JPH04353209A - 内燃機関用フィルタ再生装置 - Google Patents
内燃機関用フィルタ再生装置Info
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- JPH04353209A JPH04353209A JP3128986A JP12898691A JPH04353209A JP H04353209 A JPH04353209 A JP H04353209A JP 3128986 A JP3128986 A JP 3128986A JP 12898691 A JP12898691 A JP 12898691A JP H04353209 A JPH04353209 A JP H04353209A
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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
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- 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
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- 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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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンから
排出される排気ガス中に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集する内燃機関用フィルタをマイクロ波
エネルギを利用して再生する装置に関するものである。
排出される排気ガス中に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集する内燃機関用フィルタをマイクロ波
エネルギを利用して再生する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年世界各国では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。特に自
動車の排気ガスに関する規制は従来の濃度規制から総量
規制へ移行され規制値自体も大幅な削減となっている。
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。特に自
動車の排気ガスに関する規制は従来の濃度規制から総量
規制へ移行され規制値自体も大幅な削減となっている。
【０００３】自動車の中でもディーゼル車は窒素酸化物
と同時にパティキュレートの排出規制を強化する動きに
ある。燃料噴射時期遅延などの燃料改善による低減対策
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
、現状では排気ガスを浄化する後処理装置の付設が不可
欠である。ディーゼルエンジンの後処理装置として排気
ガス流に含まれる黒煙を主成分とするパティキュレート
を捕集するフィルタを用いる方法が検討されている。
と同時にパティキュレートの排出規制を強化する動きに
ある。燃料噴射時期遅延などの燃料改善による低減対策
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
、現状では排気ガスを浄化する後処理装置の付設が不可
欠である。ディーゼルエンジンの後処理装置として排気
ガス流に含まれる黒煙を主成分とするパティキュレート
を捕集するフィルタを用いる方法が検討されている。
【０００４】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温度
に昇温するための加熱手段としてはバーナ方式、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。
することが知られている。パティキュレートをこの温度
に昇温するための加熱手段としてはバーナ方式、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。
【０００５】図４に加熱手段がマイクロ波方式によるフ
ィルタ再生装置を示す（たとえば特開昭５９−１２６０
２２号公報）。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はフ
ィルタ、６はフィルタを収納した加熱室、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、１４は空気切
換バルブ、１５は排気ガス切換バルブである。そしてこ
のフィルタ再生装置において加熱室６に収納されたフィ
ルタ５は、フィルタ５の排気ガスの流入側と排気ガス流
出側が自動車の走行路面に対して水平に配置された構成
となっている。
ィルタ再生装置を示す（たとえば特開昭５９−１２６０
２２号公報）。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はフ
ィルタ、６はフィルタを収納した加熱室、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、１４は空気切
換バルブ、１５は排気ガス切換バルブである。そしてこ
のフィルタ再生装置において加熱室６に収納されたフィ
ルタ５は、フィルタ５の排気ガスの流入側と排気ガス流
出側が自動車の走行路面に対して水平に配置された構成
となっている。
【０００６】ところが上記フィルタはパティキュレート
が捕集され続けると、目詰まりを生じて捕集能力が大幅
に低下するとともに排気ガスの流れが悪くなってエンジ
ン出力を低下させたり、あるいはエンジンが停止すると
いった問題を起こす。
が捕集され続けると、目詰まりを生じて捕集能力が大幅
に低下するとともに排気ガスの流れが悪くなってエンジ
ン出力を低下させたり、あるいはエンジンが停止すると
いった問題を起こす。
【０００７】したがって現在世界中でフィルタの捕集能
力を再生させるための技術開発が進められているが、未
だ実用に至っていない。
力を再生させるための技術開発が進められているが、未
だ実用に至っていない。
【０００８】上記した構成において、エンジンの排気ガ
スは排気ガス切換バルブ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
ト捕集過程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。捕集能力が限界に達すると排気ガス切換バルブ
１５が制御されて排気管３への排気ガスが遮断され、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。
スは排気ガス切換バルブ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
ト捕集過程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。捕集能力が限界に達すると排気ガス切換バルブ
１５が制御されて排気管３への排気ガスが遮断され、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。
【０００９】このフィルタ再生過程においてフィルタに
捕集されたパティキュレートはマイクロ波発生手段７に
よって加熱され、燃焼に必要な空気が空気ポンプ１０よ
り供給されることによって燃焼が開始する。所定の時間
を経てフィルタ再生が完了すると排気ガス切換バルブ１
５が再び制御されてフィルタ５に排気ガスが導かれ、捕
集を開始する。この捕集と再生の過程が繰り返される。
捕集されたパティキュレートはマイクロ波発生手段７に
よって加熱され、燃焼に必要な空気が空気ポンプ１０よ
り供給されることによって燃焼が開始する。所定の時間
を経てフィルタ再生が完了すると排気ガス切換バルブ１
５が再び制御されてフィルタ５に排気ガスが導かれ、捕
集を開始する。この捕集と再生の過程が繰り返される。
【００１０】上記フィルタ再生装置のフィルタ５はコー
ディエライト、ムライトなどの多孔質セラミックの隔壁
より形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体が
適用される。そしてこのハニカム構造体は前記貫通孔の
両端に排気ガス流が多孔質のセラミックの隔壁を通過し
て排出されるように交互に気密性を有する封止栓が設け
られ、パティキュレートは排気ガスの流入側の多孔質セ
ラミックの隔壁に捕集される。
ディエライト、ムライトなどの多孔質セラミックの隔壁
より形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体が
適用される。そしてこのハニカム構造体は前記貫通孔の
両端に排気ガス流が多孔質のセラミックの隔壁を通過し
て排出されるように交互に気密性を有する封止栓が設け
られ、パティキュレートは排気ガスの流入側の多孔質セ
ラミックの隔壁に捕集される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
のフィルタ再生過程において燃焼に必要な空気の供給側
のフィルタ端面部は前記空気の供給により冷却されるの
でパティキュレートの昇温が妨げられ、パティキュレー
トの燃焼が困難となりパティキュレートの燃焼可能領域
を狭めてしまうためフィルタ全域を効果的に再生するこ
とができなかった。その結果、パティキュレートの捕集
、再生の継続的な繰り返しにおいて排気ガスが流入する
側から燃焼に必要な空気を供給する場合、そのフィルタ
端面部は再生されないパティキュレートの堆積によって
流通孔が閉塞されフィルタとしての捕集機能が失われた
り、捕集性能や再生性能が著しく低下するという課題が
あった。一方排気ガスが流出する側から燃焼に必要な空
気を供給する場合、そのフィルタ端面部は再生されない
パティキュレートの残存によってフィルタ捕集容積が減
少し、フィルタとしての捕集性能が低下するという課題
があった。
のフィルタ再生過程において燃焼に必要な空気の供給側
のフィルタ端面部は前記空気の供給により冷却されるの
でパティキュレートの昇温が妨げられ、パティキュレー
トの燃焼が困難となりパティキュレートの燃焼可能領域
を狭めてしまうためフィルタ全域を効果的に再生するこ
とができなかった。その結果、パティキュレートの捕集
、再生の継続的な繰り返しにおいて排気ガスが流入する
側から燃焼に必要な空気を供給する場合、そのフィルタ
端面部は再生されないパティキュレートの堆積によって
流通孔が閉塞されフィルタとしての捕集機能が失われた
り、捕集性能や再生性能が著しく低下するという課題が
あった。一方排気ガスが流出する側から燃焼に必要な空
気を供給する場合、そのフィルタ端面部は再生されない
パティキュレートの残存によってフィルタ捕集容積が減
少し、フィルタとしての捕集性能が低下するという課題
があった。
【００１２】またパティキュレートの燃焼がフィルタ後
方に移動するとフィルタ端面部は熱の放散により冷却さ
れ、一方フィルタ内部はパティキュレートの燃焼によっ
て高温となり温度差が大きくなるのでフィルタにクラッ
クが発生し、フィルタとしての捕集性能が低下したり、
捕集機能がなくなるという課題があった。
方に移動するとフィルタ端面部は熱の放散により冷却さ
れ、一方フィルタ内部はパティキュレートの燃焼によっ
て高温となり温度差が大きくなるのでフィルタにクラッ
クが発生し、フィルタとしての捕集性能が低下したり、
捕集機能がなくなるという課題があった。
【００１３】またフィルタ端面部のパティキュレートを
燃焼可能温度に昇温させるためには多くの時間が必要と
なり、マイクロ波発生源の駆動電源の供給を自動車に搭
載されている電源から供給することが実用的に困難であ
る課題があった。
燃焼可能温度に昇温させるためには多くの時間が必要と
なり、マイクロ波発生源の駆動電源の供給を自動車に搭
載されている電源から供給することが実用的に困難であ
る課題があった。
【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、フィ
ルタ端面近傍に堆積しているパティキュレートの効率的
な再生の実現とクラックの発生を防止し、フィルタとし
ての捕集、再生性能を継続的に維持できるとともに、フ
ィルタ端面部のパティキュレートが燃焼する温度まで昇
温する時間を短縮しマイクロ波発生現源の駆動電源の供
給を自動車に搭載されている電源から十分に供給できる
再生装置を提供することを目的としたものである。
ルタ端面近傍に堆積しているパティキュレートの効率的
な再生の実現とクラックの発生を防止し、フィルタとし
ての捕集、再生性能を継続的に維持できるとともに、フ
ィルタ端面部のパティキュレートが燃焼する温度まで昇
温する時間を短縮しマイクロ波発生現源の駆動電源の供
給を自動車に搭載されている電源から十分に供給できる
再生装置を提供することを目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は内燃機関の排気ガスを排出する排気管に設け
られた加熱室と、前記加熱室に給電するマイクロ波を発
生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室に収納され前
記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、前記フィルタの少なくとも一端に
近接して配置された放熱防止手段と、前記加熱室に酸素
を含む気体を供給する送風手段とを備えた構成としてい
る。
、本発明は内燃機関の排気ガスを排出する排気管に設け
られた加熱室と、前記加熱室に給電するマイクロ波を発
生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室に収納され前
記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、前記フィルタの少なくとも一端に
近接して配置された放熱防止手段と、前記加熱室に酸素
を含む気体を供給する送風手段とを備えた構成としてい
る。
【００１６】また本発明は前記放熱防止手段を前記マイ
クロ波発生手段側のフィルタ端面に近接して配置した構
成としている。
クロ波発生手段側のフィルタ端面に近接して配置した構
成としている。
【００１７】
【作用】本発明は上記構成によって、フィルタんのパテ
ィキュレートの捕集が予め決められた捕集量になるとマ
イクロ波が加熱室に給電され、パティキュレートが加熱
される。このとき前記フィルタの少なくとも一端にはフ
ィルタに近接して配置された放熱防止手段が加熱された
パティキュレートを含むフィルタからの熱放散を抑制す
るのでフィルタ自身の昇温速度を速くすることができ、
短時間でパティキュレートを燃焼可能温度に到達させる
ことができる。
ィキュレートの捕集が予め決められた捕集量になるとマ
イクロ波が加熱室に給電され、パティキュレートが加熱
される。このとき前記フィルタの少なくとも一端にはフ
ィルタに近接して配置された放熱防止手段が加熱された
パティキュレートを含むフィルタからの熱放散を抑制す
るのでフィルタ自身の昇温速度を速くすることができ、
短時間でパティキュレートを燃焼可能温度に到達させる
ことができる。
【００１８】一方パティキュレートが燃焼可能温度に昇
温すると燃焼に必要な酸素を含む気体がフィルタに供給
される。このとき前記気体の供給側のフィルタ端面には
前記放熱防止手段が配置されているのでフィルタ端面部
の前記気体の供給による冷却が抑制される。その結果、
パティキュレートの燃焼可能領域が拡大されフィルタ端
面の近傍に捕集されたパティキュレートを燃焼させるこ
とができる。
温すると燃焼に必要な酸素を含む気体がフィルタに供給
される。このとき前記気体の供給側のフィルタ端面には
前記放熱防止手段が配置されているのでフィルタ端面部
の前記気体の供給による冷却が抑制される。その結果、
パティキュレートの燃焼可能領域が拡大されフィルタ端
面の近傍に捕集されたパティキュレートを燃焼させるこ
とができる。
【００１９】前記気体の供給側のフィルタ端面からパテ
ィキュレートが燃焼を開始すると燃焼領域が徐々にフィ
ルタの後方に移動する。このとき燃焼が完了したフィル
タ端面近傍は前記放熱防止手段の配置により冷却が防止
されるので燃焼して高温になっいる部分との温度差を小
さすることができ、熱歪みによるフィルタのクラックの
発生が防止される。
ィキュレートが燃焼を開始すると燃焼領域が徐々にフィ
ルタの後方に移動する。このとき燃焼が完了したフィル
タ端面近傍は前記放熱防止手段の配置により冷却が防止
されるので燃焼して高温になっいる部分との温度差を小
さすることができ、熱歪みによるフィルタのクラックの
発生が防止される。
【００２０】また前記放熱防止手段をマイクロ波加熱手
段側に配置することにより、より効率的なパティキュレ
ートの加熱とフィルタからの放熱防止効果を得ることが
できる。
段側に配置することにより、より効率的なパティキュレ
ートの加熱とフィルタからの放熱防止効果を得ることが
できる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。
説明する。
【００２２】図１において、１６は内燃機関の排気ガス
を排出する排気管、１７は排気管１６の途中に設けられ
た加熱室、１８は加熱室１７内に収納され排気ガスが通
過する間に排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕
集するフィルタであり、ムライトやコージライトなどの
多孔質のセラミック材料のハニカム構造体で構成されて
いる。そしてこのハニカム構造体の貫通孔の両端に排気
ガスが多孔質のセラミックの隔壁を通過して排出される
ように交互に気密性を有する封止栓が設けられ、パティ
キュレートは排出ガスの流入側の多孔質セラミックの隔
壁に捕集される。１９はフィルタ１８の少なくとも一端
に設けられた放熱防止手段であり、多数の貫通孔を有す
るセラミック材料で構成される。２０は加熱室１７に給
電するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段、２
１はマイクロ波発生手段２０を冷却する冷却手段、２２
はマイクロ波発生手段２０から発生したマイクロ波を加
熱室１７に伝送する導波管である。２３は加熱室１７に
酸素を含む気体を供給する気体供給手段であり、この気
体供給手段２３は送風機あるいはポンプが適用され、前
記気体は導風管２４を通り加熱室１７に導かれる。また
導風管２４の途中には前記気体を通過させるが排気ガス
の気体供給手段２３への流入を防止する逆止弁２５が設
けられている。また２６は排気分岐管であり、この排気
分岐管２６とフィルタ１８への排気ガスの流通の制御は
排気管１６に設けられたバルブ２７と排気分岐管２６に
設けられたバルブ２８の切り替えによって行われる。図
示したバルブ２７、２８の位置はフィルタ１８側に排気
ガスを流通させる場合である。２９、３０は加熱室１７
を限定するマイクロ波遮蔽手段であり、パンチング孔の
構成あるいはハニカム構成からなる。３１はフィルタ１
８と放熱防止手段１９の外周と加熱室１７の内壁との間
に設けられた断熱材であり、加熱室１７内へのフィルタ
１８と放熱防止手段１９の支持をも兼ねている。
を排出する排気管、１７は排気管１６の途中に設けられ
た加熱室、１８は加熱室１７内に収納され排気ガスが通
過する間に排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕
集するフィルタであり、ムライトやコージライトなどの
多孔質のセラミック材料のハニカム構造体で構成されて
いる。そしてこのハニカム構造体の貫通孔の両端に排気
ガスが多孔質のセラミックの隔壁を通過して排出される
ように交互に気密性を有する封止栓が設けられ、パティ
キュレートは排出ガスの流入側の多孔質セラミックの隔
壁に捕集される。１９はフィルタ１８の少なくとも一端
に設けられた放熱防止手段であり、多数の貫通孔を有す
るセラミック材料で構成される。２０は加熱室１７に給
電するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生手段、２
１はマイクロ波発生手段２０を冷却する冷却手段、２２
はマイクロ波発生手段２０から発生したマイクロ波を加
熱室１７に伝送する導波管である。２３は加熱室１７に
酸素を含む気体を供給する気体供給手段であり、この気
体供給手段２３は送風機あるいはポンプが適用され、前
記気体は導風管２４を通り加熱室１７に導かれる。また
導風管２４の途中には前記気体を通過させるが排気ガス
の気体供給手段２３への流入を防止する逆止弁２５が設
けられている。また２６は排気分岐管であり、この排気
分岐管２６とフィルタ１８への排気ガスの流通の制御は
排気管１６に設けられたバルブ２７と排気分岐管２６に
設けられたバルブ２８の切り替えによって行われる。図
示したバルブ２７、２８の位置はフィルタ１８側に排気
ガスを流通させる場合である。２９、３０は加熱室１７
を限定するマイクロ波遮蔽手段であり、パンチング孔の
構成あるいはハニカム構成からなる。３１はフィルタ１
８と放熱防止手段１９の外周と加熱室１７の内壁との間
に設けられた断熱材であり、加熱室１７内へのフィルタ
１８と放熱防止手段１９の支持をも兼ねている。
【００２３】図２は本発明の放熱防止手段１９の構造を
示すものである。図２において３２はセラミック構造体
、３３は貫通孔である。図２（ａ）はセラミックのハニ
カム構造を有する放熱防止手段であり、図２（ｂ）はセ
ラミックプレートにパンチングによる貫通孔３３を設け
た構造を有する放熱防止手段である。
示すものである。図２において３２はセラミック構造体
、３３は貫通孔である。図２（ａ）はセラミックのハニ
カム構造を有する放熱防止手段であり、図２（ｂ）はセ
ラミックプレートにパンチングによる貫通孔３３を設け
た構造を有する放熱防止手段である。
【００２４】排気ガスは図１中矢印で示した方向から排
気管１６内を流れフィルタ１８に流入する。フィルタ１
８は排気ガス中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１８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１８の圧損が
増大し内燃機関であるエンジンの負荷が増加するととも
に最悪の場合にはエンジンが停止する。
気管１６内を流れフィルタ１８に流入する。フィルタ１
８は排気ガス中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１８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１８の圧損が
増大し内燃機関であるエンジンの負荷が増加するととも
に最悪の場合にはエンジンが停止する。
【００２５】したがって適当な時期にフィルタに捕集さ
れ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の検出、
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。
れ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の検出、
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。
【００２６】次ぎにフィルタ再生の基本プロセスを説明
する。フィルタ１８内のパティキュレート捕集量が再生
を実行すべき捕集量領域に達すると、フィルタ再生プロ
セスが開始する。
する。フィルタ１８内のパティキュレート捕集量が再生
を実行すべき捕集量領域に達すると、フィルタ再生プロ
セスが開始する。
【００２７】この再生制御指令は本装置の一構成要素で
ある制御部（図示せず）より発せられる。この制御部の
指令に基づいてまずバルブ２８が開かれ、引き続いてバ
ルブ２７が閉じられる。これにより、排気ガスは排気分
岐管２６に導かれる。このとき加熱室１７には排気ガス
が流れなくなるので導風管２４に設けられている逆止弁
２５は開いた状態になる。次にマイクロ波発生手段２０
に駆動電力が供給され、発生したマイクロ波は導波管２
２を伝送してフィルタ１８の排気ガス上流より加熱室１
７内に給電される。そしてフィルタ１８の排気ガス上流
側の端面近傍に捕集されたパティキュレートが他の領域
のパティキュレートに比べて強く加熱される。このとき
排気ガス上流側にはフィルタ１８の全面に放熱防止手段
１９が配置されており、この放熱防止手段１９の断熱作
用によってマイクロ波で加熱されているフィルタ１８の
端面近傍及びそこに存在するパティキュレートからの熱
放散が抑制される。この作用によりパティキュレートの
昇温速度を速くすることができ、短時間でパティキュレ
ートを燃焼可能温度に到達させることができる。その結
果、マイクロ波発生源の駆動電源の供給を自動車に搭載
されている電源から実用的に供給することができる。
ある制御部（図示せず）より発せられる。この制御部の
指令に基づいてまずバルブ２８が開かれ、引き続いてバ
ルブ２７が閉じられる。これにより、排気ガスは排気分
岐管２６に導かれる。このとき加熱室１７には排気ガス
が流れなくなるので導風管２４に設けられている逆止弁
２５は開いた状態になる。次にマイクロ波発生手段２０
に駆動電力が供給され、発生したマイクロ波は導波管２
２を伝送してフィルタ１８の排気ガス上流より加熱室１
７内に給電される。そしてフィルタ１８の排気ガス上流
側の端面近傍に捕集されたパティキュレートが他の領域
のパティキュレートに比べて強く加熱される。このとき
排気ガス上流側にはフィルタ１８の全面に放熱防止手段
１９が配置されており、この放熱防止手段１９の断熱作
用によってマイクロ波で加熱されているフィルタ１８の
端面近傍及びそこに存在するパティキュレートからの熱
放散が抑制される。この作用によりパティキュレートの
昇温速度を速くすることができ、短時間でパティキュレ
ートを燃焼可能温度に到達させることができる。その結
果、マイクロ波発生源の駆動電源の供給を自動車に搭載
されている電源から実用的に供給することができる。
【００２８】上記パティキュレートが燃焼可能温度に到
達すると酸素を含む気体が気体供給手段２３によって放
熱防止手段１９を介してフィルタ１８の排気ガス上流側
に供給される。放熱防止手段１９はフィルタ１８と同様
のセラミック材料からなり、図２に示すように排気ガス
の流通が可能な貫通孔を有する構造体で構成されている
。酸素を含む気体が供給されると燃焼可能温度に到達し
ているパティキュレートは燃焼状態に移行する。従来、
酸素を含む気体が供給されるとフィルタの端面近傍に存
在するパティキュレートはこの気体によって冷却される
ことや燃焼熱の熱放散が大きいために燃焼可能温度に到
達しないことが原因で未燃焼部分が多く残存していた。 しかし本発明では放熱防止手段１９をフィルタ１８の全
面に配置しているので前記気体によるフィルタ１８の端
面の冷却が抑制されるとともに燃焼を開始したフィルタ
端面近傍の燃焼熱の放熱防止手段１９へ向けての熱放散
が抑制され、フィルタ端面部の温度を高温に保つことが
できる。その結果、従来残存していたフィルタ端面部の
未燃焼をパティキュレートをほぼ完全に燃焼させること
ができるのでパティキュレートの捕集、再生の継続的な
繰り返しにおいてフィルタ端面部はパティキュレートの
堆積が防止されて排ガス流通孔が閉塞されることがなく
なりフィルタとしての捕集性能や再生性能の低下を防止
することができる。
達すると酸素を含む気体が気体供給手段２３によって放
熱防止手段１９を介してフィルタ１８の排気ガス上流側
に供給される。放熱防止手段１９はフィルタ１８と同様
のセラミック材料からなり、図２に示すように排気ガス
の流通が可能な貫通孔を有する構造体で構成されている
。酸素を含む気体が供給されると燃焼可能温度に到達し
ているパティキュレートは燃焼状態に移行する。従来、
酸素を含む気体が供給されるとフィルタの端面近傍に存
在するパティキュレートはこの気体によって冷却される
ことや燃焼熱の熱放散が大きいために燃焼可能温度に到
達しないことが原因で未燃焼部分が多く残存していた。 しかし本発明では放熱防止手段１９をフィルタ１８の全
面に配置しているので前記気体によるフィルタ１８の端
面の冷却が抑制されるとともに燃焼を開始したフィルタ
端面近傍の燃焼熱の放熱防止手段１９へ向けての熱放散
が抑制され、フィルタ端面部の温度を高温に保つことが
できる。その結果、従来残存していたフィルタ端面部の
未燃焼をパティキュレートをほぼ完全に燃焼させること
ができるのでパティキュレートの捕集、再生の継続的な
繰り返しにおいてフィルタ端面部はパティキュレートの
堆積が防止されて排ガス流通孔が閉塞されることがなく
なりフィルタとしての捕集性能や再生性能の低下を防止
することができる。
【００２９】また上記パティキュレートの燃焼は酸素を
含む気体の流通方向に移動しつつフィルタの径方向に拡
大され、適当な時間を経てフィルタのほぼ全域のパティ
キュレートが燃焼除去される。このとき燃焼が完了した
フィルタ端面近傍は放熱防止手段１９の存在により熱放
散が抑制されるので温度の低下が少なく、パティキュレ
ートの燃焼によって高温になっている部分との温度差を
小さくすることができ、熱歪みによるフィルタのクラッ
クの発生を防止することができる。その結果、フィルタ
の初期の捕集性能を永続させることができる。
含む気体の流通方向に移動しつつフィルタの径方向に拡
大され、適当な時間を経てフィルタのほぼ全域のパティ
キュレートが燃焼除去される。このとき燃焼が完了した
フィルタ端面近傍は放熱防止手段１９の存在により熱放
散が抑制されるので温度の低下が少なく、パティキュレ
ートの燃焼によって高温になっている部分との温度差を
小さくすることができ、熱歪みによるフィルタのクラッ
クの発生を防止することができる。その結果、フィルタ
の初期の捕集性能を永続させることができる。
【００３０】フィルタの再生が終了すると酸素を含む気
体を供給する気体供給手段２３が停止され逆止弁２５が
閉鎖される。その後、バルブ２７、２８が抑制され、図
１に示した状態になりフィルタ１８に排気ガスが流入さ
れてパティキュレートの捕集が行われる。
体を供給する気体供給手段２３が停止され逆止弁２５が
閉鎖される。その後、バルブ２７、２８が抑制され、図
１に示した状態になりフィルタ１８に排気ガスが流入さ
れてパティキュレートの捕集が行われる。
【００３１】図３は本発明の他の実施例における内燃機
関のフィルタ再生装置の構成を示す。同図において、図
１と同一部材あるいは同一機能部材は同一番号で示して
いる。３４は加熱室１７に酸素を含む気体を供給する気
体供給手段であり、この気体供給手段３４はマイクロ波
発生手段２０の冷却手段を兼ねている。この気体は開閉
バルブ３５を制御することにより導波管３６内への流入
が実行され、導波管３６内を流通して加熱室１７へ導か
れる。３７は連結管であり、酸素を含む気体とパティキ
ュレートの燃焼排気ガスの排出路である。３８は導波管
３６の壁面に設けられたパンチング孔であり、酸素を含
む気体の導波管３６の流通孔とマイクロ波の遮蔽機能を
有するものである。
関のフィルタ再生装置の構成を示す。同図において、図
１と同一部材あるいは同一機能部材は同一番号で示して
いる。３４は加熱室１７に酸素を含む気体を供給する気
体供給手段であり、この気体供給手段３４はマイクロ波
発生手段２０の冷却手段を兼ねている。この気体は開閉
バルブ３５を制御することにより導波管３６内への流入
が実行され、導波管３６内を流通して加熱室１７へ導か
れる。３７は連結管であり、酸素を含む気体とパティキ
ュレートの燃焼排気ガスの排出路である。３８は導波管
３６の壁面に設けられたパンチング孔であり、酸素を含
む気体の導波管３６の流通孔とマイクロ波の遮蔽機能を
有するものである。
【００３２】排気ガスは図中矢印で示した方向から排気
管１６を流れフィルタ１８に流入する。図１と異なる点
はフィルタの再生において、排気ガスが流出する側から
燃焼に必要な気体を供給し、排気ガス流出側からパティ
キュレートを燃焼させる構成としていることである。
管１６を流れフィルタ１８に流入する。図１と異なる点
はフィルタの再生において、排気ガスが流出する側から
燃焼に必要な気体を供給し、排気ガス流出側からパティ
キュレートを燃焼させる構成としていることである。
【００３３】上記構成における再生プロセスでは従来、
酸素を含む気体による冷却作用とパティキュレートの燃
焼熱の熱放散が大きいために燃焼可能温度に到達しない
ことが原因で排気ガス流出側のフィルタ端面近傍のパテ
ィキュレートが残存し、フィルタ捕集容積が減少するた
めにフィルタとしての捕集性能が低下する問題があった
。しかし本発明では排気ガス流出側のフィルタの端面に
放熱防止手段１９を配置しているので上記気体によるフ
ィルタ１８の端面の冷却が抑制されるとともに燃焼を開
始したフィルタ端面近傍の燃焼熱の放熱防止手段１９へ
向けての熱放散が抑制され、フィルタ端面部の温度を高
温に保つことができる。その結果、従来残存していたフ
ィルタ端面部の未燃焼のパティキュレートをほぼ完全に
燃焼させることができるのでフィルタの捕集性能の低下
を防止することができ、初期性能を永続させることがで
きる。
酸素を含む気体による冷却作用とパティキュレートの燃
焼熱の熱放散が大きいために燃焼可能温度に到達しない
ことが原因で排気ガス流出側のフィルタ端面近傍のパテ
ィキュレートが残存し、フィルタ捕集容積が減少するた
めにフィルタとしての捕集性能が低下する問題があった
。しかし本発明では排気ガス流出側のフィルタの端面に
放熱防止手段１９を配置しているので上記気体によるフ
ィルタ１８の端面の冷却が抑制されるとともに燃焼を開
始したフィルタ端面近傍の燃焼熱の放熱防止手段１９へ
向けての熱放散が抑制され、フィルタ端面部の温度を高
温に保つことができる。その結果、従来残存していたフ
ィルタ端面部の未燃焼のパティキュレートをほぼ完全に
燃焼させることができるのでフィルタの捕集性能の低下
を防止することができ、初期性能を永続させることがで
きる。
【００３４】また図１の構成と同様に放熱防止手段１９
の存在によって短時間でパティキュレートを燃焼可能温
度に到達させることができ、マイクロ波発生現源の駆動
電源の供給を自動車に搭載されている電源から実用的に
供給することができるとともに熱歪みによるフィルタの
クラックの発生を防止することができる。
の存在によって短時間でパティキュレートを燃焼可能温
度に到達させることができ、マイクロ波発生現源の駆動
電源の供給を自動車に搭載されている電源から実用的に
供給することができるとともに熱歪みによるフィルタの
クラックの発生を防止することができる。
【００３５】なお、図１および図３の構成において、放
熱防止手段１９はフィルタ１８の両端に近接して配置し
てもよく、どちらか一端に配置する場合はマイクロ波発
生手段２０側のフィルタ端面に近接して配置する構成が
好ましい。
熱防止手段１９はフィルタ１８の両端に近接して配置し
てもよく、どちらか一端に配置する場合はマイクロ波発
生手段２０側のフィルタ端面に近接して配置する構成が
好ましい。
【００３６】また放熱防止手段１９はフィルタ１８の端
面に接触させても、間隔をおいて配置しても構わない。
面に接触させても、間隔をおいて配置しても構わない。
【００３７】またマイクロ波発生手段２０の動作はフィ
ルタ全域のパティキュレートの燃焼が完了するまで継続
する必要はなく、フィルタの端面近傍に存在するパティ
キュレートが燃焼状態に移行した後、適当な時期に停止
させたりマイクロ波パワーを低下させたりすることがで
きる。一方、酸素を含む気体の流通時間はフィルタ全域
の再生が完了するまで継続される。
ルタ全域のパティキュレートの燃焼が完了するまで継続
する必要はなく、フィルタの端面近傍に存在するパティ
キュレートが燃焼状態に移行した後、適当な時期に停止
させたりマイクロ波パワーを低下させたりすることがで
きる。一方、酸素を含む気体の流通時間はフィルタ全域
の再生が完了するまで継続される。
【００３８】また放熱防止手段１９は図２の（ａ）及び
（ｂ）の構造に特にこだわることはなく、排気ガス及び
酸素を含む気体が流通できる貫通孔を有する構造であれ
ばよい。さらに貫通孔の大きさは特に限定されるもので
はない。
（ｂ）の構造に特にこだわることはなく、排気ガス及び
酸素を含む気体が流通できる貫通孔を有する構造であれ
ばよい。さらに貫通孔の大きさは特に限定されるもので
はない。
【００３９】また再生をより効果的に行うために酸素を
含む気体を他の加熱手段を配置して加熱してもよい。
含む気体を他の加熱手段を配置して加熱してもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関用
フィルタ再生装置は、フィルタの少なくとも一端に放熱
防止手段を設ける構成にすることにより、以下の効果が
得られる。 （１）加熱されたパティキュレートを含むフィルタから
の熱放散が抑制されるのでフィルタ自身の昇温速度を速
くすることができ、短時間でパティキュレートを燃焼可
能温度に到達させることができる。その結果、パティキ
ュレートが燃焼可能温度まで昇温させるのに必要なマイ
クロ波の給電時間を短縮することができ、マイクロ波発
生手段を駆動させる電源を自動車電源によって供給する
ことが容易に実現できるとともに自動車電源の耐久性を
維持することができる。 （２）排気ガス流入側から燃焼に必要な酸素を含む気体
がフィルタに供給されてもフィルタ端面部の前記気体に
よる冷却が抑制され、パティキュレートの燃焼可能領域
が拡大されフィルタ端面の近傍に捕集されたパティキュ
レートをほぼ完全に燃焼させることができる。その結果
、パティキュレートの捕集、再生の継続的な繰り返しに
おいてフィルタ端面部はパティキュレートの堆積が防止
されて排ガス流通孔が閉塞されることがなくなり、フィ
ルタとしての捕集性能や再生性能の低下を防止すること
ができる。 （３）一方排気ガス流出側から燃焼に必要な酸素を含む
気体がフィルタに供給されてもフィルタ端面部の前記気
体による冷却が抑制されるとともに燃焼を開始したフィ
ルタの端面近傍からの燃焼熱の熱放散が抑制され、フィ
ルタ温度を高温に保つことができる。その結果、フィル
タ端面近傍のパティキュレートをほぼ完全に燃焼させる
ことができるのでフィルタの捕集容積を減少させること
がなく、捕集性能の低下を防止することができる。 （４）燃焼が完了したフィルタ端面近傍は冷却が抑制さ
れるのでパティキュレートの燃焼によって高温になって
いる部分との温度差を小さくすることができ、熱歪みに
よるフィルタのクラックの発生が防止される。その結果
、フィルタとしての捕集性能の低下が防止され、初期の
性能を永続させることができ、耐久性に優れたフィルタ
再生装置を得ることができる。
フィルタ再生装置は、フィルタの少なくとも一端に放熱
防止手段を設ける構成にすることにより、以下の効果が
得られる。 （１）加熱されたパティキュレートを含むフィルタから
の熱放散が抑制されるのでフィルタ自身の昇温速度を速
くすることができ、短時間でパティキュレートを燃焼可
能温度に到達させることができる。その結果、パティキ
ュレートが燃焼可能温度まで昇温させるのに必要なマイ
クロ波の給電時間を短縮することができ、マイクロ波発
生手段を駆動させる電源を自動車電源によって供給する
ことが容易に実現できるとともに自動車電源の耐久性を
維持することができる。 （２）排気ガス流入側から燃焼に必要な酸素を含む気体
がフィルタに供給されてもフィルタ端面部の前記気体に
よる冷却が抑制され、パティキュレートの燃焼可能領域
が拡大されフィルタ端面の近傍に捕集されたパティキュ
レートをほぼ完全に燃焼させることができる。その結果
、パティキュレートの捕集、再生の継続的な繰り返しに
おいてフィルタ端面部はパティキュレートの堆積が防止
されて排ガス流通孔が閉塞されることがなくなり、フィ
ルタとしての捕集性能や再生性能の低下を防止すること
ができる。 （３）一方排気ガス流出側から燃焼に必要な酸素を含む
気体がフィルタに供給されてもフィルタ端面部の前記気
体による冷却が抑制されるとともに燃焼を開始したフィ
ルタの端面近傍からの燃焼熱の熱放散が抑制され、フィ
ルタ温度を高温に保つことができる。その結果、フィル
タ端面近傍のパティキュレートをほぼ完全に燃焼させる
ことができるのでフィルタの捕集容積を減少させること
がなく、捕集性能の低下を防止することができる。 （４）燃焼が完了したフィルタ端面近傍は冷却が抑制さ
れるのでパティキュレートの燃焼によって高温になって
いる部分との温度差を小さくすることができ、熱歪みに
よるフィルタのクラックの発生が防止される。その結果
、フィルタとしての捕集性能の低下が防止され、初期の
性能を永続させることができ、耐久性に優れたフィルタ
再生装置を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例における内燃機関用フィルタ
再生装置の構成図
再生装置の構成図
【図２】本発明の一実施例における放熱防止手段の平面
図及び断面図
図及び断面図
【図３】本発明の他の実施例における内燃機関用フィル
タ再生装置の構成図
タ再生装置の構成図
【図４】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図
１６ 排気管
１７ 加熱室
１８ フィルタ
１９ 放熱防止手段
２０ マイクロ波発生手段
２１ 冷却手段
２２ 導波管
２３ 気体供給手段
２４ 導風管
２５ 逆止弁
２６ 排気分岐管
２７、２８ バルブ
２９、３０ マイクロ波遮断手段
３１ 断熱材
３２ セラミック構造体
３３ 貫通孔
３４ 気体供給手段兼冷却手段
３５ 開閉バルブ
３６ 導波管、導風管
３７ 連結管
３８ パンチング孔
Claims (3)
- 【請求項１】内燃機関の排気ガスを排出する排気管に設
けられた加熱室と、前記加熱室に給電するマイクロ波を
発生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室に収納され
前記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、前記フィルタの少なくとも一端
に近接して配置された放熱防止手段と、前記加熱室に酸
素を含む気体を供給する送風手段とを備えた内燃機関用
フィルタ再生装置。 - 【請求項２】内燃機関の排気ガスを排出する排気管に設
けられた加熱室と、前記加熱室に給電するマイクロ波を
発生するマイクロ波発生手段と、前記加熱室に収納され
前記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、前記マイクロ波発生手段側の前
記フィルタ端面に近接して配置された放熱防止手段と、
前記加熱室に酸素を含む気体を供給する送風手段とを備
えた内燃機関用フィルタ再生装置。 - 【請求項３】放熱防止手段が貫通孔を有するセラミック
構造体からなる請求項１または請求項２記載の内燃機関
用フィルタ再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128986A JPH04353209A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3128986A JPH04353209A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353209A true JPH04353209A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=14998301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3128986A Pending JPH04353209A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04353209A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59126022A (ja) * | 1983-01-07 | 1984-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用フイルタ再生装置 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3128986A patent/JPH04353209A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59126022A (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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