JPH07293225A

JPH07293225A - 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH07293225A
Application number: JP6084537A
Authority: JP
Inventors: Tatsurou Miyazaki; 達郎宮▲ざき▼; Masaaki Arita; 雅昭有田; Masahiro Inoue; 雅博井上; Shoji Kuroda; 正二黒田; Tatsuo Fukuda; 健生福田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】トラップに割れ等が発生しない排気ガス浄化
方法及び排気ガス浄化装置を提供する事を目的とする。【構成】トラップ容器４内に収納されたトラップ５に
付着したパティキュレート等を電気ヒーター６にて燃焼
させる際に、制御部１２はトラップ５の燃焼温度を測温
する温度検出センサー１１の情報を基に電気ヒーター６
に投入する電力を制御して、トラップ５の温度が５００
℃以下となるように、またはトラップ５の半径方向の最
大温度勾配が１０℃／ｍｍ以下になるように、もしくは
それら双方の条件を満たすようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排気ガス、特にディーゼ
ル排気ガスの浄化等を行う排気ガス浄化方法及び排気ガ
ス浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中の未燃
の微粒子状物質、例えば固体状炭素微粒子、液体あるい
は固体状の高分子量炭化水素微粒子等（以下パティキュ
レートと略す）はその粒子径のほとんどが１ミクロン以
下であり、大気中に浮遊しやすく呼吸により人体に取り
込まれやすい。しかも発ガン性物質を含んでいる事か
ら、特に近年、国内外でその問題点が多く取り上げられ
ており、今後排出の規制は一層強化される事が予想され
る。

【０００３】ディーゼル排気ガスには、このパティキュ
レート以外にも有害物質であるＮＯ _X が含まれており、
この物質についても規制が行われている。ＮＯ_X とパテ
ィキュレートの生成はトレードオフの関係にありＮＯ_X
低減の対策を行うとパティキュレートの排出を増加させ
る傾向にある。従ってエンジンの作動システム等の改善
のみによってＮＯ_X 、パティキュレートを共に低減する
のは困難であり、パティキュレートに関しては排気ガス
ライン内に設置したパティキュレートトラップにより物
理的に捕集する事によりその除去が行われている。しか
しそのトラップは長期間使用すると、トラップは堆積し
たパティキュレートにより目づまりを生じ圧力損失を生
じるため定期的に捕集パティキュレートの燃焼を行い、
同トラップを再生する方法が有望な方法として検討が進
められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼル排気ガス中
に含まれるパティキュレートは、比較的着火温度の低い
液体あるいは固体状の高分子量炭化水素微粒子と比較的
着火温度の高い固体状炭素微粒子から構成されており、
その比率は排出条件（エンジンの種類、運転モード等）
により変動するためパティキュレートの着火温度は異な
り、更に固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分
子量炭化水素微粒子そのものの着火温度も排出条件によ
り異なるが、一般的にはトラップ中に捕集したこうした
パティキュレートを燃焼消失させ排気ガスラインの圧力
損失を抑制するためには、トラップ及び捕集パティキュ
レートを高温度（６００〜７００℃）に加熱する必要が
あり、この際以下の問題点を生じる。（１）再生の際、パティキュレートを着火させるために
トラップを高温に保持する必要があり、この熱と着火後
のパティキュレートの燃焼熱によりトラップ部の温度が
上昇しトラップ材が溶損する。（２）再生の際、熱源の供給はトラップの片側から行わ
れるが、前述のように着火温度が高く、これにパティキ
ュレートの燃焼熱が加わるため着火部と未着火の部分と
の温度差によるトラップ内部の熱応力が大きくなり割れ
を生じる。

【０００５】本発明は以上の課題を解決し、トラップが
溶損したり割れや欠けが発生しない実用的に優れた排気
ガス浄化方法及び排気ガス浄化装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、トラップの燃焼時の温度を５００℃以下とするかま
たは、半径方向の最大温度勾配を１０℃／ｍｍ以下とな
るようにした。

【０００７】

【作用】本発明により捕集したパティキュレートを温度
の上昇を抑制しつつ燃焼できるためトラップ材の溶損、
割れの発生を防ぐ事ができ、更にディーゼルエンジンを
用いた内燃機のトータルシステムの効率の大きな低下を
もたらす事なくトラップの再生ができる。

【０００８】つまりパティキュレートを捕集したトラッ
プの再生時に加熱のための投入エネルギーをトラップ材
温度が５００℃以下となるように制御し、更にパティキ
ュレートの燃焼に有効な酸化触媒をトラップに担持する
事によりパティキュレートの燃焼温度を低減させトラッ
プ材の溶損、割れの防止、トータルシステムの効率の低
下を抑制できる。

【０００９】更に、トラップの構成においてパティキュ
レートを捕集するための三次元構成体の前段に設置した
メッシュサイズの異なる複数の酸化触媒を担持した二次
元構成体を設置する事によりエンジンより排出されるパ
ティキュレートの内、見かけ上大きな凝集粒子の解粒
（微粒子化）及び予備酸化が達成できる。

【００１０】また、トラップ材はその容器に対して、更
に容器は外部に対して断熱されている事により加熱時の
熱保持性が改善される。

【００１１】感熱素子や圧力センサ及び／またはその他
のセンサを配備する事により加熱再生の時期、トラップ
温度を検知でき、これが加熱装置に連結され望ましい条
件下での再生が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下に実施例を示し本発明を具体的に説明す
る。

【００１３】図１は本発明の一実施例における排気ガス
浄化装置を示す概略図であり、図１では例えばディーゼ
ルエンジン用の排気ガス浄化装置を示している。

【００１４】図１において、１はディーゼルエンジン本
体、２はディーゼルエンジン本体１に接続された排気マ
ニホールド、３は排気マニホールド２に接続された排気
管、４は排気管３に接続されたトラップ容器で、ディー
ゼルエンジン本体１から排出された排気ガスは、排気マ
ニホールド２から排気管３を通って耐熱材で構成された
トラップ容器４に導かれる。

【００１５】トラップ容器４の中には、パティキュレー
ト等を補集するトラップ５と、一対の電気ヒーター６
と、トラップ容器４の排気ガス導入側に設けられ、しか
も一対の電気ヒーター６に挟まれた二次元構成体７等が
収納されている。また、トラップ５の外周部には断熱材
８が設けられている。時には、より断熱作用を持たせる
ために図１に示すようにトラップ容器４の外周部にも断
熱材９が設けられている。この断熱材８，９は例えばセ
ラミックファイバー等で構成されている。

【００１６】トラップ５としては、例えば耐熱性のセラ
ミックの焼成体あるいは金属の多孔質体及び綿状体等を
用いる事ができ、更には適正な大きさに成形した粒状の
ものをトラップ容器４に充填したものを用いてもよい。
耐熱性のセラミックの焼成体を用いると排気ガス中のＳ
Ｏ_x 等の腐食性ガスに対する耐久性が高いという点で優
れており、また金属の綿状体を用いると熱伝導性が高い
という点で優れている。

【００１７】またトラップ５の具体的構成材料として
は、アルミナ，ムライト，コージェライト，炭化珪素，
酸化チタンなどのセラミックスや、ＳＵＳ−４２，ＳＵ
Ｓ−４３，ＳＵＳ−３０１Ｓ，インコネル等の金属材料
が用いられる。

【００１８】更にトラップ５にはパティキュレート等の
燃焼に有効な酸化触媒が担持されている。

【００１９】トラップ５を具体的に説明すると、例えば
図２に示すようにセラミック等で構成され、一方向に延
在した複数の貫通孔２１を有するハニカム構成体２０を
設け、そのハニカム構成体２０の排気ガス流入面２０ａ
及び排気ガス流出面２２それぞれの開口に交互にプラグ
材２３を詰めて構成されている。更にハニカム構成体２
０には酸化触媒２４が設けられており、酸化触媒２４と
しては、液体もしくは固体状の高分子量炭化水素微粒子
の燃焼に有効なＰｔ，Ｒｈ等の貴金属や、固体状炭素微
粒子の燃焼に有効なＣｕ，Ｖ等の金属の酸化物や、Ｌａ
ＭｎＯ₃ ，ＬａＣｒＯ₃ 等のペロブスカイト型酸化物の
一部をＳｒ，Ｋ，Ｌｉ等のアルカリ金属及びアルカリ土
類金属で置換した複合酸化物等が用いられる。また酸化
触媒２４としては、上記触媒材料を一種類ずつ用いても
良いが、複数の触媒材料を混合して用いても良い。この
ように構成されたトラップ５は、排気ガスが排気ガス流
入面２０ａから進入してくると、排気ガスはハニカム構
成体２０の壁面を通過するので、排気ガス中のパティキ
ュレート等はハニカム構成体２０に捕獲される。

【００２０】二次元構成体７は、排気ガス中の大粒子
（凝集粒子）の微粒子化（解粒）を行う。この二次元構
成体７は例えば、網状の板状構成体や複数の貫通孔を有
する板状構成体が用いられ、更に構成材料としては、ア
ルミナ，ムライト，コージェライト，炭化珪素，ランタ
ンクロマイト複合酸化物，酸化チタンなどのセラミック
スや、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金（例えばＳＵＳ−４２，Ｓ
ＵＳ−４３，ＳＵＳ−３０１Ｓ）やインコネル等の金属
材料が用いられる。

【００２１】二次元構成体７は排気ガス中の大粒子を微
細な孔に捕獲し、この捕獲された大粒子は二次元構成体
７の排気ガス流入面と排気ガス流出面の圧力差によって
生じる力によって細かく破壊されて微粒子となる。この
ような微粒子は、二次元構成体７からトラップ５に導か
れ、トラップ５によって捕獲される。また上述のように
物理的な破壊による微粒子の作製に加えて、二次元構成
体７に酸化触媒を担持させ、捕獲した大粒子をある程度
燃焼させる事によって大粒子を細かくして微粒子を作製
する。更に二次元構成体７は、複数の構成体を積層して
構成される事があり、この場合には各構成体のメッシュ
径等は異なっており、しかも排気ガス流入側から流出側
に行くに従って構成体のメッシュ径は小さくなるように
構成されている。なお酸化触媒を二次元構成体７に担持
した場合、担持した酸化触媒の活性を向上させるために
二次元構成体７に通電して二次元構成体７自体を発熱さ
せてもよい。

【００２２】本実施例では電気ヒーター６を排気ガスの
流入側に設けたが、電気ヒーター６をトラップ５の側面
に巻回したり、またトラップ５の中に挿入してもよい。
更に本実施例では加熱手段として電気ヒーター６を用い
たが、バーナーや熱風発生装置等を用いてもよい。また
電気ヒーター６としては、シーズヒーター，マイクロヒ
ーター，セラミックヒーター（例えば炭化珪素を用いた
ものやランタンクロマイト複合酸化物を用いたもの）も
用いてよい。

【００２３】１０は排気管３中の排気ガスの圧力を検出
する圧力検出センサーで、圧力検出センサー１０として
は例えば圧力に比例して出力される信号のレベルが高く
なるようなセンサーが用いられる。１１はトラップ５の
温度を検出する温度検出センサーで、温度検出センサー
１１としては温度に比例して出力される信号のレベルが
高くなるようなセンサーが用いられる。

【００２４】１２は制御部で、制御部１２は圧力検出セ
ンサー１０及び温度検出センサー１１のそれぞれの出力
レベルが入力されるとともに、電気ヒーター６に電力を
供給する。

【００２５】以下制御部１２の動作について図３を用い
て説明する。図３は、制御部１２が行う処理の一部を示
したフローチャートである。

【００２６】制御部１２は、まずステップ（以下Ｓと略
す）１で、圧力検出センサー１０からの出力レベルを監
視し、出力レベルが所定値以上になったらＳ２に進み、
所定のレベル以下であればＳ１に戻る。この時、所定値
はエンジン特性や排気ガスフィルターの特性によって異
なるので、適宜選択しなければならない。

【００２７】以上の状態を具体的に説明する。トラップ
５にパティキュレート等が捕獲されていくと、排気管３
内の排気ガスの圧力が上昇する事に着目して、トラップ
５の目詰まり具合いを排気管３内の排気ガスの圧力を用
いて測定している。

【００２８】次に排気管３内の圧力が所定以上になった
事を検知すると、制御部１２は電気ヒーター６に電力を
供給し二次元構成体７及びトラップ５等を加熱し、二次
元構成体７及びトラップ５に蓄積されたパティキュレー
ト等を燃焼させる（Ｓ２）。

【００２９】次にＳ３で温度検出センサー１１からの出
力レベルを監視し、出力レベルが所定値以上であればＳ
４に進み、所定値以下であればＳ５に進む。本実施例で
は所定値は５００℃に対応する値を示す。Ｓ４では電気
ヒーター６に供給する電力をセーブして（制御部１２が
電気ヒーター６に供給する電力を減らして）Ｓ３に戻
る。Ｓ５では、圧力検出センサー１０からの出力レベル
が所定値以上かどうかを監視し、所定値以下であればＳ
６に進み、所定値以上であればＳ３に戻る。

【００３０】Ｓ６では、電気ヒーター６に電力を供給す
るのを止めてＳ１に戻る。以上の動作を具体的に説明す
る。

【００３１】まず、電気ヒーター６に電力を供給する事
によってトラップ５に付着したパティキュレート等は燃
焼しトラップ５の温度は上昇していく。そして燃焼の時
のトラップ５の温度が５００℃を超えないように制御し
ている。すなわち、従来は、単に電気ヒーターに一定の
電力を供給してトラップ中のパティキュレート等を燃焼
させていたので、トラップの温度が７００℃以上に昇温
する事があり、トラップにひび割れ等が発生していたの
に対して、本実施例では、パティキュレートの燃焼時に
トラップ５の温度が５００℃以下になるように電気ヒー
ター６に供給する電力を制御するので、トラップ５にひ
び割れなどが発生しない。なお、本実施例では電気ヒー
ター６に供給する電力を制御して、トラップ５の燃焼時
の温度を５００℃以下としたが、冷却手段等を用いる等
の他の方法を用いても良い。

【００３２】また、本実施例では、エンジンの運転中に
同時にトラップ５に付着したパティキュレート等を燃焼
させていたが、図１に示すように、分岐部１０１に通路
１０２か通路１００（通路１００の先端には図示してい
ないが通路１０２の先に設けられている排気ガス浄化装
置と同じものが設けられている）の一方に排気ガスを流
す通路選択部を設け、例えば初めに排気ガスが通路１０
２を流れるように通路選択部が通路を選択していた場
合、トラップ５が目詰まりし排気管３の圧力が上昇する
と、通路選択部は排気ガスが通路１００に流れるように
動作する。すると、通路１００の先の設けられている排
気ガス浄化装置に排気ガスが流れ込み、パティキュレー
ト等の除去を行う。更に通路１０２の先に設けられた排
気ガス浄化装置はトラップ５の燃焼温度が５００℃を超
えないように制御してトラップ５に付着したパティキュ
レート等を除去する。同様に通路１００に排気ガスを通
していた場合、トラップ５が目詰まりし排気管３の圧力
が上昇すると、通路選択部は排気ガスが通路１０２に流
れるように動作する。

【００３３】以上のように交互にトラップ５の再生及び
トラップ５の燃焼を行う事により、連続して排気ガスの
浄化を行う事ができる。

【００３４】このように電気ヒーター６に供給する電力
を調整する事によって、トラップ５に付着したパティキ
ュレート等を燃焼させる際にトラップ５の温度が５００
℃を超えないようにしたので、トラップ５にクラックや
欠け等が生じる確率が極端に低減した。

【００３５】以下、具体的な実験例について説明する。
まず、各部材は以下の通り作製した。

【００３６】ハニカム構成体２０はアルミナ−シリカ系
セラミック繊維（Ａｌ₂ Ｏ₃ ／ＳｉＯ₂ ＝４７．３／５
２．３）とセリサイト系粘土（Ｋ₂ Ｏ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ／Ｓ
ｉＯ ₂ ＝１／５／１８）を原料として抄紙法にて成形し
た後、コルゲートハニカム構造になるように形成積層し
空気中１２５０℃、２時間焼成して作製した。

【００３７】ハニカム構成体２０に担持させる触媒はＡ
（Ｐｔ／γ−Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、Ｂ（ＬａＳｒＣｏＯ₃ ）、
Ｃ（ＬａＣｒＬｉＯ₃ ）の３種類を用いた。

【００３８】触媒Ａは市販のγ−Ａｌ₂ Ｏ₃ （比表面積
１２０ｍ² ／ｇ）を湿式解粒してスラリー化しハニカム
構成体２０を浸漬して余分なスラリーを取り除き、乾
燥、焼成して、アルミナコートした三次元構成体を得
る。γ−Ａｌ₂ Ｏ₃ に対して０．６ｗｔ％になるように
六塩化白金酸塩を蒸留水中に溶解し、これにアルミナコ
ートした三次元構成体を浸漬して、イオン交換によりア
ルミナコート層に化学吸着させた後、溶媒を乾燥させ、
次に水素中、５５０℃で１時間焼成して調製し、トラッ
プ５を作製した。

【００３９】触媒Ｂは酢酸ランタンと酢酸ストロンチウ
ム及び硝酸クロムを用いて、各金属のモル比が０．８：
０．２：１．０になるように秤量し、約６０℃の温水に
各々を溶解させ水溶液を調製した。次にこの水溶液の水
分をロータリーエバポレーターで蒸発させ金属塩を濃縮
した後、ホットプレートの上で乾燥固化させ触媒の前駆
体を作製した。更にこれを４００℃〜５００℃で２時間
仮焼し、ボールミルにて乾式で４時間回転させる事によ
り凝集体を粉砕、混合した後に９００℃で５時間空気中
で焼成し、目的とする複合酸化物微粉末を調製した。次
に、ポリカルボン酸アンモニウム塩を分散剤として複合
酸化物に対して０．４ｗｔ％を溶解した水溶液に、合成
した複合酸化物に対して３０ｗｔ％加え、ボールミルに
て１５時間混合分散を行い、複合酸化物微粉末スラリー
を調製した。このスラリーと同じ濃度になるようにポリ
カルボン酸アンモニウム塩を別に溶解した水溶液を調製
し、この水溶液を用いてスラリーを希釈した。この中に
ハニカム構成体２０を含浸させた後、１２０℃で一昼夜
乾燥し、更に８００℃で２０分間空気中で焼成する事に
より調製し、トラップ５を作製した。

【００４０】触媒Ｃは酢酸ランタンと硝酸クロム及び酢
酸リチウムを用いて、各金属のモル比が１．０：０．
６：０．４になるように秤量し、以下触媒Ｂと同一の方
法により調製し、トラップ５を作製した。

【００４１】二次元構成体７は網状のＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金を主材料として作製した。電気ヒーター６には通常
のシーズヒータを用い、トラップ５の端面から５ｍｍ離
したところに設置した。

【００４２】断熱材８にはセラミックスのファイバーと
加熱膨張剤（バーミキュライトなど）からなる市販の加
熱膨張性セラミックス（例えば住友スリーエム（株）製
インタラムマット）を用い、断熱材９には一般的なセラ
ミックスの断熱材を用いた。

【００４３】トラップ容器４には耐熱金属（ＳＵＳ−３
０１Ｓ）を用いた。以上のように触媒Ａ，Ｂ，Ｃを担持
させたトラップ５や触媒を担持させないトラップ５を作
製し、それらを搭載した装置において、パティキュレー
ト等が着火する温度を測定し、更には燃焼中のトラップ
５の制御温度をそれぞれ設定した。そしてそれぞれのサ
ンプルに対してトラップ５の割れ具合いとパティキュレ
ート等の粒子の残存の有無について調べた。

【００４４】再生時の粒子の着火温度はトラップ５の後
流のガスを採取しガス分析装置（酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素センサ）により調べた。

【００４５】粒子の残存の有無は補集前と再生後の重量
変化及び上記ガス分析装置による酸素の消費量と一酸化
炭素、二酸化炭素の発生量により調べた。

【００４６】ディーゼルエンジンは３０００ｃｃ、回転
数１２００ｒｐｍ、トルク２０ｋｇｍで３０分間運転を
行い、背圧が４００ｍｍａｑに達するまで捕集を行っ
た。

【００４７】トラップ５の割れの有無はトラップ５の後
流にスモークメータを設置しトラップ５より流出するパ
ティキュレートの有無を調べる事により判定した。

【００４８】以上の結果を（表１）に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】（表１）から判るように、制御温度を５０
０℃以下とした場合にはトラップ５に割れが発生してい
ない事が判った。更に触媒としてＢ，Ｃを用いるとパテ
ィキュレートがトラップ５に残らない事が判った。

【００５１】また、今回の実験で、断熱材８，９を設け
たものと設けないもののそれぞれの再生時の消費電力を
測定したところ、断熱材８，９を設けたものは０．１６
ｋＷｈであり、断熱材８，９を設けなかったものは０．
２０ｋＷｈであった。すなわち断熱材を設ける事によっ
てその保温効果は向上し、消費電力を低減させる事がで
きる。

【００５２】以上のようにトラップ５に付着したパティ
キュレート等を燃焼させる際にその燃焼温度を５００℃
以下とする事によって、トラップ５に溶損が発生したり
クラックや欠け等が発生する確率が極端に減少する。す
なわち、５００℃を超えてもトラップ５にクラックや欠
け等が発生しない場合もあるが、５００℃以下に制御す
る事によってほぼトラップ５にクラックや欠け等が発生
しない。

【００５３】以下、他の実施例について説明する。上述
の実施例は、トラップ５に付着したパティキュレート等
を燃焼させる際に、トラップ５自身の温度が５００℃を
超えないように制御する事によって、トラップ５の欠け
等が発生する確率を低減していたが、他の実施例では、
トラップ５の半径方向の温度勾配を規制する事によって
トラップ５の欠け等を防止するものである。すなわち５
００℃以下でトラップ５を再生する場合でも、温度勾配
が大きいと割れやクラックが発生する事もあり（確率は
低い）、５００℃以上でも温度勾配が小さいと割れやク
ラックが発生しない事もある（確率は低い）。

【００５４】具体的に説明すれば、トラップ５に付着し
たパティキュレート等を燃焼させる際に半径方向の温度
勾配を１０℃／ｍｍ以下とする事が必要である。この温
度勾配を達成する手段として、例えばトラップ５の外側
及び内側にそれぞれヒーターを配置したり、熱風による
燃焼システムを用いる事等が挙げられる。

【００５５】図４はトラップの温度勾配を測定した時の
実験概念図であり、５はトラップ、２２は排気ガス流出
面、２０ａは排気ガス流入面である。図４に示すよう
に、排気ガス流入面２０ａ側に半径方向に対して熱電対
を２２ｍｍ間隔で３ポイント（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）を直
線的に配置し、更に長さ方向に対して６５ｍｍ離れた部
分に同様に半径方向に対して熱電対を２２ｍｍ間隔で３
ポイント（Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６）を直線的に配置する。こ
の時（Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６）は（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）に対
して１２０度傾いた傾斜線上に配置されている。更に
（Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６）から６５ｍｍ長さ方向に離れた位
置に半径方向に対して２２ｍｍ間隔で３ポイント（Ｔ
７，Ｔ８，Ｔ９）を直線的に配置する。この時（Ｔ７，
Ｔ８，Ｔ９）は（Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６）に対して１２０度
傾いた傾斜線上に配置されている。

【００５６】以上のように配置された熱電対によって、
Ｔ１とＴ２，Ｔ２とＴ３，Ｔ４とＴ５，Ｔ５とＴ６，Ｔ
７とＴ８，Ｔ８とＴ９間の温度差を測定し、以下の各サ
ンプルの場合において最大温度差を測温し、その最大温
度差を２２ｍｍで割って温度勾配を求めた。例えば各測
温した温度差の中でＴ７とＴ８の温度差が最も大きくて
２２０℃の場合には最大温度差は、２２０℃÷２２ｍｍ＝１０℃／ｍｍとなる。

【００５７】更に、トラップ５のダメージの具合いは、
固有振動数低下率で示した。この固有振動数低下率が大
きければ大きいほど、クラックや欠け等が多く発生して
いるという事である。

【００５８】実験の結果、最大温度勾配が３０℃／ｍｍ
の場合には、固有振動数低下率は４０％ダウンとほとん
どトラップ５は機能を果たさなくなった。また同様に最
大温度勾配が１５℃／ｍｍ〜２０℃／ｍｍのものの固有
振動数低下率は１０％〜２０％ダウンとなってしまいト
ラップ５の特性の劣化が生じていた。更に最大温度勾配
が１０℃／ｍｍ以下のものでは固有振動数低下率は変化
はなかった。

【００５９】以上のように最大温度勾配を１０℃／ｍｍ
以下とする事によってトラップ５の割れ等が発生しな
い。

【００６０】最も好ましい実施例としては、トラップ５
に付着したパティキュレート等を燃焼させる時の温度を
５００℃以下とし、更に最大温度勾配が１０℃／ｍｍ以
下となるように燃焼を制御する事によって、ほとんどト
ラップ５に割れなどが生じる事はない。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、割れ溶損
などの損傷を受けずにパティキュレートの捕集後のトラ
ップの再生が可能となり、また再生に要するエネルギー
を最小限に抑える事ができ、システム効率の向上ができ
るなど従来問題とされてきた捕集後のトラップ再生に対
して実用的に極めて有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における排気ガス浄化装置を
示す概略図

【図２】本発明の一実施例における排気ガス浄化装置の
トラップを示す側断面図

【図３】本発明の一実施例における排気ガス浄化装置の
制御部の動作を示すフローチャート

【図４】トラップの温度勾配を測定した時の実験概念図

【符号の説明】

４トラップ容器５トラップ６電気ヒーター８，９断熱材１１温度検出センサー１２制御部２０ハニカム構成体２４酸化触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒田正二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者福田健生大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガス中のパティキュレート等をトラッ
プにて補集し、所定量のパティキュレート等が前記トラ
ップに補集されたら、前記トラップに付着したパティキ
ュレート等を燃焼させる排気ガス浄化方法であって、ト
ラップに付着したパティキュレート等を燃焼させる時の
トラップ温度を５００℃以下とした事を特徴とする排気
ガス浄化方法。
【請求項２】トラップとしてセラミックハニカム構成体
を用いた事を特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化方
法。
【請求項３】トラップに酸化触媒を担持させた事を特徴
とする請求項１記載の排気ガス浄化方法。
【請求項４】排気ガス中のパティキュレート等をトラッ
プにて補集し、所定量のパティキュレート等が前記トラ
ップに補集されたら、加熱手段を用いて前記トラップを
加熱して前記トラップに付着したパティキュレート等を
燃焼させる排気ガス浄化方法であって、トラップに付着
したパティキュレート等を燃焼させる時のトラップの温
度が５００℃を超えないように前記加熱手段への投入エ
ネルギーを制御する事を特徴とする排気ガス浄化方法。
【請求項５】トラップとしてセラミックハニカム構成体
を用いた事を特徴とする請求項４記載の排気ガス浄化方
法。
【請求項６】トラップに酸化触媒を担持させた事を特徴
とする請求項４記載の排気ガス浄化方法。
【請求項７】加熱手段として電気ヒーターで直接加熱す
るか、または電気ヒーターで加熱された熱風をトラップ
に吹き付ける手段を用いた事を特徴とする請求項４記載
の排気ガス浄化方法。
【請求項８】排気ガス中のパティキュレート等をトラッ
プにて補集し、所定量のパティキュレート等が前記トラ
ップに補集されたら、前記トラップに付着したパティキ
ュレート等を燃焼させる排気ガス浄化方法であって、ト
ラップに付着したパティキュレート等を燃焼させる時の
トラップの半径方向の最大温度勾配を１０℃／ｍｍ以下
とした事を特徴とする排気ガス浄化方法。
【請求項９】トラップとしてセラミックハニカム構成体
を用いた事を特徴とする請求項８記載の排気ガス浄化方
法。
【請求項１０】トラップに酸化触媒を担持させた事を特
徴とする請求項８記載の排気ガス浄化方法。
【請求項１１】排気ガス中のパティキュレート等をトラ
ップにて補集し、所定量のパティキュレート等が前記ト
ラップに補集されたら、加熱手段を用いて前記トラップ
を加熱して前記トラップに付着したパティキュレート等
を燃焼させる排気ガス浄化方法であって、トラップに付
着したパティキュレート等を燃焼させる時のトラップの
半径方向の最大温度勾配を１０℃／ｍｍを超えないよう
に前記加熱手段への投入エネルギーを制御する事を特徴
とする排気ガス浄化方法。
【請求項１２】トラップとしてセラミックハニカム構成
体を用いた事を特徴とする請求項１１記載の排気ガス浄
化方法。
【請求項１３】トラップに酸化触媒を担持させた事を特
徴とする請求項１１記載の排気ガス浄化方法。
【請求項１４】加熱手段として電気ヒーターで直接加熱
するか、または電気ヒーターで加熱された熱風をトラッ
プに吹き付ける手段を用いた事を特徴とする請求項１１
記載の排気ガス浄化方法。
【請求項１５】排気ガス中のパティキュレート等をトラ
ップにて補集し、所定量のパティキュレート等が前記ト
ラップに補集されたら、前記トラップに付着したパティ
キュレート等を燃焼させる排気ガス浄化方法であって、
トラップに付着したパティキュレート等を燃焼させる時
のトラップ温度を５００℃以下とするとともにトラップ
の半径方向の最大温度勾配を１０℃／ｍｍ以下とした事
を特徴とする排気ガス浄化方法。
【請求項１６】トラップとしてセラミックハニカム構成
体を用いた事を特徴とする請求項１５記載の排気ガス浄
化方法。
【請求項１７】トラップに酸化触媒を担持させた事を特
徴とする請求項１５記載の排気ガス浄化方法。
【請求項１８】排気ガス中のパティキュレート等を補集
するトラップと、前記トラップを収納するトラップ容器
と、前記トラップ容器の中に収納され前記トラップに付
着したパティキュレート等を燃焼させる際に用いられる
加熱手段と、前記トラップの温度を測定する温度測定手
段と、前記加熱手段にて前記トラップに付着したパティ
キュレート等を燃焼させる際に前記温度測定手段からの
情報を基に前記トラップの燃焼時の温度が５００℃を超
えないように前記加熱手段への投入エネルギーをコント
ロールする制御手段を用いた事を特徴とする排気ガス浄
化装置。
【請求項１９】加熱手段として電気ヒーターを用いると
ともに、制御部は前記電気ヒーターに投入する電力をコ
ントロールする事を特徴とする請求項１８記載の排気ガ
ス浄化装置。
【請求項２０】トラップの側面部かまたはトラップ容器
の側面部のいずれか一方に断熱材を設けた事を特徴とす
る請求項１８記載の排気ガス浄化装置。
【請求項２１】排気ガス中のパティキュレート等を補集
するトラップと、前記トラップを収納するトラップ容器
と、前記トラップ容器の中に収納され前記トラップに付
着したパティキュレート等を燃焼させる際に用いられる
加熱手段と、前記トラップの温度を測定する温度測定手
段と、前記加熱手段にて前記トラップに付着したパティ
キュレート等を燃焼させる際に前記温度測定手段からの
情報を基に前記トラップの燃焼時のトラップの半径方向
の最大温度勾配が１０℃／ｍｍ以下になるように前記加
熱手段への投入エネルギーをコントロールする制御手段
を用いた事を特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２２】加熱手段として電気ヒーターを用いると
ともに、制御部は前記電気ヒーターに投入する電力をコ
ントロールする事を特徴とする請求項２１記載の排気ガ
ス浄化装置。
【請求項２３】トラップの側面部かまたはトラップ容器
の側面部のいずれか一方に断熱材を設けた事を特徴とす
る請求項２１記載の排気ガス浄化装置。
【請求項２４】排気ガス中のパティキュレート等を補集
するトラップと、前記トラップを収納するトラップ容器
と、前記トラップ容器の中に収納され前記トラップに付
着したパティキュレート等を燃焼させる際に用いられる
加熱手段と、前記トラップの温度を測定する温度測定手
段と、前記加熱手段にて前記トラップに付着したパティ
キュレート等を燃焼させる際に前記温度測定手段からの
情報を基に前記トラップの燃焼時の温度が５００℃を超
えないようにしかもトラップの半径方向の最大温度勾配
が１０℃／ｍｍ以下になるように前記加熱手段への投入
エネルギーをコントロールする制御手段を用いた事を特
徴とする排気ガス浄化装置。