JPS61268813A - デイ−ゼルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディーゼルエンジンの排気のエミッションレ
ベルを下げる技術、とりわけディー−Ｆニルエンジンの
排気に含まれる固形微粒子物質を除去するための非常に
効果的な収り扱い方法と装置に係る。

（従来の技術） ここ数年来、従来のガソリンエンジンに比べて高い燃料
経済性により、動力自動車にディーゼルエンジンが多用
されてきている。道路走行用に用いられる商業的に利用
可能なディーゼルエンジンは、便宜上２つのカテゴリー
に分類される。すなわち軽車両２よびトラックに使用す
るものと、重車両に使用するものとがある。軽車両とト
ラックは、環境保護庁より、１２人乗りまたはそれ以下
の乗用車、軽トラツク並びに総ｔｉ：が８．５０１ボン
ド未満の他のすべての車両として定義されている。この
カテイリーには、はとんどの車両と集配トラック、小型
トラックおよび一部の特殊用途の車両が含まれる。重車
両は、総重量が８．５００ボンドを越えるすべての車両
として定義されている。

重車両の典散的な例に、トラック、バス、バントラック
およびレクリエーション用の車両がある。

ところでディーゼルエンジンは、倉庫施設や地下鉱山施
設のようなそのほとんどが換気しにくい工業的環境の中
でも使われている。またディーゼルエンジンは、ディー
ゼル機関車；フォークリフトのエンジン、大型車両の補
助エンジン、発電機やポンプ設備等の産業用途、あるい
は木材の伐採採鉱、採石や油田での作業のための産業用
途、および油田の掘削設備；デルドープ、モータグレー
ダ、トラクタ、スクレーパ、ローラおよびローダに使う
建設工事の用途；農業動力設備等の羨業用途に広く利用
されている。

しかし、とりわけ重車両の分野では評価が高まってきて
はいるものの、また未完全燃焼炭化水素および一酸化炭
素の含有量に関しくガソリンエンジンとは異なり）ディ
ーゼルエンジンは比較的きれいではあるが、ディーゼル
エンジンの使用に６たって幾つかの大きな障害が残され
ている。こうした問題点は、主に、ディーゼルエンジン
の排気が好ましくない多量の固形微粒子物質を含有して
いることによる。固形微粒子の盆は、例えば、がソリン
エンジンの排気に含まれる量の少なくとも３０倍から５
０倍に及んでいる。

ディーゼルエンジンの排気から出る典散的な固形微粒子
物質は、塊状の粗い球形のほぼ団粒をなす、小さくて中
実で不規則な形をした粒子からできている。しばしば粒
子は表面に高分子量炭化水素を吸着しており、また液体
被楔を備えていることがよくある。微粒子物質は、純粋
な炭素と数百の有機成分コンパウンドとが化学的に結合
した混合物である。微粒子は、しばしば微粉状のコンシ
スチンシーを持つ非常に微細な軽量粉末である。

粒子サイズは、約０．０１ミクロンの非常に微細な単一
粒子から１０〜３０ミクロンの比較的大型の団粒までの
範囲に分布している。例えば、粒子は０．０７５１　／
　ＣｒＬ”の容積密度と１００７ＦＬ”／ｇの表面積を
備えている。一般的に言えば、ターボ過給式ディーゼル
エンジンから排出される固形微粒子物質の性質は、通常
の自給式ディーゼルエンジンの場合に比べて幾分異なり
、前者の固形微粒子の方がサイズが小さく、含有する有
機成分コンパウンドのレベルも低い。

概して、ディーゼルエンジンの排気に含まれる前述した
高レベルの固形微粒子エミッションは、既に大気中にか
なりな高レベルの微粒子が浮遊している特に都市部では
、こうした微粒子に原因したコンパランＰの問題を大き
くしている。例えばデイゼル人工が増えるにつれ、主要
都市では視界が低下することが考えられている。例えば
国家調査委代会（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ
　Ｃｏｕｎｃｉｌ　）は、ロスアンゼルス市では１９９
０年までに視界が２０チ低下し、まだデンバー市では５
０％低下することを予想している（サイエンス誌、１９
８２年１月号、２６８頁）。しかもディーゼル排気の微
粒子エミッションのうちある種の特徴を持つ成分は発が
ん物質であることが確認されており、こうした成分が大
気中に存在することは漣康にとって有害であり明らかに
好ましくない。これに関連して、国立がん研究所（Ｎａ
ｔｉｏｎａｌ　Ｃａｎｃｅｒ　工ｎ５ｔｉｔｕｔｅ　）
の発行した調査書は、ディーゼル車を運転するドライバ
は通常の八に比べて２０倍はど肺がんになる危険性が高
まることを報告している（ウオールストリート　ジャー
ナル誌、１９８３年４月１１日）。

前述した状況に対応して遣境保獲庁は、１９８７年型か
らディーゼル駆動軽車両の微粒子物質エミッションの排
出規準をＱ、６１７　／　ｍ１ｌｅにすることを提案し
てきた。また環境保護庁は、ディーゼル駆動重車両のそ
うした微粒子物質エミッションの排出規準をも肌２５１
１　／　ｂｈｐ−ｈｒ　（１９９０年型から適用）にす
ることを提案してきている。

先に述べた問題点を克服するために、ディーぜルエンゾ
ンのメーカ並びに自動車メーカが採り得るオプションの
１つに、商築規模で生産されているディーゼルエンジン
の出力をあえて抑制する方法がある。事実上、この技術
は以前よりエンジンメーカが用いてきたスモークとがス
状エミッションを抑える方法を発展させた単純なもので
ある。

そうした技術の具体例として、（１）加速スモークと（
２）ルグダウンスモーク（ｌｕｇａｏｖｎ　ｓｍｏｋｅ
）を極カ抑えるのに用いる方法がある。

加速スモークは、車両の加速時に発生するスモークであ
る。この加速スモークは必要以上に燃空比が高いと発生
し、通常ではそれ自体で瞬間的なバツクファイヤとして
現われる。ルグダウンスモークは、重負荷の下での運転
中、例えば坂道を登っている間に発生する。このスモー
クμ、フルロ−１安定状態スモークと考えられている。

メーカは、エミッションの生じる状況の下で、噴射され
る偲料の量を機械的に制限してこれら問題点を補償して
いる。従って性能低下の犠牲の下でスモークを減少させ
ている。

前述した技術により、エンジンメーカはそうしたエンジ
ンの排気に含ｔｎる固形微粒子エミッションを減少させ
る試みにおいて幾分進歩してきている。しかしこれら方
法はちる程度効果はあるが、適切な解決策ではない。す
なわち前述した試みは、動力出力を許容できないほど低
いレベルまで下げない限り、すべての固形粒子エミッシ
ョンをなくしたり、あるいは固形微粒子エミッションを
好ましい低レベルまで減らすことができない。

エミッションレベルを下げる他の幾つかの方法の可能性
について調査が行なわれている。これら可能性のある方
法のうちの期待されるものに、排気流に浮遊した状態の
まま微粒子を熱と触媒により酸化させ、フィルタで捕捉
した微粒子物質を熱酸化し、そしてこのフィルタで捕捉
した微粒子を触媒酸化する方法がある。しかしこうした
試みは、一般に、実施可能な商業的な解決策としての適
性を損う欠点も付随している。

例えば、排気流中の熱で酸化を行なう技術は多量の熱エ
ネルギを持つ排気流を必要とし、この熱は通常では再利
用できない。排気流中の触媒で酸化を行なう技術は、触
媒材料を排気流に導入するための適当な手段を装備し、
また適合する触媒を事前に確認しておく必要がある。こ
れら両方の問題点が今日に至るまで問題を解決する上で
の障害となっている。

先に述べた試み以外にも、フィルタを使用してディーゼ
ルエンジンの排気流から固形微粒子を取り除く方法がら
る。フィルタの使用は、業界にあって比較的多くの関心
を集めてきた。様々な種類の多くのフィルタ材料、特に
七２ミック材料、ステンレススチール金網等について実
験が行なわれてきた。フィルタ処理は、もちろんのこと
、排気流から微粒子エミッションを取り除くのに効果の
ある直接的な方法である。しかしながらこうしたフィル
タは目詰まりする傾向があるため、フィルタの便用にも
大きな線層が残されている。

多くのフィルタ材料が粒子の場合、いったん装填してし
まえばこれら微粒子は途中で交換することができない。

またある程度まで目詰まりが生じれば、最初の状態まで
性能を回復させることができないため、フィルタエレメ
ントを廃棄して新しいものに交換しなくてはならない。

そうしたフィルタエレメントは掃除をしても効果はない
。目詰まりが進行していくのを阻止できなければ、フィ
ルタを通る排気流を目詰まりが止めてしまうことＫなり
かねない。フィルタの効果を上げるためには当該フィル
タを排気流中に置かなくてはならないから、フィルタが
目詰ｔりするとフィルタエレメント両側の圧力ディファ
レンシャルが上昇して、フィルタエレメントが排気の移
動を妨げるようになり、ディーゼルエンジンの運転に悪
影響を及ぼす。このためフィルタを具体的な解決策にし
よりとするならば、排気の通るフィルタエレメントに目
詰りしている固形微粒子物質を取り除く、すなわちフィ
ルタを再生する必要がおる。

こうしたことから、フィルタの再生が前述したフィルタ
技術の童女な点をなしていることが明らかである。しか
しながら、そうした技術はフィルタの再生に注目はして
いるものの、こうした技術自体商業的ＩＣ魅力のないも
のになっている。例えば、フィルタを再生するためにフ
ィルタで捕捉した微粒子物質を熱と触媒で酸化する技術
は、占有スペース、コストおよびエネルギの消費に関し
て問題を残している。またこれら問題点く伴って生じる
ものもかな９らる。これらフィルタ技術は、フィルタを
使用しない排気中での直接酸化技術と同様不満足なもの
である。

技術の開発動向の指針を得ようとするなら、前述した提
案の最新の検討評価書でちるマーフィー氏その他の者（
Ｍｕｒｐｈｙ　ａｔ　ａｌ）による“ディーゼル微粒子
制御のアセスメントー直接触媒酸化”を参照されたい。

この記事は、ミシガン州デトロイト市、コポ会議場で（
１９８１年２月２３日から２７日）開かれた国際学会並
びに展示会で発表された、ＳＡＥ技術論文シリーズ宛８
１０．１１２に掲載されている。この論文中では、ディ
ーゼルエンジンの排気から固形微粒子物質を取り除く技
術のうち最も実現性の高いものが、フィルタで捕捉した
微粒子物質の触媒酸化技術であることが述べられている
。

ディーゼルエンジンから固形微粒子物質を取り除くその
他の試みが、英国特許出願第２．０９７．２８３号にも
見られる。この出願は、排気流をフィルタ処理する方法
とこの方法を実施するのく伴う装置を明らかにしている
。この技術は、セラミックフィルタ材料と２つのフィル
タゾーンとを用いている。前記フィルタゾーンは交互に
使用され、内燃エンジンからの排気流を処理するようＫ
なっている。この技術の基本思想は、一方のフィルタゾ
ーンな用いて排気流をフィルタ処理している間に、排気
流とは反対方向にこのフィルタを通じて適当な流体（例
えば、空気）を流して捕捉されていた固形微粒子物質を
除去し、他方のフィルタゾーンを同時に再生することに
ある。こうした再生技術はバックフラッシュ法として周
知でｂる。バックフラッシュを行なう時間について何ら
特定さ１ていない。しかしこのバック７ラツシユ法は、
バックフラッシュ流体を再生しようとするフィルタゾー
ンな通じ、比較的長い時間にわたＩけことにより行なわ
れることが明らかである。フィルタから除去された固形
微粒子物質は、燃焼の丸めにエンジンにリサイクルされ
る。必要な時間を経て再生されたフィルタゾーンは排気
ｆＩｆｔ、に挿入され、他方のフィルタゾーンはバック
フラッシュに晒される。こうしてフィルタゾーンは間歇
的に回転さ瓢フィルタ処理を行なっている際（効率の良
い運転を維持するようになっている。

しかし、前述した英国特許出願が明らかにした技術にも
多くの欠点がらる。この出願が教える連続バックフラッ
シュ処理法を用いても、使用したフィルタゾーンが長期
間にわたり詰まったままになるのを防ぐのに効果がない
。それどころかバックフラッシュを加えても目詰りが徐
々に増えていき、フィルタを通じた圧力降下が漸進的に
増大していく。従って安定した状態の運転を行なえなか
つた。また英１特許出願に記載された連続するバックフ
ラッシュ／リサイクル法を用いればエミッションレベル
を幾分下げられるが今だ不満足で改良の余地が大きい。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、ディーゼルエンジンの排気から固形微
粒子物質を取り除き、エンジンの動カ出力〆テンシャル
を改善して利用することができ、同時に固形微粒子エミ
ッションを僅かなレベルまで減少することのできる方法
を提供し、またこの方法を実施するための装置を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、ディーゼルエンジンの排気から固
形微粒子物質を取り除く、直接的で、単純で比較的安価
でしかも効単の高い方法を提供し、またこの方法を実施
するための装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ディーゼルエンジンの排気
から固形微粒子物質をフィルタ除去する、フィルタ材料
なほぼ完全に再生してフィルタの圧力効果を許容できる
程度に回復させるのく効果のある方法を提供し、またこ
の方法を実施するための装置を提供することにらる。

本発明のさらに他の目的は、ディーゼルエンジンの排気
から固形微粒子物質をフィルタ除去する、排気の流れを
フィルタ処理に加えて、リサイクルされた固形微粒子エ
ミッションの燃焼効率を高め、これに伴ってディーゼル
エンジンの排気に含まれる固形微粒子のノベルを下げる
方法を提供することにらる。

本発明の目的は以下のようにして達成される。

１つの形態において、本発明は、ディーゼルエンジンの
排気から固形微粒子物質を取り除くための方法に係り、
当該方法は、フィルタ手段の少なくとも一部を通じてエ
ンジンの排気流を流し、排気に含まれている固形微粒子
物質を捕捉して、この排気流から固形微粒子物質を取り
除く段階と、フィルタ手段の少なくとも前記一部に向か
う排気流を間歇°的に遮断する段階と、この遮断中に、
フィルタ手段を通じバックフラッシュ流体パルスを流し
て、フィルタ手段の一部から前記固形＊ａ子動物質除去
する段階と、取り除いた前記固形微粒子物質をエンジン
内で燃焼できるように、当該固形微粒子物質をエンジン
の吸入側に搬送する段階とを有している。

他の形態において、本発明は、排気エミッションを減ら
すためのディーゼルエンジンのｉｔに係り、当該装置は
、エンジンの排気流を遮るように配置されたフィルタ手
段にして、排気が当該フィルタ手段の少なくとも一部を
通り抜ける際に排気に含まれている固形微粒子物質を捕
捉して、この排気流から固形微粒子物質を取り除く工う
なフィルタ手段と、フィルタ手段の少なくとも前記一部
を通る排気流を間歇的に遮断するための手段と、この遮
断中にフィルタ手段を通じバックフラッシュ流体パルス
を流して、フィルタ手段の前記一部から前記固形微粒子
物質を除去するための手段と、取り除いた前記固形微粒
子物質をエンジン内で燃焼できるように、当該固形微粒
子物質をエンジンの吸入側に搬送するための手段とを有
している。

別の形態において、本発明は、ディーゼルエンジンの排
気から固形微粒子物質を取り除くための方法に係り、当
該方法は、単一のフィルタゾーンを内蔵しているフィル
タ手段を通じてエンジンの排気流を流し、排気に含まれ
ている固形微粒子物質を取り除く段階と、前記フィルタ
ノーンを通る排気流を間歇的に遮断する段階と、この遮
断中に、前記フィルタゾーンを通じバック７ラツシユ流
体パルスを流して、フィルタ手段から前記固形微粒子物
質を除去する段階と、取り除いた前記固形微粒子物質を
エンジン内で燃焼できるように、当該固形微粒子物質を
エンジンの吸入側に搬送する段階とを有している。

その他の形態において、本発明は、排気エミッションを
減らすためのディーゼルエンジンの装置に係り、当該装
置は、エンクンの排気流を遮るように配置されたフィル
タゾーンを持ち、排気が当該フィルタゾーンな通り抜け
る際にエンジンの排気に含まれている固形微粒子物質を
捕捉して、排気流から固形微粒子物質を取り除くような
フィルタ手段と、前記フィルタゾーンを通る排気流を間
歇的に遮断するための手段と、この遮断中に、前記７（
ルタデーンヲ通シバツクフラッシュ流体パルスを流して
、フィルタ手段から前記固形微粒子物質を除去するため
の手段と、取り除いた前記固形微粒子物質をエンジン内
で燃焼できるように、当該固形微粒子物質をエンジンの
１及入側に搬送するための手段とを有している。

本発明を実施する者には多くの利点が得られる。

本発明の方法と装置の実施例によれば、ディーゼルエン
ジンの排気の固形微粒子エミッションを充分く低いレベ
ルまで下げることができる。はぼ９０％もしくはそれ以
上の固形微粒子エミッションが取り除かれ、微粒子エミ
ッションは、近い将来実施することを提案されている最
大エミッションレベルよりもかなり低い値となる。この
ためエミッションＶペルを下げるのく、ニンジンのポテ
ンシャル動力出力を制限する必要がなくなる。従って大
幅に増大したディーゼルエンジンのポテンシャル動力出
力を利用することができる。また本発明は、広く使われ
ているフィルタ材料を用い、フィルタシステムに多量の
熱エネルヤ触媒剤およびこれに類似のものを使用しなく
とも固形微粒子エミッションを制御することのできる、
直接的で、単純で比較的安価でしかも効率の高い方法と
装置を提供している。また本発明は、パルスバックフラ
ッシュ効果を用いて、使用されているフィルタ材料のほ
ぼ完全な再生を行なっている。こうしたことから、連続
するバックフラッシュを用いた場合に経験してきた除去
できない長期間にわたる閉塞を除き、しかも高いフィル
タ効率を維持（結果的に使用時の性能を改善しフィルタ
の寿命を延ばす）することにより、フィルタ材料の劣化
は安定するため大きな利点が得られる。また重要な点と
して、フィルタ材料を再生し、同時に燃焼用として捕捉
した同形微粒子物質をエンジンＩｃ　ＩＪプサイルする
ために、パルスバックフラッシュを用いる本発明の実施
者は、固形微粒子物質の燃焼効率を高めると共に、連続
するバックフラッシュを用いてリサイクルされた固形微
粒子エミッションの燃焼効率をも高めることができるこ
とになる。従つて本発明は、技術的にも商業的にも進歩
している。

以下に添付図面に溢い好ましい本発明の実施例について
詳細に説明する。

（実施例） 不発明は、すべてのサイズの自給式およびターボ通約式
の両方式によるディーゼルエンジン、とυわげ、大型の
ターボ過給式ディーゼルエンジュ・に組み合わせて使用
するのに適している。前記大型のターボ過給式ディーゼ
ルエンジンは、トラックやバス等の重車両、あるいは固
形微粒子エミッションの量が特に多かった力、と９わけ
換気が不充分で耐えられない場合等の過酷な産業用途に
用いられる。

本発明を用いて成功したかどうかを判断する主な尺度（
燃焼エンジンエミッション用のすべてのフィルタ装置で
も同じ）Ｆｉ、安定状態の運転条件の下で固形微粒子エ
ミッションレベルを必要な軸度まで大幅に減少して、商
業用途、自動車およびその他の産業用途の役に立てるか
どうかである。

従来のフィルタ処理法と装置は、フィルタの性能が効果
的なエンジンの運転全維持できなくなるレベルまで（漸
進的ではあっても〕不可逆的に目詰ま）してゆくフィル
タエレメントを内蔵しており、またこうしたフィルタエ
レメントを使用すると、エンジノの効果的な運転が行な
われなくなるまでシステム内の他の位置で固形微粒子エ
ミッションを集める必要がある。こうした方式を用いて
も長期間にわたる運転は行なえず、先に述べた汚染問題
の実行可能な解決策とはならない。−例として、微粒子
エミッションによるフィルタエレメントまたはトラップ
の目詰ま夛により、トラップ全路って圧力ディファレン
シャルが運転不能奮起こしてしまうほど増加してしまい
、システムに許容できない高い背圧が生じてエンジンそ
のものの、：ｉＡ転全全阻害てしまう。このことは当業
者なら簡単に理解できる。従って平衡を保つことが必要
となる。

すなわちエンジンからの微粒子エミッションの総量を、
最悪の場合でも、大気汚染上できるだけ少なくするよう
に設定された量を越えないよ５にすることが求められる
。本発明により汚染全極力少なくする技術は、固形微粒
子物質を（システム内に残留する量を除き〕燃焼（焼却
）のためにエンジンに送シ戻すことにより行なわれる。

このため本発明を実施する際に採られる構造的選択は、
システム内に存在する微粒子エミッションを°実戊可能
な低レベルに維持し、エンジンへ戻して焼却する微粒子
エミッションの量を極力増やすように取シ入れられる。

考慮する必要のある重要な点の１つはフィルタエレメン
トまたにトラップに関してである。フィルタエレメント
またはトラップは、エンジンから放出された排気流より
固形微粒子物質を取シ除くのに使われる。本発明に従っ
て排気流をフィルタ処理するのに適した材料は、セラミ
ックハニカム、焼結金属粒子、被覆並びに未被覆の金網
、セラミックファイバ、セラミック発泡体および充填ベ
ットである。これらのうちセラミックハニカムと焼結金
属粒子は表面フィルタとして働き、通常では、ハニカム
の有効孔径よりも大きい粒子を上流側の表面で捕捉する
。これに対し他に４種類または５種類のフィルタ媒体を
深い位置にあるフィルタとして働らかせるように考慮す
ることもできる。微粒子の除去は表面にのみ限定される
ｈげでけｆｘ　＜、フィルタ材料の厚みまたは深さの一
部もしくは全部にわたり連続して行なわれるからである
。

セラミックハニカムフィルタでは、フィルタ材料の平均
的な孔径よ）大きい固形微粒子にフィルタ材料の表面で
捕捉され、フィルタ材料を通り抜けるのｙｒ、回正され
ている。表面で微粒千金捕捉する一方で、有効孔径はフ
ィルタ効率を高めるように減少していき、より孔径の小
さい微粒子を捕捉するようになっている。一般に、セラ
ミックハニカムトラップに３つの機能時期を備えている
。第１の時期に、フィルタ材料の上流側表面における早
期の孔閉塞並びに初期ケーキの形成にほぼ原因した比較
的急速な背圧増加の時期；第２の時期は、比較的一定し
た捕捉率に特徴のある長い時期；最後は、多くのセルが
完全に目詰ま）することに原因した、背圧が再び急速に
増加する短い時期がある。例えば典型的なフィルタを使
用する場合（先に説明した第１図または第２図を参照）
、フィルタ材料の表面から１インチまたはそのあた〕の
位置は、固形微粒子捕捉物が薄く比較的均一なフイルム
として留まっているよ５なフィルタのその他の部分とは
異なシ、一般に非常に激しく詰まるようになる。捕捉さ
れた固形微粒子物質の本発明に従った除去法は、好まし
くは、第１の時期または早期の第２の時期に行なわれる
。フィルタエレメントの各チャンネルの内部を流れる空
気を最大限利用し、負荷を平均して分散するようになっ
たある極の実施例のセラミックハニカムフィルタの構造
によれば、詰まｂｔ−除去する効果全高めおよび／また
は除去作業の間隔を延ばすことができる。

焼結多孔金属フィルタ材料は、本発明の特定の実施例に
おいて、構造的に安定性があり、耐腐食性並びに耐熱性
を・備えているため都合が良い。これら材料は、例えば
ステンレススチール、ニッケル金主成分としその他の合
金パウダーを圧密し、焼結して作られている。これら材
料は市場、例えばモット冶金株式会社（Ｍｏｔｔ　Ｍｅ
ｔａｌｌｕｒｇｌｃａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）か
ら購入でき、本発明を用いて再生（すなわち掃除）する
のに非常に適している。

そうした材料の９再利用性（ｒｅ−ｅｎｔｒａｉｎｍｅ
ｎｔ　）”の特徴は、苦労せずして捕捉済みの微粒子を
取シ除く際に非常に有益である。

金網とセラミックファイバフィルタ材のいずれの場合も
、主要な捕捉機能は衝突と拡散である。

すなわち使用に際し、大きい粒子は金網またはファイバ
材料のフィラメントｌＣＳ突してフィラメント表面に付
着するか、または既にこうした表面に捕捉されている粒
子に付着される。また一部の小さい粒子は、金網または
ファイバ材料の表面または既に捕捉されている粒子に拡
散して定着され、フィルタ内に溜められる。この稿の金
網とファイバトラップは、使用に伴う背圧が比較的低い
場合に適し℃いる。これらには１吹き出し°現象、すな
わち捕捉済みの微粒子が再び排気流に乗って出てくる多
少不都合な傾向がある。他方、本発明の特定の実施例で
は発明実施者の利益のために、こうした現象の発生を抑
制している。粒子の再移動を抑制することは本発明の目
的の１つである。変更例における金網フィルタ材料は、
広い表面積にわたって細かい多孔表面を形成する活性ア
ルミニウムで被覆されている。また多孔表面は層流を破
壊して、金網フィラメントへの拡散を促進するのに役立
つ。前述した作用により捕捉効率と保持力が改善される
。

シリコン発泡材料のようなセラミック発泡フィルタ材料
も利用できる。これら材料は、固形微粒子物質を効率良
く捕集する三次元の開放孔網状組織金偏えている。こう
した材料の持つ主な捕集の仕相みに捕捉と拡散とである
。一般に捕集効率は、リニアインチ当たりのセルの数と
厚みを増やせばこれに見合って向上する。セラミック発
泡フィルタの両側の圧力降下はセルの数と厚みにより犬
診くなるが、所定の容積流量比当たシの断面積を増やせ
ば実質的に小さくなる。本発明による捕捉微粒子の除去
は、セラミック発泡材料全使用する場合に、多くの例で
はさらに困難になる。しかしながら一部の実施例におい
ては、この問題点は背圧を下げることによシ解消されて
いる。背圧は、セラミックハニカム材料とは異なりセラ
ミック発泡台杖ル油田−＋−２−、’−Ａ　Ｉ／”’休
りイＴ占；λ−小モタック発泡材料のセルのサイズが、
セラミックハニカム構造の孔径より大きいことによる。

粒状のベットフィルタも、本発明のある種の実施例ｔ−
実施するのに役立つ。これらフィルタは、静止モードま
たは流動モードのいずれのモードでも機能する興味深い
性能を備えている。粒状のベットは、装填中すなわち捕
集作業全行なっている間ｖｃは捕捉効率を高めるために
静止モードで作動され、次いで掃除に際して除去再生を
行ない易くするために流動モードで操作される。こうし
た操作の利点は、ベットを動かした方が同じベットを静
止させた場合よりも一般的に透過量が太１扁に増えるこ
とである。こうした透過量の増加は、流動モードにおけ
る機械的な攪拌によシ微粒子が再飛散することによる。

好ましい実施例において、粒状の静止ベラｒの捕捉効率
はベット内での粒界析出物により高められる。すなわち
、フィルタ処理中にフィルタ格子間には固形微粒子が捕
捉されていく。ペラＰは性能の向上した媒体フィルタと
して作用する。大きい粒子は、例えばベットの表面にあ
る粒子に捕捉される。小さい粒子は、徐々に溜まってい
く捕捉物によシベットの孔内で捕捉される。浅いベット
は、比較的低い背圧で高い効率を得られ、また簡単に捕
捉し再飛散させることができるため都合がよい。

特に好ましいフィルタ材料は、全長にわたって延びる平
行なチャンネルを備えたセラミツクツ・ニカムユニット
である。セルは形状が矩形であると都合がよいが、この
他に円形、楕円形等でも適している。セラミックフィル
タユニットは多孔コージライト（２Ｍｇｏ−２人ｘ２ｏ
、５−５ｓ１ｏ□）で作るのが適当であるが、ムライト
、アルミナ、フォルステライト、アルミニラムチタネイ
ト、ムライトアルミニラムチタネイト、スぎネル、ジル
コニアスざネル、一部全固定したカルシアジルコニア、
アルミナシルカ等のその他のセラミックから作ることも
できる。本発明に適し穴前述の材料から作られたユニッ
トは、セル密度、多孔率、平均孔径、熱膨張率および圧
縮強度等の物理特性を備えている。これら物理蒋性は、
ディーゼルエンジンの排気から出る微粒子をフィルタ処
理するのに使用した、そうした材料からなる市販ユニッ
トの物理特性に一致している。克服する必要のある条件
として、材料は必要な機械強度、耐化学性、耐熱分解性
および耐溶融性を備え、ディーゼルエンジンの排気から
放出された外部環境中で効果的に残存するようになって
いる。

第１図には、本発明を実施するのに適したセラミックハ
ニカムフィルタユニットの１つの形式が図示されている
。ユニット１０はモノリス表面１ｈａ−備えている。こ
のモノリス表面上には、開口１４が中央なセラミックプ
ラグ１６と交互に位置しチェッカー盤構造金形成してい
る。開口は、ユニットの全長にわた力延びる平行チャン
ネルへの入口であシまた出口となっている。チャンネル
はユニットの反対の端部（図示せず）で終っておフ、当
該端部位置をセラミックプラグで塞いで１胡のブライン
Ｖ通路全作り出している。またフィルタユニットの反対
の端部にも、開口とセラミックプラグとが交互に形成さ
れている。ユニットの反対の端部にある開口は、ユニッ
トの全長にわたって延びしかも表面１２のセラミックプ
ラグ１６で終っている、お互いに平行な複数のチャンネ
ルへの入口でありまた出口となっている。従ってフィル
タユニット１０の反対の端部に開口するセラミック通路
は平行な別の（のブラインド通路を形成し、表面１２１
Ｃ開口するブラインド通路と交互に並んでフィルタユニ
ットに配置されている。

第２図は、第１図に示した形式のチャンネル構造２０ｔ
−概略的に図示している。微粒子を含んだ排気２２Ｖｉ
ユニツト２４の上流側表面に向けて流される。排気は、
ユニットの上流側表面にある開口２８を通じてブライン
ドチャンネル２６内に進入する。チャンネル２６は、セ
ラミックプラグ３２によシ下流側表面３０を塞がれてい
る。下流側表面３０の位置で、開口３４はチャンネル３
６への入口でありまた当該チャンネルからの出口となっ
ている。これらチャンネルは、上流側表面２４をセラミ
ックプラグ３８で塞がれている。チャンネル２６と３６
は共通壁４０で仕切られている。これら共通の壁は排気
ガスを通すのに必要な多くの孔を備えているが、壁の孔
は排気ガスに含まれている大部分の固形微粒子物質が通
過するのを阻止できるだけの小さなものである。第２因
において矢印から理解できるように、固形微粒子物質を
含有する排気は開口２８に入シ、チャンネル２６に沿っ
て流れるＣ固形微粒子４２はチャンネル２６の壁で捕捉
される一万、ガスは多孔壁を通シ抜げ、チャンネル３６
に沿って開口３４へと流れ℃いく。前記開口３４はフィ
ルタユニットの下流側に開いている。フィルタユニット
の上流側表面２４１Ｃあるプラグ３８は、倣粒子金含ん
だ排気が直接にチャンネル３６１Ｃ進入するのｔ防いで
いる。同じくプラグ３２も、ユニットの下流側表面３０
から微粒子を含んだ排気が漏出するのを防いでいる。

第１図と第２図に図示されたフィルタユニット全掃除す
るために、前述した排気とは反対の方向にそうしたユニ
ットを通じてバックフラッシュ流体パルスが流される。

こうしてバックフラノシュ流体パルスは先ず規定通りユ
ニットの下流り１１端部３０に遭遇し、開口３４を通ｐ
抜けてチャンネル３６に人勺、共通壁４０を介して拡散
し、チャンネル２６内の共通壁から微粒子４２ｔ−除去
し、これら微粒子を流体に乗せて開口２８からチャンネ
ル２６に沿って搬送し、トラップから放出する。

このようにしてトラップは掃除され、すなわち再生され
る。

本発明の好ましいある種の実施例、とりわけ自動車への
用途において、トラップの捕捉効率は、排気システムの
過度の背圧に抗して、またこうした過度の背圧を利用し
ないで平衡を保たれていなければならない。こうした例
では、背圧をできるだけ低いレベルに保つようにトラッ
プと付属の排気システムとを構成するのがよい。これに
関連して、フィルタユニットの掃除をせず放置できる時
間間隔は、フィルタ材料の表面に固形微粒子物質の層が
堆積して好ましくないレベルまで圧力降下が起きてしま
うほど長すぎてはならない。当業者には自明の通りフィ
ルタユニットに跨がった圧力降下の増加は、排気システ
ム内で背圧が増加することにより生じる。背圧は本発明
の実施に直接的で有害な影ｅｔ−及ぼしている。また背
圧が発生する場合でも、できるだけ小さくする必要があ
る。

適当な構造上の工夫を加えることによシ、圧力降下は低
いレベルに保つことができる。例えば、圧力降下はセラ
ミックフィルタユニットのセルの幾何学形状、壁の特性
および体積の関数である。これら特命は、圧力降下ヲ僅
力小さくすることと必要なフィルタ効率を維持すること
とが両立するように設定するのがよい。

本発明の実施にあたっては、熟練工をフィルタ構造の既
成概念に囚われないように指導することが重要である。

そうしなげれば、熟練工は従来の再生技術の使用から抜
は出せない。さらに詳しく言えば、フィルタユニットで
捕捉したすすとその他の固形微粒子物質を焼却する再生
処理法では、エンジンおよび／または周囲の状況に適合
する再生時間とぎ−り圧力が得られるように、フィルタ
の形態を決めなくてはならない。また自動車用途では、
フィルタは自動車の耐用年数の間、構造的に安定した状
態全維持できなくてはならない。

捕捉したすすを燃却する場合、フィルタには今までのも
のが晒されていたフィルタ処理排気とｉｔ違った、よシ
物理的に過酷な要求を満たさなくてはならない。すなわ
ち、再生中に捕捉すすおよびその他の固形微粒子物質全
燃焼させると非常に多量のエネルギが生じ、急激な温度
上昇が起こる。

しかし、こうした温度上昇はフィルタユニット全通じて
均等に分散されず、半径方向および軸方向の両方向に温
度勾配が生じる。また溜まりすぎた固形微粒子物質も燃
却すると極めて多量のエネルギを出し、フィルタユニッ
トの材料（例えばセラミック材料）を融点以上の温度に
まで加熱してしまう。ある種の従来の再生法に活かせる
運転特性とフィルタ寿命を得ること全目標とする研究は
、中止されないまでも非常に遅れている。再生ザイクル
の間でのフィルタ処理時期、フィルタの圧力降下および
微粒子の蓄積の程度という相対する重要事項の間で平衡
を採る必要があるためである。

勿論のこと、本発明の再生方法は捕捉済みの固形微粒子
物質金フィルタユニット内で焼却することなく行なわれ
るため、前述した問題点は除かれている。ディーゼルエ
ンジンの排気から固形微粒子物質を取り除く、直接的で
、簡単で、比較的安くしかも効率のよい方法と装置を提
供するとした前述の目的Ｖｉ達成されていることが明ら
かである。

排気流がユニット１通や抜けている間に捕捉された固形
微粒子物質は、排気流とは反対の方向にフィルタユニッ
トを通じてバックフラッシュ流体のパルスを流すことに
よフ除去される。パルスの実体は技術面では明らかであ
）、かなシ大きな力金偏えた１つまたはそれ以上の流体
の衝撃または急激な圧力変化と説明されている。この＠
撃または急激な圧力変化がフィルタユニットに衝突して
当該フィルタユニットを通シ抜けると、トラップ内に溜
まっていた粒子は取り除かれる。パックフラッシュ流体
パルスを利用することに付随した利点には、流体が、捕
捉した粒子上流れに乗せて焼却のためにエンジンまで戻
す媒体としても機能することがある。従って、確実に微
粒子の除去全行なってシステムの背圧を下げ、しかもフ
ィルタ効率全回復させるためＫは、パルスパックフラツ
ンユ流体により加えられる分離力が固形微粒子物質のフ
ィルタ材料に付着しようとする力より大きくなくてはな
らない。逆流から生じる（フィルタ材料に固有の）直遥
的な機械力の他に、捕捉されている微粒子物質１Ｃ近接
して流れるパックフラッシュ流体の動きも重要な意味を
持っている。一般的に粒子に運動を起こさせるには、粒
子は外部供給源、例えば他の粒子または物体との衝突に
よるエネルギ、または粒子の外画輪郭を越えて流れるバ
ックフラッシュ流体パルスの引っ張り力によるエネルギ
を与えなくてはならない。この現象全慣用的な方法で得
るには、フィルタユニットに衝突しそしてかなシな速度
でフィルタユニットを通シ抜げて捕捉粒子を除去する、
充分な量の流体でパックフラッシュ流体パルスを構成し
なくてはならない。あるいはパルスを波動と考えること
もできる。

捕捉粒子全除去するには、パックフラッシュは充分な力
金偏えていなくてはならない（すなわち。

単位時間当たりフィルタのび箇所全充分な署のエネルギ
が通通しなくてはならない）。他の方法でこうした現象
を得ようとすれば、フィルタユニットを通シ抜ける波１
１ＩＫより当該フィルタユニノ）・の任意の地点に、か
な夛な時間にわたシ圧力変化を起こす必要がある。この
時間は、流体パルスが捕捉粒子金除去できる時間に比べ
るとかなシ短い。

勿論のこと、粒子を除去するのに効果のあるバックフラ
ッシュ流体パルスに必要な最小限の条件は、システム毎
にまたフィルタユニット毎にサイズや外形等に応じて変
えられることについて、当業者なら容易に理解できる。

−万、この出願の内容金理祷していて箇々のシステムの
パラメータト寸法について理解力のある熟練技術者なら
、実験を行なわずとも、パルス？決定するパラメータは
勿論のこと、本発明を実施するのに必要なパルスパック
フラッシュの大きさと強さも決定できる（以下の操作側
全参照）。

パルスパックフラッシュ流体の流れは、本発明が用いら
れるのと同じ環境の下で実施される慣用法により適切に
作シ出される。周囲空気は手軽で非常に利用し易いバッ
クフラッシュ流体となるが、流体は周囲空気のみに限定
する必要はない。このことは重要である。他方、流体と
して適当なもの砿、フィルタ材料全通シ抜げて捕捉粒子
を除去で弾、また使用が障害とならず、エンジンシステ
ムの退転に悪影響を及ぼさないことが必要である。

酸素または窒素のような不活性ガスが他の適当な流体の
例である（勿論のこと以下の説明から明らかなように、
酸素を含有しないバックフラッシュ流体を用いて粒子を
除去し、画線粒子１−（流れに乗せて）エンジンまで搬
送し、エンジンには最適素焼を行なうために他の供給源
から酸素が適当に供給される）。

本発明の特に好ましい実施例では、トラップの上流側の
排気システムにて具空状１？！４全誘導するかまたは少
なくとも低圧を誘導し、次いで真空または低圧空間内に
急激にバンクフラッシュ流体全放出することによりバッ
クフラッシュ流体パルスが作シ出される。その結果、充
分な素のバックフラッシュ流体が捕捉粒子を除去するた
めに、高速で（すなわち短時間のうちに）トラップ全通
して：ズ出する。こうした操作を行なうのに％に適した
方法は、エンジンの吸い込み力を利用してトラップまた
はフィルタユニットの上流少の圧力を下げることである
。排気システムのバルブは、適当な低圧に達すると作動
されて開放位置ｉＣ移動される。

バルブが開放されると、フィルタまたはトラップの上流
側に生じた低圧状態によフ、排気流（勿論のこと、この
パックフラッシュサイクル中には排気流Ｆｉ遮断されて
いる）とは反対方向にフィルタユニットまたはトラップ
を通じて周囲空気またに他のバックフラッシュ流体が吸
い込まれる。

これとは別に、圧縮流体、例えば圧縮ガス（具体的には
空気）全爆発的にか急激に放出してバックフラッシュ流
体パルスとすることもできる。パルスは、加圧容器また
はその他の適当な供給源から取り出せる。ディーゼル動
力車の液圧またはターボ通約システムから圧縮空気の供
給を受けられれば都合がよい。フィルタユニットまたは
トラップの下流側で圧縮ガスパルスは排気システム内に
噴射され、通常のフィルタ運転中の排気が流れるのとは
逆の方向にトラップを通じて流れていく。

同じく、圧縮ガスパルスは通常の排気流ｔ−遮断してい
る間にシステム内に噴射される。圧縮ガスパルスは、フ
ィルタユニット内で捕捉された粒子金除去するためには
、充分な量からなり充分な速度で移動することが求めら
れる。

先に説明した実施例全考慮に入れて、熟練技術者ならば
、排気流の流れる方向とは逆の方向にトラップを通じて
パックフラッシュ流体を吸引するかまたは強制的に送り
出す、その他の適当な方法を使用できることは明らかで
ある。どの方法を採るかを判断する基準は、使用した方
法が捕捉粒子全除去するのに充分効果があるか、エンジ
ンの運転の障害とならないかどうかにかかつている。

フィルタユニットを掃除するために、フィルタユニット
から捕捉粒子を除去する手段を設けることに加えて、本
発明では、これら粒子ｔ−焼却のためにエンジンに送シ
返すことが必要である。この作業は典型的には、エンジ
ンの吸気口に至る排気システムの配管を通じて案内され
る流体の流れに粒子を乗せることで行なわれる。除去作
業の開始後、前述した流体の流れの作用の下で捕捉粒子
は急速に取）去られていく。流れは°浮遊状態°を保て
るだけの強さがなければならない。すなわ叙粒子がトラ
ップまたはフィルタユニットから出ていくまでこれらか
ら粒子が拘束されないようにしておく必要がある。粒子
の再捕捉は、掃除サイクル中の再生作業の効率を下げて
しまい好ましくない。

本発明の有益な工夫として、捕捉した固形微粒子物質を
除去するのに使用したバックフラッシュ流体パルスは、
除去した微粒子物質ｔディーゼルエンジンに戻す巻込み
媒体、すなわち除去した微粒子物質のキャリアとしても
利用されている。典型的にはバックフラッシュ流体パル
スは空気である。この空気の酸素成分は、空気に粒子を
乗せてエンジンまで戻す際、これら粒子を焼却（酸化）
するのく充分である。

本発明の目的と特徴は以下の例から明らかである。

実施例１ 第６図に概略的に示したディーゼルエンジンの排気フィ
ルタ装置６０は、本発明を実施するための構成が施され
ている。通常の定状運転条件の下で約１　ｇ　／ｍｉｎ
の固形微粒子エミッションレベル金持つマツク式ディー
ゼルエンジン６２は、配管７８．６６および６８’ｔ−
介してトラップ６４に連結されている。トラップは単一
フィルタゾーンを持つセラミックフィルタである。この
単一フィルタは、配管６８と７０ｔ−通り抜けるエンジ
ンの排気の流れを横切って配置されている。フィルタユ
ニットはコージライトから作られており、次の特徴を備
えている：平均孔径−１２μｍ；セル密度−１平方イン
チ当たシ１００セル；平均壁厚−１７ｍ１ｌｅ　；多孔
率−５２１５６％；熱膨張率−９，５／　１１−０　×
１０−７１ｎ／ｉＱ／’０　（２５−１０００°Ｃ）；
それぞれ縦軸、横軸および対角線軸に沿った圧縮強度１
１３０　ｐｓｉ、２５０　ｐｓｉ、１５ｐｓｉ、初期の
排気に含まれている固形微粒子物質は、この排気がそう
したフィルタゾーンを通り抜ける際にフィルタゾーン内
で捕捉される。配管７０と７２が連結され、フィルタ手
段の下流側端部から大気に解放した主要排気配管７４に
至る経路を形成している。配管７８は、エンジンの排気
ポートと主要排気配管７４との間に連結されている。吸
入配管Ｔ６が周囲の大気から空気全エンジンに供給して
いる。トラップ６４と吸入配管γ６の上流側に配管６８
が連結されている。

バルブ８０が、エンジンから排気を放出するポートと配
管６８につながる配管６６の連結部の中間の位置で、配
管６６を横切って配置されている。

バルブは、配管６６ｔ−通じて流すことのできる開放位
置と流れを遮る閉鎖位置との間を移動することができる
。

バルブ８２が主要排気配管７４と配管７０および配管７
２の連結部との間で、配管７２ｔ−横切って配置されて
いる。このバルブも、配管７２全通じて流すことのでき
る開放位置と流れ金遮る閉鎖位置との間管移動すること
ができる。

バルブ８４が、主要排気配管７４と配管Ｔ８および６６
の連結部との間で、配管７８ｔ−横切って配置されてい
る。このバルブも同様に、配管γ８を通じて流すことの
できる開放位置と流れを遮る閉鎖位置との間管移動する
ことができる。

バルブ８６が吸入配管７６’を横切って配置されている
。このバルブは、配管７６を通じて流すことのできる開
放位置と前記吸入経路に沿った流れｔ−遮る閉鎖位置と
の間を移動することができる。

バルブ８８が配管６８ｔ−横切って配置されている。こ
のバルブは、配管６８ｔ−通じて流すことのできる開放
位置と流れを遮る閉鎖位置との間を移動することができ
る。

アルミニウムホイルダイアフラム９２が配管７０の端部
を横切って配置されている。ホイルダイアプラムの厚み
と強度は、当該ホイルダイアプラムの一方の側が大気圧
に洒され、また反対の側にエンジンの吸引力によシ生じ
た減圧作用が加わる場合、このホイルダイアフラムが破
れるように選択されている。

バルブ９０が、ダイアフラム９２と配管７０および配管
Ｔ２の連結部との間で、配管７０ｔ−横切って配置され
ている。このバルブは、配管７０’を通じて流すことの
できる開放位置と流れを遮る閉鎖位置との間を移動する
ことができる。

パルスバックフラッシュ作業を行なう以前かまたはこの
作業中に、エンジンからの固形微粒子エミッションの概
要を知るために、サンシラー９４（インキネティックサ
ンプラー）が配管７８に連結されている。サンプラー９
６（同様にインキネティックサンプラー）が配管１０に
連結され、トラップ６４ｔ−通り抜けて大気に放出され
る固形微、粒子物質の総量を確めるよ５になっている。

（エンジン６２に至る途中のバックフラッシュ流体パル
スが通過したことｔ−表わす）圧力上昇が配管内に生じ
たかどうかも判定するために、圧力センサ９８が配管６
８に連結されている。

エンジンの運転に際し１、はぼ１０分間にわたシバルブ
８０．８２および８６は開放状態に保たへ周囲の空気を
配管７６を通じてエンジンに流すことができ、また配管
７８．６６および６８、トラップ６４、配管ＴＯおよび
７２並びに主要排気配管７４を通じてエンジンから排気
することができる。バルブ８８．９０および８４は閉鎖
状態に保たれている。轟然ながらほぼ１０分に及ぶフィ
ルタ処理時間は単なる一例であシ、システムの配置構成
、エンジンに用いたトラップの形式とそのサイズ、エン
ジンのサイズとその性質、およびその他を考慮に入れて
、本発明のこの実施例並びに他の実施例に見合５ように
時間を長くしたり、短くすることができる。

典型的には、排気がトラップ６４を通シ抜ける１０分間
のサイクルの後、バルブ８４と８８は開放され、そして
バルブ８２と８０は閉じられて排気は配管７８ｔ−通じ
て再び送られる。１０から２０秒の後、バルブ９０は開
かれ、次いでバルブ８６は閉じられる。その結果、エン
ジンの吸引力が＆＊Ｆ：、Ｒ、トラップ６４帖よγメ？
管７０を通じ【再び送られる。エンジンの吸引力が配管
６８と７０内の圧力を下げ、しかも充分な低圧に達した
場合、ホイル９２は破れる。ホイルが破れることによプ
、配管７０、トラップ６４、配管６８および配管７６を
通じてエンジン６２内に吸引される周囲空気のパルスが
生じる。パルスがトラップを通シ抜けると、このパルス
がトラップ内にある固形微粒子物質を除去する。微粒子
はバックフラッシュ空気パルスに乗り、エンジン６２に
運ばれていく。センサ９８が配管６８ｔ−パルスが通過
したこと１に確認すると、（前節で述べたように）バル
ブが通常の開放位置および閉鎖位置に復帰するのに応答
して、（複雑になるので示してはいないが慣用手段によ
ｌ信号が作シ出される。

システムは概ね１０４０分間にわたシ作動され、その間
に１００サイクルが行なわれた。サイクルは全体として
、エンジンの排気を約１０分間トラツｆ６４を通じて流
し、次いで１０から２０秒間の間に配管７Ｂ’ｉｅ通じ
て排気を逆流させ、最終的に筒口空気のバックフラッシ
ュパルス金量いてドラップ全掃除した。

トラップ６４１Ｃエンジンの排気を流している間に、サ
ンプラー９６を用いて行なった測定結果から、トラップ
が固形微粒子エミッション金フィルタ除去するの１ｃ９
３から９６チの効果のあることが判明した。また排気フ
ィルタシステムの使用中にモニタしたトラップ６４ｔ−
跨がる圧力ディファレンシャルからは、適当なフィルタ
効率を維持しつつトラップにとって許容可能な圧力降下
特性値まで回復させていく間に、パルスバックフラッシ
ュによる再生が効率よく行なわれたことを示している。

さらに詳しく説明すると、第４図に示された時間と上流
側圧力（背圧）（°０°で示しである）並びにトラップ
を跨がっての圧力ディファレンシャル（“Ｘｏで示しで
ある）のグラフに見られるように−この図は圧力読み取
りストリップチャート記録計の記録した全体が１０４０
分間の操作状況の）ち、１４０分から２３０分の間を抜
粋したものである。−トラップ再生の典型例として表わ
れたグラフのパターンは以下の通シである。

概ね５サイクルから９サイクルにかけて、上流側圧力（
エンジンの背圧）とディファレンシャル圧力とが、（概
ね）１０分周期毎の排気のフィルタ処理に際し、幾分増
加してきている（パルスバックフラッシュは、急激な圧
力降下を生じているグラフ部分としてストリップチャー
トに表われている）。幾つかのサイクルの過穆で、最大
背圧と圧力ディファレンシャルとは後続の各サイクルの
いずれもが前のサイクルよシも概ね増加してきている。

ただしこの増加は、１回のパックフラッシュパルスが通
常時よ）も多い多数の粒子金取シ去って、フィルタの掃
除に際し著しく効果的な作業が行なわれ、低い圧力ディ
ファレンシャルに復帰するまで続く。そうした作用の繰
〕返しパターンは、システムが安定した状態で作動した
ことを示している。システムは漸進的に増加していく不
可逆的なフィルタの目詰まルによっても性能は低下して
いくことはなく、フィルタ処理を無限に続けることがで
きるよう、連続して再生され平衡した効果的な状態を保
つようになっている。

またインキネティックサンシラー９４を使用して得たデ
ータを元に計算した結果、前述した実験システムを用い
た場合の大気中に放出された固形微粒子物質の総量が、
フィルタを使用しないでエンジンから大気中に排気全放
出した場合に出る量（１０分毎に約１０！ｌ）の最大４
０チ（すなわち１０分毎に約４．９）であった。こうし
た状態が、本来ならばエンジンから出る固形微粒子エミ
ッションが数百ＩｌＣも及ぶ長時間にわた少続けられて
いても、システムはやがて安定状態に到達することが明
らかである。この状態では、固形微粒子エミッションの
大部分がエンジンに戻されて焼却されている。こうした
作用は本発明に優れ九利点および利益金もたらしている
。

さらに前述し九実施例よシ得たデータを分析すると、エ
ンジンの排気が２０秒間までの間にフィルタ処理されな
いで大気中に放出され、システムの効率をかなシ低下さ
せていることを知っておく必要がある。すなわちバルブ
８４の開いている間に配管７８ｔ−通じて放出されてい
る。この放出を行な５のは、（インキネティックサンシ
ラー９４を用いて）フィルタの再生以前および再生中に
エンジンから放出される固形微粒子物質の総量を測定す
るためである。従ってこの措ｆＷ’ｔ−取らなげれば（
実験システム以外には不必要である）、ディーゼルエン
ジンの排気から出る固形微粒子エミッションをフィルタ
処理する本発明では効率がさらに大幅に向上することが
容易に理解できる。

その他の要素についても検討を加える。タイムバルブ８
６が閉鎖されていてホイル９２が破れておらず、エンジ
ンへの空気の供給が少なくされている一方で、燃料のエ
ンジンへの供給量を減らしている状況の下で、エンジン
からの未燃焼カーボンの放出量はかなシ増加する。もち
ろん前述した実験用システムでは、バルブ８４が開いて
いる時期にこの放出量の増加が生じ、多量の固形微粒子
がフィルタを経プして配管７８ｔ−通力大気に放出され
る。従ってディーゼルエンジンからの実際の固形微粒子
エミッションは、前述°シ、た計算で仮定した１、！ｉ
’／ｍｉｎよシも大きい。従って除数は１ｇ／　ｍｉｎ
よシも犬りくする必贋がある。従って実際に放出された
固形微粒子物質の％（商）は４０％よ）も小さい。また
実験システムでは、固形微蚊子エミッションを減少させ
るの１ｃ６０％以上の効果があった。

もちろんのこと商業的な用途に用いられる本発明の好ま
しい実施例では、いずれにせよ長時間にわ之ジエンジン
の排気を大気中に直接放出することはない。従ってフィ
ルタ効率は大幅に改善される。事実上こうした実用機の
例として以下の実施例にて示すものがある。

実施例２ 第５図は、本発明を実施するために実際に製作された、
ディーゼルエンジンの排気エミッションフィルタシステ
ム１００の概略図である。

約１．１　Ｆｍ　／　ｍｉｎの固形做粒子エミッション
レベルを持つカミンス式ディーゼルエンジン１０２は、
配管１０６と１０８を介してトラップ１０４に連結され
ている。トラップは、単一フィルタゾーンを持つ（実施
例１で使用したのと同じフィルタユニットの）セラミッ
クフィルタである。この単一フィルタは、配管１０６と
１０８を通り抜けるエンジンの排気の流れを横切って配
置されている。初期の排気に含まれている固形微粒子物
質は、この排気がフィルタゾーンを通り抜ける際に当該
フィルタゾーン内で捕捉される。

トラップ１０４と配管１１０の下流側の端部は連結され
、大気につながる直通路を形成している。

吸入配管１１２はエンジン１０２に連結され、周囲の大
気から空気をエンジンに供給している。配管１０８＃：
ｍ、）ラップ１０４の上流側と吸入配管１１２との間に
連結されている。バルブ１１４は配管１０８を横切って
配置され、配管１０８を通じて流すことのできる開放位
置と流れを遮る閉鎖位置との間を移動することができる
。バルブ１１６は吸入配管１１２ｔ−横切って配置され
、当該配管を通じて流すことのできる開放位置と流れを
遮る閉鎖位置との間を移動することができる。

アルミニウムホイルダイアフラム１１８が、バルブ１１
４と配管１０８および１１２の連結部との間で配ｆ１０
８を横切って配置されている。ホイルダイアフラムの厚
みと強度は、当該ホイルダイアフラムの一方の側がエン
ジンの吸引力により生じた減圧作用に晒される場合、こ
のホイルダイアフラムが破れるように選択されている。

運転に際し、エンジンは実施例１に関連して説明した方
式の９１サイクルにわたり作動される。

すなわち各サイクルは、エンジンの排気がトラップ１０
４を通じて流される（通常時には約１０分であるが、場
合によっては６０分あるいはそれ以上）比較的長い周期
と、トラップを通り抜ける排気を遮断して再生を行なう
短い周期（約、２秒）とで構成されている。長い周期の
間に、バルブ１１６は開放状態に保たれ、またバルブ１
１４は閉鎖状態に保たれる。その結果、エンジンの排気
は配管１０６と１０８を通じてトラップ１０４の上流側
く流され、トラップを通り、配管１１０を通って大気に
放出される。トラップを再生するには、バルブ１１４は
開放され、またバルブ１１６は閉鎖される。その結果、
エンジンの吸引力が配ｆ１０８を通じて再び送られる。

エンジンの吸引力が配管１０８の圧力を下げ、しかも充
分な低圧に達するとホイル１１８は破れる。ホイルが破
れることにより、配管１１０、トラップ１０４、配管１
０８および１１２を通じてエンジン１０２内に吸引され
る周囲空気のパルスが生じる。パルスがトラップを通り
抜けると、このパルスがトラップ内にある固形微粒子物
質と除去する。微粒子はバックフラッシュ空気パルスに
乗り、エンジン１０２ｉＣ運ばれてい（。

トラップ１０４を通り抜けて大気に放出される固形微粒
子物質の総量を確かめるために、サンシラー１２２（イ
ンキネティックサンシラー）が配管１１０に連結されて
いる。（エンジン１０２に至る途中のパックフラッシュ
流体パルスが通過したことを表わす）圧力上昇が配管内
に生じたかどうかを判定するために、圧力センサ１２０
が配管１０８に連結され℃いる。センサ１２０が配管１
０８ｔ−パルスが通過したことを確認すると、バルブが
通常の開放位置および閉鎖位置に復帰するのに応答して
、（複雑になるので図示してはいないが慣用手段により
）信号が作り出される。

前述した排気フィルタシステムの初期の数回の使用で、
まだ新しいセラミックコージライトトラップは破損した
すなわちトラップは平衡が失われた。こうしたサイクル
の過程において、あるサイクルから次のサイクルに至る
間の上流側圧力は、約２．１インチ水銀柱から約３．５
インチ水銀柱まで徐々に増加していった。運転を続けて
いくと平衡状態となり、上流側圧力は、実施例１のトラ
ップで説明したのと同じ繰り返しパターンで、約３．４
インチ水銀柱から約４インチ水銀柱まで変化しも（公表
されている圧力はトラップサイズに対応したものであり
、設計事項に応じ変化することがある。）また（実施例
１の実例とは異なり）この実施例の実例ではフィルタ処
理されていない排気を大気中に放出することはないため
、測定されたエミッションは基本的にさらに少なかった
。実施例１のシステムを運転している際、主要排気配管
からはプラックスモークのすすが生じていることが観察
され、１０から２０秒間の間１ｃフィルタ処理していな
い排気を放出する間に再生を完了した。

実施例２では直接に排気を大気中に放出せずに、再生を
終えるまで遮断したママシステム（配管１０６）ｆｔ保
持しているため、主要排気配管１１０からそうしたプラ
ックスモークのすすは放出されない。

サンプラー１２２は、トラップ１０４が最初の５４サイ
クルの間にフィルタ処理した排気より９３から９６％の
固形微粒子エミッションを取り除くのに効果のあったこ
とを示した。固形微粒子エミッションはその他の方法の
システムを通していないことから、このシステムはディ
ーゼルエンジンの排気から固形微粒子エミッションを取
り除くのに少な（とも９０チの効果があったことが明ら
かである。続けて使用していくうちに効率が約８５％ま
で低下したが、この低下はトラップ材料自体の変形によ
るもので、本発明に原因したものではない。従って最終
結果についてはこの点を考慮に入れてお（必要がある。

他方、こうした問題の残るデータを含めても、平均フィ
ルタ効率は平均して少な（とも８８．９％あった。

商業用途に適し念その他の実施例が第６図に図示されて
いる。ディーゼルエンジン１３０は、配管１３４を介し
てトラップ１３２に連結されている。吸入配管１３６は
、エンジン内部の燃焼用に周囲の大気からエンジン１３
０に周囲空気を導入している。配管１３８が配管１３４
に連結されまた配管１３６にも連結され、エンジンの廻
りに選択的な流通路を形成している。バルブ１４０が配
管１３６を横切って配置されている。このバルブは、配
管を通じて流すことのできる開放位置から流れｔ−遮る
閉鎖位置へと移動することができる。

バルブ１４２が配管１３４を横切って配置されている。

このバルブは、配管を通じて流すことのできる開放位置
とそうし九流れを遮る閉鎖位置との間を移動することが
できる。配管１３８は、バルブ１４０とエンジンとの間
で配管１３６に連結されている。またこの配管は、バル
ブ１４２とトラップ１３２との間で配管１３４に連結さ
れている。

トラップ１３２の両側の圧力降下は、（複雑になるので
図示してはいないが）慣用的なセンサを用いてモニタさ
れる。排気フィルタの両側の圧力降下が所定値に達すれ
ば、バルブ１４０と１４２は同時に閉鎖される。これら
バルブは、エンジンへの吸入を行ないまた排気流をトラ
ップに送ってフィルタ処理できるよう、通常時には開放
されている。このバルブ動作は、フィルタを跨がって配
置されたディファレンシャル圧力スイッチにより、箇々
のバルブのソレノイドを作動させて行なわれる。バルブ
１４４は配管１３８を横切って配置され、配管を通じて
流すことのできる開放位置と流れｔ−遮る閉鎖位置との
間を移動することができる。

バルブ１４０と１４２が閉鎖されると、エンジンは当該
エンジンとバルブ１４４との間にある配管内を速やかに
減圧する。これと同じ時期に、エンジンからの排気は当
該エンジンとバルブ１４２との間にある配管の空間内に
集められる。

バルブ１４４は、当該バルブの両側の圧力ディファレン
シャルが所定値に到達すると開く自動バルブである。エ
ンジンによる配管１３８内の圧力低下に応答してバルブ
１４４が開放すると（このバルブ１４４＃ｉ非常に速や
かに開放する）、通常の排気の流れとは反対の方向に、
配管１４６、）ラップ１３２、配管１３４、配管１３８
および配管１３６を通り、最終的にはエンジンまで流れ
ていく。こうしたガスの急激な圧力変化がトラップ１３
２のパルスバック７ラツシユ効果を作り出している。こ
の急激な圧力変化が、トラップから除去された微粒子を
再燃焼のためにエンジンへ送り返している。

適当な遅延時間を経た後、バルブ１４４の自動的な開放
動作に応答してバルブ１４０と１４２は開放する。バル
ブ１４４の両側の圧力ディファレンシャルが取り除かれ
た後、バルブ１４４は自動的に閉鎖し、システムは元の
状態に復帰される。

すべ″ＣＯ掃除手順は、１秒以内で、好ましくは０．２
５秒以内で完了する。実際には、僅かに１秒、好ましく
は僅かに０．２５秒の再生時間が本発明のその他の多く
の実施例においても都合良（用いられている。

実施例１と実施例２のシステム、とりわけ実施例２のシ
ステムは、第６図に図示した実施例との関連の下で説明
した作業手順に代えて自動バルブを適切に使用すること
により修正できることが明らかである。この構成によれ
ば、もちろんのこと、ホイルダイアフラムの使用、が不
用となる。ホイルダイアフラムは、経験に基づいて使用
するのに適した手段である。パルスバックフラッシュの
利点により、特許請求の範囲に記載された発明に係るフ
ィルタ手段は、１つだけのフィルタゾーンに限定する必
要のないことも明らかである。フィルタゾーンを１つだ
け用いても明らかな商業上の利点が奏されるが、２つま
たはそれ以上のフィルタエンメント（または１つのフィ
ルタエレメントの２つまたはそれ以上のフィルタゾーン
）を使用しても、箇々のこうした利点が同じように得ら
れる。

第７図にはその他の実施例が図示されている。

フィルタシステム１５０は、配管１５６ｔ−通ｅてトラ
ップ１５４に連結されたディーゼルエンジン１５２を備
えている。吸入配管１５８は、エンジン内部の燃焼用に
周囲の大気から周囲空気をエンジン１５２に導入してい
る。配管１６０が配管１５６に連結されまた配管１５８
にも連結され、エンジンの廻りに選択的な流通路を形成
している。

バルブ１６２が配管１５８を横切って配置されている。

このバルブは、配管を通じて流すことのできる開放位置
から流れｔ−遮る閉鎖位置へと移動することができる。

バルブ１６４が配管１５６ｔ−横切って配置されている
。このバルブは、配管を通じて流すことのできる開放位
置とそうした流れを遮る閉鎖位置との間を移動すること
ができる。配ｆ１６０は、バルブ１６２とエンジン１５
２との間で配管１５８に連結されている。またこの配管
は、バルブ１６４とトラップ１５４との間で配管１５６
に連結されている。トラップ１５４０両側の圧力降下は
、（複雑になるので図示はしていないが）慣用的なセン
サを用いてモニタされる。トラップ１５４の両側の圧力
降下が所定値に達すれば、バルブ１６２と１６４は同時
に閉鎖される。

これらバルブは、エンジンへの吸入を行ないまた排気流
をトラップに送ってフィルタ処理できるよう、通常時に
は開放されている。このバルブ動作は、フィルタをまた
がって配置されたディファレンシャル圧力スイッチによ
り、箇々のバルブのソレノイドを作動させて行なわれる
。適当な短い遅延時間を経た後、圧縮空気のパルスは供
給源１７０から放出され、配管１６８を通じて配管１６
６内に噴射され、トラップ１５４と配管１５６．１６０
および１５８を通じてエンジン１５２内に噴射される。

こうした空気の急激な圧力変化がトラップ１５４のパル
スパンクフラッシュ効果を作り出しくいる。この急激な
圧力変化が、トラップから除去された微粒子を再燃焼の
ためにエンジンへ送り返している。これと同じ時期にエ
ンジンからの排気は当該エンジンとバルブ１６４との間
にある配管の空間内に集められる。

バルブ１６２と１６４は、圧縮空気パルスの噴射の後、
適当な時間にわたり開放している。すべての掃除手順は
、１秒以内で、好ましくは０．２５秒以内で完了する。

第８図にはその他の実施例が図示されている。

フィルタシステム１８０は、配’ｆ１９２と１９８ヲ介
してトラップ１８４にまた配管１９２と２０２を介して
トラップ１８６に交互に連結されるディーゼルエンジン
１８２を備えている。吸入配管１８８は、エンジン内部
の燃焼用に周囲の大気から周囲空気をエンジン１８２１
Ｃ導入して−・Ｚ。バルブ１９０が配管１８８を横切っ
て配置されている。このバルブは、それぞれ流したり流
れを遮る開放位置と閉鎖位置との間を移動することがで
きる。配管１９４が配管１８８に連結されまた配管２０
２にも連結され、エンジンの廻りに選択的な流通路を形
成している。配管１９２はバルブ２１４に連結している
。このバルブは当該配管を配管１９８または２０２のい
ずれか一方に直接連絡し、他方の配管への連絡を断つよ
うに移動することができる。配管２００はバルブ２１２
に連結している。このバルブは配管１９８または２０４
のいずれか一方から当該配管２（１Ｇへと直接連絡し、
選択されなかった配管からの連絡を断つように移動する
ことができる。配管１９４は、バルブ１９０とエンジン
との間で配管１８８に連結されている。

トラップ１８４と１８６を跨がる圧力降下は、（複雑に
なるので図示してはいないが〕慣用的なセンサによりモ
ニタされている。

トラップ１８４が排気をフィルタ処理しているものとす
る。トラップ１８４を跨がる圧力降下が所定値に達する
と、バルブ２１４と２１２ｔ−同時に動かす。動く以前
のこれらバルブは、排気流をフィルタ用のトラップ１８
４に送り、またトラップ１８４、配管２０２．２０４．
２００および１９４、そしてエンジンに戻る配管１８８
を通じて空気を吸引することができるように向ゆられて
イル。そしてシステムは、排気が配管１９２と２０２ｔ
−通じてトラップ１８６へ流れ、そして配管２０８に流
れ込んで大気中に至り、まな大気中からトラップ１８４
、配管１９８．２００および１９４、そしてエンジンに
戻る配管１８８を通じて空気を流すことができる。バル
ブ１９０は定期的に閉じられる。バルブ２１０が配管２
００ｔｌ−横切って配置されている。このバルブは、配
管を通じて流すことのできる開放位置と流れを遮る閉鎖
位置との間を移動することができる。バルブ１９０が閉
鎖されると、エンジンおよび通常時には閉鎖されている
バルブ２１０の間の配管内の圧力をエンジンが速やかに
減圧する。

バルブ２１０は、当該バルブを跨がる圧力ディファレン
シャルが所定値に達した場合に開放する自動バルブであ
る。バルブ２１０が、エンジンにより配管１９４内の圧
力が低下することに伴って開放（バルブ２１０は速やか
に開放する）すると、配管２０６、トラップ１８４、配
管１９８、配管２００および配管１９４ｔ−通じ、最終
的には（配管１８８を通じ）エンジンへと周囲空気は流
れていく。こうしたガスの急激な圧力変化がトラップ１
８４０ためのパルスバックフラッシュｔ−作り出す。こ
の急激な圧力変化がトラップから粒子を取り除き、焼却
のためにエンジンに戻すようになっている。

バルブ１９０が開放すると、バルブ２１０は＼当該バル
ブを跨がる圧力ディファレンシャルが除かれた後に自動
的に閉鎖する。全体の掃除手順は１秒以下か、好ましく
は０．２５秒以下で行なわれる。多くの実施例の場合、
各トラップはそうした複数の手順により掃除される。ト
ラップ１８６の再生が必要な場合、バルブ２１２と２１
４ｔｌ−操作して排気を直接にトラップ１８４へ向け、
また同じようにしてトラン７°１８６のバックフラッシ
ュ作業が行なわれる。前述した実施例により、複数のフ
ィルタゾーンを内蔵している数々の変更システムを実施
者並びに実施者の環境上の制約に合わせて取り決めでき
ることが明らかである。

本明細書中で用いた用語並びに表現は、説明のための用
語として使用したものでこれらに限定されるわけではな
い。また図面に示し明細書で説明した特徴、またはこれ
ら特徴の一部と同等のものでない用語や表現を使用する
意図はな（、様々な修正も発明の範囲内で行なえるもの
と認められる。

従って本発明は、バックフラッシュ流体のパルスにより
フィルタユニットから粒子を除去することにのみ限定さ
れないことが容易に理解できる。しかもフィルタユニッ
トで捕捉した固形微粒子物質の除去の行なえる充分な力
を備えていて、しかも本発明が対象とする箇々の用途に
使用できる機械的波動ならば、本発明を実施する上で使
用できる。

例えば本発明のある種の実施例において、適当な従来装
置により作り出し友音波を用いて、フィルタユニットか
ら粒子を除去することもできる。そうした機械的波動に
ついて考える上での基本的な主要な尺度は、フィルタユ
ニットを充分な出力の波動に晒らす必要があること、こ
の機械的波動がフィルタ内の任意の地点を通過する単位
時間当たりのエネルギが、捕捉微粒子物質を除去できる
だけの強さを備えているかどうかである。こうした条件
を満九す波動は使用に適している。

以上述べたように本発明により提供される方法と装置に
よれば、直接的で簡単で、比較的安（しかも効率よくデ
ィーゼルエンジンの排気を処理して固形微粒子物質を取
り除くことができる。とりわけ本発明の方法と装置の実
施例によれば、ディーゼルエンジンの排気に含まれる固
形微粒子エミッションレベルを必要とするレベル、すな
わち微粒子の９０％またはそれ以上をフィルタ処理して
取り除くことができる。このため本発明によれば、排気
の固形微粒子エミッションを減少させるのにエンジン出
力を低下させることを考えたり、不都合な従来の他のフ
ィルタ技術に頼る必要がなくなる。ディーゼルエンジン
のポテンシャル動力出力を充分に活用した上で、ディー
ゼルエンジンの排気から固形微粒子物質を効果的にフィ
ルタ除去できることは技術的に優れた利点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するのに適した６セラミツクハ
ニカム”フィルタエレメントの斜視図である。 第２図は、第１図のフィルタエレメント内部の幾つかの
通路を示す概略図である。 第３図は、本発明の一実施例、すなわち単式フィルタゾ
ーンを用いたディーゼルエンジンの排ｆｉガスフィルタ
装置を示す概略図である。 第４図は、本発明によるフィルタの再生結果を示す曲線
図である。 第５図は、本発明に係る他の実施例を図示している。 第６図は、本発明のその他の実施例を図示している。 第７図は、圧縮空気でパルスパックフラッシュ作業を行
なう、本発明の変更例を示す概略図である。 第８図は、２つのフィルタゾーンを用いた、本発明のそ
の他の変更例を示す概略図である。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディーゼルエンジンの排気から固形微粒子物質を
   取り除くための方法にして、 フィルタ手段の少なくとも一部を通じてエンジンの排気
   流を流し、初期の排気に含まれている固形微粒子物質を
   捕捉して、この排気流から固形微粒子物質を取り除く段
   階と、 フィルタ手段の少なくとも前記一部を通る排気流を間歇
   的に遮断する段階と、 この遮断中に、フィルタ手段の少なくとも前記一部を通
   じ少なくとも１つのバックフラッシュ流体パルスを流し
   て、フィルタ手段から前記固形微粒子物質を除去しそし
   て流れに乗せる段階と、取り除いた前記固形微粒子物質
   をエンジン内で燃焼できるように、当該固形微粒子物質
   をエンジンの吸入側に搬送する段階とを有する方法。
2. （２）フィルタ手段が、セラミックハニカムフィルタ構
   造、多孔焼結金属材料、金網、セラミックファイバ、セ
   ラミック発泡体または粒状ベットを有している特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）セラミックハニカムフィルタ構造が、コージライ
   ト（ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）から作られている特許請求
   の範囲第２項に記載の方法。
4. （４）パルスが、ディーゼルエンジンの吸入吸い込みに
   より作り出されている特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
5. （５）前記フィルタ手段が、単一のフィルタゾーンを有
   している特許請求の範囲第１項に記載の方法。
6. （６）排気エミッションを減らすためのディーゼルエン
   ジンの装置において、 エンジンの排気流を遮るように配置されたフィルタ手段
   にして、排気が当該フィルタ手段の少なくとも一部を通
   り抜ける際に初期の排気に含まれている固形微粒子物質
   を捕捉して、この排気流から固形微粒子物質を取り除く
   ようなフィルタ手段と、 フィルタ手段の少なくとも前記一部を通る排気流を間歇
   的に遮断するための手段と、 この遮断中に、フィルタ手段の少なくとも前記一部を通
   じ少なくとも１つのバックフラッシュ流体パルスを流し
   て、フィルタ手段から前記固形微粒子物質を除去しそし
   て流れに乗せるための手段と、 取り除いた前記固形微粒子物質をエンジン内で燃焼でき
   るように、当該固形微粒子物質をエンジンの吸入側に搬
   送するための手段とを有する装置。
7. （７）フィルタ手段が、セラミックハニカムフィルタ構
   造、多孔焼結金属材料、金網、セラミックファイバ、セ
   ラミック発泡体または粒状ベットを有している特許請求
   の範囲第６項に記載の装置。
8. （８）フィルタ手段が、コージライトから作られたセラ
   ミックハニカムフィルタ構造を備えている特許請求の範
   囲第７項に記載の装置。
9. （９）パルスが、ディーゼルエンジンの吸入吸い込みに
   より作り出されている特許請求の範囲第６項に記載の装
   置。
10. （１０）ディーゼルエンジンの排気から固形微粒子物質
    を取り除くための方法にして、 単一のフィルタゾーンを内蔵しているフィルタ手段を通
    じてエンジンの排気流を流し、初期の排気に含まれてい
    る固形微粒子物質を取り除く段階と、 前記フィルタゾーンを通る排気流を間歇的に遮断する段
    階と、 この遮断中に、前記フィルタゾーンを通じバックフラッ
    シュ流体パルスを流して、フィルタ手段から前記固形物
    質を除去しそして流れに乗せる段階と、 取り除いた前記固形微粒子物質をエンジン内で燃焼でき
    るように、当該固形微粒子物質をエンジンの吸入側に搬
    送する段階とを有する方法。
11. （１１）排気エミッションを減らすためのディーゼルエ
    ンジンの装置において、 エンジンの排気流を遮るように配置されたフィルタゾー
    ンを持ち、排気が当該フィルタゾーンを通り抜ける際に
    エンジンの初期の排気に含まれている固形微粒子物質を
    捕捉して、排気流から固形微粒子物質を取り除くような
    フィルタ手段と、前記フィルタゾーンを通る排気流を間
    歇的に遮断するための手段と、 この遮断中に、前記フィルタゾーンを通じバックフラッ
    シュ流体パルスを流して、フィルタ手段から前記固形微
    粒子物質を除去しそして流れに乗せるための手段と、 取り除いた前記固形微粒子物質をエンジン内で燃焼でき
    るように、当該固形微粒子物質をエンジンの吸入側に搬
    送するための手段とを有する装置。
12. （１２）排気エミッションを減らすためのディーゼルエ
    ンジンの装置において、 エンジンの排気流を横切って配置された単一のフィルタ
    ゾーンを持ち、排気が当該フィルタゾーンを通り抜ける
    際に初期の排気に含まれている固形微粒子物質を捕捉し
    て、排気流から固形微粒子物質を取り除くようなフィル
    タ手段と、 前記フィルタ手段の排気吸入口およびエンジンの燃焼室
    から排気を放出するポートを連絡する第１の排気配管と
    、前記フィルタ手段の排気出口に連結されしかも大気に
    連絡している第２の排気配管と、周囲の大気から前記燃
    焼室へと空気が通り抜ける第１の吸入配管と、第１の排
    気配管および第１の吸入配管を連結する第２の吸入配管
    と、前記エンジンの燃焼室から排気を放出するポートお
    よび第２の吸入配管につながる第１の排気配管の連結部
    の間の位置で、第１の排気配置を横切って配置されてい
    るバルブ手段にして、前記第１の排気配管を通じて流す
    ことのできる開放位置並びにフィルタ手段に向かう排気
    流を遮る閉鎖位置の間を移動することのできる第１の排
    気バルブ手段と、 第１の吸入バルブ手段およびエンジンの間で、第２の吸
    入配管が第１の吸入配管に連結されるように第１の吸入
    配管を横切って配置されているバルブ手段にして、当該
    吸入配管を通じて流すことのできる開放位置並びにこの
    吸入配管を通る流れを遮る閉鎖位置の間を移動すること
    のできる第１の吸入バルブ手段と、 第２の吸入配管を横切って配置されているバルブ手段に
    して、当該バルブ手段は、第２の吸入配管を通じて流す
    ことのできる開放位置並びにこの第２の吸入配管を通る
    流れを遮る閉鎖位置の間を移動することができ、当該バ
    ルブ手段を跨がって加わる所定の圧力ディファレンシャ
    ルに応答して開放し、またこの圧力ディファレンシャル
    の減少に応答して閉鎖するような第２の吸入バルブ手段
    とを有し、 前記第１の吸入バルブ手段と第１の排気バルブ手段とは
    、通常時には、第１の吸入配管を通じた吸入流と第１の
    排気配管を通じたエンジンの燃焼室からの排気流とを流
    すことのできる開放状態にあり、フィルタ手段、第２の
    排気配管および前記第２の吸入バルブ手段は通常時には
    閉鎖状態になっており、 さらに、第１の吸入バルブ手段および第１の排気バルブ
    手段をほぼ同時に間歇的に閉鎖し、第２の吸入配管を通
    じてエンジンの吸入吸い込み作用を及ぼし、前記所定の
    圧力ディファレンシャルを作り出し、そして前記第２の
    吸入バルブ手段を開放して、前記フィルタ手段を通り抜
    ける吸入流のパルスを発生させ、固形微粒子物質を前記
    フィルタ手段から除去し、除去したこの固形微粒子物質
    をエンジン内での燃焼のために当該エンジンの吸入側に
    搬送するための手段と、 前記圧力ディファレンシャルの減少に伴い、前記第２の
    吸入バルブ手段が閉鎖するのに応答して前記第１の吸入
    バルブ手段と第１の排気バルブ手段とを開放するための
    手段とを有する装置。
13. （１３）排気エミッションを減らすためのディーゼルエ
    ンジンの装置において、 エンジンの排気流を横切って配置された単一のフィルタ
    ゾーンを持ち、排気が当該フィルタゾーンを通り抜ける
    際に初期の排気に含まれている固形微粒子物質を捕捉し
    て、排気流から固形微粒子物質を取り除くようなフィル
    タ手段と、 前記フィルタ手段の排気吸入口およびエンジンの燃焼室
    から排気を放出するポートを連結する排気配管と、前記
    フィルタ手段の排気出口に連結されしかも大気に連絡し
    ている第２の排気配管と、周囲の大気から前記燃焼室へ
    と空気が通り抜ける第１の吸入配管と、第１の排気配管
    および第１の吸入配管を連結する第２の吸入配管と、 第１の吸入バルブ手段およびエンジンの間で、第２の吸
    入配管が第１の吸入配管に連結されるように第１の吸入
    配管を横切って配置されているバルブ手段にして、当該
    吸入配管を通じて流すことのできる開放位置並びにこの
    吸入配管を通る流れを遮る閉鎖位置の間を移動すること
    のできる第１の吸入バルブ手段と、 第２の吸入配管を横切って配置されているバルブ手段に
    して、当該バルブ手段は、第２の吸入配管を通じて流す
    ことのできる開放位置並びにこの第２の吸入配管を通る
    流れを遮る閉鎖位置の間を移動することができ、当該バ
    ルブ手段を跨がって加わる所定の圧力ディファレンシャ
    ルに応答して開放し、またこの圧力ディファレンシャル
    の減少に応答して閉鎖するような第２の吸入バルブ手段
    とを有し、 前記第１の吸入バルブ手段は、通常時には、第１の吸入
    配管を通じた吸入流と第１の排気配管を通じたエンジン
    の燃焼室からの排気流とを流すことのできる開放状態に
    あり、フィルタ手段、第２の排気配管および前記第２の
    吸入バルブ手段は通常時には閉鎖状態になっており、 さらに、第１の吸入バルブ手段を間歇的に閉鎖し、第２
    の吸入配管を通じてエンジンの吸入吸い込み作用を及ぼ
    し、前記所定の圧力ディファレンシャルを作り出し、そ
    して前記第２の吸入バルブ手段を開放して、前記フィル
    タ手段を通り抜ける吸入流のパルスを発生させ、固形微
    粒子物質を前記フィルタ手段から除去し、除去したこの
    固形微粒子物質をエンジン内での燃焼のために当該エン
    ジンの吸入側に搬送するための手段と、 前記圧力ディファレンシャルの減少に伴い、前記第２の
    吸入バルブ手段が閉鎖するのに応答して前記第１の吸入
    バルブ手段を開放するための手段とを有する装置。
14. （１４）ディーゼルエンジンの排気から固形微粒子物質
    を取り除くための方法にして、 フィルタ手段の少なくとも一部を通じてエンジンの排気
    流を流し、排気の固形微粒子物質を捕捉して、この排気
    流から固形微粒子物質を取り除く段階と、 フィルタ手段の少なくとも前記一部を通る排気流を間歇
    的に遮断する段階と、 この遮断中に、充分な出力の１つまたはそれ以上の機械
    的波動で前記フィルタに衝撃を加え、フィルタ手段の前
    記一部から前記固形微粒子物質の除去作業を行なう段階
    と、 取り除いた前記固形粒子物質をエンジン内で燃焼できる
    ように、当該固形微粒子物質をエンジンの吸入側に搬送
    する段階とを有する方法。
15. （１５）排気エミッションを減らすためのディーゼルエ
    ンジンの装置において、 エンジンの排気流を遮るように配置されたフィルタ手段
    にして、排気が当該フィルタ手段の少なくとも一部を通
    り抜ける際に排気内の固形微粒子物質を捕捉して、この
    排気流から固形微粒子物質を取り除くようなフィルタ手
    段と、 フィルタ手段の少なくとも前記一部を通る排気流を間歇
    的に遮断するための手段と、 この遮断中に、充分な出力の１つまたはそれ以上の機械
    的波動で前記フィルタに衝撃を加え、フィルタ手段の前
    記一部から前記固形微粒子物質の除去作業を行なうため
    の手段と、 取り除いた前記固形微粒子物質をエンジン内で燃焼でき
    るように、当該固形微粒子物質をエンジンの吸入側に搬
    送するための手段とを有する装置。