JP6243041B2 - 排ガス流路部材、排ガス浄化装置、その昇温方法、及び、排ガス流路部材用の磁性体 - Google Patents
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Description
この排ガス流路部材によれば、キュリー温度が250〜450℃のフェライト製の粒子状の磁性体を含むので、排ガス浄化装置の電磁誘導装置によって高周波やマイクロ波等で磁性体が加熱されても、磁性体がキュリー温度に到達すると自律的にその加熱が停止する。従って、温度センサで温度を検出して加熱を停止する制御を行う場合に生じ得る不具合を防止することが可能である。また、フェライトは高周波において透磁率の低下が少ないので、さまざまな周波数の活用が可能である。また、磁性体が、組成式(Ni 1−x Zn x )Fe 2 O 4 (xは0.3≦x<1を満たす)で表されるフェライトなので、xが0<x<0.3を満たすフェライトに比べて透磁率が高く、加熱性能に優れているという優れた効果を奏する。
この排ガス流路部材によれば、触媒粒子が触媒作用を効果的に発揮できる温度域である250〜450℃にキュリー温度をもつ磁性体を含むので、電磁誘導装置によって磁性体が加熱されても、磁性体がキュリー温度に到達すると自律的にその加熱が停止する。従って、温度センサで温度を検出して加熱を停止する制御を行う場合に生じ得る不具合を防止することが可能である。
この構成によれば、フェライトは高周波において透磁率の低下が少ないので、さまざまな周波数の活用が可能である。
この構成によれば、係数xの値を調整することによって、キュリー温度を望ましい温度に設定することができる。
この構成によれば、排ガス流路部材の温度分布を均一化することができる。
この構成によっても、排ガス流路部材の温度分布を均一化することができる。
この構成によっても、排ガス流路部材の温度分布を均一化することができる。
図1(A)は、本発明の第1実施形態としての排ガス浄化装置の構成を示す説明図である。この排ガス浄化装置100は、ガソリンエンジンの排ガスを浄化するための触媒コンバータであり、ケーシング110と、ケーシング110に収容された排ガス流路部材120と、電磁誘導装置200とを備えている。電磁誘導装置200は、電磁コイル210と、電磁コイル210に接続された電磁誘導制御部220とを備えている。図1(B)は排ガス流路部材120の正面図であり、図1(C)はその一部を拡大した模式図である。この排ガス流路部材120には、温度センサは設けられていない。これらの図では、図示の便宜上、実際の寸法とは異なる寸法で個々の部材が描かれている。
(Ni1−xZnx)Fe2O4 …(1)
ここで、xは0<x<1を満たす値である。
図3(A)は、本発明の第2実施形態における排ガス流路部材の領域分けを示す説明図である。第2実施形態における排ガス浄化装置の全体構成は、図1で説明した第1実施形態の構成と同じであり、排ガス流路部材120aの構成のみが第1実施形態と異なる。
<形態1>
排ガス流路部材120aの中央部分120inにおける磁性体粒子128の密度(含有量)に比べて、外周部分120outにおける磁性体粒子128の密度(含有量)の方を高くする(図3(B))。この場合に、中央部分120inに担持する磁性体粒子と、外周部分120outに担持する磁性体粒子は、同じ材質の磁性体を用いて形成してもよく、あるいは、異なる材質の磁性体を用いて形成してもよい。
<形態2>
排ガス流路部材120aの中央部分120inに含まれる第1の磁性体粒子のキュリー温度に比べて、外周部分120outに含まれる第2の磁性体粒子のキュリー温度の方を高くする。この場合には、第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子は、異なる材質の磁性体を用いて形成される。
<形態3>
排ガス流路部材120aの中央部分120inに含まれる第1の磁性体粒子の透磁率に比べて、外周部分120outに含まれる第2の磁性体粒子の透磁率の方を高くする。この場合には、第1の磁性体粒子と第2の磁性体粒子は、異なる材質の磁性体を用いて形成される。
なお、これらの形態1〜3のうちの2つ以上の形態を同時に採用することも可能である。
図4(A)は、本発明の第3実施形態としての排ガス浄化装置の構成を示す説明図である。この排ガス浄化装置300は、ディーゼルエンジンの排ガスを浄化するためのディーゼル微粒子捕集フィルタ(Diesel Particulate Filter)である。排ガス浄化装置300の構成のうち、排ガス流路部材320の構成が第1実施形態の排ガス流路部材120の構成と異なっているが、他の要素の構成は第1実施形態とほぼ同様なので、それらの説明は省略する。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
上記実施形態では、電磁コイル210を備える電磁誘導装置200を用いていたが、電磁誘導装置200としては、排ガス流路部材に電磁加熱を生じさせる任意の構成を採用することが可能である。例えば、周波数が300MHz〜300GHzのマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置(例えばマグネトロン)を用いても良い。
上記実施形態では、排ガス流路部材に磁性体粒子を付着させていたが、この代わりに、板状又は薄膜状の磁性体を排ガス流路部材の流路に設けるようにしてもよい。
110…ケーシング
120,120a…排ガス流路部材
120out…外周部分
120in…中央部分
122…壁部
124…排ガス流路
126…触媒粒子
128…磁性体粒子
200…電磁誘導装置
210…電磁コイル
220…電磁誘導制御部
300…排ガス浄化装置
320…排ガス流路部材
321…目封じ材
322…壁部
324a,324b…排ガス流路
328…磁性体粒子
Claims (9)
- 排ガス浄化装置で使用され、電磁加熱により昇温される排ガス流路部材であって、
キュリー温度が250〜450℃であるフェライト製の粒子状の磁性体を含み、
前記磁性体は、組成式(Ni 1−x Zn x )Fe 2 O 4 (xは0.3≦x<1を満たす)で表されるフェライトであることを特徴とする排ガス流路部材。 - 請求項1に記載の排ガス流路部材であって、
前記排ガス流路部材は、さらに触媒粒子を含むことを特徴とする排ガス流路部材。 - 請求項1又は2に記載の排ガス流路部材であって、
前記磁性体は、組成式(Ni1−xZnx)Fe2O4(xは0.3≦x≦0.6を満たす)で表されるフェライトであることを特徴とする排ガス流路部材。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の排ガス流路部材であって、
前記排ガス流路部材の中央部分における前記磁性体の含有量に比べて、前記中央部分よりも外周側に存在する外周部分における前記磁性体の含有量の方が高いことを特徴とする排ガス流路部材。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の排ガス流路部材であって、
前記排ガス流路部材の中央部分に含まれる第1の磁性体のキュリー温度に比べて、前記中央部分よりも外周側に存在する外周部分に含まれる第2の磁性体のキュリー温度の方が高いことを特徴とする排ガス流路部材。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の排ガス流路部材であって、
前記排ガス流路部材の中央部分に含まれる第1の磁性体の透磁率に比べて、前記中央部分よりも外周側に存在する外周部分に含まれる第2の磁性体の透磁率の方が高いことを特徴とする排ガス流路部材。 - 内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス浄化装置であって、
電磁誘導装置と、
キュリー温度が250〜450℃であるフェライト製の粒子状の磁性体を含む排ガス流路部材と、
を備え、
前記磁性体は、組成式(Ni 1−x Zn x )Fe 2 O 4 (xは0.3≦x<1を満たす)で表されるフェライトであることを特徴とする排ガス浄化装置。 - 電磁誘導装置と、キュリー温度が250〜450℃であるフェライト製の粒子状の磁性体を含む排ガス流路部材と、を備えた排ガス浄化装置の昇温方法であって、
前記磁性体は、組成式(Ni 1−x Zn x )Fe 2 O 4 (xは0.3≦x<1を満たす)で表されるフェライトであり、
前記電磁誘導装置によって前記磁性体を電磁加熱することによって、前記磁性体のキュリー温度まで前記磁性体を昇温させることを特徴とする排ガス浄化装置の昇温方法。 - 電磁加熱により昇温される排ガス流路部材用の磁性体であって、
キュリー温度が250〜450℃であるフェライトで形成されており、
前記フェライトは、組成式(Ni 1−x Zn x )Fe 2 O 4 (xは0.3≦x<1を満たす)で表されるフェライトであることを特徴とする粒子状の排ガス流路部材用磁性体。
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