JPH0617638A - Exhaust gas purifying device - Google Patents

Exhaust gas purifying device

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Publication number
JPH0617638A
JPH0617638A JP4175454A JP17545492A JPH0617638A JP H0617638 A JPH0617638 A JP H0617638A JP 4175454 A JP4175454 A JP 4175454A JP 17545492 A JP17545492 A JP 17545492A JP H0617638 A JPH0617638 A JP H0617638A
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JP
Japan
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porous body
exhaust gas
silicon carbide
gas purifying
purifying apparatus
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4175454A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Inukai
崇雄 犬飼
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0617638A publication Critical patent/JPH0617638A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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

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Abstract

PURPOSE:To improve durability and oxidizing resistance, and burn and eliminate particulates rapidly. CONSTITUTION:A porous body 12 made of silicon carbide is provided on the way of an exhaust gas flow passage in such constitution as crossing the inside of the flow passage 10. A micro wave radiation port 14 is opened on the pipe wall part of the flow passage 10, and a magnetron 18 is arranged on the outside of the micro wave radiation port 14 through a wave leading pipe 16. It is thus possible to heat the porous body 12 made of silicon carbide rapidly so as to burn and eliminate particulates rapidly. And also it is excellent in oxidizing resistance property and durability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジン等の
燃焼・排出ガスを浄化するための排ガス浄化装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying device for purifying combustion / exhaust gas from a diesel engine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、ディーゼルエンジンの燃焼排ガス
中のパティキュレートの捕集システムは、多孔質のセラ
ミック(例えばコージエライト)を捕集材として用い、
この多孔質セラミックに燃焼排ガスを接触させてパティ
キュレートをトラップさせるよう構成されている。パテ
ィキュレートにトラップされたパティキュレートは、そ
の場で電気ヒーターやガスバーナーによって燃焼される
か、トラップされたパティキュレートを捕集材から振動
やガスによる逆洗等によって分離され、別の場所にて集
塵され、電気ヒーターやガスバーナーによって燃焼除去
されている。
2. Description of the Related Art Currently, a collection system of particulates in combustion exhaust gas of a diesel engine uses a porous ceramic (for example, cordierite) as a collection material.
Combustion exhaust gas is brought into contact with this porous ceramic to trap particulates. The particulates trapped in the particulates are burned on the spot by an electric heater or a gas burner, or the trapped particulates are separated from the trapping material by vibration or backwashing with gas, etc. Dust is collected and burned off by electric heaters and gas burners.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】コージエライトは膨張
係数が小さく熱衝撃に強いので、従来より自動車の排ガ
ス処理用触媒担体として使用されているが、強度・耐熱
性がそれほど優れていない。そのため、パティキュレー
トのトラップシステムに使用し、コージエライトにトラ
ップされたパティキュレートの燃焼をその場で行おうと
した場合、燃焼温度が1000℃以上になるとクラック
が発生し割れたりする。また、異常燃焼などでさらに高
温(約1400℃)になってしまうと溶融してしまうこ
とも起きている為、厳密な温度コントロール下でのパテ
ィキュレートの燃焼が必要となっている。
Since cordierite has a small expansion coefficient and is resistant to thermal shock, it has been conventionally used as a catalyst carrier for treating exhaust gas of automobiles, but it is not so excellent in strength and heat resistance. Therefore, when used for a particulate trap system and attempting to burn particulates trapped in cordierite on the spot, cracks are generated and cracked at a burning temperature of 1000 ° C. or higher. Further, if the temperature becomes higher (about 1400 ° C.) due to abnormal combustion or the like, it may melt, so it is necessary to burn particulates under strict temperature control.

【0004】パティキュレートをコージエライトトラッ
プより除去して燃焼する方法では、パティキュレートを
完全にコージエライトから除去することが難しく、トラ
ップの目詰まりが起き易い、あるいは、構造が複雑にな
り大型化するなどの問題がある。
In the method of removing particulates from cordierite traps and burning them, it is difficult to completely remove particulates from cordierite, and traps tend to be clogged, or the structure becomes large and large. There are problems such as.

【0005】なお、上記何れの方法においても、電気ヒ
ーターによる加熱燃焼ではヒーター材料及び電極の耐久
性にも問題がある。
In any of the above methods, there is a problem in the durability of the heater material and the electrodes in the heating and burning by the electric heater.

【0006】本発明は以上述べた多孔質コージエライト
をディーゼルエンジン等の排ガス中のパティキュレート
トラップとして使用し、トラップされたパティキュレー
トを燃焼除去するパティキュレートトラップシステムの
問題点を解決し、トラップされたパティキュレートを容
易に加熱燃焼除去可能なパティキュレート除去用排ガス
浄化装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems of the particulate trap system in which the porous cordierite described above is used as a particulate trap in the exhaust gas of a diesel engine or the like and the trapped particulates are burned and removed. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for removing particulates, which can easily remove particulates by heating and burning.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の排ガス浄化装
置は、排ガスの流路と、該流路に排ガスと接触するよう
に設けられたパティキュレート捕集用の多孔体とを備え
てなる排ガス浄化装置において、該多孔体として炭化珪
素質の多孔体を設置すると共に、この炭化珪素質の多孔
体にマイクロ波を照射して該多孔体を誘導加熱しパティ
キュレートを燃焼除去させるためのマグネトロンを設け
たことを特徴とするものである。
An exhaust gas purifying apparatus according to a first aspect of the present invention comprises an exhaust gas passage and a particulate collecting porous body provided in the passage so as to come into contact with the exhaust gas. In an exhaust gas purifying apparatus, a magnetron for arranging a silicon carbide-based porous body as the porous body and irradiating the silicon carbide-based porous body with a microwave to inductively heat the porous body to burn and remove particulates. Is provided.

【0008】請求項2の排ガス浄化装置は、請求項1に
おいて、前記多孔体の表面に凹凸を設けたことを特徴と
するものである。
An exhaust gas purifying apparatus according to a second aspect is the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, wherein the surface of the porous body is provided with irregularities.

【0009】請求項3の排ガス浄化装置は、請求項1に
おいて、前記多孔体が炭化珪素ファイバーのマットであ
ることを特徴とするものである。
An exhaust gas purifying apparatus according to a third aspect is the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, wherein the porous body is a mat of silicon carbide fibers.

【0010】請求項4の排ガス浄化装置は、請求項1に
おいて、前記多孔体がセラミックファイバーマットに炭
化珪素を含浸させたものであることを特徴とするもので
ある。
An exhaust gas purifying apparatus according to a fourth aspect is the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, wherein the porous body is a ceramic fiber mat impregnated with silicon carbide.

【0011】[0011]

【作用】炭化珪素(SiC)はコージエライトに比較し
熱膨張係数は大きいものの強度は強く、耐熱性も極めて
高い。炭化珪素はマイクロ波吸収材料でありマイクロ波
の照射による誘電加熱が可能である。
Function Silicon carbide (SiC) has a larger coefficient of thermal expansion than cordierite, but has a high strength and extremely high heat resistance. Silicon carbide is a microwave absorbing material and is capable of dielectric heating by irradiation with microwaves.

【0012】このような炭化珪素多孔体をパティキュレ
ートトラップとすることにより、耐熱性が高く、トラッ
プされたパティキュレートを燃焼除去する為の加熱が容
易なシステムが提供できる。
By using such a silicon carbide porous body as a particulate trap, it is possible to provide a system having high heat resistance and easy heating for burning and removing the trapped particulates.

【0013】炭化珪素多孔体の誘電加熱を容易にする為
に、局所的加熱が起きるように炭化珪素多孔体表面に凹
凸を設けるのが好ましい。
In order to facilitate dielectric heating of the silicon carbide porous body, it is preferable to provide irregularities on the surface of the silicon carbide porous body so that local heating occurs.

【0014】このような炭化珪素多孔体は、通常の焼結
法や反応焼結法によっても製造可能であるが、マイクロ
波透過性の多孔体の内外表面に炭化珪素をCVDコート
するか、カーボン等の多孔体基材の内外表面にSiCを
CVDコートした後この基材を除去することにより製造
されたものが好適である。
Such a silicon carbide porous body can be manufactured by a normal sintering method or a reaction sintering method, but the inner and outer surfaces of the microwave permeable porous body are coated with silicon carbide by CVD or carbon. It is preferable that the inner and outer surfaces of the porous base material such as the above are coated with SiC by CVD and then the base material is removed.

【0015】炭化珪素多孔体の誘電加熱を容易にする為
に、炭化珪素多孔体をファイバーマットにするのも好ま
しい。これはマイクロ波がファイバーの先端部に集中す
ることにより急速加熱されるためであると考えられる。
このファイバーマットは炭化珪素ファイバーを集積して
マット状にしたものであっても良く、セラミックファイ
バーのマットにCVDによって炭化珪素を含浸させたも
のであっても良い。また、熱分解してSiCとなるカル
ボシラン等をセラミックファイバーのマットに含浸させ
た後、熱処理することにより製造したものであっても良
い。
In order to facilitate dielectric heating of the silicon carbide porous body, it is also preferable to use the silicon carbide porous body as a fiber mat. It is considered that this is because the microwave is rapidly heated by being concentrated at the tip of the fiber.
The fiber mat may be a mat formed by accumulating silicon carbide fibers, or may be a ceramic fiber mat impregnated with silicon carbide by CVD. Further, it may be manufactured by impregnating a mat of ceramic fibers with carbosilane or the like which is thermally decomposed to become SiC and then heat-treating the mat.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して実施例について説明す
る。第1図に示す第1実施例において、排ガス流路10
の途中に炭化珪素質の多孔体12が該流路内を横断する
ように設けられている。この流路の管壁部には、マイク
ロ波照射口14が開口され、該マイクロ波照射口14の
外側に導波管16を介してマグネトロン18が配設され
ている。
EXAMPLES Examples will be described below with reference to the drawings. In the first embodiment shown in FIG. 1, the exhaust gas passage 10
In the middle of, a silicon carbide based porous body 12 is provided so as to cross the inside of the flow path. A microwave irradiation port 14 is opened in the pipe wall portion of this flow path, and a magnetron 18 is arranged outside the microwave irradiation port 14 via a waveguide 16.

【0017】この排ガス浄化装置において、マグネトロ
ン18を作動させてマイクロ波を炭化珪素質の多孔体1
2に照射すると、この多孔体12が急速に加熱され、パ
ティキュレートが燃焼除去される。
In this exhaust gas purifying apparatus, the magnetron 18 is operated to generate microwaves into the silicon carbide based porous material 1
When 2 is irradiated, the porous body 12 is rapidly heated and the particulates are burned and removed.

【0018】次に具体的な実施例について説明する。Next, specific examples will be described.

【0019】(実施例1)気孔率90%、気孔径40P
PIのウレタンフォーム形骸化SiC多孔体を、第1図
の如く、エンジン排ガスパイプの中に設置し、パティキ
ュレートトラップとした。そして、SiC多孔体の側面
部より出力500Wの2.45GHZ のマイクロ波をS
iC多孔体に照射したところ、50秒間の照射でSiC
多孔体は700℃に発熱し、多孔体にトラップされたパ
ティキュレートは速やかに燃焼除去された。
Example 1 Porosity 90%, Pore diameter 40P
As shown in FIG. 1, a urethane foam type smashed SiC porous body of PI was installed in an engine exhaust gas pipe to form a particulate trap. Then, a microwave of 2.45 GHz Z output 500W from the side portion of the SiC porous body S
When the iC porous body was irradiated, it was irradiated with SiC for 50 seconds.
The porous body generated heat at 700 ° C., and the particulates trapped in the porous body were quickly burned and removed.

【0020】(実施例2)第1図において、気孔率87
%、気孔径60PPIのウレタンフォーム形骸化炭化珪
素多孔体表面に凹凸を設けた炭化珪素多孔体をトラップ
として用いた。第2図はこの炭化珪素の模式的な断面図
であり、多孔体12Aの表面の凹凸のピッチaは約3〜
20mm程度である。本トラップに出力500Wの2.
45GHzのマイクロ波を照射したところ、20秒間の
照射で表面の凸部が800℃に発熱し、炭化珪素多孔体
にトラップされたパティキュレートは速やかに燃焼除去
された。
(Embodiment 2) In FIG. 1, a porosity of 87
%, A urethane foam type crushed silicon carbide porous body having a pore diameter of 60 PPI and a silicon carbide porous body having irregularities on the surface was used as a trap. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of this silicon carbide, and the pitch a of the irregularities on the surface of the porous body 12A is about 3 to.
It is about 20 mm. Output of 500W to this trap 2.
When irradiated with a microwave of 45 GHz, the projections on the surface generated heat at 800 ° C. by irradiation for 20 seconds, and the particulates trapped in the silicon carbide porous body were quickly burned and removed.

【0021】(実施例3)気孔率90%、ファイバー密
度0.06g/ccの炭化珪素含浸炭化珪素ファイバー
マットをトラップとした。本トラップに出力500Wの
2.45GHzのマイクロ波を照射したところ、20秒
で部分的に700℃となり、トラップされたパティキュ
レートは速やかに燃焼除去された。
Example 3 A silicon carbide-impregnated silicon carbide fiber mat having a porosity of 90% and a fiber density of 0.06 g / cc was used as a trap. When this trap was irradiated with a microwave of 2.45 GHz with an output of 500 W, the temperature partially reached 700 ° C. in 20 seconds, and the trapped particulates were quickly burned and removed.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の通り、本発明の請求項1〜4によ
ると、急速加熱してパティキュレートを速やかに燃焼除
去することが可能で、しかも、耐酸化性及び耐久性に優
れた排ガス浄化装置が提供される。なお、請求項2〜4
においては、炭化珪素質多孔体をきわめて急速に加熱で
きる。
As described above, according to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to rapidly burn and remove particulates by rapid heating, and to purify exhaust gas excellent in oxidation resistance and durability. A device is provided. Note that claims 2 to 4
In, the silicon carbide based porous material can be heated extremely rapidly.

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

【図1】実施例に係る排ガス浄化装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an exhaust gas purifying apparatus according to an embodiment.

【図2】炭化珪素多孔体の表面の模式的な断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the surface of a silicon carbide porous body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 流路 12 炭化珪素質の多孔体 14 マイクロ波照射口 16 導波管 18 マグネトロン 10 Channel 12 Silicon Carbide Porous Material 14 Microwave Irradiation Port 16 Waveguide 18 Magnetron

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排ガスの流路と、該流路に排ガスと接触
するように設けられたパティキュレート捕集用の多孔体
とを備えてなる排ガス浄化装置において、 該多孔体として炭化珪素質の多孔体を設置すると共に、
この炭化珪素質の多孔体にマイクロ波を照射して該多孔
体を誘導加熱しパティキュレートを燃焼除去させるため
のマグネトロンを設けたことを特徴とする排ガス浄化装
置。
1. An exhaust gas purifying apparatus comprising an exhaust gas flow passage and a porous body for collecting particulates provided in the flow passage so as to come into contact with the exhaust gas, wherein the porous body is made of silicon carbide. While installing the porous body,
An exhaust gas purifying apparatus comprising a magnetron for irradiating the porous body made of silicon carbide with microwaves to inductively heat the porous body to burn and remove particulates.
【請求項2】 請求項1において、前記多孔体の表面に
凹凸を設けたことを特徴とする排ガス浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the surface of the porous body is provided with irregularities.
【請求項3】 請求項1において、前記多孔体が炭化珪
素ファイバーのマットであることを特徴とする排ガス浄
化装置。
3. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the porous body is a mat of silicon carbide fibers.
【請求項4】 請求項1において、前記多孔体がセラミ
ックファイバーマットに炭化珪素を含浸させたものであ
ることを特徴とする排ガス浄化装置。
4. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the porous body is a ceramic fiber mat impregnated with silicon carbide.
JP4175454A 1992-07-02 1992-07-02 Exhaust gas purifying device Withdrawn JPH0617638A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003013727A (en) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Diesel engine exhaust emission purifier

Cited By (2)

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JP2003013727A (en) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Diesel engine exhaust emission purifier
JP4564208B2 (en) * 2001-06-27 2010-10-20 三井造船株式会社 Diesel engine exhaust gas purification system

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