JP2002339732A - ディーゼル微粒子トラップのマイクロ波再生 - Google Patents
ディーゼル微粒子トラップのマイクロ波再生Info
- Publication number
- JP2002339732A JP2002339732A JP2001383542A JP2001383542A JP2002339732A JP 2002339732 A JP2002339732 A JP 2002339732A JP 2001383542 A JP2001383542 A JP 2001383542A JP 2001383542 A JP2001383542 A JP 2001383542A JP 2002339732 A JP2002339732 A JP 2002339732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- particulate
- absorbing material
- trap
- particulate trap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
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
- F01N3/022—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- 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
-
- 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
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/10—Residue burned
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/30—Exhaust treatment
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)
- Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 微粒子トラップにおいて再生を開始する
方法及び装置に関する。本方法は、微粒子が蓄積する領
域に該微粒子トラップ内のマイクロ波吸収材料を配置
し、マイクロ波を発生し、該マイクロ波吸収材料でマイ
クロ波を吸収し、微粒子の焼き払いを開始するように該
記マイクロ波を制御する、各工程を含む。
方法及び装置に関する。本方法は、微粒子が蓄積する領
域に該微粒子トラップ内のマイクロ波吸収材料を配置
し、マイクロ波を発生し、該マイクロ波吸収材料でマイ
クロ波を吸収し、微粒子の焼き払いを開始するように該
記マイクロ波を制御する、各工程を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル微粒子
トラップに関する。より詳しくは、本発明は、マイクロ
波放射を使用してディーゼル微粒子トラップを再生する
ための方法及び装置に関する。
トラップに関する。より詳しくは、本発明は、マイクロ
波放射を使用してディーゼル微粒子トラップを再生する
ための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】調整機能の向上は、ディーゼルエンジンに
より生成された微粒子の許容可能なレベルを減少させて
きた。微粒子は、概して微粒子フィルター又はトラップ
により捕捉され、減少される、すすとして特徴付けるこ
とができる。現在の微粒子フィルター又はトラップは、
微粒子を捕捉する小孔が形成された分離媒体を含む。捕
捉された材料は、微粒子トラップ内に蓄積し、これによ
って微粒子トラップ内の流れ抵抗が増大し、背圧を生じ
させる。背圧を無くし、空気の流れが微粒子トラップを
通って流れることを可能にするべく微粒子トラップ内の
微粒子／すすを加熱抜き取りするため微粒子トラップを
再生させなければならない。微粒子トラップを再生する
過去のプラクティスは、微粒子に燃焼を生成するため例
えばバーナー又は電気ヒーター等のエネルギー源を利用
していた。これらの過去のプラクティスによるディーゼ
ル微粒子トラップの微粒子燃焼は、過度の温度上昇を制
御することが困難であり、その結果、過度の温度上昇を
生じさせ得ることが分かった。
より生成された微粒子の許容可能なレベルを減少させて
きた。微粒子は、概して微粒子フィルター又はトラップ
により捕捉され、減少される、すすとして特徴付けるこ
とができる。現在の微粒子フィルター又はトラップは、
微粒子を捕捉する小孔が形成された分離媒体を含む。捕
捉された材料は、微粒子トラップ内に蓄積し、これによ
って微粒子トラップ内の流れ抵抗が増大し、背圧を生じ
させる。背圧を無くし、空気の流れが微粒子トラップを
通って流れることを可能にするべく微粒子トラップ内の
微粒子／すすを加熱抜き取りするため微粒子トラップを
再生させなければならない。微粒子トラップを再生する
過去のプラクティスは、微粒子に燃焼を生成するため例
えばバーナー又は電気ヒーター等のエネルギー源を利用
していた。これらの過去のプラクティスによるディーゼ
ル微粒子トラップの微粒子燃焼は、過度の温度上昇を制
御することが困難であり、その結果、過度の温度上昇を
生じさせ得ることが分かった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイクロ波エ
ネルギーを使用して微粒子トラップを再生するための方
法及び装置である。本発明は、再生を開始して微粒子が
成長することを防止するため、例えば微粒子トラップの
入口チャンネル端部プラグの近傍など、微粒子トラップ
内の位置を選択してマイクロ波を差し向ける。位置を選
択してマイクロ波を差し向けることによって、比較的少
量のエネルギーで、微粒子トラップを再生する微粒子燃
焼が開始される。少量の微粒子の発熱又は燃焼が、より
多数の微粒子を燃焼させるために投入される。
ネルギーを使用して微粒子トラップを再生するための方
法及び装置である。本発明は、再生を開始して微粒子が
成長することを防止するため、例えば微粒子トラップの
入口チャンネル端部プラグの近傍など、微粒子トラップ
内の位置を選択してマイクロ波を差し向ける。位置を選
択してマイクロ波を差し向けることによって、比較的少
量のエネルギーで、微粒子トラップを再生する微粒子燃
焼が開始される。少量の微粒子の発熱又は燃焼が、より
多数の微粒子を燃焼させるために投入される。
【０００４】本発明は、ディーゼルエンジンの排気物流
れ内に配置された微粒子トラップを備える。微粒子トラ
ップは、微粒子トラップ内の選択された位置に、マイク
ロ波を吸収するように構成されたマイクロ波吸収材料を
備える。マイクロ波源が、波ガイド手段に作動的に連結
され、焦点リングが、マイクロ波をマイクロ波吸収材料
に差し向けるために使用されてもよい。マイクロ波吸収
材料は、微粒子を焼き払うため入射マイクロ波に応答し
て熱を発生させる。微粒子トラップハウジングの基本的
構成、並びに、マイクロ波エネルギーを吸収する上で非
効率的となろう微粒子トラップ内の他の領域に対して、
マイクロ波透過可能物質が使用されるのが好ましい。
れ内に配置された微粒子トラップを備える。微粒子トラ
ップは、微粒子トラップ内の選択された位置に、マイク
ロ波を吸収するように構成されたマイクロ波吸収材料を
備える。マイクロ波源が、波ガイド手段に作動的に連結
され、焦点リングが、マイクロ波をマイクロ波吸収材料
に差し向けるために使用されてもよい。マイクロ波吸収
材料は、微粒子を焼き払うため入射マイクロ波に応答し
て熱を発生させる。微粒子トラップハウジングの基本的
構成、並びに、マイクロ波エネルギーを吸収する上で非
効率的となろう微粒子トラップ内の他の領域に対して、
マイクロ波透過可能物質が使用されるのが好ましい。
【０００５】本発明では、マイクロ波反射及び案内物質
は、それらがマイクロ波吸収材料に入射するまでマイク
ロ波を案内し反射するように構成される。マイクロ波
は、それらがマイクロ波吸収材料に入射するまで、微粒
子トラップの回りを事実上跳ね回る。マイクロ波吸収材
料を効果的に配置することによって、微粒子の焼き払い
（バーンオフ；burn off）を開始するため最も必要とさ
れる位置で、マイクロ波を効率的に使用することができ
る。
は、それらがマイクロ波吸収材料に入射するまでマイク
ロ波を案内し反射するように構成される。マイクロ波
は、それらがマイクロ波吸収材料に入射するまで、微粒
子トラップの回りを事実上跳ね回る。マイクロ波吸収材
料を効果的に配置することによって、微粒子の焼き払い
（バーンオフ；burn off）を開始するため最も必要とさ
れる位置で、マイクロ波を効率的に使用することができ
る。
【０００６】本発明におけるマイクロ波の使用は、微粒
子トラップの再生の頻度を正確に制御することを更に可
能にする。本発明は、実験的に生成された微粒子トラッ
プ作動データに基づいて、再生を計画することができ、
及び／又は、何時微粒子トラップが再生を必要とするか
を決定するため圧力センサーを利用してもよい。
子トラップの再生の頻度を正確に制御することを更に可
能にする。本発明は、実験的に生成された微粒子トラッ
プ作動データに基づいて、再生を計画することができ、
及び／又は、何時微粒子トラップが再生を必要とするか
を決定するため圧力センサーを利用してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、ディーゼル用途で使用さ
れる、典型的な壁流れモノリス微粒子トラップ１０、即
ち「微粒子トラップ（particulate trap）」の線図であ
る。微粒子トラップ１０は、交互に並んだ、閉電池／チ
ャンネル１４と、開電池／チャンネル１２と、を備え
る。ディーゼルエンジンにより生成されたような排気ガ
スは、微粒子物質１６を堆積する閉端部チャンネル１４
に入り、開チャンネル１２を通って出る。図２を参照す
ると、閉端部１４及び開端部１２のチャンネルを通る排
気流れのより詳しい図を見ることができる。微粒子トラ
ップの壁２０は、コーディエライト（chordierite）材
料の多孔性セラミックのハニカム壁から構成されるのが
好ましいが、本発明の範囲内で任意のセラミックハニカ
ム材料が考えられる。
れる、典型的な壁流れモノリス微粒子トラップ１０、即
ち「微粒子トラップ（particulate trap）」の線図であ
る。微粒子トラップ１０は、交互に並んだ、閉電池／チ
ャンネル１４と、開電池／チャンネル１２と、を備え
る。ディーゼルエンジンにより生成されたような排気ガ
スは、微粒子物質１６を堆積する閉端部チャンネル１４
に入り、開チャンネル１２を通って出る。図２を参照す
ると、閉端部１４及び開端部１２のチャンネルを通る排
気流れのより詳しい図を見ることができる。微粒子トラ
ップの壁２０は、コーディエライト（chordierite）材
料の多孔性セラミックのハニカム壁から構成されるのが
好ましいが、本発明の範囲内で任意のセラミックハニカ
ム材料が考えられる。
【０００８】図３は、本発明のマイクロ波システム２２
の線図である。システム２２は、ディーゼルエンジンの
排気物流れ内に配置された微粒子トラップ１０を備えて
いる。微粒子トラップ１０は、微粒子トラップ１０内の
選択位置でマイクロ波を吸収するように形成された炭化
珪素などのマイクロ波吸収材料２４を備えるが、任意の
既知のマイクロ波吸収材料が本発明の範囲内で考えられ
る。マイクロ波電源２６及びマイクロ波アンテナ２８
は、マイクロ波をマイクロ波吸収材料２４に差し向ける
ため、波ガイド３０及び光学焦点リング３２に作動的に
連結される。本発明の代替実施形態では、マイクロ波ア
ンテナ２８は、微粒子トラップ１０のハウジングに直接
連結される。マイクロ波吸収材料２４は、微粒子トラッ
プ１０内で微粒子の焼き払いを開始するため、入射され
たマイクロ波に応じて熱を生成する。マイクロ波が透過
可能なコーディライトなどの物質が、微粒子トラップ１
０のハウジングの基本的構成、並びに、マイクロ波エネ
ルギーを吸収する上で非効率的となろう微粒子トラップ
１０内の他の領域に関して使用される。コーディエライ
トはマイクロ波エネルギーを吸収しないので、マイクロ
波は、それらがマイクロ波吸収材料２４に入射するま
で、反射され続ける。チャンネル１２及び１４は、更
に、マイクロ波をマイクロ波吸収材料２４に案内するよ
うに形成されている。微粒子トラップ１０の温度は、マ
イクロ波物質の特性及び位置によって、並びに、マイク
ロ波エネルギーの印加を制御することによって、調整さ
れ得る。
の線図である。システム２２は、ディーゼルエンジンの
排気物流れ内に配置された微粒子トラップ１０を備えて
いる。微粒子トラップ１０は、微粒子トラップ１０内の
選択位置でマイクロ波を吸収するように形成された炭化
珪素などのマイクロ波吸収材料２４を備えるが、任意の
既知のマイクロ波吸収材料が本発明の範囲内で考えられ
る。マイクロ波電源２６及びマイクロ波アンテナ２８
は、マイクロ波をマイクロ波吸収材料２４に差し向ける
ため、波ガイド３０及び光学焦点リング３２に作動的に
連結される。本発明の代替実施形態では、マイクロ波ア
ンテナ２８は、微粒子トラップ１０のハウジングに直接
連結される。マイクロ波吸収材料２４は、微粒子トラッ
プ１０内で微粒子の焼き払いを開始するため、入射され
たマイクロ波に応じて熱を生成する。マイクロ波が透過
可能なコーディライトなどの物質が、微粒子トラップ１
０のハウジングの基本的構成、並びに、マイクロ波エネ
ルギーを吸収する上で非効率的となろう微粒子トラップ
１０内の他の領域に関して使用される。コーディエライ
トはマイクロ波エネルギーを吸収しないので、マイクロ
波は、それらがマイクロ波吸収材料２４に入射するま
で、反射され続ける。チャンネル１２及び１４は、更
に、マイクロ波をマイクロ波吸収材料２４に案内するよ
うに形成されている。微粒子トラップ１０の温度は、マ
イクロ波物質の特性及び位置によって、並びに、マイク
ロ波エネルギーの印加を制御することによって、調整さ
れ得る。
【０００９】図４及び５は、本発明の微粒子トラップ１
０における端部プラグ加熱を示している。図４の端部プ
ラグ１８は、マイクロ波吸収材料から構成される。ディ
ーゼル排気物は、微粒子３４で充満され、微粒子トラッ
プ１０の上流壁２０上にすす１６を堆積しているハニカ
ムセラミック壁２０を通って流れる。マイクロ波吸収プ
ラグ１８へ入射したマイクロ波は、プラグ１８を加熱
し、加熱されたプラグ１８は、微粒子バーンオフ（焼き
払い）火炎フロントを表す波１７により見られるよう
に、微粒子トラップ１０の壁２０を清掃するため、すす
１６の焼き払いを開始する。本発明の端部プラグ加熱形
態では、焼き払いは、微粒子塊即ちすす１６が閉鎖端部
チャンネル１４の端部で最高の高さであるところで最初
に発生し、閉鎖端部チャンネル１４の静止部分に伝播す
る。端部プラグ１８により点火された、比較的少量の微
粒子の発熱が、比較的大量のすすを燃焼させるため投入
される。
０における端部プラグ加熱を示している。図４の端部プ
ラグ１８は、マイクロ波吸収材料から構成される。ディ
ーゼル排気物は、微粒子３４で充満され、微粒子トラッ
プ１０の上流壁２０上にすす１６を堆積しているハニカ
ムセラミック壁２０を通って流れる。マイクロ波吸収プ
ラグ１８へ入射したマイクロ波は、プラグ１８を加熱
し、加熱されたプラグ１８は、微粒子バーンオフ（焼き
払い）火炎フロントを表す波１７により見られるよう
に、微粒子トラップ１０の壁２０を清掃するため、すす
１６の焼き払いを開始する。本発明の端部プラグ加熱形
態では、焼き払いは、微粒子塊即ちすす１６が閉鎖端部
チャンネル１４の端部で最高の高さであるところで最初
に発生し、閉鎖端部チャンネル１４の静止部分に伝播す
る。端部プラグ１８により点火された、比較的少量の微
粒子の発熱が、比較的大量のすすを燃焼させるため投入
される。
【００１０】図５は、図４に示された微粒子トラップの
性能を示している。排気ガスの速度は、閉鎖端部チャン
ネル１４の距離の関数として減少する。微粒子熱解放に
より生成された熱は、端部プラグ１８の近傍で局在し、
次に、矢印１９により示されたバーンオフ火炎フロント
として伝播する。
性能を示している。排気ガスの速度は、閉鎖端部チャン
ネル１４の距離の関数として減少する。微粒子熱解放に
より生成された熱は、端部プラグ１８の近傍で局在し、
次に、矢印１９により示されたバーンオフ火炎フロント
として伝播する。
【００１１】図６及び図７は、軸チャンネル加熱を利用
した微粒子トラップ１０の線図である。この微粒子トラ
ップは、図１に示された微粒子トラップ１０に類似して
いるが、マイクロ波吸収材料３８が閉鎖端部チャンネル
１４に追加されている。マイクロ波吸収材料３８は、図
６及び図７に示されたように、閉鎖端部チャンネル１４
の１つ又は複数の壁に沿って直線状に堆積される。
した微粒子トラップ１０の線図である。この微粒子トラ
ップは、図１に示された微粒子トラップ１０に類似して
いるが、マイクロ波吸収材料３８が閉鎖端部チャンネル
１４に追加されている。マイクロ波吸収材料３８は、図
６及び図７に示されたように、閉鎖端部チャンネル１４
の１つ又は複数の壁に沿って直線状に堆積される。
【００１２】図８及び図９は、中央チャンネルバンド加
熱を利用した、微粒子トラップの線図である。この微粒
子トラップは、図１に示された微粒子トラップ１０に類
似しているが、マイクロ波吸収材料のバンド４０が閉鎖
端部チャンネル１４に追加されている。マイクロ波吸収
材料のバンド４０は、図９及び図１０に示されたよう
に、閉鎖端部チャンネル１４の軸方向流れの長さに沿っ
て選択された領域に堆積される。チャンネル壁上のマイ
クロ波吸収バンド４０の厳密な位置、及び、チャンネル
のバンド形成パターンは、その用途に対して実験的に決
定することができる。
熱を利用した、微粒子トラップの線図である。この微粒
子トラップは、図１に示された微粒子トラップ１０に類
似しているが、マイクロ波吸収材料のバンド４０が閉鎖
端部チャンネル１４に追加されている。マイクロ波吸収
材料のバンド４０は、図９及び図１０に示されたよう
に、閉鎖端部チャンネル１４の軸方向流れの長さに沿っ
て選択された領域に堆積される。チャンネル壁上のマイ
クロ波吸収バンド４０の厳密な位置、及び、チャンネル
のバンド形成パターンは、その用途に対して実験的に決
定することができる。
【００１３】図１０及び図１１は、本発明の微粒子トラ
ップ１０内の中央チャンネル又はバンド形成加熱を示し
ている。ディーゼル排気物は、微粒子３４で充満され、
微粒子トラップ１０の上流壁２０上にすす１６を堆積し
ているハニカムセラミック壁２０を通って流れる。マイ
クロ波吸収バンド４０へ入射したマイクロ波は、バンド
４０を加熱し、加熱されたバンド４０は、微粒子トラッ
プ１０の壁２０を清掃するため、すす１６の焼き払いを
開始する。本発明の中央チャンネル又はバンド形成加熱
形態では、最初の焼き払いは、図１０に示されるよう
に、バンド４０が閉鎖端部チャンネル１４内に配置され
ているところで発生する。
ップ１０内の中央チャンネル又はバンド形成加熱を示し
ている。ディーゼル排気物は、微粒子３４で充満され、
微粒子トラップ１０の上流壁２０上にすす１６を堆積し
ているハニカムセラミック壁２０を通って流れる。マイ
クロ波吸収バンド４０へ入射したマイクロ波は、バンド
４０を加熱し、加熱されたバンド４０は、微粒子トラッ
プ１０の壁２０を清掃するため、すす１６の焼き払いを
開始する。本発明の中央チャンネル又はバンド形成加熱
形態では、最初の焼き払いは、図１０に示されるよう
に、バンド４０が閉鎖端部チャンネル１４内に配置され
ているところで発生する。
【００１４】図１１は、図１０に示される微粒子トラッ
プ１０の性能を示している。排気ガス速度は、閉鎖端部
チャンネル１４の距離の関数として減少する。微粒子熱
解放により生成された熱は、バンド４０の近傍で局在
し、次に、矢印４１により示されたバーンオフ火炎フロ
ントとして伝播する。
プ１０の性能を示している。排気ガス速度は、閉鎖端部
チャンネル１４の距離の関数として減少する。微粒子熱
解放により生成された熱は、バンド４０の近傍で局在
し、次に、矢印４１により示されたバーンオフ火炎フロ
ントとして伝播する。
【００１５】図１２及び図１３は、バンド形成加熱及び
端部プラグ加熱の組み合わせを利用した微粒子トラップ
１０の線図である。この微粒子トラップは、図１に示さ
れた微粒子トラップ１０に類似しているが、マイクロ波
吸収材料のバンド４０が閉鎖端部チャンネル１４及びマ
イクロ波吸収端部プラグ１８に追加されている。マイク
ロ波吸収バンド４０及びマイクロ波吸収端部プラグ１８
のこの組み合わせは、閉鎖端部プラグ１４の事実上全長
さに沿って微粒子の焼き払いを開始する。
端部プラグ加熱の組み合わせを利用した微粒子トラップ
１０の線図である。この微粒子トラップは、図１に示さ
れた微粒子トラップ１０に類似しているが、マイクロ波
吸収材料のバンド４０が閉鎖端部チャンネル１４及びマ
イクロ波吸収端部プラグ１８に追加されている。マイク
ロ波吸収バンド４０及びマイクロ波吸収端部プラグ１８
のこの組み合わせは、閉鎖端部プラグ１４の事実上全長
さに沿って微粒子の焼き払いを開始する。
【００１６】図１３は、図１２に示される微粒子トラッ
プ１０の性能を示している。排気ガス速度は、閉鎖端部
チャンネル１４の距離の関数として減少する。微粒子熱
解放により生成された熱は、バンド４０お呼び端部プラ
グ１８の近傍で局在し、次に、矢印５１及び５３により
示されたバーンオフ火炎フロントとして伝播する。
プ１０の性能を示している。排気ガス速度は、閉鎖端部
チャンネル１４の距離の関数として減少する。微粒子熱
解放により生成された熱は、バンド４０お呼び端部プラ
グ１８の近傍で局在し、次に、矢印５１及び５３により
示されたバーンオフ火炎フロントとして伝播する。
【００１７】本発明は、図示され、上述された通りの構
成に限定されるものではなく、様々な変形及び変更を、
請求の範囲により画定される本発明の精神及び範囲から
逸脱することなく、なし得ることが理解されるべきであ
る。
成に限定されるものではなく、様々な変形及び変更を、
請求の範囲により画定される本発明の精神及び範囲から
逸脱することなく、なし得ることが理解されるべきであ
る。
【図１】図１は、壁流れモノリス微粒子トラップの線図
である。
である。
【図２】図２は、微粒子トラップを通過する排気物流れ
を示す線図である。
を示す線図である。
【図３】図３は、本発明のマイクロ波再生システムの線
図である。
図である。
【図４】図４は、微粒子トラップ内の端部プラグ加熱を
示す線図である。
示す線図である。
【図５】図５は、排気ガス速度、火炎フロント、及び、
図４に示された端部プラグ加熱により生成された熱解放
を詳細に示したプロットである。
図４に示された端部プラグ加熱により生成された熱解放
を詳細に示したプロットである。
【図６】図６は、軸チャンネル加熱を利用した微粒子ト
ラップの線図である。
ラップの線図である。
【図７】図７は、軸チャンネル加熱を利用した微粒子ト
ラップの線図である。
ラップの線図である。
【図８】図８は、中央チャンネルバンド加熱を示す微粒
子トラップの線図である。
子トラップの線図である。
【図９】図９は、中央チャンネルバンド加熱を示す微粒
子トラップの線図である。
子トラップの線図である。
【図１０】図１０は、微粒子トラップ内の中央チャンネ
ル加熱を示す線図である。
ル加熱を示す線図である。
【図１１】図１１は、排気ガス速度、火炎フロント、及
び、図１０の中央チャンネル加熱により生成された熱解
放を詳細に示したプロットである。
び、図１０の中央チャンネル加熱により生成された熱解
放を詳細に示したプロットである。
【図１２】図１２は、微粒子トラップにおいて、端部プ
ラグ加熱と結合された中央チャンネル加熱を示す線図で
ある。
ラグ加熱と結合された中央チャンネル加熱を示す線図で
ある。
【図１３】図１３は、排気ガス速度、火炎フロント、及
び、図１２に示された、中央チャンネル及び端部プラグ
加熱により生成された熱解放を詳細に示したプロットで
ある。
び、図１２に示された、中央チャンネル及び端部プラグ
加熱により生成された熱解放を詳細に示したプロットで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ (72)発明者 ユージン・ブイ・ゴンゼ アメリカ合衆国ミシガン州48169，ピンク ニー，アナカパ・ベイ 9103 Ｆターム(参考） 3G090 AA02 BA01 EA01 3K086 AA01 AA07 BA10 CA02 CB04 CC01 3K090 LA00 PA03 4D019 AA01 BA05 BB06 BC12 BC20 CA01 CB04 4D058 JA32 JB06 JB32 JB41 MA41 SA08
Claims (14)
- 【請求項１】 内燃エンジン用の微粒子フィルターであ
って、 マイクロ波を生成するマイクロ波源と、 前記マイクロを吸収して熱を発生するマイクロ波吸収材
料と、 前記エンジンにより生成された微粒子を捕捉する微粒子
トラップであって、該微粒子を焼き払うため前記マイク
ロ波吸収材料により加熱される、前記微粒子トラップ
と、 を含む、微粒子フィルター。 - 【請求項２】 前記マイクロ波吸収材料は、端部プラグ
として構成される、請求項１に記載の微粒子フィルタ
ー。 - 【請求項３】 前記マイクロ波吸収材料は、前記微粒子
トラップのチャンネルに沿って分布された軸方向バンド
として構成される、請求項１に記載の微粒子フィルタ
ー。 - 【請求項４】 前記マイクロ波吸収材料は、前記微粒子
トラップのチャンネルの長さに沿った事実上直線の態様
で堆積される、請求項１に記載の微粒子フィルター。 - 【請求項５】 前記マイクロ波吸収材料は、炭化珪素で
ある、請求項１に記載の微粒子フィルター。 - 【請求項６】 前記微粒子トラップは、マイクロ波透過
可能材料から構成される、請求項１に記載の微粒子フィ
ルター。 - 【請求項７】 前記マイクロ波透過可能材料は、コーデ
ィエライトである、請求項６に記載の微粒子フィルタ
ー。 - 【請求項８】 微粒子トラップを再生する方法であっ
て、 マイクロ波放射を発生し、 マイクロ波を吸収して熱を発生させ、前記微粒子トラッ
プ内で微粒子を燃焼させる、各工程を含む、前記方法。 - 【請求項９】 前記微粒子トラップの壁に沿ってマイク
ロ波吸収材料を堆積させておく工程を更に含む、請求項
８に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記微粒子トラップにおいてマイクロ
波吸収材料を端部プラグとして構成しておく工程を更に
含む、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記マイクロ波放射を制御することに
よって前記微粒子トラップの温度を制御する工程を更に
含む、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１２】 微粒子トラップ内の微粒子を除去する
システムであって、 マイクロ波電源と、 マイクロ波を生成するため前記電源に連結されたマイク
ロ波アンテナと、 前記マイクロ波を案内するため、前記マイクロ波に作動
的に連結されたマイクロ波ガイド手段と、 前記微粒子トラップ内に配置されたマイクロ波吸収材料
であって、前記マイクロ波が該マイクロ波吸収材料に入
射して前記微粒子トラップ内に存在する微粒子を焼き払
うように熱を生成する、前記マイクロ波吸収材料と、 を含む、システム。 - 【請求項１３】 前記微粒子トラップに連結されたディ
ーゼルエンジンを更に含み、ディーゼル排気物が前記微
粒子トラップを通って伝播する、請求項１２に記載のシ
ステム。 - 【請求項１４】 微粒子トラップにおいて再生を開始す
る方法であって、 前記微粒子トラップ内で微粒子が蓄積する領域にマイク
ロ波吸収材料を配置し、 マイクロ波を発生し、 前記マイクロ波吸収材料でマイクロ波を吸収し、 微粒子の焼き払いを開始するため前記マイクロ波を制御
する、各工程を含む、前記方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US25607500P | 2000-12-15 | 2000-12-15 | |
| US10/003688 | 2001-11-15 | ||
| US10/003,688 US6709489B2 (en) | 2000-12-15 | 2001-11-15 | Microwave regenerated diesel particulate trap |
| US60/256075 | 2001-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002339732A true JP2002339732A (ja) | 2002-11-27 |
Family
ID=26672062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001383542A Pending JP2002339732A (ja) | 2000-12-15 | 2001-12-17 | ディーゼル微粒子トラップのマイクロ波再生 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6709489B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002339732A (ja) |
| DE (1) | DE10161055B4 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7107763B2 (en) * | 2002-03-29 | 2006-09-19 | Hitachi Metals, Ltd. | Ceramic honeycomb filter and exhaust gas-cleaning method |
| US6854261B2 (en) * | 2002-07-22 | 2005-02-15 | General Motors Corporation | Self-mode-stirred microwave heating for a particulate trap |
| US7691339B2 (en) * | 2002-11-26 | 2010-04-06 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Catalyst temperature control via microwave-induced particle oxidation |
| EP1510669A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-02 | Ching Hui Chang | Microwave added filter core for engine exhaust |
| DE10345925A1 (de) * | 2003-10-02 | 2005-05-04 | Opel Adam Ag | Partikelfilter für einen Verbrennungsgasstrom mit induktivem Regenerationsverfahren |
| EP1541819A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-15 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Microwave regenerated diesel particulate trap |
| WO2005082460A1 (en) * | 2004-02-20 | 2005-09-09 | Sullivan Thomas M | Apparatus and method of cleansing contaminated air using microwave radiation |
| DE102004016690A1 (de) * | 2004-04-05 | 2005-10-27 | Arvin Technologies, Inc., Troy | Vorrichtung zum Reinigen von Fahrzeugabgasen, insbesondere Dieselrußfilter, und Fahrzeug mit entsprechender Vorrichtung |
| US7303603B2 (en) * | 2004-11-12 | 2007-12-04 | General Motors Corporation | Diesel particulate filter system with meta-surface cavity |
| US7303602B2 (en) * | 2004-11-12 | 2007-12-04 | General Motors Corporation | Diesel particulate filter using micro-wave regeneration |
| US7138615B1 (en) | 2005-07-29 | 2006-11-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Control system for microwave regeneration for a diesel particulate filter |
| US7513921B1 (en) * | 2005-09-02 | 2009-04-07 | Hrl Laboratories, Llc | Exhaust gas filter apparatus capable of regeneration of a particulate filter and method |
| US7500359B2 (en) * | 2006-04-26 | 2009-03-10 | Purify Solutions, Inc. | Reverse flow heat exchanger for exhaust systems |
| US7566423B2 (en) * | 2006-04-26 | 2009-07-28 | Purify Solutions, Inc. | Air purification system employing particle burning |
| US20080271448A1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-11-06 | Ewa Environmental, Inc. | Particle burner disposed between an engine and a turbo charger |
| US20080314035A1 (en) * | 2006-04-14 | 2008-12-25 | Lincoln Evan-Beauchamp | Temperature Ladder and Applications Thereof |
| US20070240408A1 (en) * | 2006-04-14 | 2007-10-18 | Ewa Environmental, Inc. | Particle burner including a catalyst booster for exhaust systems |
| DE102006044893B4 (de) * | 2006-09-22 | 2011-06-30 | GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. | Steuerungssystem für Mikrowellenregeneration für einen Dieselpartikelfilter |
| CN100419228C (zh) * | 2007-06-18 | 2008-09-17 | 湖南大学 | 一种消减柴油机微粒物质排放的方法及其装置 |
| US7931727B2 (en) * | 2007-09-17 | 2011-04-26 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Microwave mode shifting antenna system for regenerating particulate filters |
| US8029582B2 (en) * | 2007-09-18 | 2011-10-04 | GM Global Technology Operations LLC | Wireless zoned particulate matter filter regeneration control system |
| US8118908B2 (en) * | 2008-03-17 | 2012-02-21 | GM Global Technology Operations LLC | Electrically heated particulate matter filter with recessed inlet end plugs |
| US20090257796A1 (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-15 | Houston Advanced Research Center | Nanotechnology based image reproduction device |
| US20100050619A1 (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-04 | Houston Advanced Research Center | Nanotechnology Based Heat Generation and Usage |
| US8650857B2 (en) * | 2009-01-16 | 2014-02-18 | GM Global Technology Operations LLC | Apparatus and method for onboard performance monitoring of exhaust gas particulate filter |
| DE102012211686A1 (de) | 2012-07-05 | 2014-01-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Regeneration eines Partikelfilters |
| CN107288715B (zh) * | 2017-07-20 | 2019-02-01 | 浙江交通职业技术学院 | 壁流式颗粒捕集器及其再生监测方法 |
| CN111957674B (zh) * | 2020-06-22 | 2022-02-25 | 平高集团有限公司 | 微粒捕捉器及gis/gil用筒体结构 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2231813A (en) * | 1989-05-17 | 1990-11-28 | Ford Motor Co | Emission control |
| US5074112A (en) * | 1990-02-21 | 1991-12-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Microwave diesel scrubber assembly |
| US5194078A (en) * | 1990-02-23 | 1993-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Exhaust filter element and exhaust gas-treating apparatus |
| CA2036854A1 (en) * | 1990-02-23 | 1991-08-24 | Masaaki Yonemura | Exhaust filter element and exhaust gas-treating apparatus |
| US5087272A (en) * | 1990-10-17 | 1992-02-11 | Nixdorf Richard D | Filter and means for regeneration thereof |
| JP2780507B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1998-07-30 | 松下電器産業株式会社 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
| DE10003816A1 (de) * | 2000-01-28 | 2001-08-02 | Opel Adam Ag | Regenerierbarer Partikelfilter zum Entfernen von Rußpartikeln aus Abgasen |
| US6328779B1 (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Corning Incorporated | Microwave regenerated diesel particular filter and method of making the same |
| US6379407B1 (en) * | 2000-06-23 | 2002-04-30 | Cummins Inc. | Filter element with discrete heat generators and method of manufacture |
| US6540816B2 (en) * | 2001-08-23 | 2003-04-01 | Fleetguard, Inc. | Regenerable filter with localized and efficient heating |
-
2001
- 2001-11-15 US US10/003,688 patent/US6709489B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-12 DE DE10161055A patent/DE10161055B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-17 JP JP2001383542A patent/JP2002339732A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10161055B4 (de) | 2011-07-21 |
| DE10161055A1 (de) | 2002-08-01 |
| US6709489B2 (en) | 2004-03-23 |
| US20020092422A1 (en) | 2002-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002339732A (ja) | ディーゼル微粒子トラップのマイクロ波再生 | |
| KR930000473B1 (ko) | 디이젤엔진의 배기정화장치 | |
| US8549846B2 (en) | Diesel particulate filter regeneration via resistive surface heating | |
| EP0356040A2 (en) | Apparatus and method for removing particulate matter from the exhaust gases of an internal combustion engine | |
| US7655065B2 (en) | Hydrocarbon-enhanced particulate filter regeneration via microwave ignition | |
| US6908498B2 (en) | Carbon-concentrated microwave regenerated diesel particulate trap | |
| US7691339B2 (en) | Catalyst temperature control via microwave-induced particle oxidation | |
| JP2003239725A (ja) | パーティキュレート除去装置 | |
| JP2689722B2 (ja) | 内燃機関用フィルタ再生装置 | |
| JP2553735B2 (ja) | ディーゼル排ガス浄化装置 | |
| JPH08240116A (ja) | 高周波加熱排ガス浄化装置 | |
| JP3075668B2 (ja) | ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 | |
| JP2827554B2 (ja) | 内燃機関用フィルタ再生装置 | |
| JP2689723B2 (ja) | 内燃機関用フィルタ再生装置 | |
| JP2715629B2 (ja) | ディーゼル排ガス浄化装置 | |
| RU2075603C1 (ru) | Регенерируемый сажевый фильтр выхлопных газов | |
| JPS6235854Y2 (ja) | ||
| JPH05141220A (ja) | 高周波加熱排ガス浄化装置 | |
| JP2001295628A (ja) | マイクロ波でｓｐｍを焼却するｄｐｆ装置 | |
| JP2785659B2 (ja) | 内燃機関用フィルタ再生装置 | |
| JPH0517371Y2 (ja) | ||
| JPH0417713A (ja) | ディーゼル排ガス浄化装置 | |
| JP2005061235A (ja) | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 | |
| JPH06235312A (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| JPH0521612Y2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20031224 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040319 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |