(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生用空気を送風する送風手段と、前記送風手段の下流側に配設された電気ヒータと、前記電気ヒータの前後に配設され前記電気ヒータの前後における再生用空気の圧力差を測定する第１圧力センサと第２圧力センサと、を備えた排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記第１圧力センサと前記第２圧力センサで検知された電気ヒータの前後における前記再生用空気の圧力の差が目標差圧に一致するように、前記送風手段における前記再生用空気の流量を制御する流量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記電気ヒータの下流側に配設された排ガスフィルタと、前記電気ヒータと前記排ガスフィルタの間に配設された温度センサと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記温度センサで検知された温度が目標温度となるように前記電気ヒータの出力を制御するヒータ制御手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記流量制御手段が、前記温度センサにより測定された温度から下記関係式（数１）
【数１】
0003651134.tif 000003
により得られる目標差圧に前記再生用空気の圧力の差が一致するように前記再生用空気の流量を制御することを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
電気ヒータの上流側と下流側における再生用空気の圧力の差を検知し、目標差圧と比較する差圧検知ステップと、前記再生用空気の圧力の差が前記目標差圧と一致するように前記再生用空気を送風する送風手段を制御する送風手段制御ステップと、を備えた排ガスフィルタ再生方法。
【請求項７】
前記電気ヒータと前記電気ヒータの下流側に配設された排ガスフィルタとの間に配設された温度センサにより温度を測定する温度測定ステップを備え、前記送風手段制御ステップが、前記温度センサにより測定された温度から関係式（数１）により得られる目標差圧に前記再生用空気の圧力の差が一致するように前記送風手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の排ガスフィルタ再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル機関等から排出されるパティキュレート（煤等の可燃性微粒子）等を排ガスフィルタに捕集した後、燃焼させる排ガス浄化装置及びパティキュレートを捕集した排ガスフィルタを加熱してパティキュレートを燃焼させ、排ガスフィルタより除去する排ガスフィルタ再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンが排出するパティキュレートが環境保護や人体への影響から規制され始めている。このようなパティキュレートを捕集して排ガスを浄化するため、耐熱性のハニカム構造体からなる排ガスフィルタを備えた排ガス浄化装置が用いられている。
【０００３】
ディーゼルエンジンから排出される排ガスは、パティキュレートが燃焼する際の着火温度より低いため、排ガスフィルタ内には捕集されたパティキュレートが徐々に堆積する。このように堆積したパティキュレートは排ガスフィルタ内を閉塞させ、排ガスフィルタに流入する排ガスの圧力を過度に上昇させて、ディーゼルエンジン等の機能を低下させることから、排ガスフィルタに所定量のパティキュレートが捕集されたところで、パティキュレートに強制的に着火して燃焼させ、炭酸ガスに変えて排ガスフィルタ内から放出する必要がある。このようなパティキュレートの燃焼・放出は、排ガスフィルタの再生と呼ばれ、排ガス温度を上げるか、又は排ガスフィルタの温度を上げることにより行うことができる。
【０００４】
次に、排ガスフィルタと排ガスフィルタの再生装置とを備えた従来の排ガス浄化装置について説明する。
【０００５】
図６は従来の排ガス浄化装置の要部模式図である。
図６において、２５はディーゼルエンジン、２６はマニホールド、２７は共通排気管、２８は排ガス導入弁、２９ａ，２９ｂは第１分岐管、３０ａ，３０ｂは空気排出弁、３１ａ，３１ｂは空気排気管、３２ａ，３２ｂは排ガス流入管、３３ａ，３３ｂは収納容器、３４ａ，３４ｂは排ガス流出管、３５ａ，３５ｂは第２分岐管、３６は空気導入弁、３７は送風手段、３８は送風手段接続管、３９は装置制御部、４０ａ，４０ｂは排ガスフィルタ、４１ａ，４１ｂは加熱手段である。
【０００６】
図６に示したように従来の排ガスフィルタ浄化装置では、デーゼルエンジン２５内のマニホールド２６に接続された共通排気管２７に排ガス導入弁２８を介して第１分岐管２９ａ，２９ｂが接続されている。第１分岐管２９ａ，２９ｂの各々は排ガス流入管３２ａ，３２ｂを介して収納容器３３ａ，３３ｂに接続され、収納容器３３ａ，３３ｂの各々の排ガス流入管３２ａ，３２ｂと反対側の側部には、排ガス流出管３４ａ，３４ｂが接続されている。排ガス流出管３４ａ，３４ｂは各々第２分岐管３５ａ，３５ｂに接続されており、第２分岐管３５ａ，３５ｂはその接続部に配設された空気導入弁３６を介して送風手段接続管３８と接続され、送風手段接続管３８の他端にはエアポンプやエアブロア等の送風手段３７が配設されている。また、第１分岐管２９ａ，２９ｂは排ガス導入弁２８と排ガス流入管３２ａ，３２ｂとの間で分岐しており、空気排出弁３０ａ，３０ｂを介して各々が空気排気管３１ａ，３１ｂと接続されている。収納容器３３ａ，３３ｂの各々の内部には、排ガス流入管３２ａ，３２ｂ側から順に排ガスフィルタ４０ａ，４０ｂ、電気ヒータ、バーナー、マイクロ波等の加熱手段４１ａ，４１ｂがそれぞれ配設されている。さらに、排ガス導入弁２８、空気導入弁３６、空気排出弁３０ａ，３０ｂの各々の開閉と、加熱手段４１ａ，４１ｂと送風手段３７の作動は、装置制御部３９によって制御されている。
【０００７】
ここで、共通排気管２７、第１分岐管２９ａ，２９ｂ、空気排気管３１ａ，３１ｂ、排ガス流入管３２ａ，３２ｂ、収納容器３３ａ，３３ｂ、排ガス流出管３４ａ，３４ｂ、第２分岐管３５ａ，３５ｂ、送風手段接続管３８は、各々耐食性のあるステンレス等で構成されており、排ガス導入弁２８、空気排出弁３０ａ，３０ｂ、空気導入弁３６の各弁には、エア圧式、油圧式、電磁式等の開閉弁が用いられる。
【０００８】
上記構成を有する従来の排ガスフィルタ浄化装置について、図６を用いて以下にその動作を説明する。
【０００９】
排ガスフィルタ４０ａにおいてディーゼルエンジン２５からの排ガスを浄化している際に、収納容器３３ａ内に配設された差圧センサー（図示せず）等により、排ガスフィルタ４０ａの前後における排ガスの圧力差を検知し、この圧力差が所定の値以上になると、装置制御部３９において所定量のパティキュレートが排ガスフィルタ４０ａに捕集されたと判断され、排ガスフィルタの再生を開始する。
【００１０】
まず、装置制御部３９により、排ガス導入弁２８を共通排気管２７と第１分岐管２９ｂが連通するように作動させるとともに、空気導入弁３６を第２分岐管３５ａと送風手段接続管３８が連通するように切り換える。以上の動作により、ディーゼルエンジン２５から収納容器３３ａへの排ガスの流入が停止するとともに、収納容器３３ｂ内に配設された排ガスフィルタ４０ｂにより、排ガス中のパティキュレートの捕集が開始される。
【００１１】
次に、装置制御部３９は、加熱手段４１ａを作動させて排ガスフィルタ４０ａの加熱を始めるとともに、送風手段３７を作動させて排ガス流出管３４ａから収納容器３３ａ内に再生用空気が供給される。所定時間が経過後、排ガスフィルタ４０ａの温度がパティキュレート着火温度に達すると、排ガスフィルタ４０ａ内に捕集されたパティキュレートの燃焼が開始される。この時、パティキュレートの燃焼により発生する炭酸ガス等は、装置制御部３９により開放された空気排出弁３０ａを通して空気排出管３１ａから排出される。
【００１２】
パティキュレートの燃焼開始から所定時間が経過した後、装置制御部３９により加熱手段４１ａの動作が停止され、排ガスフィルタ４０ａでは空気のみを供給することによりパティキュレートの燃焼が継続する。この燃焼は、パティキュレートの火炎伝搬によって実現される。
【００１３】
さらに、所定時間経過してパティキュレートの燃焼が完了したと判断されると、送風手段３７が停止して空気排出弁３０ａが閉じられ、排ガスフィルタ４０ａは浄化待機の状態になる。この後、収納容器３３ｂ内に配設された差圧センサー等により、装置制御部３９が排ガスフィルタ４０ｂの再生開始を判断すると、上記と同様な動作により排ガスフィルタ４０ｂの再生が行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
排ガス浄化装置で排ガスフィルタを再生する場合、前述のように再生用空気を排ガスフィルタに送風する必要があるが、その流量としては３００〜９００リットル／分が要求されている。このような大流量の再生用空気は通常のエアポンプで通気することは困難であり、再生用空気の送風手段としてはエアブロアが用いられている。しかしながら、エアブロアはエアポンプに比べて静圧が小さいために、送風管や電気ヒータ及び排ガスフィルタにおける圧力損失により、排ガスフィルタに送風される流量が大幅に変化する。
【００１５】
そこで、このような再生用空気の流量の変化を抑制するために、排ガスフィルタに流れる再生用空気の流量を測定する手段と、再生用空気を発生する送風手段を制御する手段が必要となるが、流量測定手段として用いられる各種流量計は非常に高価であったり、それ自身の圧力損失が大きいために実用することはほとんど不可能である。
【００１６】
また、特開平７−０１９０２８号公報には再生用空気の空気流路にオリフィスを設けて、その前後の差圧を検知し、エアポンプを制御する排気ガス浄化装置が提案されているが、オリフィスにより流量を測定する方法ではオリフィスにおける圧力損失が非常に大きく、エアブロアでの大流量の送風が困難である。
【００１７】
このように従来の排ガス浄化装置及び排ガスフィルタ再生方法においては、エアブロアを用いて大流量の再生用空気を排ガスフィルタにおける圧力損失に影響されずに、常に一定流量に制御して送風することができないという課題を有していた。
【００１８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、再生時に排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を低圧力損失で正確に測定できるとともに、再生用空気の流量を一定に制御することが可能な排ガス浄化装置の提供及び排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を正確かつ簡便に制御できる排ガスフィルタ再生方法の提供を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の排ガス浄化装置は、再生用空気を送風する送風手段と、送風手段の下流側に配設された電気ヒータと、前記電気ヒータの前後に配設され前記電気ヒータの前後における再生用空気の圧力差を測定する第１圧力センサと第２圧力センサと、を備えた構成よりなる。
【００２０】
この構成により、再生時に排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を低圧力損失で正確に測定できるとともに、再生用空気の流量を一定に制御することが可能な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の排ガスフィルタ再生方法は、電気ヒータの上流側と下流側における再生用空気の圧力の差を検知し、目標差圧と比較する差圧検知ステップと、電気ヒータの前後における前記再生用空気の圧力の差が目標差圧と一致するように前記再生用空気を送風する送風手段を制御する送風手段制御ステップと、を備えた構成よりなる。
【００２２】
この構成により、排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を正確かつ簡便に制御できる排ガス浄化方法を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、再生用空気を送風する送風手段と、送風手段の下流側に配設された電気ヒータと、前記電気ヒータの前後に配設され前記電気ヒータの前後における再生用空気の圧力差を測定する第１圧力センサと第２圧力センサと、を備えたこととしたものであり、電気ヒータの前後に配設された第１圧力センサ及び第２圧力センサで測定した再生用空気の圧力の差から、再生時に排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を低圧力損失で正確に測定できるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１圧力センサと第２圧力センサで検知された再生用空気の圧力の差が目標差圧に一致するように、送風手段における再生用空気の流量を制御する流量制御手段を備えたこととしたものであり、排ガスフィルタに次いで圧力損失の大きい電気ヒータの前後における再生用空気の差圧が目標差圧に一致するように送風手段における再生用空気の流量を制御することで、排ガスフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量の違いや燃焼によるパティキュレートの減少等による再生用空気の流量の変化を防止し、流量を一定に制御することができるという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２に記載に記載の発明において、電気ヒータの下流側に配設された排ガスフィルタと、電気ヒータと排ガスフィルタの間に配設された温度センサと、を備えたこととしたものであり、電気ヒータと排ガスフィルタの間における再生用空気の温度を測定することができるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、温度センサで検知された温度が目標温度となるように電気ヒータの出力を制御するヒータ制御手段を備えていることとしたものであり、電気ヒータの加熱量と再生用空気の流量を相関的に制御することができるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、流量制御手段が、温度センサにより測定された温度から下記関係式（数２）
【００２８】
【数２】
0003651134.tif 000002
【００２９】
により得られる目標差圧に再生用空気の圧力の差が一致するように再生用空気の流量を制御することとしたものであり、実際の再生用空気の温度に応じて目標差圧を補正し、より正確に流量を制御することが可能になるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項６に記載の発明は、電気ヒータの上流側と下流側における再生用空気の圧力の差を検知し、目標差圧と比較する差圧検知ステップと、再生用空気の圧力の差が目標差圧と一致するように再生用空気を送風する送風手段を制御する送風手段制御ステップと、を備えたこととしたものであり、排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を正確かつ簡便に制御できるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、電気ヒータと電気ヒータの下流側に配設された排ガスフィルタとの間に配設された温度センサにより温度を測定する温度測定ステップを備え、送風手段制御ステップが、温度センサにより測定された温度から関係式（数２）により得られる目標差圧に再生用空気の圧力の差が一致するように送風手段を制御することとしたものであり、再生時における実際の温度に応じて目標差圧を補正し、より正確に流量を制御することが可能になるという作用を有する。
【００３２】
以下に、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態における排ガス浄化装置の要部模式図である。
【００３３】
図１において、１ａは第１圧力センサ、１ｂは第２圧力センサ、２は温度センサ、３は排ガスフィルタ、４は電気ヒータ、５は収納容器、６はシール材、７はエアブロア、８はバルブ、９は排ガス流入管、１０は排ガス流出管、１１は再生空気導入管である。
【００３４】
図１に示したように本実施の形態における排ガス浄化装置は、再生空気導入管１１と、排ガス流入管９と、排ガス流出管１０と、が連通して形成された収納容器５と、再生空気導入管１１の途中に配設され排ガスがエアブロア７に逆流するのを防止する開閉可能なバルブ８と、再生空気導入管１１の一端部に配設された再生空気を発生する送風手段としてのエアブロア７と、再生空気導入管１１のバルブ８とエアブロア７の間で電気ヒータ４の上流側に配設された第１圧力センサ１ａと、収納容器５内に配設された電気ヒータ４と、収納容器５内で電気ヒータ４の下流側に配設された排ガスフィルタ３と、電気ヒータ４の下流側で収納容器５に配設された第２圧力センサ１ｂと、収納容器５内で電気ヒータ４と排ガスフィルタ３の間に配設された温度センサ２と、収納容器５の一部に形成されたシール材６と、第１圧力センサ１ａ及び第２圧力センサ１ｂで検知された電気ヒータ４の前後における再生用空気の圧力の差（以下、差圧と略称する。）によりエアブロア７おける再生用空気の流量を制御する流量制御手段（図示せず）と、温度センサ２で検知された温度により電気ヒータ４の出力を制御するヒータ制御手段（図示せず）と、を備えている。
【００３５】
ここで、再生用空気の圧力を測定するための第１圧力センサ１ａ及び第２圧力センサ１ｂとしては、受圧ダイアフラムの変位を感知して圧力へ変換するものが挙げられ、受圧ダイアフラムに金属線ひずみゲージを接着した電気抵抗型の圧力変換器と圧力をダイアフラムまで導く導圧管等から構成されている。その他にピエゾ圧電形、電磁誘導形、静電容量形、振動形圧力変換器などの圧力センサを用いることもできる。
【００３６】
温度センサ２としては熱電対やサーミスタ等が用いられる。
パティキュレートを捕集する排ガスフィルタ３は、ウォールスルータイプのハニカム構造で、コージェライトやムライト等の焼結体が用いられる。形状は円筒形、楕円筒形、方形等で、直径４〜１３インチ、長さ５〜１４インチ程度、１インチ平方あたり５０〜４００個のセル数を有するもの等が用いられる。また、排ガスフィルタでのパティキュレートの捕集量は、排ガスフィルタ単位体積当たり１ｇ〜３０ｇ／リットル程度である。
【００３７】
電気ヒータ４としてはニクロム線やカンタル線等の発熱体を用いるものや、セラミックヒータ等が用いられる。
【００３８】
収納容器５は耐熱性の金属等が用いられ、排ガスフィルタ３との間には蛭石等が含有され、また収納容器５の一部には熱によって膨張する材質のシール材６が配設されてパティキュレートの漏れを防止する。また、収納容器５からの放熱により排ガスフィルタ３の内外周で温度差が発生するので、収納容器５をセラミックウール等の断熱材で包み込んだり、真空断熱性の収納容器５を用いるほうが好ましい。
【００３９】
エアブロア７は軸流送風機であり、ダイアフラム式のエアポンプと比較して、静圧が低いという特徴を有する。また、エアブロア７から送風される再生用空気の流量は１００〜２０００リットル／分であるが、送風能力から１０００リットル／分以下が適当である。また、１０００リットル／分程度の再生用空気を電気ヒータ４で加熱するには多大な電力が必要となるため、加熱空気の循環や排ガスの余熱利用等の電力削減手段を設けることが好ましい。
【００４０】
排気ガスが通過する排ガス流入管９と排ガス流出管１０は、ステンレス等の耐熱性及び耐食性を有する金属で形成することが好ましい。
【００４１】
さらに、パティキュレートの成分の一つに可溶性有機物（ＳＯＦ）があり、排ガスフィルタ３に捕集された場合でも、再生中に燃焼せず、蒸発して大気中に放出されるので、本発明に用いる排ガスフィルタの近傍に貴金属等の触媒を担持したセラミックハニカム構造体からなるＳＯＦ酸化触媒等を配設することが好ましい。
【００４２】
次に、本実施の形態における排ガス浄化装置の流量制御手段及びヒータ制御手段を図２を用いて説明する。
【００４３】
図２は、本発明の一実施の形態における排ガス浄化装置の流量制御手段及びヒータ制御手段を示すブロック図である。
【００４４】
図２において、１２ａ，１２ｂは圧力演算部、１３は差圧演算部、１４は目標差圧設定部、１５は比較演算部、１６は調節部、１７はパワーコントローラ、１８は温度演算部、１９は目標温度設定部、２０は比較演算部、２１は調節部、２２はソリッドステートリレー、２３は流量制御手段、２４はヒータ制御手段である。
【００４５】
図２に示したように、流量制御手段２３は、第１圧力センサ１ａ及び第２圧力センサ１ｂから出力される電圧信号を各々圧力値に変換する圧力演算部１２ａ，１２ｂと、圧力演算部１２ａ，１２ｂから出力される圧力値から再生用空気の差圧を算出する差圧演算部１３と、再生用空気の差圧の目標値（以下、目標差圧と略称する。）を設定する目標差圧設定部１４と、差圧演算部１３から出力される差圧と目標差圧設定部１４で設定した目標差圧とを比較し、これらの差を算出する比較演算部１５と、比較演算部１５で得られる実際の差圧と目標差圧との差に応じてパワーコントローラ１７の調整レベルを指示する調節部１６と、調節部１６から出力された調整レベルに応じてエアブロア７で発生する再生用空気の流量を制御するパワーコントローラ１７と、を備えている。
【００４６】
また、ヒータ制御手段２４は、熱電対等の温度センサ２からの出力を温度に換算する温度演算部１８と、温度センサ２が配設された場所における経時的な目標温度を設定する目標温度設定部１９と、温度演算部１８より出力される実際の温度と目標温度設定部１９で設定した目標温度を比較して、これらの温度の差を算出する比較演算部２０と、比較演算部２０で得られる実際の温度と目標温度との差に応じてソリッドステートリレー２２の調整レベルを指示する調節部２１と、調節部２１から出力された調整レベルに応じて電気ヒータ４の発熱量を制御するソリッドステートリレー２２と、を備えている。
【００４７】
尚、目標差圧設定部１４は、手動により目標差圧を設定する構成、又は温度演算部１８より出力される実際の温度から関係式（数２）により目標差圧を設定する構成のいずれの構成でもよい。
【００４８】
次に、上記構成を有する排ガス浄化装置を用いて排ガスフィルタを再生する方法を図２及び図３を用いて説明する。
【００４９】
図３は本発明の一実施の形態による排ガスフィルタ再生方法を示すフローチャートである。
【００５０】
まず、排ガスフィルタの目詰まり、又はディーゼルエンジンの運転時間等により、排ガスフィルタの再生を開始するかを判断をする（ステップ１）。ステップ１で、再生を開始しない場合には継続して排ガスフィルタの目詰まりの監視、又はディーゼルエンジンの運転時間を積算する。
【００５１】
ステップ１で再生時期と判断された場合、排ガスフィルタを２個以上有する排ガス浄化装置では排ガスを排ガスフィルタへ流す流路を切り替え、排ガスフィルタが１個の排ガス浄化装置では、エンジンを停止して排ガスフィルタへの排ガスの流入を遮断する（ステップ２）。
【００５２】
次に、電気ヒータ４とエアブロア７に電圧を印可して稼働させ、排ガスフィルタの再生を開始する（ステップ３）。
【００５３】
次に、温度測定ステップとして、再生を開始してからの時間に応じて目標温度設定部１９で設定された目標温度と実際に温度センサ２で測定され、温度演算部１８で換算された温度を比較演算部２０で比較し、これらの温度の差を算出する（ステップ４）。
【００５４】
ステップ４で、実際に測定された温度と目標温度が一致していない場合は、その温度差に応じて、調節部２１及びソリッドステートリレー２２を介して、電気ヒータのＯＮ／ＯＦＦ時間を変更する（ステップ５）。
【００５５】
次に、差圧検知ステップとして、第１圧力センサ１ａと第２圧力センサ１ｂによって電気ヒータ４の上流側と下流側における再生用空気の圧力を測定し、圧力演算部１２ａ，１２ｂを介して差圧演算部１３でこれらの差圧を算出した後、比較演算部１５において実際の差圧と目標差圧設定部１４で設定された目標差圧を比較し、差圧と目標差圧との差を算出する（ステップ６）。
【００５６】
次に、送風手段制御ステップとして、比較演算部１５で得られた差圧の差がゼロとなるように調節部１６及びパワーコントローラ１７を介してエアブロア７に供給する電圧を増減する（ステップ７）。
【００５７】
次に、再生を終了するかの判断を行う（ステップ８）。
再生終了でなければステップ４に戻り、同じ動作を繰り返す。
【００５８】
また、再生終了と判断すれば、電気ヒータ４とエアブロア７の電源を切って再生を終了する（ステップ９）。
【００５９】
尚、上記の排ガスフィルタ再生方法の差圧検知ステップ及び送風手段制御ステップにおける目標差圧は、温度センサ２により測定された温度から関係式（数２）により得られる値としてもよい。
【００６０】
以上のように本実施の形態における排ガス浄化装置によれば、再生時に排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を圧力センサを用いて低圧力損失で正確に測定できる。
【００６１】
また、排ガスフィルタに次いで圧力損失の大きい電気ヒータの前後における差圧と目標差圧の差により送風手段における再生用空気の流量を制御することで、排ガスフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量の違いによる再生用空気の流量の変化を防止し、流量を一定に制御できるとともに、電気ヒータの加熱量と再生用空気の流量を相関的に制御することができる。
【００６２】
また、再生時における実際の温度に応じて目標差圧を補正し、より正確に再生用空気の流量を制御することができるという作用を有する。
【００６３】
また、本実施の形態による排ガスフィルタ再生方法によれば、排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を正確かつ簡便に制御できるとともに、再生時における実際の温度に応じて目標差圧をより正確に設定することができる。
【００６４】
【実施例】
次に、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。
【００６５】
（実施例１）
以下のような構成を有する第１実施の形態と同様な排ガス浄化装置を作製し、排ガスフィルタの再生を行った。
【００６６】
本実施例における排ガス浄化装置の電気ヒータ４には、直径が１００ｍｍ、長さが１５０ｍｍの円筒形で、内部に直径３０ｍｍの３個の貫通孔を有し、各貫通孔の中にコイル状電熱線とコイル状電熱線内に配設されたセラミック棒を備えたトーチ型のものを用いた。この電気ヒータ４は、５００リットル／分の再生用空気を通気しながら６５０℃に加熱すると、電気ヒータ４の再生用空気の流入側と流出側において約１２０ｍｍＡｑの差圧を生じる。そこで、目標温度を６５０℃とし、圧力センサ（フジクラ社製、型式ＦＰＭ−０７ＰＧＲ）１ａ，１ｂの差圧が１２０ｍｍＡｑになるようにエアブロア７をＰＩＤ制御した。また、エアブロア７と電気ヒータ４の間にはマスフロー流量計（東京計装社製、型式ＴＦ−１３４０）を配設し、再生用空気の流量を測定した。
【００６７】
上記構成を有する本実施例における排ガス浄化装置を用いて、第１実施の形態と同様な方法により排ガスフィルタの再生を行った。その際に得られた温度センサ２で測定した温度、マスフロー流量計で測定した再生用空気の流量、圧力センサ１ａ，１ｂにおける差圧、フィルタ差圧の関係を図４を用いて説明する。
【００６８】
図４は第１実施例の排ガス浄化装置で得られた再生時の温度、再生用空気の流量、電気ヒータの前後における差圧、フィルタ差圧の変化を示す関係図である。
【００６９】
尚、図４に示したフィルタ差圧とは排ガスフィルタ前後における圧力差であり、排ガスフィルタ後の圧力はほぼ大気圧に等しいことから、圧力センサ１ｂで測定された圧力を用いて示している。
【００７０】
図４から明らかなように、再生の初期の段階では再生用空気の流量が多いものの、再生用空気が加熱されるとともに流量が減少し、目標の５００リットル／分の空気が流れていることが明らかとなった。また、時間とともに排ガスフィルタ内のパティキュレートが加熱空気で燃焼して排ガスフィルタにおける圧力損失（フィルタ差圧）が低下しても、再生用空気の流量には変化が無く、再生用空気の流量を一定に保てるようにエアブロアを制御できていることが判明した。
【００７１】
（実施例２）
実施例１に示した排ガス浄化装置を用いて、目標差圧を（数２）に示した関係式を満たす加熱空気の温度の関数として変化させ、エアブロア７をＰＩＤ制御して排ガスフィルタの再生を行った。尚、（数２）における定数Ｃは０．１３とした。この時得られた温度センサ２で測定した温度、マスフロー流量計で測定した再生用空気の流量、圧力センサ１ａ，１ｂにおける差圧、フィルタ差圧の関係を図５を用いて説明する。
【００７２】
図５は第２実施例の排ガス浄化装置で得られた再生時の温度、再生用空気の流量、電気ヒータの前後における差圧、フィルタ差圧の変化を示す関係図である。図５から明らかなように、再生の初期の段階から、再生用空気の流量は目標流量の５００リットル／分になり、第１実施例に比べてより安定な流量制御が可能であることが明らかとなった。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように本発明の排ガス浄化装置によれば、再生時に排ガスフィルタに次いで圧力損失の大きい電気ヒータの前後における差圧と目標差圧の差により送風手段における再生用空気の流量を制御することで、排ガスフィルタに捕集されるパティキュレートの捕集量の違いによる再生用空気の流量の変化を防止し、流量を一定に制御できるとともに、電気ヒータの加熱量と再生用空気の流量を相関的に制御することができることから、排ガスフィルタに捕集されたパティキュレートを排ガスフィルタ全体で均一に燃焼、除去することができ、パティキュレートに再生燃焼率を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【００７４】
また、再生時に排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を圧力センサを用いて低圧力損失で正確に測定して流量を一定に制御できるとともに、電気ヒータの加熱量と再生用空気の流量を相関的に制御することができることから、再生用空気の流量を精度よく管理し、また制御することができるとともに、再生用空気の流量の急激な変化によって排ガスフィルタ内に温度勾配が生じて、排ガスフィルタにクラックが発生したり、溶損したりすることを防止することができるという優れた効果が得られる。
【００７５】
さらに上記の効果により、排ガスフィルタ及び排ガス浄化装置の信頼性や耐久性を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【００７６】
また、本発明の排ガスフィルタ再生方法によれば、排ガスフィルタに送風される再生用空気の流量を正確かつ簡便に制御できるとともに、再生時における実際の温度に応じて目標差圧をより正確に設定することができることから、排ガスフィルタに捕集されたパティキュレートを排ガスフィルタ全体で均一に燃焼、除去することができ、パティキュレートに再生燃焼率を向上させることができるという優れた効果が得られる。また、再生用空気の流量を精度よく管理し、また制御することができることから、再生用空気の流量の急激な変化によって排ガスフィルタ内に温度勾配が生じて、排ガスフィルタにクラックが発生したり、溶損したりすることを防止することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における排ガス浄化装置の要部模式図
【図２】本発明の一実施の形態における排ガス浄化装置の流量制御手段及びヒータ制御手段を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態による排ガスフィルタ再生方法を示すフローチャート
【図４】第１実施例の排ガス浄化装置で得られた再生時の温度、再生用空気の流量、電気ヒータの前後における差圧、フィルタ差圧の変化を示す関係図
【図５】第２実施例の排ガス浄化装置で得られた再生時の温度、再生用空気の流量、電気ヒータの前後における差圧、フィルタ差圧の変化を示す関係図
【図６】従来の排ガス浄化装置の要部模式図
【符号の説明】
１ａ  第１圧力センサ
１ｂ  第２圧力センサ
２  温度センサ
３  排ガスフィルタ
４  電気ヒータ
５  収納容器
６  シール材
７  エアブロア
８  バルブ
９  排ガス流入管
１０  排ガス流出管
１１  再生空気導入管
１２ａ，１２ｂ  圧力演算部
１３  差圧演算部
１４  目標差圧設定部
１５  比較演算部
１６  調節部
１７  パワーコントローラ
１８  温度演算部
１９  目標温度設定部
２０  比較演算部
２１  調節部
２２  ソリッドステートリレー
２３  流量制御手段
２４  ヒータ制御手段
２５  ディーゼルエンジン
２６  マニホールド
２７  共通排気管
２８  排ガス導入弁
２９ａ，２９ｂ  第１分岐管
３０ａ，３０ｂ  空気排出弁
３１ａ，３１ｂ  空気排気管
３２ａ，３２ｂ  排ガス流入管
３３ａ，３３ｂ  収納容器
３４ａ，３４ｂ  排ガス流出管
３５ａ，３５ｂ  第２分岐管
３６  空気導入弁
３７  送風手段
３８  送風手段接続管
３９  装置制御部
４０ａ，４０ｂ  排ガスフィルタ
４１ａ，４１ｂ  加熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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