JPH10280948A - ガス加熱装置及び内燃機関排気ガス浄化装置 - Google Patents
ガス加熱装置及び内燃機関排気ガス浄化装置Info
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- JPH10280948A JPH10280948A JP9089675A JP8967597A JPH10280948A JP H10280948 A JPH10280948 A JP H10280948A JP 9089675 A JP9089675 A JP 9089675A JP 8967597 A JP8967597 A JP 8967597A JP H10280948 A JPH10280948 A JP H10280948A
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust 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
- F01N3/18—Exhaust 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
- F01N3/20—Exhaust 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
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
- F01N3/202—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means using microwaves
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロ波を吸収し熱エネルギーに変換する
マイクロ波吸収体を用いてガスを急速かつ効果的に加熱
するガス加熱装置と、触媒装置に送られる空気の送風路
に上記ガス加熱装置を用い、上記触媒装置に供給される
空気を急速に加熱することにより触媒を早期に活性化す
ることのできる内燃機関排気ガス浄化装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ガスの流路の途中に設けられた加熱室１
１と、上記加熱室１１内に配設された高周波をほとんど
吸収しない材料から成るハニカム構造を有する基板８及
び上記基板８の隔壁８Ｋ表面に形成されたマイクロ波吸
収材料９とから構成されたマイクロ波吸収体７とを備え
たガス加熱装置１０と、排気ガス浄化装置の送風路の途
中に上記ガス加熱装置１０を設置したことを特徴とする
内燃機関排気ガス浄化装置。
マイクロ波吸収体を用いてガスを急速かつ効果的に加熱
するガス加熱装置と、触媒装置に送られる空気の送風路
に上記ガス加熱装置を用い、上記触媒装置に供給される
空気を急速に加熱することにより触媒を早期に活性化す
ることのできる内燃機関排気ガス浄化装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ガスの流路の途中に設けられた加熱室１
１と、上記加熱室１１内に配設された高周波をほとんど
吸収しない材料から成るハニカム構造を有する基板８及
び上記基板８の隔壁８Ｋ表面に形成されたマイクロ波吸
収材料９とから構成されたマイクロ波吸収体７とを備え
たガス加熱装置１０と、排気ガス浄化装置の送風路の途
中に上記ガス加熱装置１０を設置したことを特徴とする
内燃機関排気ガス浄化装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を吸収
し熱エネルギーに変換するマイクロ波吸収体を用いてガ
スを加熱するガス加熱装置と、上記ガス加熱装置を用い
て排気ガス浄化装置に備えられた触媒装置に供給する空
気を加熱するようにした内燃機関排気ガス浄化装置に関
するものである。
し熱エネルギーに変換するマイクロ波吸収体を用いてガ
スを加熱するガス加熱装置と、上記ガス加熱装置を用い
て排気ガス浄化装置に備えられた触媒装置に供給する空
気を加熱するようにした内燃機関排気ガス浄化装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排ガスに含まれている炭
化水素，一酸化炭素，窒素酸化物等の大気汚染物質を浄
化する方法として、触媒による後処理方式がある。これ
は、図４に示すように、内燃機関１から排気マニフォー
ルド２を通り排気管３ａに送られた自動車の排ガスを、
Ｐｄ／Ｒｈ，Ｐｔ／Ｒｈ等の貴金属元素の合金から成る
三元触媒４Ｃを備えた触媒装置４中を通過させ、炭化水
素，一酸化炭素を酸化するとともに窒素酸化物を還元
し、無害な炭酸ガス，水蒸気，窒素に変換し排気管３ｂ
を介して車外に排出するものである。
化水素，一酸化炭素，窒素酸化物等の大気汚染物質を浄
化する方法として、触媒による後処理方式がある。これ
は、図４に示すように、内燃機関１から排気マニフォー
ルド２を通り排気管３ａに送られた自動車の排ガスを、
Ｐｄ／Ｒｈ，Ｐｔ／Ｒｈ等の貴金属元素の合金から成る
三元触媒４Ｃを備えた触媒装置４中を通過させ、炭化水
素，一酸化炭素を酸化するとともに窒素酸化物を還元
し、無害な炭酸ガス，水蒸気，窒素に変換し排気管３ｂ
を介して車外に排出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、内燃機関の冷
間始動時には、上記触媒装置４の温度が低く、三元触媒
３Ｃは十分な動作温度（約３５０℃以上）に達していな
いため、排気ガスは未浄化のまま排出されてしまうとい
う問題があった。そこで、上記排気ガスの熱エネルギー
を有効に利用して三元触媒４Ｃを早期に活性化させるた
め、触媒装置４を排気マニフォールド２の近傍に設置し
ていた。また、内燃機関の冷間始動時には燃料の濃度が
高いので、上記触媒４Ｃによる排気ガスに含まれている
炭化水素，一酸化炭素の酸化作用を促進するため、送風
手段５を備え、送風路６を介して二次空気を触媒装置４
に供給するようにしていた。しかしながら、上記二次空
気は室温または外気温であるため、排気マニフォールド
２の排気ガスを冷却してしまい、触媒装置４の温度上昇
率が低下してしまい、触媒の早期活性化を阻害してしま
うという問題点があった。
間始動時には、上記触媒装置４の温度が低く、三元触媒
３Ｃは十分な動作温度（約３５０℃以上）に達していな
いため、排気ガスは未浄化のまま排出されてしまうとい
う問題があった。そこで、上記排気ガスの熱エネルギー
を有効に利用して三元触媒４Ｃを早期に活性化させるた
め、触媒装置４を排気マニフォールド２の近傍に設置し
ていた。また、内燃機関の冷間始動時には燃料の濃度が
高いので、上記触媒４Ｃによる排気ガスに含まれている
炭化水素，一酸化炭素の酸化作用を促進するため、送風
手段５を備え、送風路６を介して二次空気を触媒装置４
に供給するようにしていた。しかしながら、上記二次空
気は室温または外気温であるため、排気マニフォールド
２の排気ガスを冷却してしまい、触媒装置４の温度上昇
率が低下してしまい、触媒の早期活性化を阻害してしま
うという問題点があった。
【０００４】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、マイクロ波を吸収し熱エネルギーに変換するマ
イクロ波吸収体を用いてガスを急速かつ効果的に加熱す
るガス加熱装置と、内燃機関の排気ガスを触媒装置を用
いて浄化する際に、上記触媒装置に送られる空気の送風
路に上記ガス加熱装置を用い、上記触媒装置に供給され
る空気を急速に加熱することにより触媒を早期に活性化
することのできる内燃機関排気ガス浄化装置を提供する
ことを目的とする。
もので、マイクロ波を吸収し熱エネルギーに変換するマ
イクロ波吸収体を用いてガスを急速かつ効果的に加熱す
るガス加熱装置と、内燃機関の排気ガスを触媒装置を用
いて浄化する際に、上記触媒装置に送られる空気の送風
路に上記ガス加熱装置を用い、上記触媒装置に供給され
る空気を急速に加熱することにより触媒を早期に活性化
することのできる内燃機関排気ガス浄化装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のガス加熱装置は、マイクロ波の電磁気エネルギーを熱
エネルギーに変換するマイクロ波吸収体を、ガスの流路
の途中に設けられた加熱室に配設したもので、上記マイ
クロ波吸収体は、マイクロ波をほとんど吸収しない材料
から成りかつハニカム構造を有する基板と上記基板の隔
壁表面に形成されたマイクロ波吸収材料とから構成され
る。
のガス加熱装置は、マイクロ波の電磁気エネルギーを熱
エネルギーに変換するマイクロ波吸収体を、ガスの流路
の途中に設けられた加熱室に配設したもので、上記マイ
クロ波吸収体は、マイクロ波をほとんど吸収しない材料
から成りかつハニカム構造を有する基板と上記基板の隔
壁表面に形成されたマイクロ波吸収材料とから構成され
る。
【０００６】本発明の請求項２に記載のガス加熱装置
は、マイクロ波吸収材料を電気伝導性金属酸化物と絶縁
材料との混合物から形成し、マイクロ波の発振周波数に
おいて、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以下となる
ように、上記マイクロ波吸収材料のインピーダンスとマ
イクロ波が伝送される媒体のインピーダンスとを整合す
るようにした。
は、マイクロ波吸収材料を電気伝導性金属酸化物と絶縁
材料との混合物から形成し、マイクロ波の発振周波数に
おいて、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以下となる
ように、上記マイクロ波吸収材料のインピーダンスとマ
イクロ波が伝送される媒体のインピーダンスとを整合す
るようにした。
【０００７】本発明の請求項３に記載の内燃機関排気ガ
ス浄化装置は、送風路の途中に請求項１または請求項２
記載のガス加熱装置を設置したことを特徴とする。
ス浄化装置は、送風路の途中に請求項１または請求項２
記載のガス加熱装置を設置したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を用いて説明す
る。
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を用いて説明す
る。
【０００９】実施の形態１．図１（ａ），（ｂ），
（ｃ）は、本発明の実施の形態に係わるマイクロ波吸収
体７の構造を示す図で、マイクロ波吸収体７は、ハニカ
ム構造を有し絶縁性の耐熱衝撃性の高いコーディライト
焼結体から成る基板８と、上記基板８の隔壁８Ｋの表面
にコーティングされたマイクロ波吸収材料９とから構成
される。マイクロ波吸収体７にマイクロ波が照射される
と、マイクロ波吸収材料９は上記マイクロ波のエネルギ
ーを吸収し熱エネルギーに変換する。したがって、ガス
Ｇの流路に上記マイクロ波吸収体７を設置すると、同図
（ｃ）に示すように、ガスＧはハニカム構造を有する基
板８の空間部８Ｓを通るとき、マイクロ波吸収材料９と
熱交換を行うので、上記ガスＧを加熱することができ
る。なお、上記マイクロ波吸収材料９は、電気伝導性金
属酸化物であるＬａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3と絶縁材料であ
るＭｇＯとの混合物から成り、上記電気伝導性金属酸化
物と絶縁材料との混合比は、マイクロ波の発振周波数
（２．４５ＧＨｚ）において反射電力が−１０ｄＢもし
くはそれ以下となるように、マイクロ波吸収材料９がコ
ーティングされたマイクロ波吸収体８のインピーダンス
とマイクロ波が伝送される自由空間のインピーダンスと
を整合するように材料設計される。
（ｃ）は、本発明の実施の形態に係わるマイクロ波吸収
体７の構造を示す図で、マイクロ波吸収体７は、ハニカ
ム構造を有し絶縁性の耐熱衝撃性の高いコーディライト
焼結体から成る基板８と、上記基板８の隔壁８Ｋの表面
にコーティングされたマイクロ波吸収材料９とから構成
される。マイクロ波吸収体７にマイクロ波が照射される
と、マイクロ波吸収材料９は上記マイクロ波のエネルギ
ーを吸収し熱エネルギーに変換する。したがって、ガス
Ｇの流路に上記マイクロ波吸収体７を設置すると、同図
（ｃ）に示すように、ガスＧはハニカム構造を有する基
板８の空間部８Ｓを通るとき、マイクロ波吸収材料９と
熱交換を行うので、上記ガスＧを加熱することができ
る。なお、上記マイクロ波吸収材料９は、電気伝導性金
属酸化物であるＬａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3と絶縁材料であ
るＭｇＯとの混合物から成り、上記電気伝導性金属酸化
物と絶縁材料との混合比は、マイクロ波の発振周波数
（２．４５ＧＨｚ）において反射電力が−１０ｄＢもし
くはそれ以下となるように、マイクロ波吸収材料９がコ
ーティングされたマイクロ波吸収体８のインピーダンス
とマイクロ波が伝送される自由空間のインピーダンスと
を整合するように材料設計される。
【００１０】図２は、上記マイクロ波吸収体７を用いた
ガス加熱装置１０の一構成例を示すもので、ガス加熱装
置１０は、流入ガスの加熱室である円筒状のシングルモ
ードキャビティ１１と、上記シングルモードキャビティ
１１の後述する所定の位置に支持部材１２により固定さ
れたマイクロ波吸収体７と、マイクロ波を発生する高周
波発振器１３と、上記マイクロ波をシングルモードキャ
ビティ１１に伝送する導波路１４と、上記マイクロ波を
上記導波路１４からシングルモードキャビティ１１に導
く結合スロットと、上記シングルモードキャビティ１１
の両端に設けられたパンチングメタルから成る反射板１
６とを備えている。なお、ガスＧは、ガス導入管１７ａ
から上記シングルモードキャビティ１１に導入され、ガ
ス排出管１７ｂより排出される。
ガス加熱装置１０の一構成例を示すもので、ガス加熱装
置１０は、流入ガスの加熱室である円筒状のシングルモ
ードキャビティ１１と、上記シングルモードキャビティ
１１の後述する所定の位置に支持部材１２により固定さ
れたマイクロ波吸収体７と、マイクロ波を発生する高周
波発振器１３と、上記マイクロ波をシングルモードキャ
ビティ１１に伝送する導波路１４と、上記マイクロ波を
上記導波路１４からシングルモードキャビティ１１に導
く結合スロットと、上記シングルモードキャビティ１１
の両端に設けられたパンチングメタルから成る反射板１
６とを備えている。なお、ガスＧは、ガス導入管１７ａ
から上記シングルモードキャビティ１１に導入され、ガ
ス排出管１７ｂより排出される。
【００１１】次に、このような構成のガス加熱装置の動
作について説明する。高周波発振器１３で発生したマイ
クロ波は、導波経路１４を経由し、結合スロット１５を
介して、円筒形のシングルモードキャビティ（以下、加
熱室という）１１に伝送される。マイクロ波は、加熱室
１１の両端の反射板１６で反射される。ここで、加熱室
１１は、上記伝送されたマイクロ波が加熱室１１内で共
振するように、内径及び長さ等が設計されているので、
加熱室１１内には定在波が発生する。図２において、符
号Ｐは上記キャビティ９内の定在波の電界強度を示すも
のである。したがって、上記マイクロ波吸収体７を、キ
ャビティ９内の反射板１１ｂから約λｇ／４の位置（λ
ｇは管内波長）、すなわち上記定在波の最大振幅の位置
に設置することにより、マイクロ波吸収体７に保持され
たマイクロ波吸収材料９は効率的に加熱され、急激に温
度が上昇する。しかも、上記マイクロ波吸収材料９のイ
ンピーダンスと上記加熱室２の自由空間のインピーダン
スとは、マイクロ波の発振周波数（２．４５ＧＨｚ）に
おいて、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以下となる
整合状態に材料設計されているので、マイクロ波の反射
もなく、照射されたマイクロ波のエネルギーは効率よく
上記マイクロ波吸収材料９に吸収される。ガス導入管１
７ａから加熱室１１に導入されたガスＧは、ハニカム構
造を有するマイクロ波吸収体７の空間部２Ｓを通ると
き、マイクロ波吸収材料９と熱交換を行い、上記ガスＧ
は加熱される。マイクロ波吸収体７の基板８は、熱伝導
度が極めて低いコーディライト焼結体から成るので、マ
イクロ波吸収材料９からの熱エネルギーは主に、上記ガ
スＧの加熱に使われるため、上記ガスを急速かつ効率的
に加熱することができる。
作について説明する。高周波発振器１３で発生したマイ
クロ波は、導波経路１４を経由し、結合スロット１５を
介して、円筒形のシングルモードキャビティ（以下、加
熱室という）１１に伝送される。マイクロ波は、加熱室
１１の両端の反射板１６で反射される。ここで、加熱室
１１は、上記伝送されたマイクロ波が加熱室１１内で共
振するように、内径及び長さ等が設計されているので、
加熱室１１内には定在波が発生する。図２において、符
号Ｐは上記キャビティ９内の定在波の電界強度を示すも
のである。したがって、上記マイクロ波吸収体７を、キ
ャビティ９内の反射板１１ｂから約λｇ／４の位置（λ
ｇは管内波長）、すなわち上記定在波の最大振幅の位置
に設置することにより、マイクロ波吸収体７に保持され
たマイクロ波吸収材料９は効率的に加熱され、急激に温
度が上昇する。しかも、上記マイクロ波吸収材料９のイ
ンピーダンスと上記加熱室２の自由空間のインピーダン
スとは、マイクロ波の発振周波数（２．４５ＧＨｚ）に
おいて、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以下となる
整合状態に材料設計されているので、マイクロ波の反射
もなく、照射されたマイクロ波のエネルギーは効率よく
上記マイクロ波吸収材料９に吸収される。ガス導入管１
７ａから加熱室１１に導入されたガスＧは、ハニカム構
造を有するマイクロ波吸収体７の空間部２Ｓを通ると
き、マイクロ波吸収材料９と熱交換を行い、上記ガスＧ
は加熱される。マイクロ波吸収体７の基板８は、熱伝導
度が極めて低いコーディライト焼結体から成るので、マ
イクロ波吸収材料９からの熱エネルギーは主に、上記ガ
スＧの加熱に使われるため、上記ガスを急速かつ効率的
に加熱することができる。
【００１２】このように、本実施の形態１によれば、マ
イクロ波吸収材料９をコーディングしたマイクロ波吸収
体７を設置した加熱室１１にガスを導入し、上記ガスと
マイクロ波吸収材料９との熱交換により、上記ガスを加
熱するようにしたので、導入ガスを効率よくしかも急激
に加熱することができる。また、上記マイクロ波吸収材
料９のインピーダンスを伝送される媒体のインピーダン
スと整合するようにしたので、照射されるマイクロ波の
反射がほとんどないので、マイクロ波吸収材料９のマイ
クロ波の熱変換効率が向上し、導入ガスを更に効率よく
加熱することができる。
イクロ波吸収材料９をコーディングしたマイクロ波吸収
体７を設置した加熱室１１にガスを導入し、上記ガスと
マイクロ波吸収材料９との熱交換により、上記ガスを加
熱するようにしたので、導入ガスを効率よくしかも急激
に加熱することができる。また、上記マイクロ波吸収材
料９のインピーダンスを伝送される媒体のインピーダン
スと整合するようにしたので、照射されるマイクロ波の
反射がほとんどないので、マイクロ波吸収材料９のマイ
クロ波の熱変換効率が向上し、導入ガスを更に効率よく
加熱することができる。
【００１３】なお、本実施の形態１においては、マイク
ロ波吸収材料として、耐熱性の高い電気伝導性金属酸化
物にＬａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3を用い、絶縁材料にＭｇＯ
を用いたが、電気伝導性金属酸化物として、例えばＬａ
(1-x)ＳｒxＣｏＯ3，Ｌａ(1- x)ＳｒxＣｏ(1-y)Ｐｄ
yＯ3，Ｌａ(1-x)ＳｒxＭｎ(1-y)ＰｄyＯ3（０〈ｘ
〈１，０〈ｙ〈１）等の複合金属酸化物の１種もしくは
２種以上の混合物を用い、また上記電気伝導性金属酸化
物と高温においても反応性の低い絶縁材料として例えば
ステアタイト，フォルステライト，ジルコニア，アルミ
ナ，セリア等を用いても同様の効果が得られる。
ロ波吸収材料として、耐熱性の高い電気伝導性金属酸化
物にＬａ0.6Ｓｒ0.4ＣｏＯ3を用い、絶縁材料にＭｇＯ
を用いたが、電気伝導性金属酸化物として、例えばＬａ
(1-x)ＳｒxＣｏＯ3，Ｌａ(1- x)ＳｒxＣｏ(1-y)Ｐｄ
yＯ3，Ｌａ(1-x)ＳｒxＭｎ(1-y)ＰｄyＯ3（０〈ｘ
〈１，０〈ｙ〈１）等の複合金属酸化物の１種もしくは
２種以上の混合物を用い、また上記電気伝導性金属酸化
物と高温においても反応性の低い絶縁材料として例えば
ステアタイト，フォルステライト，ジルコニア，アルミ
ナ，セリア等を用いても同様の効果が得られる。
【００１４】実施の形態２．図４は、本発明の実施の形
態に係わる内燃機関排気ガス浄化装置の構造を示す図
で、内燃機関１から排気マニフォールド２を通り排気管
３ａに送られた自動車の排ガスを、Ｐｄ／Ｒｈ，Ｐｔ／
Ｒｈ等の貴金属元素の合金から成る三元触媒４Ｃを備え
た触媒装置４中を通過させ、炭化水素，一酸化炭素を酸
化するとともに窒素酸化物を還元し、無害な炭酸ガス，
水蒸気，窒素に変換し排気管３ｂを介して車外に排出す
る内燃機関排気ガス浄化装置において、排気管３ａの上
流側に送風路６を設け、送風手段であるエアポンプ１８
から送られてくる空気をガス加熱装置１０を介して上記
触媒装置４に送るようにしたものである。
態に係わる内燃機関排気ガス浄化装置の構造を示す図
で、内燃機関１から排気マニフォールド２を通り排気管
３ａに送られた自動車の排ガスを、Ｐｄ／Ｒｈ，Ｐｔ／
Ｒｈ等の貴金属元素の合金から成る三元触媒４Ｃを備え
た触媒装置４中を通過させ、炭化水素，一酸化炭素を酸
化するとともに窒素酸化物を還元し、無害な炭酸ガス，
水蒸気，窒素に変換し排気管３ｂを介して車外に排出す
る内燃機関排気ガス浄化装置において、排気管３ａの上
流側に送風路６を設け、送風手段であるエアポンプ１８
から送られてくる空気をガス加熱装置１０を介して上記
触媒装置４に送るようにしたものである。
【００１５】ガス加熱装置１０は、上記本実施の形態１
と同様の構造を有するもので、エアポンプ１８からガス
加熱装置１０の加熱室１１に送られた空気は、加熱室１
１内の所定の位置に設置されたマイクロ波吸収体７と熱
交換することにより加熱され、加熱された空気は通風路
６を経て触媒装置３に送られる。触媒装置４に送られた
空気は、ガス加熱装置１０により加熱されているので、
触媒装置４に送られる排気ガスを冷却することがないの
で、上記三元触媒による炭化水素，一酸化炭素の酸化作
用を効率的に促進させることができる。例えば、ＦＴＰ
に定められたＬＡ−４モード走行試験において、エンジ
ン始動後に触媒が活性化する温度（触媒床温度が３００
〜４００℃）に達するまでに、従来の内燃機関排気ガス
浄化装置では４０〜６０秒を要していたが、本実施の形
態２の内燃機関排気ガス浄化装置においては、発振周波
数２．４５ＧＨｚ，出力電力約８００Ｗのマイクロ波で
加熱した空気を約１００ｌ／ｍｉｎの流量で供給したと
ころ、エンジン始動から約２０秒後に、触媒の活性化が
確認された。
と同様の構造を有するもので、エアポンプ１８からガス
加熱装置１０の加熱室１１に送られた空気は、加熱室１
１内の所定の位置に設置されたマイクロ波吸収体７と熱
交換することにより加熱され、加熱された空気は通風路
６を経て触媒装置３に送られる。触媒装置４に送られた
空気は、ガス加熱装置１０により加熱されているので、
触媒装置４に送られる排気ガスを冷却することがないの
で、上記三元触媒による炭化水素，一酸化炭素の酸化作
用を効率的に促進させることができる。例えば、ＦＴＰ
に定められたＬＡ−４モード走行試験において、エンジ
ン始動後に触媒が活性化する温度（触媒床温度が３００
〜４００℃）に達するまでに、従来の内燃機関排気ガス
浄化装置では４０〜６０秒を要していたが、本実施の形
態２の内燃機関排気ガス浄化装置においては、発振周波
数２．４５ＧＨｚ，出力電力約８００Ｗのマイクロ波で
加熱した空気を約１００ｌ／ｍｉｎの流量で供給したと
ころ、エンジン始動から約２０秒後に、触媒の活性化が
確認された。
【００１６】このように、本実施の形態２によれば、マ
イクロ波吸収体７を設置した加熱室１１を有するガス加
熱装置１０を用いて空気を加熱し、上記空気を二次空気
として触媒装置４に送るようにしたので、触媒装置４を
冷却することなく上記三元触媒による炭化水素，一酸化
炭素の酸化作用を促進させることができ、エンジン始動
後、短時間で排気ガスの浄化効果を得ることができる。
なお、本実施の形態２においては、触媒装置４を排気管
の途中に設置したが、排気触媒装置４を排気マニフォー
ルド２近傍に設置するとともに、上記送風路６を触媒装
置４の上流に設けても同様の効果が得られる。
イクロ波吸収体７を設置した加熱室１１を有するガス加
熱装置１０を用いて空気を加熱し、上記空気を二次空気
として触媒装置４に送るようにしたので、触媒装置４を
冷却することなく上記三元触媒による炭化水素，一酸化
炭素の酸化作用を促進させることができ、エンジン始動
後、短時間で排気ガスの浄化効果を得ることができる。
なお、本実施の形態２においては、触媒装置４を排気管
の途中に設置したが、排気触媒装置４を排気マニフォー
ルド２近傍に設置するとともに、上記送風路６を触媒装
置４の上流に設けても同様の効果が得られる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
ガス加熱装置は、マイクロ波吸収体を設置した加熱室に
マイクロ波の定在波を起こして、マイクロ波吸収体の温
度を急上昇させ、加熱室に導入されたガスとマイクロ波
吸収体との熱交換を行わせるようにしたので、導入ガス
を効率よくしかも急激に加熱することができる。
ガス加熱装置は、マイクロ波吸収体を設置した加熱室に
マイクロ波の定在波を起こして、マイクロ波吸収体の温
度を急上昇させ、加熱室に導入されたガスとマイクロ波
吸収体との熱交換を行わせるようにしたので、導入ガス
を効率よくしかも急激に加熱することができる。
【００１８】また、請求項２に記載のガス加熱装置は、
マイクロ波吸収材料を電気伝導性金属酸化物と絶縁材料
との混合物から形成し、マイクロ波の発振周波数におい
て、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以下となるよう
に、上記マイクロ波吸収材料のインピーダンスとマイク
ロ波が伝送される媒体のインピーダンスとを整合するよ
うにしたので、マイクロ波の熱変換効率が向上し、導入
ガスを更に効率よく加熱することができる。
マイクロ波吸収材料を電気伝導性金属酸化物と絶縁材料
との混合物から形成し、マイクロ波の発振周波数におい
て、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以下となるよう
に、上記マイクロ波吸収材料のインピーダンスとマイク
ロ波が伝送される媒体のインピーダンスとを整合するよ
うにしたので、マイクロ波の熱変換効率が向上し、導入
ガスを更に効率よく加熱することができる。
【００１９】また、請求項３に記載の内燃機関排気ガス
浄化装置は、触媒装置に空気を送る送風路の途中に上記
ガス加熱装置を設置したので、触媒装置を冷却すること
なく三元触媒による炭化水素，一酸化炭素の酸化を促進
させることができ、エンジン始動後、短時間で排気ガス
の浄化効果を得ることができる。
浄化装置は、触媒装置に空気を送る送風路の途中に上記
ガス加熱装置を設置したので、触媒装置を冷却すること
なく三元触媒による炭化水素，一酸化炭素の酸化を促進
させることができ、エンジン始動後、短時間で排気ガス
の浄化効果を得ることができる。
【図１】本発明の実施形態１に係わるマイクロ波吸収体
の構造を示す図である。
の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係わるガス加熱装置の構
成図ある。
成図ある。
【図３】本発明の実施形態２に係わる内燃機関排気ガス
浄化装置の構成示す図である。
浄化装置の構成示す図である。
１ 内燃機関 ２ 排気マニフォールド ４ 触媒装置 ４Ｃ 三元触媒 ６ 送風路 ７ マイクロ波吸収体 ８ 基板 ９ マイクロ波吸収材料 １０ ガス加熱装置 １１ 加熱室（シングルモードキャビティ） １２ 支持部在 １３ 高周波発振器 １４ 導波路 １５ 結合スロット １６ 反射板 １７，１７ａ ガス導入管 １７ｂ ガス排出管 １８ エアポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年５月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係わるマイクロ波吸収体
の構造を示す図である。
の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係わるガス加熱装置の構
成図ある。
成図ある。
【図３】本発明の実施形態２に係わる内燃機関排気ガス
浄化装置の構成示す図である。
浄化装置の構成示す図である。
【図４】従来の内燃機関排気ガス浄化装置の構成を示す
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 内燃機関 ２ 排気マニフォールド ４ 触媒装置 ４Ｃ 三元触媒 ６ 送風路 ７ マイクロ波吸収体 ８ 基板 ９ マイクロ波吸収材料 １０ ガス加熱装置 １１ 加熱室（シングルモードキャビティ） １２ 支持部在 １３ 高周波発振器 １４ 導波路 １５ 結合スロット １６ 反射板 １７，１７ａ ガス導入管 １７ｂ ガス排出管 １８ エアポンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスの流路の途中に設けられた加熱室
と、上記加熱室内に配設されたマイクロ波をほとんど吸
収しない材料から成るハニカム構造を有する基板及び上
記基板の隔壁表面に形成されたマイクロ波吸収材料とか
ら構成されたマイクロ波吸収体とを備えたことを特徴と
するガス加熱装置。 - 【請求項２】 マイクロ波吸収材料は電気伝導性金属酸
化物と絶縁材料との混合物から成り、マイクロ波の発振
周波数において、反射電力が−１０ｄＢもしくはそれ以
下となるように、上記マイクロ波吸収材料のインピーダ
ンスとマイクロ波が伝送される媒体のインピーダンスと
を整合するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
ガス加熱装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気ガスを排出する排気マニ
フォールドまたは排気管の途中に設けられた触媒装置
と、上記触媒装置に空気を送る送風手段及び送風路とを
備えた排気ガス浄化装置において、送風路の途中に請求
項１または請求項２記載のガス加熱装置を設置したこと
を特徴とする内燃機関排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089675A JPH10280948A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | ガス加熱装置及び内燃機関排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9089675A JPH10280948A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | ガス加熱装置及び内燃機関排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10280948A true JPH10280948A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13977337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9089675A Pending JPH10280948A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | ガス加熱装置及び内燃機関排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10280948A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102348526A (zh) * | 2009-03-10 | 2012-02-08 | 先进核能燃料有限公司 | 用于气体或烟、尤其是焊接烟的具有氧化装置的抽吸装置,焊接设备及相关方法 |
| KR101403757B1 (ko) * | 2012-10-11 | 2014-06-03 | 김형석 | 모듈형 초고주파 가열 폐가스 분해장치 |
| WO2018092160A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | Gruppo Distribuzione Petroli S.R.L. | Device for abatement of liquid, gaseous and/or solid pollutant substances of various kind, contained into the exhaust smokes, and process for treatment and abatement of such pollutant substances |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP9089675A patent/JPH10280948A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102348526A (zh) * | 2009-03-10 | 2012-02-08 | 先进核能燃料有限公司 | 用于气体或烟、尤其是焊接烟的具有氧化装置的抽吸装置,焊接设备及相关方法 |
| KR101403757B1 (ko) * | 2012-10-11 | 2014-06-03 | 김형석 | 모듈형 초고주파 가열 폐가스 분해장치 |
| WO2018092160A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | Gruppo Distribuzione Petroli S.R.L. | Device for abatement of liquid, gaseous and/or solid pollutant substances of various kind, contained into the exhaust smokes, and process for treatment and abatement of such pollutant substances |
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