電性フィルタの
各挿入孔にそれぞれ挿入収容され、該非導電性フィルタ
によって確実に隔置されているので、金属筒体は他の金
属筒体とショウトすることもなく、安定してフィルタに
保持されている。

【００１６】また、電力供給源として、エンジンの排気
ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動に
よって発電する発電機を利用したので、フィルタに通電
するため多量の電力が必要であるが、フィルタに供給さ
れる電力はターボチャージャに設けた発電機を使用し、
排気ガスエネルギーで発電される電力であり、電力が不
足して濾過機能を低下させることがない。また、この排
気ガス処理装置は、ターボチャージャの後流の排気通路
から分岐するフィルタをバイパスするバイパス通路を設
け、該バイパス通路にバイパスバルブアクチュエータで
開閉作動するバイパス制御バルブを設置し、コントロー
ラの指令で、エンジン始動時には、排気ガスの流れを排
気ガス処理装置のフィルタに流して排気ガスに含まれる
カーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートをフィルタで
捕集するように制御し、エンジン回転が高速時には、排
気ガスの流れを前記フィルタをバイパスするように制御
し、前記フィルタに捕集されたパティキュレートを前記
フィルタから常に有効に除去しておく制御を行うことが
できる。

【００１７】また、エンジンがアイドリング等の作動状
態では、煤の発生量は小さく、排気ガスエネルギーも小
さく、ターボチャージャに設けた発電機の発電電力が小
さく、煤の捕集の効果は小さい。しかしながら、エンジ
ン負荷の大きい全負荷では、煤の発生量が多くなるが、
排気ガスエネルギーが大きく、ターボチャージャに設け
た発電機の発電電力が大きくなるので、金属筒体への供
給電力が大きくなり、フィルタの温度は上昇してフィル
タは赤熱され、煤の捕集効果は大きくなる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による排気
ガス処理装置の実施例を説明する。図１はこの発明によ
る排気ガス処理装置を組み込んだディーゼルエンジンの
排気ガス処理のシステムの一実施例を示す概略説明図、
図２はこの排気ガス処理装置の一実施例を示す概略断面
図、及び図３は図２の排気ガス処理装置の要部を示す一
部破断の端面図である。

【００１９】図１に示すように、この発明による排気ガ
ス処理装置は、符号１で全体的に示されており、ディー
ゼルエンジン３の排気通路２に組み込まれたＤＰＦ（デ
ィーゼル・パティキュレート・フィルタ）であり、特
に、ディーゼルエンジン３から放出される排気ガスを排
気通路２内に配置したフィルタ４に通して排気ガスに含
まれるカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレートをフィ
ルタ４で捕集し、捕集されたパティキュレートを赤熱し
たフィルタ４内で焼却してガスにして放出する排気ガス
を浄化するものである。

【００２０】ディーゼルエンジン３には、ターボチャー
ジャ５が排気マニホルド２３に接続されている。ターボ
チャージャ５は、排気ガスエネルギーで駆動されるター
ビン７、該タービン７にシャフト１１によって連結した
コンプレッサ８、及びシャフト１１上に配置され且つタ
ービン７の駆動によって発電される発電機６（通常は、
発電・電動機）を有している。発電機６は、シャフト１
１に固定された永久磁石９と該永久磁石９の周囲でハウ
ジングに取り付けた電磁コイルとから構成されている。
ターボチャージャ５から排出される排気ガスは、排気通
路２を通じて外部に排気されている。この排気通路２に
は、エンジン３から放出される排気ガスを焼却処理する
排気ガス処理装置１が組み込まれている。

【００２１】この排気ガス処理装置１は、特に、排気ガ
スを濾過即ち排気ガス中に含まれているカーボン、煤、
ＨＣ等のパティキュレートを捕集することができる繊維
質状セラミックスから作製した非導電性フィルタ４を有
している。フィルタ４は、繊維質状セラミックスが交互
に絡み合った耐熱性セラミックスから作製された排気ガ
スのガス通路１７を構成する一種の担体である。フィル
タ４は、排気通路２に組み込まれる排気ガス処理装置１
のケース２０内に配置されている。フィルタ４には、排
気ガスの流れ方向に伸びるように隔置して形成した多数
の挿入孔１８が形成されている。特に、フィルタ４を構
成する繊維質状セラミックスは、Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ
₃又はＳｉＣで作製することができる。

【００２２】フィルタ４の各挿入孔１８には、金属筒体
２１がそれぞれ挿入されている。金属筒体２１には、導
電性金属から作製され、スリット、孔等から成るガス通
孔２２が長手方向に多数形成されている。従って、金属
筒体２１は、非導電性フィルタ４で互いに隔置されて非
接触状態に配置されている。金属筒体２１は上流側端部
にガス流入口２４が形成されており、金属筒体２１の下
流側端部には閉鎖栓１６が設けられている。閉鎖栓１６
は、排気ガスを通す非導電性フィルタ４を構成する材料
と同一の材料でもよく、また、金属筒体２１と一体構造
に構成してもよいものである。金属筒体２１の下流側端
部は、いずれにしても、ガス流入口２４から流入した排
気ガスが金属筒体２１内をストレートに通過しない構造
に構成しておくことが好ましい。また、金属筒体２１
は、Ｎｉ，Ｃｒ系の耐熱金属で作製することができる。

【００２３】更に、各金属筒体２１の端部は、導電性接
続部材１５によって電気的にそれぞれ対にして結線し、
それによって各金属筒体２１が電気的に直列に接続され
ている。そして、金属筒体２１の少なくとも１つには、
金属筒体２１を通電するため電力供給源からの電力を供
給する端子２５が接続されている。即ち、一対の金属筒
体２１は、一端部では接続部材１５によって互いに電気
的に結線され、他端部では別の接続部材１５によってそ
れぞれ別の金属筒体２１に互いに電気的に結線されてお
り、あたかも各金属筒体２１は接続部材１５によって両
端部で千鳥掛けに結線されている状態である。更に、金
属筒体２１を結線する導電性の接続部材１５は、Ｃｒ，
Ｎｉ等系の耐熱金属で作製するか、或いはＣｕ，Ｎｉ等
の導電金属をセラミックスに含浸させた材料で作製する
こともできる。

【００２４】更に、この排気ガス処理装置１は、ケース
２０の内壁面がアルミナファイバー等の遮熱材１９で遮
熱されており、その内部に非導電性フィルタ４及び金属
筒体２１が配置されている。従って、フィルタ４及び金
属筒体２１は外部に対して遮熱された構造である。ま
た、ケース２０内のフィルタ４の温度を検出するため、
温度センサー１３が設けられている。金属筒体２１の端
子２５には、発電機６からの電力を供給するため、スイ
ッチを設置した導線１４が結線されている。

【００２５】この排気ガス処理装置１について、フィル
タ４に過剰にカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート
が堆積すると、フィルタ４が局部的に過熱されて好まし
くないので、フィルタ４の温度を監視しながら、フィル
タ４へ電力供給量を制御することができる。即ち、温度
センサー１３からの検出信号はコントローラ１０に入力
され、コントローラ１０は温度検出信号に応答してフィ
ルタ４へ電力供給量を制御すると共に、送風装置１２の
駆動を制御して排気ガス処理装置１に送り込む空気量を
制御することができる。好ましくは、金属筒体２１は常
時通電し、金属筒体２１でフィルタ４を赤熱させておけ
ば、フィルタ４で捕集されたカーボン、煤、ＨＣ等のパ
ティキュレートは直ちに焼却され、炭酸ガス、蒸気等の
気体になってフィルタ４を通過して外部に放出され、フ
ィルタ４内へのパティキュレートの堆積現象は発生せ
ず、フィルタ４の局部的な過熱現象は発生しない。

【００２６】金属筒体２１の下流側端部は閉鎖栓１６で
塞いでおり、そこで、排気通路２を流れてきた排気ガス
を金属筒体２１の上流側端部のガス流入口２４から吹き
込むことによって、排気ガスは金属筒体２１のガス通孔
２２を通過してフィルタ４内に流入する。金属筒体２１
に電気を通すと金属筒体２１が加熱ヒータになり、フィ
ルタ４自体は赤熱する。そこで、排気ガスは繊維質状セ
ラミックスが交互に絡み合っているフィルタ４に衝突
し、排気ガスに含まれているカーボン、煤、ＨＣ等のパ
ティキュレートがフィルタ４に捕集され、フィルタ４は
赤熱されているから、パティキュレートはフィルタ４を
通過するに従って焼却され、炭酸ガス、蒸気等になって
フィルタ４で構成されるガス通路１７を通って排気通路
２の出口２６から外部へ放出される。しかも、金属筒体
２１は、コントローラ１０の指令でほとんど常時通電さ
れているので、パティキュレートは常に焼却され、過剰
なパティキュレートがフィルタ４中に堆積されることが
なく、フィルタ４自体が局部的に過熱されることはな
い。

【００２７】また、フィルタ４で捕集される排気ガス中
のパティキュレートを燃焼させるため、金属筒体２１に
常時通電する電力を供給する電力供給源を有している。
電力供給源は、エンジン３の排気ガスエネルギーで駆動
されるターボチャージャ５に設けている発電機６で構成
することができる。即ち、この実施例では、電力供給源
は、ディーゼルエンジン３の排気ガスエネルギーで駆動
されるターボチャージャ５に設けている発電機６を利用
している。発電機６は、ターボチャージャ５のタービン
７が排気ガスエネルギーによって駆動されることによっ
て発電するものである。フィルタ４に電力を送るために
は、多量の電力が必要であるが、ターボチャージャ５の
シャフト１１上に永久磁石９から成る発電機６で発電す
れば、例えば、４〜８ｋｗの電力が発生し、しかも、こ
の電力は排気ガスエネルギーから変換されたものである
ので、動力の損失はなく、効率良くフィルタ４に利用で
きる。

【００２８】更に、ターボチャージャ５を備えたエンジ
ン３では、始動時を除いてスモークの発生レベルは低い
ので、エンジン始動時には、排気ガスの流れを排気ガス
処理装置１のフィルタ４に流すように制御し、エンジン
３の回転数が大きい時即ちエンジン回転が高速時には、
排気ガスの流れを排気ガス処理装置１のフィルタ４をバ
イパスするように制御することができる。このように、
エンジン３の作動状態に応じて排気ガス処理装置１のフ
ィルタ４への排気ガスの流れを制御すれば、フィルタ４
に捕集されたカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート
は、常に有効に除去されることになる。場合によって
は、エンジン回転数を検出する代わりに、エンジン作動
状態としてエンジン負荷を検出して、低負荷時には排気
ガスの流れを排気ガス処理装置１のフィルタ４をバイパ
スし、高負荷時には排気ガスの流れを排気ガス処理装置
１のフィルタ４を流れるように制御することができる。

【００２９】上記のように、エンジン３の作動状態に応
じて排気ガスの流れを制御する場合には、図１に示すよ
うに、排気ガス処理装置１に組み込んだ排気系のシステ
ムを構成することができる。即ち、ターボチャージャ５
の後流の排気通路２は、排気ガス処理装置１のフィルタ
４へ通じる排気管３５と排気通路２から分岐するフィル
タ４をバイパスするバイパス通路３４とで構成する。排
気管３５にはその通路を開閉するため、排気管バルブア
クチュエータ３１で作動する排気管制御バルブ３３を設
ける。また、バイパス通路３４にはその通路を開閉する
ため、バイパスバルブアクチュエータ３２で作動するバ
イパス制御バルブ３０を設ける。更に、エンジン３に
は、エンジン回転数を検出する回転センサー３６を設け
る。コントローラ１０は、回転センサー３６の検出信号
に応答して、排気管バルブアクチュエータ３１を作動し
て排気管制御バルブ３３の開閉作動を制御し、バイパス
バルブアクチュエータ３２を作動してバイパス制御バル
ブ３０の開閉作動を制御する。

【００３０】この排気ガス処理装置のコントローラ１０
の指令による作動処理の一実施例を説明すると、回転セ
ンサー３６で検出した回転信号即ちエンジン回転数Ｎ
は、コントローラ１０に入力される。そこで、コントロ
ーラ１０は、回転センサー３６からの検出信号即ちエン
ジン回転数Ｎと予め設定した回転数Ｎ₀を比較判断し、
エンジン回転数Ｎが設定回転数Ｎ₀より大きい時には、
スモーク等のパティキュレートの発生は低いので、エン
ジン３からの排気ガスを排気ガス処理装置１のフィルタ
４を通してパティキュレートを捕集する必要がない。そ
こで、コントローラ１０の指令で、バイパスバルブアク
チュエータ３２を作動してバイパス制御バルブ３０を開
放作動し、排気管バルブアクチュエータ３１を作動して
排気管制御バルブ３３を閉鎖する。そこで、排気ガスは
ターボチャージャ５から放出された排気ガスはバイパス
通路３４を流れ、排気ガス処理装置１のフィルタ４をバ
イパスする。そこで、所定時間だけ発電機６からの電力
を排気ガス処理装置１へ通電すれば、今までにフィルタ
４で捕集されているカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュ
レートは迅速に焼却され、有効に排気除去され、フィル
タ４は良好なパティキュレートの捕集をできる状態に復
原される。

【００３１】コントローラ１０の比較判断で、エンジン
回転数Ｎが設定回転数Ｎ₀より小さい時には、エンジン
始動時等であり、スモーク等のパティキュレートの発生
が多いので、エンジン３からの排気ガスを排気ガス処理
装置１のフィルタ４を通してパティキュレートを捕集す
る必要がある。そこで、排気管バルブアクチュエータ３
１を作動して排気管制御バルブ３３を開放し、バイパス
バルブアクチュエータ３２を作動してバイパス制御バル
ブ３０を閉鎖作動する。そこで、排気ガスはターボチャ
ージャ５から放出された排気ガスは排気管３５を流れ、
排気ガス処理装置１のフィルタ４へ流されてフィルタ４
でパティキュレートが捕集される。そこで、発電機６か
らの電力を排気ガス処理装置１へ通電すると共に、フィ
ルタ４を赤熱してフィルタ４で捕集されているカーボ
ン、煤、ＨＣ等のパティキュレートを迅速に焼却して排
気する。

【００３２】また、この排気ガス処理装置１は、フィル
タ４に捕集されたパティキュレートの燃焼を活発にする
ため、フィルタ４の設置位置より上流側の排気通路２に
フィルタ４へ空気を送る送風装置１２が設けられてい
る。この送風装置１２は、ターボチャージャ５に設けた
発電機６からの電力の供給で駆動されるように構成でき
る。また、この実施例の図面では、送風装置１２を別途
設けた構成が示されているが、勿論、送風装置１２を設
けることなく、ターボチャージャ５のコンプレッサ８か
ら燃焼用空気を導入するように構成できる。従って、フ
ィルタ４へ空気を送る送風装置１２を設けて、フィルタ
４に空気を送り込むと、フィルタ４に捕集されたパティ
キュレートは直ちに燃焼させられ、フィルタ４に過剰な
パティキュレートが堆積され、フィルタ４が目詰まりす
ることがなく有効である。しかも、送風装置１２は、同
様に、ターボチャージャ５に設けた発電機６からの電力
で作動でき、エンジン３の動力損失になることはない。

【００３３】

【発明の効果】この発明による排気ガス処理装置は、上
記のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この排気ガス処理装置は、繊維質状セラミックス
が交互に絡み合った耐熱性セラミックスから作製された
非導電性フィルタをケース内に収容し、前記フィルタに
多数の挿入孔を排気ガスの流れ方向に伸びるように隔置
して形成し、長手方向に多数形成したガス通孔を形成し
た導電性金属筒体を前記各挿入孔にそれぞれ挿入し、し
かも導電性接続部材によって前記金属筒体の端部を電気
的にそれぞれ対にして結線し且つ前記各金属筒体を直列
に接続したので、電力供給源から前記金属筒体に電力を
供給すると、前記金属筒体は加熱ヒータとなって繊維質
状セラミックスの前記フィルタを全体的に加熱して赤熱
させる。従って、前記フィルタで捕集されるカーボン、
煤、ＨＣ等のパティキュレートは燃焼させられて炭酸ガ
ス、蒸気等のガスになって前記フィルタを通過して放出
される。従って、前記フィルタ内にはパティキュレート
が過剰に堆積することがなく、前記フィルタは常に良好
な状態で排気ガスを通過させることができ、前記フィル
タを安定して連続して使用することができ、前記フィル
タの耐久性を向上できる。

【００３４】しかも、この排気ガス処理装置は、フィル
タを構成する繊維質状セラミックスに挿入孔を明け、そ
れらの挿入孔に金属筒体を挿入するだけの簡単な製造工
程で容易に作製でき、製造コストを大幅に低減できる。
前記フィルタはＳｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃又はＳｉＣの耐
熱性セラミックスで容易に作製でき、また、前記金属筒
体はＮｉ，Ｃｒ系の導電性耐熱金属で容易に作製でき、
しかも、前記金属筒体は、前記フィルタの担体で確実に
隔置されて保持されているので、前記金属筒体に電流を
流しても、他の金属筒体とショートするようなことがな
く、安定して信頼性に富んだ構造である。

【００３５】また、電力供給源として、エンジンの排気
ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動に
よって発電する発電機を利用したので、前記フィルタに
通電するため多量の電力が必要であるが、前記フィルタ
に供給される電力はターボチャージャに設けた発電機を
使用し、排気ガスエネルギーで発電される電力であり、
電力が不足してフィルタの濾過機能を低下させることが
なく、エンジンの動力損失になることはない。

【００３６】また、前記ターボチャージャの後流の排気
通路から分岐するフィルタをバイパスするバイパス通路
を設け、該バイパス通路にバイパス制御バルブを設置
し、エンジン始動時には、排気ガスの流れを排気ガス処
理装置のフィルタに流して排気ガス処理を行うが、高速
時には、排気ガスの流れが前記フィルタをバイパスする
ように制御し、前記フィルタに捕集されたパティキュレ
ートを前記フィルタから常に有効に除去しておく制御を
行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による排気ガス処理装置を組み込んだ
ディーゼルエンジンの排気ガス処理のシステムの一実施
例を示す概略説明図である。

【図２】この排気ガス処理装置の一実施例を示す概略断
面図である。

【図３】図２の排気ガス処理装置の要部を示す一部破断
の端面図である。

【符号の説明】

１排気ガス処理装置２排気通路３ディーゼルエンジン（エンジン）４フィルタ５ターボチャージャ６発電機１４導線１５接続部材１６閉鎖栓１７ガス通路１８挿入孔２０ケース２１金属筒体２２ガス通孔２４金属筒体のガス流入口３０バイパス制御バルブ３１バイパスバルブアクチュエータ３２排気管バルブアクチュエータ３３排気管制御バルブ３４バイパス通路３５排気管３６回転センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路に設置されるケース内に収容さ
れた繊維質状セラミックスが交互に絡み合った耐熱性セ
ラミックスから作製された排気ガスのガス通路を構成す
る非導電性フィルタ、該フィルタに排気ガスの流れ方向
に伸びるように隔置して形成した多数の挿入孔、該各挿
入孔にそれぞれ挿入され且つ上流側端部にガス流入口を
形成して下流側端部を閉鎖した導電性金属筒体、該金属
筒体の長手方向に多数形成したガス通孔、前記各金属筒
体の端部を電気的にそれぞれ対にして結線し且つ前記各
金属筒体を直列に接続する導電性接続部材、及び前記金
属筒体に通電する電力を供給する電力供給源を有するこ
とを特徴とする排気ガス処理装置。
【請求項２】前記電力供給源はエンジンの排気ガスエ
ネルギーで駆動されるターボチャージャの作動によって
発電する発電機で構成されていることを特徴とする請求
項１に記載の排気ガス処理装置。
【請求項３】前記非導電性フィルタを構成する前記繊
維質状セラミックスは、Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃又はＳ
ｉＣの耐熱性セラミックスで構成されていることを特徴
とする請求項１に記載の排気ガス処理装置。
【請求項４】前記金属筒体は、Ｎｉ，Ｃｒ系の導電性
耐熱金属で作製されていることを特徴とする請求項１に
記載の排気ガス処理装置。
【請求項５】エンジンに設けたターボチャージャの後
流の排気通路に連通する排気管に組み込まれるケース内
に配置されたフィルタ、前記フィルタで捕集されるパテ
ィキュレートを焼却するため前記フィルタを加熱するた
め前記フィルタ内に隔置状態で多数配置された導電性金
属筒体に電力を供給する電力供給源、前記排気通路から
分岐した前記フィルタをバイパスするバイパス通路、前
記排気管に設置した排気管バルブアクチュエータで開閉
作動する排気管制御バルブ、前記バイパス通路に設置し
たバイパスバルブアクチュエータで開閉作動するバイパ
ス制御バルブ、エンジン回転数を検出する回転センサ
ー、及び該回転センサーの検出信号に応答して前記排気
管バルブアクチュエータと前記バイパスバルブアクチュ
エータを作動して前記排気管制御バルブと前記バイパス
制御バルブの開閉作動を制御するコントローラ、を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス処理装
置。