(57)【要約】【課題】長寿命化が可能であり、かつ再生処理に必要なエネルギー量を低下させることができる排気浄化装置を提供すること。【解決手段】施形態に係る排気浄化装置は、フィルタ本体、発熱体、および加熱手段、を具備する。前記フィルタ本体は、隔壁によって区画される複数の排気通路を有する多孔質体によって構成される。前記発熱体は、前記フィルタ本体の前記隔壁の表面上に設けられる。前記加熱手段は、電界印可、磁界印可、または電磁波照射によって前記発熱体を加熱する。前記発熱体は、前記加熱手段から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、前記フィルタ本体の前記吸収率より高い材料によって構成される。【選択図】図４
2016044611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁によって区画される複数の排気通路を有する多孔質体によって構成されるフィルタ本体と、
このフィルタ本体の前記隔壁の表面上に設けられた発熱体と、
電界印可、磁界印可、または電磁波照射によって前記発熱体を加熱する加熱手段と、
を具備し、
前記発熱体は、前記加熱手段から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、前記フィルタ本体の前記吸収率より高い材料によって構成されることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記発熱体の表面上に、酸化触媒をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記発熱体は、金属粉または誘電体により構成されており、
前記金属粉は、この金属の電気抵抗をρ、絶対透磁率をμとし、前記加熱手段によってこの金属に流れる電流の角周波数をωとしたとき、（２ρ／ωμ）１／２の３倍以下の外直径を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記発熱体は、金属酸化物によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記発熱体は、金属酸化物の磁性体によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項６】
前記発熱体は、強磁性体によって構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項７】
前記発熱体は、前記フィルタ本体の常用使用温度より低温のキュリー温度を有する強磁性体によって構成されることを特徴とする請求項２に記載の排気浄化装置。
【請求項８】
前記フィルタ本体は、排気ガスの流路となる筒体の内部に配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガスには、例えば炭素粒子を主成分とする微粒子物質（ＰＭ：パティキュレート・マター）が含まれる。ＰＭは環境汚染物質であるため、通常、内燃機関から排出される排気ガスは、ＰＭを捕捉するフィルタを有する排気浄化装置を通して外気に排出される。なお、排気浄化装置に用いられるフィルタは、一般に、耐熱性に優れた多孔質のセラミックによって構成されており、このようなフィルタは、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルター）と称されている。
【０００３】
ＤＰＦによるＰＭの捕集量が許容値を超えると、目詰まりが生じて、排気ガスの圧力が増大し、内燃機関の燃費が悪化する。また、ＤＰＦによるＰＭの捕集量が許容値を超えると、ＤＰＦが損傷し、ＰＭがＤＰＦに捕捉されずにすり抜ける可能性がる。従って、適切な時期に、ＤＰＦを交換する必要がある。または、適切な時期に、ＤＰＦに対して再生処理（ＰＭの捕集能力を回復させる処理）を実行することが必要である。一般的には、ＤＰＦを、電気ヒータやバーナーによる加熱、ポスト噴射によって６００℃以上に加熱することによって、ＰＭを６００℃以上に加熱、燃焼させ、これによってＰＭを除去する、といった再生処理が行われている。
【０００４】
しかし、多孔質のセラミックは熱伝導率が低いため、ＤＰＦ内において温度勾配が発生しやすい。したがって、ＤＰＦ全体の全てのＰＭを燃焼除去するためには、長時間にわたってＤＰＦを加熱する、またはＤＰＦを、この表面温度がセラミックの常用使用可能温度の目安である８００℃を大幅に超えるまで加熱する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１６３６９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５９０９号公報
【特許文献３】特開２０１４−１４７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態は、長寿命化が可能であり、かつ再生処理に必要なエネルギー量を低減することができる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】
【０００７】
実施形態に係る排気浄化装置は、フィルタ本体、発熱体、および加熱手段、を具備する。前記フィルタ本体は、隔壁によって区画される複数の排気通路を有する多孔質体によって構成される。前記発熱体は、前記フィルタ本体の前記隔壁の表面上に設けられる。前記加熱手段は、電界印可、磁界印可、または電磁波照射によって前記発熱体を加熱する。前記発熱体は、前記加熱手段から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、前記フィルタ本体の前記吸収率より高い材料によって構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る排気浄化装置を含む排気浄化システムを示す概念図である。
【図２】第１の実施形態に係る排気浄化装置の要部を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す排気浄化装置の要部断面図である。
【図４】図３に示されるフィルタ本体の排気通路を含む一部を拡大して示す図である。
【図５】第１の実施形態の第１の変形例に係る排気浄化装置の要部を模式的に示す斜視図である。
【図６】第１の実施形態の第２の変形例に係る排気浄化装置の要部を模式的に示す斜視図である。
【図７】第５の実施形態に係る排気浄化装置に適用されるフィルタ本体の排気通路の一部を示す、図４に対応する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る排気浄化装置を含む排気浄化システムを示す概念図である。図1に示すように、本実施形態に係る排気浄化システムにおいて、例えばディーゼルエンジンなどの内燃機関１から排出される排気ガス２は、排気浄化装置１０に導かれる。排気浄化装置１０は、排気ガス２に含まれる微粒子物質（ＰＭ：パティキュレート・マター）である例えば炭素粒子を主成分とするＰＭを、フィルタ本体１１を用いて捕捉し、ＰＭが除去された清浄な排気ガス２を外気に排出する。この排気浄化装置１０においては、捕捉されたＰＭを、高周波電界の印可、高周波磁界の印可、または電磁波照射等の加熱手段１２によって加熱して燃焼除去する、といったフィルタ本体１１の再生処理が実行される。以下に、このようなシステムに適用される排気浄化装置１０について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る排気浄化装置の要部を模式的に示す斜視図である。また、図３は、図２の一点鎖線Ａ−Ａ´に沿って示す排気浄化装置の要部断面図である。図２および図３に示す排気浄化装置１０は、排気ガス２の流路となる筒体１３、および筒体１３の内部に配置されたフィルタ本体１１、を備える。
【００１１】
筒体１３は、例えば両端が開口端となる方形管形状の金属によって構成される。筒体１３は、一方の端部から流入される排気ガス２を他方の端部から排出することができる構造であればよく、例えば両端が開口端となる円筒管形状の金属によって構成されてもよい。
【００１２】
この筒体１３の内部には、排気ガス２に含まれる微粒子物質（ＰＭ：パティキュレート・マター）として、例えば炭素粒子を主成分とするＰＭを捕捉するフィルタ本体１１が配置されている。フィルタ本体１１は、図３に示すように、隔壁１４によって区画される複数の排気通路１５を有する多孔質体によって構成されるトラップフィルターであり、例えばＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルター）である。なお、多孔質体としては、例えば多孔質のセラミックであるコーディエライトがあげられる。
【００１３】
図４は、図３に示されるフィルタ本体１１の排気通路１５を含む一部を拡大して示す図である。図４に示すように、排気通路１５は、多孔質体内部を隔壁１４によって区画することによって構成されており、このような排気通路１５を構成する隔壁１４の表面上には、発熱体１６が設けられている。発熱体１６は、後述する加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される。本実施形態において、発熱体１６は、表皮深さｄの３倍以下の外直径を有する金属粉によって構成される。
【００１４】
なお、高周波電流が導体を流れる時、表皮効果のために、高周波電流の電流値は、導体の表面で高く、表面から離れると低くなる。ここで、上述した表皮深さｄとは、電流Ｊが表面電流の１／ｅ（約０．３７）倍となる深さであり、以下の式（１）によって表現される。
【００１５】
ｄ＝（２ρ／ωμ）１／２・・・（１）
ただし、ρ＝導体の電気抵抗、ω＝電流の角周波数＝２π×周波数、μ＝導体の絶対透磁率である。
【００１６】
このような表皮深さｄの３倍以下の外直径を有する金属粉は、多孔質のセラミック等のフィルタ本体と比較して、電磁波の電界または磁界の吸収率が高く、発熱体１６としての金属粉を含むフィルタ本体１１が加熱手段１２によって加熱された場合、加熱手段１２から発せられる電界、磁界、または電磁波は、主に金属粉において吸収される。この結果、フィルタ本体１１より先に金属粉が所定温度（例えば６００℃）に達する。したがって、金属粉にＰＭが捕捉されれば、フィルタ本体１１が所定温度に達する前に、ＰＭが燃焼除去される。
【００１７】
なお、金属粉の外直径が表皮深さｄの３倍より大きくなると、このような金属粉は加熱され難いことは知られており、このような金属粉は、発熱体１６としては不適である。
【００１８】
以上に説明した発熱体１６としての金属粉は、多孔質セラミックの排気通路１５をふさぐことがないように形成する必要があり、例えば以下のように形成することができる。
【００１９】
すなわち、ＤＰＦである多孔質のセラミックを、金属を溶かした水溶液として例えば酢酸銅に含浸し、４００℃で乾燥させ、還元炉である水素炉を用いて１２００℃で焼成する。このようにすると、表皮深さｄの３倍以下の外直径を有する銅粉を、隔壁１４の表面に配置することができる。
【００２０】
本実施形態において、発熱体１６は、上記のように表皮深さｄの３倍以下の外直径を有する金属粉であったが、誘電体であってもよい。
【００２１】
図２および図３を再度参照する。本実施形態に係る排気浄化装置１０は、フィルタ本体１１の発熱体１６を加熱する加熱手段１２を有する。加熱手段１２は、フィルタ本体１１を上下に挟むように筒体１３の内部に配置された一対の平面電極１７ａ、１７ｂ、および高周波電源１８、によって構成される電界印可手段である。このような加熱手段１２は、一対の平面電極１７ａ、１７ｂに、高周波電源１８によって、例えば１０ｋＨｚ〜６ＧＨｚのなかから選択された一定の周波数の高周波を連続的に印可し、電極１７ａ、１７ｂ間のフィルタ本体１１に電界を発生させ、これによってフィルタ本体１１が有する発熱体１６を主に加熱する。
【００２２】
なお、図示は省略しているが、筒体１３と電極１７ａ、１７ｂとがそれぞれ導電体である場合、両者間には絶縁体層が形成されている。また、一対の電極１７ａ、１７ｂおよびフィルタ本体１１は、筒体１３の内部において、断熱層に囲まれていてもよい。断熱層を設けることにより、より効率的にフィルタ本体１１の発熱体１６を加熱することができる。
【００２３】
以上に説明した第１の実施形態に係る排気浄化装置１０によれば、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体１６が設けられている。したがって、フィルタ本体１１が所定温度に達する前に、発熱体１６のみを所定温度まで加熱することができる。この結果、フィルタ本体を所定温度以上に加熱していた従来の排気浄化装置と比較して、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置１０の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
さらに、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０によれば、電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体１６のみを、ＰＭの燃焼除去に必要な所定温度まで加熱すればよいため、フィルタ本体の全体を所定温度以上にするために、フィルタ本体の中央部を、所定温度を大幅に超えた温度まで加熱していた従来の排気浄化装置と比較して、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギーを低減することができ、さらには、このような再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００２５】
以上に説明した第１の実施形態に係る排気浄化装置１０においては、発熱体１６の加熱手段として、電界印可手段が適用されたが、加熱手段１２はこれに限定されない。以下に、第１の実施形態の変形例として、電界印可手段とは異なる他の加熱手段を適用した排気浄化装置について説明する。
【００２６】
＜第１の変形例＞
図５は、第１の実施形態の第１の変形例に係る排気浄化装置１０´の要部を模式的に示す斜視図である。図５に示す排気浄化装置１０´において、発熱体１６の加熱手段１２´は、フィルタ本体１１を囲うループアンテナ状の誘導コイル１９、および高周波電源２０によって構成される磁界印可手段である。他の構成については、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様であるため、説明を省略する。
【００２７】
加熱手段１２´としての磁界印可手段は、誘導コイル１９に、高周波電源２０によって、例えば１０ｋＨｚ〜６ＧＨｚのなかから選択された一定の周波数の高周波電流を連続的に印可し、誘導コイル１９の内部のフィルタ本体１１に磁界を発生させ、これによってフィルタ本体１１が有する発熱体１６を主に加熱する。
【００２８】
なお、図示は省略しているが、筒体１３と誘導コイル１９とがそれぞれ導電体である場合、両者は絶縁されている。また、誘導コイル１９およびフィルタ本体１１は、筒体１３の内部において、断熱層に囲まれていてもよい。断熱層を設けることにより、より効率的にフィルタ本体１１の発熱体１６を加熱することができる。
【００２９】
以上に説明した第１の実施形態の第１の変形例に係る排気浄化装置１０´においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２´から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体１６設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置１０´の寿命を延ばすことができる。さらには、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギーを低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００３０】
＜第２の変形例＞
図６は、第１の実施形態の第２の変形例に係る排気浄化装置１０´´の要部を模式的に示す斜視図である。図６に示す排気浄化装置１０´´において、発熱体１６の加熱手段１２´´は、筒体１３に連通して設けられた導波管２１、および高周波電源２２によって構成される電磁波照射手段である。他の構成については、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様であるため、説明を省略する。
【００３１】
加熱手段１２´´としての電磁波照射手段は、高周波電源２２から発せられる、例えば８００ＭＨｚ〜６ＧＨｚのなかから選択された一定の周波数の電磁波を、導波管２１を介して筒体１３の内部に連続的に放射し、放射された電磁波によってフィルタ本体１１が有する発熱体１６を主に加熱する。
【００３２】
以上に説明した第１の実施形態の第２の変形例に係る排気浄化装置１０´´においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２´´から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体１６が設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置１０´´の寿命を延ばすことができる。さらに、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量を低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る排気浄化装置３０は、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と比較して、発熱体３６を構成する材料が異なっている。第２の実施形態に係る排気浄化装置３０において、発熱体３６は、例えば酸化銅等の金属酸化物により構成される。
【００３４】
このような金属酸化物も、多孔質のセラミック等のフィルタ本体１１と比較して、電磁波の電界または磁界の吸収率が高く、発熱体３６としての金属酸化物を含むフィルタ本体１１が加熱手段１２によって加熱された場合、加熱手段１２から発せられる電界、磁界、または電磁波は、主に金属酸化物において吸収される。この結果、フィルタ本体１１より先に金属酸化物が所定温度（例えば６００℃）に達する。フィルタ本体１１より先に金属酸化物を所定温度まで加熱し、その金属酸化物に電磁波としてマイクロ波を照射すると、ＰＭに含まれる炭素成分と還元反応を示し、炭素成分は燃焼除去される。金属酸化物が例えば酸化銅である場合、以下の還元反応を示して、ＰＭに含まれる炭素成分が燃焼除去される。
【００３５】
４ＣｕＯ＋Ｃ  →  ２Ｃｕ2Ｏ＋ＣＯ2
なお、ＰＭに含まれる炭素成分がなくなると、高温のため周囲にある酸素分子と反応し、再び、もとの金属酸化物、例えば以下の式に示すように、酸化銅に再生される。
【００３６】
２Ｃｕ2Ｏ＋Ｏ2  →４ＣｕＯ
以上に説明した発熱体３６としての金属酸化物は、図４に示すように、多孔質セラミックの排気通路１５をふさぐことがないように形成する必要があり、例えば以下のように形成することができる。
【００３７】
すなわち、ＤＰＦである多孔質のセラミック体を、金属を溶かした水溶液として例えば硝酸銅に含浸し、６００℃で乾燥させ、マッフル炉を用いて１２００℃で焼成する。このようにすると、金属酸化物（例えば酸化銅：ＣｕＯ）の結晶を、隔壁表面に配置することができる。
【００３８】
以上に説明した第２の実施形態に係る排気浄化装置３０においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体３６が設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置３０の寿命を延ばすことができる。さらに、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量を低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００３９】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る排気浄化装置４０は、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と比較して、発熱体４６を構成する材料が異なっている。第３の実施形態に係る排気浄化装置４０において、発熱体４６は、例えば酸化鉄等の金属酸化物の磁性体により構成される。
【００４０】
このような金属酸化物の磁性体も、多孔質のセラミック等のフィルタ本体１１と比較して、電磁波の電界または磁界の吸収率が高く、発熱体４６としての金属酸化物の磁性体を含むフィルタ本体１１が加熱手段１２によって加熱された場合、加熱手段１２から発せられる電界、磁界、または電磁波は、主に金属酸化物の磁性体において吸収される。この結果、フィルタ本体１１より先に金属酸化物の磁性体が所定温度（例えば６００℃）に達する。したがって、金属酸化物の磁性体にＰＭが捕捉されれば、フィルタ本体１１が所定温度に達する前に、ＰＭが燃焼除去される。
【００４１】
以上に説明した発熱体４６としての金属酸化物の磁性体は、図４に示すように、多孔質セラミックの排気通路１５をふさぐことがないように形成する必要があり、例えば以下のように形成することができる。
【００４２】
すなわち、ＤＰＦである多孔質のセラミック体を、金属を溶かした水溶液として例えば硝酸鉄に含浸し、６００℃で乾燥させ、マッフル炉を用いて１２００℃で焼成する。このようにすると、金属酸化物の磁性体（例えば酸化鉄：Ｆｅ２Ｏ３）を、隔壁表面に配置することができる。
【００４３】
以上に説明した第３の実施形態に係る排気浄化装置４０においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体４６が設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置４０の寿命を延ばすことができる。さらに、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量を低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００４４】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態に係る排気浄化装置５０は、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と比較して、発熱体５６を構成する材料が異なっている。第４の実施形態に係る排気浄化装置５０において、発熱体５６は、強磁性体により構成される。
【００４５】
このような強磁性体も、多孔質のセラミック等のフィルタ本体１１と比較して、電磁波の電界または磁界の吸収率が高く、発熱体５６としての強磁性体を含むフィルタ本体１１が加熱手段１２によって加熱された場合、加熱手段１２から発せられる電界、磁界、または電磁波は、主に強磁性体において吸収される。この結果、フィルタ本体１１より先に強磁性体が所定温度（例えば６００℃）に達する。したがって、強磁性体にＰＭが捕捉されれば、フィルタ本体１１が所定温度に達する前に、ＰＭが燃焼除去される。
【００４６】
以上に説明した発熱体５６としての強磁性体は、図４に示すように、多孔質セラミックの排気通路１５をふさぐことがないように形成する必要があり、例えば以下のように形成することができる。
【００４７】
すなわち、ＤＰＦである多孔質のセラミック体を、金属を溶かした水溶液として例えば硝酸鉄と硝酸銅の水溶液に含浸し、６００℃で乾燥させ、マッフル炉を用いて１２００℃で焼成する。このようにすると、強磁性体の複合金属酸化物（例えばＣｕＯＦｅ２Ｏ３）を、隔壁表面に配置することができる。
【００４８】
以上に説明した第４の実施形態に係る排気浄化装置５０においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体５６が設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置５０の寿命を延ばすことができる。さらに、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量を低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００４９】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態に係る排気浄化装置６０は、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と比較して、発熱体１６の表面上に、さらに酸化触媒６６が設けられている点が異なっている。
【００５０】
図７は、第５の実施形態に係る排気浄化装置６０に適用されるフィルタ本体１１の排気通路１５の一部を示す、図４に対応する拡大図である。本実施形態に係る排気浄化装置６０に適用されるフィルタ本体１１において、図７に示すように、排気通路１５を構成する隔壁１４の表面上には、発熱体１６が設けられている。この発熱体１６は、例えば第１の実施形態において適用された金属粉であるが、第２〜第４の実施形態において適用された如何なる発熱体３６、４６、５６の構成が適用されてもよい。
【００５１】
発熱体１６の表面上には、酸化触媒６６が設けられている。酸化触媒６６は、この表面に捕捉されるＰＭに含まれる炭素粒子の燃焼温度を下げる役割を担う。すなわち、酸化触媒６６を設けることにより、この表面に捕捉されるＰＭを、より低温で燃焼除去することができる。
【００５２】
以上に説明した第５の実施形態に係る排気浄化装置６０においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体１６が設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置６０の寿命を延ばすことができる。さらに、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量を低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００５３】
さらに、第５の実施形態に係る排気浄化装置６０においては、発熱体１６の表面上に、さらに酸化触媒６６が設けられているため、より低温でＰＭを燃焼除去することができる。この結果、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量をより低減することができ、再生処理に要する時間をより短縮することもできる。
【００５４】
＜第６の実施形態＞
第６の実施形態に係る排気浄化装置７０は、第５の実施形態に係る排気浄化装置６０と比較して、発熱体１６を構成する材料が異なっている。第６の実施形態に係る排気浄化装置７０において、発熱体７６は、キュリー温度が、フィルタ本体１１の常用使用温度より低温である強磁性体により構成される。例えばフィルタ本体１１がセラミックである場合、発熱体７６は、キュリー温度が３００℃以上６００℃以下の強磁性体により構成される。このような強磁性体は、例えばＭｎＯ・Ｆｅ２Ｏ３（キュリー温度：３００℃）、ＭｇＯ・Ｆｅ２Ｏ３（キュリー温度：４４０℃）、ＣｕＯ・Ｆｅ２Ｏ３（キュリー温度：４５５℃）、ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３（キュリー温度：５８５℃）である。なお、Ｆｅのキュリー温度は７７０℃、Ｃｏのキュリー温度は１１１５℃であり、このような強磁性体は含まれない。
【００５５】
このような発熱体７６は、多孔質のセラミック等のフィルタ本体１１と比較して、電磁波の電界または磁界の吸収率が高い強磁性体の性質を有するが、自身の温度がキュリー温度以上まで昇温すると、それまで示した強磁性体としての性質を失う。したがって、このような発熱体７６が加熱されると、キュリー温度までは昇温されるが、それ以上昇温されなくなる。したがって、発熱体７６が、フィルタ本体１１の常用使用温度を超えて加熱されることが抑制される。
【００５６】
なお、第６の実施形態に係る排気浄化装置７０において、以上に説明した発熱体７６の表面上に酸化触媒６６が形成される点は、第５の実施形態に係る排気浄化装置６０と同様である。
【００５７】
以上に説明した第６の実施形態に係る排気浄化装置７０においても、フィルタ本体１１の隔壁１４の表面上に、加熱手段１２から発せられる電磁波の電界または磁界の吸収率が、フィルタ本体１１の吸収率より高い材料によって構成される発熱体７６が設けられている。したがって、第１の実施形態に係る排気浄化装置１０と同様の理由により、フィルタ本体１１の寿命を延ばすことができ、排気浄化装置７０の寿命を延ばすことができる。さらに、ＰＭの燃焼除去に必要なエネルギー量を低減することができ、再生処理に要する時間を短縮することもできる。
【００５８】
さらに、第６の実施形態に係る排気浄化装置７０においては、キュリー温度が、フィルタ本体１１の常用使用温度より低温である強磁性体によって発熱体７６を構成している。したがって、加熱手段１２によって発熱体７６が、フィルタ本体１１の常用使用温度以上に加熱されることが抑制される。この結果、発熱体７６が接するフィルタ本体１１が常用使用温度以上に達することが抑制され、フィルタ本体１１の寿命をさらに延ばすことができる。その結果、排気浄化装置７０の寿命をさらに延ばすことができる。
【００５９】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６０】
例えば、第２〜第６の各実施形態において、加熱手段は、電界印可手段に限定されず、第１の実施形態の第１の変形例において示したような磁界印可手段してってもよいし、第１の実施形態の第２の変形例において示したような電磁波照射手段であってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１・・・内燃機関
２・・・排気ガス
１０、１０´、１０´´、３０、４０、５０、６０、７０・・・排気浄化装置
１１・・・フィルタ本体
１２、１２´、１２´´・・・加熱手段
１３・・・筒体
１４・・・隔壁
１５・・・排気通路
１６、３６、４６、５６、７６・・・発熱体
１７ａ、１７ｂ・・・電極
１８、２０、２２・・・高周波電源
１９・・・誘導コイル
２１・・・導波管
６６・・・酸化触媒
【図１】
2016044611.tif 000003
【図２】
2016044611.tif 000004
【図３】
2016044611.tif 000005
【図５】
2016044611.tif 000006
【図６】
2016044611.tif 000007
【図４】
2016044611.tif 000008
【図７】
2016044611.tif 000009