JP2001295628A - マイクロ波でｓｐｍを焼却するｄｐｆ装置 - Google Patents
マイクロ波でｓｐｍを焼却するｄｐｆ装置Info
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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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 このＤＰＦ装置は，排気ガス中のパティキュ
レート物質をフィルタで捕集し，捕集されたパティキュ
レート物質をマイクロ波によって加熱焼却する。 【解決手段】 このＤＰＦ装置は，ケース２内に配置さ
れた排気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集す
るフィルタ３，及び捕集されたパティキュレート物質を
焼却するためマイクロ波を発振するマイクロ波発生装置
１を有する。ケース２は，金属製内壁プレート６，金属
製外壁プレート５及び断熱材４から形成され，マイクロ
波発生装置１で発振したマイクロ波は，ケース２に設け
られた導波管１２を通じてケース２内に導入され，フィ
ルタ３に捕集されたパティキュレート物質を焼却する。
レート物質をフィルタで捕集し，捕集されたパティキュ
レート物質をマイクロ波によって加熱焼却する。 【解決手段】 このＤＰＦ装置は，ケース２内に配置さ
れた排気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集す
るフィルタ３，及び捕集されたパティキュレート物質を
焼却するためマイクロ波を発振するマイクロ波発生装置
１を有する。ケース２は，金属製内壁プレート６，金属
製外壁プレート５及び断熱材４から形成され，マイクロ
波発生装置１で発振したマイクロ波は，ケース２に設け
られた導波管１２を通じてケース２内に導入され，フィ
ルタ３に捕集されたパティキュレート物質を焼却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，ディーゼルエン
ジンから排出される排気ガス中のパティキュレートを捕
集してマイクロ波を利用してＳＰＭを焼却するＤＰＦ装
置に関する。
ジンから排出される排気ガス中のパティキュレートを捕
集してマイクロ波を利用してＳＰＭを焼却するＤＰＦ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，エンジンの排気ガスを処理する排
気ガス処理装置は，排気管に配設したフィルタの面積を
大きく形成すると共にフィルタに対して加熱コイルを取
り付け，排気ガスに含まれるカーボン等のパティキュレ
ート物質をフィルタの前面部に堆積させて捕集し，次い
でフィルタに堆積したカーボンを加熱コイルを通電して
加熱してカーボンを加熱燃焼させて焼却し，フィルタを
再生している。
気ガス処理装置は，排気管に配設したフィルタの面積を
大きく形成すると共にフィルタに対して加熱コイルを取
り付け，排気ガスに含まれるカーボン等のパティキュレ
ート物質をフィルタの前面部に堆積させて捕集し，次い
でフィルタに堆積したカーボンを加熱コイルを通電して
加熱してカーボンを加熱燃焼させて焼却し，フィルタを
再生している。
【０００３】例えば，実開平１−１４４４２７号公報に
開示されたディーゼルパティキュレートフィルタ装置
は，排気ガスをフィルタ本体に通し，該フィルタ本体で
排気ガス中のカーボン，スモーク等のパティキュレート
を捕集し，フィルタ本体にパティキュレートが堆積して
目詰まりした場合に，フィルタ本体に排気ガスを流すの
を遮断し，別のフィルタ本体に排気ガスを流すように切
り換え，目詰まりしたフィルタ本体の下流側から空気を
送り込み，フィルタ本体を加熱して目詰まりしているパ
ティキュレートを焼却するものである。
開示されたディーゼルパティキュレートフィルタ装置
は，排気ガスをフィルタ本体に通し，該フィルタ本体で
排気ガス中のカーボン，スモーク等のパティキュレート
を捕集し，フィルタ本体にパティキュレートが堆積して
目詰まりした場合に，フィルタ本体に排気ガスを流すの
を遮断し，別のフィルタ本体に排気ガスを流すように切
り換え，目詰まりしたフィルタ本体の下流側から空気を
送り込み，フィルタ本体を加熱して目詰まりしているパ
ティキュレートを焼却するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンか
ら排出される排気ガス中には，カーボン，スモーク，Ｈ
Ｃ，ＳＯX 等のパティキュレート物質が含まれている
が，パティキュレート物質は，カーボンと炭化水素の合
成物であり，その大きさは，極めて大きい粒子から小さ
いもの，具体的には，４０μｍ〜０．１μｍの粒径の範
囲であり，２０μｍ程度のものが多く，これらのサイズ
のものが排気ガス中に分散している。特に，パティキュ
レート物質のサイズ中で，２．５μｍ以下の小さい粒径
のものが，環境上，喘息等の人体に悪影響を与えるとい
うことで問題とされている。
ら排出される排気ガス中には，カーボン，スモーク，Ｈ
Ｃ，ＳＯX 等のパティキュレート物質が含まれている
が，パティキュレート物質は，カーボンと炭化水素の合
成物であり，その大きさは，極めて大きい粒子から小さ
いもの，具体的には，４０μｍ〜０．１μｍの粒径の範
囲であり，２０μｍ程度のものが多く，これらのサイズ
のものが排気ガス中に分散している。特に，パティキュ
レート物質のサイズ中で，２．５μｍ以下の小さい粒径
のものが，環境上，喘息等の人体に悪影響を与えるとい
うことで問題とされている。
【０００５】しかしながら，ディーゼルパティキュレー
トフィルタ装置で微粒子のパティキュレート物質を捕集
する場合に，微粒子が繊維フィルタの繊維間の交差空間
を通り抜けて排出される恐れがあり，これらのフィルタ
によって微粒子を捕集することが極めて困難である。そ
こで，これらの粒子径の小さなパティキュレート物質を
捕集することが，大気汚染を防止する上からも大きな問
題になっている。
トフィルタ装置で微粒子のパティキュレート物質を捕集
する場合に，微粒子が繊維フィルタの繊維間の交差空間
を通り抜けて排出される恐れがあり，これらのフィルタ
によって微粒子を捕集することが極めて困難である。そ
こで，これらの粒子径の小さなパティキュレート物質を
捕集することが，大気汚染を防止する上からも大きな問
題になっている。
【０００６】また，ディーゼルパティキュレートフィル
タで捕集されたパティキュレートは，酸素が存在して約
６００℃以上に加熱されると，酸素と反応して容易に燃
焼して焼却させることができる。そこで，ディーゼルパ
ティキュレートフィルタには，フィルタ本体で捕集され
たパティキュレートを加熱焼却してフィルタ本体を再生
できる機能を有する必要がある。そこで，フィルタ本体
を再生するため，フィルタ本体に排気ガスを流しながら
金網に通電し，パティキュレートの燃焼状態に温度を昇
温することが考えられる。
タで捕集されたパティキュレートは，酸素が存在して約
６００℃以上に加熱されると，酸素と反応して容易に燃
焼して焼却させることができる。そこで，ディーゼルパ
ティキュレートフィルタには，フィルタ本体で捕集され
たパティキュレートを加熱焼却してフィルタ本体を再生
できる機能を有する必要がある。そこで，フィルタ本体
を再生するため，フィルタ本体に排気ガスを流しながら
金網に通電し，パティキュレートの燃焼状態に温度を昇
温することが考えられる。
【０００７】また，フィルタをセラミックス繊維で作製
した場合には，繊維間に堆積されたパティキュレート
は，約６００℃以上の温度に昇温されると，着火燃焼し
て焼却される。セラミック繊維がランダムに積層された
フィルタ用繊維間に堆積したパティキュレートは三次元
的に堆積しているので，パティキュレート間に隙間が形
成され易く，パティキュレート間をぬって排気ガスが通
過し易く，排気ガスに含まれている空気によってパティ
キュレートが着火燃焼することになる。
した場合には，繊維間に堆積されたパティキュレート
は，約６００℃以上の温度に昇温されると，着火燃焼し
て焼却される。セラミック繊維がランダムに積層された
フィルタ用繊維間に堆積したパティキュレートは三次元
的に堆積しているので，パティキュレート間に隙間が形
成され易く，パティキュレート間をぬって排気ガスが通
過し易く，排気ガスに含まれている空気によってパティ
キュレートが着火燃焼することになる。
【０００８】ところで，マイクロ波は，高周波電波によ
って発生する電子波であり，１ＧＨ Z 〜４０ＧＨZ の電
子波であり，通常，発振器としてマグネトロンを用い，
その熱陰極から出た電子が径方向電界と軸方向磁界の中
を動き，１ＧＨZ 〜４０ＧＨ Z の周波数領域で発生す
る。そこで，発生した電子波を，パティキュレート物質
等の物体に吸収させ振動させ，発熱反応を起こさせるこ
とが考えられる。マイクロ波は，カーボン，水分に吸収
され，また，テフロン（登録商標），ポリエチレン，セ
ラミックス，プラスチックには吸収され難く透過し，金
属を透過することなく，金属表面で反射されるという特
性を持っている。
って発生する電子波であり，１ＧＨ Z 〜４０ＧＨZ の電
子波であり，通常，発振器としてマグネトロンを用い，
その熱陰極から出た電子が径方向電界と軸方向磁界の中
を動き，１ＧＨZ 〜４０ＧＨ Z の周波数領域で発生す
る。そこで，発生した電子波を，パティキュレート物質
等の物体に吸収させ振動させ，発熱反応を起こさせるこ
とが考えられる。マイクロ波は，カーボン，水分に吸収
され，また，テフロン（登録商標），ポリエチレン，セ
ラミックス，プラスチックには吸収され難く透過し，金
属を透過することなく，金属表面で反射されるという特
性を持っている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の問題を解決することであり，内壁面を金属プレートで
形成したケース内に，セラミック繊維，ハニカム等の材
料から構成したフィルタを配置し，マイクロ波発生装置
で発振させたマイクロ波によってフィルタに捕集された
パティキュレート物質即ちＳＰＭを着火燃焼させて焼却
し，フィルタを再生するディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置即ちＤＰＦ装置を提供することである。
の問題を解決することであり，内壁面を金属プレートで
形成したケース内に，セラミック繊維，ハニカム等の材
料から構成したフィルタを配置し，マイクロ波発生装置
で発振させたマイクロ波によってフィルタに捕集された
パティキュレート物質即ちＳＰＭを着火燃焼させて焼却
し，フィルタを再生するディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置即ちＤＰＦ装置を提供することである。
【００１０】この発明は，エンジンからの排気ガスを排
出する排気管に配置されたケース，前記ケース内に配置
された排気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集
するセラミックス製フィルタ，及び前記フィルタに捕集
された前記パティキュレート物質を焼却するためマイク
ロ波を発振するマイクロ波発生装置を具備し，前記ケー
スは内壁面を構成する金属製内壁プレート，外壁面を構
成する金属製外壁プレート及び前記内壁プレートと前記
外壁プレートとの間に介在された断熱材から形成され，
前記フィルタは前記排気ガスが通過する排気ガス通路を
備えたセラミックス製フィルタ本体から形成され，前記
エンジンに取り付けられた高周波交流発電機の出力を変
換し，前記ケースに巻回された磁場コイルにより磁場を
形成し，前記マイクロ波発生装置で発振したマイクロ波
は，前記ケースに設けられた導波管を通じて前記ケース
内に導入され，前記フィルタ本体に捕集された前記パテ
ィキュレート物質を焼却することから成るＤＰＦ装置に
関する。
出する排気管に配置されたケース，前記ケース内に配置
された排気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集
するセラミックス製フィルタ，及び前記フィルタに捕集
された前記パティキュレート物質を焼却するためマイク
ロ波を発振するマイクロ波発生装置を具備し，前記ケー
スは内壁面を構成する金属製内壁プレート，外壁面を構
成する金属製外壁プレート及び前記内壁プレートと前記
外壁プレートとの間に介在された断熱材から形成され，
前記フィルタは前記排気ガスが通過する排気ガス通路を
備えたセラミックス製フィルタ本体から形成され，前記
エンジンに取り付けられた高周波交流発電機の出力を変
換し，前記ケースに巻回された磁場コイルにより磁場を
形成し，前記マイクロ波発生装置で発振したマイクロ波
は，前記ケースに設けられた導波管を通じて前記ケース
内に導入され，前記フィルタ本体に捕集された前記パテ
ィキュレート物質を焼却することから成るＤＰＦ装置に
関する。
【００１１】前記マイクロ波発生装置は前記導波管に配
置されたマグネトロンによって構成され，前記マグネト
ロンは前記エンジンに設けた発電機で発電された電力を
昇圧した高電圧によって前記マイクロ波を発振する。
置されたマグネトロンによって構成され，前記マグネト
ロンは前記エンジンに設けた発電機で発電された電力を
昇圧した高電圧によって前記マイクロ波を発振する。
【００１２】このＤＰＦ装置には，前記フィルタの上流
側と下流側との前記排気管には排気ガス圧を検出する圧
力センサがそれぞれ設けられ，コントローラは前記圧力
センサによる上流側と下流側との前記排気ガス圧の圧力
比が予め決められた値より大きいことに応答して前記マ
イクロ波発生装置によって発生する前記マイクロ波と磁
場コイルの磁力を増強する制御を行う。
側と下流側との前記排気管には排気ガス圧を検出する圧
力センサがそれぞれ設けられ，コントローラは前記圧力
センサによる上流側と下流側との前記排気ガス圧の圧力
比が予め決められた値より大きいことに応答して前記マ
イクロ波発生装置によって発生する前記マイクロ波と磁
場コイルの磁力を増強する制御を行う。
【００１３】前記フィルタ本体は，多数の長手方向通孔
を備えた多孔質セラミックスから作製されたハニカムフ
ィルタ本体から構成されている。
を備えた多孔質セラミックスから作製されたハニカムフ
ィルタ本体から構成されている。
【００１４】前記ハニカムフィルタ本体は，炭化ケイ
素，窒化ケイ素，アルミナ又はコーディエライトから成
り，前記長手方向通孔の両端が互い違いに閉鎖され，前
記通孔に前記パティキュレート物質が所定量以上堆積し
た時に，前記マイクロ波で前記パティキュレート物質が
焼却される。
素，窒化ケイ素，アルミナ又はコーディエライトから成
り，前記長手方向通孔の両端が互い違いに閉鎖され，前
記通孔に前記パティキュレート物質が所定量以上堆積し
た時に，前記マイクロ波で前記パティキュレート物質が
焼却される。
【００１５】前記フィルタ本体は，多数の通孔を備えた
セラミックス製の外側多孔筒体と内側多孔筒体，及び前
記外側多孔筒体と前記内側多孔筒体との間にランダムに
積層配置されたセラミックス製繊維部材から構成され，
前記内外の多孔筒体の側面を通過するように構成されて
いる。
セラミックス製の外側多孔筒体と内側多孔筒体，及び前
記外側多孔筒体と前記内側多孔筒体との間にランダムに
積層配置されたセラミックス製繊維部材から構成され，
前記内外の多孔筒体の側面を通過するように構成されて
いる。
【００１６】前記セラミックス製繊維部材は，ＳｉＣ繊
維，或いはアルミナ，Ｓｉ3 Ｎ4 又はシリカの耐熱性繊
維材の繊維表面にＳｉＣのコーティングが施されてい
る。
維，或いはアルミナ，Ｓｉ3 Ｎ4 又はシリカの耐熱性繊
維材の繊維表面にＳｉＣのコーティングが施されてい
る。
【００１７】このＤＰＦ装置は，上記のように構成した
ので，エンジンの運転時に，マグネトロンを作動して断
続的又は連続的にマイクロ波を発生させ，フィルタに捕
集されたパティキュレート物質即ちＳＰＭをマイクロ波
によって着火燃焼させ，ＳＰＭを焼却し，フィルタを再
生して排気ガスを浄化する。マイクロ波は，マグネトロ
ンの発振器により高周波振動波を作り，高周波発振電力
による電圧変化により電子運動を励起し，カーボンを含
むＳＰＭにマイクロ波を吸収させ，ＳＰＭを加熱焼却す
る。マイクロ波は，磁場中に発振されることで共振を起
こし，エネルギ密度が増加するので，ＳＰＭを焼却させ
たり，又はＮＯとＨＣとが反応してＮ2，Ｈ2 Ｏ，ＣＯ
2 に転化し，言い換えれば，ＮＯX が還元される。
ので，エンジンの運転時に，マグネトロンを作動して断
続的又は連続的にマイクロ波を発生させ，フィルタに捕
集されたパティキュレート物質即ちＳＰＭをマイクロ波
によって着火燃焼させ，ＳＰＭを焼却し，フィルタを再
生して排気ガスを浄化する。マイクロ波は，マグネトロ
ンの発振器により高周波振動波を作り，高周波発振電力
による電圧変化により電子運動を励起し，カーボンを含
むＳＰＭにマイクロ波を吸収させ，ＳＰＭを加熱焼却す
る。マイクロ波は，磁場中に発振されることで共振を起
こし，エネルギ密度が増加するので，ＳＰＭを焼却させ
たり，又はＮＯとＨＣとが反応してＮ2，Ｈ2 Ｏ，ＣＯ
2 に転化し，言い換えれば，ＮＯX が還元される。
【００１８】電源により駆動されたマグネトロンは，マ
イクロ波発生回路によってマイクロ波を発振させるもの
であり，交流をトランスで高圧化した電波を全波整流
し，或いは半波整流することによって，高周波振動マイ
クロ波を発生させる。高周波振動マイクロ波によって励
起された電波が物体即ちＳＰＭ中に吸収され，ＳＰＭの
みを振動させて発熱させるので，小さなエネルギでＳＰ
Ｍを高温度に昇温し，ＳＰＭを焼却させることができ
る。
イクロ波発生回路によってマイクロ波を発振させるもの
であり，交流をトランスで高圧化した電波を全波整流
し，或いは半波整流することによって，高周波振動マイ
クロ波を発生させる。高周波振動マイクロ波によって励
起された電波が物体即ちＳＰＭ中に吸収され，ＳＰＭの
みを振動させて発熱させるので，小さなエネルギでＳＰ
Ｍを高温度に昇温し，ＳＰＭを焼却させることができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
によるマイクロ波でＳＰＭを焼却するＤＰＦ装置の実施
例を説明する。図１はこの発明によるマイクロ波でＳＰ
Ｍを焼却するＤＰＦ装置の一実施例を示す概略説明図で
ある。
によるマイクロ波でＳＰＭを焼却するＤＰＦ装置の実施
例を説明する。図１はこの発明によるマイクロ波でＳＰ
Ｍを焼却するＤＰＦ装置の一実施例を示す概略説明図で
ある。
【００２０】このマイクロ波でＳＰＭを焼却するＤＰＦ
装置は，エンジンを構成する燃焼室からの排気ガスを排
出する排気管１３に組み込まれ，排気ガス中に含まれる
パティキュレート物質（ＳＰＭ）をフィルタ３で捕集
し，捕集されたパティキュレート物質をマイクロ波を発
生させ，該マイクロ波でパティキュレート物質を加熱焼
却し，排気ガスを浄化するものである。このＤＰＦ装置
は，二重壁のケース２内にハニカム構造のフィルタ３が
配置され，排気管１３からの排気ガスがケース２内の上
流側排気ガス通路２９に流入し，フィルタ３を通過して
浄化され，次いで，浄化された排気ガスはケース２内の
下流側排気ガス通路３０から排気管１３へ排出される。
装置は，エンジンを構成する燃焼室からの排気ガスを排
出する排気管１３に組み込まれ，排気ガス中に含まれる
パティキュレート物質（ＳＰＭ）をフィルタ３で捕集
し，捕集されたパティキュレート物質をマイクロ波を発
生させ，該マイクロ波でパティキュレート物質を加熱焼
却し，排気ガスを浄化するものである。このＤＰＦ装置
は，二重壁のケース２内にハニカム構造のフィルタ３が
配置され，排気管１３からの排気ガスがケース２内の上
流側排気ガス通路２９に流入し，フィルタ３を通過して
浄化され，次いで，浄化された排気ガスはケース２内の
下流側排気ガス通路３０から排気管１３へ排出される。
【００２１】ケース２は，内壁面を構成する透磁性の悪
い，例えば，オーステナイトステンレス等の金属製内壁
プレート６，外壁面を構成する金属製外壁プレート５及
び内壁プレート６と外壁プレート５との間に介在された
低熱伝導率のセラミックス等の断熱材４から形成されて
いる。内壁プレート６には，マイクロ波発生装置１のマ
グネトロン２０で発振したマイクロ波を導入するため，
上流側排気ガス通路２９に開口する導波管１２が接続さ
れている。フィルタ３の下流側の排気管１３には，マイ
クロ波がケース２以外の排気管１３への漏出を防止する
ため，遮波プレート２８が設けられている。遮波プレー
ト２８は，排気ガスを通すように孔空きプレートが複数
枚積層して配置されている。また，図示していないが，
遮波プレートは，フィルタ３の上流側の排気管１３に設
けることもできる。
い，例えば，オーステナイトステンレス等の金属製内壁
プレート６，外壁面を構成する金属製外壁プレート５及
び内壁プレート６と外壁プレート５との間に介在された
低熱伝導率のセラミックス等の断熱材４から形成されて
いる。内壁プレート６には，マイクロ波発生装置１のマ
グネトロン２０で発振したマイクロ波を導入するため，
上流側排気ガス通路２９に開口する導波管１２が接続さ
れている。フィルタ３の下流側の排気管１３には，マイ
クロ波がケース２以外の排気管１３への漏出を防止する
ため，遮波プレート２８が設けられている。遮波プレー
ト２８は，排気ガスを通すように孔空きプレートが複数
枚積層して配置されている。また，図示していないが，
遮波プレートは，フィルタ３の上流側の排気管１３に設
けることもできる。
【００２２】マイクロ波を発振させるマイクロ波発生装
置１は，マグネトロン２０と，マグネトロン２０へ高電
圧を印加する電気回路によって構成され，電気回路はエ
ンジンに設けられた発電機で発電した電力を高電圧にし
てマグネトロン２０によってマイクロ波を発振させる。
電気回路は，交流電源１６からの電圧がトランス１５に
よって高電圧にされ，交流電源１７からの電圧がトラン
ス１４によって高電圧にされ，それらの高電圧は，コン
トローラ１０の指令でマグネトロン２０に印加され，マ
グネトロン２０からマイクロ波が発振される。マイクロ
波発生装置１は，コントローラ１０の電源即ちバッテリ
２６からの電力で作動される。また，エンジンには高周
波交流発電機４８が設けられ，高周波交流発電機４８の
出力は，コントローラ１０で変換されてケース２に巻回
された磁場コイル４９に供給され，ケース２内に磁場を
形成する。図中，２１，２２はダイオード，２３，２４
はコンデンサ，２５は抵抗，及び２７はアースを示す。
置１は，マグネトロン２０と，マグネトロン２０へ高電
圧を印加する電気回路によって構成され，電気回路はエ
ンジンに設けられた発電機で発電した電力を高電圧にし
てマグネトロン２０によってマイクロ波を発振させる。
電気回路は，交流電源１６からの電圧がトランス１５に
よって高電圧にされ，交流電源１７からの電圧がトラン
ス１４によって高電圧にされ，それらの高電圧は，コン
トローラ１０の指令でマグネトロン２０に印加され，マ
グネトロン２０からマイクロ波が発振される。マイクロ
波発生装置１は，コントローラ１０の電源即ちバッテリ
２６からの電力で作動される。また，エンジンには高周
波交流発電機４８が設けられ，高周波交流発電機４８の
出力は，コントローラ１０で変換されてケース２に巻回
された磁場コイル４９に供給され，ケース２内に磁場を
形成する。図中，２１，２２はダイオード，２３，２４
はコンデンサ，２５は抵抗，及び２７はアースを示す。
【００２３】フィルタ３は，セラミックス製ハニカムフ
ィルタ本体から構成されている。ハニカムフィルタ本体
は，炭化ケイ素，窒化ケイ素，アルミナ又はコーディエ
ライトから成り，多数の長手方向通孔４１，４４を備え
た多孔質セラミックスから作製されたハニカムフィルタ
本体から構成され，軸方向の通孔４１，４４の両端を互
い違いに閉鎖し，通孔４１，４４にパティキュレート物
質が所定量以上堆積した時に，マイクロ波でパティキュ
レート物質を焼却するように構成されている。例えば，
フィルタ３における長手方向に延びる通孔４１は，上流
側排気ガス通路２９側に入口４２を形成し，下流側排気
ガス通路３０側が閉鎖され，また，長手方向に延びる隣
接する通孔４４は，上流側排気ガス通路２９側が閉鎖さ
れ，下流側排気ガス通路３０側に出口４３が形成されて
いる。入口４２から通孔４１に流入した排気ガスは，通
孔４１の壁を通過して隣接する通孔４４へ通過し，通孔
４４の出口４３から下流側排気ガス通路３０へ放出され
る。
ィルタ本体から構成されている。ハニカムフィルタ本体
は，炭化ケイ素，窒化ケイ素，アルミナ又はコーディエ
ライトから成り，多数の長手方向通孔４１，４４を備え
た多孔質セラミックスから作製されたハニカムフィルタ
本体から構成され，軸方向の通孔４１，４４の両端を互
い違いに閉鎖し，通孔４１，４４にパティキュレート物
質が所定量以上堆積した時に，マイクロ波でパティキュ
レート物質を焼却するように構成されている。例えば，
フィルタ３における長手方向に延びる通孔４１は，上流
側排気ガス通路２９側に入口４２を形成し，下流側排気
ガス通路３０側が閉鎖され，また，長手方向に延びる隣
接する通孔４４は，上流側排気ガス通路２９側が閉鎖さ
れ，下流側排気ガス通路３０側に出口４３が形成されて
いる。入口４２から通孔４１に流入した排気ガスは，通
孔４１の壁を通過して隣接する通孔４４へ通過し，通孔
４４の出口４３から下流側排気ガス通路３０へ放出され
る。
【００２４】このＤＰＦ装置では，ケース２には，導波
管１２が接続された内壁プレート６にマイクロ波を導入
する入口部４７が形成され，マグネトロン２０で発振さ
れたマイクロ波は入口部４７から内壁プレート６内に導
入され，フィルタ３に捕集されたパティキュレート物質
を焼却する。コントローラ１０は，フィルタ３に排気ガ
スを流す際に，フィルタ３の上流側の排気管１３に設け
られた圧力センサ９と，フィルタ３の下流側の排気管１
３に設けられた圧力センサ１１とからのパティキュレー
ト物質の捕集状態，及び回転センサ１８と負荷センサ１
９からのエンジンの運転状態に応答し，マイクロ波発生
装置１によるマイクロ波の発生状態を調整し，パティキ
ュレート物質を着火燃焼させて焼却する制御をする。コ
ントローラ１０は，排気ガス圧を検出する圧力センサ
９，１１による上流側と下流側との排気ガス圧の圧力比
が予め決められた値より大きいことに応答してマイクロ
波と磁場コイル４９の磁力の発生を増強するように制御
する。
管１２が接続された内壁プレート６にマイクロ波を導入
する入口部４７が形成され，マグネトロン２０で発振さ
れたマイクロ波は入口部４７から内壁プレート６内に導
入され，フィルタ３に捕集されたパティキュレート物質
を焼却する。コントローラ１０は，フィルタ３に排気ガ
スを流す際に，フィルタ３の上流側の排気管１３に設け
られた圧力センサ９と，フィルタ３の下流側の排気管１
３に設けられた圧力センサ１１とからのパティキュレー
ト物質の捕集状態，及び回転センサ１８と負荷センサ１
９からのエンジンの運転状態に応答し，マイクロ波発生
装置１によるマイクロ波の発生状態を調整し，パティキ
ュレート物質を着火燃焼させて焼却する制御をする。コ
ントローラ１０は，排気ガス圧を検出する圧力センサ
９，１１による上流側と下流側との排気ガス圧の圧力比
が予め決められた値より大きいことに応答してマイクロ
波と磁場コイル４９の磁力の発生を増強するように制御
する。
【００２５】また，コントローラ１０は，回転センサ１
８で検出されたエンジン回転数，及び負荷センサ１９で
検出されたエンジン負荷の運転状態に応じてエンジンで
発生する排気ガス中のパティキュレート物質の発生量が
変化するが，発生したパティキュレート物質の量や，フ
ィルタ３の捕集されたパティキュレート物質の量に応じ
てマイクロ波発生装置１を制御し，マイクロ波の発振状
態を制御し，排気ガス中のパティキュレート物質を常に
良好に焼却し，フィルタ３を再生する。例えば，マイク
ロ波発生装置１は，エンジン負荷が部分負荷時及び始動
直後の冷却水温度が低い時に，マグネトロン２０に高電
圧を印加してマイクロ波を発振させ，パティキュレート
物質の化学反応を促進し，ＮＯとＨＣの反応を促進させ
る。
８で検出されたエンジン回転数，及び負荷センサ１９で
検出されたエンジン負荷の運転状態に応じてエンジンで
発生する排気ガス中のパティキュレート物質の発生量が
変化するが，発生したパティキュレート物質の量や，フ
ィルタ３の捕集されたパティキュレート物質の量に応じ
てマイクロ波発生装置１を制御し，マイクロ波の発振状
態を制御し，排気ガス中のパティキュレート物質を常に
良好に焼却し，フィルタ３を再生する。例えば，マイク
ロ波発生装置１は，エンジン負荷が部分負荷時及び始動
直後の冷却水温度が低い時に，マグネトロン２０に高電
圧を印加してマイクロ波を発振させ，パティキュレート
物質の化学反応を促進し，ＮＯとＨＣの反応を促進させ
る。
【００２６】次に，図２及び図３を参照して，この発明
によるＤＰＦ装置の別の実施例を説明する。図２はこの
発明によるマイクロ波でＳＰＭを焼却するＤＰＦ装置の
別の実施例を示す概略説明図，及び図３は図２のＤＰＦ
装置におけるフィルタを示す概略斜視図である。この実
施例のＤＰＦ装置は，上記実施例と比較して，フィルタ
の構造が異なる以外は，実質的に同一の構造であるの
で，同一の部品には同一の符号を付して重複する説明を
省略する。
によるＤＰＦ装置の別の実施例を説明する。図２はこの
発明によるマイクロ波でＳＰＭを焼却するＤＰＦ装置の
別の実施例を示す概略説明図，及び図３は図２のＤＰＦ
装置におけるフィルタを示す概略斜視図である。この実
施例のＤＰＦ装置は，上記実施例と比較して，フィルタ
の構造が異なる以外は，実質的に同一の構造であるの
で，同一の部品には同一の符号を付して重複する説明を
省略する。
【００２７】フィルタ３１は，ケース２の出口８側のフ
ィルタ端部の外周に出口４６を形成し且つフィルタ端面
を遮蔽プレート３７で閉鎖するように支持バー３５によ
ってフィルタ端部が支持され，また，ケース２の入口７
側のフィルタ端部の周囲を閉鎖し且つ中央部に入口４５
を形成した遮蔽プレート３６で支持されている。従っ
て，排気管１３からケース２の入口７へ流入した排気ガ
スは，遮蔽プレート３６の中央部に入口４５と上流側通
路３８を通ってフィルタ３１をその内周面から側面を通
過して外周面へと流れ，外周側の下流側排気ガス通路３
９へ排出され，フィルタ３１でパティキュレート物質が
捕集され，浄化された排気ガスは出口４６からケース２
の出口８を通って排気管１３へ排出される。エンジンか
ら排出される排気ガスは，フィルタ３１を通過する際に
フィルタ３１において排気ガス中に含まれるカーボン，
スモーク，ＨＣ，ＳＯX 等のパティキュレート物質即ち
ＳＰＭが捕集され，浄化される。
ィルタ端部の外周に出口４６を形成し且つフィルタ端面
を遮蔽プレート３７で閉鎖するように支持バー３５によ
ってフィルタ端部が支持され，また，ケース２の入口７
側のフィルタ端部の周囲を閉鎖し且つ中央部に入口４５
を形成した遮蔽プレート３６で支持されている。従っ
て，排気管１３からケース２の入口７へ流入した排気ガ
スは，遮蔽プレート３６の中央部に入口４５と上流側通
路３８を通ってフィルタ３１をその内周面から側面を通
過して外周面へと流れ，外周側の下流側排気ガス通路３
９へ排出され，フィルタ３１でパティキュレート物質が
捕集され，浄化された排気ガスは出口４６からケース２
の出口８を通って排気管１３へ排出される。エンジンか
ら排出される排気ガスは，フィルタ３１を通過する際に
フィルタ３１において排気ガス中に含まれるカーボン，
スモーク，ＨＣ，ＳＯX 等のパティキュレート物質即ち
ＳＰＭが捕集され，浄化される。
【００２８】フィルタ３１を形成するフィルタ本体は，
多数の通孔３４を備えた外側多孔筒体３３，多数の通孔
３４を備えた内側多孔筒体３２，及び外側多孔筒体３３
と内側多孔筒体３２との間にランダムに積層配置された
繊維部材４０から構成されている。セラミックス製繊維
部材は，ＳｉＣ繊維，或いはアルミナ，Ｓｉ3 Ｎ4 又は
シリカの耐熱性繊維材の繊維表面にＳｉＣのコーティン
グが施されている。フィルタ３１は，図２では円筒状に
形成されているが，フィルタ表面積をアップさせるた
め，全体として襞付き筒形状の所定の形状に成形するこ
ともできる。また，フィルタ３１は，その他，平板状，
波状等の形状に構成することもできる。フィルタ３１を
構成する外側多孔筒体３３，内側多孔筒体３２及び繊維
部材４０は，耐熱性，耐腐食性に優れたマイクロ波を通
過させるセラミックス等の材料から作製されている。繊
維部材４０は，例えば，ＳｉＣで被覆されたＳｉ
3 Ｎ4 ，及び／又はＳｉＣ（Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ）のセラミックス繊維をランダムに
積層した不織布で形成され，セラミック繊維の繊維径
は，例えば，５〜１５μｍ程度であり，長さは３０〜１
５０ｍｍ程度である。また，フェルト状に積層したセラ
ミックス繊維材は，例えば，その厚さが３〜５ｍｍ程度
に形成されている。
多数の通孔３４を備えた外側多孔筒体３３，多数の通孔
３４を備えた内側多孔筒体３２，及び外側多孔筒体３３
と内側多孔筒体３２との間にランダムに積層配置された
繊維部材４０から構成されている。セラミックス製繊維
部材は，ＳｉＣ繊維，或いはアルミナ，Ｓｉ3 Ｎ4 又は
シリカの耐熱性繊維材の繊維表面にＳｉＣのコーティン
グが施されている。フィルタ３１は，図２では円筒状に
形成されているが，フィルタ表面積をアップさせるた
め，全体として襞付き筒形状の所定の形状に成形するこ
ともできる。また，フィルタ３１は，その他，平板状，
波状等の形状に構成することもできる。フィルタ３１を
構成する外側多孔筒体３３，内側多孔筒体３２及び繊維
部材４０は，耐熱性，耐腐食性に優れたマイクロ波を通
過させるセラミックス等の材料から作製されている。繊
維部材４０は，例えば，ＳｉＣで被覆されたＳｉ
3 Ｎ4 ，及び／又はＳｉＣ（Ｓｉ−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｔｉ
−Ｃ−Ｏ，Ｓｉ−Ｃ）のセラミックス繊維をランダムに
積層した不織布で形成され，セラミック繊維の繊維径
は，例えば，５〜１５μｍ程度であり，長さは３０〜１
５０ｍｍ程度である。また，フェルト状に積層したセラ
ミックス繊維材は，例えば，その厚さが３〜５ｍｍ程度
に形成されている。
【００２９】
【発明の効果】この発明によるＤＰＦ装置は，上記のよ
うに構成されているので，ディーゼルエンジンから排出
される排気ガスが排気管からフィルタを通過する際に排
気ガスに含まれるパティキュレート物質の微粒子が捕集
され，捕集されたパティキュレート物質はマイクロ波に
よって加熱焼却される。このＤＰＦ装置を用いれば，特
に問題となる０．２５μｍ以下の小さい粒径のパティキ
ュレート物質を捕集でき，外部に放出することがないの
で，クリーンな排気ガスに浄化でき，健康を害するよう
な環境汚染等を引き起こすことがない。
うに構成されているので，ディーゼルエンジンから排出
される排気ガスが排気管からフィルタを通過する際に排
気ガスに含まれるパティキュレート物質の微粒子が捕集
され，捕集されたパティキュレート物質はマイクロ波に
よって加熱焼却される。このＤＰＦ装置を用いれば，特
に問題となる０．２５μｍ以下の小さい粒径のパティキ
ュレート物質を捕集でき，外部に放出することがないの
で，クリーンな排気ガスに浄化でき，健康を害するよう
な環境汚染等を引き起こすことがない。
【図１】この発明によるマイクロ波でＳＰＭを焼却する
ＤＰＦ装置の一実施例を示す概略説明図である。
ＤＰＦ装置の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】この発明によるマイクロ波でＳＰＭを焼却する
ＤＰＦ装置の別の実施例を示す概略説明図である。
ＤＰＦ装置の別の実施例を示す概略説明図である。
【図３】図２のＤＰＦ装置におけるフィルタを示す概略
斜視図である。
斜視図である。
１ マイクロ波発生装置 ２ ケース ３，３１ フィルタ ４ 断熱材 ５ 外壁プレート ６ 内壁プレート ７，４２，４５ 入口 ８，４３，４６ 出口 ９，１１ 圧力センサ １０ コントローラ １２ 導波管 １３ 排気管 １４，１５ トランス １６，１７ 交流電源 １８ 回転センサ １９ 負荷センサ ２０ マグネトロン ２８ 遮波プレート ２９，３８ 上流側排気ガス通路 ３０，３９ 下流側排気ガス通路 ３２ 内側多孔筒体 ３３ 外側多孔筒体 ３４ 通孔 ３５ 支持バー ３６，３７ 遮蔽プレート ４０ セラミックス繊維部材 ４１，４４ 長手方向通孔 ４８ 高周波交流発電機 ４９ 磁場コイル
Claims (7)
- 【請求項１】 エンジンからの排気ガスを排出する排気
管に配置されたケース，前記ケース内に配置された排気
ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集するセラミ
ックス製フィルタ，及び前記フィルタに捕集された前記
パティキュレート物質を焼却するためマイクロ波を発振
するマイクロ波発生装置を具備し，前記ケースは内壁面
を構成する金属製内壁プレート，外壁面を構成する金属
製外壁プレート及び前記内壁プレートと前記外壁プレー
トとの間に介在された断熱材から形成され，前記フィル
タは前記排気ガスが通過する排気ガス通路を備えたセラ
ミックス製フィルタ本体から形成され，前記エンジンに
取り付けられた高周波交流発電機の出力を変換し，前記
ケースに巻回された磁場コイルにより磁場を形成し，前
記マイクロ波発生装置で発振したマイクロ波は，前記ケ
ースに設けられた導波管を通じて前記ケース内に導入さ
れ，前記フィルタ本体に捕集された前記パティキュレー
ト物質を焼却することから成るＤＰＦ装置。 - 【請求項２】 前記マイクロ波発生装置は前記導波管に
配置されたマグネトロンによって構成され，前記マグネ
トロンは前記エンジンに設けた発電機で発電された電力
を昇圧した高電圧によって前記マイクロ波を発振するこ
とから成る請求項１に記載のＤＰＦ装置。 - 【請求項３】 前記フィルタの上流側と下流側との前記
排気管には排気ガス圧を検出する圧力センサがそれぞれ
設けられ，コントローラは前記圧力センサによる上流側
と下流側との前記排気ガス圧の圧力比が予め決められた
値より大きいことに応答して前記マイクロ波発生装置に
よって発生する前記マイクロ波と前記磁場コイルの磁力
を増強する制御を行うことから成る請求項１に記載のＤ
ＰＦ装置。 - 【請求項４】 前記フィルタ本体は，多数の長手方向通
孔を備えた多孔質セラミックスから作製されたハニカム
フィルタ本体から構成されていることから成る請求項１
に記載のＤＰＦ装置。 - 【請求項５】 前記ハニカムフィルタ本体は，炭化ケイ
素，窒化ケイ素，アルミナ又はコーディエライトから成
り，前記長手方向通孔の両端が互い違いに閉鎖され，前
記通孔に前記パティキュレート物質が所定量以上堆積し
た時に，前記マイクロ波で前記パティキュレート物質が
焼却されることから成る請求項４に記載のＤＰＦ装置。 - 【請求項６】 前記フィルタ本体は，多数の通孔を備え
たセラミックス製の外側多孔筒体と内側多孔筒体，及び
前記外側多孔筒体と前記内側多孔筒体との間にランダム
に積層配置されたセラミックス製繊維部材から構成さ
れ，前記内外多孔筒体の側面を通過するように構成され
ていることから成る請求項１に記載のＤＰＦ装置。 - 【請求項７】 前記セラミックス製繊維部材は，ＳｉＣ
繊維，或いはアルミナ，Ｓｉ3 Ｎ4 又はシリカの耐熱性
繊維材の繊維表面にＳｉＣのコーティングが施されてい
ることから成る請求項６に記載のＤＰＦ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000113719A JP2001295628A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | マイクロ波でｓｐｍを焼却するｄｐｆ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000113719A JP2001295628A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | マイクロ波でｓｐｍを焼却するｄｐｆ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001295628A true JP2001295628A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18625639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000113719A Pending JP2001295628A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | マイクロ波でｓｐｍを焼却するｄｐｆ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001295628A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100480098B1 (ko) * | 2002-02-05 | 2005-04-06 | 엘지전자 주식회사 | 자동차의 배기가스 처리장치 |
| JP2012154247A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Denso Corp | 排気処理装置 |
| CN109107318A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-01 | 郑州大学 | 一种烟熏***及其烟熏炉烟气净化装置 |
| CN109424393A (zh) * | 2018-01-08 | 2019-03-05 | 陈爱国 | 一种尾气处理装置及方法 |
-
2000
- 2000-04-14 JP JP2000113719A patent/JP2001295628A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100480098B1 (ko) * | 2002-02-05 | 2005-04-06 | 엘지전자 주식회사 | 자동차의 배기가스 처리장치 |
| JP2012154247A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Denso Corp | 排気処理装置 |
| CN109424393A (zh) * | 2018-01-08 | 2019-03-05 | 陈爱国 | 一种尾气处理装置及方法 |
| CN109107318A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-01 | 郑州大学 | 一种烟熏***及其烟熏炉烟气净化装置 |
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