JPH03258909A - 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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- JPH03258909A JPH03258909A JP2055246A JP5524690A JPH03258909A JP H03258909 A JPH03258909 A JP H03258909A JP 2055246 A JP2055246 A JP 2055246A JP 5524690 A JP5524690 A JP 5524690A JP H03258909 A JPH03258909 A JP H03258909A
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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
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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ん 従来の技術 近蝦 ディーゼル機関の排ガス中に含まれるカーボンな
どの可燃性微粒子（パティキュレート）力文 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 一
定期間後にバーナや電気ヒータで加熱・焼却する再生（
リジェネレーション）と呼ばれ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
があも また電気ヒータでは消費電力が大きく、車載用
としては不適であも 西独特許第３０２４５３９号はこれらを解決する一例で
、セラミックファイバ製のフィルタとマグネトロンを組
み合わせた装置であん この装置で（よ 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・焼却すム そしてフィ
ルタを再生しなが転 繰り返し使用するものであ瓜 また特開昭５９−５８１１４号公報はセラミックハニカ
ムフィルタとマグネトロンを組合せ、上記と同様の使い
方をする装置であも 発明が解決しようとする課題 しかし 前記の西独特許で（よ フィルタが円筒形でフ
ィルタ面積が小さく、少量の微粒子の堆積でも圧損が高
くなり、短期間にフィルタの再生を行なわなければなら
なＬｙ シかし少量の微粒子では燃焼時の発生熱量が
低く、 しかも発生熱が下流に逃げてしまう構造のため
酸化反応が継続できず、微粒子の焼却率が低いものとな
っていた よって再生を頻繁に行なわなければならない
という不便さがあった さらにフィルタ全体をマイクロ
波の共振空洞として生かすことができないた取 発振器
のエネルギー利用効率の低いものとなっていた一方特開
昭５９−５８１１４号公報は フィルタ面積が大きいセ
ラミックハニカム製フィルタを使用しているので、圧損
の上昇が小さく再生の回数が少なくて良いという利点が
ある。しかし−毅にセラミックハニカムの母材の密度が
高く、微粒子の燃焼熱が母材に奪われ 燃焼の継続がう
まくいかないという欠点があった さらに微粒子がフィ
ルタの表面上に堆積するので、溜りすぎるとプレート状
に導電性の膜を生成したり、酸素の透過を不可能にし
酸化反応を妨げることが生じたよって再生できる微粒子
のフィルタへの最適堆積量の範囲が狭く、微粒子の堆積
値を正確に検出しなければ再生が不可能となっていｆ。
除去し 排ガスを浄化するための装置に関すん 従来の技術 近蝦 ディーゼル機関の排ガス中に含まれるカーボンな
どの可燃性微粒子（パティキュレート）力文 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 一
定期間後にバーナや電気ヒータで加熱・焼却する再生（
リジェネレーション）と呼ばれ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
があも また電気ヒータでは消費電力が大きく、車載用
としては不適であも 西独特許第３０２４５３９号はこれらを解決する一例で
、セラミックファイバ製のフィルタとマグネトロンを組
み合わせた装置であん この装置で（よ 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・焼却すム そしてフィ
ルタを再生しなが転 繰り返し使用するものであ瓜 また特開昭５９−５８１１４号公報はセラミックハニカ
ムフィルタとマグネトロンを組合せ、上記と同様の使い
方をする装置であも 発明が解決しようとする課題 しかし 前記の西独特許で（よ フィルタが円筒形でフ
ィルタ面積が小さく、少量の微粒子の堆積でも圧損が高
くなり、短期間にフィルタの再生を行なわなければなら
なＬｙ シかし少量の微粒子では燃焼時の発生熱量が
低く、 しかも発生熱が下流に逃げてしまう構造のため
酸化反応が継続できず、微粒子の焼却率が低いものとな
っていた よって再生を頻繁に行なわなければならない
という不便さがあった さらにフィルタ全体をマイクロ
波の共振空洞として生かすことができないた取 発振器
のエネルギー利用効率の低いものとなっていた一方特開
昭５９−５８１１４号公報は フィルタ面積が大きいセ
ラミックハニカム製フィルタを使用しているので、圧損
の上昇が小さく再生の回数が少なくて良いという利点が
ある。しかし−毅にセラミックハニカムの母材の密度が
高く、微粒子の燃焼熱が母材に奪われ 燃焼の継続がう
まくいかないという欠点があった さらに微粒子がフィ
ルタの表面上に堆積するので、溜りすぎるとプレート状
に導電性の膜を生成したり、酸素の透過を不可能にし
酸化反応を妨げることが生じたよって再生できる微粒子
のフィルタへの最適堆積量の範囲が狭く、微粒子の堆積
値を正確に検出しなければ再生が不可能となっていｆ。
そこで本発明は 微粒子の堆積量が多少変動してＬ 常
に良好な再生を得られるようにし 有効な排ガス浄化機
能を果たせるディーゼル排ガス浄本発明（よ ディーゼ
ルの排気管の途中に置かれた繊維セラミックスからなる
多数のセルを有するハニカム構造のフィルタに マイク
ロ波が照射されるように配置されたことであム また フィルタのハニカムのセルを閉塞するプラグを、
気孔率６０％以上の通気性無機材で構成している。
に良好な再生を得られるようにし 有効な排ガス浄化機
能を果たせるディーゼル排ガス浄本発明（よ ディーゼ
ルの排気管の途中に置かれた繊維セラミックスからなる
多数のセルを有するハニカム構造のフィルタに マイク
ロ波が照射されるように配置されたことであム また フィルタのハニカムのセルを閉塞するプラグを、
気孔率６０％以上の通気性無機材で構成している。
作用
上記構成によれば 排ガス中の微粒子がフィルタの素材
である広い面積の多孔質繊維セラミックスの中でソフト
に堆積すム そのためフィルタにマイクロ波が照射され
て微粒子が加熱されたとき、微粒子と酸素とが良好な接
触が保たれているので、容易に微粒子を焼却することが
できも このとき、前部のプラグの部分に堆積した微粒子板 そ
の背面にある通気性のプラグのた数 有効に燃焼用空気
が供給され 焼却されも実施例 以下、本発明の排ガス浄化装置の一実施例を添付図面に
もとづいて説明する。
である広い面積の多孔質繊維セラミックスの中でソフト
に堆積すム そのためフィルタにマイクロ波が照射され
て微粒子が加熱されたとき、微粒子と酸素とが良好な接
触が保たれているので、容易に微粒子を焼却することが
できも このとき、前部のプラグの部分に堆積した微粒子板 そ
の背面にある通気性のプラグのた数 有効に燃焼用空気
が供給され 焼却されも実施例 以下、本発明の排ガス浄化装置の一実施例を添付図面に
もとづいて説明する。
第１図は本発明の排ガス浄化装置であも 図中１（友
ムラ・イト質セラミック繊維をバインダーで焼結した気
孔率８０％の繊維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矩形のセル２ａまたは
２ｂがセル壁３で区分され 多数存在すも 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
てあもセラミックフィルタ１（よ 外周に熱膨脹性の軽
石とセラミック繊維と有機バインダとからなるシート状
緩衝材５を巻いた抵 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の前部には円筒状の導波管
７が接続され その端部にはマイクロ波の発信源である
マグネトロン８が装備されていも また缶ケース６のセ
ラミックフィルタ１と導波管７との開で構成される共鳴
室９には排ガス導入管１０が接続され エンジン排気管
１１からの排ガス力交 またはエアポンブエ２から給気
管１３を経た空気力ｔ 四方弁１４を介してセラミック
フィルタｌに導かれる。缶ケース６の後部はコーン状に
絞られてマフラー接続管１５によってマフラー（図示せ
ず）に結合されていも 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が溶接されていも 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１７
ａ、１７ｂを取り付（す、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が接続されていも 次に この実施例の樋底における動作を、まずディーゼ
ルエンジンの通常運転時から説明すもディーゼルエンジ
ンの排気管１１に１よ 機関の運転により微粒子を含ん
だ排ガスが流れも そこから排ガス（よ 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７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側に開口しているセル２ｂに人も このとき排
ガス中に含まれている微粒子（よ セル壁３を透過でき
ず、セル２ａ内に留まって堆積すも大 微粒子を取り除
かれて浄化された排ガス１よマフラー接続管１５に入り
、排気マフラーを経て大気に放出されも 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も 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
るフィルタ再生に人も 再生ではまず四方弁１４を回転させ、エンジン排気管１
１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１
３を経て排ガス導入管ＩＯ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８の電源をいれ
マイクロ波をセラミックフィルタ１に照射すも すると
堆積した微粒子の内部で放電が起こり、加熱された微粒
子は空気に触れて燃焼を始めも そしてこの状態を約２
０分間保持すると、セラミックフィルタ１の内部の微粒
子はほとんどが燃えつきてしまう。その後エアポンプ１
２とマグネトロン８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ム そしてまた初期のようにセ
ラミックフィルタｌに微粒子を堆積する状態に戻る。
ムラ・イト質セラミック繊維をバインダーで焼結した気
孔率８０％の繊維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矩形のセル２ａまたは
２ｂがセル壁３で区分され 多数存在すも 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
てあもセラミックフィルタ１（よ 外周に熱膨脹性の軽
石とセラミック繊維と有機バインダとからなるシート状
緩衝材５を巻いた抵 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の前部には円筒状の導波管
７が接続され その端部にはマイクロ波の発信源である
マグネトロン８が装備されていも また缶ケース６のセ
ラミックフィルタ１と導波管７との開で構成される共鳴
室９には排ガス導入管１０が接続され エンジン排気管
１１からの排ガス力交 またはエアポンブエ２から給気
管１３を経た空気力ｔ 四方弁１４を介してセラミック
フィルタｌに導かれる。缶ケース６の後部はコーン状に
絞られてマフラー接続管１５によってマフラー（図示せ
ず）に結合されていも 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が溶接されていも 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１７
ａ、１７ｂを取り付（す、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が接続されていも 次に この実施例の樋底における動作を、まずディーゼ
ルエンジンの通常運転時から説明すもディーゼルエンジ
ンの排気管１１に１よ 機関の運転により微粒子を含ん
だ排ガスが流れも そこから排ガス（よ 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７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側に開口しているセル２ｂに人も このとき排
ガス中に含まれている微粒子（よ セル壁３を透過でき
ず、セル２ａ内に留まって堆積すも大 微粒子を取り除
かれて浄化された排ガス１よマフラー接続管１５に入り
、排気マフラーを経て大気に放出されも 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も 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
るフィルタ再生に人も 再生ではまず四方弁１４を回転させ、エンジン排気管１
１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１
３を経て排ガス導入管ＩＯ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８の電源をいれ
マイクロ波をセラミックフィルタ１に照射すも すると
堆積した微粒子の内部で放電が起こり、加熱された微粒
子は空気に触れて燃焼を始めも そしてこの状態を約２
０分間保持すると、セラミックフィルタ１の内部の微粒
子はほとんどが燃えつきてしまう。その後エアポンプ１
２とマグネトロン８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ム そしてまた初期のようにセ
ラミックフィルタｌに微粒子を堆積する状態に戻る。
第２図（よ セラミックフィルタ１の母材の気孔率と微
粒子の堆積量を変えて、上記で説明した再生を試みた結
果である。セラミックフィルタ１の材料が気孔率８０％
の場合（よ 微粒子の堆積量に関係なく、常に再生率（
燃焼した微粒子量／堆積した微粒子ｊｉ）が８０％を越
丸 良好な再生特性を示し九 このような傾向は気孔
率７０％まで現われていた力交 気孔率５０％まで下げ
ると、微粒子の堆積量が２０ｇ付近に再生率の最大値を
持つ山形の傾向が現われ九 よってこのセラミックフィ
ルタの場合に（よ 微粒子の堆積量を正確に検知しなけ
れば再生が行えないことが分かつ亀 さらに微粒子が堆
積し過ぎると、目詰まりでセラミックフィルタの機能を
全くなくす危険があることが考えられる。
粒子の堆積量を変えて、上記で説明した再生を試みた結
果である。セラミックフィルタ１の材料が気孔率８０％
の場合（よ 微粒子の堆積量に関係なく、常に再生率（
燃焼した微粒子量／堆積した微粒子ｊｉ）が８０％を越
丸 良好な再生特性を示し九 このような傾向は気孔
率７０％まで現われていた力交 気孔率５０％まで下げ
ると、微粒子の堆積量が２０ｇ付近に再生率の最大値を
持つ山形の傾向が現われ九 よってこのセラミックフィ
ルタの場合に（よ 微粒子の堆積量を正確に検知しなけ
れば再生が行えないことが分かつ亀 さらに微粒子が堆
積し過ぎると、目詰まりでセラミックフィルタの機能を
全くなくす危険があることが考えられる。
また上記の現象（よ セラミックフィルタ１のセル２ｂ
を導波管７側で閉塞したプラグ４ａのように 比較的気
孔率が高い材料部分でも顕著に現われも よってプラグ
４ｂの材料を、気孔率６０％以上のセラミック材で形成
したとこム 完全に微粒子が燃えつきないまでＬ 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ｌめ排ガスの
人は プラグ４ａの周辺に微粒子が堆積し セル３ａを
閉塞してフィルタを不能にするようなことがなくなりｔ
も 発明の効果 本発明によれば ディーゼル排ガス浄化用の繊維セラミ
ックフィルタを用いて気孔率もたせているので、マグネ
トロンによりマイクロ波を照射したとき、常に高再生率
を達成することができる。
を導波管７側で閉塞したプラグ４ａのように 比較的気
孔率が高い材料部分でも顕著に現われも よってプラグ
４ｂの材料を、気孔率６０％以上のセラミック材で形成
したとこム 完全に微粒子が燃えつきないまでＬ 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ｌめ排ガスの
人は プラグ４ａの周辺に微粒子が堆積し セル３ａを
閉塞してフィルタを不能にするようなことがなくなりｔ
も 発明の効果 本発明によれば ディーゼル排ガス浄化用の繊維セラミ
ックフィルタを用いて気孔率もたせているので、マグネ
トロンによりマイクロ波を照射したとき、常に高再生率
を達成することができる。
そして装備したセラミックフィルタを繰り返し再生して
使丸 実用的な機能を発揮できる。さらに非常に耐久性
が良賎
使丸 実用的な機能を発揮できる。さらに非常に耐久性
が良賎
第１図は本発明の一実施例における排ガス浄化装置の断
面阻 第２図は同装置の再生実験した特性図であ瓜
面阻 第２図は同装置の再生実験した特性図であ瓜
Claims (4)
- （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
るためのマイクロ波発生器を具備し、前記フィルタが多
数のセルを有するハニカム構造の繊維セラミック焼結体
であることを特徴とするディーゼル排ガス浄化装置。 - （２）フィルタが、ムライト質の繊維セラミック焼結体
である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。 - （３）フィルタが、気孔率７０％以上の繊維セラミック
焼結体である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。 - （４）フィルタが、ハニカムのセルを気孔率６０％以上
の無機材料で交互に閉塞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 |
|---|---|---|---|
| JP2055246A JPH03258909A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | ディーゼル排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2055246A JPH03258909A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | ディーゼル排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03258909A true JPH03258909A (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=12993240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055246A Pending JPH03258909A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | ディーゼル排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03258909A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59126021A (ja) * | 1983-01-07 | 1984-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用フイルタ再生装置 |
| JPS61129017A (ja) * | 1984-11-27 | 1986-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガスフイルタ− |
| JPS61136413A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガスフイルタ |
| JPS62231019A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-09 | Ibiden Co Ltd | 高耐酸性セラミツク繊維 |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2055246A patent/JPH03258909A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS59126021A (ja) * | 1983-01-07 | 1984-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用フイルタ再生装置 |
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