JPH07233719A - ディーゼルパティキュレートフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、上流フィルタで排気ガス中のカー
ボン粒子を帯電し、下流フィルタでカーボンを含むパテ
ィキュレートを捕集し、捕集したパティキュレートを加
熱焼却するディーゼルパティキュレートフィルタを提供
する。 【構成】 本発明は、ディーゼルエンジンの排気管３６
に、その上流側にマイナス電極に帯電する上流フィルタ
４Ｍ，４Ｓを配置し、その下流側にプラス電極に帯電す
る下流フィルタ５Ｍ，５Ｓを配置し、上流フィルタ４
Ｍ，４Ｓと下流フィルタ５Ｍ，５Ｓとはヒータ線６を内
蔵した誘電体セラミックスでそれぞれ作製されている。
コントローラ１０の指令でスイッチ１１，１２がオンす
ることによってヒータ線６に電流が流れ、捕集されたパ
ティキュレートが加熱焼却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスを浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】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
煤、ＨＣ等に変化し、それらが凝集してパテキュレート
となって外部に放出され、周囲環境を汚染することにな
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、フィルタの面積が大きく、そのフ
ィルタの前面部にカーボンが堆積されて捕集される。そ
の堆積したカーボンを焼却するため、パティキュレート
フィルタの一部に加熱コイルを取り付け、堆積したカー
ボンを含むパティキュレートを焼却することによりフィ
ルタを再生している。

【０００４】例えば、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
カーボンを捕集し、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の流れを
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１−１４
４４２７号公報に開示されたものがある。

【０００５】また、実開平１−１３６６１７号公報に
は、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、導電性セラミックスから成
るヒータを兼ねる薄肉ポーラスエレメントを複数段に配
設し、該各ポーラスエレメントに電力を個別に供給可能
且つ該各電力を制御可能に構成したものである。

【０００６】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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
パティキュレートはディーゼルエンジンに含まれるカー
ボンと炭化水素の合成物であり、その大きさは、数μｍ
から数十μｍまで分散している。該パティキュレート
は、酸素と反応して容易に燃焼するが、燃焼には高温度
が必要であり、排気ガス温度のみでは完全に燃焼するこ
とができない。そこで、パティキュレート、スモークを
除去する装置が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。デ
ィーゼルエンジンから排気される排気ガスに含まれるカ
ーボンをフィルタで捕集して焼却するＤＰＦでは、カー
ボンをフィルタで捕集し、カーボンがフィルタに堆積し
た時、着火用グロープラグ又はヒータによって加熱し、
煤等のパティキュレートを焼却させている。

【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、ディーゼルエンジンの燃焼ガス中
には、数μｍ程の微細径を持つパティキュレートが浮遊
しているが、これらの微細粒のカーボン粒子に電荷を与
えて、孔径の大きい帯電したフィルタによってカーボン
粒子を吸着させ、フィルタの抵抗を大きくすることなく
捕集し、フィルタに捕集されたパティキュレートの捕集
量に自動的に応答して金属線に電流を流し、フィルタの
加熱でパティキュレートを加熱焼却し、フィルタを再生
するディーゼルパティキュレートフィルタを提供するこ
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、ディーゼルエンジンの排気管に、その上流
側にマイナス電極に帯電する上流フィルタが配置され、
その下流側にプラス電極に帯電する下流フィルタが配置
されており、前記上流フィルタと前記下流フィルタには
電流を流せるヒータ線を内蔵した誘電体セラミックスで
それぞれ作製されていることを特徴とするディーゼルパ
ティキュレートフィルタに関する。

【００１０】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記上流フィルタは前記下流フィルタ
より大きい通孔に形成され、排気ガスに含まれるパティ
キュレートが前記上流フィルタを通過する時にパティキ
ュレート中のカーボンがマイナスに帯電され、プラスに
帯電した前記下流フィルタにマイナスに帯電したカーボ
ンを含むパティキュレートが付着捕集されるものであ
る。

【００１１】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記上流フィルタと前記下流フィルタ
とは同心軸上に配置され、前記下流フィルタは前記上流
フィルタの外側に配置されている。

【００１２】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記下流フィルタに捕集されたパティ
キュレートの増加に従って前記下流フィルタの電気通電
体としての抵抗が減少するので、その時の前記下流フィ
ルタの抵抗値をセンサーで検出し、該センサーによる検
出信号に応答して前記下流フィルタ中の前記金属線に電
流を流し、パティキュレートが加熱焼却される。

【００１３】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記下流フィルタに捕集されたパティ
キュレートを加熱焼却するため前記下流フィルタ内の前
記ヒータ線に加熱電流を通電後に空気導入ポンプを作動
させて前記下流フィルタに空気を供給するものである。

【００１４】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記上流フィルタ及び前記下流フィル
タから構成されるメインフィルタとサブフィルタとが排
気ガス流れ方向に二段に配置されており、前記サブフィ
ルタが上流側に且つ前記メインフィルタが下流側に配置
され、前記サブフィルタと前記メインフィルタとを連通
する通路には該通路を開閉するシャッタが配置され、前
記シャッタによる前記通路の閉鎖時に前記メインフィル
タでパティキュレートの加熱焼却が行われ、また、前記
シャッタの前記通路の開放時に前記サブフィルタで捕集
されたパティキュレートが排気ガス中の酸素で酸化反応
するものである。

【００１５】

【作用】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタは、上記のように構成されており、次のように作
用する。即ち、このディーゼルパティキュレートフィル
タは、ディーゼルエンジンの排気管の上流側にマイナス
電極に帯電する上流フィルタを配置し、その下流側にプ
ラス電極に帯電する下流フィルタを配置し、前記上流フ
ィルタと前記下流フィルタとを金属線を内蔵する誘電体
セラミックスでそれぞれ作製したので、排気ガスが上流
フィルタを通過するときに排気ガス中に含まれるカーボ
ンが帯電される。前記下流フィルタは前記カーボンとは
逆の電極に帯電されているので、帯電されたカーボンは
前記下流フィルタに容易に付着して捕集される。

【００１６】前記上流フィルタと前記下流フィルタとか
ら成るフィルタ組立体は、前記排気管内の流れ方向に二
段に配置されたサブフィルタとメインフィルタから構成
され前記サブフィルタと前記メインフィルタとの間の通
路を開閉する開閉バルブが設けられ、前記メインフィル
タでのパティキュレートの付着によって増加した電気通
電体としての抵抗の減少に応答して、前記開閉バルブで
前記メインフィルタ側が閉鎖されると共に、前記メイン
フィルタ中の前記金属線に電流が流れて加熱され、パテ
ィキュレートが加熱焼却される。この時、排気ガスは前
記サブフィルタに流れ、前記サブフィルタに捕集された
パティキュレートは排気ガス中の酸素によって酸化反応
によって処理される。

【００１７】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、大きな通孔に形成された前記上流フィルタ
がマイナスに帯電され、前記下流フィルタがプラスに帯
電されているので、排気ガス中に含まれるカーボンはマ
イナスに帯電されると共に、前記上流フィルタを通過す
る。従って、マイナスに帯電されたカーボンはプラスに
帯電された前記下流フィルタで容易に且つ確実に捕集さ
れる。捕集されたパティキュレートは、前記下流フィル
タが通電されることによって加熱され、パティキュレー
トは加熱焼却されてガスにして放出されるので、前記下
流フィルタ内にカーボンが過剰に堆積させることなく、
前記下流フィルタの目詰まりも発生しない。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタの実施例を説明する。
図１はこの発明によるディーゼルパティキュレートフィ
ルタの一実施例を示す概略説明図である。

【００１９】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、排気管３６に排気ガスを浄化することができるディ
ーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を収容した
ものである。このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、排気管３６に連結するケーシング３を有している。
ケーシング３内には、網目状又は多孔質の材料から作製
されているメインフィルタ１とサブフィルタ２とが排気
ガス流れ方向に仕切板３３によって二段に分離された状
態で配置されている。メインフィルタ１は、同心軸上に
配置された筒状の上流フィルタ４Ｍ及び下流フィルタ５
Ｍから構成され、上流フィルタ４Ｍが内側に且つ下流フ
ィルタ５Ｍが外側に配置され、それらの一端面は仕切板
３３で且つ他端面は閉鎖板３２で閉鎖されている。ま
た、サブフィルタ２は、同心軸上に配置された筒状の上
流フィルタ４Ｓ及び下流フィルタ５Ｓから構成され、上
流フィルタ４Ｓが内側に且つ下流フィルタ５Ｓが外側に
配置され、それらの一端面は仕切板３３，３７で且つ他
端面はケーシング３で閉鎖されている。また、サブフィ
ルタ２の端部に設けた仕切板３７は、外径が仕切板３３
より大きく、仕切板３７とケーシング３との間に形成さ
れる通路が絞られている。

【００２０】メインフィルタ１はケーシング３の長手方
向の排気ガス流れの下流側に配置され、サブフィルタ２
はケーシング３の長手方向の排気ガス流れの上流側に配
置されている。そして、メインフィルタ１とサブフィル
タ２との長手方向の長さの比は、例えば、５〜６：１程
度に設定され、通常は排気ガスの大部分はメインフィル
タ１に送り込まれるように設定されている。従って、排
気管３６の入口３４からケーシング３内へ送り込まれる
排気ガスは、その大部分がメインフィルタ１の上流フィ
ルタ４Ｍ、下流フィルタ５Ｍ及びケーシング３と下流フ
ィルタ５Ｍとの間の通路を通って出口３５へ送り出され
る。また、排気管３６の入口３４からケーシング３内へ
送り込まれる排気ガスの残りの部分がサブフィルタ２の
上流フィルタ４Ｓ、下流フィルタ５Ｓ及びケーシング３
と下流フィルタ５Ｓとの間の通路を通って出口３５へ送
り出される。

【００２１】ケーシング３内において、メインフィルタ
１とサブフィルタ２とを連通する通路９には、該通路９
を開閉するためにシャッタ７が設けられている。シャッ
タ７は、コントローラ１０の指令で作動するシャッタア
クチュエータ８によって開閉作動される。また、シャッ
タ７の下流に配置されているメインフィルタ１における
上流フィルタ４Ｍには、メインフィルタ１に対して捕集
されたパティキュレートを加熱焼却するのに使用される
燃焼空気を供給するため空気供給口２３が開口してい
る。そして、コントローラ１０の指令で作動する空気導
入ポンプ２０からの空気が空気供給口２３を通じてメイ
ンフィルタ１へ供給できるように構成されている。

【００２２】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、特に、次の構成を有することに特徴を有している。
ディーゼルエンジンの排気管３６に配置された上流フィ
ルタ４Ｍ，４Ｓと下流フィルタ５Ｍ，５Ｓとには、Ｎｉ
線等のヒータ線６を内蔵した誘電体セラミックスでそれ
ぞれ作製されている。メインフィルタ１の上流フィルタ
４Ｍとサブフィルタ２の上流フィルタ４Ｓは、マイナス
電極に帯電するように構成されている。また、メインフ
ィルタ１の下流フィルタ５Ｍとサブフィルタ２の下流フ
ィルタ５Ｓは、プラス電極に帯電するように構成されて
いる。この実施例では、上流フィルタ４Ｍ，４Ｓと下流
フィルタ５Ｍ，５Ｓを構成する帯電用導体は、網目状又
は多孔質の構造を有し、チタン酸バリウム、チタン酸鉛
のようなセラミックス誘電体物質から作製された電子供
給体から構成され、或いは網目状又は多孔質金属基体に
上記セラミックス誘電体物質を被覆することによって構
成されている。

【００２３】このディーゼルパティキュレートフィルタ
では、上流フィルタ４Ｍ，４Ｓは、下流フィルタ５Ｍ，
５Ｓより大きい通孔に形成され、上流フィルタ４Ｍ，４
Ｓを排気ガスが通過する時に、該排気ガス中のパティキ
ュレートが上流フィルタ４Ｍ，４Ｓに衝突してマイナス
に帯電するように曲折している。また、下流フィルタ５
Ｍ，５Ｓは、パティキュレートの捕集効率を良好にする
ため、それらの表面積が大きくなるように構成されてい
る。そこで、プラスに帯電した下流フィルタ５Ｍ，５Ｓ
によって、マイナスに帯電したパティキュレートが容易
に且つ確実に捕集されるようになる。

【００２４】上流フィルタ４Ｍ，４Ｓ及び下流フィルタ
５Ｍ，５Ｓには、ヒータ線６がそれぞれ埋め込まれてお
り、各ヒータ線６はラインを通じて電源２４に接続され
ている。即ち、メインフィルタ１における上流フィルタ
４Ｍのヒータ線６は、電源２４のマイナス側にライン２
５を通じて接続され、下流フィルタ５Ｍのヒータ線６
は、電源２４のプラス側にライン２６を通じて接続され
ている。また、上流フィルタ４Ｍのヒータ線６と下流フ
ィルタ５Ｍのヒータ線６とは、スイッチ１２を介してラ
イン２２，２７を通じて接続されている。また、サブフ
ィルタ２における上流フィルタ４Ｓのヒータ線６は、電
源２４のマイナス側にライン２８を通じて接続され、下
流フィルタ５Ｓのヒータ線６は、電源２４のプラス側に
ライン２９を通じて接続されている。また、上流フィル
タ４Ｓのヒータ線６と下流フィルタ５Ｓのヒータ線６と
は、スイッチ１１を介してライン３０，３１を通じて接
続されている。

【００２５】更に、メインフィルタ１の下流フィルタ５
Ｍに捕集されたパティキュレートの増加に応じて、下流
フィルタ５Ｍの電気通電体としての抵抗の減少に応答し
て、下流フィルタ５Ｍ中のＮｉ線等のヒータ線６に電流
が流れる。図では、下流フィルタ５Ｍの厚さ方向の電気
通電体としての抵抗が検出されるように、下流フィルタ
５Ｍの外周面に端子１３が設けられ、下流フィルタ５Ｍ
の内周面に端子１４が設けられている。端子１３はライ
ン１６を通じてコントローラ１０に接続し、端子１４は
ライン１７を通じてコントローラ１０に接続している。
従って、下流フィルタ５Ｍの電気通電体としての抵抗が
減少すると、コントローラ１０→ライン１６→端子１３
→下流フィルタ５Ｍ→端子１４→ライン１７→コントロ
ーラ１０の回路に電気が流れ、コントローラ１０に対し
て、下流フィルタ５Ｍに所定量以上のパティキュレート
が捕集されたことの信号を入力することになる。

【００２６】メインフィルタ１について、下流フィルタ
５Ｍの電気通電体としての抵抗が減少すると、その信号
はコントローラ１０に入力され、その信号に応答してコ
ントローラ１０はライン１８を通じてスイッチ１２をオ
ンし、スイッチ１２がオンすると、電源２４、ヒータ線
６及びスイッチ１２の回路が導通し、電源２４→ライン
２６→下流フィルタ５Ｍ内のヒータ線６→ライン２２→
スイッチ１２→ライン２７→上流フィルタ４Ｍ内のヒー
タ線６→ライン２５→電源２４の経路で電流が流れる。
そこで、ヒータ線６は発熱し、上流フィルタ４Ｍ及び下
流フィルタ５Ｍは加熱され、上流フィルタ４Ｍ及び下流
フィルタ５Ｍに捕集されているパティキュレートが加熱
焼却される。その時、下流フィルタ５Ｍに捕集されたパ
ティキュレートを焼却することに応答して、コントロー
ラ１０の指令で空気送風機即ち空気導入ポンプ２０が作
動してメインフィルタ１に空気を供給し、パティキュレ
ートの焼却を促進する。

【００２７】また、サブフィルタ２についても同様な作
用が達成できる。即ち、コントローラ１０はライン２１
を通じてスイッチ１１をオンし、スイッチ１１がオンす
ると、電源２４、ヒータ線６及びスイッチ１１の回路が
導通し、電源２４→ライン２９→下流フィルタ５Ｓ内の
ヒータ線６→ライン３０→スイッチ１１→ライン３１→
上流フィルタ４Ｓ内のヒータ線６→ライン２８→電源２
４の経路で電流が流れる。そこで、ヒータ線６は発熱
し、上流フィルタ４Ｓ及び下流フィルタ５Ｓは加熱さ
れ、上流フィルタ４Ｓ及び下流フィルタ５Ｓに捕集され
ているパティキュレートが加熱焼却される。

【００２８】このディーゼルパティキュレートフィルタ
では、シャッタ７が通路９を閉鎖した時には、メインフ
ィルタ１でパティキュレートの加熱焼却が行われるが、
この時、排気ガスはサブフィルタ２へ流されて排気ガス
に含まれているパティキュレートは捕集される。また、
シャッタ７が通路９を開放している時には、仕切板３７
の通路の絞り効果により流路抵抗が大きくなっており、
殆どの排気ガスがメインフィルタ１へ流れ、その時、サ
ブフィルタ２に捕集されているパティキュレートは、排
気ガス中の酸素によって酸化反応して焼却される。

【００２９】この発明によるディーゼルパティキュレー
トフィルタは、上記のように構成されているので、次の
ように作動できる。このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、まず、コントローラ１０の指令でシャッタ
アクチュエータ８が作動してシャッタ７が通路９を開放
した状態になっている。スイッチ１１，１２はコントロ
ーラ１０の指令でオフしている。従って、メインフィル
タ１では、上流フィルタ４Ｍはライン２５を通じて電源
２４のマイナス側に接続し、下流フィルタ５Ｍはライン
２６を通じて電源２４のプラス側に接続している。ま
た、サブフィルタ２では、上流フィルタ４Ｓはライン２
８を通じて電源２４のマイナス側に接続し、下流フィル
タ５Ｓはライン２９を通じて電源２４のプラス側に接続
している。従って、上流フィルタ４Ｍ，４Ｓはマイナス
に帯電し、下流フィルタ５Ｍ，５Ｓはプラスに帯電して
いる。

【００３０】上記の状態で、ディーゼルエンジンから排
気される排気ガスは排気管３６を通じてこのディーゼル
パティキュレートフィルタに送り込まれる。排気ガスの
大部分はメインフィルタ１を通り、残りがサブフィルタ
２を流れる。排気ガスに含まれているカーボン、煤、Ｈ
Ｃ等のパティキュレートは、上流フィルタ４Ｍ，４Ｓを
通過する時、上流フィルタ４Ｍ，４Ｓがマイナスに帯電
しているので、パティキュレート中のカーボンは上流フ
ィルタ４Ｍ，４Ｓの壁面に衝突して流れる時にマイナス
に帯電され、下流フィルタ５Ｍ，５Ｓに送り込まれる。
そこで、マイナスに帯電されたカーボンを含むパティキ
ュレートは、下流フィルタ５Ｍ，５Ｓがプラスに帯電さ
れているので、排気ガス中のパティキュレートは、容易
に且つ確実に下流フィルタ５Ｍ，５Ｓに捕集されること
になる。

【００３１】メインフィルタ１の下流フィルタ５Ｍには
端子１３，１４が設定されているので、下流フィルタ５
Ｍにパティキュレートが捕集されて堆積すると、下流フ
ィルタ５Ｍは電気通電体としての抵抗が減少し、端子１
３と端子１４間に電流が流れ、コントローラ１０に所定
量のパティキュレートが下流フィルタ５Ｍに堆積してい
ることの信号を入力する。下流フィルタ５Ｍに所定量の
パティキュレートが堆積すると、下流フィルタ５Ｍのヒ
ータ線６に通電してパティキュレートを加熱焼却して下
流フィルタ５Ｍを再生する必要がある。

【００３２】そこで、コントローラ１０は、指令を発し
てライン１５を通じてシャッタアクチュエータ８を作動
してシャッタ７で通路９を閉鎖する。シャッタ７が閉鎖
することによって、メインフィルタ１への排気ガスの流
れは阻止され、排気ガスはサブフィルタ２へと流れ、サ
ブフィルタ２で排気ガスに含まれるパティキュレートは
捕集されるようになる。サブフィルタ２での排気ガス中
のパティキュレートの捕集作用は、メインフィルタ１の
場合と全く同様である。

【００３３】コントローラ１０の指令でシャッタ７で通
路９を閉鎖すると、コントローラ１０はスイッチ１２を
オンする指令を出す。スイッチ１２がオンすると、電源
２４、ヒータ線６及びスイッチ１２の電気回路が導通
し、電源２４→ライン２６→下流フィルタ５Ｍ内のヒー
タ線６→ライン２２→スイッチ１２→ライン２７→上流
フィルタ４Ｍ内のヒータ線６→ライン２５→電源２４の
経路で電流が流れる。そこで、ヒータ線６は発熱し、上
流フィルタ４Ｍ及び下流フィルタ５Ｍは加熱され、上流
フィルタ４Ｍ及び下流フィルタ５Ｍに捕集されているパ
ティキュレートが加熱焼却される。その時、下流フィル
タ５Ｍに捕集されたパティキュレートを焼却することに
応答して、コントローラ１０の指令で空気導入ポンプ２
０が作動してメインフィルタ１に空気を供給し、パティ
キュレートの焼却を促進する。

【００３４】次いで、メインフィルタ１に捕集されたパ
ティキュレートが加熱焼却されてメインフィルタ１が再
生されると、コントローラ１０の指令によって、ライン
１９を通じて空気導入ポンプ２０の作動は停止され、ス
イッチ１２がオフになり、ヒータ線６への通電が停止さ
れ、上流フィルタ４Ｍはマイナスに帯電され、下流フィ
ルタ５Ｍはプラスに帯電されると共に、シャッタアクチ
ュエータ８が作動してシャッタ７が開放され、排気管３
６からの排気ガスはメインフィルタ１へ送り込まれる。

【００３５】メインフィルタ１に捕集されたパティキュ
レートを加熱焼却してメインフィルタ１を再生している
時には、サブフィルタ２では排気ガス中のパティキュレ
ートを捕集していたので、サブフィルタ２にはパティキ
ュレートが捕集されている状態である。そこで、シャッ
タ７を開放してメインフィルタ１で排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するようにした時には、直ちにサブフ
ィルタ２の再生を行うことにする。まず、コントローラ
１０の指令でスイッチ１１をライン２１を通じてオンに
する。スイッチ１１がオンすると、電源２４、ヒータ線
６及びスイッチ１１の電気回路が導通し、電源２４→ラ
イン２９→下流フィルタ５Ｓ内のヒータ線６→ライン３
０→スイッチ１１→ライン３１→上流フィルタ４Ｓ内の
ヒータ線６→ライン２８→電源２４の経路で電流が流れ
る。そこで、ヒータ線６は発熱し、上流フィルタ４Ｓ及
び下流フィルタ５Ｓは加熱され、上流フィルタ４Ｓ及び
下流フィルタ５Ｓに捕集されているパティキュレートが
加熱焼却される。

【００３６】サブフィルタ２でのパティキュレートの加
熱焼却の時には、排気ガスの一部はサブフィルタ２に流
されている。従って、排気ガスに含まれる酸素を使用し
て、サブフィルタ２に捕集されているパティキュレート
は加熱焼却即ち酸化反応して焼失される。また、所定時
間にサブフィルタ２に通電することによってサブフィル
タ２に捕集されているパティキュレートは加熱焼却され
るので、予め設定した時間が経過した後に、コントロー
ラ１０の指令でスイッチ１１をオフにする。この状態
で、排気ガスの大部分はメインフィルタ１に送り込ま
れ、排気ガスの残りの一部分がサブフィルタ２に送り込
まれる状態になる。このディーゼルパティキュレートフ
ィルタは、上記の作動を自動的に繰り返して排気ガス中
に含まれるパティキュレートは連続的に捕集され、加熱
焼却される。

【００３７】

【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、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、このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、ディーゼルエンジンの排気管の上流側
にマイナス電極に帯電する上流フィルタを且つ下流側に
プラス電極に帯電する下流フィルタを配置し、前記上流
フィルタと前記下流フィルタとをヒータ線を内蔵した誘
電体セラミックスでそれぞれ作製したので、排気ガス中
に含まれるパティキュレートは前記上流フィルタを通過
することによってマイナスに帯電され、後流に配置され
たプラスに帯電された下流フィルタによって容易に且つ
確実に吸着捕集される。

【００３８】また、前記上流フィルタは前記下流フィル
タより大きい通孔に形成されているので、排気ガス中の
パティキュレートは前記上流フィルタを通過でき、その
時、パティキュレート中のカーボンはマイナスに帯電さ
れる。前記上流フィルタを排気ガスに含まれるパティキ
ュレートが通過する時にパティキュレートがマイナスに
帯電するので、プラスに帯電した前記下流フィルタによ
ってパティキュレートは容易に捕集される。更に、前記
上流フィルタと前記下流フィルタとは同心軸上に配置さ
れ、前記下流フィルタは前記上流フィルタの外側に配置
されているので、排気ガスの流れは屈曲し、排気ガス中
のパティキュレートは前記上流フィルタの基体の壁面に
衝突し、確実にマイナスに帯電される。

【００３９】更に、前記下流フィルタに捕集されたパテ
ィキュレートの増加に応じて、前記下流フィルタの電気
通電体としての抵抗の減少を感知し、それに応答して前
記下流フィルタ中の前記ヒータ線に電流が流れ、前記下
流フィルタに捕集されているパティキュレートが加熱焼
却されるものである。その時、前記下流フィルタに捕集
されたパティキュレートを焼却することに応答して、空
気導入ポンプが作動して前記下流フィルタに空気を供給
し、パティキュレートの焼却を促進する。

【００４０】更に、前記上流フィルタ及び前記下流フィ
ルタから構成されるメインフィルタとサブフィルタとが
排気ガス流れ方向に二段に配置され、前記サブフィルタ
が上流側に且つ前記メインフィルタが下流側に配置さ
れ、前記サブフィルタと前記メインフィルタとを連通す
る通路はシャッタで開閉される。そこで、前記シャッタ
による前記通路の閉鎖時に前記メインフィルタでパティ
キュレートの加熱焼却が行われる。また、前記シャッタ
の前記通路の開放時に、前記サブフィルタで排気ガス中
の酸素によって酸化反応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタの一実施例を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１ メインフィルタ ２ サブフィルタ ３ ケーシング ４Ｍ，４Ｓ 上流フィルタ ５Ｍ，５Ｓ 下流フィルタ ６ ヒータ線 ７ シャッタ ８ シャッタアクチュエータ ９ 通路 １０ コントローラ １１，１２ スイッチ １３，１４ 端子 ２０ 空気導入ポンプ ２４ 電源 ３６ 排気管

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気管に、その上
   流側にマイナス電極に帯電する上流フィルタが配置さ
   れ、その下流側にプラス電極に帯電する下流フィルタが
   配置されており、前記上流フィルタと前記下流フィルタ
   には電流を流せるヒータ線を内蔵した誘電体セラミック
   スでそれぞれ作製されていることを特徴とするディーゼ
   ルパティキュレートフィルタ。
2. 【請求項２】 前記上流フィルタは前記下流フィルタよ
   り大きい通孔に形成され、排気ガスに含まれるパティキ
   ュレートが前記上流フィルタを通過する時にパティキュ
   レート中のカーボンがマイナスに帯電され、プラスに帯
   電した前記下流フィルタによってマイナスに帯電したカ
   ーボンを含むパティキュレートが付着捕集されることを
   特徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキュレー
   トフィルタ。
3. 【請求項３】 前記上流フィルタと前記下流フィルタと
   は同心軸上に配置され、前記下流フィルタは前記上流フ
   ィルタの外側に配置されていることを特徴とする請求項
   １に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。
4. 【請求項４】 前記下流フィルタに捕集されたパティキ
   ュレートの増加に従って前記下流フィルタの電気通電体
   としての抵抗が減少するので、その時の前記下流フィル
   タの抵抗値をセンサーで検出し、該センサーによる検出
   信号に応答して前記下流フィルタ中の前記金属線に電流
   を流し、パティキュレートが加熱焼却されることを特徴
   とする請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフ
   ィルタ。
5. 【請求項５】 前記下流フィルタに捕集されたパティキ
   ュレートを加熱焼却するため前記下流フィルタ内の前記
   ヒータ線に加熱電流を通電後に空気導入ポンプを作動さ
   せて前記下流フィルタに空気を供給することを特徴とす
   る請求項１に記載のディーゼルパティキュレートフィル
   タ。
6. 【請求項６】 前記上流フィルタ及び前記下流フィルタ
   から構成されるメインフィルタとサブフィルタとが排気
   ガス流れ方向に二段に配置されており、前記サブフィル
   タが上流側に且つ前記メインフィルタが下流側に配置さ
   れ、前記サブフィルタと前記メインフィルタとを連通す
   る通路には該通路を開閉するシャッタが配置され、前記
   シャッタによる前記通路の閉鎖時に前記メインフィルタ
   でパティキュレートの加熱焼却が行われ、また、前記シ
   ャッタの前記通路の開放時に前記サブフィルタで捕集さ
   れたパティキュレートが排気ガス中の酸素で酸化反応す
   ることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルパティ
   キュレートフィルタ。