本发明涉及颗粒状物质的减少装置。即，涉及收集并燃烧包含于柴油发动机的排放气体中的颗粒状物质并使其减少的颗粒状物质的减少装置。例如，涉及随后追加安装在现在被使用的在用车辆上的减少装置。

在柴油发动机的排放气体中，含有：一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化物NOx、颗粒状物质PM等。
此时，若将这些物质原样地排放到大气中，由于对人体及环境有害，所以为了防止公害，减少这些有害物质成了重要的课题。
本发明涉及减少这些有害物质中的颗粒状物质PM的颗粒状物质的减少装置。
图5是这种现有技术的实例的颗粒状物质减少装置等的主剖面说明图。在从一台柴油发动机排出的排放气体1的一根排气管2上，连接了一个排放气体净化装置3，该排放气体净化装置3在一个外筒壳体4内依次具备一个净化装置5及一个颗粒状物质减少装置6。
上游侧的净化装置5，是例如在蜂窝结构芯材的各小室壁上覆盖氧化催化剂7的结构，并利用将排放气体中的一氧化碳CO及碳氢化合物HC氧化以使其燃烧并减少，并且将一氧化氮NO氧化成二氧化氮。与此相应，下游侧的颗粒状物质减少装置6利用将排放气体1中的颗粒状物质PM氧化而使其燃烧并减少。
但是如众所周知，柴油发动机与汽油发动机相比，其空气燃料比(air fuelratio)方面，在混合气中处于空气过剩即氧气过剩的状态下，该排放气体1中的一氧化氮NO处于难于还原的状态。此外，排放气体1中的一氧化氮NO与颗粒状物质PM，其具有折衷的关系，因此柴油发动机的燃烧温度越高，则呈前者增加后者减少的关系。
关于柴油发动机的排放气体1中的颗粒状物质PM，作为使其燃烧并减少的颗粒状物质减少装置6，是使用氧化催化剂型的装置，在现实中，广泛利用如图5所示的使用了过滤器8的高性能型装置。
该使用了过滤器8的颗粒状物质减少装置6，还被称为狄塞尔颗粒过滤器(DPF，Diesel Particulate Filter)。并且，该颗粒状物质减少装置6，首先将颗粒状物质PM收集在过滤器8中，然后通过燃烧使其减少，这样通过燃烧并除去颗粒状物质PM后，再对过滤器8进行再生使用。
作为这样的DPF型的颗粒状物质减少装置6，开发并使用了高密度多孔质的各种过滤器8。
并且在构造方面，典型的是将壁流式过滤器8与外筒壳体4同轴、且同直径、且同截面积地安装在一个外筒壳体4内。该过滤器8，沿多个薄壁上流动方向被划分形成多个通气孔，并且将各通气孔的入口与出口相互堵塞。此时，被导入各通气孔的排放气体1，在通过薄壁的无数微孔(疏松的)之际，所含有的颗粒状物质PM被薄壁的微孔收集了以后，因燃烧而减少。
颗粒状物质PM虽由处于1次颗粒状态下的大小为数μm左右的颗粒构成，但通常是相互结合成数100μm左右大小的2次颗粒状态；与之相反，由于过滤器8的薄壁的无数微孔(疏松的)的孔径小到10μm～100μm左右，所以几乎能完全地收集。
作为这样的壁流式的过滤器8的薄壁材料，典型的可使用以堇青石(将氧化铝Al2O3与硅石Si2O3用粘合剂粘结之物)或碳化硅SiC、或其他的各种陶瓷。
并且，也开发或使用了其他各种DPF型的颗粒状物质减少装置6。例如，利用氧化催化剂7使排放气体1中的一氧化氮NO氧化成二氧化氮NO2，并用获得的二氧化氮NO2，促进被过滤器8收集的颗粒状物质PM的燃烧的颗粒状物质减少装置6。
此外，作为该过滤器8，陶瓷制的壁流式、或发泡陶瓷制的、或陶瓷纤维制的、或金属丝筛网结构的等等过滤器，被与外筒壳体4同轴、且同直径、且同截面积地安装在一个外筒壳体4内。
作为现有技术的壁流式的颗粒状物质减少装置6，可列举例如专利文献1-美国专利第4329162号说明书、专利文献2-欧洲专利第31348号说明书所述的实例。
但是，关于这样的现有技术的颗粒状物质减少装置6，存在如下问题。
第1，现有技术的DPF型的颗粒状物质减少装置6，都是用在过滤器8上收集大量的颗粒状物质PM的方式构成。
如上所述，典型的所使用的壁流式过滤器8，由几乎完全收集颗粒状物质PM的方式构成，其收集率达到90％以上。其他的过滤器8，也是收集率超过50％的高收集率方式。
因此在使用时，由于过滤器8已经收集超过其允许量、即超过上限值的颗粒状物质PM，过滤器8容易被所收集的颗粒状物质PM堵塞，因而存在使用后为过滤器8的再生使用，必须以极高的频度进行过滤器8的清洗的问题。特别是在过滤器8的上游侧吸气面部分附近，容易发生集中的·不均匀的堵塞。
因此，存在例如有必要每日清扫一次过滤器8等，对清扫费事的烦恼，且过滤器8不容易再生的问题。
并且，为了这样的过滤器8的再生使用，就要燃烧、除去被大量收集的颗粒状物质PM，所以开发、采用了将电热器组装于过滤器8上的方式、或将过滤器8取出并放入加热炉的方式、或交替再生过滤器8的方式等等。但是这些各个方式存在的难点是，增加了设备成本并提高了运行成本。
第2，现有技术的DPF型颗粒状物质减少装置6，都是将高密度多孔质的过滤器8与一个外筒壳体4同轴、且同直径、且同截面积地安装在一个外筒壳体4内，因而过滤器8的吸排气面的面积窄小，例如具有与外筒壳体4的截面积相同的面积。因此在使用时，由于现有技术的过滤器8，在构造上对排放气体1的流动阻力大，所以因摩擦等而产生大的阻力，并且加大了排放气体1的压力损失。
此外，如上所述，由于现有技术的过滤器8具有例如90％以上的收集率、可达到至少超过50％的高收集率，所以因被收集的颗粒状物质PM，进一步加大了对排放气体1的流动的阻力。特别是，随着收集的进行越接近于堵塞状态，阻力及压力损失越增大。并且这些现象在过滤器8的上游侧吸气面部分附近，因集中而不均匀地发生更加显著。
并且，随着这样的过滤器8的阻力、压力损失的产生，存在排放气体1在过滤器8的上游侧的一根排气管2内的背压上升，且该背压上升对更上游侧的发动机产生恶劣影响的问题。即，背压上升对发动机施加了多余的负荷，且驱动扭矩过度地上升，因此存在燃料消耗恶化，并且排放气体1中的颗粒状物质PM的产生率·含有率也增加的问题。
第3，现有技术的DPF型颗粒状物质减少装置6的过滤器8，如前所述，其收集率为高收集率。
并且，这样被过滤器8大量地收集且滞留的颗粒状物质PM，因一旦着火并燃烧，则存在过滤器8的温度会急剧上升，并且过滤器8会因高温熔化、或加热烧坏危险的问题。例如，上述的堇青石制的过滤器8，其粘接剂容易溶出。此外，这样的问题，容易集中的·不均匀地发生在过滤器8的上游侧吸气面部分附近。
这样在使用时，过滤器8容易熔化或加热烧坏，还又时出现例如在一周时间左右不能使用的问题。并且，过滤器8的再生使用困难，且难于具有耐久性，存在寿命短、成本负担大的问题。

本发明就是鉴于这样的实际情况，为了解决上述现有技术的问题而开发的。本发明的颗粒状物质减少装置，其特征在于：对于一片或多片过滤器，采用了将以下各点组合的方法。
即，金属丝网结构、带一个中央通孔的短圆柱状、在一个外筒壳体内同轴装配、带一个或多个通气孔的一对遮盖板、金属丝的直径与填充密度、低收集率、以铁为主要成分的金属丝、氧化催化剂、燃料添加催化剂等各点。
并且，本发明的目的在于提供一种可实现以下各点的颗粒状物质减少装置：第1，过滤器难于堵塞，并减轻了清扫的麻烦，第2，抑制了背压上升，避免了对柴油机的恶劣影响，第3，没有过滤器8的熔化、或加热烧坏的危险，第4，而且以上这些都能简单容易地实现，第5，可获得高的衰减率·净化率。
为解决现有技术的实例的上述问题的本发明的技术方案如下所述。
本发明的颗粒状物质减少装置的第1方案是，其能将柴油机的排放气体中所含有的颗粒状物质PM收集于一层或多层的过滤器11上，并使其燃烧并减少，其特征在于：该过滤器由金属丝筛网构造构成的同时，分别呈具备一个中央通孔的短圆柱状；并且与外筒壳体同轴地收放于与排放气体的一根排气管连接的一个外筒壳体内，且在过滤器外圆周面与该外筒壳体之间存有间隔空间，并由带一个或多个通气孔的前后一对遮盖板保持；该过滤器中，在该过滤器的外圆周面与过滤器的内圆周面之间流过排放气体，并将颗粒状物质的收集率总体设定为50％以下的低收集率。
本发明的颗粒状物质减少装置的第2方案是在第1方案的基础上，其特征在于：该过滤器由金属制金属丝的筛网状编织体的金属丝筛网构造构成，并将多片沿轴向重合叠层而成，通过将所收集到的颗粒状物质燃烧除去而再生；且各过滤器的金属丝直径为0.2mm以上～0.8mm以下，金属丝的填充密度为10％以上～40％以下，并通过选择与排放气体的量相对应的重叠片数，从而将颗粒状物质的收集率总体设定在20％以上～50％以下。
本发明的颗粒状物质减少装置的第3方案是在第2方案的基础上，其特征在于：通过将各过滤器的金属丝的直径选择为上述数值范围内较大的值，而将金属丝的填装密度选择为上述数值范围内较低的值，便可得到为获得规定收集率所必须的过滤器的表面积，因此重叠片数变得更多。
本发明的颗粒状物质减少装置的第4方案是在第3方案的基础上，其特征在于：各过滤器的中央通孔的直径为接近一根排气管的直径的尺寸或其以上的尺寸，并且是该过滤器的外径的一半以下的尺寸本发明的颗粒状物质减少装置的第5方案是在第2方案的基础上，其特征在于：前后一对的该遮盖板分别在前后方向分隔该外筒壳体的同时，一个该遮盖板在外圆周部形成开口于上述间隔空间的一个或多个通气孔；另一个该遮盖板在中央部位形成开口于各个过滤器的该中央通孔的一个通气孔。
本发明的颗粒状物质减少装置的第6方案是在第5方案的基础上，其特征在于：一个该遮盖板被配置于上游侧的同时，另一个该遮盖板被配置于下游侧；该过滤器的外圆周面成为排放气体的吸气面的同时，该过滤器的内圆周面成为排放气体的排气面；通过排放气体分散地从外向内地流过各个过滤器，颗粒状物质能被过滤器均匀地收集。
本发明的颗粒状物质减少装置的第7方案是在第5方案的基础上，其特征在于：一个遮盖板被配置在下游侧，另一个遮盖板被配置在上游侧；该过滤器的内圆周面成为排放气体的吸气面的同时，该过滤器的外圆周面成为排放气体的排气面，通过排放气体分散地从外向内地流过各个过滤器，颗粒状物质能被过滤器均匀地收集。
本发明的颗粒状物质减少装置的第8方案是在第5方案的基础上，其特征在于：各个过滤器由以铁为主要成分的金属丝构成，利用铁作为氧化催化剂的功能，促进所收集的颗粒状物质的燃烧。
本发明的颗粒状物质减少装置的第9方案是在第8方案的基础上，其特征在于：各个过滤器，通过修补基面涂层将贵重金属的氧化催化剂覆盖于金属丝表面，该氧化催化剂，增加了各个过滤器的表面积并促进了各个过滤器对颗粒状物质的收集的同时，促进被各过滤器收集的颗粒状物质的燃烧。
本发明的颗粒状物质减少装置的第10方案是在第8方案的基础上，其特征在于：能对该柴油机的燃料箱供给从白金、鈰、铁等中选择的或将其组合的燃料添加催化剂，然后，被含在排放气体中的该燃料添加催化剂，能促进被各过滤器收集的颗粒状物质的燃烧。
本发明的颗粒状物质减少装置，由于如该各发明项目所述，其作用如下：(1)来自柴油机的排放气体，其通过金属丝筛网构造的过滤器。
(2)且一个过滤器，呈带一个中央通孔的短圆柱状，且大多数的场合在轴向重叠了多层，且由以铁为主要成分的金属丝构成，且将金属丝覆盖了氧化催化剂。中央通孔的直径，其接近于一根排气管的直径或在其以上。并且，选择金属丝的直径与金属丝填装密度的组合，并根据过滤器的重叠层数的选择，将颗粒状物质收集率总体设定在20％以上～50％以下。
这样的过滤器，被与外筒壳体同轴地收放于一个外筒壳体内，并被保持在前后的一对遮盖板上。
(3)并且在第1例中，排放气体，从一方的一个遮盖板的外圆周部的一个或多个通气孔，通过间隔空间，流过将过滤器外圆周面作为吸气面的各过滤器后，通过各中央通孔，从另一方的一个遮盖板的中央部的一个通气孔向下游流去。
在第2例中，排放气体，从另一方的一个遮盖板的中央部的一个通气孔，通过各中央通孔，流过将过滤器外圆周面作为吸气面的各过滤器后，通过间隔空间，从一方的一个遮盖板的外圆周部的一个或多个通气孔向下游流去。
(4)此外，包含在排放气体中的颗粒状物质，其一边被各过滤器所收集一边被燃烧，并且过滤器被再生。
(5)并且，根据本发明的颗粒状物质减少装置，其结果如下：第1，该过滤器，(a)由低收集率构成，(b)颗粒状物质一边被收集一边被燃烧，以将其除去、再生。并且，利用以具有氧化催化剂功能的铁为主要成分的金属丝、或覆盖金属丝的氧化催化剂、或燃料添加催化剂等，能使颗粒状物质连续燃烧，并能使过滤器连续地再生。
(c)由于以大面积沿流向而形成过滤器的给排气面，所以排放气体被分散，且能均匀地收集颗粒状物质。
根据(a)(b)(c)，过滤器难于达到许容量·收集极限，并且难于网眼堵塞，切可以降低过滤器的清扫频度。
(6)第2，该过滤器，(a)金属丝的填充密度为40％以下，且为低收集率，并且，中央通孔的直径为一根排气管的直径左右或比其大，并且，也考虑到尽可能多层重叠。(b)能利用颗粒状物质的连续燃烧将其除去，并能连续地再生。(c)排放气体被分散，且能均匀地收集颗粒状物质。
根据(a)(b)(c)，能减少排放气体流动的阻力并也能减少压力损失，且能避免上游侧的背压上升，并对柴油机没有恶劣影响。
(7)第3，该过滤器，(a)是金属丝直径为0.2mm以上的金属丝筛网构造，并且是低收集率结构。(b)能连续地燃烧颗粒状物质。(c)排放气体被分散，且能均匀地收集颗粒状物质。
根据(a)(b)(c)，可以避免颗粒状物质大量一次性地燃烧而使温度急剧地上升，相反地能以少量的颗粒状物质快速地连续燃烧，并能抑制过滤器的温度上升，防止过滤器的溶化、及加热损坏。
(8)第4，该减少装置，是在一个外筒壳体内将过滤器保持在一对遮盖板上的结构，并容易进行清扫。
(9)第5，该减少装置，其是使用低收集率的过滤器的，且并用了氧化催化剂或燃料添加催化剂，因此能获得高降低率·净化率。
本发明的颗粒状物质减少装置，其特征在于：这样地对一层或多层的过滤器，采用了将以下各点的组合。
即，钢丝筛网构造、带一个中央通孔的短圆柱状、在一个外筒壳体内同轴装配、带一个或多个通气孔的一对遮盖板、钢丝的直径与填充密度、低收集率、以铁为主要成分的钢丝、氧化催化剂、燃料添加催化剂等等。如此，本发明的颗粒状物质减少装置，其发挥了如下的效果：第1，过滤器难于堵塞网眼，并且减轻了清扫的麻烦。即，本发明的过滤器，其不是如上所述的该种以往实例的高收集率方式，而是用低收集率方式的结构，并且能一边收集颗粒状物质一边使其燃烧，以使其再生。并且，能连续燃烧被收集的颗粒状物质，也能连续地再生过滤器。
特别是，以铁为主要成分的钢丝、覆盖金属丝的氧化催化剂、燃料添加催化剂等等，对其有效。并且能均匀地收集颗粒状物质，而不会如上述的该种现有技术的实例所述，集中地·不均匀地收集。
因此，与上述的该种现有技术的实例相比，过滤器难于达到其允许量·收集界限、且难于产生堵塞，例如一周时间只要清扫一次即可等，降低了过滤器的清扫频度。此外，不必为了过滤器的再生，而使用电热器或加热炉或交替再生方式，并在设备成本及运行成本方面具有优越性。
第2，抑制了背压上升，并避免了对柴油机的恶劣影响。即，本发明的过滤器，其金属丝的填充密度为40％以下，并且是低收集率的结构，此外，一个中央通孔的直径为一根该排气管的直径左右或其以上的直径，并能尽量多地重叠层数。此外，能一边收集一边燃烧颗粒状物质，并且能用颗粒状物质的连续燃烧将其除去，且能连续地再生过滤器。并且，能均匀地收集颗粒状物质。
以此，能减小对排放气体的阻力、压力损失，并避免在上游侧的背压上升。从而，如上述的此种以往实例所述，不会对发动机施加多余负荷，并且，消除了驱动扭矩的过度上升及燃料费用的恶化，并且不增加排放气体中的颗粒状物质的产生率·含有率。
第3，能防止金属丝大的熔化、加热损坏。即，本发明的过滤器，其有金属丝直径为0.2mm以上的金属丝筛网构造构成，并且是低收集率方式。此外，颗粒状物质一边被收集一边被燃烧，并能连续地燃烧，而且，能均匀地收集颗粒状物质。
此时，不必如上述的此种以往实例所述，将大量收集的颗粒状物质一次性地燃烧，并能避免过滤器的急剧温度上升。并且由于防止了过滤器的熔化、或加热损坏，所以能长时间地再生使用，其耐久性优越且寿命长，也减轻了成本负担。
第4，能简单容易地将其实现。即本发明，由在一个外筒壳体内将过滤器保持在一对遮盖板上的简单结构构成，且成本方面具优越性，并且也容易清扫过滤器等，维修也容易。
第5，能具有高降低率·净化率。即根据本发明，并用氧化催化剂及/或燃料添加催化剂，对于颗粒状物质，可以获得比只用过滤器的收集率更高的降低率·净化率。即，尽管使用了低收集率的过滤器，但能获得高降低率·净化率。在没有如上述的此中现有技术的实例所述的清扫的麻烦、及背压上升、及熔化等的状况下，能获得高降低率·净化率。
如此，此种以往实例中所存在的问题全部被解决，且明显地增大了本发明发挥的效果。
附图说明
图1是对本发明的颗粒状物质的减少装置，为说明用于实施本发明的最佳实施例的说明图，(1)图是第1例的主剖面说明图，(2)图是第2例的主剖面说明图。
图2是为说明用于实施本发明的最佳实施例的说明图，(1)图是第1例重要部分的正面说明图，(2)图是第1例的重要部分的右侧视说明图，(3)图是第2例的重要部分的左侧视说明图，(4)图是第2例的重要部分的正面说明图。
图3是为说明用于实施本发明的最佳实施例的说明图，(1)图是一层过滤器的立体图，(2)图是重叠了多层的过滤器的立体图，(3)图是排气系统的系统图。
图4是为说明用于实施本发明的最佳实施例的说明图，(1)图是表示过滤器表面积与PM收集率关系的曲线，(2)图是表示过滤器表面积与压力损失关系的曲线，(3)图是表示过滤器表面积与PM降低率关系的曲线。
图5是此种现有技术实例的颗粒状物质减少装置等的主剖面图。

以下，根据附图所示的用于实施本发明的最佳实施例，详细说明本发明的颗粒状物质减少装置。图1、图2、图3、图4等，供用于实施本发明的最佳实施例的说明。
并且，图1的(1)图是第1例的主剖面说明图，(2)图是第2例的主剖面说明图。图2的(1)图是第1例重要部分的正面说明图，(2)图是第1例的重要部分的右侧视说明图，(3)图是第2例的重要部分的左侧视说明图，(4)图是第2例的重要部分的正面说明图。
图3的(1)图是一层过滤器的立体图，(2)图是重叠了多层的过滤器的立体图，(3)图是排气系统的系统图。图4的(1)图是表示过滤器表面积与PM收集率关系的曲线，(2)图是表示过滤器表面积与压力损失关系的曲线，(3)图是表示过滤器表面积与PM降低率关系的曲线。
下面，首先说明排气系统。
首先，参照图3的(3)图，说明排气系统。
柴油机9作为内燃机，以汽车为首，被广泛地应用于发电、船舶、机车、飞机、各种机械及其它。
并且，在从柴油机9排出的排放气体1中，含有颗粒状物质PM，若将其原样排放到大气中对人体及环境都有害，因而在一根排放管2上连接着一个颗粒状物质减少装置10。即，一台柴油机9从一个燃料箱9’供给燃料的同时，将排放气体1排放到一根排放管2中，排放气体1经与一根排放管2连接的一个颗粒状物质减少装置10排放到大气中。
颗粒状物质减少装置10是将这样的一台柴油机9的排放气体1中的颗粒状物质PM，一边收集在过滤器中一边使其燃烧、减少的装置，它与外筒壳体4同轴地装于与一根排放管2连接的一个外筒壳体4内。
此外，在一个外筒壳体4内，且在该一个颗粒状物质减少装置10的上游侧，往往装有将含在排放气体1中且与颗粒状物质PM一起成为有害物质的一氧化碳CO、碳氢化合物HC、一氧化氮NO等，通过氧化使其燃烧，以使其减少的带氧化催化剂7的一个净化装置5(参照上述的图5)。并且，将该一个净化装置5和一个颗粒状物质减少装置10总称为一个排放气体净化装置3。
此外，颗粒状物质PM(Particulate Materials)其主要成分是：干燥的油烟(黑烟)、未燃烧的碳氢化合物HC、润滑油碳氢化合物HC、硫酸盐即硫氧化物SO4和水H2O。
干燥的油烟，就是所谓的煤，是因碳C的不完全燃烧的残渣。干燥的油烟及硫酸盐是不溶于溶剂的成分，也被称为ISF(In Soluble Fraction)成分，并在颗粒状物质PM中，约占60％左右。
未燃烧碳氢化合物HC及润滑油碳氢化合物HC，是溶解于溶剂的成分，也被称为SOF(Soluble Organic Fraction)成分，并在颗粒状物质PM中，约占40％左右。
由这样的成分构成的颗粒状物质PM，虽其1次颗粒状态由数数μm左右大小构成，但通常，其相互结合呈数100μm左右大小的2次颗粒状态。
排气系统就这样地构成。
其次，说明颗粒状物质减少装置10的概要。
以下，参照图1、图2、图3、图4等，详细说明本发明的颗粒状物质减少装置10。
该颗粒状物质减少装置10，由使用一片或多片过滤器11的DPF型构成。并且过滤器11由金属丝筛网结构构成的同时，呈分别具备一个中央通孔12的短圆柱状；与外筒壳体4同轴地装于与排放气体1的一根排放管2连接的一个外筒壳体4内；并且在过滤器外圆周面13和一个外筒壳体4之间留有间隔空间，并被保持在带1个或多个通气孔15、16的一对遮盖板17、18上。
而且，过滤器11设置成使排放气体1流过中央通孔12侧的过滤器内圆周面19与过滤器外圆周面13之间，并将颗粒状物质PM的收集率设定为总计50％以下。
对此，进一步详细说明。该颗粒状物质减少装置10的一片或多片过滤器11是以不锈钢或其他以铁Fe为主要成分的材质的极细的钢铁材料制的金属丝20，编织成细密的纵横的网状的金属丝筛网结构构成。即，过滤器11是将这样的金属制的金属丝20，编织成平纹、斜纹、针织网等的纤维网状的网眼状集合体构成。
而且，在大多数场合下，使用多片该过滤器11，其规格为：金属丝20的直径(线径)为0.2mm以上～0.8mm以下，且金属丝20的填充密度(每单位容积中金属丝20所占的体积)(金属丝20的填充密度，等于网眼密度)为10％以上～40％以下，并且通过选择与排放气体1的量相对应的重叠片数，将颗粒状物质PM的收集率总体设定在20％以上～50％以下。
此外关于规格，当金属丝20的直径不足0.2mm时，其缺乏颗粒状物质PM的收集时及燃烧时的耐热性，并有熔化等的危险，并且还提高制造成本。相反，若金属丝20的直径超过0.8mm时，难于形成过滤器11的形状，并且，网眼过大且每单位容积的过滤器11的表面积变的过小。
此外，当金属丝20的填充密度不足10％时，由于网眼过大而难于保持过滤器11形状。相反，若金属丝20的填充密度超过40％时，则网眼过密，并增大压力损失。
此外，这样的金属丝20制的金属丝筛网构造的过滤器11，其形状为具备中央通孔12的短圆柱状。
即一个过滤器11，例如，过滤器外径(过滤器外圆周面13间的尺寸)为250mm左右，内径(一个中央通孔12的直径)(过滤器内圆周面19间的尺寸)为90mm左右，厚度(轴向的长度尺寸)为40mm左右，并且，呈具备圆孔状的一个中央通孔12的短圆柱状。一个中央通孔12的直径，或者接近一根排气管2的直径的尺寸(如图例所示，也包括比排气管2的直径小若干的场合)，或比其尺寸大，并且是过滤器外径的1/2以下的尺寸。
此外，这样的过滤器11，在大多数场合下，是沿轴向将例如4片或8片等多片的中央通孔12相互对齐并重叠在一起，并且，与外筒壳体4同轴、且将各轴朝前后的横向地将其收放于一个外筒壳体4内。此时，其收放使得在过滤器外圆周面13与一个外筒壳体4之间留有圆周空间的间隔空间。一个外筒壳体4，其呈比一根排气管2的直径更大的例如300mm左右直径的圆筒状，且如图所示地或者安装于一根排气管2的中途，或被连接于一根排气管2的末端。
此外过滤器11的颗粒状物质PM的收集率，在使用多片的场合下整体地设定为20％以上～50％以下。在收集率不足20％时，颗粒状物质PM的除去、且减少过于不足；相反，当收集率超过50％时，因所收集的颗粒状物质PM而容易产生堵塞，且使清扫频度增加，且具有产生背压上升或熔化，或加热损坏的危险。
此外，这样的过滤器11的收集率根据选择金属丝20的直径及金属丝20的填充密度而获得的过滤器11的表面积(所使用金属丝20的全部外表面的总面积)、及所选择的与排放气体1的量相对应的重叠层数进行设定。
颗粒状物质减少装置10的概要，如上所述。
下面，说明遮盖板17、18等的情况。
如图1、图2所示，在该颗粒状物质减少装置10中，这样的过滤器11被保持为以相距一定间隔并被对置的前后一对遮盖板17、18所夹持。前后的一对遮盖板17、18呈金属制的圆板状，并安装在一个外筒壳体4内使其在一个外筒壳体4内前后隔开。
此外，一个遮盖板17，在其外圆周部形成用于通过排放气体1的一个或多个通气孔15，该通气孔15在收放于一个外筒壳体4内的过滤器11的过滤器外圆周面13与一个外筒壳体4之间的间隔空间14有开口。另一个遮盖板18，在其中央部位形成用于通过排放气体1的一个通气孔16，该通气孔16在过滤器11的中央通孔12上开口。
此外，形成于一个遮盖板17的外圆周部的通气孔15，虽可以将多个圆孔以等间隔配置在同心圆上，但也可以将少数长孔配置在同心圆上，还可以形成一个外筒壳体4侧面敞开的多个缺口。
此外，在图1的(1)图、图2的(1)图、(2)图等所示的第1实施例中，一个遮盖板17配置在排放气体1流动方向的上游侧，另一个遮盖板18则配置在排放气体1流动方向的下游侧。在该例中，过滤器外圆周面13成为排放气体1的吸气面21，过滤器内圆周面19成为排放气体1的排气面22。而且排放气体1一边被分散于各过滤器11内一边从外向内流动，且颗粒状物质PM被各个过滤器11均匀地收集。
与此相反，在图1的(2)图、图2的(3)图、(4)图等所示的第2实施例中，一个遮盖板17配置下游侧，另一个遮盖板18配置上游侧。在该例中，过滤器内圆周面19成为排放气体1的吸气面21，过滤器外圆周面13成为排放气体1的排气面22。而且排放气体1，一边被分散于各过滤器11内一边从内向外流动，且颗粒状物质PM被各个过滤器11均匀地收集。
此外，图2中23是多个螺栓螺母，各个螺栓螺母23沿轴向且围绕过滤器11的外侧配置了多个，并跨过并固定于两遮盖板17、18之间。而且各个过滤器11，被夹持在两遮盖板17、18之间并于定位固定。
遮盖板17、18等，如上所述。
下面，对催化剂进行说明。
首先，该颗粒状物质减少装置10的过滤器11，由以铁Fe为主要成分的金属丝20构成。
并且铁Fe具有催化剂(氧化催化剂)的功能，可促进所收集的颗粒状物质PM的氧化、燃烧。特别是可促进颗粒状物质PM的成分中，由未燃烧碳氢化合物HC及润滑油碳氢化合物HC构成的SOF成分的氧化、燃烧。例如，该金属丝20的铁Fe具有将所收集的20％以上的颗粒状物质PM单独燃烧、除去的能力。
此外，图示实施例的各过滤器11，通过修补基面涂层将贵重金属氧化催化剂24覆盖并保持于金属丝20表面。而且，该氧化催化剂24增加了各个过滤器11的表面积(金属丝20的全部外表面的总面积)，且促进了颗粒状物质PM的收集，并促进了所收集的颗粒状物质PM的氧化及燃烧。作为修补基面涂层，使用了例如氧化铝Al2O3或其沸石等。作为氧化催化剂24，使用例如铂Pt等贵重金属，其用量为40g/ft3～120g/ft3(1.48×10-3g/cm3～4.44×10-3g/cm3)左右。
并且，该氧化催化剂24，与上述的氧化催化剂7一样将排放气体1中的一氧化氮NO氧化为二氧化氮NO2，但用这样获得的二氧化氮NO2也能促进颗粒状物质PM的氧化及燃烧。氧化催化剂24从这一方面也发挥了促进所收集的颗粒状物质PM的氧化及燃烧的功能。
并且，在如图3的(3)图所示的实施例中，能对一台柴油机9的一个燃料箱9’供给从铂Pt、铈Ce、铁Fe中选择或将其组合的燃料添加催化剂(Fuel Borne Catalyst)25。然后，包含在排放气体1中的燃料添加催化剂25促进被过滤器11所收集的颗粒状物质PM的氧化及燃烧。
燃料添加催化剂25可以从一个催化剂箱26直接对一个燃料箱9’内供给燃料，但最好用如图示的计量系统，并根据一个燃料箱9’内的燃料27的残留量进行供给。此时，对发动机控制总成28，输入来自一台柴油机9、一个颗粒状物质减少装置10和一个燃料箱9’等的信息数据，并对一个计量泵29等输出控制信号。
催化剂，如上所述。
下面说明其作用等。
本发明的颗粒状物质减少装置10，其结构已如上述。其作用如下所述。
(1)含有来自一台柴油机9的颗粒状物质PM的排放气体1，通过一根排气管2供给到一个颗粒状物质减少装置10并通过其过滤器11(参照图3的(3)图)。并且过滤器11，由金属丝20的金属丝筛网构造构成，并呈具有中央通孔12的短圆柱状，并多层叠层而成(参照图3的(1)图、(2)图)。
(2)并且各个过滤器11，还如下所述。各过滤器11的金属丝20以铁Fe为主要成分，且氧化催化剂24将金属丝20覆盖。各过滤器11的中央通孔12的直径为接近或超过排气管2的直径，并且是过滤器11外径的一半以下。
此外各过滤器11的金属丝20的直径为0.2mm以上～0.8mm以下，金属丝20的填充密度为10％以上～40％以下，并且根据选择与排放气1的体量相对应的重叠片数，和各过滤器11的金属丝20的直径和金属丝20的填充密度的组合，将颗粒状物质PM的收集率总体设定在20％以上～50％以下。
此外，通过将金属丝20的直径选择在上述数值的范围内较大的值，并将金属丝20的填充密度选择在上述数值的范围内较低的值，当要获得为得到规定的收集率所必须的过滤器11的表面积时，则与没有这样的选择时相比可以增加过滤器11的重叠层数。当然，各过滤器11的重叠层数的增减，最重要的是根据排放气体1的量的多少决定。
这样的各过滤器11被收放于与排放气体1的一根排气管2连接的一个外筒壳体4内，并保持于前后的一对遮盖板17、18上。
(3)此时，在具备这样的各过滤器11的颗粒状物质减少装置10中，排放气体1如下所述地流动。首先，第1实施例如下所述(参照图1的(1)图、图2的(1)图、(2)图等)。
排放气体1从一根排气管2供给到一个外筒壳体4的前半部内以后，流过上游侧的一个遮盖板17，经过该一个遮盖板17的外圆周部的一个或多个通气孔15，流入间隔空间14。
然后，排放气体1将各过滤器的外圆周面13作为吸气面21，将过滤器的内圆周面19作为排气面22的同时，从外向内流过各过滤器11后，从各中央通孔12，经过下游侧的另一个遮盖板18的中央部分的一个通气孔16，并流过一个外筒壳体4的后半部内以后，再通过一根排气管2向大气排出。
其次，第2实施例如下所述(参照图1的(2)图、图2的(3)图、(4)图等)。
排放气体1从一根排气管2供给到一个外筒壳体4的前半部内以后，流过上游侧另一个遮盖板18，并经过该一个遮盖板18的中央部的一个通气孔16，流入各中央通孔12。
然后，排放气体1将过滤器的内圆周面19作为吸气面21、将过滤器的外圆周面13作为排气面22的同时，并从内向外流过各过滤器11后，从间隔空间14，经过下游侧的一个遮盖板17的外圆周部分的一个或多个通气孔15，并流过一个外筒壳体4的后半部内以后，再通过一根排气管2，向大气排出。
(4)而且，第1实施例和第2实施例都是使排放气体1通过这样地流过各过滤器11，以将所含有的颗粒状物质PM，一边被各过滤器11收集的同时，一边被燃烧而使其减少。即，排放气体1中的颗粒状物质PM，被各过滤器11收集的同时，并在收集后立刻利用排放气体1的热依次氧化燃烧，从而减少其排放气体1中的含有率。
与此同时，各过滤器11通过这样将收集到的颗粒状物质PM燃烧并除去而予以再生。即，由于收集在表面的颗粒状物质PM依次除去，所以能重新在表面上收集以后的新的颗粒状物质PM，然后再被使用。
此外，比较第1实施例和第2实施例，第1实施例以更宽的过滤器外圆周面13附近为中心，其收集性能优越。与其相比，第2实施例则以滤器内圆周面19附近为中心，能更集中地收集颗粒状物质PM，且燃烧性能优越。
(5)因此，根据本发明的颗粒状物质减少装置10，具有如以下第1、第2、第3、第4、第5所述的特点。
第1，该颗粒状物质减少装置10的各过滤器11中，(a)是由金属丝筛网构造构成的同时，其收集率总体被设定为20％以上～50％以下的低收集率，且比较少量地收集颗粒状物质PM。
因此，由于各过滤器11难于达到许容量·收集极限，且难于产生堵塞，所以能降低过滤器11的清扫频度。
(b)该过滤器11一边收集颗粒状物质PM，一边通过依次使其燃烧而除去从而被再生。并且，由于这样的点火燃烧，是基于以高温供给的排放气体1的热而形成，除此之外，利用具有催化剂功能的以铁为主要成分的金属丝20和覆盖金属丝20的氧化催化剂24、燃料添加催化剂25，进一步促进了燃烧。
因此，由于颗粒状物质PM的连续燃烧，能连续地除去，且各过滤器11能连续地再生，从这方面看，各过滤器11也难于达到许容量·收集极限，且难于产生堵塞，并能降低过滤器11的清扫频度。
(c)各过滤器11分别呈具备一个中央通孔12的短圆柱状，被收放于一个外筒壳体4内，并由带一个或多个通气孔15、16的一对遮盖板17、18保持。
此时，各过滤器11由过滤器外圆周面13及过滤器内圆周面19构成的给排气面21、22，不从排放气体1的流向正面对峙，而沿流向形成，并且所形成的给排气面21、22的面积也大。因此，由于排放气体1被扩大均匀地分散并流入各过滤器11内，所以颗粒状物质PM能被各个过滤器11整体均匀地收集，而不会被各过滤器11的一部分集中·不均匀地收集。
因此，从这方面看，各过滤器11也难于达到许容量·收集极限，且难于产生堵塞，所以能降低过滤器11的清扫频度。
这样，各过滤器11能自动地·连续地再生使用。因此，不必为了各过滤器11的再生使用，而加装为燃烧、并除去被收集的颗粒状物质PM的电加热器，或附设加热炉。当然，可将电加热器或加热炉与各过滤器11组合使用。
(6)第2，各过滤器11中，(a)由于其由金属丝20的填充密度为40％以下的金属丝筛网构造构成，并且，是低收集率结构，此外，各个中央通孔12的直径比一根排气管2的直径更大，且最大限度为过滤器11的外径的一半以下。而且可以认为，在规定收集率所必要的过滤器11的表面积的范围内，通过选择金属丝20的直径更大且金属丝20的填充密度更低者，则各过滤器11的重叠层数更多。
据此，各过滤器11减小了对排放气体1的流动的摩擦阻力，并相应减少了压力损失。从而，在各过滤器11的上游侧的一根排气管2内，排放气体1的背压上升被降低到最小限度或予以避免，并且不会对柴油机9产生恶劣影响。
(b)由于各过滤器11以低收集率收集颗粒状物质PM的同时进行燃烧，并通过连续地燃烧除去颗粒状物质PM，所以能连续地再生，并防止产生堵塞。
因此，从这方面看，各过滤器11也能减少对排放气体1的阻力，并相应减少压力损失，由于将背压上升降低到最小限度或予以避免，所以对柴油机9没有恶劣影响。
(c)各过滤器11呈分别具备一个中央通孔12的短圆柱状，并被收放于一个外筒壳体4内，并由一对遮盖板17、18保持。因此，由于给排气面21、22具有大的面积、并沿排放气体1的流向形成，所以排放气体1一边被分散一边流动，颗粒状物质PM被各过滤器11均匀地收集。
因此，从这方面看，由于也能减少对排放气体1的阻力，所以减少了压力损失，且由于降低或避免了背压的上升，所以对柴油机9也无恶劣影响。
(7)第3，各过滤器11中，(a)其是由金属丝20的直径为0.2mm以上，以铁为主要成分的金属丝筛网构造构成，且收集率低。(b)颗粒状物质PM一边被收集一边进行燃烧，且还能连续地燃烧。(c)各过滤器11的由于给排气面21、22具有大的面积，且沿排放气体1的流向形成，所以排放气体1一边被分散一边流动，因而颗粒状物质PM能被均匀地收集。
根据(a)(b)(c)，由于积存的大量颗粒状物质PM，被一次性地点火、燃烧，因而避免了过滤器11的温度急剧上升。即，由于颗粒状物质PM以少量、快速、连续地燃烧，所以能抑制各过滤器11的温度上升，并防止熔化或加热损坏。
(8)第4，并且能简单容易地实现这一切。即，该颗粒状物质减少装置10将各过滤器11收放于一个外筒壳体4内，并被一对遮盖板17、18保持，其零件数量少且由简单的结构构成的同时，也容易进行清扫等的维修保养。
例如，在清扫各过滤器11时，通过解除利用两遮盖板17、18对各过滤器11的保持，能容易地拆开，并将各过滤器11从一个外筒壳体4内取出，并容易地进行清洗等。
(9)第5，该颗粒状物质减少装置10中，仅将单独的过滤器11的收集率总体设定为20％以上～50％以下的低收集率，并通过并用氧化催化剂24及/或燃料添加催化剂25，从而可提高整个装置的颗粒状物质PM的降低率·净化率。
即，尽管使用了低收集率的各过滤器11，但仍可获得比单独的过滤器11的收集率高(即比用单独的过滤器11所获得的降低率·净化率高)的整个装置的降低率·净化率。
首先，在用氧化催化剂24覆盖各过滤器11的金属丝20时，被收集的颗粒状物质PM能连续地燃烧，从而能将整个装置的降低率·净化率再提高5％～10％左右。例如，当各过滤器11的收集率为50％时，整个装置的降低率·净化率可为55％～60％左右。
此外，在向一台柴油机9的一个燃料箱9’供给燃料添加催化剂25时，排放气体中含有的燃料添加催化剂25也具有与上述的氧化催化剂24同样的功能，比单独的过滤器11的场合，整个装置的降低率·净化率可以再提高5％～10％左右。
再有，当同时使用氧化催化剂24和燃料添加催化剂25时，与单独的过滤器11的场合相比，整个装置的降低率·净化率可以再提高10％～20％左右。例如，当各过滤器11的收集率为50％时，整个装置的降低率·净化率可获得最高70％左右。
此外，由于车辆在塞车时等，柴油机9的排放气体1的温度较低，所以氧化催化剂24的温度也低而不具活性，致使其氧化、促进燃烧功能降低。因此，降低率·净化率虽也降低，但仍具有能可靠防止压力损失上升或熔化，或加热损坏的优点。
与此相对，在车辆正常行走时，由于柴油机9的排放气体1的温度上升，所以氧化催化剂24的温度上升而被活性化，从而能获得上述的高降低率·净化率。
实施例1以下，说明本发明的颗粒状物质减少装置10各实施例。首先，参照图4的(1)图，说明实施例1。
在该实施例1中，使用了金属丝20的直径及金属丝20的填充密度的组合不同的两种过滤器11，分别改变过滤器11的重叠层数的同时，对收集率进行了台架试验。
试验条件如下：·各过滤器11的形状为，外经250mm，内径90mm，厚度40mm。
·各过滤器11的规格使用了两种：(1)金属丝20的直径为0.5mm，金属丝20的填充密度为25％的各过滤器11，及(2)金属丝20的直径为0.35mm，金属丝20的填充密度为31％的各过滤器11。
·所使用的一台柴油机9是，V型8缸17升的NA(Normal Aspiration)发动机。
·所使用的燃料27是，低硫柴油(含硫量50ppm)。
·试验模式，为13型。
按这样的条件试验的结果，获得了如图4的(1)图所示的测定结果，证实了收集率与过滤器11的表面积(即金属丝20的直径与金属丝20的填充密度的选择及重叠层数的选择)的依赖关系。
例如，为获得收集率50％所必须的过滤器11的表面积约为18m2，相对于一升排放气体1，约1m2的过滤器11的表面积是适合的。当然，若改变各过滤器11的形状，则所必须的过滤器11的表面积也必须改变。
实施例2下面，参照图4的(2)图，说明实施例2。在该实施例2中，使用了金属丝20的直径及金属丝20的填充密度的组合规格不同的三种过滤器11，分别改变过滤器11的重叠层数的同时，对压力损失进行试验。试验条件以上述的实施例为准。
其结果，获得了图4的(2)图所示的测定结果，证实了即使是过滤器11的表面积相同，其压力损失也因所使用的过滤器11的规格不同而不同。即，当金属丝20的直径及金属丝20的填充密度不同时，则各过滤器11的蓬松体积不同，其压力损失也不同。
例如，使用两层金属丝20的直径为0.35mm，金属丝20的填充密度为31％的各过滤器11时，过滤器11的表面积为12.12m2。与此相对，使用3.6层金属丝20的直径为0.5mm，金属丝20的填充密度为25％的各过滤器11时，过滤器11的表面积同样为12.12m2。
因此，由于后者与前者相比只差了1.6层，且排放气体1的流道宽而阻力小，所以压力损失小。这样，为了获得某一收集率并要求特定的过滤器11的表面积时，从压力损失的观点出发，最好尽可能选择金属丝20的直径粗、且金属丝20的填充密度小的过滤器11使用。
实施例3下面，参照图4的(3)图，说明实施例3。在该实施例3中，使用了规格为一种的各过滤器11的同时，分别对只单独使用过滤器11时、同时使用氧化催化剂24时、同时使用氧化催化剂24及燃料添加催化剂25时，改变各过滤器11的重叠层数的同时，对降低率·净化率(收集率)进行了台架试验。试验条件，以上述的实施例1、2为准。
其结果，获得了图4的(3)图所示的测定结果。首先在各个场合，都是越增加重叠层数且过滤器11的表面积越大，则降低率·净化率(收集率)越高。并且，当只单独使用过滤器11时的收集率(降低率·净化率)在20％～50％的范围内观察时，则证实了在同时使用氧化催化剂24时，降低率·净化率提高了5％～10％左右，在同时使用氧化催化剂24及燃料添加催化剂25时，降低率·净化率提高了10％～20％左右。