JP6604111B2

JP6604111B2 - Filter device

Info

Publication number: JP6604111B2
Application number: JP2015185933A
Authority: JP
Inventors: 洋平八木下
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: JP2017057843A

Description

本発明は、フィルタ装置に関する。 The present invention relates to a filter device.

従来より、エンジンからの排ガスの流路に備えられるプラズマ発生器によってプラズマを発生させ、該排ガス中の窒素成分をプラズマ化して二酸化窒素を生成し、排ガス中の黒鉛微粒子を酸化燃焼することを特徴とするエンジン排ガスの処理方法がある（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, plasma is generated by a plasma generator provided in a flow path of exhaust gas from an engine, nitrogen components in the exhaust gas are turned into plasma to generate nitrogen dioxide, and graphite fine particles in the exhaust gas are oxidized and burned There is a processing method for engine exhaust gas (see, for example, Patent Document 1).

また、この特許文献１には、次のようなエンジン排ガスの処理装置が記載されている。エンジンから排出される排ガスの処理装置であって、排ガスの流れ方向に対して前流側に設けられ、窒素および酸素を含むガスを導入してプラズマを発生させる、プラズマ発生器を含むエンジン排ガスの処理装置である。エンジン排ガスの処理装置は、さらに、該プラズマ発生器を経由した処理用ガスを排ガスの流れに合流させる、処理用ガス合流部と、該処理用ガス合流部の後流に設けられ、排ガス中の黒煙微粒子を捕集する、フィルターと、を含む（例えば、特許文献１参照）。 Further, this Patent Document 1 describes the following engine exhaust gas treatment apparatus. A device for treating exhaust gas discharged from an engine, which is provided on the upstream side with respect to the flow direction of the exhaust gas, introduces a gas containing nitrogen and oxygen, and generates a plasma to generate an engine exhaust gas including a plasma generator. It is a processing device. The engine exhaust gas treatment device is further provided in a treatment gas merging portion for merging the treatment gas that has passed through the plasma generator into the flow of the exhaust gas, and a wake of the treatment gas merging portion. And a filter that collects black smoke fine particles (see, for example, Patent Document 1).

特開２００３−２０１８２５号公報JP 2003-201825 A

ところで、従来のエンジン排ガスの処理方法は、排ガス中の窒素成分をプラズマ化して二酸化窒素を生成し、排ガス中の黒鉛微粒子を酸化燃焼させているが、このようなプラズマ化を利用した黒鉛微粒子（煤）の除去方法は、構造が複雑であり、必ずしも効率的な黒鉛微粒子（煤）の除去方法ではない。 By the way, the conventional processing method of engine exhaust gas converts nitrogen component in exhaust gas into plasma to generate nitrogen dioxide and oxidizes and burns graphite fine particles in exhaust gas. The method for removing 煤) has a complicated structure and is not necessarily an efficient method for removing graphite fine particles (煤).

そこで、効率的に煤を除去することができるフィルタ装置を提供することを目的とする。 Then, it aims at providing the filter apparatus which can remove a wrinkle efficiently.

本発明の実施の形態のフィルタ装置は、エンジンの排気ガスの流入側になる第１端と、前記排気ガスの流出側になる第２端とを有するセラミック製のフィルタであって、前記第１端から前記第２端に向かって前記第２端の手前まで伸延する複数の第１穴部と、前記第２端から前記第１端に向かって前記第１端の手前まで、前記第１穴部とは互い違いに伸延する、複数の第２穴部とを有するフィルタと、前記第１穴部及び前記第２穴部の内壁に設けられる、粒子状又はワイヤ状の金属部材と、前記第１穴部及び前記第２穴部の内壁に設けられる、触媒部と、前記フィルタの外側面、又は、前記外側面よりも外側に配設され、前記フィルタの内部に向けてマイクロ波を放射するマイクロ波放射部とを含み、前記金属部材は、前記フィルタの内部で、前記マイクロ波を透過又は反射し、前記複数の第１穴部と前記複数の第２穴部の断面において、中心側に位置する前記第１穴部及び前記第２穴部の前記内壁に設けられる前記金属部材の密度は、前記断面における外側に位置する前記第１穴部及び前記第２穴部の前記内壁に設けられる前記金属部材の密度よりも高い。
A filter device according to an embodiment of the present invention is a ceramic filter having a first end that becomes an exhaust gas inflow side of an engine and a second end that becomes an outflow side of the exhaust gas. A plurality of first holes extending from the end toward the second end and before the second end; and the first hole from the second end toward the first end and before the first end. A filter having a plurality of second holes extending alternately with the part, a particle-shaped or wire-shaped metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole, and the first A catalyst provided on the inner wall of the hole and the second hole, and a micro that is disposed outside the outer surface or the outer surface of the filter and emits microwaves toward the inside of the filter look including a wave radiating portion, the metal member is inside of the filter The microwave is transmitted or reflected, and is provided on the inner wall of the first hole portion and the second hole portion located on the center side in the cross section of the plurality of first hole portions and the plurality of second hole portions. The density of the metal member is higher than the density of the metal member provided on the inner wall of the first hole portion and the second hole portion located outside the cross section .

効率的に煤を除去することができるフィルタ装置を提供することができる。 It is possible to provide a filter device that can efficiently remove wrinkles.

実施の形態のフィルタ装置１００を示す図である。It is a figure showing filter device 100 of an embodiment. 実施の形態のフィルタ装置１００を示す図である。It is a figure showing filter device 100 of an embodiment. 穴部１１１と穴部１１２の配置と構成を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning and a structure of the hole part 111 and the hole part 112. FIG. 穴部１１１と穴部１１２の配置と構成を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning and a structure of the hole part 111 and the hole part 112. FIG. フィルタ１１０における金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率の異なる領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region where the volume occupation rates of the metal wires 115 and 116 in the filter 110 differ. アンテナ１３０を高周波発生部２００に接続した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which connected the antenna 130 to the high frequency generation part 200. FIG. 金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率に対するマイクロ波の反射率と透過率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the reflectance of the microwave with respect to the volume occupation rate of the metal wires 115 and 116, and the transmittance | permeability.

以下、本発明のフィルタ装置を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the filter device of the present invention is applied will be described below.

＜実施の形態＞
図１及び図２は、実施の形態のフィルタ装置１００を示す図である。 <Embodiment>
FIG.1 and FIG.2 is a figure which shows the filter apparatus 100 of embodiment.

フィルタ装置１００は、フィルタ１１０、カバー１２０、及びアンテナ１３０を含む。フィルタ装置１００は、一例として、ディーゼルエンジンの排気ガスを浄化する装置であり、ディーゼルエンジンの排気ガスを排出する排気管に直列に挿入される。 The filter device 100 includes a filter 110, a cover 120, and an antenna 130. As an example, the filter device 100 is a device that purifies exhaust gas from a diesel engine, and is inserted in series into an exhaust pipe that exhausts exhaust gas from the diesel engine.

フィルタ１１０は、円柱状で多孔質のセラミック製の部材であり、複数の穴部１１１と、複数の穴部１１２とを有する。フィルタ１１０は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）製のセラミックで形成されていてもよい。 The filter 110 is a cylindrical and porous ceramic member, and has a plurality of holes 111 and a plurality of holes 112. The filter 110 may be formed of, for example, a ceramic made of silicon carbide (SiC).

また、フィルタ１１０は、一方の面１１０Ａ（図１参照）、他方の面１１０Ｂ（図２参照）、及び側面１１０Ｃを有する。一方の面１１０Ａと他方の面１１０Ｂは、ともに円形であり、側面１１０Ｃは、円柱体の側面の形状（長方形を環状に湾曲させた形状）である。 The filter 110 has one surface 110A (see FIG. 1), the other surface 110B (see FIG. 2), and a side surface 110C. One surface 110A and the other surface 110B are both circular, and the side surface 110C has a shape of a side surface of a cylindrical body (a shape obtained by curving a rectangle in an annular shape).

穴部１１１は、フィルタ１１０の一方の面１１０Ａに形成される開口部から他方の面１１０Ｂに向かってＹ軸方向に沿って伸延しており、他方の面１１０Ｂの手前で閉じられている。穴部１１１の伸延方向（Ｙ軸方向）は、フィルタ１１０の円柱形状の中心軸が伸延する方向と等しい。 The hole 111 extends along the Y-axis direction from the opening formed on one surface 110A of the filter 110 toward the other surface 110B, and is closed before the other surface 110B. The extending direction (Y-axis direction) of the hole 111 is equal to the direction in which the cylindrical central axis of the filter 110 extends.

穴部１１１の伸延方向に垂直な断面の形状は、一例として、正方形である。穴部１１１の伸延方向に垂直な断面は、ＸＺ平面に平行な断面である。複数の穴部１１１は、ＸＺ平面視で、複数の白い正方形と、複数の黒い正方形とを市松模様に配列したうちの白い正方形の位置に配置されており、一方の面１１０Ａに形成される開口部から他方の面１１０Ｂの手前まで伸延している。 The shape of the cross section perpendicular to the extending direction of the hole 111 is, for example, a square. A cross section perpendicular to the extending direction of the hole 111 is a cross section parallel to the XZ plane. The plurality of holes 111 are arranged at positions of white squares in which a plurality of white squares and a plurality of black squares are arranged in a checkered pattern in an XZ plan view, and are formed in one surface 110A. It extends from this part to the front of the other surface 110B.

穴部１１２の伸延方向に垂直な断面の形状は、一例として、正方形である。穴部１１２の伸延方向に垂直な断面は、ＸＺ平面に平行な断面である。複数の穴部１１２は、ＸＺ平面視で、複数の白い正方形と、複数の黒い正方形とを市松模様に配列したうちの黒い正方形の位置に配置されており、他方の面１１０Ｂに形成される開口部から一方の面１１０Ａの手前まで伸延している。 The cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the hole 112 is, for example, a square. A cross section perpendicular to the extending direction of the hole 112 is a cross section parallel to the XZ plane. The plurality of holes 112 are arranged at the positions of the black squares of the plurality of white squares and the plurality of black squares arranged in a checkered pattern in the XZ plan view, and are formed in the other surface 110B. It extends from the portion to the front of one surface 110A.

このように、複数の穴部１１１と、複数の穴部１１２とは、入れ子式に配置されており、三次元的に重複又は接触しないように互い違いに配置されている。また、フィルタ装置１００は、ディーゼルエンジンの排気ガスを排出する排気管の第１区間と第２区間との間に直列に挿入される。第１区間は、第２区間よりもディーゼルエンジンに近い区間である。 As described above, the plurality of hole portions 111 and the plurality of hole portions 112 are arranged in a nested manner, and are alternately arranged so as not to overlap or contact in three dimensions. The filter device 100 is inserted in series between the first section and the second section of the exhaust pipe that discharges exhaust gas from the diesel engine. The first section is a section closer to the diesel engine than the second section.

複数の穴部１１１には、第１区間から排出される排気ガスが流入する。すなわち、複数の穴部１１１は、排気ガスが流入する流入側に位置する。また、複数の穴部１１２は、フィルタ装置１００で浄化した排気ガスを排気管の第２区間に排出する。すなわち、複数の穴部１１２は、排気ガスが流出する流出側に位置する。 Exhaust gas discharged from the first section flows into the plurality of holes 111. That is, the plurality of holes 111 are located on the inflow side into which the exhaust gas flows. Further, the plurality of holes 112 discharge the exhaust gas purified by the filter device 100 to the second section of the exhaust pipe. That is, the plurality of holes 112 are positioned on the outflow side from which the exhaust gas flows out.

複数の穴部１１１に流入した排気ガスは、複数の穴部１１１と複数の穴部１１２との間のフィルタ１１０の多孔質の孔部を通過して、複数の穴部１１２から流出する。 The exhaust gas that has flowed into the plurality of holes 111 passes through the porous holes of the filter 110 between the plurality of holes 111 and the plurality of holes 112 and flows out from the plurality of holes 112.

穴部１１１のＸＺ平面視での寸法は、一例として、１辺が１ｍｍであり、これは穴部１１２についても同じである。穴部１１１と穴部１１２とのＸ軸方向及びＺ軸方向の間隔は、一例として、３００μｍである。 As an example, the dimension of the hole 111 in the XZ plan view is 1 mm per side, and this is the same for the hole 112. As an example, the distance between the hole 111 and the hole 112 in the X-axis direction and the Z-axis direction is 300 μm.

また、フィルタ１１０のＸＺ平面視での直径と、Ｙ軸方向の長さとは、フィルタ装置１００を用いるディーゼルエンジンの排気量又は用途等に応じて、適切な値に設定すればよい。 Moreover, what is necessary is just to set the diameter in the XZ planar view of the filter 110, and the length of a Y-axis direction to an appropriate value according to the displacement of a diesel engine using the filter apparatus 100, a use, or the like.

なお、複数の穴部１１１と複数の穴部１１２との内部に配設される触媒と、金属部材とについては、図３及び図４を用いて後述する。 In addition, the catalyst and metal member which are arrange | positioned inside the some hole part 111 and the some hole part 112 are later mentioned using FIG.3 and FIG.4.

カバー１２０は、円筒状の誘電体製の部材であり、フィルタ１１０の側面１１０Ｃから所定の間隔を隔てた位置において、円柱状のフィルタ１１０と、ＸＺ平面視で同心円状に配置される。また、カバー１２０のＹ軸方向の長さは、一例として、フィルタ１１０と同一である。 The cover 120 is a cylindrical dielectric member, and is arranged concentrically with the columnar filter 110 at a position spaced from the side surface 110C of the filter 110 by an XZ plan view. Further, the length of the cover 120 in the Y-axis direction is the same as that of the filter 110 as an example.

カバー１２０の外周面には、アンテナ１３０が配置される。カバー１２０は、アンテナ１３０をフィルタ１１０の外周部に配置するために設けられている。なお、カバー１２０の内周面と、フィルタ１１０の側面１１０Ｃとの間は、例えば、数ミリ程度であってもよい。また、カバー１２０の内周面と、フィルタ１１０の側面１１０Ｃとは、密着していてもよい。 An antenna 130 is disposed on the outer peripheral surface of the cover 120. The cover 120 is provided to arrange the antenna 130 on the outer periphery of the filter 110. Note that a distance between the inner peripheral surface of the cover 120 and the side surface 110C of the filter 110 may be, for example, about several millimeters. Further, the inner peripheral surface of the cover 120 and the side surface 110C of the filter 110 may be in close contact with each other.

アンテナ１３０は、カバー１２０の外周面に複数設けられている。複数のアンテナ１３０は、カバー１２０の外周面において、周方向及びＹ軸方向において等間隔で配置されている。アンテナ１３０は、マイクロ波放射部の一例である。 A plurality of antennas 130 are provided on the outer peripheral surface of the cover 120. The plurality of antennas 130 are arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of the cover 120 in the circumferential direction and the Y-axis direction. The antenna 130 is an example of a microwave radiating unit.

図１及び図２には、一例として、アンテナ１３０がカバー１２０の周方向に９０度間隔で４つ配置され、カバー１２０のＹ軸方向に等間隔で４つ配置される形態を示す。カバー１２０の陰になる８つのアンテナ１３０の図示を省くが、１６個のアンテナ１３０が等間隔でカバー１２０の外周面に配置される形態である。 1 and 2 show an example in which four antennas 130 are arranged at 90 ° intervals in the circumferential direction of the cover 120 and four antennas 130 are arranged at equal intervals in the Y-axis direction of the cover 120 as an example. Although eight antennas 130 behind the cover 120 are not shown, the sixteen antennas 130 are arranged on the outer peripheral surface of the cover 120 at equal intervals.

アンテナ１３０は、パッチアンテナである。アンテナ１３０は、例えば、銅又はアルミニウム等の金属製であればよく、薄い金属箔で実現することができる。アンテナ１３０は、図示しないマイクロ波電源に接続されており、カバー１２０の外周面の周方向、又は、Ｙ軸方向に電界が変換するマイクロ波を放射する。 The antenna 130 is a patch antenna. The antenna 130 may be made of metal such as copper or aluminum, and can be realized with a thin metal foil. The antenna 130 is connected to a microwave power source (not shown), and radiates a microwave whose electric field is converted in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the cover 120 or in the Y-axis direction.

ここでは、アンテナ１３０がマイクロ波を放射するパッチアンテナである形態について説明するため、平面視で正方形のアンテナ１３０の１辺の長さは、電気長で、マイクロ波の波長（λ）の半波長（λ／２）に設定すればよい。この１辺の長さは、カバー１２０及びフィルタ１１０の誘電率を考慮して決定すればよい。なお、マイクロ波の周波数は、例えば、ＩＳＭ(Industry-Science-Medical)バンドのうちの２．４５ＧＨｚであるが、これ以外の周波数であってもよい。マイクロ波とは、例えば、約３００ＭＨｚから約数１０ＧＨｚ程度の周波数の電磁波である。 Here, in order to describe a mode in which the antenna 130 is a patch antenna that radiates microwaves, the length of one side of the square antenna 130 in plan view is an electrical length and is a half wavelength of the microwave wavelength (λ). What is necessary is just to set to ((lambda) / 2). The length of one side may be determined in consideration of the dielectric constants of the cover 120 and the filter 110. The frequency of the microwave is, for example, 2.45 GHz in an ISM (Industry-Science-Medical) band, but may be a frequency other than this. The microwave is an electromagnetic wave having a frequency of about 300 MHz to about several tens of GHz, for example.

なお、ここでは、１６個のアンテナ１３０が等間隔でカバー１２０の外周面に配置される形態について説明するが、アンテナ１３０の数と位置は、フィルタ１１０の大きさ、及び、フィルタ１１０の内部でのマイクロ波の分布等に応じて適宜設定すればよい。 Here, a mode in which 16 antennas 130 are arranged on the outer peripheral surface of the cover 120 at equal intervals will be described. However, the number and positions of the antennas 130 are determined according to the size of the filter 110 and the inside of the filter 110. What is necessary is just to set suitably according to the distribution etc. of the microwave.

また、アンテナ１３０は、マイクロ波をフィルタ１１０の内部に向けて放射できるアンテナであればよいため、パッチアンテナに限られない。アンテナ１３０としては、スロットアンテナ、ダイポールアンテナ、又はモノポールアンテナを用いてもよい。 Further, the antenna 130 may be any antenna that can radiate microwaves toward the inside of the filter 110, and thus is not limited to a patch antenna. As the antenna 130, a slot antenna, a dipole antenna, or a monopole antenna may be used.

図３及び図４は、穴部１１１と穴部１１２の配置と構成を示す図である。 3 and 4 are diagrams showing the arrangement and configuration of the hole 111 and the hole 112. FIG.

図３（Ａ）には、フィルタ１１０の一方の面１１０Ａを示す。図３（Ａ）では、一方の面１１０Ａに表出する穴部１１１を実線で示すとともに、一方の面１１０Ａには表出しない穴部１１２を破線で示す。 FIG. 3A shows one surface 110 </ b> A of the filter 110. In FIG. 3A, the hole 111 that appears on one surface 110A is indicated by a solid line, and the hole 112 that does not appear on one surface 110A is indicated by a broken line.

また、図４（Ａ）には、フィルタ１１０の他方の面１１０Ｂを示す。図４（Ａ）では、他方の面１１０Ｂに表出する穴部１１２を実線で示すとともに、他方の面１１０Ｂには表出しない穴部１１１を破線で示す。 FIG. 4A shows the other surface 110B of the filter 110. FIG. In FIG. 4A, the hole 112 that appears on the other surface 110B is indicated by a solid line, and the hole 111 that does not appear on the other surface 110B is indicated by a broken line.

図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、穴部１１１と穴部１１２とは、市松模様を構築するように配置される。 As shown in FIGS. 3A and 4A, the hole 111 and the hole 112 are arranged so as to construct a checkered pattern.

図３（Ｂ）には、一部の穴部１１１と、一部の穴部１１２とを斜視透視的に示す。また、図３（Ｃ）には、穴部１１１のＹ軸方向に沿った、ＸＺ平面に平行な断面を示す。 FIG. 3B is a perspective perspective view showing part of the holes 111 and part of the holes 112. FIG. 3C shows a cross section parallel to the XZ plane along the Y-axis direction of the hole 111.

同様に、図４（Ｂ）には、一部の穴部１１２と、一部の穴部１１１とを斜視透視的に示す。また、図４（Ｃ）には、穴部１１２のＹ軸方向に沿った、ＸＺ平面に平行な断面を示す。 Similarly, FIG. 4B shows a perspective view of a part of the holes 112 and a part of the holes 111. FIG. 4C shows a cross section parallel to the XZ plane along the Y-axis direction of the hole 112.

図３（Ｂ）と図４（Ｂ）には、５つの穴部１１１と、４つの穴部１１２とが市松模様状に配置される、３行３列の部分を示すが、フィルタ１１０の内部における穴部１１１及び穴部１１２の形状については、それぞれ、１つずつのみを破線で示す。 FIGS. 3B and 4B show a portion of 3 rows and 3 columns in which five holes 111 and four holes 112 are arranged in a checkered pattern. About the shape of the hole part 111 and the hole part 112, only one each is shown with a broken line.

穴部１１１は、一方の面１１０Ａに形成される開口部１１１ＡからＹ軸方向に伸延しており、壁部１１１Ｂで閉じられている。また、穴部１１２は、他方の面１１０Ｂに形成される開口部１１２ＡからＹ軸方向に伸延しており、壁部１１２Ｂで閉じられている。 The hole 111 extends in the Y-axis direction from the opening 111A formed on the one surface 110A, and is closed by the wall 111B. The hole 112 extends in the Y-axis direction from an opening 112A formed in the other surface 110B, and is closed by the wall 112B.

また、図３（Ｃ）に示すように、穴部１１１の内壁１１１Ｄには、触媒粒子１１３が塗布されており、触媒粒子１１３は、内壁１１１Ｄの５面（Ｙ軸方向に伸延する４面と、壁部１１１Ｂの手前の面との５面）のすべてに塗布されている。 Further, as shown in FIG. 3C, catalyst particles 113 are applied to the inner wall 111D of the hole 111, and the catalyst particles 113 are formed on five surfaces (four surfaces extending in the Y-axis direction) of the inner wall 111D. , 5 surfaces with the front surface of the wall 111B).

また、図４（Ｃ）に示すように、穴部１１２の内壁１１２Ｄには、触媒粒子１１４が塗布されており、触媒粒子１１４は、内壁１１２Ｄの５面（Ｙ軸方向に伸延する４面と、壁部１１２Ｂの手前の面との５面）のすべてに塗布されている。 As shown in FIG. 4C, catalyst particles 114 are applied to the inner wall 112D of the hole 112, and the catalyst particles 114 have five surfaces (four surfaces extending in the Y-axis direction) and the inner wall 112D. , 5 surfaces with the front surface of the wall portion 112B).

触媒粒子１１３及び１１４は、例えば、白金製であり、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる一酸化炭素を酸化して二酸化炭素に変換する。また、触媒粒子１１３及び１１４は、一酸化窒素を酸化して二酸化窒素に変換する。触媒粒子１１３及び１１４は、触媒部の一例である。 The catalyst particles 113 and 114 are made of, for example, platinum, and oxidize carbon monoxide contained in the exhaust gas of the diesel engine to convert it into carbon dioxide. Further, the catalyst particles 113 and 114 oxidize nitric oxide and convert it into nitrogen dioxide. The catalyst particles 113 and 114 are an example of a catalyst part.

触媒粒子１１３は、例えば、白金粒子をトルエン等の有機溶剤又は水に分散させて作製した溶液（スラリー）を内壁１１１Ｄに塗布することによって形成することができる。同様に、触媒粒子１１４は、例えば、白金粒子をトルエン等の有機溶剤又は水に分散させて作製した溶液（スラリー）を内壁１１２Ｄに塗布することによって形成することができる。 The catalyst particles 113 can be formed, for example, by applying a solution (slurry) prepared by dispersing platinum particles in an organic solvent such as toluene or water to the inner wall 111D. Similarly, the catalyst particles 114 can be formed, for example, by applying a solution (slurry) prepared by dispersing platinum particles in an organic solvent such as toluene or water to the inner wall 112D.

また、図３（Ｃ）に示すように、穴部１１１の内壁１１１Ｄの触媒粒子１１３の上には、微小な金属ワイヤ１１５が配置されており、図４（Ｃ）に示すように、穴部１１２の内壁１１２Ｄの触媒粒子１１４の上には、微小な金属ワイヤ１１６が配置されている。 Further, as shown in FIG. 3C, a minute metal wire 115 is disposed on the catalyst particle 113 on the inner wall 111D of the hole 111, and as shown in FIG. A fine metal wire 116 is disposed on the catalyst particles 114 on the inner wall 112D of 112.

金属ワイヤ１１５及び１１６は、マイクロメートル（μｍ）オーダー、又は、ナノメートル（ｎｍ）オーダーの微小なワイヤであり、例えば、鉄製又は銅製である。金属ワイヤ１１５及び１１６は、金属部材の一例である。 The metal wires 115 and 116 are minute wires on the order of micrometers (μm) or nanometers (nm), and are made of, for example, iron or copper. The metal wires 115 and 116 are examples of metal members.

金属ワイヤ１１５及び１１６は、アンテナ１３０からフィルタ１１０の内部に向けて放射されるマイクロ波を反射又は透過させるために設けられている。 The metal wires 115 and 116 are provided to reflect or transmit microwaves radiated from the antenna 130 toward the inside of the filter 110.

金属ワイヤ１１５は、内壁１１１Ｄの５面において、触媒粒子１１３の上に設けられており、金属ワイヤ１１６は、内壁１１２Ｄの５面において、触媒粒子１１４の上に設けられている。 The metal wire 115 is provided on the catalyst particle 113 on the five surfaces of the inner wall 111D, and the metal wire 116 is provided on the catalyst particle 114 on the five surfaces of the inner wall 112D.

金属ワイヤ１１５は、例えば、金属ワイヤ１１５を水に分散させたスラリーを触媒粒子１１３の上に塗布することによって形成することができる。同様に、金属ワイヤ１１６は、例えば、金属ワイヤ１１６を水に分散させたスラリーを触媒粒子１１４の上に塗布することによって形成することができる。 The metal wire 115 can be formed, for example, by applying a slurry in which the metal wire 115 is dispersed in water on the catalyst particles 113. Similarly, the metal wire 116 can be formed, for example, by applying a slurry in which the metal wire 116 is dispersed in water onto the catalyst particles 114.

図５は、フィルタ１１０における金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率の異なる領域を示す図である。図５（Ａ）は、一方の面１１０Ａを示し、図５（Ｂ）は、他方の面１１０Ｂを示す。 FIG. 5 is a diagram showing regions in which the volume occupation ratios of the metal wires 115 and 116 in the filter 110 are different. 5A shows one surface 110A, and FIG. 5B shows the other surface 110B.

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す破線Ａよりも内側に位置する金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す破線Ａよりも外側に位置する金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率よりも高く設定されている。 The volume occupancy of the metal wires 115 and 116 positioned inside the broken line A shown in FIGS. 5A and 5B is outside the broken line A shown in FIGS. 5A and 5B. It is set higher than the volume occupation ratio of the metal wires 115 and 116 located in the area.

ここで、フィルタ１１０の内部の領域のうち、破線Ａよりも内側を領域Ｉと称し、破線Ａよりも外側を領域ＩＩと称す。 Here, among the regions inside the filter 110, the inner side from the broken line A is referred to as a region I, and the outer side from the broken line A is referred to as a region II.

破線Ａよりも内側の領域Ｉでは、領域ＩＩよりも金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率を大きくすることにより、アンテナ１３０からフィルタ１１０の内部に放射されるマイクロ波が領域Ｉに入射しにくくなるようにしている。 In the region I inside the broken line A, the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 is made larger than that in the region II, so that the microwave radiated from the antenna 130 to the inside of the filter 110 becomes difficult to enter the region I. I am doing so.

換言すれば、フィルタ１１０の外側から内側に向かって放射されるマイクロ波が、領域Ｉの金属ワイヤ１１５及び１１６によって反射される確率を大きくすることにより、領域ＩＩに戻るようにしている。 In other words, the microwave radiated from the outside to the inside of the filter 110 is returned to the region II by increasing the probability of being reflected by the metal wires 115 and 116 in the region I.

また、破線Ａよりも外側の領域ＩＩでは、領域Ｉよりも金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率を小さくすることにより、金属ワイヤ１１５及び１１６によってマイクロ波が反射されることと、マイクロ波が金属ワイヤ１１５及び１１６を透過することとを生じさせて、領域ＩＩの全体にマイクロ波が効率的に伝搬するようにしている。 Further, in the region II outside the broken line A, the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 is made smaller than that in the region I, so that the microwaves are reflected by the metal wires 115 and 116, and the microwaves are Transmission of the wires 115 and 116 occurs, so that the microwave propagates efficiently throughout the region II.

換言すれば、フィルタ１１０の外側から内側に向かって放射されるマイクロ波が、領域ＩＩの内部に集中するようにしている。 In other words, microwaves radiated from the outside to the inside of the filter 110 are concentrated inside the region II.

このようにマイクロ波を領域ＩＩの内部に集中させるのは、次のような理由によるものである。 The reason for concentrating the microwave in the region II in this way is as follows.

フィルタ１１０を定期的に浄化する浄化処理において、燃料を用いて燃焼させると、中心部は温度が十分に高くなって煤が分解されるが、中心部よりも外側では温度が十分に上昇せず、煤が分解されずに残留するおそれがある。このような浄化処理は、煤の貯まったフィルタ１１０を再生するために行われる。 In the purification process for periodically purifying the filter 110, if the fuel is burned, the temperature of the central part is sufficiently high and soot is decomposed, but the temperature does not rise sufficiently outside the central part. The soot may remain without being decomposed. Such a purification process is performed to regenerate the filter 110 in which soot is accumulated.

実施の形態のフィルタ装置１００では、再生処理において煤を比較的除去しにくい領域ＩＩにマイクロ波を集中させて、マイクロ波で煤を除去する。これは、燃料を用いて燃焼させる再生処理では分解しきれないおそれのある、フィルタ１１０の領域ＩＩに貯まる煤をマイクロ波で分解するためである。なお、煤とは、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる排気微粒子であり、黒煙微粒子、又は、黒鉛微粒子である。 In the filter device 100 of the embodiment, the microwaves are concentrated in the region II where it is relatively difficult to remove the soot in the regeneration process, and the soot is removed by the microwave. This is because the soot stored in the region II of the filter 110 is decomposed by microwaves, which may not be completely decomposed by the regeneration process in which the fuel is used for combustion. The soot is exhaust particulates contained in the exhaust gas of the diesel engine, and is black smoke particulates or graphite particulates.

領域Ｉと領域ＩＩでは、金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率が異なる。このように金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率が異なる領域Ｉと領域ＩＩとは、金属ワイヤ１１５及び１１６の含有量が異なるスラリーを塗り分けることによって形成すればよい。スラリーの塗布は、穴部１１１及び１１２の内部にスラリーを流し込むことによって行えばよい。 In the region I and the region II, the volume occupation ratios of the metal wires 115 and 116 are different. As described above, the region I and the region II in which the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 are different may be formed by separately applying slurry having different contents of the metal wires 115 and 116. The slurry may be applied by pouring the slurry into the holes 111 and 112.

例えば、領域ＩＩの穴部１１１及び１１２をマスク等で覆った状態で、領域Ｉの穴部１１１及び１１２の内部に金属ワイヤ１１５及び１１６の含有量が多いスラリーを塗布すればよい。また、領域Ｉの穴部１１１及び１１２をマスク等で覆った状態で、領域ＩＩの穴部１１１及び１１２の内部に金属ワイヤ１１５及び１１６の含有量が少ないスラリーを塗布すればよい。 For example, in a state where the holes 111 and 112 in the region II are covered with a mask or the like, a slurry containing a large amount of the metal wires 115 and 116 may be applied to the inside of the holes 111 and 112 in the region I. Further, a slurry containing a small amount of the metal wires 115 and 116 may be applied to the inside of the holes 111 and 112 in the region II in a state where the holes 111 and 112 in the region I are covered with a mask or the like.

このような塗り分けを行うことにより、領域ＩＩよりも領域Ｉにおける穴部１１１及び１１２の内部の金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率を大きくすることができる。 By performing such coating separately, the volume occupation ratio of the metal wires 115 and 116 inside the holes 111 and 112 in the region I can be made larger than that in the region II.

図６は、アンテナ１３０を高周波発生部２００に接続した状態を示す図である。フィルタ装置１００は、１６個のアンテナ１３０を含むが、図６では、そのうちの一部を示す。１６個のアンテナ１３０は、同軸ケーブル又はマイクロストリップライン等を介して、高周波発生部２００に対して互いに並列に接続されるが、図６では一部の接続関係を略して示す。 FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the antenna 130 is connected to the high frequency generator 200. The filter device 100 includes 16 antennas 130, some of which are shown in FIG. The sixteen antennas 130 are connected in parallel to the high-frequency generator 200 via coaxial cables, microstrip lines, or the like. In FIG.

図６に示すアンテナ１３０は、パッチアンテナである。アンテナ１３０は、高周波発生部２００によって給電点１３１から給電される。アンテナ１３０は、平面視で矩形状の金属箔であり、金属箔の厚さ方向にマイクロ波を放射する。 The antenna 130 shown in FIG. 6 is a patch antenna. The antenna 130 is fed from a feeding point 131 by the high frequency generator 200. The antenna 130 is a rectangular metal foil in plan view, and radiates microwaves in the thickness direction of the metal foil.

高周波発生部２００は、高周波電磁波となる２００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの電磁波、より好ましくはマイクロ波（３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ）を発生させる。高周波発生部２００が発生する電磁波の周波数は、現時点のアンプの出力性能の点から、例えば３００〜１０ＧＨｚであるが、その範囲内に限定されるものではない。高周波発生部２００は、例えば、ＧａＮ等により形成された半導体素子やマグネトロンを用いて構成される。 The high frequency generator 200 generates an electromagnetic wave of 200 MHz to 300 GHz, more preferably a microwave (300 MHz to 300 GHz), which becomes a high frequency electromagnetic wave. The frequency of the electromagnetic wave generated by the high frequency generator 200 is, for example, 300 to 10 GHz from the viewpoint of the output performance of the current amplifier, but is not limited to that range. The high frequency generator 200 is configured using, for example, a semiconductor element or magnetron formed of GaN or the like.

すべてのアンテナ１３０を高周波発生部２００に接続し、アンテナ１３０からフィルタ１１０（図１乃至図５参照）にマイクロ波を放射すれば、領域ＩＩ（図５参照）にマイクロ波を集中させることができ、領域ＩＩ内の穴部１１１及び１１２に貯まった煤を分解することができる。煤は、二酸化炭素と水蒸気に分解される。 If all the antennas 130 are connected to the high frequency generator 200 and microwaves are radiated from the antennas 130 to the filter 110 (see FIGS. 1 to 5), the microwaves can be concentrated in the region II (see FIG. 5). The soot stored in the holes 111 and 112 in the region II can be disassembled. Soot is broken down into carbon dioxide and water vapor.

高周波発生部２００は、フィルタ装置１００を搭載する車両、船舶、又は建設機械等に搭載しておき、マイクロ波による煤の分解処理を行う際に、利用すればよい。 The high frequency generator 200 may be mounted on a vehicle, a ship, a construction machine, or the like on which the filter device 100 is mounted, and used when the soot is decomposed by microwaves.

また、高周波発生部２００は、車両等に搭載しておかなくてもよく、例えば、サービス工場等に設置しておき、車両等が入庫したときに、アンテナ１３０に接続して、マイクロ波による煤の分解処理を行ってもよい。 The high frequency generator 200 may not be mounted on a vehicle or the like. For example, the high frequency generator 200 may be installed in a service factory or the like, and connected to the antenna 130 when the vehicle or the like is received, The decomposition process may be performed.

図７は、金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率に対するマイクロ波の反射率と透過率の関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the reflectance and transmittance of the microwave with respect to the volume occupation ratio of the metal wires 115 and 116.

横軸は、体積占有率を表し、縦軸は、アンテナ１３０からフィルタ１１０に入力されるマイクロ波の電力の透過率と反射率を示す。なお、縦軸は、アンテナ１３０からフィルタ１１０に入力される電力で規格化した値（規格化電力）として透過率と反射率を示す。 The horizontal axis represents the volume occupation ratio, and the vertical axis represents the transmittance and reflectance of the microwave power input from the antenna 130 to the filter 110. Note that the vertical axis indicates the transmittance and the reflectance as values normalized by the power input from the antenna 130 to the filter 110 (normalized power).

図７に示すように、金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率の違いでマイクロ波の透過率と反射率が変化する。 As shown in FIG. 7, the transmittance and reflectance of the microwave change depending on the volume occupancy of the metal wires 115 and 116.

金属ワイヤ１１５及び１１６の材料として、一例として、鉄又は銅を用いることを想定して検討を行った。このため、図７には、鉄（Ｆｅ）について求めた結果を実線で示し、銅（Ｃｕ）について求めた結果を破線で示す。 As an example of the material of the metal wires 115 and 116, investigation was performed on the assumption that iron or copper was used. For this reason, in FIG. 7, the result calculated | required about iron (Fe) is shown as a continuous line, and the result calculated | required about copper (Cu) is shown with a broken line.

また、導電率が金属ワイヤ１１５及び１１６の密度に比例すると仮定し、式（１）で表されるインピーダンスの式と、式（２）で表される二つの媒質間における反射・透過の式とを用いて、マイクロ波の電力の透過率と反射率を算出した。 Further, assuming that the conductivity is proportional to the density of the metal wires 115 and 116, an impedance equation expressed by the equation (1) and a reflection / transmission equation between the two media expressed by the equation (2) Was used to calculate the transmittance and reflectance of microwave power.

μ₀、ε₀は、それぞれ、空気中の透磁率、誘電率を示す。σは導電率であり、空気中では０に設定した。金属ワイヤ１１５及び１１６中では、式（３）に示すように導電率が金属ワイヤ１１５及び１１６の密度に比例すると仮定した。 μ ₀ and ε ₀ indicate the permeability and dielectric constant in the air, respectively. σ is conductivity, and was set to 0 in air. In the metal wires 115 and 116, it was assumed that the conductivity was proportional to the density of the metal wires 115 and 116 as shown in the equation (3).

ｎは金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率、σ₀は金属ワイヤ１１５及び１１６の材料の導電率、ξ₀は空気中のインピーダンスである。ここでは、ξ₀を１２０πに設定した。また、Γは反射率、Tは透過率を示す。なお、Ｔ＝１＋Γである。 n is the volume occupancy of the metal wires 115 and 116, σ ₀ is the conductivity of the material of the metal wires 115 and 116, and ξ ₀ is the impedance in the air. Here, ξ ₀ was set to 120π. Further, Γ represents reflectance, and T represents transmittance. Note that T = 1 + Γ.

図７から分かるように、領域Ｉでは、マイクロ波はほとんど反射している。体積占有率が１×１０^−５以上であればマイクロ波は反射する。体積占有率が１×１０^−５であることは、例えば、Ｘ軸方向の長さが１ｍｍでＺ軸方向の長さが１ｍｍの穴部１１１の内部で、金属ワイヤ１１５を含むスラリーを１μｍの厚さで塗布した場合に、１ｍｍ×１ｍｍ×１μｍの体積のスラリーの中に、直径１００ｎｍ、長さ１０μｍの金属ワイヤ１１５が１００本程度存在する条件に相当する。なお、穴部１１２の内部で金属ワイヤ１１６を含むスラリーが塗布された場合も同様である。 As can be seen from FIG. 7, in the region I, the microwave is almost reflected. If the volume occupancy is 1 × 10 ⁻⁵ or more, the microwave is reflected. The volume occupation ratio is 1 × 10 ⁻⁵ , for example, that the slurry including the metal wire 115 is 1 μm inside the hole 111 having a length of 1 mm in the X-axis direction and a length of 1 mm in the Z-axis direction. When applied in thickness, this corresponds to the condition that about 100 metal wires 115 having a diameter of 100 nm and a length of 10 μm exist in a slurry having a volume of 1 mm × 1 mm × 1 μm. The same applies to the case where the slurry containing the metal wire 116 is applied inside the hole 112.

体積占有率は、金属ワイヤ１１５及び１１６の直径及び長さ等のサイズと、スラリーに混入する金属ワイヤ１１５及び１１６の密度を設定することによって調整することができる。 The volume occupancy can be adjusted by setting the size such as the diameter and length of the metal wires 115 and 116 and the density of the metal wires 115 and 116 mixed in the slurry.

また、体積占有率が１×１０^−７〜１×１０^−６（領域ＩＩとほぼ同じ範囲）では、反射率と透過率が同程度である。このような体積占有率は、例えばＸ軸方向の長さが１ｍｍでＺ軸方向の長さが１ｍｍの穴部１１１の内部で、金属ワイヤ１１５を含むスラリーを１μｍの厚さで塗布した場合に、直径２０ｎｍ、長さ１０μｍの金属ワイヤ１１５が３０本程度存在する条件に相当する。なお、穴部１１２の内部で金属ワイヤ１１６を含むスラリーが塗布された場合も同様である。 Further, when the volume occupancy is 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻⁶ (substantially the same range as the region II), the reflectance and the transmittance are approximately the same. Such a volume occupancy is, for example, when a slurry containing a metal wire 115 is applied to a thickness of 1 μm inside a hole 111 having a length in the X-axis direction of 1 mm and a length in the Z-axis direction of 1 mm. This corresponds to the condition that about 30 metal wires 115 having a diameter of 20 nm and a length of 10 μm exist. The same applies to the case where the slurry containing the metal wire 116 is applied inside the hole 112.

フィルタ１１０の領域ＩＩに含まれる穴部１１１及び１１２の内部に１×１０^−７〜１×１０^−６の体積占有率で分布する金属ワイヤ１１５及び１１６を塗布すれば、領域ＩＩは、マイクロ波が透過及び反射する領域になる。 If the metal wires 115 and 116 distributed at a volume occupation ratio of 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻⁶ are applied to the inside of the holes 111 and 112 included in the region II of the filter 110, the region II is microwaved. Becomes an area where light is transmitted and reflected.

また、領域Ｉに含まれる穴部１１１及び１１２の金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率は、領域Ｉにおける体積占有率よりも高いため、領域Ｉと領域ＩＩの境界付近でマイクロ波は反射し、領域ＩＩに戻る。 Further, since the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 in the holes 111 and 112 included in the region I is higher than the volume occupancy in the region I, the microwave is reflected near the boundary between the region I and the region II. Return to Region II.

従って、フィルタ１１０の領域ＩＩは、マイクロ波が絶えず照射される環境となり、煤に効率よくマイクロ波のエネルギを与えることが可能になる。 Therefore, the region II of the filter 110 becomes an environment in which microwaves are constantly irradiated, and the microwave energy can be efficiently applied to the soot.

なお、領域Ｉに形成する金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率は、１×１０^−５以上であるので、スラリーの濃度も１×１０^−５以上の濃度に設定する。また、領域ＩＩでは、１×１０^−７〜１×１０^−６オーダの体積占有率が必要であるため、スラリーの濃度も１×１０^−７〜１×１０^−６以上の濃度に設定すればよい。 Since the volume occupation ratio of the metal wires 115 and 116 formed in the region I is 1 × 10 ⁻⁵ or more, the concentration of the slurry is also set to a concentration of 1 × 10 ⁻⁵ or more. In the region II, a volume occupation ratio of 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻⁶ order is necessary. Therefore, if the slurry concentration is also set to a concentration of 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻⁶ or more. Good.

金属ワイヤ１１５及び１１６のサイズと形状としては、例えば、領域Ｉでは直径１００ｎｍ、長さ１０μｍのナノワイヤであればよく、領域ＩＩでは直径２０ｎｍ、長さ１０μｍのナノワイヤであればよい。なお、鉄製のナノワイヤは、例えば、化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法を用いて作製することができる。 The size and shape of the metal wires 115 and 116 may be nanowires having a diameter of 100 nm and a length of 10 μm in the region I, and may be nanowires having a diameter of 20 nm and a length of 10 μm in the region II. In addition, iron nanowires can be produced using, for example, a chemical vapor deposition (CVD) method.

また、金属ワイヤ１１５及び１１６にマイクロ波を照射することにより、次のような効果も期待できる。電子レンジ内にスチールウールなどの金属ワイヤを設置し、マイクロ波を照射すると、火花放電が起こる。電子レンジは、マグネトロンから生じるマイクロ波が加熱対象物と加熱室内の側壁の間で何度も多重反射しながら加熱対象物にエネルギが供給されることによって対象物を加熱する。 Moreover, the following effects can be expected by irradiating the metal wires 115 and 116 with microwaves. When a metal wire such as steel wool is placed in a microwave oven and irradiated with microwaves, a spark discharge occurs. A microwave oven heats an object by supplying energy to the object to be heated while the microwave generated from the magnetron is subjected to multiple reflections between the object to be heated and the side wall in the heating chamber.

フィルタ装置１００のフィルタ１１０の内部では、マイクロ波が多重反射する環境内に、上述の電子レンジ内に設置されるスチールウールに対応する金属ワイヤ１１５及び１１６が曝されるので、火花放電が起こると考えられる。このため、フィルタ装置１００では、火花放電により煤の分解が促進されることが期待される。 Inside the filter 110 of the filter device 100, the metal wires 115 and 116 corresponding to the steel wool installed in the microwave oven described above are exposed to an environment in which microwaves are multiple-reflected. Conceivable. For this reason, in the filter apparatus 100, it is expected that decomposition of soot is promoted by spark discharge.

以上、実施の形態によれば、フィルタ１１０の中心側の領域Ｉの穴部１１１及び１１２の内部にそれぞれ設けられる金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率を、フィルタ１１０の外側の領域ＩＩの穴部１１１及び１１２の内部にそれぞれ設けられる金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率よりも大きく設定し、フィルタ１１０の外部からマイクロ波を照射する。 As described above, according to the embodiment, the volume occupancy ratio of the metal wires 115 and 116 provided inside the hole portions 111 and 112 in the region I on the center side of the filter 110 is set as the hole portion in the region II outside the filter 110. The volume occupancy is set to be larger than the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 provided inside 111 and 112, respectively, and microwaves are irradiated from the outside of the filter 110.

このため、マイクロ波は、主に領域ＩＩの内部に集中し、領域ＩＩの内部でマイクロ波の透過及び反射が絶え間なく行われることになる。 For this reason, the microwave is mainly concentrated inside the region II, and the transmission and reflection of the microwave are continuously performed inside the region II.

従って、燃料を燃焼させて行う再生処理では煤を取り除き切れないフィルタ１１０の領域ＩＩの内部に貯まる煤に、マイクロ波のエネルギを与えて効率的に分解することができる。 Therefore, in the regeneration process performed by burning the fuel, the soot stored in the region II of the filter 110 that cannot completely remove soot can be efficiently decomposed by applying microwave energy.

以上、実施の形態によれば、効率的に煤を除去することができるフィルタ装置１００を提供することができる。 As described above, according to the embodiment, it is possible to provide the filter device 100 that can efficiently remove wrinkles.

なお、以上では、フィルタ１１０の中心側の領域Ｉの中にある金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率が、フィルタ１１０の領域Ｉよりも外側の領域ＩＩの中にある金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率よりも大きい形態について説明した。しかしながら、領域Ｉの中にある金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率と、領域ＩＩの中にある金属ワイヤ１１５及び１１６の体積占有率とは、等しくてもよい。等しい場合でも、領域ＩＩの内部に貯まる煤をマイクロ波で効率的に分解することができる。 In the above, the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 in the region I on the center side of the filter 110 is equal to the volume of the metal wires 115 and 116 in the region II outside the region I of the filter 110. A form larger than the occupation rate has been described. However, the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 in the region I may be equal to the volume occupancy of the metal wires 115 and 116 in the region II. Even if they are equal, soot stored inside the region II can be efficiently decomposed by microwaves.

また、ディーゼルエンジンの排気ガスを浄化する形態について説明したが、例えば、ガソリンエンジンのように、ディーゼルエンジン以外の形式のエンジンの排気ガスの浄化に用いてもよい。 Moreover, although the form which purifies the exhaust gas of a diesel engine was demonstrated, you may use for purification | cleaning of the exhaust gas of engines other than a diesel engine like a gasoline engine, for example.

また、以上では、フィルタ１１０が円柱状である形態について説明したが、フィルタ１１０は、第１端から排気ガスが流入され、反対側の第２端から浄化した排気ガスを流出させるものであって、穴部１１１及び１１２を有する多孔質のものであれば、外形は円柱状ではなくてもよい。 In the above description, the filter 110 has a cylindrical shape. However, the filter 110 allows exhaust gas to flow in from the first end and allows purified exhaust gas to flow out from the opposite second end. As long as it is porous having holes 111 and 112, the outer shape may not be cylindrical.

また、以上では、触媒粒子１１３及び１１４が白金製である形態について説明したが、白金以外の触媒作用のある貴金属又は金属であってもよい。 In the above description, the catalyst particles 113 and 114 are made of platinum, but may be a noble metal or metal having a catalytic action other than platinum.

また、以上では、金属ワイヤ１１５及び１１６を用いる形態について説明したが、金属ワイヤ１１５及び１１６の代わりに、粒子状の金属部材を用いてもよい。 Moreover, although the form using the metal wires 115 and 116 has been described above, a particulate metal member may be used instead of the metal wires 115 and 116.

また、以上では、アンテナ１３０が、パッチアンテナ、スロットアンテナ、ダイポールアンテナ、又はモノポールアンテナである形態について説明したが、アンテナ１３０の代わりに、マイクロ波を放射する共振器、又は、導波管等を用いてもよい。 In the above description, the antenna 130 is a patch antenna, a slot antenna, a dipole antenna, or a monopole antenna. However, instead of the antenna 130, a resonator that radiates microwaves, a waveguide, or the like May be used.

また、以上では、１６個のアンテナ１３０が等間隔でカバー１２０の外周面に配置される形態について説明したが、アンテナ１３０の位置と数は、フィルタ１１０の内部に十分にマイクロ波を放射できるのであれば、適宜変更してよい。 In the above description, the 16 antennas 130 are arranged on the outer peripheral surface of the cover 120 at equal intervals. However, the position and number of the antennas 130 can sufficiently radiate microwaves inside the filter 110. If there is, it may be changed as appropriate.

以上、本発明の例示的な実施の形態のフィルタ装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
エンジンの排気ガスの流入側になる第１端と、前記排気ガスの流出側になる第２端とを有するセラミック製のフィルタであって、前記第１端から前記第２端に向かって前記第２端の手前まで伸延する複数の第１穴部と、前記第２端から前記第１端に向かって前記第１端の手前まで、前記第１穴部とは互い違いに伸延する、複数の第２穴部とを有するフィルタと、
前記第１穴部及び前記第２穴部の内壁に設けられる、粒子状又はワイヤ状の金属部材と、
前記フィルタの外側面、又は、前記外側面よりも外側に配設され、前記フィルタの内部に向けてマイクロ波を放射するマイクロ波放射部と
を含む、フィルタ装置。
（付記２）
前記金属部材は、前記フィルタの内部で、前記マイクロ波を透過又は反射する、付記１記載のフィルタ装置。
（付記３）
前記複数の第１穴部と前記複数の第２穴部の断面において、中心側に位置する前記第１穴部及び前記第２穴部の前記内壁に設けられる前記金属部材の密度は、前記断面における外側に位置する前記第１穴部及び前記第２穴部の前記内壁に設けられる前記金属部材の密度よりも高い、付記１又は２記載のフィルタ装置。
（付記４）
前記第１穴部及び前記第２穴部の内壁に設けられる、金属製の触媒部をさらに含み、
前記金属部材は、前記内壁において前記触媒部に重ねて設けられる、付記１乃至３のいずれか一項記載のフィルタ装置。
（付記５）
前記フィルタの前記第１端と前記第２端との間で前記外側面を覆うカバーをさらに含み、
前記マイクロ波放射部は、前記カバーの外表面に配設されるアンテナである、付記１乃至４のいずれか一項記載のフィルタ装置。
（付記６）
前記アンテナは、パッチアンテナである、付記５記載のフィルタ装置。
（付記７）
前記フィルタは、円柱状形状である、付記１乃至６のいずれか一項記載のフィルタ装置。
（付記８）
前記フィルタは、多孔質のセラミック製である、付記１乃至７のいずれか一項記載のフィルタ装置。
（付記９）
前記第１穴部と前記第２穴部とは、前記多孔質のフィルタを通じて連通する、付記８記載のフィルタ装置。 The filter device of the exemplary embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and does not depart from the scope of the claims. Various modifications and changes are possible.
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
A ceramic filter having a first end that becomes an exhaust gas inflow side of an engine and a second end that becomes an outflow side of the exhaust gas, the filter from the first end toward the second end. A plurality of first holes extending to the front of two ends, and a plurality of first holes extending alternately from the second end toward the first end to the front of the first end. A filter having two holes,
A particulate or wire-like metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole;
And a microwave radiating unit disposed outside the outer surface of the filter or disposed outside the outer surface and radiating microwaves toward the inside of the filter.
(Appendix 2)
The filter device according to appendix 1, wherein the metal member transmits or reflects the microwave inside the filter.
(Appendix 3)
In the cross section of the plurality of first holes and the plurality of second holes, the density of the metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole located on the center side is the cross section. The filter device according to appendix 1 or 2, wherein the density of the metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole located outside is higher than the density of the metal member.
(Appendix 4)
A metal catalyst part provided on inner walls of the first hole part and the second hole part;
The filter device according to any one of appendices 1 to 3, wherein the metal member is provided on the inner wall so as to overlap the catalyst portion.
(Appendix 5)
A cover covering the outer surface between the first end and the second end of the filter;
The filter device according to any one of appendices 1 to 4, wherein the microwave radiation unit is an antenna disposed on an outer surface of the cover.
(Appendix 6)
The filter device according to appendix 5, wherein the antenna is a patch antenna.
(Appendix 7)
The filter device according to any one of appendices 1 to 6, wherein the filter has a cylindrical shape.
(Appendix 8)
The filter device according to any one of appendices 1 to 7, wherein the filter is made of porous ceramic.
(Appendix 9)
The filter device according to appendix 8, wherein the first hole portion and the second hole portion communicate with each other through the porous filter.

１００フィルタ装置
１１０フィルタ
１１１、１１２穴部
１１０Ａ一方の面
１１０Ｂ他方の面
１１０Ｃ側面
１１３、１１４触媒粒子
１１５、１１６金属ワイヤ
１２０カバー
１３０アンテナ
２００高周波発生部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Filter apparatus 110 Filter 111, 112 Hole part 110A One side 110B The other side 110C Side 113,114 Catalyst particle 115,116 Metal wire 120 Cover 130 Antenna 200 High frequency generating part

Claims

エンジンの排気ガスの流入側になる第１端と、前記排気ガスの流出側になる第２端とを有するセラミック製のフィルタであって、前記第１端から前記第２端に向かって前記第２端の手前まで伸延する複数の第１穴部と、前記第２端から前記第１端に向かって前記第１端の手前まで、前記第１穴部とは互い違いに伸延する、複数の第２穴部とを有するフィルタと、
前記第１穴部及び前記第２穴部の内壁に設けられる、粒子状又はワイヤ状の金属部材と、
前記第１穴部及び前記第２穴部の内壁に設けられる、触媒部と、
前記フィルタの外側面、又は、前記外側面よりも外側に配設され、前記フィルタの内部に向けてマイクロ波を放射するマイクロ波放射部とを含み、
前記金属部材は、前記フィルタの内部で、前記マイクロ波を透過又は反射し、
前記複数の第１穴部と前記複数の第２穴部の断面において、中心側に位置する前記第１穴部及び前記第２穴部の前記内壁に設けられる前記金属部材の密度は、前記断面における外側に位置する前記第１穴部及び前記第２穴部の前記内壁に設けられる前記金属部材の密度よりも高い、フィルタ装置。 A ceramic filter having a first end that becomes an exhaust gas inflow side of an engine and a second end that becomes an outflow side of the exhaust gas, the filter from the first end toward the second end. A plurality of first holes extending to the front of two ends, and a plurality of first holes extending alternately from the second end toward the first end to the front of the first end. A filter having two holes,
A particulate or wire-like metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole;
A catalyst portion provided on inner walls of the first hole portion and the second hole portion;
An outer surface of the filter, or disposed outside than the outer side, seen including a microwave radiating portion for radiating microwaves toward the interior of the filter,
The metal member transmits or reflects the microwave inside the filter,
In the cross section of the plurality of first holes and the plurality of second holes, the density of the metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole located on the center side is the cross section. A filter device having a density higher than a density of the metal member provided on the inner wall of the first hole and the second hole located outside .

前記金属部材は、前記内壁において前記触媒部に重ねて設けられる、請求項１記載のフィルタ装置。 The metallic member, the provided superposed on the catalytic section at the inner wall, the filter apparatus according to claim 1.

前記フィルタの前記第１端と前記第２端との間で前記外側面を覆うカバーをさらに含み、
前記マイクロ波放射部は、前記カバーの外表面に配設されるアンテナである、請求項１又は２記載のフィルタ装置。 A cover covering the outer surface between the first end and the second end of the filter;
The microwave radiation portion is an antenna that is disposed on the outer surface of the cover, the filter device according to claim 1 or 2, wherein.