JP2553735B2 - ディーゼル排ガス浄化装置 - Google Patents
ディーゼル排ガス浄化装置Info
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- JP2553735B2 JP2553735B2 JP11331290A JP11331290A JP2553735B2 JP 2553735 B2 JP2553735 B2 JP 2553735B2 JP 11331290 A JP11331290 A JP 11331290A JP 11331290 A JP11331290 A JP 11331290A JP 2553735 B2 JP2553735 B2 JP 2553735B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- filter
- fine particles
- ceramic filter
- diesel exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
- F01N3/028—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関などが排出する有害な可燃性微粒子
を除去し、排ガスを浄化するための装置に関する。
を除去し、排ガスを浄化するための装置に関する。
従来の技術 近年、ディーゼル機関の排ガス中に含まれるカーボン
などの可燃性粒子（パティキュレート）が、生体に与え
る影響が問題視され始めた。そのためセラミックスなど
からできたフィルタを用いてこの微粒子を捕集し、また
一定期間後にバーナや電気ヒータで加熱・焼却する方法
が試みられている。しかし、バーナは部品数も多く、信
頼性やコストに難点がある。また電気ヒータでは消費電
力が大きく、車載用としては不適である。
などの可燃性粒子（パティキュレート）が、生体に与え
る影響が問題視され始めた。そのためセラミックスなど
からできたフィルタを用いてこの微粒子を捕集し、また
一定期間後にバーナや電気ヒータで加熱・焼却する方法
が試みられている。しかし、バーナは部品数も多く、信
頼性やコストに難点がある。また電気ヒータでは消費電
力が大きく、車載用としては不適である。
特開昭59−58114号公報に記載の技術はこれらを解決
する一例であり、セラミックハニカムのフィルタとマグ
ネトロンを組み合わせた装置である。この装置では、フ
ィルタで微粒子を捕集し、マグネトロンの発するマイク
ロ波によって溜った微粒子を選択的に加熱・焼却する。
そしてフィルタを再生しながら、繰り返し使用するもの
である。
する一例であり、セラミックハニカムのフィルタとマグ
ネトロンを組み合わせた装置である。この装置では、フ
ィルタで微粒子を捕集し、マグネトロンの発するマイク
ロ波によって溜った微粒子を選択的に加熱・焼却する。
そしてフィルタを再生しながら、繰り返し使用するもの
である。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記技術では、マグネトロンから発せられた
マイクロ波がフィルタの中心付近の微粒子を加熱し、そ
こで生じた燃焼熱が主としてフィルタの後部に移送され
る。その結果、フィルタの前部で微粒子は燃焼せずに残
り、セルの入口付近を閉塞してフィルタを不能にするこ
とがあった。
マイクロ波がフィルタの中心付近の微粒子を加熱し、そ
こで生じた燃焼熱が主としてフィルタの後部に移送され
る。その結果、フィルタの前部で微粒子は燃焼せずに残
り、セルの入口付近を閉塞してフィルタを不能にするこ
とがあった。
そこで本発明は、セラミックハニカムフィルタの前部
に堆積した微粒子も燃焼可能とし、フィルタの入口が閉
塞されずに有効な排ガス浄化機能を果たせるディーゼル
排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
に堆積した微粒子も燃焼可能とし、フィルタの入口が閉
塞されずに有効な排ガス浄化機能を果たせるディーゼル
排ガス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 上記の問題点を解決する技術的手段は、ディーゼルの
排気管の途中に置かれたセラミックハニカム構造のフィ
ルタにマグネトロンから発せられたマイクロ波が照射さ
れる装置において、２個以上のマグネトロンを用い、そ
れらが発するマイクロ波を重ね合わせることによって、
電界強度の最大となる領域をフィルタの長手方向の1/2
より排ガス流入側になるようにマグネトロンと缶ケース
内のフィルタの相対位置を設定した。そして微粒子の燃
焼用空気をフィルタの前方から送り込まれる構成とし
た。
排気管の途中に置かれたセラミックハニカム構造のフィ
ルタにマグネトロンから発せられたマイクロ波が照射さ
れる装置において、２個以上のマグネトロンを用い、そ
れらが発するマイクロ波を重ね合わせることによって、
電界強度の最大となる領域をフィルタの長手方向の1/2
より排ガス流入側になるようにマグネトロンと缶ケース
内のフィルタの相対位置を設定した。そして微粒子の燃
焼用空気をフィルタの前方から送り込まれる構成とし
た。
作用 上記構成によれば、電波の強度をフィルタの前方側に
移行し、フィルタの前部または前面を有効に加熱する。
このとき、前部で燃焼した微粒子の熱は、燃焼ガスと共
に後部に移送され後部の微粒子の燃焼を助ける。
移行し、フィルタの前部または前面を有効に加熱する。
このとき、前部で燃焼した微粒子の熱は、燃焼ガスと共
に後部に移送され後部の微粒子の燃焼を助ける。
実施例 以下、本発明の排ガス浄化装置の一実施例を図面にも
とづいて説明する。
とづいて説明する。
図は本発明の排ガス浄化装置である。図中１はセラミ
ックをハニカム構造にしたフィルタで、内部にガスの流
路となる短形のセル2aまたは2bがセル壁３で区分され、
多数存在する。セル2aと2bの一端はそれぞれ交互にプラ
グ4a、4bにより封じられ、排ガスがストレートに通過で
きないようにしてある。セラミックフィルタ１は、外周
に加熱膨脹性の蛭石とセラミック繊維とバインダとから
なるシート状緩衝材５を巻いた後、耐熱ステンレス製の
缶ケース６に収納されている。缶ケース６の前部はコー
ン状に絞られて、その壁面には２本の円筒状の導波管7
a、7bが接続されている。導波管7a、7bの端部には各
々、マイクロ波の発信源であるマグネトロン8a、8bが装
備されている。この構成によって缶ケース６はその容積
全体でマイクロ波の共鳴室９になると共に、マイクロ波
の導入口である導波管7a、7bの端部とセラミックフィル
タ１との関係で、セラミックフィルタ１の前部でマイク
ロ波が最大となる。セラミックフィルタ１の前方、缶ケ
ース１には排ガス導入管10が接続され、エンジン排気管
11からの排ガスが、またはエアポンプ12から給気管13を
経た空気が、四方弁14を介してセラミックフィルタ１に
導かれる。缶ケース６の後部はマフラー接続管15によっ
てマフラー（図示せず）に結合されている。缶ケース６
の内側にはセラミックフィルタ１の前後で、緩衝材５を
固定するようにストッパ16a、16bが溶接されている。排
ガス導入管10およびマフラー接続管15の内部には金属格
子17a、17bを取り付け、電波の外部への漏洩を防いでい
る。また四方弁14にはエンジン排気管11を流れる排ガス
をセラミックフィルタ１を経ないでマフラー接続口15に
流すバイパス管18が接続されている。
ックをハニカム構造にしたフィルタで、内部にガスの流
路となる短形のセル2aまたは2bがセル壁３で区分され、
多数存在する。セル2aと2bの一端はそれぞれ交互にプラ
グ4a、4bにより封じられ、排ガスがストレートに通過で
きないようにしてある。セラミックフィルタ１は、外周
に加熱膨脹性の蛭石とセラミック繊維とバインダとから
なるシート状緩衝材５を巻いた後、耐熱ステンレス製の
缶ケース６に収納されている。缶ケース６の前部はコー
ン状に絞られて、その壁面には２本の円筒状の導波管7
a、7bが接続されている。導波管7a、7bの端部には各
々、マイクロ波の発信源であるマグネトロン8a、8bが装
備されている。この構成によって缶ケース６はその容積
全体でマイクロ波の共鳴室９になると共に、マイクロ波
の導入口である導波管7a、7bの端部とセラミックフィル
タ１との関係で、セラミックフィルタ１の前部でマイク
ロ波が最大となる。セラミックフィルタ１の前方、缶ケ
ース１には排ガス導入管10が接続され、エンジン排気管
11からの排ガスが、またはエアポンプ12から給気管13を
経た空気が、四方弁14を介してセラミックフィルタ１に
導かれる。缶ケース６の後部はマフラー接続管15によっ
てマフラー（図示せず）に結合されている。缶ケース６
の内側にはセラミックフィルタ１の前後で、緩衝材５を
固定するようにストッパ16a、16bが溶接されている。排
ガス導入管10およびマフラー接続管15の内部には金属格
子17a、17bを取り付け、電波の外部への漏洩を防いでい
る。また四方弁14にはエンジン排気管11を流れる排ガス
をセラミックフィルタ１を経ないでマフラー接続口15に
流すバイパス管18が接続されている。
次に、この実施例の構成における動作を、まずディー
ゼルエンジンの通常運転時から説明する。ディーゼルエ
ンジンの排気管11には、機関の運転により微粒子を含ん
だ排ガスが流れる。そこから排ガスは、四方弁14によっ
て連通した排ガス導入管10を流れ、共鳴室９に入る。こ
こで導波管7a、7b側に開口しているセラミックフィルタ
１のセル2aに入り、セル壁３を透過してマフラー接続管
15に開口しているセル2bに入る。このとき排ガス中に含
まれている微粒子は、セル壁３を透過できず、セル2a内
に留まって堆積する。一方、微粒子を取り除かれて浄化
された排ガスは、マフラー接続管15に入り、排気マフラ
ーを経て大気に放出される。このようにセラミックフィ
ルタ１内に微粒子を溜める作業は、１時間から２時間か
けて継続して行なわれる。そして十分に微粒子が溜って
背圧が上がり、これ以上運転を続けるとエンジンに悪影
響を与える段階になると、微粒子を焼却するセラミック
フィルタ１の再生に入る。
ゼルエンジンの通常運転時から説明する。ディーゼルエ
ンジンの排気管11には、機関の運転により微粒子を含ん
だ排ガスが流れる。そこから排ガスは、四方弁14によっ
て連通した排ガス導入管10を流れ、共鳴室９に入る。こ
こで導波管7a、7b側に開口しているセラミックフィルタ
１のセル2aに入り、セル壁３を透過してマフラー接続管
15に開口しているセル2bに入る。このとき排ガス中に含
まれている微粒子は、セル壁３を透過できず、セル2a内
に留まって堆積する。一方、微粒子を取り除かれて浄化
された排ガスは、マフラー接続管15に入り、排気マフラ
ーを経て大気に放出される。このようにセラミックフィ
ルタ１内に微粒子を溜める作業は、１時間から２時間か
けて継続して行なわれる。そして十分に微粒子が溜って
背圧が上がり、これ以上運転を続けるとエンジンに悪影
響を与える段階になると、微粒子を焼却するセラミック
フィルタ１の再生に入る。
再生ではまず四方弁14を回転させ、エンジン排気管11
とバイパス管18、給気管13と排ガス導入管10とを連通さ
す。このことによって排ガスをバイパス管18に逃がし、
同時にエアポンプ12を作動させ、給気管13を経て排ガス
導入管10より、セラミックフィルタ１に空気を送り込
む。次にマグネトロン8a、8bの電源をいれ、導波管7a、
7bを介してマイクロ波をセラミックフィルタ１に照射す
る。すると堆積した微粒子の内部で放電が起こり、微粒
子は加熱される。このとき導波管7a、7bの取り付け位置
と角度により、マイクロ波の強度はセラミックフィルタ
１の前部で強くなる。よって、セラミックフィルタ１の
前部に堆積している微粒子が主として加熱され、空気に
触れて燃焼を始める。そしてこの状態を約10分間保持し
た後、マグネトロン8a、8bの電源を切る。すると、セラ
ミックフィルタ１の内部で微粒子の燃焼熱が後部に移行
し、セラミックフィルタ１の後部に堆積した微粒子の燃
焼に寄与する。この状態を約10分続けると、セラミック
フィルタ１内の微粒子はほとんどが燃えつきてしまう。
その後エアポンプ12の電源を切り、四方弁14を元の位置
に戻して再生は完了する。そしてまた初期のようにセラ
ミックフィルタ１に微粒子を堆積する状態に戻る。
とバイパス管18、給気管13と排ガス導入管10とを連通さ
す。このことによって排ガスをバイパス管18に逃がし、
同時にエアポンプ12を作動させ、給気管13を経て排ガス
導入管10より、セラミックフィルタ１に空気を送り込
む。次にマグネトロン8a、8bの電源をいれ、導波管7a、
7bを介してマイクロ波をセラミックフィルタ１に照射す
る。すると堆積した微粒子の内部で放電が起こり、微粒
子は加熱される。このとき導波管7a、7bの取り付け位置
と角度により、マイクロ波の強度はセラミックフィルタ
１の前部で強くなる。よって、セラミックフィルタ１の
前部に堆積している微粒子が主として加熱され、空気に
触れて燃焼を始める。そしてこの状態を約10分間保持し
た後、マグネトロン8a、8bの電源を切る。すると、セラ
ミックフィルタ１の内部で微粒子の燃焼熱が後部に移行
し、セラミックフィルタ１の後部に堆積した微粒子の燃
焼に寄与する。この状態を約10分続けると、セラミック
フィルタ１内の微粒子はほとんどが燃えつきてしまう。
その後エアポンプ12の電源を切り、四方弁14を元の位置
に戻して再生は完了する。そしてまた初期のようにセラ
ミックフィルタ１に微粒子を堆積する状態に戻る。
このようにしてセラミックフィルタ１の前部、とりわ
けセル2aの入口付近の微粒子が良く燃焼し、微粒子が完
全に燃えつきないまでも、繰り返しの再生でプラグ4aの
付近の微粒子が増加することがなくなった。よってセラ
ミックフィルタ１の排ガスの入口、プラグ4aの周辺に微
粒子が堆積し、セル3aを閉塞してフィルタ１を不能にす
るようなことがなくなった。またセラミックフィルタ１
の前部で生じた熱を後部で有効に利用するため、今まで
のように微粒子が燃え尽きるまでマイクロ波の照射をす
る必要がなくなった。
けセル2aの入口付近の微粒子が良く燃焼し、微粒子が完
全に燃えつきないまでも、繰り返しの再生でプラグ4aの
付近の微粒子が増加することがなくなった。よってセラ
ミックフィルタ１の排ガスの入口、プラグ4aの周辺に微
粒子が堆積し、セル3aを閉塞してフィルタ１を不能にす
るようなことがなくなった。またセラミックフィルタ１
の前部で生じた熱を後部で有効に利用するため、今まで
のように微粒子が燃え尽きるまでマイクロ波の照射をす
る必要がなくなった。
発明の効果 本発明によれば、複数のマグネトロンを使用し、その
取り付け位置と角度でもって、ディーゼル排ガス浄化用
のセラミックフィルタの前半部でマイクロ波の電界強度
を最大にすることにより、フィルタのセルの入口付近に
堆積した微粒子をよく燃焼させる。よって微粒子で通路
が閉塞され、フィルタが不能になることもない。またフ
ィルタ前半に堆積した微粒子が、常に高再生率を達成す
ることができる。よって燃焼熱がフィルタ後半の微粒子
の燃焼に寄与するため、マグネトロンの運転を短縮して
も、有効に燃焼が継続する。そのためエネルギの消費も
少なくなり、実用的な機能を発揮できる。
取り付け位置と角度でもって、ディーゼル排ガス浄化用
のセラミックフィルタの前半部でマイクロ波の電界強度
を最大にすることにより、フィルタのセルの入口付近に
堆積した微粒子をよく燃焼させる。よって微粒子で通路
が閉塞され、フィルタが不能になることもない。またフ
ィルタ前半に堆積した微粒子が、常に高再生率を達成す
ることができる。よって燃焼熱がフィルタ後半の微粒子
の燃焼に寄与するため、マグネトロンの運転を短縮して
も、有効に燃焼が継続する。そのためエネルギの消費も
少なくなり、実用的な機能を発揮できる。
図は本発明の一実施例の排ガス浄化装置の断面図であ
る。 １……セラミックフィルタ、2a、2b……セル、4a、4b…
…プラグ、５……緩衝材、６……缶ケース、7a、7b……
導波管、8a、8b……マグネトロン、11……エンジン排気
管、12……エアポンプ、14……四方弁、17a、17b……金
属格子、18……バイパス管。
る。 １……セラミックフィルタ、2a、2b……セル、4a、4b…
…プラグ、５……緩衝材、６……缶ケース、7a、7b……
導波管、8a、8b……マグネトロン、11……エンジン排気
管、12……エアポンプ、14……四方弁、17a、17b……金
属格子、18……バイパス管。
Claims (2)
- 【請求項１】排ガス中に含まれる可燃性微粒子を捕集す
るフィルタと、前記フィルタに堆積した微粒子を加熱・
焼却するための複数のマイクロ波発生器を具備し、前記
複数のマイクロ波発生器から発せられたマイクロ波を重
ね合わせることにより、前記フィルタ内の任意の位置で
マイクロ波の強度を大きくしたことを特徴とするディー
ゼル排ガス浄化装置。 - 【請求項２】フィルタの排ガス流入方向軸に対して中間
より前方でマイクロ波の強度を最大にしたことを特徴と
する請求項１記載のディーゼル排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11331290A JP2553735B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ディーゼル排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11331290A JP2553735B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ディーゼル排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412113A JPH0412113A (ja) | 1992-01-16 |
| JP2553735B2 true JP2553735B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=14609041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11331290A Expired - Lifetime JP2553735B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | ディーゼル排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553735B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2839851B2 (ja) * | 1994-03-23 | 1998-12-16 | 日本碍子株式会社 | 排ガス処理方法および装置 |
| WO1997015374A1 (en) * | 1995-10-26 | 1997-05-01 | Schwartz, Ansel, M. | Particulate filter regeneration using microwave energy |
| KR100451427B1 (ko) * | 2001-08-31 | 2004-10-06 | 주식회사제4기한국 | 마이크로웨이브를 이용한 디젤 자동차의 배기가스 정화장치 |
| JP6597190B2 (ja) | 2015-10-30 | 2019-10-30 | 富士通株式会社 | マイクロ波照射装置及び排気浄化装置 |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP11331290A patent/JP2553735B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0412113A (ja) | 1992-01-16 |
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