JP2001295629A - プラズマでパティキュレート物質を反応消滅させるｄｐｆ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 このＤＰＦ装置は，フィルタで捕集されたパ
ティキュレート物質をプラズマエネルギを利用して反応
消滅させ，フィルタを再生する。 【解決手段】 このＤＰＦ装置は，フィルタ３を構成す
るフィルタ本体５に対して上流側に接した上流側金網４
と下流側に接した下流側金網６とを電気絶縁する。フィ
ルタ３に捕集されたパティキュレート物質をプラズマエ
ネルギで反応消滅させてフィルタ３を再生する。プラズ
マ発生装置１は，発電機からの電力をトランス２３で高
電圧にして整流コイル２２で整流し，高周波発振器２０
からの発信信号を断続器２１のパワートランジスタを通
じてオン・オフ作動し，交番電力を発生させ，両金網
４，６に高周波の直流電流を高電圧で断続的に印加して
プラズマを発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，ディーゼルエン
ジンから排出される排気ガス中のパティキュレートを捕
集してプラズマを利用してパティキュレート物質を反応
消滅させるディーゼルパティキュレートフィルタ装置即
ちＤＰＦ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，エンジンの排気ガスを処理する排
気ガス処理装置は，排気管に配設したフィルタの面積を
大きく形成すると共にフィルタに対して加熱コイルを取
り付け，排気ガスに含まれるカーボン等のパティキュレ
ート物質をフィルタの前面部に堆積させて捕集し，次い
でフィルタに堆積したカーボンを加熱コイルを通電して
加熱してカーボンを加熱燃焼させて焼却し，フィルタを
再生している。

【０００３】例えば，実開平１−１４４４２７号公報に
開示されたディーゼルパティキュレートフィルタ装置
は，排気ガスをフィルタ本体に通し，該フィルタ本体で
排気ガス中のカーボン，スモーク等のパティキュレート
を捕集し，フィルタ本体にパティキュレートが堆積して
目詰まりした場合に，フィルタ本体に排気ガスを流すの
を遮断し，別のフィルタ本体に排気ガスを流すように切
り換え，目詰まりしたフィルタ本体の下流側から空気を
送り込み，フィルタ本体を加熱して目詰まりしているパ
ティキュレートを焼却するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンか
ら排出される排気ガス中には，カーボン，スモーク，Ｈ
Ｃ，ＳＯ_X 等のパティキュレート物質即ちＳＰＭが含ま
れているが，ＳＰＭは，カーボンと炭化水素の合成物で
あり，その大きさは，極めて大きい粒子から小さいも
の，具体的には，４０μｍ〜０．１μｍの粒径の範囲で
あり，２０μｍ程度のものが多く，これらのサイズのも
のが排気ガス中に分散している。特に，ＳＰＭのサイズ
中で，２．５μｍ以下の小さい粒径のものが，環境上，
喘息等人体に悪影響を与えるということで問題とされて
いる。

【０００５】しかしながら，ディーゼルパティキュレー
トフィルタ装置即ちＤＰＦ装置で微粒子のＳＰＭを捕集
する場合に，微粒子が繊維フィルタの繊維間の交差空間
を通り抜けて排出される恐れがあり，これらのフィルタ
によって微粒子を捕集することが極めて困難である。そ
こで，これらの粒子径の小さなＳＰＭを捕集すること
が，大気汚染を防止する上からも大きな課題になってい
る。

【０００６】また，ＤＰＦ装置で捕集されたＳＰＭは，
酸素が存在して約６００℃以上に加熱されると，酸素と
反応して容易に燃焼して焼却させることができる。そこ
で，ＤＰＦ装置には，フィルタ本体で捕集されたＳＰＭ
を加熱焼却してフィルタ本体を再生できる機能を有する
必要がある。そこで，フィルタ本体を再生するため，フ
ィルタ本体に排気ガスを流しながら金網に通電し，ＳＰ
Ｍの燃焼状態に温度を昇温することが考えられる。ま
た，フィルタをセラミックス繊維で作製した場合には，
ＳＰＭが繊維間に堆積される。セラミック繊維がランダ
ムに積層されたフィルタ用繊維間に堆積したＳＰＭは三
次元的に堆積しているので，ＳＰＭ間に隙間が形成され
易く，ＳＰＭ間をぬって排気ガスが通過し易く，排気ガ
スに含まれている空気によってＳＰＭが着火燃焼するこ
とになる。

【０００７】ところで，プラズマは，放電電流であり，
気体間を自由に運動する正，負の荷電粒子群によってで
きる現象である。そこで，ＤＰＦ装置を，通電性のない
セラミックス繊維を積層したフィルタ本体とその両側に
金網製の保持材とで構成し，全体として襞状に折り曲げ
た筒体構造に形成し，更に，フィルタ本体の両側の金網
を電極に構成し，金網に高周波で高電圧を負荷すると，
両電極間にプラズマを発生させることができることにな
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の問題を解決することであり，フィルタを構成するセラ
ミック繊維等の材料から構成したフィルタ本体をその両
側から金網，多孔金属板等からなる金属部材で挟持し，
フィルタ本体の両側の金属部材を電極に構成し，電極間
に高周波，高電圧を負荷させてプラズマを発生させ，プ
ラズマエネルギを利用してフィルタに捕集されている微
粒子等のパティキュレート物質即ちＳＰＭを反応消滅さ
せるディーゼルパティキュレートフィルタ装置即ちＤＰ
Ｆ装置を提供することである。

【０００９】この発明は，エンジンからの排気ガスが排
出される排気管に組み込まれたケーシング，前記ケーシ
ング内に配置された前記排気ガスに含まれるパティキュ
レート物質を捕集するセラミックス製フィルタ，前記フ
ィルタの両面にそれぞれ配置された電気的に互いに絶縁
された上流側電極と下流側電極，及び前記上流側電極と
前記下流側電極との間に高周波の断続電流を高電圧で断
続的に印加して前記上流側電極と前記下流側電極との間
にプラズマを発生させるプラズマ発生装置を具備し，前
記プラズマによって前記フィルタに捕集された前記パテ
ィキュレート物質を反応消滅させることから成る排気ガ
ス浄化装置に関する。

【００１０】前記フィルタ本体は，非導電性のセラミッ
クス繊維材をランダムに積層した積層構造に形成されて
いる。

【００１１】前記電極を構成する金属部材は，セラミッ
クスコーティングやホウロウ処理によって絶縁的に被覆
され，前記フィルタに捕集された前記パティキュレート
物質で通電状態になるのを防止している。

【００１２】前記電極を構成する金属部材は，金網又は
金属多孔板から形成されている。前記電極を金網で構成
した場合には，前記金網は，縦線と横線とが交差して積
層され，前記縦線と前記横線との間で電圧差が発生しな
いように，前記縦線と前記横線との交差部の一部で交互
に接続されている。

【００１３】前記フィルタ本体は，積層された繊維フィ
ルタを襞状に折り曲げて全体として環状フィルタに形成
され，前記排気ガスが前記環状フィルタの外周側から内
周側へ送り込まれる。

【００１４】前記プラズマ発生装置によって前記上流側
電極と前記下流側電極とに印加する高周波で高電圧を発
生させる電源は，前記エンジンに設けられた発電機で発
電された電力が使用される。

【００１５】前記プラズマ発生装置は，交流発電機から
の電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流コ
イルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器からの
高周波信号により断続器をオン・オフ制御して交番状の
高周波高電圧を発生させ，前記高周波高電圧を前記上流
側電極と前記下流側電極との間に印加してプラズマを発
生させる。

【００１６】このＤＰＦ装置を組み込んだエンジンは，
燃料噴射タイミングを遅らせてＮＯ _X の発生を抑制させ
ると共に，ＨＣの発生を増加させる制御をするものであ
り，このＤＰＦ装置は，前記電極間で発生する前記プラ
ズマ中でＮＯ_X とＨＣとを反応させ，ＮＯ_X の発生を削
減するものである。

【００１７】前記プラズマ発生装置は，エンジン負荷が
部分負荷時及び始動直後の冷却水温度が低い時に，前記
電極に印加してプラズマを発生させ，プラズマエネルギ
によってパティキュレート物質の反応消滅を促進し，Ｎ
Ｏ_X とＨＣとの反応を促進させ，ＮＯ_X の発生を削減す
るものである。

【００１８】このＤＰＦ装置は，上記のように構成した
ので，フィルタ本体の両側の金属部材の電極間に高周波
の断続高電圧を負荷させ，電極間にプラズマ状態が連続
して発生させるので，フィルタに捕集された電極間に存
在する微粒子のパティキュレート物質（ＳＰＭ）は，プ
ラズマエネルギによってラジカル（フリーラジカル，遊
離基）状態になり，パティキュレート物質が電子ｅ^- ，
ｅ⁺ を放出し，ＨＣはＨ₂ ＯとＣＯ₂ に変化し，ＣはＣ
Ｏ₂ に変化すると共に，パティキュレート物質の一部は
着火し燃焼して焼却される。

【００１９】例えば，金網をヒータに構成した場合に
は，金網での熱が伝播し，ＳＰＭ，ブラックカーボンに
着火し，パティキュレート物質が燃焼するが，本発明の
ように，金網を電極に構成してプラズマを発生させる場
合には，正負イオンの混在による振動がＳＰＭにエネル
ギを与えて反応するので，パティキュレート物質の反応
開始が確実に発生する。パティキュレート物質が一旦ラ
ジカル状態になると，排気ガス中のＯ₂ と反応するの
で，Ｃは酸化し，ＨＣも酸化する。この状態で，Ｃ，Ｈ
Ｃ，ＮＯ_X が共存すると，次の反応が発生する。 ２ＮＯ＋ＣＨ→Ｎ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ＋ＣＯ ２ＣＯ＋Ｏ₂ →２ＣＯ₂ 上記のように，言い換えれば，ＮＯが還元されることに
なる。上記のプラズマ状態は，金網間で発生するので，
金属板より電力密度が集中し，プラズマエネルギが増加
する。また，一旦着火したＳＰＭ層は隣接するＳＰＭ層
に燃え移り，全てのパティキュレート物質が焼却される
ことになる。

【００２０】プラズマ電力を高電圧化させるため，ＡＣ
発電機の電圧を大きくするように，直列連続巻きしたス
テータコイルからの電流を巻線比を７５〜１５０程度に
設定すると，５〜３０ＫＶＡの電圧が両金網間に負荷で
きる。高電圧化した電力は，そのまま負荷しても良い。
交流電流を一旦整流し，水晶発振子により発振されたオ
ン・オフ信号によってパワートランジスタをオン・オフ
させ，高電圧の断続した電流を作ることができる。ここ
で，周波数は，１ＭＨ_Z 程度である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
によるＤＰＦ装置の実施例を説明する。図１はこの発明
によるＤＰＦ装置の一実施例を示す概略説明図，図２は
図１のＤＰＦ装置に設けたプラズマ発生装置を示す概略
回路図，図３はＤＰＦ装置のフィルタとプラズマ発生装
置との関係を示す概略説明図，図４は図３のフィルタの
符号Ｉの領域の拡大説明図，図５は図２のプラズマ発生
装置における高周波発振器を示す回路図，及び図６は図
２のプラズマ発生装置における断続器を示す回路図であ
る。

【００２２】このディーゼルパティキュレートフィルタ
装置（以下，ＤＰＦ装置という）は，エンジンを構成す
る燃焼室からの排気ガスを排出する排気管５１に組み込
まれ，排気ガス中に含まれるパティキュレート物質（以
下，ＳＰＭという）をフィルタ３で捕集し，フィルタ３
に捕集されたＳＰＭを，プラズマ発生装置１によって発
生したプラズマによって排気ガス中のＯ₂ と反応させて
消滅させると共に，ＳＰＭの一部は着火燃焼して焼却
し，排気ガスを浄化する。フィルタ３は，ケーシング２
の入口１２側が支持バー５２によって支持され，出口１
３側がフィルタ端部を閉鎖する中央部に通口５３を備え
た遮蔽プレート１７で支持されている。

【００２３】フィルタ３は，排気管５１に組み込まれた
ケーシング２内に上流側排気ガス通路１４と下流側排気
ガス通路１５を形成するように配置されている。フィル
タ３は，図３に示すように，襞状に折り曲げられた積層
された繊維フィルタを全体として環状フィルタに形成さ
れ，上流側がフィルタ上流端面が遮蔽プレート１６で閉
鎖され，下流側が中央部に形成された下流側排気ガス通
路１５に通口５３が整合した状態でフィルタ下流端面を
遮蔽プレート１７で閉鎖されている。従って，排気管５
１を流れる排気ガスは，入口１２から支持バー５２間の
通口とフィルタ３の外周側の上流側排気ガス通路１４を
通ってフィルタ３を通過して内周側の下流側排気ガス通
路１５へ排出され，次いで，出口１３から排気管５１へ
排出される。エンジンから排出される排気ガスは，フィ
ルタ３を通過する際にフィルタ３において排気ガス中に
含まれるカーボン，スモーク，ＨＣ，ＳＯ_X 等のＳＰＭ
が捕集される。

【００２４】コントローラ１０は，フィルタ３に排気ガ
スを流す際に，フィルタ３の上流側に設けられた圧力セ
ンサ９と下流側に設けられた圧力センサ１１からのＳＰ
Ｍの捕集状態，及び回転センサ１８と負荷センサ１９か
らのエンジンの運転状態に応答して，プラズマ発生装置
１によるプラズマの発生状態を調整し，ＳＰＭの反応消
滅及び着火燃焼させて焼却する制御をする。

【００２５】フィルタ３は，例えば，特に図４に示すよ
うに，耐熱性，耐腐食性に優れた非導電性のセラミック
ス繊維をランダムに積層したフェルト材に成形したフィ
ルタ本体５と，フィルタ本体５の両側を挟み込んで固定
した耐熱性で耐腐食性を有するＮｉ，Ｃｒ等を含む金網
４，６とから構成されている。フィルタ３は，図３に示
すように，全体として襞付き筒形状の所定の形状に成形
し，表面積が大きくなる形状に形成されている。この
時，金網６と隣接する金網６とが短絡しないように，図
４に示すように，金網６と隣接する金網６との間に絶縁
材６６が介在されている。フィルタ３は，上記の襞付き
筒形状の他に，円筒形等の筒状，平板状，波状等の形状
に構成することもできる。フィルタ３を構成する材料
は，例えば，ＳｉＣで被覆されたＳｉ₃ Ｎ₄ ，及び／又
はＳｉＣ（Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−
Ｃ）のセラミックス繊維，及び／又はカーボンやアルミ
ナをＳｉＣで被覆した繊維をランダムに積層した不織布
で形成され，セラミック繊維の繊維径は，例えば，５〜
１５μｍ程度であり，長さは３０〜１５０ｍｍ程度であ
る。また，フェルト状に積層したセラミックス繊維材
は，例えば，その厚さが３〜５ｍｍ程度に形成されてい
る。

【００２６】このＤＰＦ装置では，電極を構成する金属
部材は，金網４，６又は金属多孔板（図示せず）から形
成されている。このＤＰＦ装置は，排気ガス流れのフィ
ルタ本体５の上流側面に接して電極を構成する上流側金
網４，下流側面に接して電極を構成する下流側金網６を
配置し，上流側金網４と下流側金網６とを電気的に絶縁
すると共に高周波の電流を高電圧で断続的に印加して上
流側の電極と下流側の電極との間にプラズマを発生さ
せ，プラズマによってフィルタ３に捕集されたＳＰＭを
反応させると共に着火燃焼させて消滅させるものであ
る。

【００２７】また，電極を構成する金網４，６は，セラ
ミックスコーティングやホウロウ処理によって絶縁的に
被覆され，フィルタ３に捕集されたパティキュレート物
質で通電状態になるのを防止している。また，金網４，
６は，縦線と横線とが交差して積層され，縦線と横線と
の間で電圧差が発生しないように，縦線と横線との交差
部の一部で交互に接続されている。電極を金網４，６に
構成することによって，プラズマ発生領域を増大させ，
プラズマ発生を促進できる。プラズマの発生により，パ
ティキュレート物質が電子ｅ^- ，ｅ⁺ を放出し，排気ガ
ス中のハイドロカーボンＨＣはＨ₂ ＯとＣＯ₂ に変化
し，排気ガス中のカーボンＣはＣＯ₂ に変化すると共
に，パティキュレート物質の一部は着火し燃焼して焼却
される。

【００２８】プラズマ発生装置１は，例えば，図２に示
すプラズマ発生回路によってプラズマを発生させるもの
であり，上流側金網４が電源即ちバッテリ２８を備えた
高周波発振器２０と断続器２１によって交流発電機２４
から発電された高電圧が制御されるように，交流発電機
２４にライン７を通じて接続され，また，下流側金網６
がライン８を通じてアース２５に接続されている。交流
発電機２４で発電された電圧は，トランス２３で所定の
高電圧に昇圧され，整流コイル２２によって整流され，
次いで，高周波発振器２０の出力で断続器２１が制御さ
れ，断続器２１によって制御された高周波で高電圧の電
圧が上流側金網４と下流側金網６との間に印加され，上
流側金網４と下流側金網６との間のフィルタ本体５の領
域にプラズマを発生させる。交流発電機２４としては，
例えば，ステータコアに巻き上げられた巻線の巻き数を
大小に変更した二種類の低電力側発電機と高電力側発電
機から構成され，プラズマ発生装置１には高電力側発電
機が用いられる（例えば，本出願人に係る出願である特
願２０００−１１３９１５号参照）。

【００２９】高周波発振器２０は，例えば，図５に示す
高周波発振回路によって高周波が発振されるものであ
り，バッテリ２８からの電圧が可変抵抗器３５で調整さ
れ，該電圧がＲ−Ｃ回路２９を通じて水晶発振子２７を
通じてベース電圧がトランジスタ２６のベースに入力さ
れる。トランジスタ２６のベースにベース電圧が入力さ
れると，バッテリ２８からの電流はトランジスタ２６を
通ってコンデンサ３３から高周波が端子から出力３４と
して信号が発信される。図５に示す高周波発振回路にお
いて，符号３０，３１，３２はコンデンサであり，符号
３７はダイオード付きコンデンサであり，符号３８，３
９，４０は抵抗である。

【００３０】高周波発振器２０で発生した高周波を断続
制御する断続器２１は，例えば，図６に示す高周波断続
回路に形成されている。高周波断続回路は，電源即ちバ
ッテリ３６からの電流はトランジスタ４１を通って端子
から出力４４が出される。高周波発振器２０の高周波発
振回路から発信された出力３４の信号は，高周波断続回
路の入力５０に印加され，トランジスタ４２のベース電
圧として入力される。バッテリ３６は，交流発電機２
４，トランス２３及び整流コイル２２から構成されてい
る。トランジスタ４２にベース電圧が入力されると，ト
ランジスタ４１にベース電圧が入力され，バッテリ３６
からの高電圧がトランジスタ４１を通って高周波で高電
圧の断続電流が端子から出力４４が出される。出力４４
を出す端子は，上流側金網４と下流側金網６とである。
図６の高周波断続回路において，符号４３はトランジス
タを示し，符号４５，４６，４７，４９は抵抗である。
即ち，交流発電機２４から出力された交流の電圧はトラ
ンス２３と整流コイル２２で直流の高電圧に調整され，
次いで高電圧は断続器２１で制御された高周波の出力信
号によって制御され，上流側金網４と下流側金網６との
間に印加され，プラズマを発生させる。

【００３１】プラズマ発生装置１によって上流側電極４
と下流側電極６とに印加する高周波で高電圧を発生させ
る電源即ちバッテリは，エンジンに設けられた発電機で
発電された電力が使用される。発電機の電力は，プラズ
マ発生装置１におけるトランス３３で高電圧にし，該高
電圧を整流コイル２２で整流し，そこで，高周発振器２
０により発信された信号によってオン・オフ作動するパ
ワートランジスタ４１，４２，４３を有する断続器２１
の出力により交番電力にされ，高周波で高電圧が上流側
電極４と下流側電極６に印加され，プラズマが発生す
る。

【００３２】また，このＤＰＦ装置を組み込んだエンジ
ンは，その燃料噴射タイミングを遅らせてＮＯ_X の発生
を抑制させると共に，ＨＣの発生を増加させる特性を有
している。このＤＰＦ装置は，電極即ち金網４と金網６
と間で発生するプラズマ中でＮＯ_X とＨＣとを反応さ
せ，ＮＯ_X の発生を削減するものである。

【００３３】コントローラ１０は，フィルタ３に予め決
められた所定量以上のパティキュレートが捕集されたこ
とに応答して上流側金網４と下流側金網６と間でプラズ
マを発生させ，上流側金網４と下流側金網６との間のフ
ィルタ本体５に捕集されたパティキュレート物質を反応
消滅させて，フィルタ本体５を再生するように制御す
る。フィルタ３へのパティキュレートの捕集量は，コン
トローラ１０によって排気ガス圧を検出する圧力センサ
９，１１で検出された圧力の圧力比を演算するか，又
は，フィルタ流動抵抗を検出するセンサ等で検出するこ
とができる。フィルタ本体５を再生する時には，図示し
ていないが，フィルタ３の下流側から浄化され且つ大気
開放された圧力一定の排気ガスを上流側へポンプによっ
て再循環させ，再生用の酸素を供給すると共に上流側金
網４，６で発生したプラズマによってフィルタ３に捕集
されているパティキュレート物質を加熱焼却することが
できる。更に，図示していないが，このＤＰＦ装置を並
置して一対配設し，パティキュレート物質を捕集するＤ
ＰＦ装置と再生を行うＤＰＦ装置とに切り換え作動する
ように構成することもできる。

【００３４】また，コントローラ１０は，回転センサ１
８で検出されたエンジン回転数，及び負荷センサ１９で
検出されたエンジン負荷の運転状態に応じてエンジンで
発生する排気ガス中のパティキュレート物質の発生量が
変化するが，発生したパティキュレート物質の量や，フ
ィルタ３の捕集されたパティキュレート物質の量に応じ
てプラズマ発生装置１を制御し，プラズマの発生状態を
制御し，排気ガス中のパティキュレート物質を常に良好
に消滅させ，フィルタ３を再生する。例えば，プラズマ
発生装置１は，エンジン負荷が部分負荷時及び始動直後
の冷却水温度が低い時に，電極の金網４，６に印加して
プラズマを発生させ，パティキュレート物質の消滅を促
進し，ＨＣの酸化を促進させる。

【００３５】

【発明の効果】この発明によるＤＰＦ装置は，上記のよ
うに構成されているので，ディーゼルエンジンから排出
される排気ガスに含まれたＳＰＭがフィルタによって捕
集され，捕集されたＳＰＭはプラズマエネルギを利用し
て反応し酸化して消滅させると共に，着火燃焼して焼却
され，フィルタが再生される。プラズマ発生装置は，フ
ィルタ本体を挟み込んだ上流側金網と下流側金網と間に
高周波で高電圧を印加し，フィルタ本体の領域にプラズ
マを発生させる。従って，上流側金網と下流側金網と間
のフィルタ本体の領域に存在するＳＰＭ，特に，問題と
なる０．２５μｍ以下の小さい粒径のＳＰＭをプラズマ
エネルギによって反応消滅や着火燃焼させ，クリーンな
排気ガスに浄化でき，健康を害するような環境汚染等を
引き起こすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるＤＰＦ装置の一実施例を示す概
略説明図である。

【図２】図１のＤＰＦ装置に設けたプラズマ発生装置を
示す概略回路図である。

【図３】ＤＰＦ装置のフィルタとプラズマ発生装置との
関係を示す概略説明図である。

【図４】図３のフィルタの符号Ｉの領域の拡大説明図で
ある。

【図５】図２のプラズマ発生装置における高周波発振器
を示す回路図である。

【図６】図２のプラズマ発生装置における断続器を示す
回路図である。

【符号の説明】

１ プラズマ発生装置 ２ ケーシング ３ フィルタ ４ 上流側金網 ５ フィルタ本体 ６ 下流側金網 ９，１１ 圧力センサ １０ コントローラ １４ 上流側排気ガス通路 １５ 下流側排気ガス通路 １８ 回転センサ １９ 負荷センサ ２０ 高周波発振器 ２１ 断続器 ２２ 整流コイル ２３ 高電圧発生トランス ２４ 交流発電機 ２６，４１，４２，４３ トランジスタ ２７ 水晶発振器 ２８ 電源 ３４，４４ 出力 ３６ 電源 ５１ 排気管

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの排気ガスが排出される排
   気管に組み込まれたケーシング，前記ケーシング内に配
   置された前記排気ガスに含まれるパティキュレート物質
   を捕集するセラミックス製フィルタ，前記フィルタの両
   面にそれぞれ配置された電気的に互いに絶縁された上流
   側電極と下流側電極，及び前記上流側電極と前記下流側
   電極との間に高周波の断続電流を高電圧で断続的に印加
   して前記上流側電極と前記下流側電極との間にプラズマ
   を発生させるプラズマ発生装置を具備し，前記プラズマ
   によって前記フィルタに捕集された前記パティキュレー
   ト物質を反応消滅させることから成る排気ガス浄化装
   置。
2. 【請求項２】 前記フィルタ本体は，非導電性のセラミ
   ックス繊維材をランダムに積層した積層構造に形成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のＤＰＦ装置。
3. 【請求項３】 前記電極を構成する金属部材は，セラミ
   ックスコーティングやホウロウ処理によって絶縁的に被
   覆され，前記フィルタに捕集された前記パティキュレー
   ト物質で通電状態になるのを防止していることを特徴と
   する請求項１に記載のＤＰＦ装置。
4. 【請求項４】 前記電極を構成する金属部材は，金網又
   は金属多孔板から形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載のＤＰＦ装置。
5. 【請求項５】 前記金網は，縦線と横線とが交差して積
   層され，前記縦線と前記横線との間で電圧差が発生しな
   いように，前記縦線と前記横線との交差部の一部で交互
   に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のＤ
   ＰＦ装置。
6. 【請求項６】 前記フィルタ本体は，積層された繊維フ
   ィルタを襞状に折り曲げて全体として環状フィルタに形
   成され，前記排気ガスが前記環状フィルタの外周側から
   内周側へ送り込まれることを特徴とする請求項１に記載
   のＤＰＦ装置。
7. 【請求項７】 前記プラズマ発生装置によって前記上流
   側電極と前記下流側電極とに印加する高周波で高電圧を
   発生させる電源は，前記エンジンに設けられた発電機で
   発電された電力が使用されることを特徴とする請求項１
   に記載のＤＰＦ装置。
8. 【請求項８】 前記プラズマ発生装置は，交流発電機か
   らの電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流
   コイルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器から
   の高周波信号により断続器をオン・オフ制御して交番状
   の高周波高電圧を発生させ，前記高周波高電圧を前記上
   流側電極と前記下流側電極との間に印加してプラズマを
   発生させることを特徴とする請求項１に記載のＤＰＦ装
   置。
9. 【請求項９】 前記エンジンの燃料噴射タイミングを遅
   らせてＮＯ_X の発生を抑制させると共に，ＨＣの発生を
   増加させ，前記電極間で発生する前記プラズマ中でＮＯ
   _X とＨＣとを反応させ，ＮＯ_X の発生を削減することを
   特徴とする請求項１に記載のＤＰＦ装置。
10. 【請求項１０】 前記プラズマ発生装置は，エンジン負
    荷が部分負荷時及び始動直後の冷却水温度が低い時に，
    前記電極に印加してプラズマを発生させ，プラズマエネ
    ルギによってパティキュレート物質の反応消滅を促進
    し，ＮＯ_X とＨＣとの反応を促進させることを特徴とす
    る請求項１に記載のＤＰＦ装置。