(57)【要約】【課題】酸化触媒、パティキュレートフィルタの上流に消音構造体あるいは流れを均一化する構造体を設けることができ、その構造体、酸化触媒、パティキュレートフィルタの性能を発揮させて、排気の処理を効率よく省スペースでできるようにしたディーゼルパティキュレートフィルタ装置を提供すること。【解決手段】前方シェル１１内部に取り込んだ排気の流れを均一化する孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６を前方シェル１１内部の酸化触媒３１の前方に設けたディーゼルパティキュレートフィルタ装置において、排気温度に対する耐熱性を持ち、各シェルよりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を拡散チャンバ２の孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６に施した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の容器本体の両端を縮径してエンジンの排気系の途中に接続する接続口とし、排気中の微粒子物質を捕集して排気で再燃焼させるフィルタを前記容器本体内部に設け、排気中の微粒子物質を再燃焼しやすい状態にする酸化触媒を前記容器本体内部の前記フィルタの前方に設け、前記接続口から前記容器本体内部に取り込んだ排気の流れを均一化する構造体を前記容器本体内部の前記酸化触媒の前方に設けたディーゼルパティキュレートフィルタ装置において、
排気温度に対する耐熱性を持ち、前記容器本体よりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を前記装置本内部の構造体部分に施したことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ装置。
【請求項２】
筒状の容器本体の両端を縮径してエンジンの排気系の途中に接続する接続口とし、排気中の微粒子物質を捕集して排気で再燃焼させるフィルタを前記容器本体内部に設け、排気中の微粒子物質を再燃焼しやすい状態にする酸化触媒を前記容器本体内部の前記フィルタの前方に設け、前記接続口から前記容器本体内部に取り込んだ排気の消音を行う構造体を前記容器本体内部の前記酸化触媒の前方に設けたディーゼルパティキュレートフィルタ装置において、
排気温度に対する耐熱性を持ち、前記容器本体よりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を前記装置本内部の構造体部分に施したことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ装置において、
構造体が、小孔を多数有するものであり、表面処理が、２硫化モリブデン又はグラファイトを塗布するものであることを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ装置。
【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等の排気中に含まれる微粒子物質（ＰＭ：パティキュレート）を捕集・処理するディーゼルパティキュレートフィルタ装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディーゼルパティキュレートフィルタ装置は、装置内部のパティキュレートフィルタの上流に酸化触媒を配置し、パティキュレートの燃焼温度を下げることにより、パティキュレートフィルタで捕集した微粒子物質を燃焼処理してパティキュレートフィルタの再生を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、触媒装置の装置内において、触媒の前後に消音構造体を設けたものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３８３３号公報（第２−１０頁、第１０図）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２７１６２８号公報（第３−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、装置内部のパティキュレートフィルタの前方に酸化触媒を配置し、さらにその前方に複数の小孔を設けた消音構造体、又は消音構造体に近い構造により、触媒及びフィルタへ向かう空気の流れを均一化する構造体を設けたディーゼルパティキュレートフィルタ装置を考案した。
しかしながら、このディーゼルパティキュレートフィルタ装置にあっては、以下の問題点が技術課題となっていた。
【０００７】
ススと同時に未燃焼の燃料がディーゼルパティキュレートフィルタ装置に入った際、装置内に設けた消音構造体又は流れを均一化する構造体の部品表面に付着堆積してしまっていた。
この堆積物は成長して大きくなると表面から剥離し、後方の酸化触媒あるいはパティキュレートフィルタの表面に付着してしまい、酸化触媒あるいはパティキュレートフィルタの通路をふさぐため、著しい浄化性能の低下を招くとともに、通気抵抗を上昇させ、燃費、運転性能低下へとつながってしまっていた。
また、消音構造体あるいは流れを均一化する構造体に設けた小孔をふさぐため、消音の効果あるいは均一流れの性能が十分に得られなくなってしまっていた。
【０００８】
この問題に対し、均一流れを確保する手段として、均一流れの構造体を設けず、なだらかなテーパ形状を有する構造にすることが考えられるが、入口側容器の長さがかなり長く必要なため、車両搭載性が悪化してしまう。
【０００９】
また、排気音を有効に低下させるには、排気系の気柱共鳴を分断してエンジンからの排気脈動と共鳴しないように排気系の途中に消音器を設けることが有効である。しかしながら、上述のような問題があるために、酸化触媒、パティキュレートフィルタの上流側に消音器を設けることができなかった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、酸化触媒、パティキュレートフィルタの上流に消音構造体あるいは流れを均一化する構造体を設けることができ、その構造体、酸化触媒、パティキュレートフィルタの性能を発揮させて、排気の処理を効率よく省スペースでできるようにしたディーゼルパティキュレートフィルタ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、筒状の容器本体の両端を縮径してエンジンの排気系の途中に接続する接続口とし、排気中の微粒子物質を捕集して排気で再燃焼させるフィルタを容器本体内部に設け、排気中の微粒子物質を再燃焼しやすい状態にする酸化触媒を容器本体内部のフィルタの前方に設け、接続口から容器本体内部に取り込んだ排気の流れを均一化する構造体を容器本体内部の酸化触媒の前方に設けたディーゼルパティキュレートフィルタ装置において、排気温度に対する耐熱性を持ち、容器本体よりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を装置本内部の構造体部分に施したことを特徴とする手段とした。
【００１２】
請求項２記載の発明では、筒状の容器本体の両端を縮径してエンジンの排気系の途中に接続する接続口とし、排気中の微粒子物質を捕集して排気で再燃焼させるフィルタを容器本体内部に設け、排気中の微粒子物質を再燃焼しやすい状態にする酸化触媒を容器本体内部のフィルタの前方に設け、接続口から容器本体内部に取り込んだ排気の消音を行う構造体を容器本体内部の酸化触媒の前方に設けたディーゼルパティキュレートフィルタ装置において、排気温度に対する耐熱性を持ち、容器本体よりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を装置本内部の構造体部分に施したことを特徴とする手段とした。
【００１３】
請求項３記載の発明では、構造体が、小孔を多数有するものであり、表面処理が、２硫化モリブデン又はグラファイトを塗布するものであることを特徴とする手段とした。
【００１４】
【発明の作用と効果】
請求項１，２に記載の発明では、構造体部分に耐熱性を持ち、油分に対する不親和性の高い表面処理を行うことによって、排気中に含まれる油分が構造体部分の表面に付着しにくくなる。油分が付着しないと、その油分に堆積していくススも付着しにくくなり、ススの堆積が生じなくなる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、多数の小孔により排気の空気の流れを多方向に変えて、流れの均一化を行ったり、消音を行ったりし、２硫化モリブデン又はグラファイトの塗布による表面処理により、この小孔をふさぐようなススの堆積を防ぐようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディーゼルパティキュレートフィルタ装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例に基づいて説明する。
【００１７】
（実施例）
【００１８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ装置を示す断面図である。図１における主要符号を説明すると、１はＤＰＦ装置（ディーゼルパティキュレートフィルタ装置）、１１は前方シェル、１２は中央シェル、１３は後方シェル、１４は前方シェルと中央シェルを接続するフランジ部、１５は中央シェルと後方シェルを接続するフランジ部、２は拡散チャンバ、２１は前方フランジ（接続口）、２２は曲面エンドプレート、２３は孔あきパイプ、２４，２５は孔あきプラグ、２６はバッフルプレート、２７は孔あきバッフルプレート、３は触媒チャンバ、３１は酸化触媒、３２は触媒保持マット、４はフィルタチャンバ、４１はパティキュレートフィルタ（フィルタ）、４２はフィルタ保持マット、５は後流接続チャンバ、５１は後方フランジ（接続口）、６は制御センサ、Ａは表面処理範囲である。
【００１９】
本実施例のＤＰＦ装置１は、図１に示すように排気系に接続する小径の前方フランジ２１から拡径した部分を前方シェル１１の前端部分に曲面エンドプレート２２で設け、前方シェル１１内の後部を触媒チャンバ３として触媒保持マット３２で外周を保持して酸化触媒３１を設ける。この前方シェル１１内部における酸化触媒３１の前方の空間を拡散チャンバ２とし、前方フランジ２１から内部に排気を誘導する孔あきパイプ２３、孔あきパイプ２３内に沿って直進する排気の流れを適度に他の方向に向かわせる孔あきプラグ２４，２５、拡散チャンバ２内の空気の流れを調流するバッフルプレート２６、これらにより、多方向に向かう流れとなった拡散チャンバ２内の流れを均一な流れで酸化触媒３１に誘導する孔あきバッフルプレート２７を設ける。
このように、拡散チャンバ２と触媒チャンバ３を設けた前方シェル１１の後部に、筒状の中央シェル１２をフランジ部１４により取り付け、中央シェル１２の内部をフィルタチャンバ４とする。
このフィルタチャンバ４には、フィルタ保持マット４２によりパティキュレートフィルタ４１を設ける。酸化触媒３１とパティキュレートフィルタ４１の間には、排気温度を検出するための制御センサ６を設ける。
さらに、中央シェル１２には、筒状で後端を排気系に接続するよう縮径して後方フランジ５１を設けた後方シェル１３をフランジ部１５で接続する。この後方フランジ５１の内部を後流接続チャンバ５とする。
なお、前方シェル１１、中央シェル１２、後方シェル１３には耐熱性・耐腐食性のあるＳＵＳ材が用いられている。
【００２０】
本実施例では、図１に示すように、拡散チャンバ２の内部を表面処理範囲Ａとして表面処理を行う。
この表面処理は、以下の要領で行われる。まず、孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、バッフルプレート２６、孔あきバッフルプレート２７を部品の状態で脱脂・洗浄して、２硫化モリブデンまたはグラファイトを部品表面に塗布する。このようにコーティングしたものを乾燥・焼付けして強固な表面処理を行う。
２硫化モリブデンまたはグラファイトによる表面処理は、排気温度に対して耐熱性を持ち、具体的には７００℃程度で表面処理層に剥離等が生じない。
また、この表面処理層は、各シェルに用いられるＳＵＳ材に対して油分への高い不親和性を有する。
【００２１】
次に、作用を説明する。
【００２２】
［ススの堆積防止作用］
乾いたススは非常に滑らかな表面を有する部品には、付着はするが堆積しにくいものである。しかしながら、未燃焼の燃料が混じると、未燃焼油分が部品表面に付着して油膜となる。この油膜が高温の排ガスにより部品表面に焼く付き荒れた表面を成形し、この面にススが付着し堆積していくこととなる。
本実施例では、油分に対して不親和性の高い表面処理によって、油分が部品表面に付着し焼きついても、容易に剥離してしまい焼き付き面が永続しない。このため、ススが付着しにくい滑らかな面が保たれることとなり、ススの堆積が発生しない。
これにより、孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７の孔がススで塞がれるようなことがないようにし、消音効果が良好に保たれるとともに、流れを適度に調整して酸化触媒３１に向かう流れの均一化を良好に保つ。
【００２３】
［コストの抑制作用］
本実施例では、２硫化モリブデン又はグラファイトで表面処理を行うので、コストを抑制して排気温度に耐え、油分との高い不親和性を有する表面処理層を形成する。
また、孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６を部品の状態で表面処理するので、取り扱いやすく、作業コストや設備コストを抑制する。
【００２４】
次に、効果を説明する。
【００２５】
実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ４１装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００２６】
（１）筒状の容器本体の両端を縮径してエンジンの排気系の途中に接続する前方フランジ２１、後方フランジ５１とし、排気中の微粒子物質を捕集して排気で再燃焼させるパティキュレートフィルタ４１を前方シェル１１内部に設け、排気中の微粒子物質を再燃焼しやすい状態にする酸化触媒３１を中央シェル１２内部のパティキュレートフィルタ４１の前方に設け、前方フランジ２１から前方シェル１１内部に取り込んだ排気の流れを均一化する孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６を前方シェル１１内部の酸化触媒３１の前方に設けたＤＰＦ装置１において、排気温度に対する耐熱性を持ち、各シェルよりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を拡散チャンバ２の孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６に施したため、酸化触媒３１、パティキュレートフィルタ４１の上流に流れを均一化する孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６を設けることができ、これらと、酸化触媒３１、パティキュレートフィルタ４１の性能を発揮させて、排気の処理を効率よく省スペースでできる。
【００２７】
（２）筒状の容器本体の両端を縮径してエンジンの排気系の途中に接続する前方フランジ２１、後方フランジ５１とし、排気中の微粒子物質を捕集して排気で再燃焼させるパティキュレートフィルタ４１を前方シェル１１内部に設け、排気中の微粒子物質を再燃焼しやすい状態にする酸化触媒３１を前方シェル１１内部のフィルタの前方に設け、前方フランジ２１から前方シェル１１内部に取り込んだ排気の消音を行う孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６を前方シェル１１内部の酸化触媒３１の前方に設けたＤＰＦ装置１において、排気温度に対する耐熱性を持ち、各シェルよりも油分に対する不親和性の高い材質の表面処理を拡散チャンバ２の孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６に施したため、酸化触媒３１、パティキュレートフィルタ４１の上流に消音構造体を設けて、酸化触媒３１、パティキュレートフィルタ４１とともに性能を発揮させて、排気の処理を効率よく省スペースでできる。
【００２８】
（３）孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７が、小孔を多数有するものであり、表面処理が、２硫化モリブデン又はグラファイトを塗布するものであるため、コストを抑制して、多数の小孔を塞がないようにススを堆積させないようにできる。
【００２９】
以上、本発明のディーゼルパティキュレートフィルタ装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００３０】
例えば、実施例では２硫化モリブデン又はグラファイトを表面処理として用いたが、別の材質の表面処理でもよいが、耐熱性と油分への高い不親和性を有するものが望ましい。
また、実施例では、構造体として孔あきパイプ２３、孔あきプラグ２４，２５、孔あきバッフルプレート２７、バッフルプレート２６を用いたが、他の構造でもよく、表面処理を行いやすいものが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ＤＰＦ装置
１１  前方シェル
１２  中央シェル
１３  後方シェル
１４  （前方シェルと中央シェルを接続する）フランジ部
１５  （中央シェルと後方シェルを接続する）フランジ部
２  拡散チャンバ
２１  前方フランジ
２２  曲面エンドプレート
２３  孔あきパイプ
２４  孔あきプラグ
２５  孔あきプラグ
２６  バッフルプレート
２７  孔あきバッフルプレート
３  触媒チャンバ
３１  酸化触媒
３２  触媒保持マット
４  フィルタチャンバ
４１  パティキュレートフィルタ
４２  フィルタ保持マット
５  後流接続チャンバ
５１  後方フランジ
６  制御センサ
Ａ  表面処理範囲
【図１】
2004263594.tif 000003