JPH0544529B2 - - Google Patents
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- JPH0544529B2 JPH0544529B2 JP13368684A JP13368684A JPH0544529B2 JP H0544529 B2 JPH0544529 B2 JP H0544529B2 JP 13368684 A JP13368684 A JP 13368684A JP 13368684 A JP13368684 A JP 13368684A JP H0544529 B2 JPH0544529 B2 JP H0544529B2
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- Japan
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- filter
- magnetron
- microwave
- filter housing
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- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はデイーゼル機関の排ガス中に存在す
る微粒子を除去するためのフイルターの再生を効
率的に行なうようにした車載用燃焼装置に関する
ものである。
る微粒子を除去するためのフイルターの再生を効
率的に行なうようにした車載用燃焼装置に関する
ものである。
従来、この種の装置は存在しないが次のような
背景から開発が待たれている。すなわちデイーゼ
ル機関の排ガス中に含まれている微粒子は人体を
害するため排出量の規制が行なわれようとしてい
る。すでに米国では規制の実施が具体化してお
り、我が国でも規制の動きがある。ところで微粒
子排出量を低減する方法としては二つの方法があ
る。一つはデイーゼル機関そのものを改良して微
粒子排出量を低減するものである。しかしこの方
法は理想的であるが現状では若干の低減が期待で
きる程度で、規制が厳しくなれば不可能である。
他の方法としてはデイーゼル機関の排気系に例え
ばセラミツクハニカムのフイルターを設けて微粒
子を過するものである。この方法はフイルター
が目詰りすると再生しなければならない欠点があ
るが最も有力である。このフイルター再生は次の
原理による。すなわち、フイルターに付着する微
粒子の主成分は炭素であり、その着火温度は550
℃程度であるのでエンジン排ガスを550℃以上に
加熱すれば微粒子は二酸化炭素となつて再生が行
なわれる。ところがデイーゼル塔載車の走行では
排ガス温度は最高でも400℃程度であるのでフイ
ルター再生は不可能である。そこで何らかの加熱
装置を付加する必要があり、この加熱装置がフイ
ルターの再生装置である。
背景から開発が待たれている。すなわちデイーゼ
ル機関の排ガス中に含まれている微粒子は人体を
害するため排出量の規制が行なわれようとしてい
る。すでに米国では規制の実施が具体化してお
り、我が国でも規制の動きがある。ところで微粒
子排出量を低減する方法としては二つの方法があ
る。一つはデイーゼル機関そのものを改良して微
粒子排出量を低減するものである。しかしこの方
法は理想的であるが現状では若干の低減が期待で
きる程度で、規制が厳しくなれば不可能である。
他の方法としてはデイーゼル機関の排気系に例え
ばセラミツクハニカムのフイルターを設けて微粒
子を過するものである。この方法はフイルター
が目詰りすると再生しなければならない欠点があ
るが最も有力である。このフイルター再生は次の
原理による。すなわち、フイルターに付着する微
粒子の主成分は炭素であり、その着火温度は550
℃程度であるのでエンジン排ガスを550℃以上に
加熱すれば微粒子は二酸化炭素となつて再生が行
なわれる。ところがデイーゼル塔載車の走行では
排ガス温度は最高でも400℃程度であるのでフイ
ルター再生は不可能である。そこで何らかの加熱
装置を付加する必要があり、この加熱装置がフイ
ルターの再生装置である。
ところで、この発明はフイルターの再生装置と
してカーボン微粒子が誘電物質であることに着目
し、マイクロ波を入射してマイクロ波加熱により
微粒子そのものを昇温させる方式を採用するもの
で、すなわち、フイルター収納器を同軸の２重管
としマイクロ波入射方向とエンジン排ガス流入方
向とを一致させる方法によると、マイクロ波を伝
送するため十分な内外筒間隙を必要とし車載の制
約スペースに反する。またフイルター収納器が一
種の共振空胴器を構成して顕著な共振現象を呈す
るため、マグネトロンの発振周波数変動がフイル
ター再生の信頼性に敏感に反映する不具合があつ
た。
してカーボン微粒子が誘電物質であることに着目
し、マイクロ波を入射してマイクロ波加熱により
微粒子そのものを昇温させる方式を採用するもの
で、すなわち、フイルター収納器を同軸の２重管
としマイクロ波入射方向とエンジン排ガス流入方
向とを一致させる方法によると、マイクロ波を伝
送するため十分な内外筒間隙を必要とし車載の制
約スペースに反する。またフイルター収納器が一
種の共振空胴器を構成して顕著な共振現象を呈す
るため、マグネトロンの発振周波数変動がフイル
ター再生の信頼性に敏感に反映する不具合があつ
た。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、２重管構造を廃止してフイルターを直接支持
するフイルター収納器の外壁に開口部を設け、こ
の開口部にマイクロ波供給路を結合させることに
より、フイルター収納器を小さくして車載スペー
スを満足させると共に、マイクロ波の伝送モード
が同軸線路のそれに近づき、マグネトロンの発振
周波数が変動してもインピーダンス整合状態が保
たれ、フイルター再生の信頼性を向上することの
できる車載用燃焼装置を提供するものである。
で、２重管構造を廃止してフイルターを直接支持
するフイルター収納器の外壁に開口部を設け、こ
の開口部にマイクロ波供給路を結合させることに
より、フイルター収納器を小さくして車載スペー
スを満足させると共に、マイクロ波の伝送モード
が同軸線路のそれに近づき、マグネトロンの発振
周波数が変動してもインピーダンス整合状態が保
たれ、フイルター再生の信頼性を向上することの
できる車載用燃焼装置を提供するものである。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図のシステム構成図および主要部の断面
図において、１はデイーゼルエンジン、２はエン
ジン１の排気管、３はこの排気管２の通路の一部
に設けられたカーボン微粒子をトラツプするため
のフイルター、４はフイルター３を固定支持する
と共に、外周の一部にマイクロ波を入射する開口
部４ａを有するフイルター収納器、５はマイクロ
波を発生するマグネトロンで、５ａはマグネトロ
ンの電源装置であつてバツテリもしくはオルタネ
ータである。６はフイルター収納器４の外へマイ
クロ波が洩れるのを防止する反射板、７はマイク
ロ波をフイルター３へ入射するためフイルター収
納器４の開口部４ａと電波的および機械に結合さ
れたマイクロ波供給路、８はマイクロ波入射波電
圧を検出するためのアンテナと制御信号へ変換す
るための変換器、９は同様な反射波用アンテナと
変換器、１０は再生終了後のエンジン運転時間お
よび入射、反射電圧を入力信号とし電圧定在波比
（VSWR）の演算回路を備え、マグネトロンの駆
動信号を出力信号とする制御装置、１１はマフラ
ーである。また第３図は再生開始および終了のア
ルゴリズムを示すフローチヤート、第４図はカー
ボン付着量により変化する反射波電圧のマグネト
ロン発振周波数による周波数特性を示す。
る。第１図のシステム構成図および主要部の断面
図において、１はデイーゼルエンジン、２はエン
ジン１の排気管、３はこの排気管２の通路の一部
に設けられたカーボン微粒子をトラツプするため
のフイルター、４はフイルター３を固定支持する
と共に、外周の一部にマイクロ波を入射する開口
部４ａを有するフイルター収納器、５はマイクロ
波を発生するマグネトロンで、５ａはマグネトロ
ンの電源装置であつてバツテリもしくはオルタネ
ータである。６はフイルター収納器４の外へマイ
クロ波が洩れるのを防止する反射板、７はマイク
ロ波をフイルター３へ入射するためフイルター収
納器４の開口部４ａと電波的および機械に結合さ
れたマイクロ波供給路、８はマイクロ波入射波電
圧を検出するためのアンテナと制御信号へ変換す
るための変換器、９は同様な反射波用アンテナと
変換器、１０は再生終了後のエンジン運転時間お
よび入射、反射電圧を入力信号とし電圧定在波比
（VSWR）の演算回路を備え、マグネトロンの駆
動信号を出力信号とする制御装置、１１はマフラ
ーである。また第３図は再生開始および終了のア
ルゴリズムを示すフローチヤート、第４図はカー
ボン付着量により変化する反射波電圧のマグネト
ロン発振周波数による周波数特性を示す。
次に動作について説明する。通常の運転時、す
なわちフイルター３を再生しないときには、エン
ジン１から排出された排ガスは排気管２を通り、
カーボン微粒子をフイルター３にトラツプされた
後マフラー１１を通り大気中に排出される。とこ
ろでフイルター３へのカーボン微粒子付着量が増
加すると、フイルター３前後の圧力損失が増大
し、エンジンの燃費が悪くなると共に、エンジン
出力が低下する。そこで第３図に示すようにエン
ジン運転時間と連動するタイマーを備え、一定時
間毎にマグネトロン５を駆動してフイルター３に
微粒子が赤熱しない程度の微電力を入射すると、
カーボン微粒子の付着量増加と共に反射波が減少
して電圧定在波比が変化するためマイクロ波供給
路７の一部に入射波電圧検出用８および反射波電
圧検出用アンテナおよび変換器９を備え、上記電
圧定在波比を制御装置１０により演算し、予め制
御装置１０に記憶された下限値と比較し演算値≦
下限値の場合に限りマグネトロン５の出力を切換
えて高電力を発生させ、フイルター３に付着した
カーボン微粒子を赤熱させると共に排ガス中の酸
素と赤熱したカーボン微粒子を反応（Ｃ＋O2＋
CO2）させて再生を行なう。
なわちフイルター３を再生しないときには、エン
ジン１から排出された排ガスは排気管２を通り、
カーボン微粒子をフイルター３にトラツプされた
後マフラー１１を通り大気中に排出される。とこ
ろでフイルター３へのカーボン微粒子付着量が増
加すると、フイルター３前後の圧力損失が増大
し、エンジンの燃費が悪くなると共に、エンジン
出力が低下する。そこで第３図に示すようにエン
ジン運転時間と連動するタイマーを備え、一定時
間毎にマグネトロン５を駆動してフイルター３に
微粒子が赤熱しない程度の微電力を入射すると、
カーボン微粒子の付着量増加と共に反射波が減少
して電圧定在波比が変化するためマイクロ波供給
路７の一部に入射波電圧検出用８および反射波電
圧検出用アンテナおよび変換器９を備え、上記電
圧定在波比を制御装置１０により演算し、予め制
御装置１０に記憶された下限値と比較し演算値≦
下限値の場合に限りマグネトロン５の出力を切換
えて高電力を発生させ、フイルター３に付着した
カーボン微粒子を赤熱させると共に排ガス中の酸
素と赤熱したカーボン微粒子を反応（Ｃ＋O2＋
CO2）させて再生を行なう。
ところで、再生を効率よく実施するには再生開
始時点で電圧定在波比が最小、換言すれば反射波
が最少となるようにフイルター３、フイルター収
納器４のインピーダンス整合をとる必要があり、
通常、マイクロ波供給路７の整合窓挿入位置およ
び形状を設定するが、一方、マグネトロン５の発
振周波数が変動しても整合状態が保たれることが
望ましい。そこで、フイルター収納器４の外壁の
一部に開口部を設け、この開口部とマイクロ波供
給路７を直接結合することにより、両端に反射板
６を配設し電波洩れを防止して電波的閉空間を構
成するフイルター収納器４との結合状態を同軸線
路のそれに近づけ、マグネトロン５の発振周波数
が変動しても第４図に示すように整合状態を崩す
ことなく高信頼性の再生を実施することができ
る。なお、再生が進行し微粒子の付着量が減少す
ると反射波が増大するため電圧定在波比を演算
し、演算値≦上限値になると再生を終了する。
始時点で電圧定在波比が最小、換言すれば反射波
が最少となるようにフイルター３、フイルター収
納器４のインピーダンス整合をとる必要があり、
通常、マイクロ波供給路７の整合窓挿入位置およ
び形状を設定するが、一方、マグネトロン５の発
振周波数が変動しても整合状態が保たれることが
望ましい。そこで、フイルター収納器４の外壁の
一部に開口部を設け、この開口部とマイクロ波供
給路７を直接結合することにより、両端に反射板
６を配設し電波洩れを防止して電波的閉空間を構
成するフイルター収納器４との結合状態を同軸線
路のそれに近づけ、マグネトロン５の発振周波数
が変動しても第４図に示すように整合状態を崩す
ことなく高信頼性の再生を実施することができ
る。なお、再生が進行し微粒子の付着量が減少す
ると反射波が増大するため電圧定在波比を演算
し、演算値≦上限値になると再生を終了する。
以上説明したようにこの発明によれば、フイル
ター収納器の外壁に開口部を設け、この開口部を
マイクロ波供給路に結合したので、自動車の走行
条件に関係なくカーボン微粒子の付着量にのみ依
存して再生を開始、終了させ、しかもマグネトロ
ンの発振周波数変動をも許容することができる。
またフイルター収納器の小型化が図れるので車載
スペースを満足させることもできる等の効果があ
る。
ター収納器の外壁に開口部を設け、この開口部を
マイクロ波供給路に結合したので、自動車の走行
条件に関係なくカーボン微粒子の付着量にのみ依
存して再生を開始、終了させ、しかもマグネトロ
ンの発振周波数変動をも許容することができる。
またフイルター収納器の小型化が図れるので車載
スペースを満足させることもできる等の効果があ
る。
第１図はこの発明による車載用燃焼装置のシス
テム構成図、第２図は要部の断面図、第３図は再
生開始および終了のアルゴリズムを示すフローチ
ヤート図、第４図はカーボン付着量により変化す
る反射波電圧のマグネトロン発振周波数による周
波数特性図である。 １……デイーゼルエンジン、２……排気管、３
……フイルター、４……フイルター収納器、５…
…マグネトロン、６……反射板、７……マイクロ
波供給路、８……入射波電圧検出用アンテナおよ
び変換器、９……反射波電圧検出用アンテナおよ
び変換器、１０……制御装置。なお、図中、同一
符号は同一又は相当部分を示す。
テム構成図、第２図は要部の断面図、第３図は再
生開始および終了のアルゴリズムを示すフローチ
ヤート図、第４図はカーボン付着量により変化す
る反射波電圧のマグネトロン発振周波数による周
波数特性図である。 １……デイーゼルエンジン、２……排気管、３
……フイルター、４……フイルター収納器、５…
…マグネトロン、６……反射板、７……マイクロ
波供給路、８……入射波電圧検出用アンテナおよ
び変換器、９……反射波電圧検出用アンテナおよ
び変換器、１０……制御装置。なお、図中、同一
符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ デイーゼル機関の排気ガス通路の一部に設け
られ、排気ガス中のカーボン微粒子をトラツプす
るためのセラミツクハニカム製のフイルターおよ
びフイルターを固定支持するためのフイルター収
納器、バツテリもしくはオルタネータを電源とし
マイクロ波電力を発生するマグネトロン、フイル
ター収納器の前後端に設けられマイクロ波の洩れ
を防止する反射板、上記マグネトロンから発生し
たマイクロ波を伝送するためフイルター収納器と
電波的および機械的に結合したマイクロ波供給
路、入射波、反射波電圧を検出するアンテナおよ
び変換器、マグネトロンの駆動信号を出力信号と
する制御装置から構成され、電圧定在波比の値に
より再生開始を検知してマイクロ波電力をフイル
ターに入射してカーボン微粒子の再生を行なう車
載用燃焼装置において、フイルター収納器の外壁
に開口部を設け、この開口部をマイクロ波供給路
に結合したことを特徴とする車載用燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133686A JPS6111414A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 車載用燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133686A JPS6111414A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 車載用燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111414A JPS6111414A (ja) | 1986-01-18 |
| JPH0544529B2 true JPH0544529B2 (ja) | 1993-07-06 |
Family
ID=15110503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59133686A Granted JPS6111414A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 車載用燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111414A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3528445A1 (de) * | 1985-08-08 | 1987-02-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung und verfahren zum beseitigen von russ o.dgl. aus den abgasen einer brennkraftmaschine |
| JPS63124643U (ja) * | 1987-02-04 | 1988-08-15 | ||
| FR2626783B1 (fr) * | 1988-02-05 | 1990-07-20 | Renault | Dispositif d'elimination par micro-ondes des particules carbonees contenues dans les gaz d'echappement de moteurs thermiques |
| US5087272A (en) * | 1990-10-17 | 1992-02-11 | Nixdorf Richard D | Filter and means for regeneration thereof |
| KR20010011654A (ko) * | 1999-07-29 | 2001-02-15 | 최태관 | 디젤 엔진의 파티큘레이트 제거장치 |
| JP6711183B2 (ja) | 2016-07-08 | 2020-06-17 | 富士通株式会社 | 微粒子検出器及び排気浄化装置 |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59133686A patent/JPS6111414A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6111414A (ja) | 1986-01-18 |
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