JP2822821B2 - Filter regeneration device for internal combustion engine - Google Patents

Filter regeneration device for internal combustion engine

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JP2822821B2
JP2822821B2 JP4334158A JP33415892A JP2822821B2 JP 2822821 B2 JP2822821 B2 JP 2822821B2 JP 4334158 A JP4334158 A JP 4334158A JP 33415892 A JP33415892 A JP 33415892A JP 2822821 B2 JP2822821 B2 JP 2822821B2
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particulates
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宣彦 藤原
等隆 信江
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自動車などに搭載さ
れる内燃機関の排気ガスから排出されるパティキュレー
トの捕集、再生を行う装置に関し、さらに詳細に言えば
上記装置に使用されるパティキュレートを捕集するフィ
ルタの支持構成に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for collecting and regenerating particulates discharged from exhaust gas of an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and more particularly, to a particulate used in the above device. And a support structure for a filter that collects air.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球環境保全に関して、今日では地球温
暖化対策すなわちCO2低減対策が大きくクローズアッ
プされているが、森林破壊を招く酸性雨の対策も無視で
きない。
2. Description of the Related Art With respect to global environmental protection, measures against global warming, that is, measures against CO2 reduction, have been greatly highlighted today, but measures against acid rain that causes deforestation cannot be ignored.

【0003】酸性雨は硫黄酸化物や窒素酸化物などの大
気汚染物質が汚染源となって生じる自然現象であり、近
年世界各国でこのような大気汚染物質の排出規制がコ・
ジェネレーションなどの固定発生源や自動車などの移動
発生源に対して強化される動きにある。
[0003] Acid rain is a natural phenomenon caused by air pollutants such as sulfur oxides and nitrogen oxides as a polluting source.
There is a trend to strengthen stationary sources such as generation and mobile sources such as automobiles.

【0004】軽油を燃料とする内燃機関にあっては、そ
の内燃機関より排出される窒素酸化物と同時にパティキ
ュレートの排出規制の強化が行われる。この規制強化へ
の対応としては、燃料噴射時期遅延などの燃焼改善によ
る従来の排気ガス中の汚染物質低減対策だけでは排出ガ
ス規制値を達成することは不可能とされ、現状では排気
ガスの後処理装置の付設が不可欠である。この後処理装
置にはパティキュレートを捕集するフィルタなどが必要
とされる。
[0004] In an internal combustion engine using light oil as a fuel, regulations on the emission of particulates have been strengthened simultaneously with the nitrogen oxides emitted from the internal combustion engine. In response to this tightening of regulations, it is considered impossible to achieve the exhaust gas regulation value only by conventional measures to reduce pollutants in exhaust gas by improving combustion such as delaying fuel injection timing. It is indispensable to attach a processing unit. This post-processing apparatus requires a filter for collecting particulates and the like.

【0005】このフィルタは、パティキュレートを捕集
し続けると目詰まりを生じて排気ガスの流れが悪くなり
エンジン出力の低下あるいはエンジンの停止に至る。こ
の解決手段として、セラミックスフィルタの捕集能力を
再生させる技術開発が進められているが、耐久性能の確
保が実用上の大きな課題である。
If this filter continues to collect particulates, clogging occurs and the flow of exhaust gas deteriorates, leading to a decrease in engine output or an engine stop. As a solution to this problem, technology development for regenerating the trapping ability of the ceramic filter has been promoted, but securing a durable performance is a major practical problem.

【0006】パティキュレートは600℃程度から燃焼
することが知られている。パティキュレートをこの高温
度域に昇温するためのエネルギを発生する手段として、
バーナ方式、電気ヒーター方式あるいはマイクロ波方式
などが考えられている。
[0006] It is known that particulates burn at about 600 ° C. As means for generating energy for raising particulates to this high temperature range,
A burner method, an electric heater method, a microwave method, and the like have been considered.

【0007】マイクロ波を利用したフィルタ機能再生装
置としては、たとえば特開昭59−126022号公報
がある。同公報に開示されている装置を図8に示す。同
図において、1はエンジン、2は排気マニフォールド、
3は排気管、4は排気分岐管、5はマトリックスである
セラミックスフィルタ(以下フィルタと記す)、6はフ
ィルタ5を収納支持した収納部である加熱室、7はマイ
クロ波発生手段、8はマイクロ波発生手段7の発生した
マイクロ波を加熱室6に導く導波管、9はマイクロ波反
射板、10は空気ポンプ、11は空気供給路、12はマ
イクロ波発生手段7の駆動電源、13はマフラー、14
は空気切換バルブ、15は排気ガス流切換バルブであ
る。
As a filter function reproducing apparatus using a microwave, there is, for example, JP-A-59-122022. FIG. 8 shows an apparatus disclosed in the publication. In the figure, 1 is an engine, 2 is an exhaust manifold,
Reference numeral 3 denotes an exhaust pipe, 4 denotes an exhaust branch pipe, 5 denotes a ceramics filter (hereinafter referred to as a filter) as a matrix, 6 denotes a heating chamber which is a storage section that stores and supports the filter 5, 7 denotes microwave generating means, and 8 denotes a micro-wave. A waveguide for guiding the microwave generated by the wave generating means 7 to the heating chamber 6, 9 is a microwave reflecting plate, 10 is an air pump, 11 is an air supply path, 12 is a driving power supply of the microwave generating means 7, and 13 is a driving power supply. Muffler, 14
Is an air switching valve, and 15 is an exhaust gas flow switching valve.

【0008】上記した構成において、フィルタ5の外周
は加熱室6の内壁から離して加熱室内に収納支持されて
いる。この加熱室6の内壁とフィルタ5の外周とのつく
る空間は空気層である。また、エンジンの排気ガスは排
気ガス流切換バルブ15によってフィルタ5に導かれた
り、直接大気へ排出されたりする。パティキュレート捕
集サイクルにおいて、排気ガスはフィルタ5に導かれ排
気ガス中に含まれるパティキュレートはフィルタ5に捕
集されるが前述したようにフィルタ5の捕集能力は有限
である。捕集能力が限界に達すると排気ガス流切換バル
ブ15が制御され排気管3への排気ガスは遮断され排気
ガスのすべては排気分岐管4を経て大気に排出される。
この間にフィルタ5の再生が行われる。このフィルタ再
生サイクルにおいてパティキュレートを加熱するエネル
ギはマイクロ波発生手段7からまた燃焼に必要な空気が
空気ポンプ10より同時に供給される。所定の時間を経
てフィルタ再生が完了すると排気ガス流切換バルブ15
が再び制御されてフィルタ5に排気ガスが導かれる。こ
の捕集と再生のサイクルがくり返される。
In the above configuration, the outer periphery of the filter 5 is housed and supported in the heating chamber away from the inner wall of the heating chamber 6. The space created by the inner wall of the heating chamber 6 and the outer periphery of the filter 5 is an air layer. Further, the exhaust gas of the engine is guided to the filter 5 by the exhaust gas flow switching valve 15 or directly discharged to the atmosphere. In the particulate collection cycle, the exhaust gas is guided to the filter 5 and the particulates contained in the exhaust gas are collected by the filter 5, but the collection capacity of the filter 5 is limited as described above. When the trapping capacity reaches the limit, the exhaust gas flow switching valve 15 is controlled, the exhaust gas to the exhaust pipe 3 is shut off, and all of the exhaust gas is exhausted to the atmosphere via the exhaust branch pipe 4.
During this time, the regeneration of the filter 5 is performed. In this filter regeneration cycle, energy for heating the particulates is supplied from the microwave generation means 7 and air required for combustion is supplied from the air pump 10 at the same time. When the filter regeneration is completed after a predetermined time, the exhaust gas flow switching valve 15
Is controlled again, and exhaust gas is guided to the filter 5. This cycle of collection and regeneration is repeated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の内燃機関用フィルタ再生装置に用いられているフィル
タに捕集されたパティキュレートを再生する場合に以下
のような課題を有している。
However, there are the following problems when regenerating particulates collected by a filter used in the above-mentioned conventional filter regeneration apparatus for an internal combustion engine.

【0010】第1の課題は、フィルタを収納する収納部
の断熱性能と、フィルタ外周部に捕集されたパティキュ
レートの加熱性能が両立できないことに起因する。すな
わち上記従来の構成(フィルタ収納部内の構成の詳細は
示されていない)において、フィルタの外周はフィルタ
の収納を兼ねる加熱室から離され、フィルタと加熱室と
の間に断熱層として作用する空気層を有する構成にてフ
ィルタが支持されていた。
The first problem is caused by the incompatibility between the heat insulating performance of the storage portion for storing the filter and the heating performance of the particulates collected on the outer peripheral portion of the filter. That is, in the above-described conventional configuration (details of the configuration in the filter storage section are not shown), the outer periphery of the filter is separated from the heating chamber also serving as the filter storage, and the air acting as a heat insulating layer between the filter and the heating chamber is provided. The filter was supported in a configuration having a layer.

【0011】この空気層の断熱性能を向上させるために
は、フィルタ外周部を加熱室の内壁に近づけて空気層の
厚みをこの層内で対流が生じない程度にまで薄くする必
要があるが、加熱室内壁付近はマイクロ波エネルギの最
小のところでありフィルタ外周部が加熱室の内壁に近づ
きすぎるとフィルタ外周部近傍に捕集されたパティキュ
レートはマイクロ波で十分に加熱されず、燃焼可能温度
にまで達しない。また単純に空気層を形成しただけでは
フィルタ外周部からの熱輻射を防止することはできな
い。
In order to improve the heat insulation performance of the air layer, it is necessary to reduce the thickness of the air layer to such an extent that convection does not occur in the air layer by bringing the outer peripheral portion of the filter close to the inner wall of the heating chamber. The vicinity of the inner wall of the heating chamber is where the microwave energy is the smallest, and if the outer periphery of the filter is too close to the inner wall of the heating chamber, the particulates collected near the outer periphery of the filter will not be sufficiently heated by the microwave to reach the combustible temperature. Not reach. Further, simply forming an air layer cannot prevent heat radiation from the outer peripheral portion of the filter.

【0012】またフィルタ外周部近傍のマイクロ波エネ
ルギを強くさせるためには、フィルタの外周と加熱室の
内壁を遠ざけたほうが良いが、フィルタ外周と加熱室の
内壁の間の空気層の厚みが厚くなるとこの層内での空気
の対流により、満足な断熱性能を得ることができない。
また加熱室が必要以上に大きくなってしまう。
In order to increase the microwave energy near the outer periphery of the filter, it is better to keep the outer periphery of the filter and the inner wall of the heating chamber apart, but the thickness of the air layer between the outer periphery of the filter and the inner wall of the heating chamber is large. If this is the case, satisfactory heat insulating performance cannot be obtained due to the convection of air in this layer.
Further, the heating chamber becomes unnecessarily large.

【0013】このため空気層の断熱性能とフィルタ外周
部に捕集されたパティキュレートの加熱性能を両立でき
ることができず、結局フィルタ外周部の熱がフィルタ収
納を兼ねる加熱室に伝熱することを抑制できず、さらに
フィルタ外周部近傍はマイクロ波によって十分に加熱さ
れないので、フィルタの外周部近傍に捕集されたパティ
キュレートはそれが燃焼可能温度に到達できずに燃え残
りを生じてしまう。このためフィルタに捕集されたパテ
ィキュレートの十分な再生を行なうことができない。
Therefore, it is not possible to achieve both the heat insulating performance of the air layer and the heating performance of the particulates collected on the outer peripheral portion of the filter, so that the heat of the outer peripheral portion of the filter is transferred to the heating chamber which also serves as the filter housing. Since it cannot be suppressed, and the vicinity of the outer periphery of the filter is not sufficiently heated by the microwave, the particulates collected near the outer periphery of the filter cannot reach the combustible temperature and remain unburned. For this reason, the particulates collected by the filter cannot be sufficiently regenerated.

【0014】第2の課題は、第1の課題で説明中に記述
したようにフィルタ外周部近傍に捕集されたパティキュ
レートが燃焼しないのでフィルタ内外方向に生ずる温度
勾配により発生する熱応力によりフィルタに機械的な破
損が生ずることである。
The second problem is that, as described in the description of the first problem, the particulates collected near the outer periphery of the filter do not burn, so that the thermal stress generated by the temperature gradient generated in the inside and outside of the filter causes the filter to fail. Is mechanically damaged.

【0015】また、フィルタの耐振動性を確保すること
を目的の一つとしてガソリン車の3元触媒担体の支持に
用いられている加熱膨張性を有する耐火性の保持材を流
用して、フィルタ収納を兼ねる加熱室とフィルタ外周部
の間に設けることが考えられる。しかしこの保持材は効
果的な断熱性能を有せず、フィルタ外周部の熱はこの保
持材を経由して加熱室に伝熱されてしまい、フィルタの
外周部近傍に捕集されたパティキュレートはそれが燃焼
可能温度に到達できずに燃え残りを生じてしまう。
Another object of the present invention is to ensure the vibration resistance of the filter by using a heat-expandable, fire-resistant holding material used for supporting a three-way catalyst carrier of a gasoline vehicle. It is conceivable to provide the space between the heating chamber also serving as a housing and the outer peripheral portion of the filter. However, this holding material has no effective heat insulating performance, and the heat of the outer peripheral portion of the filter is transferred to the heating chamber via this holding material, and the particulates collected near the outer peripheral portion of the filter are It cannot reach the flammable temperature and causes unburned residue.

【0016】さらに、断熱性能に優れる断熱材のみでフ
ィルタを支持することが考えられる。しかし断熱材は十
分な加熱膨張性を有しないためにフィルタの安定した支
持が得られない。
Further, it is conceivable to support the filter only with a heat insulating material having excellent heat insulating performance. However, since the heat insulating material does not have sufficient heat expandability, stable support of the filter cannot be obtained.

【0017】本発明は上記課題を解決するもので、内燃
機関が排出する排気ガスを浄化する装置に用いられる排
気ガスが通流するフィルタの改良された収納支持構造を
提供し、フィルタの安定支持と、断熱効果の向上による
フィルタの基本性能の向上およびフィルタ内に生じる温
度勾配の緩和による耐久性能の向上を図った装置を提供
することを目的としたものである。
The present invention solves the above-mentioned problems, and provides an improved storage and support structure of a filter through which exhaust gas flows, which is used in a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine, and stably supports the filter. It is another object of the present invention to provide a device which improves basic performance of a filter by improving a heat insulating effect and improves durability performance by relaxing a temperature gradient generated in the filter.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内燃機関の排気ガス中に含まれるパティキ
ュレートを捕集するフィルタと、フィルタを収納する収
納管と、前記収納管内に給電されるマイクロ波を発生す
るマイクロ波発生手段と、前記フィルタを前記収納管内
に支持する少なくとも2層構造からなるフィルタ支持手
段とを備え、前記フィルタ支持手段の少なくとも1層が
マイクロ波吸収材料を含有する。
The present invention SUMMARY OF] In order to achieve the above object, a filter for collecting particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine, a housing tube for housing the filter, the housing tube Generate microwaves to be fed
Microwave generating means, and filter supporting means having at least a two-layer structure for supporting the filter in the storage tube , wherein at least one layer of the filter supporting means is provided .
Contains microwave absorbing material.

【0019】フィルタ支持手段は保持材と断熱材で構成
され、フィルタ支持手段の少なくとも1層は保持材と断
熱材で構成している。
The filter supporting means comprises a holding material and a heat insulating material, and at least one layer of the filter supporting means comprises a holding material and a heat insulating material.

【0020】フィルタ支持手段の少なくとも排気ガス通
流方向上流側の端面を排気ガスから隔離する保護手段を
備えている。
A protection means is provided for isolating at least the end face of the filter support means on the upstream side in the exhaust gas flow direction from the exhaust gas.

【0021】[0021]

【作用】上記した構成において、フィルタ支持手段を少
なくとも2層構造にすると層間には少なからずの空気層
領域を有した不完全な層接合領域になり層間の熱伝達が
抑制され、また各層自体にも熱伝達を抑制する手段を設
けることにより、フィルタ内部の熱が収納管へ伝達する
ことを最小限に抑制し、フィルタ内部に熱をためること
ができる。またフィルタと収納管との間に設けられたフ
ィルタ支持手段を構成する少なくとも1層が比誘電率の
大きいマイクロ波吸収材料を含有することにより、フィ
ルタと収納管との間の電気長を大きくし、フィルタ外周
部近傍をマイクロ波エネルギの大きい空間にすることが
でき、またフィルタ支持手段にマイクロ波エネルギを蓄
積させることができるので、フィルタの外周部近傍に捕
集されたパティキュレートをマイクロ波によってより強
く加熱することができる。
In the above construction, when the filter supporting means has at least a two-layer structure, it becomes an imperfect layer bonding area having a notable air layer area between the layers, thereby suppressing the heat transfer between the layers, and also providing each layer with itself. Also, by providing a means for suppressing heat transfer, the transfer of heat inside the filter to the storage pipe can be suppressed to a minimum, and heat can be accumulated inside the filter. The filter provided between the filter and the storage tube
At least one layer constituting the filter support means has a relative dielectric constant.
By containing large microwave absorbing material,
Increase the electrical length between the filter and the storage tube, and
The area near the part can be a space with high microwave energy
And store microwave energy in the filter support
Can be trapped near the outer periphery of the filter.
Strengthening collected particulates by microwave
It can be heated well.

【0022】フィルタ支持手段の少なくとも1層は保持
材と断熱材で構成されているが、加熱膨張性を有する保
持材の介在により、断熱材としてフィルタと断熱材との
隙間無く巻くことが困難な断熱材を用いた場合でも、層
と層、フィルタ、および収納管との隙間を無くし排気ガ
スの支持手段部の通流を防ぐと同時にフィルタの排気ガ
ス圧によるフィルタの位置ずれを防止させることができ
る。
At least one layer of the filter supporting means is composed of a holding material and a heat insulating material. However, it is difficult to wind the filter as a heat insulating material without a gap between the filter and the heat insulating material due to the interposition of the heat expandable holding material. Even when a heat insulating material is used, the gap between the layers, the filter, and the storage pipe can be eliminated to prevent the exhaust gas from flowing through the support means, and also prevent the filter from being displaced due to the exhaust gas pressure of the filter. it can.

【0023】フィルタ支持手段の少なくとも排気ガス流
通方向上流側の端面に設けた保護手段により、フィルタ
支持手段を構成する保持材あるいは断熱材の少なくとも
排気ガスの通流方向上流側の端面を排気ガスから隔離で
き、保護できる。
The protection means provided at least on the end face of the filter support means on the upstream side in the exhaust gas flow direction allows at least the end face on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas of the holding material or the heat insulating material constituting the filter support means to move away from the exhaust gas. Can be isolated and protected.

【0024】[0024]

【実施例】以下本発明の実施例を図1から図7を参照し
て説明する。図1は図2の要部拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an enlarged view of a main part of FIG.

【0025】図1において、内燃機関(図示せず)より
排出された排気ガスは、前部排気管16、バルブA1
7、助燃気体排出管18、前部接続管19を通してフィ
ルタ20に導かれる。
In FIG. 1, exhaust gas discharged from an internal combustion engine (not shown) is supplied to a front exhaust pipe 16 and a valve A1.
7. The fuel gas is led to the filter 20 through the auxiliary gas discharge pipe 18 and the front connection pipe 19.

【0026】図2において収納管21とフィルタ20と
の間には、3層構造からなるフィルタ支持手段が構成さ
れ、内層は収納管21の内壁に面するフィルタ20の部
分において、排気ガス通流方向の両方の端部近傍に設け
た第1の保持材22と、第1の保持材22が設けられて
いない部分に設けた第1の断熱材23とを有する構成と
し、中間層は第1の保持材22と第1の断熱材23の収
納管21の内壁に面する部分に設けた第2の断熱材24
とを有する構成とし、外層は収納管21の内壁に面する
第2の断熱材24の部分において、排気ガス通流方向
の、両方の端部近傍に設けた第2の保持材25を有する
構成とし、収納管21と第2の断熱材24と第2の保持
材25との間で空気断熱層として作用する閉じた空間部
26を形成している。さらに、第1の保持材22と第2
の断熱材24と第2の保持材25との排気ガス通流方向
の両端面27に保護手段28を設けている。
In FIG. 2, a filter support means having a three-layer structure is formed between the storage tube 21 and the filter 20, and an inner layer is formed in a portion of the filter 20 facing the inner wall of the storage tube 21 so that the exhaust gas flows therethrough. The first holding member 22 is provided in the vicinity of both ends in the direction, and the first heat insulating member 23 is provided in a portion where the first holding member 22 is not provided. Holding member 22 and second heat insulating material 24 provided at the portion of first heat insulating material 23 facing the inner wall of storage tube 21.
The outer layer has a second holding member 25 provided near both ends in the direction of exhaust gas flow in a portion of the second heat insulating material 24 facing the inner wall of the storage tube 21. A closed space 26 acting as an air heat insulating layer is formed between the storage tube 21, the second heat insulating material 24, and the second holding material 25. Further, the first holding member 22 and the second
Protection means 28 are provided on both end surfaces 27 of the heat insulating material 24 and the second holding material 25 in the exhaust gas flow direction.

【0027】図1において、フィルタ20を通流し、パ
ティキュレートをフィルタ20により捕集された排気ガ
スは給電管29、後部接続管30、助燃気体供給管3
1、バルブB32、後部排気管33を通して大気中に排
出される。
In FIG. 1, the exhaust gas flowing through the filter 20 and collecting particulates by the filter 20 is supplied to the power supply pipe 29, the rear connection pipe 30, the auxiliary combustion gas supply pipe 3, and the like.
1. The gas is discharged into the atmosphere through a valve B32 and a rear exhaust pipe 33.

【0028】マイクロ波発生手段34(パティキュレー
トの加熱手段)の発するマイクロ波は導波管35を通し
てマイクロ波作用空間36に供給される。前部接続管1
9の排気ガス流入側にパンチング穴構成あるいはハニカ
ム構成などからなる前部マイクロ波遮蔽手段37、また
給電管29と後部接続管30の間にもパンチング穴構成
あるいはハニカム構成などからなる後部マイクロ波遮蔽
手段38が設けられ、前部接続管19とフィルタ収納管
21と給電管29と前部マイクロ波遮蔽手段37と後部
マイクロ波遮蔽手段38との間でマイクロ波作用空間3
6を形成している。このマイクロ波によりフィルタ20
に捕集されたパティキュレートが誘電加熱される。
The microwaves generated by the microwave generating means 34 (particulate heating means) are supplied to the microwave working space 36 through the waveguide 35. Front connection pipe 1
9, a front microwave shielding means 37 having a punching hole configuration or a honeycomb configuration on the exhaust gas inflow side, and a rear microwave shielding means having a punching hole configuration or a honeycomb configuration between the power supply pipe 29 and the rear connection pipe 30. Means 38 is provided, and the microwave working space 3 is provided between the front connection pipe 19, the filter housing pipe 21, the feed pipe 29, the front microwave shielding means 37 and the rear microwave shielding means 38.
6 are formed. This microwave causes the filter 20
The particles collected in the chamber are dielectrically heated.

【0029】バルブC39が助燃気体排出管18に、助
燃気体供給手段40と助燃気体供給管31の間にバルブ
D41がそれぞれ取付けられている。また、フィルタ2
0再生時にはバルブA17を切り替えて、排気ガスをバ
イパス管42、マフラ43を通して大気中に排出させ
る。
A valve C39 is provided on the auxiliary gas discharge pipe 18, and a valve D41 is provided between the auxiliary gas supply means 40 and the auxiliary gas supply pipe 31. Filter 2
At the time of regeneration, the valve A17 is switched to discharge exhaust gas to the atmosphere through the bypass pipe 42 and the muffler 43.

【0030】バルブA17、バルブB32、バルブC3
9、バルブD41はパティキュレート捕集時は図1のよ
うに、パティキュレート加熱時は図3のように、助燃気
体供給時には図4のようにぞれぞれ制御される。
Valve A17, valve B32, valve C3
9. The valve D41 is controlled as shown in FIG. 1 at the time of particulate collection, as shown in FIG. 3 at the time of particulate heating, and as shown in FIG.

【0031】これより以下装置の動作を説明する。内燃
機関から排出される排気ガスは前部排気管16を流れて
フィルタ20に流入し、後部排気管32に流される。こ
のときバルブA17、バルブB32、バルブC39、バ
ルブD41は図1のように制御されている。フィルタ2
0はウォールフロータイプのハニカム構造で構成され、
排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する機能を
有している。このフィルタに捕集されたパティキュレー
トの量が増加すると、フィルタの圧損が増大し内燃機関
であるエンジンの負荷が増大するとともに最悪の場合は
エンジン停止に至る。
Hereinafter, the operation of the apparatus will be described. The exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows through the front exhaust pipe 16, flows into the filter 20, and flows through the rear exhaust pipe 32. At this time, the valves A17, B32, C39, and D41 are controlled as shown in FIG. Filter 2
0 is configured with a wall flow type honeycomb structure,
It has a function of collecting particulates contained in exhaust gas. When the amount of particulates collected by this filter increases, the pressure loss of the filter increases, the load on the engine as the internal combustion engine increases, and in the worst case, the engine stops.

【0032】したがって適当な時期にフィルタに捕集さ
れたパティキュレートを除去する必要がある。この適当
な時期の判断手段としては、フィルタの圧損レベル検
出、電気的手段によるパティキュレート捕集量の検出あ
るいはエンジンの動作状態の積算値などによってなされ
る。フィルタに捕集されたパティキュレートは加熱燃焼
させて除去される。このプロセスをフィルタ再生と称し
ている。
Therefore, it is necessary to remove the particulates collected by the filter at an appropriate time. The means for determining the appropriate timing is based on the detection of the pressure drop level of the filter, the detection of the amount of trapped particulates by electrical means, or the integrated value of the operating state of the engine. The particulate matter trapped in the filter is removed by heating and burning. This process is called filter regeneration.

【0033】次にフィルタ再生のプロセスを説明する。
フィルタ20が捕集したパティキュレート捕集量がフィ
ルタ再生すべき捕集領域に達すると、フィルタ再生プロ
セスが開始する。
Next, the filter regeneration process will be described.
When the amount of particulates collected by the filter 20 reaches the collection area where the filter is to be regenerated, the filter regeneration process starts.

【0034】この再生制御指令は制御部(図示せず)よ
り発せられる。この制御部の指令に基づいてバルブA1
7、バルブB32、バルブC39、バルブD41が図3
のように制御されてフィルタ20へ流入していた排気ガ
スが遮断される。内燃機関が動作しているときは、排気
ガスはバイパス管42に導かれる。またマイクロ波発生
手段34に駆動電圧が供給される。マイクロ波発生手段
34が発生するマイクロ波は導波管35を伝送してフィ
ルタ20をその中に含むマイクロ波作用空間36内に給
電される。これにより、フィルタ20に捕集されたパテ
ィキュレートが誘電加熱されるが、その加熱領域はフィ
ルタ20の内部までの拡がりをもっている。時間経過に
ともなって、マイクロ波入射側のフィルタ20端面近傍
に存在するパティキュレートから順次燃焼可能温度に達
していくが、マイクロ波給電は継続される。燃焼可能温
度に達するとその領域のパティキュレートは赤熱し一部
燃焼状態になるが酸素の欠乏により蒸焼き状態となって
温度上昇は飽和していく。マイクロ波給電の継続によ
り、パティキュレートの燃焼可能温度に至った領域はフ
ィルタ20の約1/2まで拡がる。このとき、マイクロ
波作用空間36への排気ガスおよびその他の気体の流入
はほぼ完全に遮断されているのでマイクロ波加熱された
パティキュレートはその燃焼可能温度の向かって効率よ
く温度上昇していく。
This reproduction control command is issued from a control unit (not shown). The valve A1 is controlled based on a command from the control unit.
7, valve B32, valve C39 and valve D41 are shown in FIG.
And the exhaust gas flowing into the filter 20 is shut off. When the internal combustion engine is operating, exhaust gas is guided to the bypass pipe 42. Further, a driving voltage is supplied to the microwave generating means 34. The microwave generated by the microwave generating means 34 is transmitted through the waveguide 35 and fed into the microwave working space 36 including the filter 20 therein. As a result, the particulates collected by the filter 20 are dielectrically heated, and the heated area extends to the inside of the filter 20. As time elapses, the combustible temperature sequentially increases from the particulate present near the end face of the filter 20 on the microwave incident side, but the microwave power supply is continued. When the flammable temperature is reached, the particulates in that region glow red and partially burn, but the steam rises due to lack of oxygen and the temperature rise saturates. With the continuation of the microwave power supply, the region where the temperature at which the particulates can be burned is expanded to about の of the filter 20. At this time, the inflow of exhaust gas and other gases into the microwave working space 36 is almost completely blocked, so that the microwave-heated particulates efficiently rise in temperature toward the combustible temperature.

【0035】この後に、バルブA17、バルブB32、
バルブC39、バルブD41が図4のように制御され、
助燃気体供給手段40の動作が開始される。これにより
外部から酸素を含む助燃気体がフィルタ20に供給さ
れ、フィルタ20内の高温化されたパティキュレートが
燃焼状態に移行する。パティキュレート燃焼領域は気体
の流れ方向に移動しつつフィルタ外周方向に拡大してい
き、適当な時間を経てフィルタ20のほぼ全域のパティ
キュレートが燃焼し除去される。
Thereafter, valve A17, valve B32,
The valve C39 and the valve D41 are controlled as shown in FIG.
The operation of the assisting gas supply means 40 is started. As a result, the auxiliary combustion gas containing oxygen is supplied to the filter 20 from the outside, and the high-temperature particulates in the filter 20 shift to the combustion state. The particulate combustion region expands toward the outer periphery of the filter while moving in the gas flow direction, and after an appropriate time, the particulates in almost the entire area of the filter 20 are burned and removed.

【0036】そしてマイクロ波発生手段34および助燃
気体供給手段40は動作を停止するとともに適当な時期
にバルブA17、バルブB32、バルブC39、バルブ
D41が再び図1のように制御されフィルタ再生サイク
ルが終了する。その後またフィルタ20に排気ガスを流
入させパティキュレートの捕集を実行することができ
る。
The operation of the microwave generating means 34 and the auxiliary gas supply means 40 is stopped, and the valves A17, B32, C39 and D41 are controlled again as shown in FIG. I do. After that, the exhaust gas can flow into the filter 20 to collect the particulates.

【0037】ところで、図5はフィルタ20に捕集され
たパティキュレート捕集量と重量再生率およびパティキ
ュレート再生時のフィルタ内部の最高温度との関係を示
す図である。重量再生率とは捕集されたパティキュレー
トの重量に対する燃焼したパティキュレートの重量の割
合である。図5によるとパティキュレート捕集量が多く
なると重量再生率は高くなるが、最高温度も高くなって
しまう。またパティキュレートの捕集量が少なくなると
最高温度が低くなるが、重量再生率も低くなる。後者
は、フィルタ20外周近傍に捕集されたパティキュレー
トはマイクロ波によって十分に加熱されないことに加
え、パティキュレートの加熱時の熱およびパティキュレ
ートの燃焼時の熱がフィルタ20の外周から逃げてしま
い、このためフィルタ20外周近傍に捕集されたパティ
キュレートの温度が燃焼可能な温度に到達できずパティ
キュレートが燃焼しないためである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of particulates collected by the filter 20, the weight regeneration rate, and the maximum temperature inside the filter during particulate regeneration. The weight regeneration rate is the ratio of the weight of the burned particulates to the weight of the collected particulates. According to FIG. 5, when the amount of trapped particulates increases, the weight regeneration rate increases, but the maximum temperature also increases. In addition, when the trapped amount of particulates decreases, the maximum temperature decreases, but the weight regeneration rate also decreases. In the latter, the particulates collected in the vicinity of the outer periphery of the filter 20 are not sufficiently heated by the microwaves, and the heat at the time of heating the particulates and the heat at the time of the burning of the particulates escape from the outer periphery of the filter 20. Therefore, the temperature of the particulates collected near the outer periphery of the filter 20 cannot reach the combustible temperature, and the particulates do not burn.

【0038】このためフィルタ20の再生にあたっては
ある程度高い重量再生率(70%以上必要)が得られる
パティキュレート捕集量が多い領域で再生せざるを得
ず、すると最高温度が必要以上に高くなりすぎ、フィル
タ20に機械的破損が生ずる。また最高温度が比較的低
いパティキュレート捕集量で再生を行うと重量再生率が
低すぎ、多くのパティキュレートが再生されず燃え残っ
てしまい、フィルタ20の目ずまりが発生する。これを
解決する方法の一つとして、もともと重量再生率の高い
捕集領域において重量再生率をあまり低下させずに最高
温度を大幅に低下させることが考えられる。もう一つの
解決法としてもともと最高温度が低い捕集領域において
最高温度をあまり上げずに重量再生率を高める対策が考
えられる。本発明は後者に属するものである。
For this reason, when the filter 20 is regenerated, the filter 20 must be regenerated in a region where a large amount of particulates can be collected to obtain a somewhat high weight regeneration rate (required of 70% or more). And the filter 20 is mechanically damaged. Also, if the regeneration is performed with the particulate collection amount having a relatively low maximum temperature, the weight regeneration rate is too low, and many particulates are not regenerated and remain unburned, and the filter 20 is clogged. As a method for solving this problem, it is conceivable to significantly lower the maximum temperature in the collection region where the weight regeneration rate is originally high without significantly decreasing the weight regeneration rate. Another solution is to increase the weight regeneration rate without increasing the maximum temperature in the trapping region where the maximum temperature is originally low. The present invention belongs to the latter.

【0039】ところで、フィルタ20を排気管内に支持
する方法は、金属バネなどを利用した支持方法と保持材
を利用した支持方法に大別できる。フィルタがセラミッ
クスなどの材料で構成されている場合にはフィルタと金
属とが直接接合することは熱膨脹の大きな違いによりフ
ィルタの機械的破損を生じる危険性が高い。このために
フィルタ20の支持は保持材を利用する方法が適する。
本発明が属する利用分野においてこの保持材としては加
熱膨張性を有するセラミック系マットが用いられてい
る。このような保持材だけをフィルタ20外周部と収納
管21との間に設けることが考えられるが、一般的に加
熱膨張性マット(保持材)は断熱性能が十分ではなく
(代表的な加熱膨張性マットの、熱伝導率は温度領域2
00から600℃において0.2から0.43kcal
/mh℃)、本発明の目的に対して満足のいく断熱性能
を有しておらず、重量再生率を高めることができなかっ
た。一方、断熱効果に優れた断熱材のみをフィルタ20
外周部と収納管21との間に設けることが考えられる
が、一般的にそのような断熱材は十分な加熱膨張性を有
しておらず、これのみではフィルタ20の保持力が十分
でなく安定なフィルタ支持が得られない。また一部の断
熱材44はそれ単体のみをフィルタ20の外周部全体に
巻き付けると図6のように窪み45が生じてしまい、保
護手段28を設けても窪み45とフィルタ20外周部あ
るいは収納管21との間から排気ガスが漏れてしまう。
The method of supporting the filter 20 in the exhaust pipe can be roughly classified into a supporting method using a metal spring or the like and a supporting method using a holding material. When the filter is made of a material such as ceramics, direct joining between the filter and the metal has a high risk of causing mechanical damage to the filter due to a large difference in thermal expansion. For this reason, a method using a holding material is suitable for supporting the filter 20.
In the application field to which the present invention belongs, a ceramic mat having heat expansion properties is used as the holding material. It is conceivable that only such a holding material is provided between the outer peripheral portion of the filter 20 and the storage tube 21. However, in general, the heat-expandable mat (holding material) does not have sufficient heat insulating performance (typical heat expansion). The thermal conductivity of the mat is in the temperature range 2
0.2 to 0.43 kcal at 00 to 600 ° C
/ Mh ° C), and did not have satisfactory heat insulating performance for the purpose of the present invention, and the weight regeneration rate could not be increased. On the other hand, only a heat insulating material having an excellent heat insulating effect
Although it is conceivable to provide the heat insulating material between the outer peripheral portion and the storage tube 21, such a heat insulating material generally does not have a sufficient heat expandability, and the holding power of the filter 20 alone is not sufficient. Stable filter support cannot be obtained. When only a part of the heat insulating material 44 is wound around the entire outer peripheral portion of the filter 20, a depression 45 is formed as shown in FIG. 6, and even when the protection means 28 is provided, the depression 45 and the outer peripheral portion of the filter 20 or the storage tube are not provided. Exhaust gas leaks from the gap between the exhaust gas 21 and the exhaust gas.

【0040】本発明者らは、収納管21とフィルタ20
との間に3層構造からなるフィルタ支持手段を構成し、
加熱膨張性を有する第1の保持材22、第2の保持材2
5を備えたことにより、本実施例の第1の効果として、
その加熱膨張性を利用してフィルタ20の安定した保持
を得ることができた。また本実施例の第2の効果とし
て、断熱材を2重巻きにした場合でも図7のように加熱
膨張性を有する第1、第2の保持手段の膨張により、層
と層、フィルタ20外周部、および収納管21との隙間
を無くしてその部分からの排気ガスの漏れを防ぐことが
できる。
The present inventors have proposed that the storage tube 21 and the filter 20
To constitute a filter support means having a three-layer structure,
First holding material 22 and second holding material 2 having heat expansion property
5, the first effect of the present embodiment is as follows.
The stable retention of the filter 20 was able to be obtained using the heat expansion property. As a second effect of this embodiment, even when the heat insulating material is double-wound, the expansion of the first and second holding means having heat expandability as shown in FIG. It is possible to eliminate a gap between the portion and the storage tube 21 to prevent leakage of exhaust gas from that portion.

【0041】なお、市販されている断熱材の中には、そ
の熱伝導率が静止空気の熱伝導率よりも小さなものがあ
る。このような優れた断熱材を第1の断熱材23、第2
の断熱材24として利用するとさらに効果的である。対
流が生じない程度の空間部26を形成し空気断熱層とし
て作用させ、第1、第2の断熱材23、24を合わせて
3層構造の断熱構造にすることにより、フィルタ20内
部の熱が収納管21へ伝達することを最小限に抑制し、
特にフィルタ20外周部近傍に捕集されたパティキュレ
ートの温度の低下を防ぐことができる。さらにフィルタ
支持手段を多層構成にすることで、フィルタ20と収納
管21とのすきまを大きくすることにより、マイクロ波
エネルギの強い空間にフィルタ20外周近傍を配置で
き、フィルタ20の外周近傍に捕集されたパティキュレ
ートもマイクロ波によってより効果的に昇温させて燃焼
させることが可能になる。これにより、本実施例の第3
の効果としてパティキュレート再生時のフィルタ内部の
最高温度をあまり上昇させることなく重量再生率の向上
がでる。さらには本実施例の第4の効果として、フィル
タ20内外部の温度勾配の緩和によりフィルタ20のク
ラックの発生を防ぐことができる。
Some commercially available heat insulating materials have a thermal conductivity lower than that of still air. Such an excellent heat insulating material is used for the first heat insulating material 23 and the second heat insulating material.
It is more effective when used as a heat insulating material 24. By forming a space portion 26 to the extent that convection does not occur and acting as an air heat insulating layer and combining the first and second heat insulating materials 23 and 24 to form a three-layer heat insulating structure, heat inside the filter 20 is reduced. Transmission to the storage tube 21 is minimized,
In particular, it is possible to prevent the temperature of the particulates collected near the outer peripheral portion of the filter 20 from decreasing. Further, by forming the filter supporting means in a multilayer structure, the clearance between the filter 20 and the storage tube 21 is increased, so that the vicinity of the outer periphery of the filter 20 can be arranged in a space where microwave energy is strong, and the collection near the outer periphery of the filter 20 is performed. The particulates thus burned can be more effectively heated by the microwaves and burned. Thus, the third embodiment of the present invention
As a result, the weight regeneration rate can be improved without increasing the maximum temperature inside the filter during particulate regeneration. Further, as a fourth effect of the present embodiment, the occurrence of cracks in the filter 20 can be prevented by relaxing the temperature gradient inside and outside the filter 20.

【0042】さらに、第1の保持材22と第2の断熱材
24と第2の保持材25との排気ガス通流方向の両端面
27に保護手段28を設けたことにより、本実施例の第
5の効果として、排気ガスの漏れをより完全に防ぐこと
ができ、また本実施例の第6の効果として、排気ガス中
に含まれるパティキュレートあるいはその他の物質によ
る保持材、断熱材の性能劣化を防ぐことができる。さら
に本実施例の第7の効果として、排気ガス、振動などに
よるフィルタ20の位置ずれを完全に防ぐことができ
る。
Further, the protection means 28 is provided on both end surfaces 27 of the first holding member 22, the second heat insulating member 24, and the second holding member 25 in the exhaust gas flow direction. As a fifth effect, leakage of exhaust gas can be more completely prevented, and as a sixth effect of the present embodiment, the performance of the holding material and the heat insulating material due to particulates or other substances contained in the exhaust gas. Deterioration can be prevented. Further, as a seventh effect of the present embodiment, displacement of the filter 20 due to exhaust gas, vibration, or the like can be completely prevented.

【0043】なお、断熱材の比誘電率が大きな材料を選
択することにより、マイクロ波から見た場合の断熱材の
等価的な厚みは大きくなる。この作用を利用することで
断熱材の実際の厚みを増すことなく、フィルタ20と収
納管21とのすきまを大きくすることができる。
By selecting a material having a large relative dielectric constant of the heat insulating material, the equivalent thickness of the heat insulating material as viewed from the microwave increases. By utilizing this function, the clearance between the filter 20 and the storage tube 21 can be increased without increasing the actual thickness of the heat insulating material.

【0044】この種の断熱材としては、マイクロ波吸収
材料(たとえば酸化チタン(TiO2)を含有したもの
が適合できる。
As a heat insulating material of this kind, a material containing a microwave absorbing material (for example, titanium oxide (TiO 2)) can be used.

【0045】図5においてフィルタの支持構成として、
フィルタ20外周部と収納管21との間に、加熱膨張性
を有するある保持材(熱伝導率は温度領域200から6
00℃において0.2から0.43Kcal/mh℃)
のみを利用した構成による性能が点A(空気層でのみ断
熱させていた従来の構成による性能は図5に示さないが
点Aよりもさらに重量再生率が低かった)、本発明によ
る構成による性能が点Bである。捕集量が6.3g/l
の場合、本発明の構成により42%から65%にまでに
大幅に重量再生率が向上している。一方フィルタ内部の
最高温度は660℃から680℃に上昇した。本発明の
支持構成により、最高温度の上昇を抑えつつ、フィルタ
20外周近傍に捕集されたパティキュレートの燃焼をさ
せることを可能にした。捕集、再生を繰り返す場合、再
生第1回目の重量再生率が70%程度あれば第2回目の
再生以降、新たに捕集されたパティキュレートはほぼ1
00%再生でき、一方最高温度は第1回目の最高温度よ
りも最大100℃程度上昇した。これによりフィルタ2
0にクラックが発生するといわれる温度(900℃)以
下でフィルタ20内にクラックを発生させること無く、
安定したフィルタ20の繰り返し再生を行うことができ
る。
In FIG. 5, the support structure of the filter is as follows.
Between the outer periphery of the filter 20 and the storage tube 21, there is a holding material having a thermal expansion property (the thermal conductivity is from
0.2 to 0.43 Kcal / mh ° C at 00 ° C)
The performance by the configuration using only the point A (the performance by the conventional configuration in which only the air layer is insulated is not shown in FIG. 5 but the weight regeneration rate is lower than that of the point A), the performance by the configuration according to the present invention. Is point B. Collection amount is 6.3g / l
In the case of, the weight regeneration rate is greatly improved from 42% to 65% by the configuration of the present invention. On the other hand, the maximum temperature inside the filter rose from 660 ° C to 680 ° C. With the support structure of the present invention, it is possible to combust particulates collected near the outer periphery of the filter 20 while suppressing a rise in the maximum temperature. In the case where collection and regeneration are repeated, if the weight regeneration rate in the first regeneration is about 70%, the newly collected particulates will be approximately 1 after the second regeneration.
The maximum temperature was about 100 ° C. higher than the first maximum temperature. This allows filter 2
At a temperature (900 ° C.) or lower at which cracks occur at 0, without causing cracks in the filter 20;
The stable regeneration of the filter 20 can be performed.

【0046】次に本発明のその他の実施例を図8を用い
て説明する。図8において前記実施例と異なる点は、第
2の保持材を省略してフィルタ支持手段を2層構造とし
た点である。円筒状に卷いても窪みが生じない断熱材を
利用した場合は図7のような構成をとることができる。
この場合各層の厚さを増すことで前実施例と同等の断熱
性能を持たせることができる。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 differs from the above-described embodiment in that the second holding member is omitted and the filter supporting means has a two-layer structure. In the case where a heat insulating material which does not form a depression even when wound in a cylindrical shape is used, a configuration as shown in FIG. 7 can be adopted.
In this case, by increasing the thickness of each layer, the same heat insulation performance as in the previous embodiment can be provided.

【0047】なお、第1の保持材22の内、排気ガス下
流側のものは省くことができる。この場合保持材を省略
した部分に第1の断熱材を設ける方がよい。
It is to be noted that, of the first holding members 22, those on the downstream side of the exhaust gas can be omitted. In this case, it is better to provide the first heat insulating material in a portion where the holding material is omitted.

【0048】また、空間部26を無くすように第2の保
持材を設けてもよく、より安定したフィルタ20の支持
が得られる。
Further, a second holding member may be provided so as to eliminate the space 26, and more stable support of the filter 20 can be obtained.

【0049】また、空間部26に新たに第3の断熱材を
設けてもよい。より断熱効果が高まり重量再生率を上げ
ることができる。
Further, a third heat insulating material may be newly provided in the space 26. The heat insulation effect is further enhanced, and the weight regeneration rate can be increased.

【0050】また、第1の断熱材23を省略して、フィ
ルタ20と第1の支持材22と第2の断熱材24とで閉
じた空間部(空気断熱層)を形成するようにしてもよ
い。
Further, the first heat insulating material 23 may be omitted, and a closed space (air heat insulating layer) may be formed by the filter 20, the first support member 22, and the second heat insulating material 24. Good.

【0051】また、各断熱材を一体構成にするとフィル
タ20に断熱材を設ける作業がより容易に行える。
When the heat insulating materials are integrally formed, the work of providing the heat insulating material on the filter 20 can be performed more easily.

【0052】また、マイクロ波吸収材を含有しない断熱
材の場合は酸化チタン(TiO2)などのマイクロ波吸
収材をそれに塗布して利用してもよいし、炭化珪素(S
iC)のような誘電損失の大きい材料を断熱材に塗布し
て断熱材そのものを発熱させても良い。
In the case of a heat insulating material which does not contain a microwave absorbing material, a microwave absorbing material such as titanium oxide (TiO 2) may be applied to the heat insulating material, or silicon carbide (S) may be used.
A material having a large dielectric loss such as iC) may be applied to the heat insulating material to generate heat.

【0053】また、マイクロ波をマイクロ波作用空間に
伝送する手段の構成は、本発明実施例に限定されるもの
ではなく、例えば同軸伝送線を利用することもできる。
The structure of the means for transmitting microwaves to the microwave working space is not limited to the embodiment of the present invention, and for example, a coaxial transmission line can be used.

【0054】また、パティキュレートの加熱手段として
はマイクロ波発生手段を1例として説明したが加熱手段
は、例えば電気ヒータ、バーナなどを用いてもよい。
Further, as a means for heating the particulates, a microwave generation means has been described as an example, but the heating means may be, for example, an electric heater, a burner or the like.

【0055】また、支持手段を保護する保護手段の構成
は、本発明実施例に限定されるものではなく、例えば保
護手段と収納管を一体構成にすることもできる。
The structure of the protection means for protecting the support means is not limited to the embodiment of the present invention. For example, the protection means and the storage tube may be integrated.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関用
フィルタ再生装置によれば、以下の効果が得られる。
As described above, according to the filter regeneration device for an internal combustion engine of the present invention, the following effects can be obtained.

【0057】(1)フィルタ支持手段を少なくとも2層
構造にすることにより層間には少なからずの空気層領域
を有した不完全な層接合領域になり層間の熱伝達が抑制
され、また各層自体にも熱伝達を抑制する手段を設ける
ことにより、フィルタ内部の熱が収納管へ伝達すること
を最小限に抑制し、フィルタ内部に熱をためることがで
きる。またフィルタと収納管との間に設けられたフィル
タ支持手段を構成する少なくとも1層が比誘電率の大き
いマイクロ波吸収材料を含有することにより、フィルタ
と収納管との間の電気長を大きくし、フィルタ外周部近
傍をマイクロ波エネルギの大きい空間にすることがで
き、またフィルタ支持手段にマイクロ波エネルギを蓄積
させることができるので、フィルタの外周部近傍に捕集
されたパティキュレートをマイクロ波によってより強く
加熱することができる。
(1) By forming the filter support means in at least a two-layer structure, an imperfect layer bonding area having a notable air layer area between the layers is formed, thereby suppressing heat transfer between the layers. Also, by providing a means for suppressing heat transfer, the transfer of heat inside the filter to the storage pipe can be suppressed to a minimum, and heat can be accumulated inside the filter. The filter provided between the filter and the storage tube
At least one layer constituting the support means has a large relative dielectric constant.
Filter by using a microwave absorbing material
Increase the electrical length between the filter and the storage tube, and
It can be a space with high microwave energy beside
And store microwave energy in the filter support
So that it can be collected near the outer periphery of the filter.
The applied particulates by microwave
Can be heated.

【0058】(2)フィルタ支持手段の少なくとも1層
は保持材と断熱材で構成されていることにより保持材の
介在により断熱材としてフィルタと断熱材との隙間無く
巻くことが困難な断熱材を用いた場合でも加熱膨張性を
有する保持材を使用することにより、層と層、フィル
タ、および収納管との隙間を無くし排気ガスの支持手段
部の通流を防ぐと同時にフィルタの排気ガス圧によるフ
ィルタの位置ずれを防止させることができる。
(2) Since at least one layer of the filter supporting means is composed of a holding material and a heat insulating material, a heat insulating material which is difficult to be wound without a gap between the filter and the heat insulating material as a heat insulating material due to the interposition of the holding material. Even when it is used, by using a holding material having a thermal expansion property, the gap between the layers, the layer, the filter, and the storage pipe is eliminated to prevent the exhaust gas from flowing through the support means portion, and at the same time, by the exhaust gas pressure of the filter. The displacement of the filter can be prevented.

【0059】(3)フィルタ支持手段を構成する保持材
あるいは断熱材の少なくとも排気ガスの通流方向上流側
の端面を排気ガスから隔離するように設けた保護手段に
より、排気ガスがフィルタを通流せずに漏れてしまうこ
とをより完全に防ぐことができると同時に排気ガス中に
含まれるパティキュレート、あるいはその他の物質によ
る保持材あるいは断熱材の性能劣化を防ぐことができ、
さらには排気ガス、振動などによるフィルタの位置ずれ
を完全に防ぐことができる。
(3) Exhaust gas is allowed to flow through the filter by a protecting means provided so as to isolate at least the end face of the holding member or the heat insulating material constituting the filter supporting means on the upstream side in the flowing direction of the exhaust gas from the exhaust gas. Leakage can be more completely prevented, and at the same time, the performance degradation of the holding material or the heat insulating material due to the particulates contained in the exhaust gas or other substances can be prevented,
Further, the displacement of the filter due to exhaust gas, vibration, or the like can be completely prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す内燃機関用フィルタ再
生装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a filter regeneration device for an internal combustion engine showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部拡大構成図FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of a main part of FIG. 1;

【図3】本発明の一実施例を示す内燃機関用フィルタ再
生装置の構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a filter regeneration device for an internal combustion engine showing one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例を示す内燃機関用フィルタ再
生装置の構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a filter regeneration device for an internal combustion engine showing one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例により得られたフィルタ再生
特性図
FIG. 5 is a filter regeneration characteristic diagram obtained according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の構成を用いない時の問題点
を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a problem when the configuration of one embodiment of the present invention is not used.

【図7】図2のA−A断面図FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【図8】本発明のその他の実施例を示す内燃機関用フィ
ルタ再生装置の要部拡大構成図
FIG. 8 is an enlarged view of a main part of a filter regeneration device for an internal combustion engine showing another embodiment of the present invention.

【図9】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional filter regeneration device for an internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 フィルタ 21 収納管 22 第1の保持材 23 第1の断熱材 24 第2の断熱材 25 第2の保持材 28 保護手段 34 マイクロ波発生手段 Reference Signs List 20 filter 21 storage tube 22 first holding material 23 first heat insulating material 24 second heat insulating material 25 second holding material 28 protective means 34 microwave generating means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−126022(JP,A) 実開 平1−69112(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/02 301 - 321──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-126022 (JP, A) Japanese Utility Model Application 1-69112 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F01N 3/02 301-321

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の排気ガス中に含まれるパティキ
ュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタを収納す
る収納管と、前記収納管内に給電されるマイクロ波を発
生するマイクロ波発生手段と、前記フィルタを前記収納
管内に支持する少なくとも2層構造からなるフィルタ支
持手段とを備え、前記フィルタ支持手段の少なくとも1
層がマイクロ波吸収材料を含有する内燃機関用フィルタ
再生装置。
1. A filter for collecting particulates contained in exhaust gas of an internal combustion engine, a storage pipe for storing the filter, and a microwave for supplying power to the storage pipe.
Microwave generating means for generating, and filter supporting means having at least a two-layer structure for supporting the filter in the storage tube , wherein at least one of the filter supporting means is provided .
A filter regeneration device for an internal combustion engine whose layer contains a microwave absorbing material .
【請求項2】フィルタ支持手段は保持材と断熱材で構成
され、前記フィルタ支持手段の少なくとも1層は保持材
と断熱材で構成した請求項1記載の内燃機関用フィルタ
再生装置。
2. The filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said filter support means is constituted by a holding material and a heat insulating material, and at least one layer of said filter supporting means is constituted by a holding material and a heat insulating material.
【請求項3】フィルタ支持手段の少なくとも排気ガス通
流方向上流側の端面を排気ガスから隔離する保護手段を
備えた請求項1または2記載の内燃機関用フィルタ再生
装置。
3. The exhaust gas passage of at least the filter support means.
Protective means to isolate the end face on the upstream side in the flow direction from exhaust gas
The filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, further comprising:
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