JP2003155909A - ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタInfo
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Classifications
-
- Y02T10/47—
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フィルタの粒子状物質が集積し易く高温にな
り易い部分において、粒子状物質の堆積を回避すること
により、フィルタにおける局所的な高温の発生を防止し
て、フィルタの溶損及び焼損を防止することができる耐
久性に優れたＤＰＦ装置用フィルタを提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジンの排気ガスＧ中の粒
子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタ１０Ａ，１０Ｂにおいて、排気ガスＧ
中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積し
た粒子状物質の酸化により高温になり易い部分Ｃに、排
気ガス通過阻止構造を設ける。
り易い部分において、粒子状物質の堆積を回避すること
により、フィルタにおける局所的な高温の発生を防止し
て、フィルタの溶損及び焼損を防止することができる耐
久性に優れたＤＰＦ装置用フィルタを提供する。 【解決手段】 ディーゼルエンジンの排気ガスＧ中の粒
子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタ１０Ａ，１０Ｂにおいて、排気ガスＧ
中の粒子状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積し
た粒子状物質の酸化により高温になり易い部分Ｃに、排
気ガス通過阻止構造を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス中の粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化
するディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィル
タに関するものである。
ンの排気ガス中の粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化
するディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィル
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出される粒子
状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭと
する）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年
々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパ
ティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate
Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕
集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開
発されている。
状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭと
する）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年
々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパ
ティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate
Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕
集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開
発されている。
【０００３】このＰＭを直接捕集するＤＰＦ装置用フィ
ルタには、セラミック製のモノリスハニカム型ウォール
フロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状
にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰ
Ｆ装置用フィルタを用いた排気ガス浄化装置は、エンジ
ンの排気管の途中に設置され、エンジンで発生する排気
ガスを浄化している。
ルタには、セラミック製のモノリスハニカム型ウォール
フロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状
にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰ
Ｆ装置用フィルタを用いた排気ガス浄化装置は、エンジ
ンの排気管の途中に設置され、エンジンで発生する排気
ガスを浄化している。
【０００４】しかし、このＤＰＦ装置用フィルタは、Ｐ
Ｍの捕集に伴って目詰まりが進行し、排気ガス圧力（排
圧）が上昇するので、このフィルタから捕集されたＰＭ
を除去する必要があり、幾つかの方法及びシステムが開
発されている。
Ｍの捕集に伴って目詰まりが進行し、排気ガス圧力（排
圧）が上昇するので、このフィルタから捕集されたＰＭ
を除去する必要があり、幾つかの方法及びシステムが開
発されている。
【０００５】そのうちの一つに、電気ヒータやバーナー
でフィルタを加熱して、ＰＭを燃焼除去したり、エアを
逆方向に流して逆洗したりするシステムがあるが、これ
らのシステムの場合には、外部から加熱用のエネルギー
を供給してＰＭ燃焼を行うので、燃費の悪化を招くとい
う問題や再生制御が難しいという問題がある。
でフィルタを加熱して、ＰＭを燃焼除去したり、エアを
逆方向に流して逆洗したりするシステムがあるが、これ
らのシステムの場合には、外部から加熱用のエネルギー
を供給してＰＭ燃焼を行うので、燃費の悪化を招くとい
う問題や再生制御が難しいという問題がある。
【０００６】また、これらのシステムを採用した場合に
は、フィルタを備えた２系統の排気通路を設け、交互
に、ＰＭの捕集とフィルタの再生を繰り返す場合が多
く、そのため、システムが大きくなり、コストも高くな
り易い。
は、フィルタを備えた２系統の排気通路を設け、交互
に、ＰＭの捕集とフィルタの再生を繰り返す場合が多
く、そのため、システムが大きくなり、コストも高くな
り易い。
【０００７】これらの問題に対処するために、図５〜図
７に示すような連続再生型ＤＰＦシステムが提案されて
いる。
７に示すような連続再生型ＤＰＦシステムが提案されて
いる。
【０００８】図５は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）による連続
再生型ＤＰＦシステム（ＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム）
１Ａの例であり、上流側の酸化触媒３Ａａと下流側のウ
ォールフロータイプのフィルタ３Ａｂとから構成され、
この上流側の白金等の酸化触媒３Ａａで排気ガス中の一
酸化窒素を酸化し、発生した二酸化窒素で、下流側のフ
ィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素と
し、ＰＭを除去している。
再生型ＤＰＦシステム（ＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム）
１Ａの例であり、上流側の酸化触媒３Ａａと下流側のウ
ォールフロータイプのフィルタ３Ａｂとから構成され、
この上流側の白金等の酸化触媒３Ａａで排気ガス中の一
酸化窒素を酸化し、発生した二酸化窒素で、下流側のフ
ィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素と
し、ＰＭを除去している。
【０００９】この二酸化窒素によるＰＭの酸化は、酸素
によるＰＭの酸化より、エネルギー障壁が低く低温で行
われるため、排気ガス中の熱エネルギーを利用すること
で連続的にＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去してフィ
ルタの再生を行うことができる。
によるＰＭの酸化より、エネルギー障壁が低く低温で行
われるため、排気ガス中の熱エネルギーを利用すること
で連続的にＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去してフィ
ルタの再生を行うことができる。
【００１０】また、図６に示す連続再生型ＤＰＦシステ
ム（一体型ＮＯ2 再生ＤＰＦシステム）１Ｂは、図５の
システム１Ａを改良したものであり、酸化触媒３２Ａを
ウォールフロータイプの触媒付フィルタ３Ｂの壁表面に
塗布し、この壁表面で、排気ガス中の一酸化窒素の酸化
と二酸化窒素によるＰＭの酸化を行うようにしており、
システムを簡素化している。
ム（一体型ＮＯ2 再生ＤＰＦシステム）１Ｂは、図５の
システム１Ａを改良したものであり、酸化触媒３２Ａを
ウォールフロータイプの触媒付フィルタ３Ｂの壁表面に
塗布し、この壁表面で、排気ガス中の一酸化窒素の酸化
と二酸化窒素によるＰＭの酸化を行うようにしており、
システムを簡素化している。
【００１１】そして、図７に示す連続再生型ＤＰＦシス
テム（ＰＭ酸化触媒付ＤＰＦシステム）１Ｃは、白金
（Ｐｔ）等の貴金属酸化触媒３２Ａと、ＰＭ酸化触媒３
２ＢをウォールフロータイプのＰＭ酸化触媒付フィルタ
３Ｃの壁表面に塗布し、この壁表面でより低い温度から
ＰＭの酸化を行うようにしている。
テム（ＰＭ酸化触媒付ＤＰＦシステム）１Ｃは、白金
（Ｐｔ）等の貴金属酸化触媒３２Ａと、ＰＭ酸化触媒３
２ＢをウォールフロータイプのＰＭ酸化触媒付フィルタ
３Ｃの壁表面に塗布し、この壁表面でより低い温度から
ＰＭの酸化を行うようにしている。
【００１２】このＰＭ酸化触媒３２Ｂは排気ガス中の酸
素を活性化させて直接ＰＭを酸化する触媒であり、二酸
化セリウム等で形成される。
素を活性化させて直接ＰＭを酸化する触媒であり、二酸
化セリウム等で形成される。
【００１３】そして、この連続再生型ＤＰＦシステム１
Ｃは、低温酸化域（３５０℃〜４５０℃程度）では酸化
触媒３２Ａの一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する反応を
利用してＰＭを二酸化窒素で酸化し、中温酸化域（４０
０℃〜６００℃程度）では、ＰＭ酸化触媒３２Ｂで排気
ガス中の酸素を活性化させＰＭを直接酸化する反応によ
りＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中の酸素で燃焼する温
度より高い高温酸化域（６００℃程度以上）では、排気
ガス中の酸素によりＰＭを酸化している。
Ｃは、低温酸化域（３５０℃〜４５０℃程度）では酸化
触媒３２Ａの一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する反応を
利用してＰＭを二酸化窒素で酸化し、中温酸化域（４０
０℃〜６００℃程度）では、ＰＭ酸化触媒３２Ｂで排気
ガス中の酸素を活性化させＰＭを直接酸化する反応によ
りＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中の酸素で燃焼する温
度より高い高温酸化域（６００℃程度以上）では、排気
ガス中の酸素によりＰＭを酸化している。
【００１４】これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおい
ては、触媒や、二酸化窒素によるＰＭの酸化を利用する
ことによって、ＰＭを酸化できる温度を下げて、ＰＭを
捕集しながらＰＭを酸化除去している。
ては、触媒や、二酸化窒素によるＰＭの酸化を利用する
ことによって、ＰＭを酸化できる温度を下げて、ＰＭを
捕集しながらＰＭを酸化除去している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の連続再生型ＤＰＦシステムにおいても、まだ、排気ガ
ス温度を３５０℃程度に昇温させる必要があるため、排
気温度が低いエンジンの運転状態や一酸化窒素の排出が
少ないエンジンの運転状態においては、触媒の温度が低
下して触媒活性が低下したり、一酸化窒素が不足するの
で、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してフィルタを再
生できないため、ＰＭのフィルタへの堆積が継続され
て、フィルタが目詰まりするという問題がある。
の連続再生型ＤＰＦシステムにおいても、まだ、排気ガ
ス温度を３５０℃程度に昇温させる必要があるため、排
気温度が低いエンジンの運転状態や一酸化窒素の排出が
少ないエンジンの運転状態においては、触媒の温度が低
下して触媒活性が低下したり、一酸化窒素が不足するの
で、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してフィルタを再
生できないため、ＰＭのフィルタへの堆積が継続され
て、フィルタが目詰まりするという問題がある。
【００１６】例えば、アイドル運転時や下り坂における
エンジンブレーキ作動運転時等の低速や極低負荷運転に
おいては、燃料が殆ど燃焼しない状態となり、低温の排
気ガスが連続再生型ＤＰＦ装置に流れ込むため、触媒の
温度が低くなり触媒活性が低下してしまう。
エンジンブレーキ作動運転時等の低速や極低負荷運転に
おいては、燃料が殆ど燃焼しない状態となり、低温の排
気ガスが連続再生型ＤＰＦ装置に流れ込むため、触媒の
温度が低くなり触媒活性が低下してしまう。
【００１７】特に、連続再生型ＤＰＦシステムを搭載し
た自動車が、市街地走行が多い宅配便等に使用されてい
る場合には、排気ガスの温度が低いエンジンの運転状態
が多いため、フィルタの目詰まりが進展してしまうこと
になる。
た自動車が、市街地走行が多い宅配便等に使用されてい
る場合には、排気ガスの温度が低いエンジンの運転状態
が多いため、フィルタの目詰まりが進展してしまうこと
になる。
【００１８】このフィルタの目詰まり、即ち、ＰＭの堆
積はフィルタ全体に均等に行われず、ガス流量が多く、
また、フィルタの局部的な温度が低くなっている部分に
先にＰＭが堆積される。具体的には、図８及び図９に示
すような円筒状のウォールフロータイプの千鳥状目封止
フィルタでは、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部
分への堆積量が多くなる。
積はフィルタ全体に均等に行われず、ガス流量が多く、
また、フィルタの局部的な温度が低くなっている部分に
先にＰＭが堆積される。具体的には、図８及び図９に示
すような円筒状のウォールフロータイプの千鳥状目封止
フィルタでは、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部
分への堆積量が多くなる。
【００１９】そして、再生モード運転における再生操作
時やエンジンの運転状態の変化時等の排気ガスが高温に
なった時に、捕集されたＰＭが昇温して排気ガス中の酸
素又は二酸化窒素で燃焼及び酸化されるが、このＰＭの
燃焼及び酸化によって発生する熱量が場所によって異な
るため、均等な温度分布とはならず、特に高温となる部
分が生じる。
時やエンジンの運転状態の変化時等の排気ガスが高温に
なった時に、捕集されたＰＭが昇温して排気ガス中の酸
素又は二酸化窒素で燃焼及び酸化されるが、このＰＭの
燃焼及び酸化によって発生する熱量が場所によって異な
るため、均等な温度分布とはならず、特に高温となる部
分が生じる。
【００２０】そのため、この高温発生部分において、フ
ィルタ温度が、このフィルタを形成するコーディエライ
ト等の耐熱温度（約１４５０℃）を超えて、局所的及び
局部的に溶損や焼損が発生するという問題がある。
ィルタ温度が、このフィルタを形成するコーディエライ
ト等の耐熱温度（約１４５０℃）を超えて、局所的及び
局部的に溶損や焼損が発生するという問題がある。
【００２１】この溶損や焼損が生じるとＰＭ捕集能力が
低下するばかりでなく、ＰＭの堆積し易い部分が周辺部
に移動し、この周辺部の温度が順次高温になって溶損部
分の拡大につながることにもなるので重要な問題であ
る。
低下するばかりでなく、ＰＭの堆積し易い部分が周辺部
に移動し、この周辺部の温度が順次高温になって溶損部
分の拡大につながることにもなるので重要な問題であ
る。
【００２２】この高温となる部分は、排気ガス中の粒子
状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状
物質の酸化により高温になり易い部分であり、図８及び
図９に示すようなウォールフロータイプのフィルタ１０
Ｘの場合には、図１０に示す温度分布の一例でも分かる
ように、フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分（図
８の（ａ）や（ｂ）の中心部分）の下流側部分であるこ
とが実験的に突き止められている。
状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状
物質の酸化により高温になり易い部分であり、図８及び
図９に示すようなウォールフロータイプのフィルタ１０
Ｘの場合には、図１０に示す温度分布の一例でも分かる
ように、フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分（図
８の（ａ）や（ｂ）の中心部分）の下流側部分であるこ
とが実験的に突き止められている。
【００２３】そして、この中央部分の下流側で温度が局
所的に高温となることに関しては、次のような考察がな
されている。
所的に高温となることに関しては、次のような考察がな
されている。
【００２４】先ず、ＰＭの捕集面からは、中央部分は排
気ガスの通過量が多く、上流側では排気ガスの温度が高
くＰＭが排気ガス中で比較的燃焼し易いが、下流側では
排気ガスの温度が放熱等により低下するためＰＭが燃焼
されずに捕集され易くなるので、下流側に堆積し、この
下流側から目詰まりが上流側に進展する。
気ガスの通過量が多く、上流側では排気ガスの温度が高
くＰＭが排気ガス中で比較的燃焼し易いが、下流側では
排気ガスの温度が放熱等により低下するためＰＭが燃焼
されずに捕集され易くなるので、下流側に堆積し、この
下流側から目詰まりが上流側に進展する。
【００２５】また、ＰＭの燃焼面からは、中央部分の上
流側では、排気ガス温度が比較的高く、ＰＭ燃焼用の酸
素供給も多いため燃焼し易い。そのため、この上流側で
ＰＭ燃焼が発生すると、燃焼で発生した熱で下流側へ移
動する排気ガスが温められると共に、フィルタ部材経由
の熱伝達によりフィルタの下流側部分が温められるの
で、下流側部分のフィルタが昇温する。
流側では、排気ガス温度が比較的高く、ＰＭ燃焼用の酸
素供給も多いため燃焼し易い。そのため、この上流側で
ＰＭ燃焼が発生すると、燃焼で発生した熱で下流側へ移
動する排気ガスが温められると共に、フィルタ部材経由
の熱伝達によりフィルタの下流側部分が温められるの
で、下流側部分のフィルタが昇温する。
【００２６】この昇温によりＰＭ燃焼が促進され、更に
温度が高くなる。これが下流側に向かって順次繰り返さ
れるので、中央部分において下流側に行くに連れてフィ
ルタ及び排気ガスの温度が上昇し、下流側の温度が特に
高くなる。
温度が高くなる。これが下流側に向かって順次繰り返さ
れるので、中央部分において下流側に行くに連れてフィ
ルタ及び排気ガスの温度が上昇し、下流側の温度が特に
高くなる。
【００２７】そして、この局部的な高温の発生には、Ｐ
Ｍの集積量が局部的に多くて、発生する熱量が局部的に
多くなること以外にも、フィルタ材料の熱伝達特性が良
くないために熱の拡散が少く、また、フイルタの熱容量
も小さいため、温度が上昇し易いこと等が絡み合ってい
ると考えられている。
Ｍの集積量が局部的に多くて、発生する熱量が局部的に
多くなること以外にも、フィルタ材料の熱伝達特性が良
くないために熱の拡散が少く、また、フイルタの熱容量
も小さいため、温度が上昇し易いこと等が絡み合ってい
ると考えられている。
【００２８】本発明は、これらの知見を得て、上述の従
来技術における問題を解決するためになされたものであ
り、その目的は、フィルタのＰＭが堆積し易く高温にな
り易い部分において、ＰＭの堆積を回避することによ
り、フィルタにおける局所的な高温の発生を防止して、
フィルタの溶損及び焼損を防止することができる耐久性
に優れたディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フ
ィルタを提供することにある。
来技術における問題を解決するためになされたものであ
り、その目的は、フィルタのＰＭが堆積し易く高温にな
り易い部分において、ＰＭの堆積を回避することによ
り、フィルタにおける局所的な高温の発生を防止して、
フィルタの溶損及び焼損を防止することができる耐久性
に優れたディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フ
ィルタを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのディーゼルパティキュレートフィルタ装置用
フィルタは、次のように構成される。
するためのディーゼルパティキュレートフィルタ装置用
フィルタは、次のように構成される。
【００３０】１）ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒
子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が
捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸
化により高温になり易い部分に、排気ガス通過阻止構造
を設けて構成する。
子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が
捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸
化により高温になり易い部分に、排気ガス通過阻止構造
を設けて構成する。
【００３１】この構成により、再生モード運転時等によ
り堆積した粒子状物質の酸化が始まった時に高温になり
易い部分に、排気ガスの流通が無くなり、粒子状物質の
堆積が行われなくなるので、高温発生が回避でき、フィ
ルタの溶損や焼損を防止できる。
り堆積した粒子状物質の酸化が始まった時に高温になり
易い部分に、排気ガスの流通が無くなり、粒子状物質の
堆積が行われなくなるので、高温発生が回避でき、フィ
ルタの溶損や焼損を防止できる。
【００３２】２）また、上記のディーゼルパティキュレ
ートフィルタ装置用フィルタにおいて、前記フィルタ
が、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を
有し、該排気ガス通路の入口側と出口側を千鳥状に目封
止したウォールフロータイプのフィルタであって、前記
排気ガス通過阻止構造を前記フィルタの排気ガス流入横
断面の中央部分の前記排気ガス通路に対して設けると共
に、前記排気ガス通過阻止構造を、前記排気ガス通路の
上流側と下流側の両方に目封止をした構造とする。
ートフィルタ装置用フィルタにおいて、前記フィルタ
が、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を
有し、該排気ガス通路の入口側と出口側を千鳥状に目封
止したウォールフロータイプのフィルタであって、前記
排気ガス通過阻止構造を前記フィルタの排気ガス流入横
断面の中央部分の前記排気ガス通路に対して設けると共
に、前記排気ガス通過阻止構造を、前記排気ガス通路の
上流側と下流側の両方に目封止をした構造とする。
【００３３】この中央部分の排気ガス通路の両側の目封
止により、フィルタの中央部分を排気ガスが通過しなく
なるので、粒子状物質が堆積するのを防止できる。
止により、フィルタの中央部分を排気ガスが通過しなく
なるので、粒子状物質が堆積するのを防止できる。
【００３４】３）あるいは、上記のディーゼルパティキ
ュレートフィルタ装置用フィルタにおいて、前記フィル
タが、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路
を有し、該排気ガス通路の入口側と出口側を千鳥状に目
封止したウォールフロータイプのフィルタであって、前
記排気ガス通過阻止構造を前記フィルタの排気ガス流入
横断面の中央部分に対して設けると共に、前記排気ガス
通過阻止構造を、排気ガス通路が無い中実構造とする。
ュレートフィルタ装置用フィルタにおいて、前記フィル
タが、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路
を有し、該排気ガス通路の入口側と出口側を千鳥状に目
封止したウォールフロータイプのフィルタであって、前
記排気ガス通過阻止構造を前記フィルタの排気ガス流入
横断面の中央部分に対して設けると共に、前記排気ガス
通過阻止構造を、排気ガス通路が無い中実構造とする。
【００３５】このフィルタの中央部分を中実構造にする
ことにより、この中央部分には排気ガス通路が無くなり
排気ガスが通過できなくなるので、粒子状物質が堆積す
ることがなくなる。
ことにより、この中央部分には排気ガス通路が無くなり
排気ガスが通過できなくなるので、粒子状物質が堆積す
ることがなくなる。
【００３６】そして、この場合には、中央部分を中実に
することにより、熱容量が大きくなるので、この周辺に
堆積した粒子状物質の燃焼によって発生する熱を、この
中実部分で吸収及び蓄熱でき、また熱伝達により上流側
に拡散できるので、この周囲部分が高温になるのを防止
できる。
することにより、熱容量が大きくなるので、この周辺に
堆積した粒子状物質の燃焼によって発生する熱を、この
中実部分で吸収及び蓄熱でき、また熱伝達により上流側
に拡散できるので、この周囲部分が高温になるのを防止
できる。
【００３７】また、この中実部分は蓄熱機能と熱伝達機
能を持つので、フィルタ再生時に蓄熱した熱を、上流側
及び周囲の壁面へ熱伝達でき、フィルタの温度を時間的
にも空間的にも均一化する方向に機能するので、排気ガ
ス中の粒子状物質及び捕集した粒子状物質の燃焼を促進
できる。
能を持つので、フィルタ再生時に蓄熱した熱を、上流側
及び周囲の壁面へ熱伝達でき、フィルタの温度を時間的
にも空間的にも均一化する方向に機能するので、排気ガ
ス中の粒子状物質及び捕集した粒子状物質の燃焼を促進
できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ
（以下ＤＰＦ装置用フィルタとする）について、ウォー
ルフロータイプのフィルタを例にして図面を参照しなが
ら説明する。
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ
（以下ＤＰＦ装置用フィルタとする）について、ウォー
ルフロータイプのフィルタを例にして図面を参照しなが
ら説明する。
【００３９】このウォールフロータイプのフィルタは、
図１〜図４に示すように、周囲を多孔質壁面１２で形成
した多数の排気ガス通路１１ａ、１１ｂを有すると共
に、この排気ガス通路（セル）１１ａ，１１ｂの入口側
１５と出口側１６を千鳥状に目封止１３して形成され、
図５〜図７に示すような排気ガス浄化システム１Ａ、１
Ｂ、１Ｃ等に組込まれて使用される。
図１〜図４に示すように、周囲を多孔質壁面１２で形成
した多数の排気ガス通路１１ａ、１１ｂを有すると共
に、この排気ガス通路（セル）１１ａ，１１ｂの入口側
１５と出口側１６を千鳥状に目封止１３して形成され、
図５〜図７に示すような排気ガス浄化システム１Ａ、１
Ｂ、１Ｃ等に組込まれて使用される。
【００４０】そして、本発明では、このフィルタ１０
Ａ，１０Ｂの排気ガス流入断面の中央部分の排気ガス通
路１１ａ，１１ｂに対して、排気ガス通過阻止構造を設
けて構成する。
Ａ，１０Ｂの排気ガス流入断面の中央部分の排気ガス通
路１１ａ，１１ｂに対して、排気ガス通過阻止構造を設
けて構成する。
【００４１】なお、図１及び図３では、中央部分の１３
個の排気ガス通路１１ａ，１１ｂに対して、排気ガス通
過阻止構造を設けている。 〔第１の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ〕最初に、
第１の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ１０Ａについ
て説明する。
個の排気ガス通路１１ａ，１１ｂに対して、排気ガス通
過阻止構造を設けている。 〔第１の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ〕最初に、
第１の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ１０Ａについ
て説明する。
【００４２】この構成では、フィルタ１０Ａの中央部分
Ｃのセル１１ａ，１１ｂの上流側及び下流側の両方に目
封止１３Ａをして、排気ガスＧが中央部分Ｃのセル１１
ａ，１１ｂ内に流入しないように構成し、排気ガス通過
阻止構造とする。
Ｃのセル１１ａ，１１ｂの上流側及び下流側の両方に目
封止１３Ａをして、排気ガスＧが中央部分Ｃのセル１１
ａ，１１ｂ内に流入しないように構成し、排気ガス通過
阻止構造とする。
【００４３】この構成により、この中央部分Ｃのセル１
１ａ，１１ｂ内を排気ガスＧが通過しなくなるので、排
気ガスＧ中のＰＭが捕集されて堆積することがなくな
る。そのため、この捕集されたＰＭの燃焼による局部的
な高温の発生を回避でき、フィルタ１０Ａの中央部分Ｃ
の溶損を防止できる。
１ａ，１１ｂ内を排気ガスＧが通過しなくなるので、排
気ガスＧ中のＰＭが捕集されて堆積することがなくな
る。そのため、この捕集されたＰＭの燃焼による局部的
な高温の発生を回避でき、フィルタ１０Ａの中央部分Ｃ
の溶損を防止できる。
【００４４】また、排気ガスＧの通過を阻止することに
より、中央部分Ｃに向かって流れてくる排気ガスＧはこ
の目封止１３Ａの中央部分Ｃの周囲に流れるので、排気
ガスＧ全部をフィルタ１０Ａの濾過機能を有する壁面１
２を通過させて濾過することができる。 〔第２の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ〕次に、第
２の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ１０Ｂについて
説明する。
より、中央部分Ｃに向かって流れてくる排気ガスＧはこ
の目封止１３Ａの中央部分Ｃの周囲に流れるので、排気
ガスＧ全部をフィルタ１０Ａの濾過機能を有する壁面１
２を通過させて濾過することができる。 〔第２の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ〕次に、第
２の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ１０Ｂについて
説明する。
【００４５】この構成では、フィルタ１０Ｂの中央部分
Ｃを中実構造１７で形成して、中央部分Ｃに排気ガス通
路が無いように構成し、排気ガス通過阻止構造を設け
る。
Ｃを中実構造１７で形成して、中央部分Ｃに排気ガス通
路が無いように構成し、排気ガス通過阻止構造を設け
る。
【００４６】この構成により、中央部分Ｃにおいては、
排気ガスＧが通過できる通路が無くなるので、ＰＭが堆
積することも無くなる。
排気ガスＧが通過できる通路が無くなるので、ＰＭが堆
積することも無くなる。
【００４７】この構成によれば、第１の実施の形態のＤ
ＰＦ装置用フィルタ１０Ａと同様な効果を得ることがで
きる上に、更に、中実構造１３を形成することにより、
熱容量が大きくなるので、中央部分Ｃの周辺に堆積した
ＰＭの燃焼によって発生する熱を、この中実部分Ｃで吸
収及び蓄熱でき、また熱伝達により拡散できるので、こ
の中央部分Ｃの周囲が局所的に高温になるのを防止でき
る。
ＰＦ装置用フィルタ１０Ａと同様な効果を得ることがで
きる上に、更に、中実構造１３を形成することにより、
熱容量が大きくなるので、中央部分Ｃの周辺に堆積した
ＰＭの燃焼によって発生する熱を、この中実部分Ｃで吸
収及び蓄熱でき、また熱伝達により拡散できるので、こ
の中央部分Ｃの周囲が局所的に高温になるのを防止でき
る。
【００４８】また、この中実部分１７が蓄熱機能と熱伝
達機能を持つので、蓄熱した熱を上流側及び周囲の壁面
へ熱伝達して、フィルタの温度を時間的にも空間的にも
均一化する方向に作用するので、排気ガスＧ中のＰＭ及
び捕集したＰＭの燃焼を促進できる。
達機能を持つので、蓄熱した熱を上流側及び周囲の壁面
へ熱伝達して、フィルタの温度を時間的にも空間的にも
均一化する方向に作用するので、排気ガスＧ中のＰＭ及
び捕集したＰＭの燃焼を促進できる。
【００４９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係わる
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）装置用
フィルタによれば、堆積された粒子状物質（ＰＭ）の燃
焼によって局部的に高温になり易いフィルタ部分におい
て、排気ガスの粒子状物質の堆積を阻止する排気ガス通
過阻止構造を設けることにより、この部分に排気ガス中
の粒子状物質が堆積することを回避することができ、こ
の部分の局部的な高温による溶損を防止できる。
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）装置用
フィルタによれば、堆積された粒子状物質（ＰＭ）の燃
焼によって局部的に高温になり易いフィルタ部分におい
て、排気ガスの粒子状物質の堆積を阻止する排気ガス通
過阻止構造を設けることにより、この部分に排気ガス中
の粒子状物質が堆積することを回避することができ、こ
の部分の局部的な高温による溶損を防止できる。
【００５０】そして、この排気ガス通過阻止構造を、フ
ィルタの中央部分のセルの上流側及び下流側を目封止す
る構成として、排気ガスが通過できなくすることによ
り、この中央部分における粒子状物質の堆積回避と局部
的な高温発生による溶損を防止できる。
ィルタの中央部分のセルの上流側及び下流側を目封止す
る構成として、排気ガスが通過できなくすることによ
り、この中央部分における粒子状物質の堆積回避と局部
的な高温発生による溶損を防止できる。
【００５１】この構成の場合には、この排気ガス全体を
フィルタの濾過部分に通過させるので、フィルタの浄化
率の減少を防止できる。
フィルタの濾過部分に通過させるので、フィルタの浄化
率の減少を防止できる。
【００５２】あるいは、この排気ガス通過阻止構造を、
フィルタの中央部分を中実構造に形成する構成として、
排気ガスが通過できなくすることにより、この中央部分
における粒子状物質の堆積回避と局部的な高温発生によ
る溶損を防止できる。
フィルタの中央部分を中実構造に形成する構成として、
排気ガスが通過できなくすることにより、この中央部分
における粒子状物質の堆積回避と局部的な高温発生によ
る溶損を防止できる。
【００５３】この構成の場合には、更に、中央部分の熱
容量を大きくすることができ、中央部分の周囲部分に堆
積した粒子状物質の燃焼によって発生する熱をこの中実
部分に吸収及び蓄熱でき、また、この中央部分の中実構
造が熱伝達の機能を有するので熱拡散により周囲部分に
おける局所的な高温の発生を防止できると共に、フィル
タの上流側部分の温度を上昇でき、粒子状物資の燃焼を
促進できる。
容量を大きくすることができ、中央部分の周囲部分に堆
積した粒子状物質の燃焼によって発生する熱をこの中実
部分に吸収及び蓄熱でき、また、この中央部分の中実構
造が熱伝達の機能を有するので熱拡散により周囲部分に
おける局所的な高温の発生を防止できると共に、フィル
タの上流側部分の温度を上昇でき、粒子状物資の燃焼を
促進できる。
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のディーゼルパ
ティキュレートフィルタ装置用フィルタの模式的な構成
図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は
正面図で、（ｃ）は背面図である。
ティキュレートフィルタ装置用フィルタの模式的な構成
図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は
正面図で、（ｃ）は背面図である。
【図２】図１のフィルタの模式的な側断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のディーゼルパ
ティキュレートフィルタ装置用フィルタの模式的な構成
図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は
正面図で、（ｃ）は背面図である。
ティキュレートフィルタ装置用フィルタの模式的な構成
図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は
正面図で、（ｃ）は背面図である。
【図４】図３のフィルタの模式的な側断面図である。
【図５】酸化触媒を配設した連続再生型ＤＰＦシステム
の一例を示す構成図である。
の一例を示す構成図である。
【図６】酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦ
システムの一例を示す構成図である。
システムの一例を示す構成図である。
【図７】ＰＭ酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型Ｄ
ＰＦシステムの一例を示す構成図である。
ＰＦシステムの一例を示す構成図である。
【図８】従来技術のディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタの模式的な構成図であり、（ａ）は一
部断面を含む斜視図で、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は背
面図である。
タ装置用フィルタの模式的な構成図であり、（ａ）は一
部断面を含む斜視図で、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は背
面図である。
【図９】図８のフィルタの模式的な側断面図である。
【図１０】図８のフィルタの側断面図における温度分布
の状態を示す模式的な等温図である。
の状態を示す模式的な等温図である。
１０Ａ，１０Ｂ ＤＰＦ装置用フィルタ
１１ａ，１１ｂ 排気ガス通路（セル）
１２ 多孔質壁面
１３，１３Ａ 目封止
１５ 入口側
１６ 出口側
１７ 中実構造
Ｃ 中央部分
Ｇ 排気ガス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 越智 直文
神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車
株式会社藤沢工場内
Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA02 EA03
3G091 AA18 AB02 AB13 BA08 CA27
GA06 GA17
4D058 JA37 MA44 SA08
Claims (3)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒子
状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタ
装置用フィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が捕
集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化
により高温になり易い部分に、排気ガス通過阻止構造を
設けることを特徴とするディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置用フィルタ。 - 【請求項２】 前記フィルタが、周囲を多孔質壁面で形
成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の入
口側と出口側を千鳥状に目封止したウォールフロータイ
プのフィルタであって、前記排気ガス通過阻止構造を前
記フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分の前記排気
ガス通路に対して設けると共に、前記排気ガス通過阻止
構造を、前記排気ガス通路の上流側と下流側の両方に目
封止をした構造とすることを特徴とする請求項１記載の
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ。 - 【請求項３】 前記フィルタが、周囲を多孔質壁面で形
成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の入
口側と出口側を千鳥状に目封止したウォールフロータイ
プのフィルタであって、前記排気ガス通過阻止構造を前
記フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分に対して設
けると共に、前記排気ガス通過阻止構造を、排気ガス通
路が無い中実構造とすることを特徴とする請求項１記載
のディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィル
タ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356208A JP2003155909A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ |
| EP02025431A EP1312776A3 (en) | 2001-11-16 | 2002-11-15 | Exhaust gas purification system |
| US10/295,984 US20030097834A1 (en) | 2001-11-16 | 2002-11-18 | Exhaust gas purification system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356208A JP2003155909A (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003155909A true JP2003155909A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=19167773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356208A Pending JP2003155909A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003155909A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243271A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mazda Motor Corp | パティキュレートフィルタ |
| JP2011058678A (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Ngk Insulators Ltd | 蓄熱構造体 |
| JP2017201163A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-11-09 | 日本碍子株式会社 | 排気ガス浄化装置 |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356208A patent/JP2003155909A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243271A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mazda Motor Corp | パティキュレートフィルタ |
| JP2011058678A (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Ngk Insulators Ltd | 蓄熱構造体 |
| JP2017201163A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-11-09 | 日本碍子株式会社 | 排気ガス浄化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060314 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060711 |