JPH07217425A - 車両用排ガス浄化装置 - Google Patents

車両用排ガス浄化装置

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JPH07217425A
JPH07217425A JP6032969A JP3296994A JPH07217425A JP H07217425 A JPH07217425 A JP H07217425A JP 6032969 A JP6032969 A JP 6032969A JP 3296994 A JP3296994 A JP 3296994A JP H07217425 A JPH07217425 A JP H07217425A
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JP
Japan
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microwave
exhaust gas
container
heating chamber
coaxial cable
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Pending
Application number
JP6032969A
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English (en)
Inventor
Akihiro Matsue
晃洋 松江
Fumihiro Kuroki
史宏 黒木
Minoru Yamanaka
稔 山中
Masashi Kasatani
昌史 笠谷
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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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
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/202Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means using microwaves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排ガス浄化体加熱用のマイクロ波発振器が、
エンジン振動により故障するのを防止できる車両用排ガ
ス浄化装置を提供する。 【構成】 マイクロ波供給手段10は、マイクロ波反射
板2,3によって仕切られた加熱室4内の排ガス浄化体
5にマイクロ波を供給して、この浄化体5の表面を加熱
する。マイクロ波供給手段10は、排気管Aに接続され
た容器1から離れたマグネトロン11(マイクロ波発振
手段)と、ダクト1に取り付けられ加熱室4にマイクロ
波を照射するアンテナ13(マイクロ波照射手段)と、
両者を接続するマイクロ波伝送用の同軸ケーブル16と
を備えている。同軸ケーブル16は剛性があり、数回螺
旋巻きすることにより螺旋部16xを有している。この
螺旋部16xが、排気管A,容器1を経たエンジン振動
を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の排ガスを浄化す
る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の排ガスを浄化するための排ガス
浄化装置は、従来、表面に触媒を担持してなる触媒担持
体とこれを収容する容器からなり、排ガスが導かれるよ
うに排気管に接続されている。ところで、上記触媒は所
定温度(例えば約350〜400°C)以上にならない
と活性化しないため、エンジン始動後、排ガスにより加
熱されて所定温度に達するまでの数分間は浄化能力がな
く、CO,HC,NOx等の有害成分を多く含んだ排ガ
スが未処理のまま排出されてしまう。
【0003】これを避けるため、触媒活性化温度まで触
媒を加熱するための電熱線を設け、自動車の冷間始動時
などに通電して触媒を加熱し、これによりエンジンの冷
間始動時に排ガスを浄化する排ガス浄化装置が提案され
ている。(特開平3ー31510号公報)。しかし、こ
のような電熱線による加熱、そして金属ハニカムへの通
電加熱等の電気加熱では、三元触媒を活性化温度まで昇
温させるために、熱容量の大きなハニカムも含めた3元
触媒担持体全体を触媒活性化温度まで加熱しなければな
らず、これには極めて大きな消費電力が必要であった。
【0004】そこで、特開平4ー71620号,特開平
4ー78422号公報に開示されているように、マイク
ロ波加熱を用いて比較的少ない電力で、急速に加熱する
装置が提案されている。
【0005】他方、浄化装置には、ディーゼルエンジン
から排出されるパティキュレートを低減させる技術にお
いて、特開平4ー72411号,特開平4ー72419
号公報に開示されているように、パティキュレートを採
集するフィルタを再生するためにマイクロ波によって燃
焼させる技術がある。これらの技術において、マイクロ
波を供給する手段は、加熱室の容器に一端が接続された
導波管と、この導波管の他端に取り付けられたマイクロ
波発振手段とを備えている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のマイク
ロ波供給手段では、マイクロ波発振手段が導波管を介し
て容器に連結されているため、エンジン振動が排気管,
容器,および導波管を介してマイクロ波発振手段に伝わ
り、その結果、振動に弱いマイクロ波発振手段の故障が
生じ易いという不都合があった。また、導波管は重量が
かさみ、設置に際しての自由度が小さい等の不都合もあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
課題を解決するためになされたものであり、排気管に接
続された筒状の容器と、この容器内において排ガスの流
れ方向に互いに離れて設けられ上記容器の内部空間の少
なくとも一部を加熱室として仕切る排ガス透過性の一対
のマイクロ波反射部材と、上記加熱室に収容された排ガ
ス浄化体と、上記加熱室にマイクロ波を給電するマイク
ロ波供給手段と、を備えた車両用排ガス浄化装置におい
て、上記マイクロ波供給手段は、上記容器から離れて配
置されたマイクロ波発振手段と、上記容器に取り付けら
れて加熱室にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段
と、これらマイクロ波発振手段とマイクロ波照射手段と
を接続するマイクロ波伝送用の同軸ケーブルとを備え、
この同軸ケーブルが振動吸収用の螺旋部を有しているこ
とを特徴とする。請求項2の発明は、同軸ケーブルが螺
旋部の代わりに波形部を有していることを特徴とする。
【0008】
【作用】マイクロ波発振手段から発振されたマイクロ波
は、同軸ケーブルにより伝送されてマイクロ波照射手段
から加熱室に照射される。この照射されたマイクロ波
は、加熱室内に配置された排ガス浄化体の表面を効率良
く加熱する。エンジン振動は排気管から排ガス浄化装置
の容器に伝達されるが、同軸ケーブルの螺旋部または波
形部で吸収されるため、マイクロ波発振手段に伝わら
ず、このマイクロ波発振手段が振動により故障するのを
防止することができる。また、マイクロ波発振手段を排
気管から離して設置するので、その設置場所を自由に選
択でき、限られた車両スペースを有効に利用できる。さ
らに同軸ケーブルは同一長さの導波管に比べその重量が
数分の1であるため、装置の軽量化も期待できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1,図2を参照
して説明する。図1において、符号Aは、車両搭載のエ
ンジンからの排気を導く排気管Aであり、この排気管A
には、金属製の筒状容器1が接続されている。この容器
1内には、一対の金属製のマイクロ波反射板2,3(マ
イクロ波反射部材)が排ガスの流れ方向に互いに離間し
て配置されており、この容器1の周壁と反射板2,3に
より、マイクロ波用の空洞共振器となる加熱室4が形成
されている。なお、反射板2,3は、網または多数の穴
を有する板からなり、排ガスを透過できるようになって
いる。
【0010】上記加熱室4には、排ガス浄化体5が収容
されている。この排ガス浄化体5はコーディエライト等
からなるセラミックハニカム(担体)5aと、このハニ
カム5aにの表面に担持された例えばペロブスカイト型
複合酸化物からなるマイクロ波吸収発熱体と、さらにそ
の上に担持された例えばPt,Pd,Rh等の貴金属か
らなる触媒から成り立っている。
【0011】本装置は、さらにマイクロ波供給手段10
を備えている。このマイクロ波供給手段10は、電源V
に接続されるとともに容器1から離れて設置されたマグ
ネトロン11(マイクロ波発振手段)と、このマグネト
ロン11に接続されたランチャー12と、加熱室4を囲
む周壁を貫通して支持される棒状のアンテナ13(マイ
クロ波照射手段)とを備えるとともに、ランチャー12
とアンテナ13との間に介在された一対の線路変換器1
4,15および同軸ケーブル16を備えている。
【0012】上記同軸ケーブル16は、図2に示すよう
に、中心導体16aと、この中心導体16aを囲むPT
FE等からなる誘電体16bと、この誘電体16bを囲
むシームレス管からなる外部導体16cと、この外部導
体16cを囲む樹脂製外皮16dとを備えている。本考
案で用いられる同軸ケーブル16は、剛性が比較的高い
セミリジット同軸ケーブルと呼ばれているものであり、
信号伝送用のフレキシブルな同軸ケーブルに比べて伝送
損失が小さく、加熱のために必要な電力レベルのマイク
ロ波を伝送することが可能である。本実施例では、外部
導体16cの径は10数mmである。同軸ケーブル16
は、例えば図1に示すように螺旋形状に曲げ加工された
螺旋部16xを有している。
【0013】上記構成において、エンジンからの排ガス
は加熱室4を通る。排ガス中の成分CO,HC,NOx
は、この加熱室4内の排ガス浄化体5を通過する過程
で、触媒により酸化または還元されて、無公害のC
2,H2O,N2になる。通常運転時には、触媒は排ガ
スにより活性化温度以上に加熱されており、上記排ガス
処理を良好に実行することができる。エンジン始動時に
は、マイクロ波を利用して触媒を活性化温度以上にす
る。すなわち、マグネトロン11を駆動してマイクロ波
を発振させる。このマイクロ波は、ランチャー12,線
路変換器14,同軸ケーブル16,線路変換器15を介
してアンテナ13に至り、ここから加熱室4内に照射さ
れる。加熱室4ではマイクロ波の共振が行われるととも
に、排ガス浄化体5のマイクロ波吸収発熱材料がマイク
ロ波を吸収して自己発熱し、この熱により触媒が短時間
で活性化温度以上になる。その結果、エンジン始動時で
も良好な排ガス処理が行える。
【0014】ところで、容器1にはエンジンからの振動
が排気管Aを介して伝達される。この振動は容器1,線
路変換器15,同軸ケーブル16,線路変換器14,ラ
ンチャー12を経てマグネトロン11にも伝達されよう
とする。しかし、同軸ケーブル16は、螺旋部16xを
備えており、この螺旋部16xで振動を吸収することが
でき、マグネトロン11への振動伝達を阻止することが
できる。その結果、マグネトロン11の故障(断線,動
作不良,マイクロ波漏れ)を防止することができる。
【0015】上記実施例では同軸ケーブル16は螺旋部
16xを有していたが、その代わりに図3に示すように
波形部16yを有していてもよい。
【0016】本発明は上記実施例に制約されず、種々の
態様が可能である。マイクロ波を照射するアンテナは2
本以上あってもよい。マイクロ波照射手段として、導波
管を用いてもよい。マグネトロンからアンテナに至るマ
イクロ波伝送系に、スリー・スターブ・チューナーやパ
ワーモニター等を挿入してもよい。また、排ガス浄化体
は単にカーボン微粒子を捕捉するためフィルタであって
もよい。この場合には、マイクロ波はカーボン微粒子を
焼くために用いられる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明の浄化装置で
は、排気管に伝達されたエンジン振動が同軸ケーブルの
螺旋部または波形部で吸収されるため、マイクロ波発振
手段に伝わらず、このマイクロ波発振手段の故障を防止
することができる。また、マイクロ波発振手段を排気管
から離して設置するので、その設置場所を自由に選択で
き、限られた車両スペースを有効に利用できる。さら
に、同軸ケーブルを用いるので装置の軽量化も図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例をなす排ガス浄化装置の断面
図である。
【図2】同軸ケーブルの内部構造を示す側面図である。
【図3】同軸ケーブルの他の態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
A … 排気管 1 … 容器 2,3 … マイクロ波反射板(マイクロ波反射部材) 4 … 加熱室 5 … 排ガス浄化体 10 … マイクロ波供給手段 11 … マグネトロン(マイクロ波発振手段) 13 … アンテナ(マイクロ波照射手段) 16 … 同軸ケーブル 16x … 螺旋部 16y … 波形部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 9/00 (72)発明者 笠谷 昌史 埼玉県東松山市箭弓町3丁目13番26号 株 式会社ゼクセル東松山工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管に接続された筒状の容器と、この
    容器内において排ガスの流れ方向に互いに離れて設けら
    れ上記容器の内部空間の少なくとも一部を加熱室として
    仕切る排ガス透過性の一対のマイクロ波反射部材と、上
    記加熱室に収容された排ガス浄化体と、上記加熱室にマ
    イクロ波を給電するマイクロ波供給手段と、を備えた車
    両用排ガス浄化装置において、 上記マイクロ波供給手段は、上記容器から離れて配置さ
    れたマイクロ波発振手段と、上記容器に取り付けられて
    加熱室にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と、
    これらマイクロ波発振手段とマイクロ波照射手段とを接
    続するマイクロ波伝送用の同軸ケーブルとを備え、この
    同軸ケーブルが振動吸収用の螺旋部を有していることを
    特徴とする車両用排ガス浄化装置。
  2. 【請求項2】 排気管に接続された筒状の容器と、この
    容器内において排ガスの流れ方向に互いに離れて設けら
    れ上記容器の内部空間の少なくとも一部を加熱室として
    仕切る排ガス透過性の一対のマイクロ波反射部材と、上
    記加熱室に収容された排ガス浄化体と、上記加熱室にマ
    イクロ波を給電するマイクロ波供給手段と、を備えた車
    両用排ガス浄化装置において、 上記マイクロ波供給手段は、上記容器から離れて配置さ
    れたマイクロ波発振手段と、上記容器に取り付けられて
    加熱室にマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段と、
    これらマイクロ波発振手段とマイクロ波照射手段とを接
    続するマイクロ波伝送用の同軸ケーブルとを備え、この
    同軸ケーブルが振動吸収用の波形部を有していることを
    特徴とする車両用排ガス浄化装置。
JP6032969A 1994-02-04 1994-02-04 車両用排ガス浄化装置 Pending JPH07217425A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010011562A (ko) * 1999-07-23 2001-02-15 박세창 자동차 배기가스 정화장치
KR100448735B1 (ko) * 1997-10-29 2005-01-17 현대자동차주식회사 촉매 활성화 촉진장치
WO2018005704A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 Great Lakes Pollution Control, Inc. Using electromagnetic waves and/or injection to facilitate operation of catalytic converters
CN108569815A (zh) * 2018-04-17 2018-09-25 深圳市高斯宝环境技术有限公司 一种射频活化装置

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