内燃機関の排気浄化装置
【課題】内燃機関から排出される排気中の粒子状物質の捕集効率の改善を図りつつ、アッシュ（灰分）の堆積をも抑制しうる内燃機関の排気浄化装置を提供すること。
【解決手段】本発明の排気浄化装置は、細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有するフィルタと、排気中の粒子状物質を帯電させる帯電手段であってフィルタの上流に配設される帯電手段と、フィルタと帯電手段との間に電場を形成する電場形成手段であって帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導する電場形成手段とを備える内燃機関の排気浄化装置であって、フィルタは、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、フィルタの外周部側領域における各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、フィルタの中心部側領域における各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように構成される。
【解決手段】本発明の排気浄化装置は、細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有するフィルタと、排気中の粒子状物質を帯電させる帯電手段であってフィルタの上流に配設される帯電手段と、フィルタと帯電手段との間に電場を形成する電場形成手段であって帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導する電場形成手段とを備える内燃機関の排気浄化装置であって、フィルタは、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、フィルタの外周部側領域における各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、フィルタの中心部側領域における各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関からの排気を浄化する排気浄化装置に関するものであって、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される粒子状物質（パティキュレート、あるいは、「ＰＭ」ともいう。）を除去するための内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、特に大型車に多く搭載されているディーゼルエンジンなどの内燃機関に対して、近年特にその排気中の窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素等とともに、粒子状物質の排出を低減することが強く望まれている。そのため、エンジンの改良又は燃焼条件の最適化等により本質的に粒子状物質を低減する技術開発の一方、排気中の粒子状物質を効率的に除去するための技術の確立が望まれている。
【０００３】
ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気から粒子状物質を除去する方法としては、排気中の粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ（「ＤＰＦ」ともいう。）といわれるフィルタにより捕集することによって除去し、排出される粒子状物質の量を低減する方法が従来より知られている。このディーゼルパティキュレートフィルタとして、例えば、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を例えば交互に市松状に目封じしてなるものが知られており、このようなディーゼルパティキュレートフィルタは、排気下流側で目詰めされた流入側セルと、排気上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するフィルタ隔壁で構成され、フィルタ隔壁の細孔で排気を濾過し粒子状物質を捕集する。
【０００４】
このようなディーゼルパティキュレートフィルタを使用して粒子状物質を捕集する排気浄化装置として、従来から放電を利用した装置が知られている。例えば特許文献１には、フィルタ部材上流に配設された放電部材により粒子状物質を帯電させ、該放電部材とフィルター部材との間に配設された電場発生部材により、帯電した粒子状物質に静電気力を付与して粒子状物質をその大きさに応じてフィルタ部材の外周部側に吸引する、排気浄化装置の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなディーゼルパティキュレートフィルタを一定時間使用すると、粒子状物質とともに、エンジンオイル中に含まれるカルシウム等の無機物に由来するアッシュ（灰分）が堆積する。粒子状物質は炭素を主成分とする有機物であることから、電気ヒーターの通電等による加熱によって燃焼し、二酸化炭素としてディーゼルパティキュレートフィルタの外へ除去される。しかし、無機物であるアッシュはフィルタ中から除去できず、ディーゼルパティキュレートフィルタの使用時間が長くなるほどアッシュの堆積量が増加する。その結果、アッシュの堆積によって実質的にフィルタ容積が減少するため、圧力損失が上昇したりするなどの問題が生じうる場合がある。
【０００７】
上記のような放電を利用して粒子状物質を帯電させるような排気浄化装置においても、圧力損失など観点からアッシュの堆積を抑制する必要性は存在し、特に、アッシュは帯電しにくく、また、排気中のアッシュには粒子状物質と塊となった状態にて存在しているものもある、などの点を考慮した提案の必要性が存在する。
【０００８】
本発明は上記のような課題に鑑み、フィルタよりも上流にて電場を形成し、帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導する構成を備えた排気浄化装置であって、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質の捕集効率の改善を図りつつ、アッシュの堆積をも抑制しうる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有するフィルタであって該複数の排気流路のうちの少なくとも一部の排気流路は排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とのうちの何れか一方のみが閉塞されて形成されるというフィルタと、排気中の粒子状物質を帯電させる帯電手段であって前記フィルタの上流に配設される帯電手段と、前記フィルタと前記帯電手段との間に電場を形成する電場形成手段であって帯電した粒子状物質を前記フィルタの外周部側へ誘導する電場形成手段とを備える、内燃機関の排気浄化装置であって、前記フィルタは、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、前記フィルタの前記外周部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、前記フィルタの前記中心部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように形成される、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１０】
上述したように内燃機関からの排気中においては、粒子状物質とともに、エンジンオイル中に含まれるカルシウム等の無機物に由来するアッシュ（灰分）が存在し、該アッシュは帯電しにくいという特性を有している。従って、アッシュは電場を通過する際においてもフィルタの外周部側へ進路変更されて誘導されるというようなことはなく、すなわち、アッシュの堆積が生じうる場所は、そのほとんどがフィルタの中心部周辺に集中することが考えられる。このことに基づいて、請求項１に記載の発明では、帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導するよう電場を形成する電場形成手段を帯電手段とフィルタとの間に備え、フィルタが、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、フィルタの外周部側領域における各排気流路を形成する隔壁の気孔率、すなわち、隔壁中に占める細孔部分の体積の割合が、フィルタの中心部側領域における各排気通路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように形成される、という特徴を有して構成される。
【００１１】
このような特徴を有する請求項１に記載の発明によれば、内燃機関からの排気中の粒子状物質とアッシュとは電場を通過する際に分離され、フィルタの外周部側領域の隔壁の気孔率を、より小さいものとすることでフィルタの外周部側領域にて排気中の粒子状物質を効率よく捕集することを可能とし、また、フィルタの中心部側領域の隔壁の気孔率を、より大きいものとすることでフィルタの中心部側領域において排気中のアッシュを、より効率よくフィルタから通過させ、フィルタに対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記フィルタの前記中心部側領域は、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域と外側中心部領域とを有して構成され、前記フィルタの前記中心部側領域における前記内側中心部領域の前記各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１３】
上述したように、排気中のアッシュには粒子状物質と塊となった状態にて存在しているものもある。すなわち、排気中の粒子状物質とアッシュとは、粒子状物質のみの状態のものと、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態のものと、アッシュのみの状態のものとの３つの状態にて存在しうることが考えられる。粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質の存在がゆえに多少なりとも電場の影響を受け、電場を通過する際にフィルタの中心部から径方向外側に進路が変更される。但し、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質のみの状態で存在するものと比較して概して重量が重く、その嵩も大きいことが想定され、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、電場を通過する際に、粒子状物質のみの状態で存在するものよりは中心部側にその進路が変更されてフィルタに捕集されることになる。
【００１４】
このことに基づいて、請求項２に記載の発明では、フィルタの中心部側領域が、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域と外側中心部領域とを有して構成され、フィルタの内側中心部領域の各排気流路が、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される、特徴を有して構成される。このような構成によれば、粒子状物質のみの状態のものを主としてフィルタの外周部側領域にて捕集することを可能とし、また、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものを主としてフィルタの中心部側領域における外側中心部領域にて捕集することを可能とする。さらに、アッシュのみの状態のものについては、フィルタの中心部側領域における内側中心部領域にて、より効率的にフィルタから通過させることができ、フィルタに対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【発明の効果】
【００１５】
各請求項に記載の発明によれば、フィルタよりも上流にて電場を形成し、帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導する構成を備えた排気浄化装置であって、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質の捕集効率の改善を図りつつ、アッシュの堆積をも抑制しうる内燃機関の排気浄化装置を提供することに可能とするという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図であって、粒子状物質およびアッシュの流れを示す説明図である。
【図３】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの排気ガス流入側（すなわち上流側）端面の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域の縦断面の一実施形態を示す図である。
【図５】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における外側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図である。
【図６】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における内側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図である。
【図７】触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの隔壁の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図に示した実施形態に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図である。図１に示される如く、本発明の排気浄化装置１は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４と、帯電手段２と、電場形成手段３とを有して構成される。
【００１９】
本実施形態における帯電手段２は、放電により排気中の粒子状物質を帯電させるように構成されるものであり、放電電極を有し、該放電電極への高電圧の印加により放電を起こさせ、それによって粒子状物質を予め帯電させるように構成されるものである。放電電極はアンテナ電極、特に針状電極を有するものとすることにより粒子状物質の効率的な帯電を促進することができる。
【００２０】
電場形成手段３は、ディーゼルパティキュレートフィルタ４と帯電手段２との間に電場を形成し、帯電した粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ誘導するように構成されるものである。本実施形態における電場形成手段３は、ディーゼルパティキュレートフィルタ４とほぼ同等の外径を有する筒状に形成され、その内側に排気が流入するように構成されている。そして、この電場形成手段３は、電圧発生装置により所定の電場用電圧が印加されることによってその内側に所定の電場をもたらすことで、この内側を通る帯電した粒子状物質に静電気力を付与することを可能とし、筒状に形成された電場形成手段の径方向外側に、帯電した粒子状物質の流れ方向を変更する、すなわち、帯電した粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ誘導することを可能とする。尚、このような電場形成手段は、他の形態で実施されてもよく、例えば、４本の円柱状電極から構成され、相対する電極を電気的に結合しておき、それぞれに正負の直流と高周波交流電圧をかけ電場を作り出すような４重極装置を有して構成されるものとされてもよい。
【００２１】
ディーゼルパティキュレートフィルタ４は、細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有し、該複数の排気流路のうちの少なくとも一部の排気流路は排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とのうちの何れか一方のみが閉塞されて構成されるものである。そして、ディーゼルパティキュレートフィルタ４は、例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気流路内に流入した排気ガスは周囲の隔壁内を通って隣接する排気流路内に流出する。このとき排気ガス中に含まれる粒子状物質が隔壁上に捕集される。捕集された一部の粒子状物質は隔壁上で酸化除去され、残りの粒子状物質は隔壁上に堆積する。本実施形態においては、隔壁上に堆積した粒子状物質はディーゼルパティキュレートフィルタ４を昇温させることによって時折酸化除去され、それによってディーゼルパティキュレートフィルタ４が再生される。本発明による一実施形態においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の再生時に堆積した粒子状物質を容易に酸化除去しうるようにディーゼルパティキュレートフィルタ４の上流排気流路内に酸化触媒が配置されてもよい。
【００２２】
ところで、上記のようなディーゼルパティキュレートフィルタを一定時間使用すると、粒子状物質とともに、エンジンオイル中に含まれるカルシウム等の無機物に由来するアッシュ（灰分）が堆積する場合がある。粒子状物質は炭素を主成分とする有機物であることから、電気ヒーターの通電等による加熱によって燃焼し、二酸化炭素としてディーゼルパティキュレートフィルタの外へ除去される。しかし、無機物であるアッシュはフィルタ中から除去できず、ディーゼルパティキュレートフィルタの使用時間が長くなるほどアッシュの堆積量が増加する。その結果、アッシュの堆積によって実質的にフィルタ容積が減少するため、圧力損失が上昇したりするなどの問題が生じうる場合がある。従って、何らかの方策により、ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるアッシュの堆積を抑制することの必要性が存在する。
【００２３】
この点に関して、アッシュは帯電しにくいという特性を有している。従って、上記のような帯電手段２及び電場形成手段３を有するような排気浄化装置１において、アッシュは、電場を通過する際においてもディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ進路変更されて誘導されるというようなことはなく、すなわち、アッシュの堆積が生じうる場所は、そのほとんどがディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部周辺に集中することが考えられる。このことに基づいて、本発明の排気浄化装置の一実施形態においては、帯電した粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ誘導するよう電場を形成する電場形成手段３が帯電手段２とディーゼルパティキュレートフィルタ４との間に配設され、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６における各排気流路を形成する隔壁の気孔率（すなわち、隔壁中に占める細孔部分の体積の割合）が、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における各排気通路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように構成される。
【００２４】
このような構成を有する排気浄化装置によれば、内燃機関からの排気中の粒子状物質とアッシュとは電場を通過する際に分離され、ディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域の隔壁の気孔率を、より小さいものとすることでディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域において排気中の粒子状物質を効率よく捕集することを可能とし、また、ディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域の隔壁の気孔率を、より大きいものとすることでディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域において排気中のアッシュを、より効率よくディーゼルパティキュレートフィルタから通過させて、ディーゼルパティキュレートフィルタに対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【００２５】
上述したように、排気中のアッシュには粒子状物質と塊となった状態にて存在しているものもある。すなわち、排気中の粒子状物質とアッシュとは、粒子状物質のみの状態のものと、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態のものと、アッシュのみの状態のものとの３つの状態にて存在しうることが考えられる。粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質の存在がゆえに多少なりとも電場の影響を受け、電場を通過する際にディーゼルパティキュレートフィルタの中心部から径方向外側に進路が変更される。但し、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質のみの状態で存在するものと比較して概して重量が重く、その嵩も大きいことが想定され、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、電場を通過する際に、粒子状物質のみの状態で存在するものよりは中心部側にその進路が変更されてディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されることになる。
【００２６】
図２は、このことに基づく本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図であって、粒子状物質およびアッシュの流れを示す説明図である。図２に示される実施形態においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５が、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域７と外側中心部領域８とを有して構成される。
【００２７】
図２に示されるごとく、排気中において粒子状物質のみの状態のもの１０は電場の影響を受けて主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６に向けて誘導される。また、排気中において粒子状物質とアッシュとが塊となった状態のもの１１は、粒子状物質が含まれているが故に電場の影響を受けるが、粒子状物質のみの状態で存在するものと比較して概して重量が重く、その嵩も大きいことから、電場を通過する際に、粒子状物質のみの状態で存在するものよりは中心部側にその進路が変更されてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８に主として誘導される。さらに、排気中においてアッシュのみの状態のもの１２は、アッシュは帯電しにくいという特性を有するが故に、電場の影響をほとんど受けることはなく、すなわち、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ進路変更されて誘導されるというようなことはなく、主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７にそのまま誘導される。
【００２８】
そして、粒子状物質のみの状態のもの１０を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６にて捕集し、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するもの１１を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８にて捕集することを可能とすべく、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６における各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さく構成される。さらに、アッシュのみの状態のもの１２については、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７から、より効率的に通過させるべく、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７の各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される。
【００２９】
図３は本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの排気ガス流入側（すなわち上流側）端面の一実施形態を示す図である。尚、図３において、参照番号１３はディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６と中心部側領域５との境界の一実施形態を示すものであり、また、参照番号１４はディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８と内側中心部領域７との境界の一実施形態を示すものである。図４は、本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域の縦断面の一実施形態を示す図であり、図５は、本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における外側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図であり、図６は、本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における内側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図であり、図７は、触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの隔壁の部分拡大断面図である。
【００３０】
図３から図６に示される本実施形態における触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ４はハニカム構造をなしており、隔壁１８によって排気流方向に形成された複数の排気流路１５を有している。これらの排気流路は下流側端部開口が排気ガスを通さない閉塞部材である栓１９により閉塞された排気流入流路１６と、上流側端部開口が同様の閉塞部材である栓１９により閉塞された排気流出流路１７とを有する。なお、図３においてハッチングを付した部分は栓１９を示している。したがって本実施形態の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ４においては、排気流入流路１６及び排気流出流路１７は隔壁１８を介して交互に配置される。言い換えると排気流入流路１６及び排気流出流路１７は各排気流入流路１６が４つの排気流出流路１７によって包囲され、各排気流出流路１７が４つの排気流入通路１６によって包囲されるように配置される。
【００３１】
上記隔壁１８は、表面及び内部に細孔を有する基材２１と、同基材２１上に形成されるコート層２２と、同コート層２２に担持される酸化触媒２３とを含んで構成されている（図７参照）。本実施形態においては、上記基材２１の部分には多孔質材料であるコージェライト、上記コート層２２にはアルミナ、上記触媒には白金が用いられている。これらは他の材料であってもよく、例えば基材２１としてはシリカ−アルミナやアルミナ−ジルコニア等のセラミックスを用いることができ、コート層２２としては触媒担持用に一般に用いられているチタニアやジルコニア等を用いることが出来る。また、触媒としては通常使用されている貴金属、例えばパラジウム、ロジウム等を用いることができる。
【００３２】
図２や図３に示されているごとく、本実施形態におけるディーゼルパティキュレートフィルタ４は、境界１３及び境界１４にて区分される外周部側領域６と、中心部側領域５における内側中心部領域７及び外側中心部領域８とを有して構成される。また、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６における各排気流路を形成する隔壁１８の気孔率が、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における各排気流路を形成する隔壁１８の気孔率よりも小さく構成される。このような構成によれば、粒子状物質のみの状態のもの１０を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６にて捕集することを可能とし、また、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するもの１１を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８にて捕集することを可能とする。
【００３３】
さらに、図６に示されるごとく、本実施形態におけるディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７の各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される。すなわち、本実施形態におけるディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７の各排気流路は、貫通流路２０を有して構成され、該貫通流路２０は、アッシュを通過させるのに十分な開口径を有して構成される。上述したように、アッシュのみの状態のもの１２は、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ進路変更されて誘導されことはなくディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７にそのまま誘導される。従って、このような構成によれば、アッシュのみの状態のもの１２を、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７にて、より効率的にディーゼルパティキュレートフィルタ４から通過させることができ、より確実にディーゼルパティキュレートフィルタ４に対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【符号の説明】
【００３４】
１ 排気浄化装置
２ 帯電手段
３ 電場形成手段
４ ディーゼルパティキュレートフィルタ
５ 中心部側領域
６ 外周部側領域
７ 内側中心部領域
８ 外側中心部領域
１５ 排気流路
１８ 隔壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関からの排気を浄化する排気浄化装置に関するものであって、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される粒子状物質（パティキュレート、あるいは、「ＰＭ」ともいう。）を除去するための内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、特に大型車に多く搭載されているディーゼルエンジンなどの内燃機関に対して、近年特にその排気中の窒素酸化物、一酸化炭素、炭化水素等とともに、粒子状物質の排出を低減することが強く望まれている。そのため、エンジンの改良又は燃焼条件の最適化等により本質的に粒子状物質を低減する技術開発の一方、排気中の粒子状物質を効率的に除去するための技術の確立が望まれている。
【０００３】
ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気から粒子状物質を除去する方法としては、排気中の粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ（「ＤＰＦ」ともいう。）といわれるフィルタにより捕集することによって除去し、排出される粒子状物質の量を低減する方法が従来より知られている。このディーゼルパティキュレートフィルタとして、例えば、セラミックハニカム構造体のセルの開口部の両端を例えば交互に市松状に目封じしてなるものが知られており、このようなディーゼルパティキュレートフィルタは、排気下流側で目詰めされた流入側セルと、排気上流側で目詰めされた流出側セルと、流入側セルと流出側セルを区画するフィルタ隔壁で構成され、フィルタ隔壁の細孔で排気を濾過し粒子状物質を捕集する。
【０００４】
このようなディーゼルパティキュレートフィルタを使用して粒子状物質を捕集する排気浄化装置として、従来から放電を利用した装置が知られている。例えば特許文献１には、フィルタ部材上流に配設された放電部材により粒子状物質を帯電させ、該放電部材とフィルター部材との間に配設された電場発生部材により、帯電した粒子状物質に静電気力を付与して粒子状物質をその大きさに応じてフィルタ部材の外周部側に吸引する、排気浄化装置の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなディーゼルパティキュレートフィルタを一定時間使用すると、粒子状物質とともに、エンジンオイル中に含まれるカルシウム等の無機物に由来するアッシュ（灰分）が堆積する。粒子状物質は炭素を主成分とする有機物であることから、電気ヒーターの通電等による加熱によって燃焼し、二酸化炭素としてディーゼルパティキュレートフィルタの外へ除去される。しかし、無機物であるアッシュはフィルタ中から除去できず、ディーゼルパティキュレートフィルタの使用時間が長くなるほどアッシュの堆積量が増加する。その結果、アッシュの堆積によって実質的にフィルタ容積が減少するため、圧力損失が上昇したりするなどの問題が生じうる場合がある。
【０００７】
上記のような放電を利用して粒子状物質を帯電させるような排気浄化装置においても、圧力損失など観点からアッシュの堆積を抑制する必要性は存在し、特に、アッシュは帯電しにくく、また、排気中のアッシュには粒子状物質と塊となった状態にて存在しているものもある、などの点を考慮した提案の必要性が存在する。
【０００８】
本発明は上記のような課題に鑑み、フィルタよりも上流にて電場を形成し、帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導する構成を備えた排気浄化装置であって、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質の捕集効率の改善を図りつつ、アッシュの堆積をも抑制しうる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有するフィルタであって該複数の排気流路のうちの少なくとも一部の排気流路は排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とのうちの何れか一方のみが閉塞されて形成されるというフィルタと、排気中の粒子状物質を帯電させる帯電手段であって前記フィルタの上流に配設される帯電手段と、前記フィルタと前記帯電手段との間に電場を形成する電場形成手段であって帯電した粒子状物質を前記フィルタの外周部側へ誘導する電場形成手段とを備える、内燃機関の排気浄化装置であって、前記フィルタは、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、前記フィルタの前記外周部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、前記フィルタの前記中心部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように形成される、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１０】
上述したように内燃機関からの排気中においては、粒子状物質とともに、エンジンオイル中に含まれるカルシウム等の無機物に由来するアッシュ（灰分）が存在し、該アッシュは帯電しにくいという特性を有している。従って、アッシュは電場を通過する際においてもフィルタの外周部側へ進路変更されて誘導されるというようなことはなく、すなわち、アッシュの堆積が生じうる場所は、そのほとんどがフィルタの中心部周辺に集中することが考えられる。このことに基づいて、請求項１に記載の発明では、帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導するよう電場を形成する電場形成手段を帯電手段とフィルタとの間に備え、フィルタが、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、フィルタの外周部側領域における各排気流路を形成する隔壁の気孔率、すなわち、隔壁中に占める細孔部分の体積の割合が、フィルタの中心部側領域における各排気通路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように形成される、という特徴を有して構成される。
【００１１】
このような特徴を有する請求項１に記載の発明によれば、内燃機関からの排気中の粒子状物質とアッシュとは電場を通過する際に分離され、フィルタの外周部側領域の隔壁の気孔率を、より小さいものとすることでフィルタの外周部側領域にて排気中の粒子状物質を効率よく捕集することを可能とし、また、フィルタの中心部側領域の隔壁の気孔率を、より大きいものとすることでフィルタの中心部側領域において排気中のアッシュを、より効率よくフィルタから通過させ、フィルタに対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記フィルタの前記中心部側領域は、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域と外側中心部領域とを有して構成され、前記フィルタの前記中心部側領域における前記内側中心部領域の前記各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１３】
上述したように、排気中のアッシュには粒子状物質と塊となった状態にて存在しているものもある。すなわち、排気中の粒子状物質とアッシュとは、粒子状物質のみの状態のものと、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態のものと、アッシュのみの状態のものとの３つの状態にて存在しうることが考えられる。粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質の存在がゆえに多少なりとも電場の影響を受け、電場を通過する際にフィルタの中心部から径方向外側に進路が変更される。但し、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質のみの状態で存在するものと比較して概して重量が重く、その嵩も大きいことが想定され、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、電場を通過する際に、粒子状物質のみの状態で存在するものよりは中心部側にその進路が変更されてフィルタに捕集されることになる。
【００１４】
このことに基づいて、請求項２に記載の発明では、フィルタの中心部側領域が、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域と外側中心部領域とを有して構成され、フィルタの内側中心部領域の各排気流路が、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される、特徴を有して構成される。このような構成によれば、粒子状物質のみの状態のものを主としてフィルタの外周部側領域にて捕集することを可能とし、また、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものを主としてフィルタの中心部側領域における外側中心部領域にて捕集することを可能とする。さらに、アッシュのみの状態のものについては、フィルタの中心部側領域における内側中心部領域にて、より効率的にフィルタから通過させることができ、フィルタに対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【発明の効果】
【００１５】
各請求項に記載の発明によれば、フィルタよりも上流にて電場を形成し、帯電した粒子状物質をフィルタの外周部側へ誘導する構成を備えた排気浄化装置であって、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質の捕集効率の改善を図りつつ、アッシュの堆積をも抑制しうる内燃機関の排気浄化装置を提供することに可能とするという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図であって、粒子状物質およびアッシュの流れを示す説明図である。
【図３】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの排気ガス流入側（すなわち上流側）端面の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域の縦断面の一実施形態を示す図である。
【図５】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における外側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図である。
【図６】本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における内側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図である。
【図７】触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの隔壁の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図に示した実施形態に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図である。図１に示される如く、本発明の排気浄化装置１は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４と、帯電手段２と、電場形成手段３とを有して構成される。
【００１９】
本実施形態における帯電手段２は、放電により排気中の粒子状物質を帯電させるように構成されるものであり、放電電極を有し、該放電電極への高電圧の印加により放電を起こさせ、それによって粒子状物質を予め帯電させるように構成されるものである。放電電極はアンテナ電極、特に針状電極を有するものとすることにより粒子状物質の効率的な帯電を促進することができる。
【００２０】
電場形成手段３は、ディーゼルパティキュレートフィルタ４と帯電手段２との間に電場を形成し、帯電した粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ誘導するように構成されるものである。本実施形態における電場形成手段３は、ディーゼルパティキュレートフィルタ４とほぼ同等の外径を有する筒状に形成され、その内側に排気が流入するように構成されている。そして、この電場形成手段３は、電圧発生装置により所定の電場用電圧が印加されることによってその内側に所定の電場をもたらすことで、この内側を通る帯電した粒子状物質に静電気力を付与することを可能とし、筒状に形成された電場形成手段の径方向外側に、帯電した粒子状物質の流れ方向を変更する、すなわち、帯電した粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ誘導することを可能とする。尚、このような電場形成手段は、他の形態で実施されてもよく、例えば、４本の円柱状電極から構成され、相対する電極を電気的に結合しておき、それぞれに正負の直流と高周波交流電圧をかけ電場を作り出すような４重極装置を有して構成されるものとされてもよい。
【００２１】
ディーゼルパティキュレートフィルタ４は、細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有し、該複数の排気流路のうちの少なくとも一部の排気流路は排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とのうちの何れか一方のみが閉塞されて構成されるものである。そして、ディーゼルパティキュレートフィルタ４は、例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気流路内に流入した排気ガスは周囲の隔壁内を通って隣接する排気流路内に流出する。このとき排気ガス中に含まれる粒子状物質が隔壁上に捕集される。捕集された一部の粒子状物質は隔壁上で酸化除去され、残りの粒子状物質は隔壁上に堆積する。本実施形態においては、隔壁上に堆積した粒子状物質はディーゼルパティキュレートフィルタ４を昇温させることによって時折酸化除去され、それによってディーゼルパティキュレートフィルタ４が再生される。本発明による一実施形態においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の再生時に堆積した粒子状物質を容易に酸化除去しうるようにディーゼルパティキュレートフィルタ４の上流排気流路内に酸化触媒が配置されてもよい。
【００２２】
ところで、上記のようなディーゼルパティキュレートフィルタを一定時間使用すると、粒子状物質とともに、エンジンオイル中に含まれるカルシウム等の無機物に由来するアッシュ（灰分）が堆積する場合がある。粒子状物質は炭素を主成分とする有機物であることから、電気ヒーターの通電等による加熱によって燃焼し、二酸化炭素としてディーゼルパティキュレートフィルタの外へ除去される。しかし、無機物であるアッシュはフィルタ中から除去できず、ディーゼルパティキュレートフィルタの使用時間が長くなるほどアッシュの堆積量が増加する。その結果、アッシュの堆積によって実質的にフィルタ容積が減少するため、圧力損失が上昇したりするなどの問題が生じうる場合がある。従って、何らかの方策により、ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるアッシュの堆積を抑制することの必要性が存在する。
【００２３】
この点に関して、アッシュは帯電しにくいという特性を有している。従って、上記のような帯電手段２及び電場形成手段３を有するような排気浄化装置１において、アッシュは、電場を通過する際においてもディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ進路変更されて誘導されるというようなことはなく、すなわち、アッシュの堆積が生じうる場所は、そのほとんどがディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部周辺に集中することが考えられる。このことに基づいて、本発明の排気浄化装置の一実施形態においては、帯電した粒子状物質をディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ誘導するよう電場を形成する電場形成手段３が帯電手段２とディーゼルパティキュレートフィルタ４との間に配設され、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６における各排気流路を形成する隔壁の気孔率（すなわち、隔壁中に占める細孔部分の体積の割合）が、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における各排気通路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように構成される。
【００２４】
このような構成を有する排気浄化装置によれば、内燃機関からの排気中の粒子状物質とアッシュとは電場を通過する際に分離され、ディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域の隔壁の気孔率を、より小さいものとすることでディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域において排気中の粒子状物質を効率よく捕集することを可能とし、また、ディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域の隔壁の気孔率を、より大きいものとすることでディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域において排気中のアッシュを、より効率よくディーゼルパティキュレートフィルタから通過させて、ディーゼルパティキュレートフィルタに対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【００２５】
上述したように、排気中のアッシュには粒子状物質と塊となった状態にて存在しているものもある。すなわち、排気中の粒子状物質とアッシュとは、粒子状物質のみの状態のものと、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態のものと、アッシュのみの状態のものとの３つの状態にて存在しうることが考えられる。粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質の存在がゆえに多少なりとも電場の影響を受け、電場を通過する際にディーゼルパティキュレートフィルタの中心部から径方向外側に進路が変更される。但し、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、粒子状物質のみの状態で存在するものと比較して概して重量が重く、その嵩も大きいことが想定され、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するものは、電場を通過する際に、粒子状物質のみの状態で存在するものよりは中心部側にその進路が変更されてディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されることになる。
【００２６】
図２は、このことに基づく本発明の内燃機関の排気浄化装置の構成の一実施形態を示す図であって、粒子状物質およびアッシュの流れを示す説明図である。図２に示される実施形態においては、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５が、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域７と外側中心部領域８とを有して構成される。
【００２７】
図２に示されるごとく、排気中において粒子状物質のみの状態のもの１０は電場の影響を受けて主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６に向けて誘導される。また、排気中において粒子状物質とアッシュとが塊となった状態のもの１１は、粒子状物質が含まれているが故に電場の影響を受けるが、粒子状物質のみの状態で存在するものと比較して概して重量が重く、その嵩も大きいことから、電場を通過する際に、粒子状物質のみの状態で存在するものよりは中心部側にその進路が変更されてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８に主として誘導される。さらに、排気中においてアッシュのみの状態のもの１２は、アッシュは帯電しにくいという特性を有するが故に、電場の影響をほとんど受けることはなく、すなわち、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ進路変更されて誘導されるというようなことはなく、主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７にそのまま誘導される。
【００２８】
そして、粒子状物質のみの状態のもの１０を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６にて捕集し、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するもの１１を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８にて捕集することを可能とすべく、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６における各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さく構成される。さらに、アッシュのみの状態のもの１２については、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７から、より効率的に通過させるべく、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７の各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される。
【００２９】
図３は本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの排気ガス流入側（すなわち上流側）端面の一実施形態を示す図である。尚、図３において、参照番号１３はディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６と中心部側領域５との境界の一実施形態を示すものであり、また、参照番号１４はディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８と内側中心部領域７との境界の一実施形態を示すものである。図４は、本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの外周部側領域の縦断面の一実施形態を示す図であり、図５は、本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における外側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図であり、図６は、本発明の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの中心部側領域における内側中心部領域の縦断面の一実施形態を示す図であり、図７は、触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタの隔壁の部分拡大断面図である。
【００３０】
図３から図６に示される本実施形態における触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ４はハニカム構造をなしており、隔壁１８によって排気流方向に形成された複数の排気流路１５を有している。これらの排気流路は下流側端部開口が排気ガスを通さない閉塞部材である栓１９により閉塞された排気流入流路１６と、上流側端部開口が同様の閉塞部材である栓１９により閉塞された排気流出流路１７とを有する。なお、図３においてハッチングを付した部分は栓１９を示している。したがって本実施形態の触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ４においては、排気流入流路１６及び排気流出流路１７は隔壁１８を介して交互に配置される。言い換えると排気流入流路１６及び排気流出流路１７は各排気流入流路１６が４つの排気流出流路１７によって包囲され、各排気流出流路１７が４つの排気流入通路１６によって包囲されるように配置される。
【００３１】
上記隔壁１８は、表面及び内部に細孔を有する基材２１と、同基材２１上に形成されるコート層２２と、同コート層２２に担持される酸化触媒２３とを含んで構成されている（図７参照）。本実施形態においては、上記基材２１の部分には多孔質材料であるコージェライト、上記コート層２２にはアルミナ、上記触媒には白金が用いられている。これらは他の材料であってもよく、例えば基材２１としてはシリカ−アルミナやアルミナ−ジルコニア等のセラミックスを用いることができ、コート層２２としては触媒担持用に一般に用いられているチタニアやジルコニア等を用いることが出来る。また、触媒としては通常使用されている貴金属、例えばパラジウム、ロジウム等を用いることができる。
【００３２】
図２や図３に示されているごとく、本実施形態におけるディーゼルパティキュレートフィルタ４は、境界１３及び境界１４にて区分される外周部側領域６と、中心部側領域５における内側中心部領域７及び外側中心部領域８とを有して構成される。また、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６における各排気流路を形成する隔壁１８の気孔率が、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における各排気流路を形成する隔壁１８の気孔率よりも小さく構成される。このような構成によれば、粒子状物質のみの状態のもの１０を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側領域６にて捕集することを可能とし、また、粒子状物質とアッシュとが塊となった状態で存在するもの１１を主としてディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における外側中心部領域８にて捕集することを可能とする。
【００３３】
さらに、図６に示されるごとく、本実施形態におけるディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７の各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される。すなわち、本実施形態におけるディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７の各排気流路は、貫通流路２０を有して構成され、該貫通流路２０は、アッシュを通過させるのに十分な開口径を有して構成される。上述したように、アッシュのみの状態のもの１２は、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の外周部側へ進路変更されて誘導されことはなくディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７にそのまま誘導される。従って、このような構成によれば、アッシュのみの状態のもの１２を、ディーゼルパティキュレートフィルタ４の中心部側領域５における内側中心部領域７にて、より効率的にディーゼルパティキュレートフィルタ４から通過させることができ、より確実にディーゼルパティキュレートフィルタ４に対するアッシュの堆積を抑制することを可能とする。
【符号の説明】
【００３４】
１ 排気浄化装置
２ 帯電手段
３ 電場形成手段
４ ディーゼルパティキュレートフィルタ
５ 中心部側領域
６ 外周部側領域
７ 内側中心部領域
８ 外側中心部領域
１５ 排気流路
１８ 隔壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有するフィルタであって該複数の排気流路のうちの少なくとも一部の排気流路は排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とのうちの何れか一方のみが閉塞されて形成されるというフィルタと、排気中の粒子状物質を帯電させる帯電手段であって前記フィルタの上流に配設される帯電手段と、前記フィルタと前記帯電手段との間に電場を形成する電場形成手段であって帯電した粒子状物質を前記フィルタの外周部側へ誘導する電場形成手段とを備える、内燃機関の排気浄化装置であって、
前記フィルタは、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、前記フィルタの前記外周部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、前記フィルタの前記中心部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように形成される、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記フィルタの前記中心部側領域は、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域と外側中心部領域とを有して構成され、
前記フィルタの前記中心部側領域における前記内側中心部領域の前記各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
細孔を有する隔壁によって排気流方向に形成された複数の排気流路を有するフィルタであって該複数の排気流路のうちの少なくとも一部の排気流路は排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とのうちの何れか一方のみが閉塞されて形成されるというフィルタと、排気中の粒子状物質を帯電させる帯電手段であって前記フィルタの上流に配設される帯電手段と、前記フィルタと前記帯電手段との間に電場を形成する電場形成手段であって帯電した粒子状物質を前記フィルタの外周部側へ誘導する電場形成手段とを備える、内燃機関の排気浄化装置であって、
前記フィルタは、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される中心部側領域と外周部側領域とを有して構成され、前記フィルタの前記外周部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率が、前記フィルタの前記中心部側領域における前記各排気流路を形成する隔壁の気孔率よりも小さくなるように形成される、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記フィルタの前記中心部側領域は、該フィルタの中心部から径方向外側に向かい順に配置される内側中心部領域と外側中心部領域とを有して構成され、
前記フィルタの前記中心部側領域における前記内側中心部領域の前記各排気流路は、排気流の上流側端部開口と下流側端部開口とがともに開放され排気流方向において貫通されて形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８０７８２（Ｐ２０１２−１８０７８２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３７２６（Ｐ２０１１−４３７２６）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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