JP3207088B2

JP3207088B2 - ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ

Info

Publication number: JP3207088B2
Application number: JP25086795A
Authority: JP
Inventors: 俊祐坂; 寛彦井原; 陽一永井; 喜代志小端; 弘道柳原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JPH08243333A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス中のカーボン等の微粒子（パティキュレー
ト）を捕集・除去するためのパティキュレートトラップ
に関する。また併せて排気ガス中の有害ガス成分を除去
できるパティキュレートトラップに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の排気ガスは、大気汚染の大きな
原因の一つで、排気ガスに含まれる有害成分を除去する
技術は極めて重要である。特にディーゼルエンジン車に
おいては、主にＮＯｘとカーボンを主体とするパティキ
ュレートの除去が重要な課題である。

【０００３】これらの有害成分を除去するために、排気
再循環（ＥＧＲ）をかけたり、燃料噴射系の改善を行っ
たり、エンジン側での努力も行われているが、抜本的な
決め手がなく、排気通路に排気トラップを設置し、パテ
ィキュレートをトラップによって捕集し、後処理により
除去する提案（特開昭５８−５１２３５号公報等）が最
も実用的であると考えられ、検討が続けられている。

【０００４】ところで、ディーゼルエンジン排気に含ま
れるパティキュレートを捕集するためのパティキュレー
トトラップとしては使用される条件から、次のような性
能を満足する必要がある。

【０００５】捕集性能先ず第１に、排気ガスの清浄度を満足させるだけの、パ
ティキュレートの捕集効率をもっていることが必要であ
る。パティキュレート排出量は、ディーゼルエンジンの
排気量や負荷等により変化するが、ディーゼルエンジン
からの排出量の平均６０％以上を捕集できることが必要
であると言われている。また、最近パティキュレートの
中でも粒径２μｍ以下の浮遊性微粒子が人体肺胞に入り
易く肺ガンの原因になるとの報告もあり、この浮遊性微
粒子を充分に捕集できることも必要となっている。

【０００６】圧力損失第２には、排気ガスに対する圧力損失が小さいことであ
る。パティキュレートが捕集されるに従って、トラップ
をエンジン排気が通過するときの圧力損失が大きくなっ
て、エンジンに背圧がかかり悪影響をもたらす。このた
め、通常捕集時の圧力損失を３０Ｋｐａ以下に抑える必
要があるといわれている。したがって、パティキュレー
トトラップは初期圧力損失が小さいことはもちろん、排
気ガスを通過させパティキュレートが捕集されても圧力
損失が上がりにくいことが必要とされる。

【０００７】再生第３には、低エネルギーでの再生が可能なことである。
パティキュレートトラップはパティキュレート捕集後、
それを燃焼し再生することによって繰り返し使用する必
要がある。再生方法としては電気ヒータや軽油バーナを
利用した再生方法が検討されている。

【０００８】耐久性第４には、優れた耐久性を持つことである。高温の排気
ガスに曝されるため高い耐食性が要求され、また、パテ
ィキュレートの燃焼再生時に発生するヒートショックの
繰り返しにも耐えることが要求される。

【０００９】触媒コンバータとの一体化第５には、触媒コンバータとの一体化が必要である。現
在排気ガス中の有害ガス成分を除去するために、有害ガ
ス除去触媒を担持した触媒コンバータをエンジン排気系
に設置することがある。併せてパティキュレートトラッ
プを設置しようとする場合、エンジン排気系に設置スペ
ースがなかったり、また後処理装置を２種類設置するた
めのコスト増が問題となっている。

【００１０】従来、上記の要件を満足するフィルタエレ
メント材料として、コーディエライトセラミックスのウ
ォールフロー式のハニカム状多孔体が最も実用に近いと
考えられてきた。しかしながら、この方式では、パティ
キュレートが局所にたまりやすく、また、コーディエラ
イトセラミックスは熱伝導率が小さいため、再生時にヒ
ートスポットができやすく、フィルタが溶損したり、熱
応力によってクラックを生じたりすることがあり、耐久
性を確保できなかった。なお、最近注目されているセラ
ミックスファイバをキャンドル状にしたセラミックファ
イバートラップも、高温の排気ガス中では強度劣化を起
こしファイバの破壊が生じるため、耐久性の確保が難し
いと言われている。

【００１１】そこで、再生時にクラック等の発生がなく
信頼性の高い金属製トラップが現在注目されている。し
かし、この金属製トラップは、上記要件のうちの再生
との耐久性については満足な結果が得られるものの、
の捕集効率との圧損についての要求を併せて満たす
のが難しい。即ち、高い捕集効率を得るように目孔を小
さくしたフィルタ設計を行うと、パティキュレートがフ
ィルタ表面にばかり捕集されて目づまりを起こし、その
結果、圧損が急激に上昇しフィルタ寿命が短くなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来ＤＰＦ（ディーゼ
ルパティキュレートフィルタ）として開発されてきたコ
ーディエライトセラミックのウォールフロー式ハニカム
状多孔体には下記の問題点がある。 (1) その熱伝導率が小さいため、再生時にフィルタ内が
一様な温度になり難い。その結果、再生時にヒートスポ
ットができやすく、フィルタが溶損したり、熱応力によ
ってクラックを生じたりすることがあり、耐久性が確保
できない。 (2) 孔が断面四角形であるため、再生時のパティキュレ
ート燃焼による熱の放散性が悪く、かつ、角部に熱が集
中し易いためフィルタが破損しやすく、耐久性が確保で
きない。 (3) かかるハニカム状多孔体は断面四角形の孔を多数有
し、その端部孔を排気ガス入出口で交互に栓詰めする構
造である。この栓詰めが流路抵抗となるため初期の圧力
損失が大きい。 (4) 上記の構造では排気ガス入口側の開口面積が小さ
く、パティキュレートが付着して開口部が閉塞され、少
ない捕集量にも関わらず圧力損失が増大することがあ
る。 (5) パティキュレートの中でも粒径２μｍ以下の浮遊性
微粒子を捕集するためには孔径を小さくしなければなら
ず、この場合圧力損失が大きくなる。 (6) 触媒を担持する場合、ハニカム状多孔体は熱容量が
大きいため昇温スピードが遅く、触媒が働くのに充分な
温度上昇が得られないことがある。

【００１３】そこで、熱伝導率が高くて再生時にヒート
スポットができ難く、クラック等の発生がなく信頼性の
高い金属製トラップが現在注目されている。しかし、金
属製トラップは、耐久性や再生に関する特性は上記要件
を満足するものの、高い捕集効率を得るようにフィルタ
設計を行うと、パティキュレートはフィルタ表面で目づ
まりを起こし、その結果圧力損失が急激に上昇し、フィ
ルタ寿命が短くなる。つまり、従来技術では上記要件
を満足することができない。

【００１４】金属製トラップで上記要件を同時に満足
するためには、排気ガスが流入できるフィルタエレメン
トの表面積（濾過面積）を大きくすることが必要であ
る。しかし、従来の金属製トラップでフィルタエレメン
トの表面積（濾過面積）を大きくしようとするとパティ
キュレートトラップは非常に大型なものになってしま
う。また、フィルタを側板に精密溶接すれば、フィルタ
間の隙間を縮めてスペースの利用効率を高めることがで
き、ある程度の小型化が図れるが、この方法は量産性に
優れず、コストも嵩む。

【００１５】本発明は、フィルタ材料に金属を用いるこ
とでコーディエライトセラミックのウォールフロー式ハ
ニカム状多孔体の問題を解決すると共に、小型でフィル
タエレメント表面積が大きいトラップ構造をとることに
より従来の金属製トラップの問題点も解決するものであ
る。またフィルタ材料表面にアルミナウィスカーを生成
させることにより浮遊性微粒子の捕集を可能にし、金属
製トラップに触媒を担持させることによりパティキュレ
ートトラップと触媒コンバータの一体化も実現する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、平板フィルタを平行に多数配列
し、排気ガスを導入する平板フィルタ間の隙間を排気ガ
スの入口側と出口側で交互に行き止まりにした構造のフ
ィルタエレメント又は断面相似形の異径筒状フィルタを
複数個同心配置し、排気ガスを導入する各筒状フィルタ
間の隙間と最少径フィルタの一端を排気ガスの入口側と
出口側で交互に行き止まりにした構造のフィルタエレメ
ントのどちらかを排気系の途中に設置される容器内に装
着してディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ
となす構成を採用したのである。

【００１７】また上記の課題を解決するための手段とし
て、次の(1) 或いは(2) のフィルタエレメントを採用す
るディーゼルエンジン用パティキュレートトラップも発
明した。

【００１８】(1) 耐熱性金属繊維の不織布をフィルタ材
とし、このフィルタ材で作られる金属製のテーパ筒状フ
ィルタを複数個、テーパの向きが交互に逆になる状態に
して同心配置し、小径側端部が行き止まりになっている
中心の筒状フィルタを除く各フィルタの小径側端部をひ
とつ内側の筒状フィルタの大径側端部に各々接続して各
筒状フィルタ間の隙間を排気ガスの入口側と出口側で交
互に行き止まりにした構造のフィルタエレメント。

【００１９】(2) 耐熱性金属繊維の不織布をフィルタ材
とする平板帯状フィルタをくの字或いはコの字に交互に
逆向きに折り曲げ、その曲げ加工で各平板状フィルタ間
の隙間を排気ガスの入口側と出口側で交互に行き止まり
にした構造のフィルタエレメント。

【００２０】なお、上記(1) のフィルタエレメントを構
成する筒状フィルタは、断面円形のもの、断面多角形の
もののどちらでもよい。

【００２１】このトラップのフィルタエレメントを構成
するフィルタは、耐熱性金属で作られた連続空孔を有す
る金属繊維の不織布を採用したものが望ましい。また、
平板フィルタ間、又は筒状フィルタ間に存在させる排気
ガス導入用の隙間は、パティキュレートトラップを充分
に小型化するために、フィルタ厚み方向の寸法を１０mm
以下にすることが望ましい。

【００２２】さらに、平行平板のフィルタを有するフィ
ルタエレメントは、シート状のフィルタをコ字状に交互
に逆向きに曲げて平行配列の平板フィルタと平板フィル
タ間隙間の片側を行き止まりにする壁とを作り出し、平
板フィルタ間の隙間の両側部をライナを挿入して封止し
たものが特に望ましい。

【００２３】このほか、孔径に差のある少なくとも２種
類のフィルタ材を孔径の大きいものほど排気ガス流入側
にあるように組合わせた材料でフィルタエレメントを構
成することも、圧力損失をより小さくする上で有効なこ
とである。

【００２４】また、上記いずれのフィルタエレメントも
フィルタ部の耐熱性金属骨格表面にアルミナウィスカー
を生成させることは、浮遊性微粒子を捕集させるために
有効である。

【００２５】また、上記いずれのフィルタエレメント
も、フィルタ材に触媒を担持することによってパティキ
ュレートトラップと触媒コンバータを一体化させること
ができる。触媒は、フィルタ材である耐熱性金属繊維の
不織布の片面又は両面に担持させる方法、或いは前記不
織布の片面又は両面に連続孔を有する耐熱性金属骨格か
ら成る３次元網状構造多孔体を設置してこの多孔体に担
持させる方法がある。

【００２６】

【作用】本発明のパティキュレートトラップは、平板フ
ィルタを平行配列にするか又は筒状フィルタを同心配置
にしてフィルタエレメントを構成しているので、平板フ
ィルタ間、或いは筒状フィルタ間の隙間を小さくすれば
設置スペースを広げずに平板フィルタや筒状フィルタの
総数を増加させることができ、非常に小型でありながら
フィルタエレメントの表面積を大きく確保し得る。従っ
て、高い捕集効率を得るように目孔を小さくしても表面
積の増加による単位面積当りの捕集量の減少により目詰
まりを少なくして差圧寿命を延ばすことができる。そし
て本発明のディーゼルパティキュレートトラップ構造
は、フィルタ材料に金属繊維の不織布を用いているため
熱伝導性が良く、それにより、再生時にフィルタ内が一
様な温度になるため再生時にヒートスポットができ難
く、フィルタが溶損したり、熱応力によってクラックを
生じたりすることがない。

【００２７】中でも、断面円形の筒状フィルタから成る
フィルタエレメントを用いたものは、再生時熱放散の均
等性が高まり、耐久性がより一層向上する。

【００２８】また、金属製のテーパ筒状フィルタを複数
個、テーパの向きが交互に逆になる状態にして同心配置
した構造や、平板帯状フィルタをくの字に交互に逆向き
に折り曲げた構造では、フィルタエレメントの端部にお
いてフィルタ材を鋭角に折り返した構造になっているた
め、排気流と直角方向（パティキュレートトラップ直径
方向）の設置スペースを大きくせずにフィルタ表面積を
大きく確保できるほか、排気ガスが流入するフィルタ間
の開口部面積も付着パティキュレートによって開口部が
閉塞されることの無い大きさにすることができ、これに
より、初期圧力損失を大幅に低減でき、少ないパティキ
ュレート捕集量で開口部が閉塞されて圧力損失が急激に
増大すると云う不具合も防止できる。

【００２９】特に、フィルタエレメントの孔径を排気ガ
スの流入側から流出側に向けて徐々に小さくしたもの
は、フィルタの厚み方向の全域でパティキュレートが平
均的に捕集されるため、圧力損失の上昇度合が小さく、
差圧寿命がより一層延長される。

【００３０】なお、各フィルタ間の隙間寸法について１
０mm以下が好ましいとしたのは、限られたスペース内で
フィルタ表面積をより大きく確保するためには隙間寸法
は小さいほどよく、トラップの小型化の効率が高まるか
らである。

【００３１】さらに、平行平板のフィルタを有するエレ
メントは、例えば、シート状のフィルタをコ字状に交互
に逆向きに曲げ、その後、平板フィルタ間の両側部をラ
イナで封止すれば完成するので量産性に優れ、安価に製
造できる。また、独立した平板フィルタを複数枚平行に
配列し、各平板フィルタ間の隙間の一端側と他端側にラ
イナを交互に挿入してその部分を封止した後、両側部を
ライナで封止するものも量産性に優れ、安価に製造する
ことが可能である。

【００３２】異径の筒状フィルタを同心配置するエレメ
ントも、実施例で述べるような方法で比較的簡単に安価
に量産することができる。

【００３３】一般に、小容積で表面積の大きいフィルタ
を作る場合、フィルタ材の両側を側板に精密溶接する手
法が考えられるが、小ピッチ配列のフィルタ材を全て溶
接していくこの方法は、技術的困難が伴い、実現性が定
かでない。また、実現可能であってもコストが極端に高
くなる。これに対し、本発明のトラップに用いるフィル
タエレメントは、精密溶接を必要としないため低コスト
での製造が可能である。

【００３４】また、耐熱性金属繊維の不織布から成るフ
ィルタ材の骨格表面にアルミナウィスカーを生成させる
ことにより、金属繊維間のフィルタ孔をより小さくする
ことができる。その結果、パティキュレートの中でも粒
径２μｍ以下の浮遊性微粒子を捕集することが可能にな
る。

【００３５】また耐熱性金属繊維の不織布から成るフィ
ルタ材の片面もしくは両面、或いは、そのフィルタ材の
片面又は両面に耐熱性金属骨格から成る３次元網状構造
多孔体を設け、通気性のあるこの多孔体に触媒を担持す
ることにより、パティキュレートトラップと触媒コンバ
ータの一体化が実現できる。そして触媒担持体が充填率
の低い金属であるため熱容量が小さく、その結果排気ガ
スによる触媒の昇温スピードが速くなり、触媒が作用す
るのに充分な温度を得ることが容易となる。

【００３６】なお、前述のアルミナウィスカーは、それ
を生成させた後触媒を担持させると触媒の担持面積を増
大させるのにも役立つ。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１に、本発明のパティキュレー
トトラップに用いるフィルタエレメントの一例を示す。
このフィルタエレメント１は、耐熱性金属で作られた異
径テーパ円筒状フィルタ２、３、４、５、６、７をテー
パの向きが交互に逆になるように同心配置してそれ等を
一体化してある。中心の筒状フィルタ２は、小径端側が
行き止まりになっている。ここではフィルタ２を円錐形
にすることによってその行き止まりを実現しているが、
円板のフィルタで小径端側を行き止まりにする構造にし
てもよい。

【００３８】このフィルタ２の大径端にフィルタ３の小
径端を接続し、次にフィルタ３の大径端にフィルタ４の
小径端を接続し、同様の作業を繰り返して各フィルタ間
の隙間Ｇ_i、Ｇ_oを排気ガスの入口側と出口側で交互に
行き止まりにしてフィルタ２〜７が一体化されたフィル
タエレメント１に仕上げている。

【００３９】最外周のフィルタ７にはエレメント取付け
用の鍔８が付けられているが、これは必要に応じて設け
ればよい。

【００４０】なお、フィルタエレメント１は円筒を基本
にした例示の構造のものがスペース効率面及び再生時の
均等熱放散の面で最も望ましいが、テーパ角筒を組み合
わせた構造にすることも制限されない。このフィルタエ
レメント１は、テーパ角筒の組み合わせ物とする場合に
も、排気ガス出入口の各筒状フィルタ間隙間寸法ｇ（図
１ｂ参照）は１０ｍｍ以下に制限することが望ましい。

【００４１】図２は、もうひとつの形態のフィルタエレ
メントの一例である。このフィルタエレメント１１は、
耐熱性金属で作られた一連の平板帯状フィルタをくの字
（コの字型でもよい）型に交互に逆向きに折り曲げて各
平板状フィルタ１２間の隙間を排気ガスの入口側と出口
側で交互に行き止まりにしている。また、各平板状フィ
ルタ１２の両側部に耐熱金属板で作成した目止め１３を
溶接するなどして設置している。

【００４２】図３は、本発明のパティキュレートトラッ
プに用いる第３の形態のフィルタエレメントの製造方法
を示している。

【００４３】同図（ａ）に示すように、先ず、シート状
のフィルタ２２をつづら折れの状態、即ち、コ字状に交
互に逆向きに折り曲げて平行配列の平板フィルタ２２ａ
と平板フィルタ間の隙間の片端を交互に行き止まりにす
る壁２２ｂを作り出す。次に、同図（ｂ）に示すよう
に、各平板フィルタの側部に平板フィルタ間の隙間を埋
めるライナ２３を挿入する。そして、同図（ｃ）に示す
様に、平板フィルタ２２ａとライナ２３をボルト２４で
締め付けて固定する。固定は勿論、溶接で行ってもよ
く、このとき同図（ｄ）に示すように補強用の側板２５
を併せて止着することもできる。

【００４４】この第３の形態のフィルタエレメント２１
は、図４に示すように、独立した平板フィルタ２２ａを
同図（ａ）に示すように複数枚平行に配列し、次に、同
図（ｂ）に示すように、各平板フィルタ間の隙間の一端
側と他端側にライナ２６を交互に挿入して溶接し、さら
にライナ２６の挿入前又は挿入後に隙間の両側にライナ
２３を入れて、このライナ２３を溶接、ボルト止め等で
固定する（その後図３で述べたような補強用側板２５を
取付けることも可能）方法でも製造できる。

【００４５】図５は、筒状フィルタを用いる第４の形態
のフィルタエレメントの製造方法である。このフィルタ
エレメント３１は、フィルタ材で同図（ａ）に示すよう
に径の異なる筒体３２ａ〜３２ｎ（ｎは組合せ個数）を
作る。この筒体は、図は円筒形のものを示したが、断面
が相似形であれば角筒でもよい。次に、最小径の筒体３
２ａを同図（ｂ）に示すように２番目に小さい筒体３２
ｂの内部に挿入する。そして、３２ａの一端側の開口に
端板３３を溶接し、さらに、他端側で３２ａと３２ｂの
間に環状のライナ３４を挟んで溶接する。その後、これ
を３番目に径の小さい筒体３２ｃに挿入し、一端側で３
２ｂとの間の隙間を環状ライナ３４で塞ぐ。この作業を
順次繰り返していくと目的のフィルタエレメント３１が
完成する。

【００４６】なお、組立ては最大径の筒体側から行って
もよい。また、ライナを挿入する代わりに各筒体の端部
に曲げ加工したフランジを付け、このフランジを介して
内、外の筒体を連結し、同時にフランジで筒体間の隙間
の片端を行き止まりにする構造にしてもよい。

【００４７】フィルタ２〜７、１２、２２及び３２ａ〜
３２ｎは、先に述べたような材料、即ち、金属繊維の不
織布、更には、この材料の孔径に差をつけたものを孔径
の大きいものほど排気ガス流入側にあるように少なくと
も２層重ねて組み合わせた材料で作られる。

【００４８】また、金属繊維の不織布には、図６に示す
ように、その繊維の骨格ＦＢに、骨格よりも微細なアル
ミナウィスカー９を多数付加することにより、小さな孔
を多数設けることも考えられる。

【００４９】図７は、フィルタ２〜７、１２、２２及び
３２ａ〜３２ｎの拡大図である。フィルタ２〜７、１
２、２２及び３２ａ〜３２ｎには、上記のフィルタ材料
で作られたパティキュレートを捕集する層３０１に加え
て触媒を担持する為の層（図では一例として、３０２と
３０３で示す。）を複数層設けた材料を使用することも
考えられる。

【００５０】図８は、図１のフィルタエレメント１又は
図２のフィルタエレメント１１を用いた本発明のパティ
キュレートトラップの一例である。このパティキュレー
トトラップ１００は、ディーゼルエンジンの排気系の途
中に挿入される金属製の容器１０１内に前述のフィルタ
エレメント１又は１１を装着して構成されている。図の
矢印は排気ガスの流れを示しているが、容器１０１の取
付方向を逆にして排気ガスを図の矢印とは逆向きに通す
ことも考えられる。

【００５１】図９は本発明のパティキュレートトラップ
のもう一つの例（断面図）である。このトラップ２００
は、上述した如き方法で作った図３のフィルタエレメン
ト２１又は図５のフィルタエレメント３１を、排気系の
途中に挿入される容器２０１内に装着して構成されてい
る。図の矢印は排気ガスの流れを示しているが、容器２
０１の取り付け方向を逆にして排気ガスを図の矢印とは
逆向きに通すことも考えられる。

【００５２】図１０に初期圧力損失を測定する実験装置
を示す。この装置はパティキュレートトラップに空気を
流し、その空気流量と圧力損失の関係を調べるものであ
る。

【００５３】図１１に捕集効率、パティキュレート捕集
時の圧力損失、耐久性、ＮＯの浄化率及びＳＯＦの浄化
率の評価を行う実験装置示す。この装置は、３４００ｃ
ｃ、４気筒の直噴射式のディーゼルエンジン車、シャシ
ダイナモメータ及びダイリューショントンネルからなっ
ている。

【００５４】

【実施例１】図１０或は、図１１の実験装置に、図１、
図２のフィルタエレメント１、１１をそれぞれ用いたパ
ティキュレートトラップ１００を組み込んだ。フィルタ
エレメント１及び１１は、表１に示す試料Ａと試料Ｂで
ある。その試料Ａ、Ｂは、共に排気ガスの流入できる表
面積が１．２ｍ²であり、内容積２．５リットルのケー
スに収納されている。これ等の試料は、それぞれ図１
（ｂ）、図２（ｂ）の断面図に示すように、排気ガスが
１つおきに生じた隙間Ｇｉから導入され、フィルタの壁
を通過してＧｉ間の隙間Ｇｏに流れた後、外部に向かう
ようになっている。

【００５５】なお、試料Ａ、Ｂを構成する金属は、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ａｌ合金とＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金を例に挙げた
が、これはあくまでも一例に過ぎない。

【００５６】比較のために、捕集性能に関しては充分で
あると言われているハニカム構造のディーゼルエンジン
用パティキュレートトラップ（材質コーディエライト、
日本ガイシ製、ＤＨＣ−２２１）を試料Ｑとしてこれに
ついても実験を行った。本トラップは容積が２．５リッ
トルのものを使用し、試料Ａ、Ｂと条件を揃えている。

【００５７】

【表１】

【００５８】先ず、捕集効率及び圧力損失に関する評価
を行った。実験結果を図１２〜１４に示す。捕集性能と
して捕集ＰＭ（パティキュレート）量に対する圧力損
失、捕集効率の変化を示している。この結果から本発明
品の試料Ａ、Ｂは初期圧力損失が低く、ハニカム構造の
ディーゼルパティキュレートトラップより優れているこ
とがわかる。また、捕集性能に関しては同等であり、充
分な性能を保有していると言える。

【００５９】次に、再生によるフィルタエレメントの耐
久性について評価試験を行った。ディーゼルエンジンよ
り排出される微粒子（パティキュレート）を１５ｇ捕集
させ、ディーゼルエンジンをアイドリンク状態にし、さ
らに、ディーゼルパティキュレートトラップ全面に設置
した電気ヒータにより６００℃のガスがディーゼルパテ
ィキュレートトラップに導入されるようにして再生を行
った。試料Ａ、Ｂ及びＱについてこの再生を５回ずつ行
い、その後、試料の破壊状態を調査した。結果を表２に
示す。

【００６０】

【表２】

【００６１】この表２から判るように、試料Ａ、Ｂにつ
いては破壊が起こらなかったが、試料Ｑにはクラックが
生じた。

【００６２】以上の実験の結果から明らかなように、本
発明による試料Ａ、Ｂはコーディエライトハニカムとほ
ぼ同等の捕集特性、圧力損失特性を示し、また、一方で
初期圧力損失は低く、かつ燃焼再生に対しても高い信頼
性を示し、ディーゼルパティキュレートトラップとして
非常に優れている。

【００６３】

【実施例２】図１０或は図１１の実験装置に、図１、図
２のフィルタエレメント１、１１をそれぞれ用いたパテ
ィキュレートトラップ１００を組み込んだ。フィルタエ
レメント１及び１１は、表３に示す試料Ｃ、試料Ｄ及び
試料Ｅである。その試料Ｃ、Ｄ及びＥは、共に排気ガス
の流入できる表面積が１．２ｍ²であり、内容積２．５
リットルのケースに収納されている。これ等の試料は、
ＮＯｘ触媒を担持している層（図７の３０２）、パティ
キュレートを捕集する層（図７の３０１）及びＮＯｘ触
媒を担持している層（図７の３０３）の３層で構成され
ており、それぞれ図１（ｂ）、図２（ｂ）の断面図に示
すように、排気ガスが１つおきに生じた隙間Ｇｉから導
入され、フィルタ内のそれぞれの層を全て介して通過し
てＧｉ間の隙間Ｇｏに流れた後、外部に向かうようにな
っている。ＮＯｘ触媒層は、住友電気工業（株）製Ｎｉ
基３次元網状構造多孔体（商品名：セルメット♯７）を
Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ化したものの骨格に触媒担持用のγ−
アルミナを金属不織布１リットル当たり１００ｇコート
し、その後触媒としてＣｕを１リットル当たり１．０ｇ
の量で均一に担持させて作製した。

【００６４】なお試料Ｃ、Ｄ及びＥを構成する金属不織
布はＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金とＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金を例
に挙げたが、これはあくまでも一例にすぎない。

【００６５】比較のために、実施例１で用いたものと同
じ試料Ｑについても実験を行った。本トラップの容積は
２．５リットルとし、試料Ｃ、Ｄ及びＥと条件を揃えて
いる。

【００６６】

【表３】

【００６７】ここでも先ず、捕集効率及び圧力損失に関
する評価を行った。実験結果を図１５〜図１７に示す。
捕集性能として捕集ＰＭ量に対する圧力損失、捕集効率
の変化を示している。この結果から本発明品の試料Ｃ、
Ｄ及びＥは初期圧力損失が低く、ハニカム構造のディー
ゼルパティキュレートトラップより優れていることがわ
かる。また、捕集性能に関しては同等であり、充分な性
能を有していると言える。

【００６８】次に再生による試料Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＱのフ
ィルタエレメントの耐久性について評価試験を行った。
試験条件及び再生回数は実施例１と同じとし、その後、
試料の破壊状態を調査した。結果を表４に示す。

【００６９】

【表４】

【００７０】この表４からわかるように、試料Ｃ、Ｄ及
びＥは破壊が起こらなかったが、試料Ｑにはクラックが
発生した。

【００７１】試料Ｃ、Ｄ及びＥについては、更に、ＮＯ
の浄化率の評価を行った。還元剤としてＣ₂Ｈ₄を排気
ガス中に導入した。排気ガス条件を表５に示す。

【００７２】

【表５】

【００７３】また、排気ガス温度を２５０°Ｃに維持し
た後、２分間のＮＯ濃度を測定した。その平均値を表６
に示す。

【００７４】

【表６】

【００７５】このように、試料Ｃ、Ｄ及びＥの使用時に
はＮＯ濃度が半減している。

【００７６】以上の実験結果から明らかなように、本発
明による試料Ｃ、Ｄ及びＥはコーディエライトハニカム
とほぼ同等の捕集特性、圧力損失特性を示し、また、一
方で初期圧力損失は低く、かつ燃焼再生時に対しても高
い信頼性を示し、ディーゼルパティキュレートトラップ
として非常に優れている。さらに、それに加えて、ＮＯ
を低減する機能も有しているため、触媒コンバータを他
に設ける必要がなく、ディーゼル排気ガス後処理装置の
トータル面での省スペース化、低コスト化が実現でき
る。

【００７７】

【実施例３】図１０或は図１１の実験装置に、図１、図
２のフィルタエレメント１、１１をそれぞれ用いたパテ
ィキュレートトラップ１００を組み込んだ。フィルタエ
レメント１及び１１は、表７に示す試料Ｆ、試料Ｇ及び
試料Ｈである。その試料Ｆ、Ｇ及びＨは、共に排気ガス
の流入できる表面積が１．２ｍ²であり、内容積２．５
リットルのケースに収納されている。これ等の試料は、
パティキュレートを捕集する層（図７の３０１）及びＳ
ＯＦ触媒を担持している層（図７の３０３）の２層で構
成されており、それぞれ図１（ｂ）、図２（ｂ）の断面
図に示すように、排気ガスが１つおきに生じた隙間Ｇｉ
から導入され、フィルタ内のそれぞれの層を全て通過し
てＧｉ間の隙間Ｇｏに流れた後、外部に向かうようにな
っている。ＳＯＦ触媒層は、金属繊維の不織布或は住友
電気工業（株）製Ｎｉ基３次元網状構造多孔体（商品
面：セルメット♯７）をＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ化したものの
骨格に触媒担持層としてγ−アルミナを金属不織布１リ
ットル当たり１５０ｇコートし、その後触媒としてＰｔ
を１リットル当たり１．５ｇを均一に担持させて作製し
た。

【００７８】なお試料Ｅ、Ｇ及びＨを構造する金属多孔
体はＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金とＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金を例
に挙げたが、これはあくまでも一例にすぎない。

【００７９】比較のため、既に説明したコーディエライ
トハニカムの試料Ｑについても実験を行った。本トラッ
プの容積は２．５リットルのものを使用し、試料Ｆ、Ｇ
及びＨと条件を揃えている。

【００８０】

【表７】

【００８１】各試料の捕集効率及び圧力損失に関する評
価結果を図１８〜２０に示す。評価は実施例１、２と同
様、捕集ＰＭ量に対する圧力損失、捕集効率の変化を調
べて行った。この結果から本発明品の試料Ｆ、Ｇ及びＨ
は初期圧力損失が低く、ハニカム構造のディーゼルパテ
ィキュレートトラップより優れていることがわかる。ま
た、捕集性能に関しては同等であり、充分な性能を有し
ている。

【００８２】次に、再生によるフィルタエレメントの耐
久性について評価した。試験条件及び再生回数は実施例
１と同じとし、５回再生後の試料の破壊状態を調査し
た。結果を表８に示す。

【００８３】

【表８】

【００８４】この表からわかるように、試料Ｆ、Ｇ及び
Ｈは破壊が起こらなかったが、試料Ｑはクラックが発生
した。

【００８５】試料Ｆ、Ｇ及びＨについては、次にＳＯＦ
の浄化率の評価を行った。排気ガス温度が２５０°Ｃお
よび３５０°Ｃでの評価結果を表９に示す。

【００８６】

【表９】

【００８７】このように、Ｐｔを触媒として担持させた
試料Ｆ、Ｇ及びＨではＳＯＦ濃度を４０％或は５０％低
減することができた。

【００８８】以上の実験の結果から明らかなように、本
発明による試料Ｆ、Ｇ及びＨはコーディエライトハニカ
ムとほぼ同等の捕集特性、圧力損失特性を示し、また、
一方で初期圧力損失は低く、かつ燃焼再生に対しても高
い信頼性を示し、ディーゼルパティキュレートトラップ
として非常に優れいてる。さらに、それに加えて、ＳＯ
Ｆを低減する機能も有しているため、触媒コンバータを
別に設ける必要がなく、ディーゼル排気ガス後処理装置
のトータル面での省スペース化、低コスト化が実現でき
る。

【００８９】

【実施例４】図２１は図３の方法で、図２２は図５の方
法でそれぞれ製造したフィルタエレメント２１、３１で
ある。ここでは、図２１のエレメント２１を試料Ｊ、図
２２のエレメント３１を試料Ｉとしている。試料Ｉ、Ｊ
とも、フィルタ材として住友電気工業（株）製のＮｉ基
３次元網状構造多孔体（商品名：セルメット）を用い、
試料Ｉは、Ｎｉ−Ｃｒ化、試料ＪはＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ化
を行っている。

【００９０】試料Ｉ、Ｊは共に排気ガスの流入できる表
面積が１．２ｍ²であり、内容積２．５リットルの容器
に収納されている。これ等の試料はいずれも図２１、図
２２の（ｂ）の断面図に示すように、排気ガスが１つお
きに生じた隙間Ｇｉから導入され、フィルタの壁を通過
してＧｉ間の隙間Ｇｏに流れた後外部に向かうようにな
っている。止まり壁をフィルタ材で構成したものは、当
然に一部の排気ガスは止まり壁の部分でも濾過される。

【００９１】なお、試料Ｉ、Ｊを構成する金属は、それ
ぞれ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金を例に挙げた
が、これはあくまでも一例に過ぎない。

【００９２】比較品には、コーディエライトハニカムの
前述の試料Ｑ（その容積は試料Ｉ、Ｊと同じ２．５リッ
トル）を用いた。

【００９３】これ等の試料の捕集効率及び圧力損失に関
する実験結果を図２３、２４に示す。堆積ＰＭ量に対す
る圧力損失、捕集効率の変化を示すこの図２３、２４か
ら明らかなように、本発明のトラップに用いた試料Ｉ、
Ｊのフィルタエレメントは、捕集面ではコーディエライ
トハニカムとほぼ同等の性能を示している。

【００９４】次に、再生耐久性に関する実験を行った。
図１１の実験装置によって試料Ｉ、試料Ｊ及び試料Ｑを
それぞれに１０ｇのパティキュレートを捕集させ、排気
ガス温度を上昇させることにより、パティキュレートを
燃焼させる実験を５回行い、その後各試料の状態を観察
した。結果を表１０に示す。この結果からわかるよう
に、試料Ｉ、Ｊは再生耐久性がコーディエライトに比べ
て高い。

【００９５】

【表１０】

【００９６】以上の実験結果から明らかなように、本発
明による試料Ｉ、Ｊはコーディエライトハニカムとほぼ
同等の捕集特性、圧力損失特性を示し、また、燃焼再生
に対しても高い信頼性を示し、ディーゼルパティキュレ
ートトラップとして非常に優れている。

【００９７】

【実施例５】図１０或は図１１の実験装置に図２１、図
２２のフィルタエレメント２１及び３１をそれぞれ用い
たパティキュレートトラップ２００を組み込んだ。フィ
ルタエレメントは、表１１に示す試料Ｋ、試料Ｌ及び試
料Ｍである。

【００９８】その試料Ｋ、Ｌ及びＭは、共に排気ガスの
流入できる表面積が１．２ｍ²であり、内容積２．５リ
ットルの容器に収納されている。これ等の試料は、ＮＯ
ｘ触媒を担持している層（図７の３０２）、パティキュ
レートを捕集する層（図７の３０１）及びＮＯｘ触媒を
担持している層（図７の３０３）の３層で構成されてお
り、それぞれ図２１（ｂ）、図２２（ｂ）の断面図に示
すように、排気ガスが１つおきに生じた隙間Ｇｉから導
入され、フィルタの壁を通過してＧｉ間の隙間Ｇｏに流
れた後外部に向かうようになっている。止まり壁をフィ
ルタ材で構成したものは、当然に一部の排気ガスは止ま
り壁の部分でも濾過される。ＮＯｘ触媒層は、金属繊維
の不織布、或いは住友電気工業（株）製Ｎｉ基３次元網
状構造多孔体（商品名：セルメット）をＮｉ−Ｃｒ−Ａ
ｌ化したものの骨格に触媒担持のためのγ−アルミナを
金属不織布１リットル当り１００ｇコートし、その後触
媒としてＣｕを１リットル当り１．０ｇを均一に担持さ
せて作製した。

【００９９】なお、試料Ｋ、Ｌ及びＭを構成する金属
は、それぞれ、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合
金を例に挙げたが、これはあくまでも一例に過ぎない。

【０１００】比較品には、前述のコーディエライトハニ
カムの試料Ｑ（容積は試料Ｋ、Ｌ、Ｍと同じ２．５リッ
トル）を用いた。

【０１０１】

【表１１】

【０１０２】これ等の試料の捕集効率及び圧力損失に関
する実験結果を図２５〜２７に示す。捕集ＰＭ量に対す
る圧力損失、捕集効率の変化を示すこの図２５〜２７か
ら本発明品の試料Ｋ、Ｌ及びＭは初期圧力損失が低く、
ハニカム構造のディーゼルパティキュレートトラップよ
り優れていることがわかる。また、捕集性能に関しては
同等であり、充分な性能を有している。

【０１０３】次に、再生耐久性の評価のために、図１１
の実験装置によって試料Ｋ、試料Ｌ、試料Ｍ及び試料Ｑ
を、それぞれについて１０ｇのパティキュレートを捕集
させ、排気ガス温度を上昇させることによりパティキュ
レートを燃焼させる実験を５回行い、その後各試料の状
態を観察した。結果を表１２に示す。この結果からわか
るように、試料Ｋ、Ｌ及びＭは再生耐久性がコーディエ
ライトに比べて高い。

【０１０４】

【表１２】

【０１０５】試料Ｋ、Ｌ及びＭについては、次に、ＮＯ
の浄化率の評価を行った。還元剤としてＣ₂Ｈ₄を排気
ガス中に導入した。排気ガス条件を表１３に示す。

【０１０６】

【表１３】

【０１０７】排気ガス温度を２５０°Ｃに維持した後、
２分間のＮＯ濃度を測定した。その平均値を表１４に示
す。

【０１０８】

【表１４】

【０１０９】試料Ｋ、Ｌ及びＭでは触媒Ｃｕの働きによ
りＮＯ濃度が半減した。

【０１１０】以上の実験の結果から明らかなように、本
発明による試料Ｋ、Ｌ及びＭはコーディエライトハニカ
ムとほぼ同等の捕集特性、圧力損失特性を示し、また、
一方で初期圧力損失は低く、かつ燃焼再生時に対しても
高い信頼性を示し、ディーゼルパティキュレートトラッ
プとして非常に優れている。さらに、それに加えて、Ｎ
Ｏを低減する機能も有しているため、触媒コンバータを
別に設ける必要がなく、ディーゼル排気ガス後処理装置
のトータル面での省スペース化、低コスト化が実現でき
る。

【０１１１】

【実施例６】図１０或は図１１の実験装置に図２１、図
２２のフィルタエレメント２１及び３１をそれぞれ用い
たパティキュレートトラップ２００を組み込んだ。フィ
ルタエレメント２１、３１は、表１５に示す試料Ｎ、試
料Ｏ及び試料Ｐである。

【０１１２】その試料Ｎ、Ｏ及びＰは、共に排気ガスの
流入できる表面積が１．２ｍ²であり、内容積２．５リ
ットルの容器に収納されている。これ等の試料は、パテ
ィキュレートを捕集する層（図７の３０１）及びＳＯＦ
触媒を担持している層（図７の３０３）の２層で構成さ
れており、それぞれ図２１（ｂ）、図２２（ｂ）の断面
図に示すように、排気ガスが１つおきに生じた隙間Ｇｉ
から導入され、フィルタの壁を通過してＧｉ間の隙間Ｇ
ｏに流れた後外部に向かうようになっている。

【０１１３】止まり壁をフィルタ材で構成したものは、
当然に一部の排気ガスは止まり壁の部分でも濾過され
る。ＳＯＦ触媒層は、住友電気工業（株）製Ｎｉ基３次
元網状構造多孔体（商品名：セルメット）をＮｉ−Ｃｒ
−ＡＬ化したものの骨格に触媒担持のためのγ−アルミ
ナを多孔体１リットル当り１００ｇコートし、その後触
媒としてＰｔを１リットル当り１．０ｇを均一に担持さ
せて作成した。

【０１１４】なお、試料Ｎ、Ｏ及びＰを構成する金属
は、それぞれＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金
を挙げたが、これはあくまで一例に過ぎない。

【０１１５】比較品には、試料Ｎ、Ｏ及びＰと同じ容積
（２．５リットル）のコーディエライトハニカムの試料
Ｑを用いた。

【０１１６】

【表１５】

【０１１７】各試料の捕集効率及び圧力損失に関する実
験結果を図２８〜３０に示す。捕集ＰＭ量に対する圧力
損失、捕集効率の変化を示すこれ等の図から本発明品の
試料Ｎ、Ｏ及びＰは初期圧力損失が低く、ハニカム構造
のディーゼルパティキュレートトラップより優れいてい
ることがわかる。また、捕集性能に関しては同等であ
り、充分な性能を有していることもわかる。

【０１１８】次に、再生耐久性を評価するために、図１
１の実験装置によって試料Ｎ、試料Ｏ、試料Ｐ及び試料
Ｑを、それぞれについて１０ｇのパティキュレートを捕
集させ、排気ガス温度を上昇させることによりパティキ
ュレートを燃焼させる実験を５回行い、その後各試料の
状態を観察した。結果を表１６に示す。この結果から分
かるように、試料Ｎ、Ｏ及びＰは再生耐久性がコーディ
エライトに比べて高い。

【０１１９】

【表１６】

【０１２０】試料Ｎ、Ｏ及びＰについては、次にＳＯＦ
の浄化率の評価を行った。排気ガス温度が２５０°Ｃお
よび３５０°Ｃでの評価結果を表１７に示す。

【０１２１】

【表１７】

【０１２２】試料Ｎ、Ｏ及びＰではＳＯＦ濃度を４０％
或は５０％低減するこができた。

【０１２３】以上の実験の結果から明らかなように、本
発明による試料Ｎ、Ｏ及びＰはコーディエライトハニカ
ムとほぼ同等の捕集特性、圧力損失特性を示し、また、
一方で初期圧力損失は低く、かつ燃焼再生時に対しても
高い信頼性を示し、ディーゼルパティキュレートトラッ
プとして非常に優れている。さらに、それに加えて、Ｓ
ＯＦを低減する機能も有しているため、触媒コンバータ
を他に設ける必要がなく、ディーゼル排気ガス後処理装
置のトータル面での省スペース化、低コスト化が実現で
きる。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のパティキ
ュレートトラップは、小型でありながら、フィルタの表
面積を充分に確保できるようにして高い捕集効率を得な
がら圧力損失の上昇を低く押さえ、さらに、再生と耐久
性については金属製トラップの特徴を充分に生かすよう
にしたので、ディーゼルエンジン用パティキュレートト
ラップとして不足の無い性能を発揮し、パティキュレー
トに起因する大気汚染の防止に役立つ。

【０１２５】また、金属繊維の不織布から成るフィルタ
材の骨格表面にアルミナウィスカーを生成させたもの
は、フィルタの目孔がより小さくなり、粒径２μｍ以下
の浮遊性微粒子の捕集が可能となる。

【０１２６】さらに、フィルタ材に、或いはそのフィル
タ材の片面又は両面に金属製３次元網状構造多孔体を設
けてその多孔体に触媒を担持させたものは触媒コンバー
タを別に設ける必要がなくなるので、排気ガス後処理装
置の簡素化、低コスト化も図れる。また、フィルタ骨格
部の熱容量が小さいため、触媒の働きも確実になり、環
境浄化に関してより優れた効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）：本発明で用いるフィルタエレメントの
一例の概要を示す斜視図（ｂ）：同上のフィルタエレメントの断面図

【図２】（ａ）：他の形態のフィルタエレメントの一例
を示す斜視図（ｂ）：同上のフィルタエレメントの断面図

【図３】第３の形態のフィルタエレメントの製造手順を
示す図

【図４】第３の形態のフィルタエレメントの他の製造手
順を示す図

【図５】第４の形態のフィルタエレメントの製造手順を
示す図

【図６】フィルタ骨格にアルミナウィスカーを生成させ
た状態の模式図

【図７】フィルタ断面の拡大概念図

【図８】本発明のパティキュレートトラップの一例を示
す断面図

【図９】本発明のパティキュレートトラップの他の例を
示す断面図

【図１０】初期圧力損失評価装置の概略構成図

【図１１】圧力損失及び耐久性評価実験装置の概略構成
図

【図１２】試料Ａ、Ｂ、Ｑの初期圧力損失を示す図表

【図１３】試料Ａ、Ｂ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する圧力損
失の変化を示す図表

【図１４】試料Ａ、Ｂ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する捕集効
率の変化を示す図表

【図１５】試料Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｑの初期圧力損失を示す図
表

【図１６】試料Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する圧
力損失の変化を示す図表

【図１７】試料Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する捕
集効率の変化を示す図表

【図１８】試料Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｑの初期圧力損失を示す図
表

【図１９】試料Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する圧
力損失の変化を示す図表

【図２０】試料Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する捕
集効率の変化を示す図表

【図２１】（ａ）：第３の形態のフィルタエレメントの
斜視図（ｂ）：同上のフィルタエレメントの断面図

【図２２】（ａ）：第４の形態のフィルタエレメントの
斜視図（ｂ）：同上のフィルタエレメントの断面図

【図２３】試料Ｉ、Ｊ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する圧力損
失の変化を示す図表

【図２４】試料Ｉ、Ｊ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する捕集効
率の変化を示す図表

【図２５】試料Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｑの初期圧力損失を示す図
表

【図２６】試料Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する圧
力損失の変化を示す図表

【図２７】試料Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する捕
集効率の変化を示す図表

【図２８】試料Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑの初期圧力損失を示す図
表

【図２９】試料Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する圧
力損失の変化を示す図表

【図３０】試料Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑの捕集ＰＭ量に対する捕
集効率の変化を示す図表

【符号の説明】

１、１１、２１、３１フィルタエレメント２〜７異径テーパ円筒状フィルタ８鍔９アルミナウィスカー１２平板状フィルタ１３目止め２２シート状フィルタ２２ａ平板フィルタ２２ｂ行き止まり壁２３、２６ライナ２４ライナ２４ボルト２５側板３２ａ〜３２ｎ異径筒体フィルタ３３端板３４環状ライナ１００、２００パティキュレートトラップ１０１、２０１容器Ｇｉ排気ガス導入側の隙間Ｇｏ排気ガス出口側の隙間ＦＢフィルタの骨格３０１パティキュレートフィルタ部３０２、３０３触媒担持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ０１Ｊ 23/86 ＺＡＢＢ０１Ｊ 35/06 Ｃ 35/04 ３３１Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ａ 35/06 ３０１ＥＦ０１Ｎ 3/02 ３０１ＺＡＢＢ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＢＺＡＢ１０２Ｂ１０３Ｂ１０３Ｃ (72)発明者永井陽一伊丹市昆陽北一丁目１番１号住友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者小端喜代志豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者柳原弘道豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平１−155923（ＪＰ，Ａ) 特開平５−228320（ＪＰ，Ａ) 特開平７−112135（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−83018（ＪＰ，Ａ) 特開平７−731（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−139307（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−119319（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−88019（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 46/00 - 46/54 B01D 39/20 ZAB B01D 53/86 ZAB B01D 53/94 B01J 23/86 ZAB B01J 35/04 331 F01N 3/02 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】金属繊維の不織布で作られる独立した平
板のフィルタを複数個平行配置にし、各平板フィルタ間
の隙間にライナを挿入してこの隙間を排気ガスの入口側
と出口側で交互に行き止まりにし、さらに、前記隙間の
両側部もライナを挿入して封止した構造のフィルタエレ
メントを、排気系の途中に設置して構成されるディーゼ
ルエンジン用パティキュレートトラップ。
【請求項２】金属繊維の不織布で作られる断面相似形
の異径筒状フィルタを複数個同心配置し、排気ガスを導
入する各筒状フィルタ間の隙間と最小径フィルタの一端
を排気ガスの入口側と出口側で交互に行き止まりにした
構造のフィルタエレメントを、排気系の途中に設置して
構成されるディーゼルエンジン用パティキュレートトラ
ップ。
【請求項３】フィルタエレメントを構成するフィルタ
材の片面もしくは両面に触媒を担持させた請求項１又は
２に記載のディーゼルエンジン用パティキュレートトラ
ップ。
【請求項４】フィルタエレメントを構成するフィルタ
材の片面もしくは両面に、連続孔を有する耐熱性金属骨
格から成る３次元網状構造多孔体を設置し、この３次元
網状構造多孔体に触媒を担持させた請求項１又は２に記
載のディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ。
【請求項５】金属繊維の不織布で作られる平板フィル
タを平行に配列し、排気ガスを導入する平板フィルタ間
の隙間を排気ガスの入口側と出口側で交互に行き止まり
にした構造のフィルタエレメントを、排気系の途中に設
置し、そのフィルタエレメントを構成するフィルタ材の
片面もしくは両面に、連続孔を有する耐熱性金属骨格か
ら成る３次元網状構造多孔体を設置し、この３次元網状
構造多孔体に触媒を担持させて構成されるディーゼルエ
ンジン用パティキュレートトラップ。
【請求項６】前記フィルタエレメントが、シート状の
フィルタをコの字状に交互に逆向きに折り曲げて平行配
列の平板フィルタと平板フィルタ間隙間の片端を行き止
まりにする壁とを作り出し、さらに、前記隙間の両側部
をライナを挿入して封止したものである請求項５記載の
ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ。
【請求項７】耐熱性金属繊維の不織布をフィルタ材と
し、このフィルタ材で作られる金属製のテーパ筒状フィ
ルタを複数個、テーパの向きが交互に逆になる状態にし
て同心配置し、小径側端部が行き止まりになっている中
心の筒状フィルタを除く各フィルタの小径側端部をひと
つ内側の筒状フィルタの大径側端部に各々接続して各筒
状フィルタ間の隙間を排気ガスの入口側と出口側で交互
に行き止まりにした構造のフィルタエレメントを、排気
系の途中に設置し、そのフィルタエレメントを構成する
フィルタ材の片面もしくは両面に、連続孔を有する耐熱
性金属骨格から成る３次元網状構造多孔体を設置し、こ
の３次元網状構造多孔体に触媒を担持させて構成される
ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ。
【請求項８】耐熱性金属繊維の不織布をフィルタ材と
する平板帯状フィルタをくの字型に交互に逆向きに折り
曲げ、その曲げ加工で各平板状フィルタ間の隙間を排気
ガスの入口側と出口側で交互に行き止まりにした構造の
フィルタエレメントを、排気系の途中に設置し、そのフ
ィルタエレメントを構成するフィルタ材の片面もしくは
両面に、連続孔を有する耐熱性金属骨格から成る３次元
網状構造多孔体を設置し、この３次元網状構造多孔体に
触媒を担持させて構成されるディーゼルエンジン用パテ
ィキュレートトラップ。
【請求項９】各フィルタ間の排気ガス出入口部の隙間
寸法を１０mm以下にした請求項１〜８のいずれかに記載
のディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ。
【請求項１０】孔径に差のある少なくとも２種類のフ
ィルタ材を孔径の大きいものほど排気ガス流入側にある
ように組み合わせた材料で前記フィルタエレメントを構
成した請求項１〜９のいずれかに記載のディーゼルエン
ジン用パティキュレートトラップ。
【請求項１１】フィルタエレメントを構成するフィル
タ材の骨格表面にアルミナウィスカーを生成させた請求
項１〜１０のいずれかに記載のディーゼルエンジン用パ
ティキュレートトラップ。