JP2012117520A - フィルタ評価システム及びフィルタの評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな欧州の法規ないし基準に基づくＰＮ測定方法と相関関係にある、ＰＮ測定手段を得て、それによって、欧州規制に合致するように適切に且つ短時間で、ＤＰＦを評価する手段を提供すること。
【解決手段】ガスの中に粒子状物質（ＰＭ）を発生させるＰＭ発生装置１０と、そのＰＭ発生装置１０によってＰＭを発生させたガスが供給される、フィルタを収納する収納室９０と、その収容室９０の、ＰＭ発生装置１０の側及びＰＭ発生装置１０とは反対側において、それぞれのサンプル系９５，９６を介して備わり、それぞれのガスの中のＰＭの粒径分布を、ＰＭを電気移動度によって分級し、分級されたＰＭの電気量に基づいて、測定する粒径分布測定装置９３，９４と、を有するフィルタ評価システム１００Ａの提供による。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、粒子状物質を除去するフィルタ（本明細書においてパティキュレートフィルタ（ＰＦ）と呼ぶ、単にフィルタともいう）を評価する手段に関する。本発明は、より詳しくは、国際連合（略称ＵＮ）の欧州経済委員会（略称ＥＣＥ）における自動車基準調和世界フォーラム（略称ＷＰ２９）の排出ガスエネルギー専門家会議（略称ＧＲＰＥ）による粒子測定プログラム（略称ＰＭＰ）によって提案された、ＰＮ測定方法に代替可能な、ＰＮ測定手段によって、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を評価する手段に関連するものである。又、本発明は、ＧＰＦ（ガソリンパティキュレートフィルタ）を評価する手段にも関連する。

各種の内燃機関等から排出される排気ガス中の微粒子は、人体、環境への影響が大きい。そのため、これらの大気への放出を、防止する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭ（パティキュレートマター、粒子状物質）は、上記影響が甚大であり、ＰＭの規制は、世界的に強化されている。自動車のエンジンの大半がディーゼルエンジンである欧州では、欧州連合（略称ＥＵ）による排気ガス規制（所謂ユーロ５）において、排気ガスにふくまれるＰＭを極微量（０．００５ｇ／ｋｍ）とするように、重量（質量）による規制を定めており、次に予定される新たな排気ガス規制（所謂ユーロ６）では、更なる規制の強化が検討されている。

そのユーロ６では、ＰＭの規制につき、ＰＮ（パーティクルナンバー、粒子数）による規制が導入される予定である。これは、ＰＭの重量（質量）の測定は、現在のレベルが限界であるといわれ、これ以上に微量になると、精度の問題が生じるおそれがあること、及び、ナノメートル（ｎｍ）オーダーの大きさのＰＭが人体の肺へ与える影響が大きいこと、による。

このような事情の下、ＵＮのＥＣＥにおけるＷＰ２９のＧＲＰＥによるＰＭＰによって統一されたＰＮ測定方法（粒子数測定方法）が提案されており、これが、法規となり、欧州におけるＰＮ規制にかかる、測定根拠となる予定である。即ち、欧州で販売される自動車は、ユーロ６施行時には、その新たな測定方法に基づいて、ＰＮの規制値を守らなければならなくなる。尚、先行技術文献として、非特許文献１，２が発表されている。

社団法人自動車技術会、学術講演会前刷集、Ｎｏ．１１８−０８、自動車排ガス中の微粒子計測技術の開発 社団法人自動車技術会、学術講演会前刷集、Ｎｏ．１５５−０７、固体粒子数測定システムによるスート粒子排出挙動の調査

ところで、例えばディーゼルエンジン自動車が、ＰＭの規制を守ることが出来るのは、後処理技術でＤＰＦによるところが大きい。新たなＰＮ規制を守ることが出来るのも、ＤＰＦ装着を前提としたディーゼルエンジン自動車であり、ディーゼルエンジン自動車が新たなＰＮ規制に適合出来るか否かは、ＤＰＦの開発、評価にかかっているといっても過言ではない。

そして、欧州においては、ＰＭＰによるＰＮ測定方法は、ディーゼルエンジン自動車の運転モードとして、ＮＥＤＣ（Ｎｅｗ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｃｌｅ）モードを採用する。このＮＥＤＣモードは、プレコンディショニング期間、ソーキング期間、及びメジャーメント（測定）期間からなる。プレコンディショニング期間（図８Ａを参照）及びメジャーメント期間（図８Ｂを参照）におけるＥＵＤＣ（Ｅｘｔｒａ Ｕｒｂａｎ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｃｙｄｅ）は、最高１２０ｋｍ／ｈを含む高速運転モードであり、メジャーメント期間におけるＥＣＥ１５（ＥＣＥの規則番号）は、ＥＣＥが定めた繰り返しの市街地運転モードである。ここで問題となるのは、ソーキング期間が６時間以上行われることである。このために、例えば、新たに開発したＤＰＦのＰＮ除去能力を評価しようとして、ＰＭＰによるＰＮ測定方法に基づいて試験しようとすると、ＮＥＤＣモード全体で、１回あたり、概ね７時間程度かかってしまう。これでは、ＤＰＦの開発が遅々として進まない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、ユーロ６を見越した新たな欧州の法規ないし基準に基づくＰＮ測定方法と相関関係にある、ＰＮ測定手段を得て、それによって、欧州規制に合致するように適切に且つ短時間で、ＤＰＦを評価する手段を提供することにある。研究が重ねられた結果、以下に示す手段により、この課題を解決し得ることが、見出された。

即ち、先ず、本発明によれば、燃料と燃料燃焼用空気との混合を行いその混合をされた燃料混合気の燃焼を生じる燃料用燃焼室、その燃料用燃焼室へ燃料を間欠で噴射することが可能な燃料噴射手段、並びに、燃料混合気を着火する燃料用パイロットバーナ、を具備し、燃料混合気の燃焼が不完全であることによってガスの中に粒子状物質（ＰＭ）を発生させるＰＭ発生装置と、そのＰＭ発生装置によってＰＭを発生させたガスが供給される、フィルタを収納する収納室と、その収容室の、ＰＭ発生装置の側及びＰＭ発生装置とは反対側において、それぞれのサンプル系を介して備わり、それぞれのガスの中のＰＭの粒径分布を、ＰＭを電気移動度によって分級し、分級されたＰＭの電気量に基づいて、測定する粒径分布測定装置と、を有するフィルタ評価システムが提供される。

ＰＭ発生装置と収容室の間、及び収容室の出口側は、例えば配管又はダクトで構成される。収容室のＰＭ発生装置の側とは、（ガスの、収容室への）入口側である。収容室のＰＭ発生装置とは反対側とは、（ガスの、収容室からの）出口側である。フィルタ評価システムの使用時においては、収容室のＰＭ発生装置の側とは、（ガスの、フィルタへの）入口側であり、収容室のＰＭ発生装置とは反対側とは、（ガスの、フィルタからの）出口側である。サンプル系は、例えば、細い配管又はダクトと、必要な弁、流量計等で構成される。ＰＭを発生させたガスを、ＰＭ含有ガスと呼ぶことがある。

粒径分布測定装置は、収容室の（フィルタの）入口側及び出口側のガスの中のＰＭの粒径分布を測定するものであるから、好ましくは、それぞれのサンプル系毎に１基、合わせて２基の粒径分布測定装置を有する。又、サンプル系を合流させ、切替弁（自動弁等）を設け、収容室の入口側及び出口側のガスを、分別して採取出来るように、構成してもよい（図１Ｂを参照）。この場合には、１基の粒径分布測定装置であれば足りる。尚、後述する希釈器及び可溶有機成分除去装置についても、同様であり、好ましくは、それぞれ２基の希釈器及び可溶有機成分除去装置を有し、粒径分布測定装置が１基の場合には、その入口にそれぞれ１基の希釈器及び可溶有機成分除去装置を設ければよい。

ＰＭを電気移動度によって分級し分級されたＰＭの電気量に基づいてガスの中のＰＭの粒径分布を測定する粒径分布測定装置としては、具体的に、ＴＳＩ社のＥＥＰＳ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｅｘｈａｕｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、型式３０９０）、ＴＳＩ社のＦＭＰＳ（Ｆａｓｔ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、型式３０９１）、Ｃａｍｂｕｓｔｉｏｎ社のＦＰＳ（Ｆａｓｔ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅｒ、型式ＤＭＳ５００、ＤＭＳ５００ＭｋＩＩ）等を、例示することが出来る。これらの粒径分布装置の原理は、ＰＭを帯電（荷電）させ、そのＰＭの電気移動度の違いにより分級し、分級したＰＭの電気量（電荷量）をエレクトロメータで測定することによって、分級された粒径範囲のＰＮや濃度分布を求める、というものである。

本発明に係るフィルタ評価システムにおいては、サンプル系に、ガスを希釈する希釈器を、更に有することが好ましい。これは、収容室のＰＭ発生装置の側及びＰＭ発生装置とは反対側のそれぞれと、粒径分布測定装置と、の間に、ガスを希釈する希釈器を、更に有する、ということである。希釈器として好ましいものは、具体的に、マター社製のＭＤ１９−２Ｅ、ＭＤ１９−３Ｅ等である。尚、粒径分布測定装置や可溶有機成分除去装置には、希釈器を内蔵したものもあり、その場合には独立して設ける必要はない。

本発明に係るフィルタ評価システムにおいては、サンプル系に、ガスの可溶有機成分を除去する可溶有機成分除去装置を、更に有することが好ましい。これは、収容室のＰＭ発生装置の側及びＰＭ発生装置とは反対側のそれぞれと、粒径分布測定装置と、の間に、ガスの可溶有機成分を除去する可溶有機成分除去装置を、更に有する、ということである。尚、希釈器を有する場合には、可溶有機成分除去装置は、その希釈器の出口側（粒径分布測定装置の側）に設けることが好ましい。可溶有機成分除去装置として好ましいものとして、具体的には、デカティ（Ｄｅｋａｔｉ）社製のサーモデニューダ（型式ＴＤ３）、ＴＳＩ社製のサーモデニューダ（型式３０６５）、マター社製のサーモダイリュ−タ（型式ＡＳＥＴ１５−１）等を挙げることが出来る。尚、可溶有機成分除去装置は、ＰＭを発生させたガスの中の可溶有機成分が少ない場合は、不要である。

本発明に係るフィルタ評価システムにおいては、上記の粒径分布測定装置は、粒径が２０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の範囲で、ガスの中のＰＭの粒径分布を測定可能であることが好ましい。又、上記の粒径分布測定装置は、測定対象であるガスを高速でサンプリング（採取）可能なものが好ましい。

次に、本発明によれば、上記した何れかのフィルタ評価システムを使用し、収納室にフィルタを収納し、ＰＭ発生装置において、燃料燃焼用空気の中に、燃料を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、燃焼させ、ガスの中に、特定の粒径分布からなる粒子状物質（ＰＭ）を発生させ、そのＰＭを発生させたガスを、フィルタに供給する過程と、そのフィルタを、通過する前のガス、及び、通過したガス、のそれぞれのガスの中のＰＭの粒径分布を、粒径分布測定装置で測定する過程と、を有するフィルタの評価方法が提供される。

ガスの中のＰＭの粒径分布を測定することには、粒径（範囲）毎のＰＮを測定することが含まれる。フィルタ評価システムが希釈器を有する場合には、粒径分布測定装置で測定する前に、ガスを希釈することが出来る。希釈することによって、例えば、ＰＭ発生装置で発生させたＰＭの量が多い場合に、粒径分布測定装置における測定レンジオーバーを避けることが出来る。又、フィルタ評価システムが可溶有機成分除去装置を有する場合には、粒径分布測定装置で測定する前に、ガスの中の可溶有機成分を除去することが出来る。

本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法においては、燃料として、軽油又はプロパンガスを用いることが出来る。より好ましい燃料は、軽油である。

本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法によれば、ＰＭ発生装置を用い、燃料燃焼用空気の中に、燃料を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、燃焼させ、ガスの中に、特定の粒径分布からなるＰＭを発生させることが出来る。よって、空気過剰率λを調節すれば、ＮＥＤＣモードで運転されたディーゼルエンジン自動車から排出される排気ガスの粒径分布と、同等の粒径分布を有するＰＭ含有ガスを、直ぐに、発生させることが可能である。そのため、ＮＥＤＣモードで運転されたディーゼルエンジン自動車から排出される排気ガスの粒径分布と同等の粒径分布を有するＰＭ含有ガスを、ＮＥＤＣモードのように多くの時間をかけることなく直ぐに、フィルタに供給することが出来る。そして、粒径分布測定装置によって、フィルタの入口側（フィルタを通過する前）及びフィルタの出口側（フィルタを通過した後）における、ＰＮ（パーティクルナンバー、粒子数）を測定し得る。又、ＰＭの粒径分布は、ＰＭＰによるＰＮ測定方法に基づく実車でのＰＭ粒径分布と、略同じ分布を示すように調整することが出来る。従って、本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法によれば、短時間で、ＰＭＰによるＰＮ測定方法を用いた場合と同等の条件において、ＤＰＦ（フィルタ）を通過する前及び通過した後のガスのＰＮを測定することが出来、それによって、ＤＰＦ（フィルタ）のＰＮ除去能力を評価することが可能である。従って、ＤＰＦ（フィルタ）の開発が促進し、ひいては自動車等における大気中へのＰＭ放出量が減少して、環境改善に寄与する。

又、本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法によれば、ＧＰＦ（フィルタ）のＰＮ除去能力も、評価することが出来る。ディーゼルエンジン自動車とガソリンエンジン自動車とでは、軽油とガソリンとという燃料の相違や、排気ガス中のＰＭ発生量の違いはあるけれども、ＮＥＤＣモードで運転される場合には、両者のＰＭ粒径分布は略一致するからである。

本発明に係るフィルタ評価システムの一の実施形態を示す構成図である。 本発明に係るフィルタ評価システムの他の実施形態を示す構成図である。 本発明に係るフィルタ評価システムの他の実施形態を示す構成図である。 本発明に係るフィルタ評価システムの他の実施形態を示す構成図である。 本発明に係るフィルタ評価システムを構成するＰＭ発生装置の一の実施形態を示す図であり、上面図である。 図２に示される装置の側面図である。 図２におけるＰＰ断面を示す断面図である。 図３におけるＱＱ断面を示す断面図である。 図２に示されるＰＭ発生装置の内部を分解して表す斜視図である。 図５と同じ断面を示す図であり、筐体部を拡大し軽油噴射手段を簡略化して描いた断面図である。 ＮＥＤＣモードにおけるプレコンディショニング期間を示すグラフである。 ＮＥＤＣモードにおけるメジャーメント（測定）期間を示すグラフである。 実施例１及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例２及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例３及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例４及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例５及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例６及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例７及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例８及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例９及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 実施例１０及び参考例１の結果を示す図であり、ＰＭを発生させたガス中のＰＭの粒径分布（左側の縦軸）を表すグラフである。 ＰＮ比率を説明するための図であり、ＤＰＦの入口側（ＰＤＦで処理する前）におけるＰＭ含有ガス中のＰＭ濃度の時間経過毎の変化の一例を示すグラフである。 ＰＮ比率を説明するための図であり、ＤＰＦの出口側（ＰＤＦで処理した後）におけるＰＭ含有ガス中のＰＭ濃度の時間経過毎の変化の一例を示すグラフである。 ＰＮ比率を説明するための図であり、ＤＰＦの出口側（ＰＤＦで処理した後）におけるＰＭ含有ガス中のＰＭ濃度の時間経過毎の変化及びＤＰＦの入口側（ＰＤＦで処理する前）におけるＰＭ含有ガス中のＰＭ濃度の時間経過毎の変化の一例を示すグラフである。 実施例１１〜１６の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムを構成するＰＭ発生装置でＰＭを発生させたガスをＤＰＦで処理した後の、ＰＭの全粒径範囲のＰＭ濃度の時間経過毎（０〜６０秒）の変化を示すグラフである。 実施例１１〜１６の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムを構成するＰＭ発生装置でＰＭを発生させたガスをＤＰＦで処理した後の、ＰＭの全粒径範囲のＰＭ濃度の時間経過毎（０〜５００秒）の変化を示すグラフである。 実施例１７の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。 実施例１８の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。 実施例１９の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。 実施例２０の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。 実施例２１の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。 実施例２２の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。 参考例１５の結果を示す図であり、ディーゼルエンジン自動車及びガソリンエンジン自動車の排気ガス中の、ＰＭの粒径分布を表すグラフである。 実施例３４〜４０の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムを構成するＰＭ発生装置でＰＭを発生させたガスをＧＰＦで処理した後の、ＰＭの全粒径範囲のＰＭ濃度の時間経過毎（０〜５００秒）の変化を示すグラフである。 実施例４１の結果を示す図であり、本発明に係るフィルタ評価システムで得られたＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたガソリンエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションとの、相関性を表すグラフである。

以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。尚、既述の通り、より好ましい燃料は、軽油であるので、以下の説明においては、燃料を軽油に置き換えて、説明する。

先ず、本発明に係るフィルタ評価システムについて、その一の実施形態を示して説明する。フィルタ評価システム１００Ａは、ＰＭ発生装置１０と、ＰＦ（例えばＤＰＦ又はＧＰＦ）を収納する収納室９０と、を有する（図１Ａを参照）。ＰＭ発生装置１０と収容室９０の間は配管９７で接続され、収容室９０の出口側（図１Ａにおいて右側）も配管９７で構成される。ＰＭ発生装置１０によってＰＭを発生させたガスは、（図１Ａの矢印で示される方向に流れ、）使用時に、ＰＦが収納される収納室９０に（その中のＰＦに）供給され、配管９７から系外へ排出される。

収納室９０の入口側（図１Ａにおいて左側）及び出口側（図１Ａにおいて右側）には、それぞれのサンプル系９５，９６が設けられ、それらサンプル系９５，９６には、ガスを希釈する希釈器９１，９２が備わり、それらを介して、粒径分布測定装置９３，９４に接続される。収納室９０（ＰＦ）の入口側及び出口側のＰＭ含有ガスは、その一部（サンプルガス）が、希釈器９１，９２によって適切に希釈された後、粒径分布測定装置９３，９４に供給され、それぞれのガスの中のＰＭの粒径分布が測定される。即ち、フィルタ評価システム１００Ａによれば、ＰＦで処理される前のＰＭ含有ガスそのものにおけるＰＭの粒径毎の粒子数、及び、ＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径毎の粒子数、を測定することが可能である。尚、本明細書において、ＰＦで処理された後のガスもＰＭ含有ガスと呼ぶことがあるが、ＰＦのＰＭ除去能力によって実質的にはＰＭは除去されている。又、粒径分布測定装置９３，９４は、ＰＭを電気移動度によって分級し、分級されたＰＭの電気量に基づいて、粒径分布を測定する原理に基づく装置である。

フィルタ評価システム１００Ａを構成するＰＭ発生装置１０は、軽油１３１を間欠で噴射する軽油噴射手段３と燃焼を生じる燃焼室１とを具備する装置である（図２〜図７を参照）。ＰＭ発生装置１０は、軽油燃焼用空気１３２を、空気入口１１３から燃焼室１へ、連続して供給するとともに、軽油１３１を、軽油噴射手段３によって、間欠で燃焼室１へ噴射することにより、軽油の混合気を生成し、この軽油の混合気が、燃焼室１において、軽油燃焼用空気と接する側（外側）から燃焼するため、軽油燃焼用空気と接しない側（内側）の軽油が軽油燃焼用空気と遮断され、燃焼の熱によって蒸し焼き状態となり、排気ガスの中にＰＭが発生する装置である。即ち、ＰＭ発生装置１０は、ＰＭを発生させたガス（ＰＭ含有ガス１３３）を製造することが可能な装置である。

ＰＭ発生装置１０の軽油噴射手段３は、自らが噴射する軽油１３１の噴射方向（図７を参照）が、円筒状の外筒部６の中心軸方向（図６において横方向）に対し概ね直角であり、且つ、外筒部６の中心軸方向に垂直な断面（円形又は円輪形）の接線方向に傾くように、筐体部５に設けられる（図５及び図７を参照）。軽油噴射手段３としては、例えば、筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に、軽油１３１を間欠で噴射することが可能な電磁式インジェクタが採用される。

ＰＭ発生装置１０の燃焼室１は、分割面５３で２つに分割し内部を開くことが可能な筐体部５と、その筐体部５の円筒状部分５ａの中に収められた外筒部６、内筒部７、及び外筒部６を保持するリング４を有する。外筒部６は円筒状を呈し、筐体部５の円筒状部分５ａの中に、その筐体部５の円筒状部分５ａと同軸になるように組み込まれ、更に、円筒状の内筒部７が、外筒部６の中に、外筒部６と中心軸方向を同じくし且つ偏心して（図４及び図５を参照）、組み込まれている。又、燃焼室１の筐体部５には、温度測定器２３が取り付けられ、燃焼室１の壁内温度を測定可能となっている。温度測定器２３の先端は前板部８には接していない。温度測定器２３として好ましいものは熱電対である。

ＰＭ発生装置１０の燃焼室１では、円筒状の外筒部６は、軽油燃焼用空気が供給される空気入口１１３と連通しており、円筒状の内筒部７は、空気入口１１３と直接連通しておらず、パイロットバーナ２に通じる火炎入口５１と連通している（図４を参照）。外筒部６、前板部８、及び後板部９の中心軸方向の長さは、筐体部５の円筒状部分５ａの内側における中心軸方向の長さＤ（図４を参照）に対し、９８％の大きさである。換言すれば、外筒部６、前板部８、及び後板部９の中心軸方向の長さと、筐体部５の円筒状部分５ａの軸方向の長さＤと、の比が９８：１００になっている。

筐体部５には、パイロットバーナ２に通じる火炎入口５１及びＰＭを発生させたガスを送出するガス出口５２が形成され、前板部８は、ガス出口５２に通じる開口８１を備え、筐体部５の円筒状部分５ａの中に組み込まれてガス出口５２側の端面を構成し、後板部９は、火炎入口５１に通じる開口８９を備え、筐体部５の円筒状部分５ａの中に組み込まれて火炎入口５１側の端面を構成する。ガス出口５２の径Ｃは、外筒部６の内径Ａに対し、２５％の大きさである（図４を参照）。換言すれば、ガス出口５２の径Ｃと、外筒部６の内径Ａと、の比Ｃ：Ａは、２５：１００になっている。燃焼室１では、前板部８と外筒部６とは一体化していないが、後板部９と内筒部７とは一体化している。又、リング４と筐体部５の間にはガスケット３０１が挿入され、後板部９と筐体部５の間には図示しない非膨張セラミックス繊維性マットが挿入されている。

燃焼室１において、外筒部６は、その周面に貫通孔６１を備えている。貫通孔６１は、円筒状の外筒部６の中心軸方向（図６において横方向）に３つの層を形成するように設けられ、各層毎に、円筒状の外筒部６の中心軸方向に垂直な断面の周上に、均等間隔で（中心角が９０°になるように）４つ配設されている。即ち、外筒部６には、合計で（３×４＝）１２の貫通孔６１が備わっている。外筒部６の貫通孔６１は、全て、外筒部６の中心軸方向に垂直な断面（円形又は円輪形）の接線方向（外筒部の周面の方向）に傾いて形成されており（図５を参照）、貫通孔６１が傾く結果、外筒部６の表面には楕円形の開口が形成される（図６を参照）。貫通孔６１の径Ｂは、外筒部６の内径Ａに対して７％の大きさである（図５を参照）。換言すれば、貫通孔６１の径Ｂと、外筒部６の内径Ａと、の比Ｂ：Ａは７：１００になっている。尚、貫通孔６１の径Ｂは、図５に示されるように、外筒部６の表面の楕円形の開口で定められるのではなく、貫通孔６１自体の中心軸方向に垂直な断面の直径として求められる。

一方、内筒部７は、その周面に貫通孔７１を備えている。貫通孔７１は、円筒状の内筒部７の中心軸方向（図６において横方向）に２つの層を形成するように設けられ、各層毎に、円筒状の内筒部７の中心軸方向に垂直な断面の周上に、均等間隔で（中心角が９０°になるように）４つ配設されている。即ち、内筒部７には、合計で（２×４＝）８の貫通孔７１が備わっている。内筒部７の貫通孔７１は、全て、傾いて形成されておらず、内筒部７の中心軸方向に垂直な断面（円形又は円輪形）の法線方向（周面から中心軸へ向けた方向）に向けて形成され（図５を参照）、その結果、内筒部７の表面には円形の開口が形成される（図６を参照）。

ＰＭ発生装置１０において、外筒部６は、軽油燃焼用空気が供給される空気入口１１３と連通しており、円筒状の内筒部７は空気入口１１３とは、直接、連通しておらず、パイロットバーナ２（に通じる火炎入口５１）と連通している（図４を参照）。軽油噴射手段３によって筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に噴射された軽油１３１は、気化し、外筒部６の貫通孔６１を介して外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入され、燃焼する。このとき、軽油噴射手段３は、軽油１３１の噴射方向が既述の如く傾くように、筐体部５に設けられるから、軽油噴射手段３によって筐体部５と外筒部６との間の空間１０１へ噴射された軽油は、外筒部６の周面を廻りながら、外筒部６の貫通孔６１を介して、外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入される（図７を参照）。

空気入口１１３から筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に連続供給された軽油燃焼用空気１３２は、外筒部６の周面を廻りながら、外筒部６の貫通孔６１を介して、外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入される（図７を参照）。そして、筐体部５と外筒部６との間の空間１０１に、間欠で噴射された軽油１３１は、外筒部６の周面を廻りながら、外筒部６の貫通孔６１を介して、外筒部６と内筒部７との間の空間１０２へ導入され、軽油燃焼用空気１３２と接する側（外側）が燃焼し、接しない側（内側）の軽油は、空気と遮断され、燃焼の熱によって蒸し焼き状態となり、ＰＭが発生し、ＰＭ含有ガス１３３となって、ガス出口５２から、排気ガス浄化装置等へ供給される。ＰＭ発生装置１０は、外筒部６、内筒部７、前板部８、後板部９は全て、インコネル材料で形成されたものであり、上記ＰＭを発生させる不完全な燃焼は、全てインコネル材料からなる部材で囲われた空間で生じる。空気入口１１３は、軽油噴射手段３の近傍に設けられており、装置のコンパクト化、メンテナンス性向上の観点から都合がよい構造になっている。

ＰＭ発生装置１０は、外筒部６、内筒部７、前板部８、後板部９を全て、インコネル材料で形成する代わりに、セラミック材料（窒化珪素）で形成されたものとすることも出来る。このようにセラミック材料（窒化珪素）で形成すると、ＰＭ発生装置１０の耐久性能が向上する。更に、セラミック材料は、金属材料に比べて熱変形が生じ難いため、熱変形に起因するＰＭ発生量の低下を防止することが出来るという利点がある。

ここで、図７に示された座標軸を用いて、ＰＭ発生装置１０における軽油噴射手段３及び貫通孔６１の位置、並びに外筒部６の中心軸に対し内筒部７の中心軸がずれる方向について説明する。図７における座標軸は、筐体部５の円筒状部分の中心軸方向に垂直な断面に、その中心軸を通り相互に直角をなすように設定されたＸ軸及びＹ軸からなるものである。

ＰＭ発生装置１０では、座標軸上において、筐体部５の円筒状部分の内壁がＹ＝＋１００に位置するとき、それに対し、軽油噴射手段３は、Ｙ＝＋６０の位置に、且つ、軽油の噴射方向がＸ軸に平行になるように、筐体部５に設けられている。外筒部６の貫通孔６１のうちの１つである貫通孔６１ａの設けられる位置は、Ｙ＝＋７０の位置である。そして、既述のように外筒部６と内筒部７とは偏心しているが、それは内筒部７の中心軸が外筒部６の中心軸より−Ｙ側にずれることによって実現されている。即ち、座標軸上で、軽油噴射手段３は＋Ｙ側に設けられ、それとは反対の−Ｙ側で、外筒部６と内筒部７とが偏心している。又、ＰＭ発生装置１０では、外筒部６の貫通孔６１のうちの１つである貫通孔６１ａと座標軸の原点Ｏと軽油噴射手段３とが形成する角度θは、２７°になっている。

次に、本発明に係るフィルタ評価システムについて、その他の実施形態を示して説明する。図１Ｂに示されるフィルタ評価システム１００Ｂは、以下の点が、フィルタ評価システム１００Ａとは異なり、それ以外は同じフィルタ評価システムである。即ち、フィルタ評価システム１００Ｂでは、粒径分布測定装置（例えば粒径分布測定装置９４）、及び、希釈器（例えば希釈器９２）は、１基である。そして、サンプル系９５，９６の合流点に切替弁１４１（三方弁）が備わる。この切替弁１４１を操作することによって、収納室９０（ＰＦ）の入口側又は出口側のＰＭ含有ガスの一部（サンプルガス）を、粒径分布測定装置９４に供給することが出来、そのガスの中のＰＭの粒径分布を測定可能である。

図１Ｃに示されるフィルタ評価システム１００Ｃは、ＰＭ発生装置１０と収容室９０の間の配管９７に、ブロー弁１４４（三方弁）が備わる点で、フィルタ評価システム１００Ａとは異なり、それ以外は同じフィルタ評価システムである。このブロー弁１４４を操作することにより、ＰＭ発生装置１０から出力されるＰＭを発生させたガスが不安定な場合に（例えば立上げ初期に）、そのガスをフィルタ評価システムの系外に放出することが出来る。

図１Ｄに示されるフィルタ評価システム１００Ｄは、サンプル系９５に可溶有機成分除去装置９８が設けられ、サンプル系９６には可溶有機成分除去装置９９が設けられる点で、フィルタ評価システム１００Ａとは異なり、それ以外は同じフィルタ評価システムである。これら可溶有機成分除去装置９８，９９によって、サンプルガス中の可溶有機成分を除去することが出来る。

次に、本発明に係るフィルタ（ＰＦ）評価方法について、上記フィルタ評価システム１００Ａを使用する場合を例にして、説明する。ＰＦを評価するに際しては、収納室９０にＰＦを収納する。そして、ＰＭ発生装置１０において、軽油燃焼用空気１３２の中に、軽油１３１を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、好ましくは７５０℃以上１０５０℃以下の温度で、燃焼させて、ガスの中に、特定の粒径分布からなるＰＭを発生させ、そのＰＭを発生させたガスを、ＰＦに供給する。

ＰＭ発生装置１０に備わる軽油噴射手段３による軽油の噴射圧力、開弁時間（軽油の噴射時間）、開弁周期（軽油の噴射周期）、デューティー比（Ｄｕｔｙ比）、及び軽油燃焼用空気の流量、を制御することによって、空気過剰率λを、特定し又は変化させることが出来る。デューティー比は、開弁時間と開弁周期との比であり、開弁時間／開弁周期で表される。弁が開くと軽油が噴射され、弁が閉じると軽油の噴射が停止される（噴射されない）。例えば、開弁周期を固定にして、開弁時間を変化させることによって、空気過剰率λを調節することが出来る。但し、開弁時間による空気過剰率λの調節量は小さく、空気過剰率λを特定し又は変化させるに際しては、開弁周期を調整する方が容易である。

そして、空気過剰率λを変化させると、ガスの中に発生するＰＭの粒径分布が変化するので、空気過剰率λを調節すれば、ＮＥＤＣモードで運転後の自動車から排出される排気ガスの粒径分布と同等の粒径分布を有するＰＭ含有ガスを、直ぐに発生させることが可能である。

空気過剰率λ（ラムダ）は、実際の空燃比が理論値から、どれだけ離れているかを示す割合であり、空気過剰率λは、（供給される（軽油燃焼用）空気の量）／（理論的に必要な（軽油燃焼用）空気の量）で求められる。λ＜１であれば、（既述のように本明細書において空気過剰率λと呼ぶが、）空気不足であり、濃厚な混合気である。一方、λ＞１であれば、空気過剰であり、希薄な混合気である。空気過剰率λは、軽油用燃焼室に供給される軽油の量と軽油燃焼用空気の一定時間（例えば１分間）における流量に基づいて、算出することも出来る。

そして、粒径分布測定装置９３，９４によって、ＰＦを通過する前のガス、及び、ＰＦを通過したガス、のそれぞれのガスの中のＰＭの粒径分布（粒径毎のＰＮ）を測定すれば、ＰＦのＰＮ除去能力を（粒径毎に）確認することが出来、それによって、そのＰＦを評価することが可能である。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）フィルタ評価システム１００Ａを用い、ＰＭ含有ガスを製造し、これを、ＤＰＦを収めた収納室９０に供給し、収容室９０の入口側（ＤＰＦで処理される前）のＰＭ含有ガスを、希釈器９１で希釈し、粒径分布測定装置９３へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定した。希釈器９１としてマター社製の型番ＭＤ１９−２Ｅを用い、希釈倍率は２００倍とした。粒径分布測定装置９３としては、ＴＳＩ社製の型番３０９１（ＦＭＰＳ）を用いた。ＰＭ発生装置１０に備わる軽油噴射手段３による軽油の噴射圧力は０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）は１．７ｍｓｅｃ．（ミリ秒）、開弁周期（軽油の噴射周期）は５０ｍｓｅｃ．（ミリ秒）、デューティー（Ｄｕｔｙ）比は３．４％とし、軽油用燃焼室１に送られる軽油燃焼用空気の流量は０．２１６Ｎｍ^３／ｍｉｎ．（分）とし、空気過剰率λが、０．９６になるようにし、（図１Ａに示さないがＰＭ発生装置１０の）軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与して、総計空気流量を１．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．（分）とした。これらは、１時間あたり４ｇのＰＭの発生を目標とする条件である。結果を図９Ａに示す。

（実施例２）１時間あたり３ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．４ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．８％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．３１５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．２１になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を２．２７Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｂに示す。

（実施例３）１時間あたり４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を４．６ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は９．２％とし、軽油燃焼用空気の流量を．３５５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１４になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を２．２７Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｃに示す。

（実施例４）１時間あたり６ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．４ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．８％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．３０１Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１１になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を２．２７Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｄに示す。

（実施例５）１時間あたり４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．７ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は５．４％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２９４Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．２２になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｅに示す。

（実施例６）１時間あたり６ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．０ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．０％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２１７Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１０になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｆに示す。

（実施例７）１時間あたり１０ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．１ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．２％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２７０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１７になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｇに示す。

（実施例８）１時間あたり６ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．１ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．２％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２７２Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１１になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を５．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｈに示す。

（実施例９）１時間あたり１０ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．２ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．４％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２７０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．０８になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を５．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｉに示す。

（実施例１０）１時間あたり１４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．５ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は５．０％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２４５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを０．９１になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を５．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．のＰＭ含有ガスを製造した。これら以外は、実施例１と同様にして、収容室９０の入口側のＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布を測定した。結果を図９Ｊに示す。

（参考例１）ＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（実際の自動車、起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦの入口側において排気ガスを採取した。そして、対象をその排気ガスとして、実施例１と同じ粒径分布測定装置を用い、ＰＭの粒径分布を測定した。結果を、実施例１〜１０と比較出来るように、図９Ａ〜図９Ｊに示す。

（考察１）粒径分布は、粒径毎のＰＭ濃度であり、このＰＭ濃度［個／ｃｍ^３］は、単位体積あたりのＰＮである。図９Ａ〜図９Ｊに示される結果より、本発明に係るフィルタ評価システム１００Ａを用い、ＰＭ発生装置１０を特定の条件（空気過剰率λ）で稼動させれば、ＰＭ発生装置１０から供給されるＰＭ含有ガスにおけるＰＭの粒径分布（粒径毎のＰＮ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードでディーゼルエンジン自動車を運転させて得られる排気ガスにおけるＰＭの粒径分布（粒径毎のＰＮ）と、概ね同等にすることが可能であることがわかる。尚、本明細書（図及び表を含む）において、指数の表示として、コンピュータ向けの慣用表示を用いることがある。例えば、１．０×１０^５を、１．０Ｅ＋５と表すが、何れも１０００００のことである。

［ＰＭ濃度の挙動］ＤＰＦの入口側及び出口側におけるＰＭ濃度の時間経過毎の変化の一例は、図１０Ａ、図１０Ｂに示される通りである。これは、フィルタ評価システム１００Ａを用いて、新品（又は再生後）のＤＰＦにおける使用初期からの、ＤＰＦの入口側及び出口側における、ＰＭ濃度の時間経過毎の変化を記録したデータの一例である。図１０Ａに示されるように、ＤＰＦの入口側におけるＰＭ濃度は、概ね一定であるが、図１０Ｂに示されるように、ＤＰＦの出口側におけるＰＭ濃度は、初期は高い値となっており、次第に低減する。図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、（新品の）ＤＰＦにはＰＭの大きさを超えるサイズの細孔が形成されており、初期には、その細孔からＰＭがリークし、徐々に、ＰＭによって細孔が埋まり、ＰＭの大きさ以下の細孔によって、ＰＭが補足されるようになるのである。

ＤＰＦの入口側及び出口側におけるＰＭ濃度の時間経過毎の変化の他例は、図１１に示される通りである。これは、フィルタ評価システム１００Ｂを用いて、切替弁の操作によって、ＤＰＦの出口側又は入口側における、ＰＭ濃度の時間経過毎の変化を記録したデータの一例である。図１１には、先ず、新品（又は再生後）のＤＰＦにおける使用初期からの、ＤＰＦの出口側（サンプル系９６）におけるＰＭ濃度の時間経過毎の変化が示されている。そして、次に、ＤＰＦの入口側（サンプル系９５）におけるＰＭ濃度の時間経過毎の変化が示されている。図１０Ｂと同様に、図１１でも、ＤＰＦの出口側におけるＰＭ濃度は、初期は高い値となっており、次第に低減する。しかし、その出口側の低減後においても、ＤＰＦの入口側におけるＰＭ濃度は、概ね一定である。即ち、図１１によっても、（新品の）ＤＰＦにはＰＭの大きさを超えるサイズの細孔が形成されており、初期には、その細孔からＰＭがリークし、徐々に、ＰＭによって細孔が埋まり、ＰＭの大きさ以下の細孔によって、ＰＭが補足されるようになることがわかる。

［ＰＮ比率］ＰＦ（例えばＤＰＦ又はＧＰＦ）の出口側における所定時間あたりのＰＭ濃度を、そのＰＦの入口側における同じ時間あたりのＰＭ濃度で除した値を、ＰＮ比率という。これは、単位体積あたりの個数（ＰＭ濃度）についての、ＰＦの出口側と入口側との比である。ＰＮは、単位時間あたりのＰＭ濃度に、所定時間と粒径分布測定装置の吸引流量を掛けることによって、算出することが出来る。ここで、入口側と出口側の粒径分布測定装置の吸引流量は、同一に合わせるため、ＰＮを求めるにあたっては、実質的に、吸引流量の項を削除することが出来る。従って、本明細書では、ＰＭ濃度比率とは呼ばずに、ＰＮ比率と呼ぶこととする。それぞれの所定時間あたりのＰＭ濃度は、ＰＭ濃度［個／ｃｍ^３］×時間［秒（ｓｅｃ．）］で求められる。例えば、図１０Ａ、図１０Ｂに基づき、０〜１００［秒（ｓｅｃ．）］の区間において、ＤＰＦの出口側におけるＰＭ濃度を、ＤＰＦの入口側におけるＰＭ濃度で除すれば、０〜１００［秒（ｓｅｃ．）］の区間におけるＰＮ比率が求まる。尚、ＰＭＰに準拠したＰＮエミッションでは、ＰＭ粒径が２０ｎｍ以下は個数カウントしない決まりなので、ここでのＰＭ濃度も、入口側及び出口側共に、ＰＭ粒径が２０ｎｍ以下をカウントせずに算出する。又、希釈器を用いる場合は、倍率をこの算出段階にて補正処理する。

［ＰＮエミッション］ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定された、ＤＰＦを装着した実際のディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりのＰＮを、ＰＮエミッション［＃／ｋｍ］という。＃はＰＭの個数（個）である。ＰＭＰはＤＰＦを評価する手段であるが、本明細書においては、ＧＰＦについても、同様に取り扱うものとする。即ち、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定された、ＧＰＦを装着した実際のガソリンエンジン自動車から排出された排気ガスの、単位走行距離あたりのＰＮも、ＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と呼ぶ。本明細書におけるＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法は、東京ダイレック株式会社が販売する粒子個数計測装置による測定方法である。この粒子個数計測装置は、マター社製のサンプルガス吸引分級装置ＰＣＦ２．５（ＣＹ２．５−１）、マター社製の希釈器ＭＤ１９−３Ｅ、マター社製の揮発成分除去装置ＡＳＥＴ１５−１、ＴＳＩ社製の凝集粒子カウンターＣＰＣ３７９０、及びマター社製のインターフェイスＣＵ−１ＥＴで、構成される。

（実施例１１）フィルタ評価システム１００Ａを用い、収納室９０にＤＰＦを収納した。使用したＤＰＦは、コージェライト製で、外形が円柱形であり、その直径は１４３．８ｍｍ、軸長は１９０．５ｍｍ、平均気孔率は４７．４％、平均細孔径は１０．４μｍである。セル形状（軸方向に垂直な面のセルの形状）は四角形であり、隔壁の厚さは０．３５６ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２である。そして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、収納室９０に供給し、収容室９０の出口側（ＤＰＦで処理された後）のＰＭ含有ガスを、希釈器９２で希釈し、粒径分布測定装置９４へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。又、各区間におけるＰＮ比率を求めたところ、それぞれ、０〜８００ｓｅｃ．の区間では０．４６％、０〜２００ｓｅｃ．の区間では１．８４％、０〜３０ｓｅｃ．の区間では６．９２％、０〜５００ｓｅｃ．の区間では０．７４％、０〜１００ｓｅｃ．の区間では３．３４％、０〜１５ｓｅｃ．の区間では８．５４％、であった。尚、フィルタ評価システム１００Ａを構成する個別の機器、及び、ＰＭを発生させるためのＰＭ発生装置１０の条件は、実施例１と同じである。

（実施例１２）使用したＤＰＦは、コージェライト製で、外形が円柱形であり、その直径は１４３．８ｍｍ、軸長は１５２．４ｍｍ、平均気孔率は４８．５％、平均細孔径は１３．３μｍである。セル形状（軸方向に垂直な面のセルの形状）は大きな八角形と小さな四角形が隣接するものであり、隔壁の厚さは０．３５６ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２である。これ以外は、実施例１１と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＤＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。又、各区間におけるＰＮ比率を求めたところ、それぞれ、０〜８００ｓｅｃ．の区間では０．８０％、０〜２００ｓｅｃ．の区間では３．１８％、０〜３０ｓｅｃ．の区間では１１．３５％、０〜５００ｓｅｃ．の区間では１．２７％、０〜１００ｓｅｃ．の区間では５．５７％、０〜１５ｓｅｃ．の区間では１３．７２％、であった。

（実施例１３）使用したＤＰＦは、炭化珪素製で、外形が円柱形であり、その直径は１４３．８ｍｍ、軸長は１５２．４ｍｍ、平均気孔率は５０．１％、平均細孔径は２３．１μｍである。セル形状（軸方向に垂直な面のセルの形状）は四角形であり、隔壁の厚さは０．３０５ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２である。これ以外は、実施例１１と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＤＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。又、各区間におけるＰＮ比率を求めたところ、それぞれ、０〜８００ｓｅｃ．の区間では８．００％、０〜２００ｓｅｃ．の区間では３１．９０％、０〜３０ｓｅｃ．の区間では４０．３３％、０〜５００ｓｅｃ．の区間では１２．７６％、０〜１００ｓｅｃ．の区間では３２．４０％、０〜１５ｓｅｃ．の区間では４１．４８％、であった。

（実施例１４）使用したＤＰＦは、炭化珪素製で、外形が円柱形であり、その直径は１４３．８ｍｍ、軸長は１５２．４ｍｍ、平均気孔率は４０．５％、平均細孔径は１４．５μｍである。セル形状（軸方向に垂直な面のセルの形状）は大きな八角形と小さな四角形が隣接するものであり、隔壁の厚さは０．３０５ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２である。これ以外は、実施例１１と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＤＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。又、各区間におけるＰＮ比率を求めたところ、それぞれ、０〜８００ｓｅｃ．の区間では１．８４％、０〜２００ｓｅｃ．の区間では７．３４％、０〜３０ｓｅｃ．の区間では２０．７２％、０〜５００ｓｅｃ．の区間では２．９４％、０〜１００ｓｅｃ．の区間では１２．５１％、０〜１５ｓｅｃ．の区間では２２．８０％、であった。

（実施例１５）実施例１４と同仕様であるが別の個体のＤＰＦを使用し、これ以外は、実施例１１と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＤＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。又、各区間におけるＰＮ比率を求めたところ、それぞれ、０〜８００ｓｅｃ．の区間では１．９５％、０〜２００ｓｅｃ．の区間では７．７４％、０〜３０ｓｅｃ．の区間では２１．２７％、０〜５００ｓｅｃ．の区間では３．０９％、０〜１００ｓｅｃ．の区間では１３．０１％、０〜１５ｓｅｃ．の区間では２２．６３％、であった。

（実施例１６）使用したＤＰＦは、セルの内面のうちガスが入る側の面（セル形状が八角形のセルの内面）に炭化珪素からなる表面捕集層を形成したものである。その表面捕集層を形成する前において、平均気孔率は４０．１％、平均細孔径は１４．５μｍである。これ以外は実施例１４のＤＰＦと同じ仕様のＤＰＦである。そして、実施例１１と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＤＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。又、各区間におけるＰＮ比率を求めたところ、それぞれ、０〜８００ｓｅｃ．の区間では０．３３％、０〜２００ｓｅｃ．の区間では１．２８％、０〜３０ｓｅｃ．の区間では５．７８％、０〜５００ｓｅｃ．の区間では０．５１％、０〜１００ｓｅｃ．の区間では２．３８％、０〜１５ｓｅｃ．の区間では７．６５％、であった。

（考察２）図１２Ａは、図１２Ｂの一部（初期）を拡大して示すグラフである。これら図１２Ａ及び図１２Ｂに示される通り、実施例１１〜１６によれば、種々のＤＰＦにおいて、ＰＭ濃度の挙動は、概ね同様の傾向を示すことがわかる。捕集層を形成した場合には、ＰＭ濃度は、初期より低く且つ速く低下するので、このことからも、新品のＤＰＦではＰＭの大きさを超えるサイズの細孔からＰＭがリークし、徐々に、ＰＭによって細孔が埋まり、ＰＭの大きさ未満の細孔によってＰＭが補足されるようになることがわかる。

（参考例２）実施例１１と同じＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、１．６５×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例３）実施例１２と同じＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、５．９０×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例４）実施例１３と同じＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、７．００×１０^１２［＃／ｋｍ］であった。

（参考例５）実施例１４と同じＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、９．２５×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例６）実施例１５と同じＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、１．６４×１０^１２［＃／ｋｍ］であった。

（参考例７）実施例１６と同じＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（起亜自動車製のＣＲＤｉ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、２．０６×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（実施例１７（計算例））実施例１１〜１６で得られた０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例２〜７のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１３Ａにプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９５９３であった。

（実施例１８（計算例））実施例１１〜１６で得られた０〜２００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例２〜７のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１３Ｂにプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９５７４であった。

（実施例１９（計算例））実施例１１〜１６で得られた０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例２〜７のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１３Ｃにプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９４５７であった。

（実施例２０（計算例））実施例１１〜１６で得られた０〜５００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例２〜７のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１３Ｄにプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９５７４であった。

（実施例２１（計算例））実施例１１〜１６で得られた０〜１００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例２〜７のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１３Ｅにプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９４２０であった。

（実施例２２（計算例））実施例１１〜１６で得られた０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例２〜７のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１３Ｆにプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９５３１であった。

（実施例２３（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を４．６ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は９．２％とし、軽油燃焼用空気の流量を．３５５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１４になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を２．２７Ｎｍ^３／ｍｉｎ．になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９５であった。

（実施例２４（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９７であった。これ以外の条件は、実施例２３と同じである。

（参考例８（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり２ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．４ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．８％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．３００Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．２６になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．７１であった。

（実施例２５（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９２であった。これ以外の条件は、参考例８と同じである。

（参考例９（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．７ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は５．４％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２９４Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．２２になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．にした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９６であった。

（参考例１０（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９７であった。これ以外の条件は、参考例９と同じである。

（実施例２６（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり６ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．０ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．０％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２１７Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１０になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．（分）になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９６であった。

（実施例２７（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９７であった。これ以外の条件は、実施例２６と同じである。

（実施例２８（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり１０ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．１ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．２％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２７０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１７になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．（分）になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９７であった。

（実施例２９（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９８であった。これ以外の条件は、実施例２８と同じである。

（実施例３０（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり１４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．２ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．４％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２４０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを０．９２になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を４．０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９２であった。

（実施例３１（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９２であった。これ以外の条件は、実施例３０と同じである。

（参考例１１（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり６ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．１ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．２％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２７２Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．１１になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を５．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．８８であった。

（参考例１２（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．８１であった。これ以外の条件は、参考例１１と同じである。

（実施例３２（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり１０ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．２ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は４．４％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２７０Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを１．０８になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を５．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９２であった。

（参考例１３（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．８１であった。これ以外の条件は、実施例３２と同じである。

（実施例３３（実施例及び計算例））ＰＭを発生させる（ＰＭ含有ガスを製造する）ためのＰＭ発生装置１０の条件を、１時間あたり１４ｇのＰＭの発生を目標として、軽油の噴射圧力を０．２５ＭＰａ、開弁時間（軽油の噴射時間）を２．５ミリ秒、開弁周期（軽油の噴射周期）を５０ミリ秒（デューティー（Ｄｕｔｙ）比は５．０％）とし、軽油燃焼用空気の流量を０．２４５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．とし、空気過剰率λを０．９１になるようにし、軽油用燃焼室１の下流側に２次空気を付与し、総計空気流量を５．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ．になるようにした。これ以外は、実施例１１〜１６及び参考例２〜７と同様にしてＰＮ比率とＰＮエミッションを求め、実施例１７と同様にして０〜８００ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９５であった。

（参考例１４（実施例及び計算例））実施例２２と同様にして０〜１５ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．５５であった。これ以外の条件は、実施例３３と同じである。

（考察３）実施例１７〜３３に示される結果より、ＤＰＦを使用した場合に、本発明に係るフィルタ評価システム１００Ａに基づくＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたＰＮエミッションとが、相関性を有することがわかる。特に、ＰＭ発生装置の条件、及びＰＮ比率を求める区間範囲を適切に選ぶことによって、高い相関性（相関関係）が得られる。これは、本発明に係るフィルタ評価システムで得られるＤＰＦを通過したガスのＰＭ濃度が、同じＤＰＦを装着した実際のディーゼルエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションに代替し得るものであることを意味する。従って、本発明に係るフィルタ評価システム１００Ａによれば、ＰＭＰによるＰＮ測定方法を用いた場合と相関性を保持しつつ、迅速に、ＤＰＦのＰＮ除去能力を評価することが可能である。

（参考例１５）ＤＰＦを装着した２．０Ｌ（ユーロ４準拠）のディーゼルエンジン自動車（実際の自動車、現代（ヒュンダイ）自動車製のＳｐｏｒｔａｇｅ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＤＰＦの入口側において排気ガスを採取した。そして、対象をその排気ガスとして、実施例１と同じ粒径分布測定装置を用い、ＰＭの粒径分布を測定した。同様にして、排気系を改造し、後付けによりＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（実際の自動車、フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦの入口側において排気ガスを採取した。そして、対象をその排気ガスとして、実施例１と同じ粒径分布測定装置を用い、ＰＭの粒径分布を測定した。両方の結果を、図１４に示す。

（考察４）図１４に示される結果より、ディーゼルエンジン自動車とガソリンエンジン自動車は、ＮＥＤＣモードで運転される場合に、ＰＭ粒径分布は略一致することがわかる。このことから、本発明に係るフィルタ評価システムが、ＧＰＦ（ガソリンパティキュレートフィルタ）を評価する手段としても利用可能なことが推測される。

（実施例３４）フィルタ評価システム１００Ａを用い、収納室９０にＧＰＦを収納した。使用したＧＰＦは、コージェライト製で、外形が円柱形であり、その直径は１４３．８ｍｍ、軸長は１５２．４ｍｍである。セル形状（軸方向に垂直な面のセルの形状）は四角形であり、隔壁の厚さは０．１２７ｍｍ、セル密度は３６０セル／ｃｍ^２である。このＧＰＦは、セルの内面のうちガスが入る側の面に炭化珪素からなる表面捕集層を形成したものであり、その表面捕集層を形成する前において、平均気孔率は４８．１８％、平均細孔径は１２．７μｍである。そして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、収納室９０に供給し、収容室９０の出口側（ＧＰＦで処理された後）のＰＭ含有ガスを、希釈器９２で希釈し、粒径分布測定装置９４へ導入して、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、１１．５％であった。尚、フィルタ評価システム１００Ａを構成する個別の機器、及び、ＰＭを発生させるためのＰＭ発生装置１０の条件は、実施例１と同じである。

（実施例３５）使用したＧＰＦは、軸長が１５２．１ｍｍ、平均気孔率は５９％、平均細孔径は１８μｍ、隔壁の厚さは０．３０５ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２であり、これら以外は、実施例３４のＧＰＦと同じである。そして、実施例３４と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＧＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、１７．１％であった。

（実施例３６）使用したＧＰＦは、表面捕集層を形成しておらず、平均気孔率は４８．７％、平均細孔径は１２．１μｍであり、これら以外は、実施例３４のＧＰＦと同じである。そして、実施例３４と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＧＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、３７．７％であった。

（実施例３７）使用したＧＰＦは、表面捕集層を形成しておらず、平均気孔率は５９％、平均細孔径は１８μｍ、隔壁の厚さは０．３０５ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２であり、これら以外は、実施例３４のＧＰＦと同じである。そして、実施例３４と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＧＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、３０．９％であった。

（実施例３８）使用したＧＰＦは、表面捕集層を形成しておらず、平均気孔率は６７．５％、平均細孔径は２４．４μｍ、隔壁の厚さは０．２５４ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２であり、これら以外は、実施例３４のＧＰＦと同じである。そして、実施例３４と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＧＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、４０．９％であった。

（実施例３９）使用したＧＰＦは、直径は１１８．４ｍｍ、軸長が７５ｍｍ、表面捕集層を形成しておらず、平均気孔率は６７．５％、平均細孔径は２４．４μｍ、隔壁の厚さは０．２５４ｍｍ、セル密度は３００セル／ｃｍ^２であり、これら以外は、実施例３４のＧＰＦと同じである。そして、実施例３４と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＧＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、５５．１％であった。

（実施例４０）使用したＧＰＦは、直径は１１８．４ｍｍ、軸長が７５ｍｍ、表面捕集層を形成しておらず、平均気孔率は４０．６％、平均細孔径は１６μｍ、隔壁の厚さは０．１２７ｍｍ、セル密度は３６０セル／ｃｍ^２であり、これら以外は、実施例３４のＧＰＦと同じである。そして、実施例３４と同様にして、フィルタ評価システム１００ＡでＰＭ含有ガスを製造し、ＧＰＦで処理された後のＰＭ含有ガスの、ＰＭの粒径分布を測定し、全粒径範囲のＰＭ濃度を時間経過毎に求めた。結果を図１５に示す。又、０〜３０ｓｅｃ．の区間におけるＰＮ比率を求めたところ、７６．３％であった。

（考察５）図１５に示される通り、実施例３４〜４０によれば、種々のＧＰＦにおいて、ＰＭ濃度の挙動は、概ね同様の傾向を示すことがわかる。ＤＰＦの場合と同様に、捕集層を形成した場合には、ＰＭ濃度は、初期より低く且つ速く低下するので、このことからも、新品のＧＰＦではＰＭの大きさを超えるサイズの細孔からＰＭがリークし、徐々に、ＰＭによって細孔が埋まり、ＰＭの大きさ未満の細孔によってＰＭが補足されるようになることがわかる。

（参考例１６）排気系を改造し、後付けにより、実施例３４と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、２．１８×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例１７）排気系を改造し、後付けにより、実施例３５と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、３．６９×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例１８）排気系を改造し、後付けにより、実施例３６と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、８．８０×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例１９）排気系を改造し、後付けにより、実施例３７と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、７．６１×１０^１１［＃／ｋｍ］であった。

（参考例２０）排気系を改造し、後付けにより、実施例３８と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、１．１９×１０^１２［＃／ｋｍ］であった。

（参考例２１）排気系を改造し、後付けにより、実施例３９と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、１．３２×１０^１２［＃／ｋｍ］であった。

（参考例２２）排気系を改造し、後付けにより、実施例４０と同じＧＰＦを装着した１．４Ｌのガソリンエンジン自動車（フォルクスワーゲン製のＧＯＬＦ）を、ＰＭＰに準拠したＮＥＤＣモードで運転し、ＧＰＦで処理された排気ガスのＰＮエミッションを測定した。結果は、１．８１×１０^１２［＃／ｋｍ］であった。

（実施例４１（計算例））実施例３４〜４０で得られたＰＮ比率を、それぞれ同じＤＰＦを使用した参考例１６〜２２のＰＮエミッション［＃／ｋｍ］と関連付けて、図１６にプロットした。そして、これらＰＮ比率とＰＮエミッションとの相関係数Ｒ^２を求めたところ、０．９８３であった。

（考察６）実施例４１に示される結果より、ＧＰＦを使用した場合にも、本発明に係るフィルタ評価システム１００Ａに基づくＰＮ比率と、ＰＭＰに準拠したＰＮ測定方法で測定されたＰＮエミッションとが、相関性を有することがわかる。これは、本発明に係るフィルタ評価システムで得られるＧＰＦを通過したガスのＰＭ濃度が、同じＧＰＦを装着した実際のガソリンエンジン自動車から排出された排気ガスのＰＮエミッションに代替し得るものであることを意味する。従って、本発明に係るフィルタ評価システム１００Ａによれば、ＰＭＰによるＰＮ測定方法を用いた場合と相関性を保持しつつ、迅速に、ＧＰＦのＰＮ除去能力を評価することが可能である。

本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法は、ＮＥＤＣモード及びＰＭＰによるＰＮ測定方法を用いた場合と同等の条件における、ＤＰＦのＰＮ除去能力評価手段として利用することが出来る。換言すれば、本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法は、欧州向け自動車用のＤＰＦの開発ツールとして、好適に利用されるものである。又、本発明に係るフィルタ評価システム及びフィルタの評価方法は、ＧＰＦのＰＮ除去能力評価手段としても、好適に利用可能である。

１：燃焼室、２：パイロットバーナ、３：軽油噴射手段、４：リング、５：筐体部、５ａ：（筐体部の）円筒状部分、６：外筒部、７：内筒部、８：前板部、９：後板部、１０：ＰＭ発生装置、１１：火炎検知器、２３：温度測定器、５１：火炎入口、５２：（ＰＭを発生させた）ガス出口、５３：分割面、６１，６１ａ：貫通孔、７１：貫通孔、８１：開口、８９：開口、９０：収納室、９１，９２：希釈器、９３，９４：粒径分布測定装置、９５，９６：サンプル系、９７：配管、９８，９９：可溶有機成分除去装置、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ：フィルタ評価システム、１０１：空間、１０２：空間、１１３：空気入口、１３１：軽油、１３２：軽油燃焼用空気、１３３：ＰＭ含有ガス、１４１：切替弁、１４４：ブロー弁、３０１：ガスケット。

Claims (5)

1. 燃料と燃料燃焼用空気との混合を行いその混合をされた燃料混合気の燃焼を生じる燃料用燃焼室、その燃料用燃焼室へ前記燃料を間欠で噴射することが可能な燃料噴射手段、並びに、前記燃料混合気を着火する燃料用パイロットバーナ、を具備し、前記燃料混合気の燃焼が不完全であることによってガスの中に粒子状物質（ＰＭ）を発生させるＰＭ発生装置と、
   そのＰＭ発生装置によってＰＭを発生させたガスが供給される、フィルタを収納する収納室と、
   その収容室の、前記ＰＭ発生装置の側及び前記ＰＭ発生装置とは反対側において、それぞれのサンプル系を介して備わり、それぞれの前記ガスの中のＰＭの粒径分布を、ＰＭを電気移動度によって分級し、分級されたＰＭの電気量に基づいて、測定する粒径分布測定装置と、
   を有するフィルタ評価システム。
2. 前記サンプル系に、前記ガスを希釈する希釈器を、更に有する請求項１に記載のフィルタ評価システム。
3. 前記サンプル系に、前記ガスの可溶有機成分を除去する可溶有機成分除去装置を、更に有する請求項１又は２に記載のフィルタ評価システム。
4. 前記粒径分布測定装置は、粒径が２０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下の範囲で、前記ガスの中のＰＭの粒径分布を測定可能である請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタ評価システム。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のフィルタ評価システムを使用し、前記収納室にフィルタを収納し、
   前記ＰＭ発生装置において、燃料燃焼用空気の中に、燃料を、空気過剰率λを特定して、間欠で噴射し、燃焼させ、ガスの中に、特定の粒径分布からなる粒子状物質（ＰＭ）を発生させ、そのＰＭを発生させたガスを、前記フィルタに供給する過程と、
   そのフィルタを、通過する前のガス、及び、通過したガス、のそれぞれのガスの中のＰＭの粒径分布を、前記粒径分布測定装置で測定する過程と、
   を有するフィルタの評価方法。

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