(57)【要約】【課題】  本発明は、（１）フィルタが浮遊微粒子の十分な捕集性能と、浮遊微粒子を燃焼させフィルタをもとの状態に再生する再生性能と、を有し、同時にこのフィルタの圧損によるエンジン効率の低下を防げ、（２）車両への搭載可能な大きさと重量を達成し、（３）運転中の振動に対する耐久性を有し、（４）燃焼再生時の温度変化に対して耐久性を有し、（５）低価格を達成する、ＤＰＦ装置を提供しようとするものである。【解決手段】  本発明はかかる課題を解決するために、ディーゼルエンジンからの排気を導入する導入部と、前記導入部から導入される排気中の浮遊微粒子を捕集するための金属ワイヤーを有する金属ワイヤーメッシュからなるフィルタを有するフィルタ部と、前記フィルタ部の後段に配置され前記フィルタ部内の圧力を所定圧力に維持するためのベンチュリー部と、を有するＤＰＦ装置を提供するものである。  【選択図】図１
2005163766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンからの排気を導入する導入部と、
前記導入部から導入される排気中の浮遊微粒子を捕集するための金属ワイヤーを有する金属ワイヤーメッシュからなるフィルタを有するフィルタ部と、
前記フィルタ部の後段に配置され前記フィルタ部内の圧力を所定圧力に維持するためのベンチュリー部と、
を有するＤＰＦ装置。
【請求項２】
前記フィルタ部内の圧力維持によって、前記排気が有する排熱を前記金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーに付与して、前記金属ワイヤーを所定の温度以上にすることができる請求項１に記載のＤＰＦ装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、複数のフィルタボックス部からなり、それぞれのフィルタボックス部は前記フィルタをそれぞれ有する請求項１から２の何れか一に記載のＤＰＦ装置。
【請求項４】
前記フィルタボックス部の前記フィルタは、ぞれぞれ交換可能である請求項３に記載のＤＰＦ装置。
【請求項５】
前記フィルタ部の前記フィルタボックスは、チタン材料からなるチタン板上に酸化ニッケル薄膜を形成したチタンニッケル複合板を有する複合手段をさらに有する請求項３又は４に記載のＤＰＦ装置。
【請求項６】
前記ニッケル薄膜の厚みは１０オングストロームから５００オングストロームの厚みを有する請求項５に記載のＤＰＦ装置。
【請求項７】
前記ニッケル薄膜の厚みは５０オングストロームから２００オングストロームの厚みを有する請求項５に記載のＤＰＦ装置。
【請求項８】
前記ニッケル薄膜は、いわゆる島状構造を有する請求項７に記載のＤＰＦ装置。
【請求項９】
前記ベンチュリー部は、大気側開口部を有し、
前記大気側開口部は、エンジンの回転数に感応して開口率を変化させる開口率可変手段を有する請求項１から８の何れか一に記載のＤＰＦ装置。
【請求項１０】
前記チタンニッケル複合板は、表面が酸化されたチタン板を硝酸ニッケル水溶液に浸漬することにより形成される請求項５から９の何れか一に記載のＤＰＦ装置。
【請求項１１】
前記フィルタ部の前記金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーは、
ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3  のいずれか一又は二以上の組み合わせの材料を少なくともその表面に含む請求項１から１０のいずれか一に記載のＤＰＦ装置。
【請求項１２】
前記フィルタ部の前記フィルタボックスは、
ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3  のいずれか一又は二以上の組み合わせの材料を少なくともその表面に含む請求項３から５のいずれか一に記載のＤＰＦ装置。
【請求項１３】
前記フィルタ部は、その金属ワイヤーメッシュの巻き回しを、前記ディーゼルエンジンの排気圧力に応じて調整可能である調整可能構造を有する請求項１から１２のいずれか一に記載のＤＰＦ装置。
【請求項１４】
前記調整可能構造は、前記金属ワイヤーメッシュの径、メッシュ間ピッチ、巻き回し回数、巻きまわす金属ワイヤーの全長、のいずれか一又は二以上の組み合わせを調節可能な構造である請求項１３に記載のＤＰＦ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルにより排出されるディーゼルパティキュレートを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル機関では、ＣＯやＨＣの排出は比較的少ないが、窒素酸化物の排出が多いことや、黒煙が主成分である粒子状物質（以下では、浮遊微粒子と称す）が排出されるのが特徴である。このディーゼル機関からの浮遊微粒子は、人体の影響について最近注目されている大気中の浮遊粒子状物質発生の主要因とされている。このため、環境対策の観点から、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦと略す）を用いて捕集した浮遊微粒子を燃焼することによって、浮遊微粒子の排出量の削減を図る試みがなされてきている。しかしながら、ＤＰＦ装置は、まだ成熟段階にいたっていない。
【特許文献１】特許第３３５０６７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、懸かる事情に鑑み、（１）フィルタが浮遊微粒子の十分な捕集性能と、浮遊微粒子を燃焼させフィルタをもとの状態に再生する再生性能と、を有し、同時にこのフィルタの圧損によるエンジン効率の低下を防げ、（２）車両への搭載可能な大きさと重量を達成し、（３）運転中の振動に対する耐久性を有し、（４）燃焼再生時の温度変化に対して耐久性を有し、（５）低価格を達成する、ＤＰＦ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、ディーゼルエンジンからの排気を導入する導入部と、前記導入部から導入される排気中の浮遊微粒子を捕集するための金属ワイヤーを有する金属ワイヤーメッシュからなるフィルタを有するフィルタ部と、前記フィルタ部の後段に配置され前記フィルタ部内の圧力を所定圧力に維持するためのベンチュリー部と、を有するＤＰＦ装置であって、前記フィルタ部内の圧力維持によって、前記排気が有する排熱を前記金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーに付与して、前記金属ワイヤーを所定の温度以上にすることができ、また、前記フィルタ部は、複数のフィルタボックス部からなり、それぞれのフィルタボックス部は前記フィルタをそれぞれ有するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の請求項１から１０に記載のＤＰＦ装置によれば、以下の効果を奏する。
（１）浮遊微粒子の十分な捕集性能を有し、かつエンジン効率の低下を最小限度内にとどめるレベルの圧力損失を達成できる。
（２）金属性であるために排気系への装着に対して十分な機械強度と運転中の振動などに対する耐久性を有する。
（３）車両への搭載可能な大きさと重量である。
（４）排気や燃焼再生時の温度変化に対して十分な耐久性を有する。
（５）車両のサービスライフに対応して、十分高いシステムの耐久性・信頼性を有し、かつ低価格にて実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【０００７】
実施形態１は、主に請求項１などに関する。
【０００８】
実施形態２は、主に請求項２などに関する。
【０００９】
実施形態３は、主に請求項３などに関する。
【００１０】
実施形態４は、主に請求項４などに関する。
【００１１】
実施形態５は、主に請求項５などに関する。
【００１２】
実施形態６は、主に請求項６などに関する。
【００１３】
実施形態７は、主に請求項７などに関する。
【００１４】
実施形態８は、主に請求項８などに関する。
【００１５】
実施形態９は、主に請求項９などに関する。
【００１６】
実施形態１０は、主に請求項１０などに関する。
【００１７】
実施形態１１は、主に請求項１１などに関する。
【００１８】
実施形態１２は、主に請求項１２などに関する。
【００１９】
実施形態１３は、主に請求項１３などに関する。
【００２０】
実施形態１４は、主に請求項１４などに関する。
【００２１】
≪実施形態１≫
【００２２】
<実施形態１の全体構成>
図１と図２を用いて実施形態１を説明する。
【００２３】
実施形態1は、導入部０１０５と、フィルタ部０１０３と、ベンチュリー部０１０４からなるＤＰＦ装置に関するものである。
【００２４】
<実施形態１の構成の説明>
【００２５】
「導入部」は、ディーゼルエンジンからの排気を導入する機能を有する。ディーゼルエンジンからの排気０１０１は、導入部０１０５を通じてフィルタ部に導入される。導入部は、排気の淀みをなくする整流板を有していてよい。導入部は、例えば、図１のＡ−Ａ断面に示すような、流れの淀みをなくするために排気を整流する整流板を有している。この整流板は、複数の開口を有している。この複数の開口とは、例えば、円周方向の開口０１０７であり、また、中央部に設けられた開口０１０６である。また、導入部は例えば、図Ｂ−Ｂ断面に示す胴部に複数の小孔を有する筒状の整流板０１０８を有していてもよい。この整流板は、排気を整流するという目的とともに、オイルスモークなどを酸化する機能を有する。この整流板の付加的機能を通じて、フィルタ部は浮遊微粒子を捕集し燃焼する、というフィルタ部の本来の機能に特化することができる。ただし、これらの整流板は、本発明において本質的ではないために、これを省略してもよい。
【００２６】
導入部における排気を導入する配管の直径は、例えば、１０トントラッククラスの排気量の場合は、略１００ｍｍである。
【００２７】
「フィルタ部」は、導入部から導入される排気中の浮遊微粒子を捕集するための金属ワイヤーを有する金属ワイヤーメッシュからなるフィルタを有する。図２にフィルタ部０１０３の概念図を示す。図３には、ＤＰＦ装置内にフィルタ部とベンチュリー部のみ抽出して、その空間的配置の概念を示す。図４にフィルタ部の構成の一例を示す。フィルタ部は、フィルタを格納するフィルタボックス０４０１に格納され、フィルタ０４０２は金属ワイヤーを有する金属ワイヤーメッシュを何層にも巻いたフィルタである。図５にこのフィルタ０５０１の概念図を示す。このフィルタがフィルタボックスに格納されてフィルタ部０１０３が完成する。フィルタボックスは、前記オイルスモークを酸化して除去する機能を有し、それらの全部または一部が除去された排気が、フィルタボックスに付された複数の小孔よりフィルタに導入される。例えば、この小孔の直径は８ｍｍである。フィルタ部の金属ワイヤーの材料は、腐食的雰囲気であるために、耐食性のある材料が用いられ、例えば、ステンレスなど耐食性のある金属材料が用いられる。金属ワイヤーメッシュは、例えば、二種類以上のものが組み合わされて使われてもよく、図６にその概念図を示す。例えば、二種類の金属ワイヤーメッシュを用いる場合においては、ひとつの金属ワイヤーメッシュ０６０１は、金属ワイヤーの直径８００μｍで、メッシュは４．８ｍｍピッチ、幅はフィルタボックスに収まる１７０ｍｍ、長さは１４０００ｍｍのものと、もうひとつの金属ワイヤーメッシュ０６０２は、金属ワイヤーの径が７５μｍで、スチールウール状になっており、幅は１７０ｍｍ、長さは１００００ｍｍである。この二つの金属ワイヤーメッシュが組み合わされ巻きとられる。直径、メッシュ、幅、長さ、と組み合わせる金属の種類とその数は、これ以外のものであってもよく、浮遊微粒子を捕集できるものであれば、なんでもよい。
【００２８】
巻き方は、メッシュの粗いものと細かいものを重ね合わせたものを巻いてもよく、また、メッシュの粗いものを巻いたあとにメッシュの細かいものを巻いてもよく、逆にメッシュの細かいものを巻いたあとにメッシュの粗いものを巻いても良い。
【００２９】
金属ワイヤーメッシュは、金属ワイヤーメッシュ長手方向に対して略斜めでかつ略直交する織り方０６０３でもよく、またパンチングによって、同様の形状を有していてもよい。また、長手方向に対して略直交する方向と略長手方向とのワイヤが織りこまれている織り方０６０１でもよく、また同じ形状を有するパンチング孔を有していてもよい。
【００３０】
なお、フィルタボックスと排気の流れの関係については、排気はフィルタボックスの最外面の胴部にある複数の小孔から流入し、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ内部を通って、フィルタボックスの内側の筒状の胴部にある小孔を通じて排気が排出されてもよいし、また、逆に、フィルタボックスの内側の筒状の胴部にある小孔を通じて排気が流入し、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ内部を通って、フィルタボックスの最外面の複数の小孔から排気が流出してもよい。
【００３１】
フィルタ部のフィルタは、その外形は、例えば、１０トントラッククラスの排気量の場合は、略２５０ｍｍであり、内部の空洞部の直径は、例えば、略１００ｍｍである。また、フィルタの厚みは、例えば、略１９０ｍｍである。
【００３２】
「ベンチュリー部」は、前記フィルタ部の後段に配置され前記フィルタ部内の圧力を所定圧力に維持するためのものである。図２および図３にその配置概念図を示す。このベンチュリー部０１０４は、ベンチュリー効果を利用して、ＤＰＦ内の圧力を調整するものである。ＤＰＦ装置内の圧力は、例えば、１０ｋＰａが望ましい。この圧力の作用としては、排気では維持できない高温の環境を前記フィルタ部０１０３内に実現するということがあげられる。ベンチュリー効果とは、図７に示すベンチュリー管０７０１のように、口を絞り、流速を速めることによって圧力を抑制するものである。なお、エンジンの回転速度によって、排出ガス量が異なってくるために、例えば、図７に示すベンチュリー部の側面に一以上の開口０７０２を設けて、拡散する排気をここから漏出させることによって、ＤＰＦ装置内の圧力を低減させることができる。エンジンの回転速度が上昇すると、排気が多くなるため、開口０７０２から多くの排気が漏出することによって、ＤＰＦ装置内が高圧になることを抑制する。また、エンジンの回転速度が低回転の場合は、排気もすくなく、ベンチュリー管の部分を通過しても排気は拡散しないので、ＤＰＦ装置内の圧力が保たれるという作用がある。ただし、この開口０７０２は、本実施形態に必須のものではないために、省略してもよい。
【００３３】
ベンチュリー部のベンチュリー管の排気を導入する部分の径は、例えば、１０トントラッククラスの排気量の場合は、略１２０ｍｍであり、ベンチュリー管の絞った部分は、例えば略８０ｍｍであり、ベンチュリー管の長さは、例えば、略６５ｍｍである。
【００３４】
本実施形態の導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、を覆う筒状の形状であるＤＰＦ装置の全体の寸法形状は、例えば、１０トントラック程度の排気対象とした場合、その直径は、例えば略３００ｍｍであり、全長は、例えば略１２４０ｍｍとなる。
【００３５】
また、前記導入部、フィルタ部、ベンチュリー部は、その断面は円形に限らずそれ以外の形状であってもよい。
【００３６】
このＤＰＦ装置は、エンジンの直後に設置してもよく、例えば、図２３に示すようなトラックにおいて、エンジン２３０１の直後の配管２３０２を介して、ＤＰＦ装置２３０３に接続され、エンジンの排気がＤＰＦ装置に導入されてもよい。
【００３７】
また、ＤＰＦ装置は、エンジンの直後に配されるのではなく、例えば、図２４に示すように、エンジン２４０１とＤＰＦ２４０４の間に装置２４０４を介して、その装置の後ろに本ＤＰＦ装置を配する、という場合も含まれる。この際、エンジンとＤＰＦ装置の間には、どのような装置があってもよい。
【００３８】
<実施形態１の効果>
【００３９】
本実施形態は、エンジンから発生する浮遊微粒子を捕集し、これを燃焼する性能を有し、かつエンジン効率の低下を最小限度にとどめるレベルの圧力損失を達成できる、という効果を奏する。
【００４０】
≪実施形態２≫
【００４１】
<実施形態２の全体構成>
図８と図９を用いて実施形態２を説明する。
【００４２】
実施形態２は、実施形態１を基本として、特徴点は、前記フィルタ部内の圧力維持によって、前記排気が有する排熱を前記金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーに付与して、前記金属ワイヤーを所定の温度以上にする点である。
【００４３】
<実施形態２の構成の説明>
【００４４】
導入部０８０１と、フィルタ部０８０２と、ベンチュリー部０８０３と、に関しては実施形態１と基本的機能は共通であるので、詳細な説明は省略する。
【００４５】
本実施形態の特徴は、前記フィルタ部内の圧力維持によって、前記排気が有する排熱を前記金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーに付与して、前記金属ワイヤーを所定の温度以上にする点である。排気の導入部の直後にフィルタ部を配することにより、排気の圧力が高められて、排気の排熱が圧力上昇と相俟って所定の温度以上を達成することが可能になる。例えばディーゼルエンジンの排熱は、４００度摂氏であるのに対して、圧力を10ｋＰａにすることによって、フィルタ部内部の温度を４５０度摂氏から５００度摂氏の温度に上げることができる。これによって、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ０９０２の金属ワイヤーの温度を上昇させることができる。前記浮遊微粒子は、金属ワイヤーメッシュに捕集されているため、この金属ワイヤーの温度が上昇することによって、燃焼することが可能となる。
【００４６】
この部分の圧力を維持するのは、フィルタによる圧損と、ベンチュリー部による排出ガス量の制限によって達成される。
【００４７】
さらに、この部分の温度を上げるための方法として、導入部直後の排熱が筒状であるＤＰＦ装置の胴部から放熱しないように、導入部からの排気をいったんフィルタ部に直接接触させてフィルタボックス０９０３に排気の排熱を付与して、さらに、フィルタボックス内の金属ワイヤーメッシュは熱伝導率の高い金属にすることによって、フィルタボックス経由で伝播する熱エネルギーを前記金属ワイヤーメッシュに付与するという方法も本実施形態に含まれる。図８に示される導入部とフィルタ部の構造は、こうした排気直後の排熱をフィルタボックス経由で金属ワイヤーメッシュに付与するという形式である。ただし、この高温化によって、圧力が高くなりすぎる場合には、ディーゼルエンジン効率は低下する。
【００４８】
<実施形態２の効果>
【００４９】
本実施形態は、フィルタ部内の圧力維持によって、金属ワイヤーメッシュを所定の温度以上にすることが可能となり、金属ワイヤーに付着した微粒子を燃焼させることができる、という効果を奏する。
【００５０】
≪実施形態３≫
【００５１】
<実施形態３の全体構成>
図１０と図１１を用いて、実施形態３を説明する。
【００５２】
実施形態３は、実施形態１または２を基本として、特徴点は、前記フィルタ部は、複数のフィルタボックス部からなる点である。
【００５３】
<実施形態３の構成の説明>
【００５４】
導入部１００４と、フィルタ部１００１と、ベンチュリー部１００３と、に関しては実施形態１または２と基本的機能は共通であるために詳細な説明は省略する。
【００５５】
実施形態３の特徴は、前記フィルタ部は、複数のフィルタボックス部からなり、それぞれのフィルタボックス部は前記フィルタをそれぞれ有する点である。複数のフィルタボックスは、自動車のエンジンの種類と燃料の種類によって組み合わせを変えても良い。
【００５６】
図１０の上段に示すのはフィルタの配置図である。また、図１０の下段に示すのはＤＰＦ装置の断面図である。本実施形態のフィルタ部は複数のフィルタボックス部からなる。例えば、導入部の直後にあるフィルタボックス部１００１と、ベンチュリー部の直前にあるフィルタボックス部１００２である。このケースでは、２個のフィルタボックス部であるが、フィルタボックスは２個以上あってもよい。
【００５７】
ひとつのフィルタボックス部１１０１は、金属ワイヤーメッシュと、フィルタボックス１１０３と、からなり、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ１１０２を有する。
【００５８】
複数のフィルタボックス部のそれぞれは、浮遊微粒子を複数のフィルタボックス部によって捕集する、という共通の機能を有していてもよい。また、複数のフィルタボックス部のそれぞれが、固有の機能を有していてもよい。複数のフィルタボックス部のそれぞれが固有の機能を有している場合についての一例をあげると、例えば、図１０の導入部の排気直後のフィルタボックス部１００１は主として浮遊微粒子を捕集しこれを燃焼する機能を有し、ベンチュリー部直前のフィルタボックス部はＮＯｘを酸化する機能を有する、というものである。このようにフィルタボックス部ごとに異なる機能を有する場合には、フィルタボックス部を構成する金属ワイヤーメッシュはそれぞれの機能に応じた金属が使い分けられてもよい。例えば、浮遊微粒子を捕集し燃焼する機能を有するフィルタボックス部はその金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーはステンレスであってよく、また、ＮＯｘを酸化する機能を有するフィルタボックス部の金属ワイヤーメッシュに用いる金属ワイヤーはチタンであってもよい。
【００５９】
また、複数のフィルタボックス部のサイズを変えることによって、圧力調整を可能にすることも可能である。これは、フィルタボックスのサイズによって、圧損が異なることを利用したものである。ただし、フィルタボックス胴部に配する小孔の数や径、さらに、金属ワイヤーメッシュのメッシュのピッチや金属ワイヤーの径などによっても圧損を調整することが可能であることは勿論である。
【００６０】
なお、フィルタボックスと排気の流れの関係については、排気はフィルタボックスの最外面の胴部にある複数の小孔から流入し、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ内部を通って、フィルタボックスの内側の筒状の胴部にある小孔を通じて排気が排出されてもよいし、また、逆に、フィルタボックスの内側の筒状の胴部にある小孔を通じて排気が流入し、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ内部を通って、フィルタボックスの最外面の複数の小孔から排気が流出してもよい。例えば、本実施形態を示す図１０においては、導入部の直後にあるフィルタは、排気はフィルタボックスの最外面の胴部にある複数の小孔から流入し、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ内部を通って、フィルタボックスの内側の筒状の胴部にある小孔を通じて排出され、その直後に配されているフィルタボックスにおいては、排気はフィルタボックスの内側の筒状の胴部にある小孔を通じて流入し、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタ内部を通って、フィルタボックスの最外面の複数の小孔から流出するものとなっている。
【００６１】
なお、本実施形態の一例である図１０における排気の流れは、導入部１００４の直後に配されたフィルタボックス部１００１と、ベンチュリー部１００３の直前に配されたフィルタボックス部１００２の二つのフィルタボックスとの間で共通の空間を共有しており、大気に接し熱が逃げやすいＤＰＦ装置の胴部から離れた内部に空間を形成するために、この中においては温度が均一となり、高温を維持しやすい構造になっている。
【００６２】
<実施形態３の効果>
【００６３】
本実施形態は、複数のフィルタボックス部を有することにより、エンジンの種類や燃料の種類に応じた最適なフィルタ部を構成することができる、という効果を奏する。さらに、本実施形態は、フィルタ部の機能を浮遊微粒子の捕集と燃焼だけでなく、ＮＯｘを酸化するなどの機能を付加することができる、という効果も奏する。
【００６４】
≪実施形態４≫
【００６５】
<実施形態４の全体構成>
図１２と図１３を用いて、実施形態４を説明する。
【００６６】
実施形態４は、実施形態３を基本として、特徴点は、前記フィルタボックス部の前記フィルタは、それぞれ交換可能である点である。
【００６７】
<実施形態４の構成の説明>
【００６８】
導入部１２０４と、フィルタ部１２０１と、ベンチュリー部１２０３と、に関しては実施形態３と基本的機能は共通であるので詳細な説明は省略する。
【００６９】
本実施形態の特徴点は、前記フィルタボックス部の前記フィルタは、それぞれ交換可能である点である。
【００７０】
交換可能であるとは、長時間の使用によってフィルタ部に浮遊微粒子が付着しフィルタの再生ができない場合に、このフィルタを交換することが可能となることである。例えば、図１３に示すように、フィルタボックス部１３０１が長時間の使用によって、フィルタ１３０３に浮遊微粒子が燃焼できないままに付着している場合、ＤＰＦ装置が浮遊微粒子を燃焼できなくなるなどの機能上の問題が発生してくる。その場合には、フィルタボックス１３０２からフィルタ１３０３を取り出し、新しいフィルタ１３０４に交換することにより、その機能を復元することが可能になる。一方、フィルタボックス１３０２に付着するオイルスモークなどについては、金属ワイヤーメッシュとは異なって、フィルタボックスが面だけからなるためにその洗浄は容易である。界面活性剤などによってその機能を復元できる。
【００７１】
また、フィルタが交換可能であることによって、性能が改良されたフィルタができれば、新しいフィルタの交換だけによってＤＰＦ装置の機能向上が可能となる。
【００７２】
また、フィルタが交換可能であることによって、自動車の種類と燃料の種類に応じてそれに最適なフィルタに交換することが可能となる。最適なフィルタは、フィルタボックスと、金属ワイヤーメッシュからなるフィルタの組み合わせをいい、さらに、最適にフィルタは、フィルタを構成する複数の金属ワイヤーメッシュの組み合わせをいう。このとき、金属ワイヤーの直径、ピッチ、織り方、金属の種類、などを変えることによって、フィルタに要求される要求性能を満足する最適なフィルタを見つけることができる。要求性能とは、例えば、浮遊微粒子を捕集し燃焼させて排出ガスより排出される浮遊微粒子の上限値であったり、ＮＯｘが排出ガス中に含まれる上限値である。なお、前記排出ガスとは、最終的にＤＰＦ装置から大気中に排出されるガスのことをいう。
【００７３】
<実施形態４の効果>
【００７４】
本実施形態は、ＤＰＦ装置の機能が低下した場合に、フィルタの交換によってその機能の復元を可能とする、あるいは、自動車の種類、燃料の種類によって最適なフィルタを選択することが可能となる、という効果を奏する。また、本実施形態は、使用済みのフィルタを性能が改良されたフィルタに交換することによって、ＤＰＦ装置の機能向上を図ることが可能になる、という副次的な効果も奏する。
【００７５】
≪実施形態５≫
【００７６】
<実施形態５の全体構成>
図１４と図１５を用いて実施形態５の内容を説明する。
【００７７】
実施形態５は、実施形態１から４の何れか一を基本として、特徴点は、前記フィルタ部の前記フィルタは、チタン材料からなるチタン板上に酸化ニッケル薄膜を形成したチタンニッケル複合板を有する複合手段をさらに有する点である。
【００７８】
<実施形態５の構成の説明>
【００７９】
導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、に関しては実施形態１から４の何れか一と基本的機能は共通であるので詳細な説明は省略する。
【００８０】
本実施形態のフィルタ部の前記フィルタボックス１４０３は、「複合手段」１５０１をさらに有する。「複合手段」は、チタン材料からなるチタン板１５０３上に酸化ニッケル薄膜１５０２を形成したチタンニッケル複合板を有する。酸化ニッケル薄膜は、チタン板の片面のみに形成されてもよく、また、両面に形成されてもよい。この複合手段によって、フィルタボックス上に付着したオイルスモークが酸化されやすくなる。これは、この複合手段がオイルスモークの酸化触媒として作用することを意味する。
【００８１】
フィルタ部のフィルタボックスは、排気による排熱により高温に維持されれば、この酸化触媒はさらに効率がよくなる。
【００８２】
<実施形態５の効果>
【００８３】
本実施形態は、フィルタボックスに付着したオイルスモークを酸化する酸化触媒として作用する、という効果を奏する。
【００８４】
≪実施形態６≫
【００８５】
<実施形態６の全体構成>
図１６と図１７を用いて実施形態６を説明する。
【００８６】
実施形態６は、実施形態５を基本として、特徴点は、前記ニッケル薄膜１６０２の厚み１７０１は１０オングストロームから５００オングストロームの厚みを有する点である。
【００８７】
<実施形態６の構成の説明>
【００８８】
複合手段１６０１に関しては、実施形態５と基本的機能は同一であるので詳細な説明は省略する。
【００８９】
本実施形態の特徴点は、前記ニッケル薄膜の厚みは１０オングストロームから５００オングストロームの厚みを有する点である。本来ニッケル薄膜を形成させるのは、チタンとニッケルの両方の触媒作用を有効に生かすためである。オイルスモークは、チタンとニッケルの両者の触媒作用により酸化されるために、ニッケル薄膜が形成されるといっても、チタン板上に満遍なく分散されて、数十オングストロームから数百オングストロームのピッチで、チタン板が露出している必要がある。すなわち、薄膜といえども、チタン板上を完全に覆うのではなく、数十オングストロームから数百オングストロームのピッチで、ニッケルの薄膜がなくチタンが表面に露出するような表面構造になっている必要がある。チタン板を覆うニッケル薄膜の面積のチタン板の面積に対する面積比は５０％が理想であり、例えば、一辺が数百オングストロームの長さからなる正方形を考えた場合に、この局所的な範囲である正方形においても同様の５０％という面積比が、チタン板上のすべての範囲において達成されていることが望ましい。したがって、ニッケル薄膜１６０２が厚すぎれば、チタン板１６０３の触媒としての効果が薄れ、また、ニッケル薄膜が薄すぎるとニッケルの触媒としての効果が薄れる、というデメリットが生じる。これを防止するために、ニッケル薄膜の厚みの上限値と下限値が設定される。したがって、オングストロームのレベルでの薄膜の形成が必要である。なお、チタンの厚み１７０２は、フィルタボックスとしての強度が確保できる厚みであればよく、０．１ｍｍから３．０ｍｍの厚みがあればよい。
【００９０】
本実施形態では、ニッケル薄膜の厚みは、１０オングストロームから５００オングストロームであり、１０オングストローム以下であれば、ニッケルが微量になりすぎてニッケルの触媒作用が期待できず、また５００オングストローム以上であれば、チタンがニッケルに覆われてしまうためにそのチタンの触媒作用が期待できなくなるという問題が生じる。
【００９１】
<実施形態６の効果>
【００９２】
本実施形態によって、ニッケルとチタンの両方の酸化触媒性能を期待できるフィルタボックス用の材料を得ることができる、という効果を奏する。
【００９３】
≪実施形態７≫
【００９４】
<実施形態７の全体構成>
図１８と図１９を用いて実施形態７を説明する。
【００９５】
実施形態７は、実施形態５を基本として、特徴点は、前記ニッケル薄膜１８０２の厚み１９０１は５０オングストロームから２００オングストロームの厚みを有する点である。
【００９６】
<実施形態７の構成の説明>
【００９７】
複合手段１８０１に関しては、実施形態５と基本的機能は同一であるので詳細な説明は省略する。
【００９８】
本実施形態の特徴点は、前記ニッケル薄膜の厚みは５０オングストロームから２００オングストロームの厚みを有する点である。実施形態６にて述べたように、本来ニッケル薄膜を形成させるのは、チタンとニッケルの両方の触媒作用を有効に生かすためである。チタン板の厚み１９０２は、前記フィルタボックスとして強度があればよく、０．１ｍｍから３．０ｍｍの厚みがあればよい。
【００９９】
本実施形態では、ニッケル薄膜の厚み１９０１は、５０オングストロームから２００オングストロームであり、ニッケル薄膜の厚みが５０オングストローム以下であれば、製造技術上は厚みの制御が困難である。すなわち、チタン板１８０３上にニッケルの結晶化が偏在して成長するために、チタン板上に平均的にニッケルを分散せしめることが困難となる。この平均的に、というのは、例えば、チタン板上の任意の場所において、一辺が数百オングストームからなる正方形を考えた場合に、ニッケル薄膜の面積がこの正方形の面積に対して常に一定の比率、たとえば５０％が達成されていることを言う。一方、ニッケルの薄膜の厚みが２００オングストローム以上であれば、製造技術上はニッケルの付着厚にばらつきが生じる、という問題が生じる。発明者らの研究成果によれば、５０オングストロームから２００オングストロームの範囲では、一般的にニッケル薄膜がチタン板上に平均的に薄膜を生じるという結果が得られている。
【０１００】
<実施形態７の効果>
【０１０１】
本実施形態によって、製造技術上品質確保が確実にできて、製造技術的に安定した品質を出せるフィルタボックス用の材料としてのチタンニッケル複合板を得ることができる、という効果を奏する。
【０１０２】
≪実施形態８≫
【０１０３】
<実施形態８の全体構成>
図２０を用いて実施形態８を説明する。
【０１０４】
実施形態８は、実施形態７を基本として、特徴点は、前記ニッケル薄膜は、いわゆる島状構造２００１を有する点である。
【０１０５】
<実施形態８の構成の説明>
【０１０６】
複合手段に関しては、実施形態８とその基本的機能は共通であるので詳細な説明は省略する。
【０１０７】
本実施形態の特徴は、前記ニッケル薄膜は、いわゆる島状構造を有する点である。複合手段は、ニッケルとチタンの両者の触媒作用を有効に作用させるということがその本来の目的である。島状構造とは、チタン板上にニッケルが島状に点在することを言う。例えば、図２０に示すように、チタン板上２００２にニッケル２００１が島状に点在することを言う。島状に点在するメリットは、チタンおよびニッケルの両者が排気に対していずれも露出しており、排気がこれら両金属に接触するためにチタンとニッケルの両者の酸化触媒としての作用を期待できる点である。これは、数十オングストロームから数百オングストロームの直径のニッケルの微細な島がチタン板上に無数に分散しているために、このような効果が得られる。このために、島状構造はニッケルとチタンの両者のすぐれた複合手段であるということができる。
【０１０８】
島状構造の場合のニッケルの形状は、例えば、図２０に示す液滴状であってもよく、また、それ以外の形状であってもよい。排気に触れる面積は、チタンとニッケルとでは同一の面積であることが望ましいが、自動車の種類、燃料の種類によってこの比率は変わってよい。
【０１０９】
<実施形態８の効果>
実施形態８によって、酸化触媒効果に優れるフィルタボックス材料の微細構造を得ることができる、という効果を奏する。
【０１１０】
≪実施形態９≫
【０１１１】
<実施形態９の全体構成>
図２１を用いて実施形態９を説明する。
【０１１２】
実施形態９は、実施形態１から８の何れか一を基本として、特徴点は、前記ベンチュリー部は、大気側開口部２１０２を有し、前記大気側開口部は、エンジンの回転数に感応して開口率を変化させる開口率可変手段を有する点である。
【０１１３】
<実施形態９の構成の説明>
【０１１４】
導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、に関してはに実施形態１から８の何れか一と基本的機能は共通であるので、詳細な説明は省略する。
【０１１５】
本実施形態の前記ベンチュリー部は、「大気側開口部」を有する。前記「大気側開口部」は、「開口率可変手段」を有する。「開口率可変手段」は、エンジンの回転数に感応して開口率を変化させる機能を有する。「大気側開口部」は、ベンチュリー部の大気側つまりＤＰＦ装置において、フィルタ部と反対側に開口部が配される。この開口部は、エンジンの回転数が高くなるにつれて開口率が変化し、例えば、エンジン回転数が高くなると、開口率が高くなる。
【０１１６】
図２１に示すように、開口率可変手段は、たとえば、歯車２１０４を有する回転体であり、２１０５のような遮蔽板を有する。開口率可変手段は、ベンチュリー部に内蔵されており、遮蔽板は大気側開口部２１０２の開口を遮蔽することによって、開口率を変えることができる。開口率可変手段は、歯車２１０４を回転させる歯車２１０３から回転力を得る。この小さな歯車はモーターに接続しており、エンジンの回転数に感応して回転し、開口率可変手段の歯車を回転させて、大気側開口部の開口率を変更させる。例えば、エンジン回転数が高くなると、歯車は右回転し、これにともなって、開口率可変手段の歯車２１０４は左回転し、これとともに遮蔽板２１０４も左回転し、図２１における位置から、大気側開口部の遮蔽をしない方向に回転する。また、例えば、エンジンが高回転から低回転に回転数が下がる場合には、歯車２１０３は左回転し、これにともなって、開口率可変手段の歯車２１０４は右回転し、これにともない遮蔽版２１０４も右回転し、大気側開口部を遮蔽する方向に回転する。
【０１１７】
なお、開口率可変手段および大気側開口部については、上記の例に制限させることはなく、本実施例の要旨を逸脱しない範囲において種種変更を加えることができることは勿論である。たとえば、ベンチュリー部の排出口の部分の開口率を可変にするものであってもよい。さらに、上記回転体は、前後に動くような場合であってもよい。さらに、遮蔽板は、カメラの絞りのような構造であってもよく、これに応じて大気側開口部は四辺形ではなく円形であってもよい。
【０１１８】
開口部を調節する方式は、図２１に示したものに限定されず、それ以外の電子的機構によるもの、機械的機構によるものなどすべて含まれる。例えば、電子的機構の場合、エンジンの回転数に関する情報を取得し、この回転数に関する信号に応じて、指定の遮蔽率になるように歯車２１０３の回転を決定する。
【０１１９】
<実施形態９の効果>
【０１２０】
本実施形態によって、ベンチュリー部においてエンジン回転数の連動して圧力制御が可能になるために、本実施形態によって、ＤＰＦ装置の再生効率が高くなるという効果を奏する。
【０１２１】
≪実施形態１０≫
【０１２２】
<実施形態１０の全体構成>
図２２を用いて実施形態１０を説明する。
【０１２３】
実施形態１０は、実施形態５から９を基本として、特徴点は、前記チタンニッケル複合板は、表面が酸化されたチタン板を硝酸ニッケル水溶液に浸漬することにより形成される点である。
【０１２４】
<実施形態１０の構成の説明>
【０１２５】
複合手段に関しては、実施形態５から９の何れか一と基本的機能は同一であるので、詳細な説明は省略する。
【０１２６】
前記チタンニッケル複合板は、表面が酸化されたチタン板を硝酸ニッケル水溶液に浸漬することにより形成される。例えば、図２２に示す手順にてチタンニッケル複合板を得ることができる。以下に示す手順は、その一例であり、部分的な変更については本実施形態に含まれるものである。
【０１２７】
まず、チタン板をアセトン洗浄する。つぎに、常温にて乾燥し、７００度摂氏から９００度摂氏以上の温度にて二時間加熱する。０．５Ｍ−硝酸水溶液に含浸し、そののち洗浄する。これらの手順を通じて、表面が酸化した酸化チタン板が得られる。
【０１２８】
つぎに、この酸化チタン板を０．１５Ｍ−硝酸ニッケル水溶液に含浸し、これを１００から４００度摂氏以上にて加熱乾燥する。前記０．１５Ｍ−硝酸ニッケル水溶液への含浸と、１００から４００度摂氏以上にて加熱乾燥、という手順を５回程度繰り返し、その後、７００から９００度摂氏以上の温度にて二時間加熱する。この手順を通じて、酸化チタン板から本実施形態のチタンニッケル複合板を得ることができる。
【０１２９】
<実施形態１０の効果>
【０１３０】
本実施形態によって、ニッケルの薄膜が形成されたチタンニッケル複合板を取得できる、という効果を奏する。
【０１３１】
≪実施形態１１≫
【０１３２】
<実施形態１１の構成>
【０１３３】
実施形態１１は、実施形態１から実施形態１０の何れか一を基本として、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、からなるＤＰＦ装置であって、特徴点は、前記フィルタ部の前記金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーは、ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3  のいずれか一又は二以上の組み合わせの材料からなる点である。
【０１３４】
<実施形態１１の構成の説明>
【０１３５】
本実施形態は、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、に関しては実施形態１から１０の何れか一と基本的機能は共通である。したがって、これらについての詳細な説明は省略する。
【０１３６】
実施形態１１の「フィルタ部」の金属ワイヤーメッシュの金属ワイヤーは、のいずれか一又は二以上の組み合わせ材料からなる点である。ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3は、酸化触媒として用いることのできる金属であり、酸化活性の高い順に記載している。ＰｄＯは、酸化パラジウムである。ＰｔＯは、酸化白金である。Ｃｏ3Ｏ4は、酸化コバルトである。ＣｕＯは、酸化銅である。Ａｇは、銀である。ＮｉＯは、酸化ニッケルである。ＴｉＯ2は、酸化チタンである。Ｆｅ2Ｏ3は、酸化鉄である。ＣｅＯ2は、酸化セリウムである。Ａｕは、金である。Ｖ2Ｏ5は、酸化バナジウムである。ＺｎＯは、酸化亜鉛である。Ｃｒ2Ｏ3は、酸化クロムである。ＣａＯは、酸化カルシウムである。ＢａＯは、酸化バリウムである。Ａｌ2Ｏ3は、アルミナである。組み合わせとしてはたとえば、ＰｄＯとＣｏ3Ｏ4，ＣｕＯとＡｇとＮｉＯ，ＴｉＯ２とＦｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2とＡｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯとＣｒ2Ｏ3とＣａＯ，ＢａＯとＡｌ2Ｏ3  の組み合わせや、ＰｄＯとＰｔＯとＣｏ3Ｏ4，ＣｕＯとＡｇとＮｉＯとＴｉＯ2とＦｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2とＡｕとＶ2Ｏ5，ＺｎＯとＣｒ2Ｏ3とＣａＯとＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3とＰｄＯ，ＰｔＯとＣｏ3Ｏ4，ＣｕＯとＡｇとＮｉＯとＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3とＣｅＯ2とＡｕとＶ2Ｏ5，ＺｎＯとＣｒ2Ｏ3とＣａＯとＢａＯとＡｌ2Ｏ3  の組み合わせなどが効果がある。これらの材料は、それぞれの金属を目的物に被覆し、その後、酸素雰囲気中にて高温加熱炉で加熱することなどにより形成可能である。
【０１３７】
<実施形態１１の効果>
【０１３８】
本実施形態によって、エンジンの種類、大きさ、使用する燃料、などに応じて最適な金属ワイヤー材料を選択する選択自由度が高まる、という効果を奏する。
【０１３９】
≪実施形態１２≫
【０１４０】
<実施形態１２の構成>
【０１４１】
実施形態１２は、実施形態３から５のいずれか一を基本として、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、からなるＤＰＦ装置であって、特徴点は、前記フィルタ部の前記フィルタボックスは、ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3  のいずれか一又は二以上の組み合わせの材料からなる点である。
【０１４２】
<実施形態１２の構成の説明>
【０１４３】
本実施形態は、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、に関しては実施形態３から５の何れか一と基本的機能は共通である。したがって、これらの詳細な説明は省略する。
【０１４４】
実施形態１２の「フィルタ部」のフィルタボックスは、ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3  のいずれか一又は二以上の組み合わせ材料からなる点である。ＰｄＯ，ＰｔＯ，Ｃｏ3Ｏ4，ＣｕＯ，Ａｇ，ＮｉＯ，ＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ａｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＣａＯ，ＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3  は、酸化触媒として用いることのできる金属であり、酸化活性の高い順に記載している。ＰｄＯは、酸化パラジウムである。ＰｔＯは、酸化白金である。Ｃｏ3Ｏ4は、酸化コバルトである。ＣｕＯは、酸化銅である。Ａｇは、銀である。ＮｉＯは、酸化ニッケルである。ＴｉＯ2は、酸化チタンである。Ｆｅ2Ｏ3は、酸化鉄である。ＣｅＯ2は、酸化セリウムである。Ａｕは、金である。Ｖ2Ｏ5は、酸化バナジウムである。ＺｎＯは、酸化亜鉛である。Ｃｒ2Ｏ3は、酸化クロムである。ＣａＯは、酸化カルシウムである。ＢａＯは、酸化バリウムである。Ａｌ2Ｏ3は、アルミナである。組み合わせとしてはたとえば、ＰｄＯとＣｏ3Ｏ4，ＣｕＯとＡｇとＮｉＯ，ＴｉＯ２とＦｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2とＡｕ，Ｖ2Ｏ5，ＺｎＯとＣｒ2Ｏ3とＣａＯ，ＢａＯとＡｌ2Ｏ3  の組み合わせや、ＰｄＯとＰｔＯとＣｏ3Ｏ4，ＣｕＯとＡｇとＮｉＯとＴｉＯ2とＦｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2とＡｕとＶ2Ｏ5，ＺｎＯとＣｒ2Ｏ3とＣａＯとＢａＯ，Ａｌ2Ｏ3とＰｄＯ，ＰｔＯとＣｏ3Ｏ4，ＣｕＯとＡｇとＮｉＯとＴｉＯ2，Ｆｅ2Ｏ3とＣｅＯ2とＡｕとＶ2Ｏ5，ＺｎＯとＣｒ2Ｏ3とＣａＯとＢａＯとＡｌ2Ｏ3  の組み合わせなどが効果がある。これらの材料は、それぞれの金属を目的物に被覆し、その後、酸素雰囲気中にて高温加熱炉で加熱することなどにより形成可能である。
【０１４５】
<実施形態１２の効果>
【０１４６】
本実施形態によって、エンジンの種類、大きさ、使用する燃料、などに応じて最適なフィルタボックス材料を選択する選択自由度が高まる、という効果を奏する。
【０１４７】
≪実施形態１３≫
【０１４８】
<実施形態１３の構成>
【０１４９】
実施形態１３は、実施形態１から１２の何れか一を基本として、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、からなるＤＰＦ装置であって、特徴点は、前記フィルタ部は、その金属ワイヤーメッシュの巻き回しを、前記ディーゼルエンジンの排気圧力に応じて調整可能である調整可能構造を有する点である。
【０１５０】
<実施形態１３構成の説明>
【０１５１】
本実施形態は、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、に関しては実施形態１から１２の何れか一と基本的機能は共通である。したがって、これらの詳細な説明は省略する。
【０１５２】
本実施形態の「フィルタ部」は、その金属ワイヤーメッシュの巻き回しを、前記ディーゼルエンジンの排気圧力に応じて調整可能である調整可能構造を有する。ディーゼルエンジンの排気圧力は、金属ワイヤーメッシュ間の間隔をきつく巻き回して、巻き回しの回数を多くすることにより高くなる。また、ディーゼルエンジンの排気圧力は、金属ワイヤーメッシュ間の間隔をゆるく巻き回して、巻き回しの回数を少なくすることにより低くなる。発明者の実験的研究によって、金属ワイヤーメッシュの圧力損失がディーゼルエンジンの排気圧力に及ぼす影響が高いことが解明されている。本実施形態の発明は、この実験的事実に基づいて、金属ワイヤーメッシュの巻き回しを調整することによって、ディーゼルエンジンの排気圧力を調整する。
図２５は、本実施形態の調整構造のひとつを例示した図である。例えば、金属ワイヤーメッシュを巻いたフィルタボックス２５０１の開口部２５０２に嵌合する飛び出し量を調整可能な突起２５０３を有する巻き締め装置２５０７にて、金属ワイヤーメッシュの巻き回し回数を多くすることができる。巻き締め装置２５０７をフィルタボックス２５０１に装着し、腕部２５０６を回転させるとこの力が軸部２５０５を通じて回転部２５０４に伝わり、さらに、突起２５０３を介して、回転力がフィルタボックス開口部２５０２に伝達される。フィルタボックス中央部は、回転自由な構造になっており、これに金属ワイヤーメッシュが固定されていると、前記巻き締め装置の腕部を回転させれば金属ワイヤーメッシュがこの腕部の回転に応じて巻き締められる。この図２５の例では、調整可能構造は、開口部２５０２と、フィルタボックス中央部の回転自由な構造を言う。この「調整可能」には二つの意味がある。ひとつはエンジンに本件実施形態のＤＰＦ装置を接続した後に調整を可能とする構造であり、他の一つは、エンジンに本件実施形態のＤＰＦ装置を接続する前に調整可能とする構造である。後者は、本件実施形態のフィルタ部が調整可能構造を有するという意味と、本件実施形態のフィルタ部が調整可能な組み立てができる構造である調整可能組み立て構造を有するという意味の両者を含む趣旨である。
【０１５３】
<実施形態１３の効果>
【０１５４】
本実施形態の調整可能構造によって、ディディーゼルエンジンの効率を左右する重要なファクターであるディーゼルエンジンの排気圧力を金属ワイヤーメッシュの巻き回しにて自由に調節することできる、という効果を奏しえる。
【０１５５】
≪実施形態１４≫
【０１５６】
<実施形態１４の構成>
【０１５７】
実施形態１４は、実施形態１３を基本として、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、からなるＤＰＦ装置であって、特徴点は、前記調整可能構造は、前記金属ワイヤーメッシュの径、メッシュ間ピッチ、巻き回し回数、巻きまわす金属ワイヤーの全長、のいずれか一又は二以上の組み合わせを調節可能な構造である点である。
【０１５８】
<実施形態１４の構成の説明>
【０１５９】
本実施形態は、導入部と、フィルタ部と、ベンチュリー部と、に関しては実施形態１４と基本的機能は共通である。したがって、これらについての詳細な説明は省略する。
【０１６０】
実施形態１４の「調整可能構造」は、前記金属ワイヤーメッシュの径、メッシュ間ピッチ、巻き回し回数、巻きまわす金属ワイヤーの全長、のいずれか一又は二以上の組み合わせを調節可能な構造である。本実施形態の調整可能構造の特徴点は、金属ワイヤーメッシュが調整可能構造である点である。発明者らの実験的研究によれば、前記金属ワイヤーメッシュからなるフィルタの圧力損失は、主として、金属ワイヤーメッシュの径、メッシュ間ピッチ、巻き回し回数、巻きまわす金属ワイヤーの全長に影響されることが解明されている。金属ワイヤーメッシュの径を細くして、メッシュ間ピッチを小さくとり、巻き回し回数を多くし、金属ワイヤーの全長を長くする、ことによって圧力損失の大きなフィルタを得ることができる。また、逆に金属ワイヤーメッシュを太くし、メッシュ間ピッチを大きくとり、巻き回し回数を少なくし、金属ワイヤーの全長を短くすることによって、圧力損失の小さなフィルタを得ることができる。勿論、これらの例に限定されることはなく、前記金属ワイヤーメッシュの径、メッシュ間ピッチ、巻き回し回数、巻きまわす金属ワイヤーの全長などをパラメーターとして、これらパラメーターを調整することによって、さまざまな圧力損失を有するフィルタを得ることができる。たとえば、メッシュピッチとしては、図６に示すように調整できる。図６の一番上のメッシュ０６０１は粗いメッシュピッチの例であり、下に行くにしたがって０６０３、０６０２、０６０４メッシュピッチは細かくなっている。つまり、金属ワイヤーメッシュとして利用する帯状のメッシュ材料（金属ワイヤーの集合）を利用可能な構造を本実施形態のフィルタ部が有していればよい。
【０１６１】
<実施形態１４の効果>
【０１６２】
実施形態１４によって、金属ワイヤーメッシュの径、メッシュ間ピッチ、巻き回し回数、巻きまわす金属ワイヤーの全長、を調整することによって、ディーゼルエンジンの排気圧力を自由に調整できるという効果を奏する。
【０１６３】
尚、本発明のＤＰＦ装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明のＤＰＦ装置は、ディーゼルエンジンだけでなく、その他の浮遊微粒子が問題となる場面において、本装置を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】ＤＰＦ装置の断面図と、ＤＰＦ装置の矢視図
【図２】ＤＰＦ装置の断面図と、フィルタおよびベンチュリーの概念図
【図３】フィルタおよびベンチュリーのみを抽出し、ＤＰＦ装置内に装着した空間配置概念図
【図４】フィルタおよびフィルタボックス、金属ワイヤーメッシュなどの概念図
【図５】巻き取られた金属ワイヤーメッシュの概念図
【図６】フィルタに用いられる金属ワイヤーメッシュを展開した概念図
【図７】ベンチュリー部のベンチュリー管と、開口部を示す概念図
【図８】実施形態２のＤＰＦ装置の断面図とフィルタ部およびベンチュリー部の概念図
【図９】フィルタボックス部を構成するフィルタボックスおよびフィルタの概念図
【図１０】実施形態３の複数のフィルタボックス部を有するＤＰＦ装置と、フィルタボックス部とベンチュリー部を抽出したＤＰＦ装置の空間配置概念図。
【図１１】実施形態３のフィルタボックス部を構成するフィルタボックスおよびフィルタの概念図
【図１２】実施形態４のＤＰＦ装置の断面図とフィルタ部およびベンチュリー部の概念図
【図１３】実施形態４のフィルタボックス部のフィルタを交換する概念図
【図１４】実施形態５のフィルタボックス部のフィルタボックスの概念図
【図１５】実施形態５のチタンニッケル複合板の部分断面を示す概念図
【図１６】実施形態６のチタンニッケル複合板の部分断面を示す概念図
【図１７】実施形態６のチタンニッケル複合板の厚みを示す概念図
【図１８】実施形態７のチタンニッケル複合板の部分断面図
【図１９】実施形態７のチタンニッケル複合板の厚みを示す概念図
【図２０】島状構造をなすニッケル薄膜の部分断面を示す概念図
【図２１】開口率可変手段を有する大気開口部をもつベンチュリー部の概念図
【図２２】チタンニッケル複合板の製作手順の一例を示す図
【図２３】ＤＰＦ装置を搭載したトラックの概念図
【図２４】ＤＰＦ装置を搭載したトラックの概念図
【図２５】ディーゼルエンジンの排気圧力を調整するための、フィルタボックス部の調整可能構造と、調整治具を表す図
【符号の説明】
【０１６６】
０１０１  エンジンよりの排気
０１０２  整流板
０１０３  フィルタ部
０１０４  ベンチュリー部
０１０５  導入部
０１０６  整流板中央開口部
０１０７  整流板円周方向開口部
０１０８  円筒状整流板
０１０９  円筒状フィルタボックスの外胴部
０１１０  円筒状フィルタボックスの内胴部
０１１１  ベンチュリー部入り口
０４０１  フィルタボックス部
０４０２  フィルタ
０５０１  巻き取られた金属ワイヤーメッシュ
０６０１  ピッチの粗い金属ワイヤーメッシュ
０６０２  ピッチの細かい金属ワイヤーメッシュ
０７０１  ベンチュリー管
０７０２  ベンチュリー部の大気側開口
１３０１  使用済みフィルタボックス部
１３０２  使用済みフィルタボックス
１３０３  使用済みフィルタ
１３０４  新しいフィルタ
１５０１  チタンニッケル複合板
１５０２  ニッケル薄膜
１５０３  チタン板
１７０１  ニッケル薄膜厚み
１７０２  チタン板厚み
２００１  島状となったニッケル薄膜のひとつ
２１０３  開閉を調節できる開効率可変のフード
【図１】
2005163766.tif 000003
【図２】
2005163766.tif 000004
【図３】
2005163766.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005163766.tif 000007
【図６】
2005163766.tif 000008
【図７】
2005163766.tif 000009
【図８】
2005163766.tif 000010
【図９】
2005163766.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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