JPH03210013A - Exhaust gas particulate purification device of diesel engine - Google Patents

Exhaust gas particulate purification device of diesel engine

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JPH03210013A
JPH03210013A JP2002891A JP289190A JPH03210013A JP H03210013 A JPH03210013 A JP H03210013A JP 2002891 A JP2002891 A JP 2002891A JP 289190 A JP289190 A JP 289190A JP H03210013 A JPH03210013 A JP H03210013A
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JP
Japan
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filter
high frequency
exhaust
purification device
particulates
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Application number
JP2002891A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Yuzuriha
楪 泰浩
Kazuya Komatsu
一也 小松
Takumi Nishida
西田 工
Hirobumi Yamauchi
山内 博文
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/027Exhaust 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
    • F01N3/028Exhaust 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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Abstract

PURPOSE:To every radiate high frequency wave to a surface of an inlet side of a filter by providing a direction changing means which changes proceeding direction of the high frequency output from a transmitting means and scatters it. CONSTITUTION:An exhaust gas particulate purification device 11 has a filter 17 which captures particulates in exhaust gas, and a transmitting means made up of a magnetron transmitter 15 which combusts the particulates and reactivates the filter 17 and a wave guide 16. A direction changing means 27 composed of a motor 28, a connecting member 29, a supporting member 30, and a reflection plate 31 is provided. High frequency output from the transmitting means is changed in proceeding direction and scattered by the direction changing means 27. The frequency is then irradiated to an end face 17a of the filter 17, that is, on the side of inflowing of the exhaust gas. The high frequency wave is radiated to the whole surface of the end face 17a with an even density while being scattered, and the particulates captured thereat are heated evenly.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、DPF(Diesel  Particul
ate  Fsi lte?)をマグネトロン発振器で
再生するディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is directed to DPF (Diesel Particular
ate Fsi lte? ) is regenerated by a magnetron oscillator for a diesel engine exhaust particulate purification device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

低価格な軽油を使用するディーゼルエンジンは、ガソリ
ンエンジンと比較して燃費効率が優れているため、大型
自動車に限らず一般の普通自動車にも使用されるように
なっている。ところが、上記のディーゼルエンジンは、
排気ガス中に人体にとって有害な例えば未燃粒子である
SOF (S。
Diesel engines, which use low-cost diesel oil, have superior fuel efficiency compared to gasoline engines, so they are now being used not only in large vehicles but also in ordinary cars. However, the above diesel engine
SOF (S.

1ble  Organic  Fraction)や
カーボン粒子である5OOTからなる微粒子を含有して
いる。従って、上記の微粒子を除去する排気微粒子浄化
装置は、ディーゼルエンジンの性能を向上させる装置と
共に、環境を保全する低公害なエンジンを形成する上で
重要な要素となっている。
1ble Organic Fraction) and carbon particles such as 5OOT. Therefore, an exhaust particulate purification device that removes the above-mentioned particulates has become an important element in creating a low-pollution engine that protects the environment, as well as a device that improves the performance of a diesel engine.

一般に、上記の排気微粒子浄化装置には、例えばセラミ
ックをハニカム構造に形成したDPFであるフィルター
が用いられており、排気ガス中の微粒子は、このフィル
ターで捕集されることにより除去されるようになってい
る。ところが、上記のフィルターは、微粒子を捕集する
ことで目詰まりを生じることになる。従って、従来の排
気微粒子浄化装置は、例えばバーナーやヒータ等のフィ
ルター再生装置やエンジンの吸排気絞り等で微粒子を燃
焼させ、フィルターの目詰まりを解消するようになって
いる。
Generally, the above-mentioned exhaust particulate purification device uses a filter such as a DPF made of ceramic in a honeycomb structure, and the particulates in the exhaust gas are collected and removed by this filter. It has become. However, the above filters become clogged due to the collection of fine particles. Therefore, conventional exhaust particulate purification devices burn the particulates using, for example, a filter regeneration device such as a burner or a heater, or an intake/exhaust throttle of the engine, to eliminate clogging of the filter.

〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来のディーゼルエンジンの排気微
粒子浄化装置では、バーナーによるフィルター再生装置
の場合、フィルターに捕集された微粒子を確実に燃焼さ
せて目詰まりを解消することが可能になっているが、バ
ーナー等の構造が複雑化してコストの上昇を招来すると
共に、バーナーを着火する際の信頼性を充分に向上させ
ることが困難であるという問題を有している。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional diesel engine exhaust particulate purification device described above, in the case of a filter regeneration device using a burner, it is difficult to reliably burn the particulates collected in the filter to eliminate clogging. However, there are problems in that the structure of the burner etc. becomes complicated, leading to an increase in cost, and it is difficult to sufficiently improve the reliability when igniting the burner.

また、ヒータによるフィルター再生装置の場合には、上
記のバーナーの場合と比較して安価に構成することが可
能であるが、火炎がフィルターの半径方向に伝播しにく
く、微粒子を確実に燃焼させることが困難であるという
問題を有している。
In addition, in the case of a filter regeneration device using a heater, it is possible to construct it at a lower cost than the case of the burner described above, but it is difficult for the flame to propagate in the radial direction of the filter, and it is difficult to reliably burn particulates. The problem is that it is difficult to

また、吸排気絞りの場合には、微粒子を燃焼させること
ができる程度まで排気ガス温度を上昇させる必要がある
。従って、この場合には、ディーゼルエンジンを高速且
つ高負荷で運転させる必要が生じ、運転条件が非常に厳
しい制約を受けるという問題を有している。
Furthermore, in the case of intake/exhaust throttling, it is necessary to raise the exhaust gas temperature to the extent that particulates can be combusted. Therefore, in this case, it is necessary to operate the diesel engine at high speed and high load, and there is a problem in that the operating conditions are subject to very severe restrictions.

このように、上記のフィルター再生装置や吸排気絞りに
よりフィルターを再生する従来の排気微粒子浄化装置は
、それぞれに問題を有しており、未だ商品化に至ってい
ない。
As described above, the above-mentioned filter regeneration device and the conventional exhaust particulate purification device that regenerates the filter using intake and exhaust throttles each have their own problems, and have not yet been commercialized.

そこで、最近における排気微粒子浄化装置は、例えば特
開昭61−11414号公報に開示されているように、
上記のバーナーやヒータや吸排気絞りとは全く異なった
概念のマグネトロン発振器を用いたフィルター再生装置
で目詰まりの解消が図られている。
Therefore, recent exhaust particulate purification devices, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11414/1982,
A filter regeneration device using a magnetron oscillator, which has a completely different concept from the burner, heater, and intake/exhaust throttle described above, is used to eliminate clogging.

上記の排気微粒子浄化装置は、フィルター再生装置とし
て微粒子を選択的に加熱する高周波を出射するマグネト
ロン発振器と1.マグネトロン発振器から出射された高
周波を反射する反射部材とが設けられた構成であり、マ
グネトロン発振器から出射された高周波が反射部材で反
射されながら微粒子に照射されることで、微粒子のみを
選択的に効率良く加熱燃焼させるようになっている。
The above exhaust particulate purification device includes a magnetron oscillator that emits high frequency waves that selectively heats particulates as a filter regeneration device, and 1. The structure is equipped with a reflecting member that reflects the high frequency waves emitted from the magnetron oscillator, and the high frequency waves emitted from the magnetron oscillator are reflected by the reflecting member and irradiated onto the fine particles, thereby selectively and efficiently targeting only the fine particles. It is designed to heat and burn well.

ところで、微粒子は、高い密度の高周波を照射すること
が燃焼を早期に開始させる上で望ましい。また、フィル
ターに捕集された微粒子は、通常、フィルターの吸入口
側から燃焼を開始し、この燃焼が排気口側へ順次移動し
て行くことで焼却されるようになっている。そこで、排
気微粒子浄化装置は、高周波をフィルターの吸入口側の
全面に均一な密度で照射させることが短時間でフィルタ
ーを再生させる必要条件になっている。
By the way, it is desirable to irradiate fine particles with high-density radio frequency waves in order to start combustion early. Further, the particulates collected by the filter usually start burning from the intake port side of the filter, and the combustion gradually moves to the exhaust port side, so that they are incinerated. Therefore, in the exhaust particulate purification device, it is necessary to irradiate the entire surface of the inlet side of the filter with high frequency waves at a uniform density to regenerate the filter in a short time.

ところが、上記の排気微粒子浄化装置は、マグネトロン
発振器が固定されており、マグネトロン発振器とフィル
ターの吸入口側の端面との距離が不均一になっている。
However, in the above exhaust particulate purification device, the magnetron oscillator is fixed, and the distance between the magnetron oscillator and the end face of the filter on the suction port side is uneven.

従って、マグネトロン発振器から出射された高周波は、
フィルターの吸入口側に捕集された微粒子へ均一な密度
で照射されないことになり、縦断面方向の加熱燃焼の開
始時期にバラツキを招来することになる。そして、この
加熱燃焼の開始時期のバラツキは、フィルターの一部分
に未燃焼の微粒子を発生させる可能性を高くし、未燃焼
の微粒子が残留した場合には、フィルターの再生が不十
分になることから、再生後のフィルターを効率良く使用
することができない。
Therefore, the high frequency emitted from the magnetron oscillator is
The particles collected on the suction port side of the filter will not be irradiated with uniform density, leading to variations in the start timing of heating combustion in the longitudinal cross-sectional direction. This variation in the timing of the start of heating and combustion increases the possibility that unburned particulates will be generated in a part of the filter, and if unburned particulates remain, the filter will not be regenerated sufficiently. , the regenerated filter cannot be used efficiently.

また、微粒子を完全に焼却するためには、フィルターに
対して高周波を余分に照射することが必要となり、電力
消費量の増大を招来することになる。
Furthermore, in order to completely incinerate the particulates, it is necessary to irradiate the filter with high frequency waves, resulting in an increase in power consumption.

従って、本発明においては、高周波をフィルターの吸入
口側の面に均一に照射して、未燃焼の微粒子の発生を防
止すると共に、焼却時間を短縮化して電力消費量を低減
することができるディーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置を提供することを目的としている。
Therefore, in the present invention, high-frequency waves are uniformly irradiated onto the surface of the inlet side of the filter to prevent the generation of unburned particulates, as well as to shorten the incineration time and reduce power consumption. The purpose of the present invention is to provide an engine exhaust particulate purification device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係るディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置
は、上記課題を解決するために、排気ガス中の微粒子を
捕集するフィルターと、上記微粒子を燃焼させてフィル
ターを再生させるフィルター再生装置とを有したディー
ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置において、 上記フィルター再生装置は、微粒子を燃焼させる高周波
を出力するマグネトロン発振器および導波管からなる発
振手段と、この発振手段から出射された高周波の進行方
向を変更して撹乱し、排気ガスが流入する側のフィルタ
ーの端面に高周波を均一に照射させるモータ、連結部材
、支持部材、および反射板からなる方向変更手段とを有
していることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an exhaust particulate purification device for a diesel engine according to the present invention includes a filter that collects particulates in exhaust gas, and a filter regeneration device that regenerates the filter by burning the particulates. In the exhaust particulate purification device for a diesel engine, the filter regeneration device includes an oscillation means consisting of a magnetron oscillator and a waveguide that output high frequency waves that burn particulates, and a direction in which the high frequency waves emitted from the oscillation means are changed. It is characterized by having a direction changing means consisting of a motor, a connecting member, a supporting member, and a reflecting plate to uniformly irradiate the end face of the filter on the side where the exhaust gas flows in with high frequency waves.

〔作 用〕[For production]

上記の構成によれば、フィルター再生装置は、高周波を
出力する発振手段を有しており、この発振手段から出力
される高周波は、フィルターに捕集された微粒子を加熱
して燃焼させることが可能になっている。この際、上記
の高周波は、進行方向が方向変更手段で変更されて撹乱
されながら排気ガスが流入する側のフィルターの端面に
照射される。従って、フィルターの端面には、高周波が
撹乱されることで、全面に均一な密度で高周波が照射さ
れることになり、この端面部分に捕集された微粒子は、
均一に加熱されることになる。
According to the above configuration, the filter regeneration device has an oscillation means that outputs high frequency waves, and the high frequency waves output from this oscillation means can heat and burn the particulates collected by the filter. It has become. At this time, the high frequency waves are irradiated onto the end face of the filter on the side into which the exhaust gas flows, while the traveling direction is changed by the direction changing means and disturbed. Therefore, the end face of the filter is irradiated with high frequency waves at a uniform density due to the disturbance of the high frequency waves, and the fine particles collected on this end face part are
It will be heated evenly.

上記の均一に加熱された微粒子は、略同時期に燃焼を開
始し、この燃焼は、フィルター内を面状に移動して排気
ガスが流出する側の端面で終了することになる。この際
、フィルターに捕集された微粒子は、フィルター内を面
状に燃焼することで、未燃焼の微粒子として残留するこ
とがな(、ひいては余分な高周波の出力を不要にできる
ことがら、焼却時間を短縮化できると共に電力消費量を
低減することができる。
The uniformly heated particulates start burning at approximately the same time, and this combustion moves planarly within the filter and ends at the end face from which the exhaust gas flows out. At this time, the particulates collected by the filter are burned in a planar manner within the filter, so that they do not remain as unburned particulates (and, as a result, unnecessary high-frequency output can be eliminated, reducing the incineration time). It is possible to shorten the time and reduce power consumption.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

本実施例に係るディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装
置11は、第1図に示すように、ディーゼルエンジンl
の排気管2に接続されている。上記のディーゼルエンジ
ン1は、例えば4本のピストンおよびシリンダーからな
る燃焼室3・・・を有しており、これらの各燃焼室3・
・・には、空気を吸い込む開口部4aを有する吸気マニ
ホールド4が燃料の吸入側に設けられている。そして、
この吸気マニホールド4には、開口部4aから吸入され
た空気を濾過するエアクリーナ5と、このエアクリーナ
5で濾過された空気の吸入量を調整するスロットル6と
、高周波を反射する例えば金網等の反射部材22とがこ
の順に設けられている。尚、この反射部材22は、後述
の排気微粒子浄化装置11の吸入口11aに設けられて
いても良い。
As shown in FIG. 1, the diesel engine exhaust particulate purification device 11 according to this embodiment
It is connected to the exhaust pipe 2 of. The above-mentioned diesel engine 1 has a combustion chamber 3 consisting of, for example, four pistons and cylinders, and each of these combustion chambers 3 and
An intake manifold 4 having an opening 4a for sucking air is provided on the fuel intake side. and,
The intake manifold 4 includes an air cleaner 5 that filters the air taken in from the opening 4a, a throttle 6 that adjusts the intake amount of the air filtered by the air cleaner 5, and a reflective member such as a wire mesh that reflects high frequencies. 22 are provided in this order. Note that this reflecting member 22 may be provided at the inlet 11a of the exhaust particulate purification device 11, which will be described later.

また、ディーゼルエンジン1には、燃焼室3・・・で生
じた駆動力を伝達する駆動軸7が設けられており、この
駆動軸7は、例えばVベルト等の伝達部材8を介して燃
料を高圧にして燃焼室3・・・へ送出する燃料噴射ポン
プ9および空気を強制的に排気微粒子浄化装置11へ送
出するエアポンプ10に接続されている。
The diesel engine 1 is also provided with a drive shaft 7 that transmits the driving force generated in the combustion chambers 3, and this drive shaft 7 transmits fuel via a transmission member 8 such as a V-belt. It is connected to a fuel injection pump 9 that sends high pressure air to the combustion chambers 3 . . . and an air pump 10 that forcibly sends air to an exhaust particulate purification device 11 .

上記のエアポンプ10は、後述の制御手段(CPU)1
3で制御される電磁クラ5ツチ12を有しており、この
電磁クラッチ12は、上記の伝達部材8とエアポンプ1
0との接続を任意に解除することで、エアポンプlOの
駆動を制御するようになっている。また、このエアポン
プ10には、空気を排気微粒子浄化装置11へ導出する
エア配管14が設けられており、このエア配管14の開
口部は、排気微粒子浄化装置11の吸入口11a側の略
中央部に配設されている。さらに、この排気微粒子浄化
装置11の排出口11b側には、上述の反射部材22と
同様の反射部材23が設けられていると共に、排気音を
低減させるサイレンサ24が設けられている。
The air pump 10 described above includes a control unit (CPU) 1 which will be described later.
The electromagnetic clutch 12 has an electromagnetic clutch 12 controlled by the transmission member 8 and the air pump 1.
The drive of the air pump IO is controlled by arbitrarily disconnecting the air pump IO. The air pump 10 is also provided with an air pipe 14 that leads air to the exhaust particulate purifier 11. It is located in Further, on the exhaust port 11b side of the exhaust particulate purification device 11, a reflecting member 23 similar to the above-mentioned reflecting member 22 is provided, and a silencer 24 for reducing exhaust noise is provided.

上記の排気微粒子浄化装置11には、DPFであるフィ
ルターI7が設けられている。このフィルター17は、
表面から裏面にかけて連通した微細孔を有するセラミッ
ク等がハニカム構造で形成されたWall  Flow
型のものであり、ディーゼルエンジンlからの排気ガス
中に含有される未燃粒子であるSOFやカーボン粒子で
あるS0OTからなる微粒子を捕集するようになってい
。尚、上記のフィルター17は、セラミックフーム型で
あっても良い。
The above exhaust particulate purification device 11 is provided with a filter I7 which is a DPF. This filter 17 is
Wall Flow is a ceramic material with a honeycomb structure that has micropores that communicate from the front surface to the back surface.
It is designed to collect particulates consisting of SOF, which is unburned particles, and SOOT, which is carbon particles, contained in the exhaust gas from a diesel engine. Note that the filter 17 described above may be of a ceramic foam type.

また、排気微粒子浄化装置11には、SOF・5OOT
からなる微粒子を燃焼させるフィルター再生装置として
の発振手段が吸入口11a側にaけられており、この発
振手段は、高周波を出カ寥るマグネトロン発振器15と
、高周波を排気機才子浄化装置II内に導出する導波管
16とがらバっている。
In addition, the exhaust particulate purification device 11 includes SOF・5OOT
An oscillating means serving as a filter regeneration device for burning particulates consisting of The waveguide 16 leading out to

上記の高周波は、誘導加熱用周波数として611類設定
サレテオリ、13.56Mc+0.05%、27.12
Mc+0.6%、40.68Mc+0.05%、915
Mc±0.05%、2,450Mc±50Mc、および
5,850Mc±75Mcがある。これシの誘導加熱用
周波数のうち、上記のマグネトロン発振器15は、2,
450Mc±50Mcの誘導カ1熱用周波数である高周
波を出方するようになっている。これにより、マグネト
ロン発振容重5がら出射された高周波は、金属で形成さ
れた排気微粒子浄化装置11の外壁や反射部材22・2
3に反射し、且つセラミックで形成されたフィルター1
7を透過するようになっている。
The above high frequency is the induction heating frequency set in Class 611, 13.56Mc+0.05%, 27.12
Mc+0.6%, 40.68Mc+0.05%, 915
Mc±0.05%, 2,450Mc±50Mc, and 5,850Mc±75Mc. Among these frequencies for induction heating, the magnetron oscillator 15 mentioned above has 2,
It is designed to emit a high frequency of 450Mc±50Mc, which is the induction power frequency for heating. As a result, the high frequency waves emitted from the magnetron oscillation capacity 5 are transmitted to the outer wall of the exhaust particulate purification device 11 formed of metal and the reflecting members 22 and 2.
3, and is made of ceramic filter 1
7 is transparent.

上記の高周波を出力するマグネトロン発振器15には、
例えばレッヘル線共振式4分割陽極マグネトロンや空洞
共振式8分割マグネトロン等の多分割マグネトロンが用
いられており、陰極と陽極との間に適当な長さのレッヘ
ル線を配設することで振動回路が形成されている。そし
て、このマグネトロン発振器15は、制御手段13でレ
ッヘル線を移動することで出力等が調整され、また、陽
極の電圧で波長が2,450Mc±50Mcの範囲内で
調整されるようになっている。
The magnetron oscillator 15 that outputs the above-mentioned high frequency includes:
For example, multi-segment magnetrons such as a Lecher wire resonant four-segment anode magnetron and a cavity resonant eight-segment magnetron are used, and by arranging a Lecher wire of an appropriate length between the cathode and anode, the oscillating circuit can be created. It is formed. The output of this magnetron oscillator 15 is adjusted by moving the Lecher line by the control means 13, and the wavelength is adjusted within the range of 2,450 Mc±50 Mc by the voltage of the anode. .

また、導波管I6から導出された高周波の進行方向側に
は、高周波の進行方向を変更して高周波を撹乱する方向
変更手段27が配設されている。
Further, a direction changing means 27 for changing the traveling direction of the high frequency wave and disturbing the high frequency wave is disposed on the side in the traveling direction of the high frequency wave led out from the waveguide I6.

この方向変更手段27は、第2図に示すように、導波管
16から導出された高周波を反射する反射板31と、こ
の反射板31を揺動中心で支持して六方向に往復自在に
揺動させる支持部材30と、この支持部材30の一端部
に係合された連結部材29と、この連結部材29を上下
方向に往復移動させるモータ28とからなっており、モ
ータ28の駆動は、第1図に示す制御手段13で行われ
るようになっている。尚、上記の反射f!31は、導波
管16から導出される高周波が照射される範囲であれば
、配設される位置が限定されることはない。
As shown in FIG. 2, this direction changing means 27 includes a reflecting plate 31 that reflects the high frequency waves derived from the waveguide 16, and a reflecting plate 31 that supports the reflecting plate 31 at its swing center so that it can reciprocate in six directions. It consists of a swinging support member 30, a connecting member 29 engaged with one end of this supporting member 30, and a motor 28 that reciprocates this connecting member 29 in the vertical direction.The motor 28 is driven by: This is performed by the control means 13 shown in FIG. Furthermore, the above reflection f! The position of the waveguide 31 is not limited as long as it is within the range where the high frequency wave derived from the waveguide 16 is irradiated.

上記の反射板31の揺動中心は、排気微粒子浄化装置1
1の外壁と導波管16との接合部16aよりもフィルタ
ー17側に位置しており、導波管16から導出された高
周波は、揺動する反射板31で進行方向が変更されるこ
とで、排気ガスの流入側となるフィルター17の端面1
7aの上部から下部にかけて均一に照射されるようにな
っている。
The center of oscillation of the reflecting plate 31 is located at the exhaust particulate purification device 1.
The waveguide 16 is located closer to the filter 17 than the joint 16a between the outer wall of the waveguide 16 and the waveguide 16. , the end face 1 of the filter 17 which is the exhaust gas inflow side
Irradiation is made uniformly from the top to the bottom of 7a.

さらに、上記の方向変更手段27と同一側には、第1図
に示すように、排気微粒子浄化装置ll内の吸入口11
a側の圧力を検出する排圧センサ18と、酸素濃度を検
出する。2センサ19とが設けられており、これらの排
圧センサ18および0□センサ19は、制御手段13に
接続されている。さらに、この制御手段13には、上記
の排圧センサ18および02センサ19と同様の排圧セ
ンサ20および0□センサ21が接続されており、これ
らの排圧センサ20および02センサ21は、排気微粒
子浄化装置11の排出口11b側に設けられている。
Further, on the same side as the direction changing means 27, as shown in FIG.
An exhaust pressure sensor 18 detects the pressure on the a side and detects the oxygen concentration. The exhaust pressure sensor 18 and the 0□ sensor 19 are connected to the control means 13. Furthermore, an exhaust pressure sensor 20 and an 0□ sensor 21 similar to the exhaust pressure sensor 18 and 02 sensor 19 described above are connected to this control means 13, and these exhaust pressure sensors 20 and 02 sensor 21 It is provided on the exhaust port 11b side of the particulate purifier 11.

これにより、制御手段13は、排気微粒子浄化装置11
の吸入口11a側と排出口11b側との排圧および酸素
濃度が入力されることで、微粒子の燃焼状態やフィルタ
ー17の目詰まり状態を認識するようになっている。ま
た、制御手段13には、上記の排圧および酸素濃度に加
えて、ディーゼルエンジン10回転数、負荷、吸気温、
水温、および油温が運転データとして入力されるように
なっている。
As a result, the control means 13 controls the exhaust particulate purification device 11.
By inputting the exhaust pressure and oxygen concentration at the suction port 11a side and the discharge port 11b side, the combustion state of particulates and the clogging state of the filter 17 can be recognized. In addition to the above-mentioned exhaust pressure and oxygen concentration, the control means 13 also includes the diesel engine 10 rotation speed, load, intake temperature,
Water temperature and oil temperature are input as operating data.

上記の構成において、排気微粒子浄化装置11のフィル
ター17を再生させる動作について以下に説明する。
In the above configuration, the operation of regenerating the filter 17 of the exhaust particulate purification device 11 will be described below.

先ず、第1図に示すように、制御手段13に排気ガス温
度、回転数、負荷、油温、水温、吸気温、および排圧が
運転条件として入力され、例えば上記の排圧を基にして
フィルター17の再生時カ否かが判定される。そして、
再生時の場合には、制御手段工3からモータ28に動作
信号が出力され、第2図に示すように、モータ28が連
結部材29を上下方向に往復移動させることになる。そ
して、この往復移動は、連結部材29に係合された支持
部材30を揺動させ、この支持部材30に支持された反
射板31をA方向に揺動させることになる。
First, as shown in FIG. 1, exhaust gas temperature, rotation speed, load, oil temperature, water temperature, intake temperature, and exhaust pressure are input as operating conditions to the control means 13, and based on the above exhaust pressure, for example, It is determined whether the filter 17 is active during regeneration. and,
During playback, an operation signal is output from the control means 3 to the motor 28, and the motor 28 causes the connecting member 29 to reciprocate in the vertical direction, as shown in FIG. This reciprocating movement causes the support member 30 engaged with the connecting member 29 to swing, and the reflection plate 31 supported by the support member 30 to swing in the A direction.

上記の揺動された反射ItJi31は、マグネトロン発
振器15から出射された高周波を反射する。この際、反
射される高周波は、導波管16の長手方向に対する反射
板31の傾斜角度により、進行方向が連続的に変更され
ることになる。従って、上記の高周波は、フィルター1
7の端面17aの上部から下部にかけて均一に照射され
ることになる。
The oscillated reflection ItJi 31 reflects the high frequency wave emitted from the magnetron oscillator 15. At this time, the traveling direction of the reflected high frequency waves is continuously changed depending on the inclination angle of the reflection plate 31 with respect to the longitudinal direction of the waveguide 16. Therefore, the above high frequency is filtered by filter 1
The end surface 17a of 7 is uniformly irradiated from the top to the bottom.

上記のフィルター17には、微粒子が上部から下部にか
けて、且つ吸入口11a側から排出口11b側にかけて
捕集されており、高周波は、マグネトロン発振器15か
らの距離が短い吸入口11a側に捕集された微粒子へ高
い密度で照射されることになる。この際、高周波は、反
射板31でフィルター17の端面17aの上部から下部
にかけて均一に照射されており、微粒子の加熱は、吸入
口11a側の端面17aで均一に行われることになる。
In the filter 17, fine particles are collected from the upper part to the lower part and from the inlet port 11a side to the outlet port 11b side, and high frequency waves are collected on the inlet port 11a side, which is shorter from the magnetron oscillator 15. The particles are irradiated with high density. At this time, the high frequency waves are uniformly irradiated from the top to the bottom of the end surface 17a of the filter 17 by the reflection plate 31, and the particles are uniformly heated on the end surface 17a on the suction port 11a side.

従って、微粒子の燃焼は、吸入口11a側の端面17a
で略同時期に発生することになり、面状に発生した燃焼
は、吸入口11a側から排出口11b側へ排気ガスの流
れと共に伝播して排出口llb側で略同時期に終了する
ことになる。
Therefore, the combustion of fine particles occurs at the end surface 17a on the suction port 11a side.
The combustion that occurred in a planar manner will propagate from the intake port 11a side to the exhaust port 11b side along with the flow of exhaust gas, and will end at the exhaust port llb side at approximately the same time. Become.

この際、上記の燃焼が行われている間、制御手段13は
、排気微粒子浄化装置11の吸入口lla側および排出
口11b側に設けられた両02センサ19・20で検出
された酸素濃度を監視している。そして、吸入口11a
側の酸素濃度が一定値以下の場合には、エアポンプ10
が駆動されて排気微粒子浄化装置11内に空気が送出さ
れ、この空気が微粒子の燃焼に利用されることになる。
At this time, while the above combustion is being performed, the control means 13 controls the oxygen concentration detected by both the 02 sensors 19 and 20 provided on the inlet lla side and the outlet 11b side of the exhaust particulate purification device 11. I'm monitoring it. And the suction port 11a
If the oxygen concentration on the side is below a certain value, the air pump 10
is driven to send air into the exhaust particulate purification device 11, and this air is used for combustion of particulates.

一方、排出口11b側の微粒子が燃焼して焼却が完了し
た場合には、吸入口11a側および排出口11b側の両
酸素濃度が等しくなり、これらの酸素濃度が入力された
制御手段13は、微粒子の焼却が完了したとして、マグ
ネトロン発振器15およびエアポンプ10の作動を停止
する。これにより、排気微粒子浄化装置は、フィルター
■7の再生が完了することになる。
On the other hand, when the fine particles on the exhaust port 11b side burn and incineration is completed, the oxygen concentrations on the intake port 11a side and the exhaust port 11b side become equal, and the control means 13 to which these oxygen concentrations are input, Once the incineration of the particulates has been completed, the operation of the magnetron oscillator 15 and air pump 10 is stopped. As a result, the regeneration of filter (7) in the exhaust particulate purification device is completed.

このように、本実施例の排気微粒子浄化装置は、高周波
を方向変更手段27で撹乱することで、フィルター17
への高周波の照射を面状に均一化し、微粒子の燃焼をフ
ィルター17の吸入口11a側の端面17aで略同時期
に発生させるようになっている。これにより、排気微粒
子浄化装置は、燃焼が吸入口11a側から排出口11b
側にがけて面状に行われることで、未燃焼の微粒子の発
生を防止することが可能になり、再生に要する時間が排
出口11b側の微粒子の燃焼が略同時期に終了すること
で短縮されることになる。さらに、排気微粒子浄化装置
は、未燃焼の微粒子の残留を防止するための余分な高周
波の照射が不要なため、電力消費量を低減することが可
能になっている。
In this way, the exhaust particulate purification device of the present embodiment disturbs the high frequency waves with the direction changing means 27, so that the filter 17
The irradiation of high frequency waves to the filter 17 is uniformized in a planar manner, and the combustion of particulates is caused to occur approximately at the same time on the end face 17a of the filter 17 on the suction port 11a side. As a result, the exhaust particulate purification device allows combustion to proceed from the intake port 11a side to the exhaust port 11b side.
By performing the regeneration in a planar manner toward the side, it is possible to prevent the generation of unburned particulates, and the time required for regeneration is shortened because the combustion of particulates on the exhaust port 11b side ends at approximately the same time. will be done. Furthermore, the exhaust particulate purification device does not require extra high-frequency irradiation to prevent unburned particulates from remaining, making it possible to reduce power consumption.

尚、本実施例においては、反射板31が導波管16の接
合部16aよりもフィルター17側に配設されているが
、これに限定されることはない。
In this embodiment, the reflection plate 31 is disposed closer to the filter 17 than the joint 16a of the waveguide 16, but the present invention is not limited thereto.

即ち、反射板31は、第3図に示すように、揺動中心が
接合部16aの中心に位置するように配設されていても
良い。そして、この場合には、反射板31を排気微粒子
浄化装置11の外壁と一致させることが可能になり、導
波管16の蓋として使用することが可能になる。これに
より、反射板31は、上述の高周波の撹乱に加えて、フ
ィルター17を再生しない場合の蓋として使用すること
が可能になり、マグネトロン発振器15を排気ガスから
保護することが可能になる。
That is, as shown in FIG. 3, the reflecting plate 31 may be arranged such that the center of swing is located at the center of the joint portion 16a. In this case, the reflection plate 31 can be aligned with the outer wall of the exhaust particulate purification device 11, and can be used as a lid for the waveguide 16. Thereby, in addition to the above-mentioned high-frequency disturbance, the reflector plate 31 can be used as a lid when the filter 17 is not regenerated, and can protect the magnetron oscillator 15 from exhaust gas.

次に、排気微粒子浄化装置の変形例を示す。Next, a modification of the exhaust particulate purification device will be shown.

排気微粒子浄化装置に設けられた方向変更手段27は、
第4図に示すように、反射板31が排気管2と排気微粒
子浄化装置1工との接続部に配設されており、導波管1
6がこの反射板31に高周波を照射するように配設され
ている。これにより、マグネトロン発振器15から出射
された高周波は、C方向に往復自在に揺動する反射板3
1でフィルター17方向に反射されて撹乱されることに
なり、フィルター17の端面17aへ均一に照射される
ことになる。
The direction changing means 27 provided in the exhaust particulate purification device is
As shown in FIG. 4, a reflection plate 31 is disposed at the connection between the exhaust pipe 2 and the exhaust particulate purification device 1, and the waveguide 1
6 is arranged so as to irradiate high frequency waves onto this reflecting plate 31. As a result, the high frequency waves emitted from the magnetron oscillator 15 are transmitted to the reflection plate 3 which swings back and forth in the C direction.
1, the light is reflected in the direction of the filter 17 and is disturbed, so that the end surface 17a of the filter 17 is uniformly irradiated.

この際、上記のフィルター17には、反射板31がフィ
ルター17の中央部となる排気管2と排気微粒子浄化装
置11との接続部に配設されている。従って、上記の反
射板31で反射された高周波は、フィルター17に対し
て一層均一に照射されることになり、微粒子が面状に燃
焼する時期は、より等しいものになる。
At this time, in the filter 17 described above, a reflection plate 31 is disposed at the central portion of the filter 17, at the connection portion between the exhaust pipe 2 and the exhaust particulate purification device 11. Therefore, the high frequency waves reflected by the reflector 31 are more uniformly irradiated onto the filter 17, and the timing of planar combustion of the fine particles becomes more equal.

また、反射板31は、角度を調整することで、排気ガス
のフィルター17へ向かう方向を変更することが可能に
なる。従って、排気微粒子浄化装置は、この排気ガスの
方向が制御可能なことで、微粒子の加熱を一層均一化す
ることが可能になる。
Further, by adjusting the angle of the reflecting plate 31, it is possible to change the direction in which the exhaust gas heads toward the filter 17. Therefore, the exhaust particulate purification device can control the direction of the exhaust gas, thereby making it possible to further uniformize the heating of the particulates.

さらに、反射板31は、上記の高周波の撹乱に加えて、
排気管2からの排気ガスを絞る排気絞り弁として使用す
ることも可能であり、例えば運転開始時に失火等を生じ
て白煙を生じた場合には、上記の反射板31を排気管2
を塞ぐように回動させて排気ガスの流出を抑制すること
で、失火等による白煙の発生を防止することが可能にな
る。
Furthermore, in addition to the above-mentioned high frequency disturbance, the reflection plate 31
It can also be used as an exhaust throttle valve to throttle exhaust gas from the exhaust pipe 2. For example, if a misfire occurs at the start of operation and white smoke is produced, the reflector plate 31 can be used as an exhaust throttle valve to throttle exhaust gas from the exhaust pipe 2.
By rotating it so as to block it and suppressing the outflow of exhaust gas, it is possible to prevent the generation of white smoke due to misfires, etc.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係るディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置
は、以上のように、フィルター再生装置が微粒子を燃焼
させる高周波を出力する発振手段と、この発振手段から
出射された高周波の進行方向を変更して撹乱し、排気ガ
スが流入する側のフィルターの端面に高周波を均一に照
射させる方向変更手段とを有している構成である。
As described above, the diesel engine exhaust particulate purification device according to the present invention includes an oscillating means for outputting a high frequency wave for burning particulates, and a disturbance by changing the traveling direction of the high frequency wave emitted from the oscillating means. The filter also includes a direction changing means for uniformly irradiating high frequency waves onto the end face of the filter on the side into which exhaust gas flows.

これにより、発振手段からの高周波が方向変更手段で進
行方向が変更されて撹乱されることで、フィルターの排
気ガスが流入する側の端面を均一な密度で照射すること
になり、この端面部分に捕集された微粒子が略同時期に
面状に燃焼を開始してフィルター内を移動することで、
未燃焼の微粒子が残留することがなく、ひいては余分な
高周波の出力を不要にできることから、焼却時間を短縮
化できると共に電力消費量を低減することが可能になる
という効果を奏する。
As a result, the direction of the high frequency waves from the oscillation means is changed and disturbed by the direction changing means, so that the end face of the filter on the side where the exhaust gas flows in is irradiated with uniform density, and this end face part is irradiated with uniform density. The collected fine particles start burning in a planar shape at approximately the same time and move within the filter,
Since no unburned particulates remain and unnecessary high-frequency output is unnecessary, the incineration time can be shortened and power consumption can be reduced.

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

第1図ないし第4図は、本発明の一実施例を示すもので
ある。 第1図は、ディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置の
概略構成図である。 第2図ないし第4図は、方向変更手段の反射板を揺動さ
せた状態を示す説明図である。 1はディーゼルエンジン、2は排気管、3は燃焼室、4
は吸気マニホールド、10はエアポンプ11は排気微粒
子浄化装置、13は制御手段、14はエア配管、工5は
マグネトロン発振器(発振手段)、16は導波管(発振
手段)、17はフィルター エ8・20は排圧センサ、
I9・21は0□センサ、22・23は反射部材、27
は方向変更手段、28はモータ、29は連結部材、30
は支持部材、 1は反射板である。
1 to 4 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust particulate purification device for a diesel engine. FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams showing a state in which the reflecting plate of the direction changing means is oscillated. 1 is a diesel engine, 2 is an exhaust pipe, 3 is a combustion chamber, 4
10 is an intake manifold, 10 is an air pump 11 is an exhaust particulate purification device, 13 is a control means, 14 is an air pipe, 5 is a magnetron oscillator (oscillation means), 16 is a waveguide (oscillation means), 17 is a filter 8. 20 is an exhaust pressure sensor,
I9 and 21 are 0□ sensors, 22 and 23 are reflective members, and 27
is a direction changing means, 28 is a motor, 29 is a connecting member, 30
1 is a supporting member, and 1 is a reflecting plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、排気ガス中の微粒子を捕集するフィルターと、上記
微粒子を燃焼させてフィルターを再生させるフィルター
再生装置とを有したディーゼルエンジンの排気微粒子浄
化装置において、 上記フィルター再生装置は、微粒子を燃焼させる高周波
を出力する発振手段と、この発振手段から出射された高
周波の進行方向を変更して撹乱し、排気ガスが流入する
側のフィルターの端面に高周波を均一に照射させる方向
変更手段とを有していることを特徴とするディーゼルエ
ンジンの排気微粒子浄化装置。
[Scope of Claims] 1. A diesel engine exhaust particulate purification device comprising a filter that collects particulates in exhaust gas and a filter regeneration device that burns the particulates to regenerate the filter, the filter regeneration device The system includes an oscillating means that outputs high frequency waves that burn particulates, and a direction that changes and disturbs the traveling direction of the high frequency waves emitted from this oscillating means, and uniformly irradiates the end face of the filter on the side where exhaust gas flows in with the high frequency waves. 1. An exhaust particulate purification device for a diesel engine, comprising changing means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0417712A (en) * 1990-05-02 1992-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Diesel exhaust gas purifying device
JP2011163341A (en) * 2010-01-15 2011-08-25 Denso Corp Exhaust emission control device

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