JPH04298622A - 内燃機関用フィルタおよびフィルタ再生装置 - Google Patents
内燃機関用フィルタおよびフィルタ再生装置Info
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- JPH04298622A JPH04298622A JP3064453A JP6445391A JPH04298622A JP H04298622 A JPH04298622 A JP H04298622A JP 3064453 A JP3064453 A JP 3064453A JP 6445391 A JP6445391 A JP 6445391A JP H04298622 A JPH04298622 A JP H04298622A
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- JP
- Japan
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- filter
- internal combustion
- exhaust gas
- particulates
- combustion engine
- Prior art date
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- Pending
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス中
の炭素を含む微粒子（パティキュレート）を除去するた
めのフィルタおよびフィルタの再生装置に関するもので
ある。
の炭素を含む微粒子（パティキュレート）を除去するた
めのフィルタおよびフィルタの再生装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より内燃機関（特にディーゼルエン
ジン）の排気ガス内のパティキュレートを捕集するため
のフィルタ及び、フィルタに蓄積したパティキュレート
を除去再生する装置に関しては、大気汚染を防止し環境
保全に努めるために排出ガスの規制が年々厳しくなるに
従って種々検討がおこなわれており、フィルタについて
もその構成によりフォームタイプやモノリシスタイプ等
があり、また再生装置の熱源についても石油バーナー、
電気ヒーターに加え、マイクロ波を用いる考案もなされ
ているが実用化には至っていない。
ジン）の排気ガス内のパティキュレートを捕集するため
のフィルタ及び、フィルタに蓄積したパティキュレート
を除去再生する装置に関しては、大気汚染を防止し環境
保全に努めるために排出ガスの規制が年々厳しくなるに
従って種々検討がおこなわれており、フィルタについて
もその構成によりフォームタイプやモノリシスタイプ等
があり、また再生装置の熱源についても石油バーナー、
電気ヒーターに加え、マイクロ波を用いる考案もなされ
ているが実用化には至っていない。
【０００３】以下図４とともに熱源にマイクロ波を用い
た従来例（特開平１−２９０９１０号公報）について説
明する。同図において１はエンジン、２，３はＴＭ０１
Ｐ モードが励振される円筒状の空洞共振器、４はマイ
クロ波放射アンテナ、５は導波管、６はマイクロ波発生
手段、７は多孔質セラミック隔壁にパティキュレートを
捕集するフィルタ、８は排気ガス流の切換弁である。こ
の様な構成においてフィルタは空洞共振器の管軸方向の
略中心部に配設されたフィルタと空洞共振器の両端面と
の間にそれぞれ空間９，１０が設けられている。
た従来例（特開平１−２９０９１０号公報）について説
明する。同図において１はエンジン、２，３はＴＭ０１
Ｐ モードが励振される円筒状の空洞共振器、４はマイ
クロ波放射アンテナ、５は導波管、６はマイクロ波発生
手段、７は多孔質セラミック隔壁にパティキュレートを
捕集するフィルタ、８は排気ガス流の切換弁である。こ
の様な構成においてフィルタは空洞共振器の管軸方向の
略中心部に配設されたフィルタと空洞共振器の両端面と
の間にそれぞれ空間９，１０が設けられている。
【０００４】マイクロ波発生手段６が発生するマイクロ
波は導波管５を通って上記空間９，１０内に突出した放
射アンテナ４より空洞共振器２または３に給電される。 フィルタの多孔質セラミック隔壁に捕集されたパティキ
ュレートは給電されたマイクロ波によって誘電加熱され
６００℃程度になると着火し燃焼してフィルタは再生さ
れる。
波は導波管５を通って上記空間９，１０内に突出した放
射アンテナ４より空洞共振器２または３に給電される。 フィルタの多孔質セラミック隔壁に捕集されたパティキ
ュレートは給電されたマイクロ波によって誘電加熱され
６００℃程度になると着火し燃焼してフィルタは再生さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成において単一のマイクロ波発生手段６から導波管５を
経由して放射アンテナ４により空洞共振器２に２ケ所よ
りマイクロ波を給電しているため、フィルタ７のパティ
キュレートの付着状態（燃焼によるパティキュレートの
減少も含む）によって負荷の比誘電率および誘電正接が
変化することにより、空洞共振器２の等価寸法が変わり
安定してＴＭ０１Ｐ モードが励振しえなかった。
成において単一のマイクロ波発生手段６から導波管５を
経由して放射アンテナ４により空洞共振器２に２ケ所よ
りマイクロ波を給電しているため、フィルタ７のパティ
キュレートの付着状態（燃焼によるパティキュレートの
減少も含む）によって負荷の比誘電率および誘電正接が
変化することにより、空洞共振器２の等価寸法が変わり
安定してＴＭ０１Ｐ モードが励振しえなかった。
【０００６】更に、フィルタ７の前面中央部はエンジン
１が運転され勢いのある排気ガス流が直接あたるためパ
ティキュレートが外周部より多く堆積しており再生時に
与えられるマイクロ波電力が集中し外周部のフィルタ材
料で放熱が抑えられ極めて高温になりフィルタが溶損し
たり、中心部と外周部の温度差により熱歪が生じクラッ
クが起こったりして耐久性に難があった。また、フィル
タ７は微粒子物質を濾過するため多孔質であり、比較的
硬度が低いため不均一な排気ガス流により前面プラグ部
が削損する恐れもあった。
１が運転され勢いのある排気ガス流が直接あたるためパ
ティキュレートが外周部より多く堆積しており再生時に
与えられるマイクロ波電力が集中し外周部のフィルタ材
料で放熱が抑えられ極めて高温になりフィルタが溶損し
たり、中心部と外周部の温度差により熱歪が生じクラッ
クが起こったりして耐久性に難があった。また、フィル
タ７は微粒子物質を濾過するため多孔質であり、比較的
硬度が低いため不均一な排気ガス流により前面プラグ部
が削損する恐れもあった。
【０００７】そこで、本発明は、再生時にフィルタ内に
堆積したパティキュレートの燃焼による発熱をフィルタ
各部で均一になるようにパティキュレートを捕集し、短
時間でかつ確実に燃焼できる加熱効率が良く再生能力を
継続的に維持できる信頼性の高い内燃機関用フィルタお
よびフィルタ再生装置を提供することを目的としている
。
堆積したパティキュレートの燃焼による発熱をフィルタ
各部で均一になるようにパティキュレートを捕集し、短
時間でかつ確実に燃焼できる加熱効率が良く再生能力を
継続的に維持できる信頼性の高い内燃機関用フィルタお
よびフィルタ再生装置を提供することを目的としている
。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで目的を達成するた
めに本発明の内燃機関用フィルタ再生装置は、パティキ
ュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタを収納保
持するキャビティと、排気ガスを前記キャビティに導入
する前記キャビティに接続された排気導入管と、前記フ
ィルタに蓄積されたパティキュレートを加熱し燃焼させ
る熱源とを有し、前記排気導入管を前記フィルタと対向
する位置に設けるとともに前記排気導入管の終端部を閉
塞し外周部を開放させ排気ガス流を前記キャビティに放
射状に供給する構成としている。
めに本発明の内燃機関用フィルタ再生装置は、パティキ
ュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタを収納保
持するキャビティと、排気ガスを前記キャビティに導入
する前記キャビティに接続された排気導入管と、前記フ
ィルタに蓄積されたパティキュレートを加熱し燃焼させ
る熱源とを有し、前記排気導入管を前記フィルタと対向
する位置に設けるとともに前記排気導入管の終端部を閉
塞し外周部を開放させ排気ガス流を前記キャビティに放
射状に供給する構成としている。
【０００９】また、パティキュレートを加熱し燃焼させ
る熱源をマイクロ波発振器とし、排気導入管の終端部を
前記マイクロ波発振器と前記排気導入管を外導体とする
同軸線路先端に接続された放射アンテナで閉塞させる構
成としている。
る熱源をマイクロ波発振器とし、排気導入管の終端部を
前記マイクロ波発振器と前記排気導入管を外導体とする
同軸線路先端に接続された放射アンテナで閉塞させる構
成としている。
【００１０】また、パティキュレートを加熱し燃焼させ
る熱源を抵抗発熱体とし排気導入管の終端部を前記抵抗
発熱体に絶縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構
成としている。
る熱源を抵抗発熱体とし排気導入管の終端部を前記抵抗
発熱体に絶縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構
成としている。
【００１１】また、多孔質セラミック隔壁により形成さ
れる多数の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔
の一端を隣接する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉
塞し他端は前記第一の封止栓の施されていない前記貫通
孔を気孔のない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハ
ニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中
空としている。
れる多数の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔
の一端を隣接する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉
塞し他端は前記第一の封止栓の施されていない前記貫通
孔を気孔のない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハ
ニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中
空としている。
【００１２】また、ハニカム構造体の流体通過方向に垂
直な断面の中心部の中空を多孔質セラミックで充填する
構成としている。
直な断面の中心部の中空を多孔質セラミックで充填する
構成としている。
【００１３】また、ハニカム構造体の流体通過方向に垂
直な断面の中心部の中空を気孔のないセラミックで充填
する構成としている。
直な断面の中心部の中空を気孔のないセラミックで充填
する構成としている。
【００１４】
【作用】本発明の内燃機関用フィルタ再生装置は、パテ
ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタを収
納保持するキャビティと、排気ガスを前記キャビティに
導入する前記キャビティに接続された排気導入管と、前
記フィルタに蓄積されたパティキュレートを加熱し燃焼
させる熱源とを有し、前記排気導入管を前記フィルタと
対向する位置に設けるとともに前記排気導入管の終端部
を閉塞し外周部を開放させ排気ガス流を前記キャビティ
に放射状に供給する構成としているので、排気ガス流が
排気導入管で偏向されフィルタ前面に直接あたらずフィ
ルタの損傷が防げ、フィルタに堆積するパティキュレー
トの付着分布も中心部に比べて外周部により多くなるた
め再生時のフィルタの熱分布が均一化され再生効率、耐
久性が向上する。
ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタを収
納保持するキャビティと、排気ガスを前記キャビティに
導入する前記キャビティに接続された排気導入管と、前
記フィルタに蓄積されたパティキュレートを加熱し燃焼
させる熱源とを有し、前記排気導入管を前記フィルタと
対向する位置に設けるとともに前記排気導入管の終端部
を閉塞し外周部を開放させ排気ガス流を前記キャビティ
に放射状に供給する構成としているので、排気ガス流が
排気導入管で偏向されフィルタ前面に直接あたらずフィ
ルタの損傷が防げ、フィルタに堆積するパティキュレー
トの付着分布も中心部に比べて外周部により多くなるた
め再生時のフィルタの熱分布が均一化され再生効率、耐
久性が向上する。
【００１５】また、パティキュレートを加熱し燃焼させ
る熱源をマイクロ波発振器とし、排気導入管の終端部を
前記マイクロ波発振器と前記排気導入管を外導体とする
同軸線路先端に接続された放射アンテナで閉塞させる構
成としているので、マイクロ波の伝送線路を既存の部材
で構成できるとともにフィルタに対向する位置にマイク
ロ波の放射アンテナを設けられマイクロ波を有効にフィ
ルタ内のパティキュレートに吸収させることができる。
る熱源をマイクロ波発振器とし、排気導入管の終端部を
前記マイクロ波発振器と前記排気導入管を外導体とする
同軸線路先端に接続された放射アンテナで閉塞させる構
成としているので、マイクロ波の伝送線路を既存の部材
で構成できるとともにフィルタに対向する位置にマイク
ロ波の放射アンテナを設けられマイクロ波を有効にフィ
ルタ内のパティキュレートに吸収させることができる。
【００１６】また、パティキュレートを加熱し燃焼させ
る熱源を抵抗発熱体とし排気導入管の終端部を前記抵抗
発熱体に絶縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構
成としているので、抵抗発熱体を排気ガス中に直接曝す
ことがなく耐久性が増すとともにフィルタに対向する位
置の任意の形状の抵抗発熱体を配置できるのでパティキ
ュレートを有効に加熱でき再生効率が向上する。
る熱源を抵抗発熱体とし排気導入管の終端部を前記抵抗
発熱体に絶縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構
成としているので、抵抗発熱体を排気ガス中に直接曝す
ことがなく耐久性が増すとともにフィルタに対向する位
置の任意の形状の抵抗発熱体を配置できるのでパティキ
ュレートを有効に加熱でき再生効率が向上する。
【００１７】また、多孔質セラミック隔壁により形成さ
れる多数の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔
の一端を隣接する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉
塞し他端は前記第一の封止栓の施されていない前記貫通
孔を気孔のない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハ
ニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中
空としているで、フィルタ再生時の熱応力が中空部と外
周部に分散されて熱歪が緩和され熱的強度が増し耐久性
が向上する。
れる多数の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔
の一端を隣接する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉
塞し他端は前記第一の封止栓の施されていない前記貫通
孔を気孔のない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハ
ニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中
空としているで、フィルタ再生時の熱応力が中空部と外
周部に分散されて熱歪が緩和され熱的強度が増し耐久性
が向上する。
【００１８】また、ハニカム構造体の流体通過方向に垂
直な断面の中心部の中空を多孔質セラミックで充填する
構成としているので、ハニカム構造体と同一の材質で形
成でき、当該部分にもフィルタ機能があるため再生時燃
焼用空気が充分拡散され、パティキュレートが燃焼する
ため再生率が向上する。また同じくフィルタ機能がある
ため比較的少ない圧力損失の増加で機械的強度が上がり
耐久性が向上する。
直な断面の中心部の中空を多孔質セラミックで充填する
構成としているので、ハニカム構造体と同一の材質で形
成でき、当該部分にもフィルタ機能があるため再生時燃
焼用空気が充分拡散され、パティキュレートが燃焼する
ため再生率が向上する。また同じくフィルタ機能がある
ため比較的少ない圧力損失の増加で機械的強度が上がり
耐久性が向上する。
【００１９】また、ハニカム構造体の流体通過方向に垂
直な断面の中心部の中空を気孔のないセラミックで充填
する構成としているので、閉塞栓を施す時に同時に充填
ができ簡単にフィルタの機械的強度が上げられ耐久性が
更に向上する。
直な断面の中心部の中空を気孔のないセラミックで充填
する構成としているので、閉塞栓を施す時に同時に充填
ができ簡単にフィルタの機械的強度が上げられ耐久性が
更に向上する。
【００２０】
【実施例】以下本発明の一実施例における内燃機関用フ
ィルタおよび、フィルタ再生装置について、図面ととも
に説明する。
ィルタおよび、フィルタ再生装置について、図面ととも
に説明する。
【００２１】図１のシステム及び主要部の断面図におい
て、１１はエンジン（図示せず）排気をキャビティ１２
に導入する排気導入管、１３はキャビティ１２内に設け
られたパティキュレートを捕集するためのフィルタであ
り、ハニカム形状で隣接する貫通孔を交互に風上、風下
側で閉塞しており、隔壁を排気ガスが通過する際にパテ
ィキュレートが隔壁に堆積する。１４はフィルタ１３を
断熱および緩衝するためのスペーサーである。１５はパ
ティキュレートの加熱源のマイクロ波発振器であるマグ
ネトロン、１６はマグネトロン１５より発振されたマイ
クロ波を同軸線路１７まで伝送する導波管、１８は同軸
線路１７の中心導体であり一端を導波管１６に突出させ
て電界結合させてある。１９は内導体１８とともに同軸
線路を形成する誘電体である。同軸線路において伝送路
の特性インピーダンスは中心導体と外導体の径およびそ
の間に介在する物質の比誘電率、比透磁率等によって決
定されインピーダンスの連続性を図るため当該部位の材
質・寸法を決定する。内導体１８は排気導入管１１の中
心部に配置され排気導入管１１を外導体としてキャビテ
ィ１２へ突出されており、他端にはフィルタ１４に対向
する位置に円盤状の放射アンテナ２０が設けられている
。排気導入管１１は一部キャビティに突出しており、こ
の突出部の外周には小孔群２１が設けられている。 尚、排気導入管１１はフィルタ１４の流体通路方向（Ｘ
−Ｘ′軸）の略中心軸上に位置している。２２は再生時
パティキュレートの燃焼に必要な酸素を含む流体をキャ
ビティ１２に供給する流体供給手段であり、２３は流体
供給手段２２とキャビティ１２を連通する流体導入管で
ある。
て、１１はエンジン（図示せず）排気をキャビティ１２
に導入する排気導入管、１３はキャビティ１２内に設け
られたパティキュレートを捕集するためのフィルタであ
り、ハニカム形状で隣接する貫通孔を交互に風上、風下
側で閉塞しており、隔壁を排気ガスが通過する際にパテ
ィキュレートが隔壁に堆積する。１４はフィルタ１３を
断熱および緩衝するためのスペーサーである。１５はパ
ティキュレートの加熱源のマイクロ波発振器であるマグ
ネトロン、１６はマグネトロン１５より発振されたマイ
クロ波を同軸線路１７まで伝送する導波管、１８は同軸
線路１７の中心導体であり一端を導波管１６に突出させ
て電界結合させてある。１９は内導体１８とともに同軸
線路を形成する誘電体である。同軸線路において伝送路
の特性インピーダンスは中心導体と外導体の径およびそ
の間に介在する物質の比誘電率、比透磁率等によって決
定されインピーダンスの連続性を図るため当該部位の材
質・寸法を決定する。内導体１８は排気導入管１１の中
心部に配置され排気導入管１１を外導体としてキャビテ
ィ１２へ突出されており、他端にはフィルタ１４に対向
する位置に円盤状の放射アンテナ２０が設けられている
。排気導入管１１は一部キャビティに突出しており、こ
の突出部の外周には小孔群２１が設けられている。 尚、排気導入管１１はフィルタ１４の流体通路方向（Ｘ
−Ｘ′軸）の略中心軸上に位置している。２２は再生時
パティキュレートの燃焼に必要な酸素を含む流体をキャ
ビティ１２に供給する流体供給手段であり、２３は流体
供給手段２２とキャビティ１２を連通する流体導入管で
ある。
【００２２】エンジンが運転されている間は、パティキ
ュレートを含む排気ガスは図中Ａ方向より排気導入管１
１に流れ込み一部は直接小孔群２１より、他の一部は当
面する放射アンテナ２０にあたり偏向されてキャビティ
１２内のフィルタ１３に流入し、フィルタ１３の隔壁で
パティキュレートが除去せられ大気中に放出される。キ
ャビティ１２内の排気ガス流は小孔群２１と放射アンテ
ナ２０によりＸ−Ｘ′軸を中心として放射状となりパテ
ィキュレートの堆積分布は中心部に比べて外周部より多
くなる。一定時間エンジンが運転されるとパティキュレ
ートの堆積によりフィルタ１３の圧力損失が増大し、エ
ンジンの良好な運転が維持できなくなるため、前述の圧
力損失を検知してフィルタ１３の再生を行なう。再生サ
イクルにおいてエンジンよりの排気ガスを弁（図示せず
）等で排気導入管１２への導入を停止し、駆動電源で加
勢されたマグネトロン１５より発振されたマイクロ波は
導波管１６、同軸線路１７を伝送してキャビティ１３に
放射され、対向するフィルタ前面近傍のパティキュレー
トを加熱昇温させる。パティキュレートが着火温度に達
すると流体供給手段２２より酸素を含む燃焼用流体を吐
出し始める。フィルタ前面近傍ではじまったパティキュ
レートの燃焼は流体中の酸素と反応し次第に風下側に広
がってゆき、やがて燃焼は終了しフィルタ１３は再生さ
れる。マイクロ波の供給はパティキュレートが着火した
ことを検出した後速やかに停止させればよい。このよう
にして再生が終了すれば再び排気ガスをフィルタに導入
しパティキュレートの捕集を再開する。
ュレートを含む排気ガスは図中Ａ方向より排気導入管１
１に流れ込み一部は直接小孔群２１より、他の一部は当
面する放射アンテナ２０にあたり偏向されてキャビティ
１２内のフィルタ１３に流入し、フィルタ１３の隔壁で
パティキュレートが除去せられ大気中に放出される。キ
ャビティ１２内の排気ガス流は小孔群２１と放射アンテ
ナ２０によりＸ−Ｘ′軸を中心として放射状となりパテ
ィキュレートの堆積分布は中心部に比べて外周部より多
くなる。一定時間エンジンが運転されるとパティキュレ
ートの堆積によりフィルタ１３の圧力損失が増大し、エ
ンジンの良好な運転が維持できなくなるため、前述の圧
力損失を検知してフィルタ１３の再生を行なう。再生サ
イクルにおいてエンジンよりの排気ガスを弁（図示せず
）等で排気導入管１２への導入を停止し、駆動電源で加
勢されたマグネトロン１５より発振されたマイクロ波は
導波管１６、同軸線路１７を伝送してキャビティ１３に
放射され、対向するフィルタ前面近傍のパティキュレー
トを加熱昇温させる。パティキュレートが着火温度に達
すると流体供給手段２２より酸素を含む燃焼用流体を吐
出し始める。フィルタ前面近傍ではじまったパティキュ
レートの燃焼は流体中の酸素と反応し次第に風下側に広
がってゆき、やがて燃焼は終了しフィルタ１３は再生さ
れる。マイクロ波の供給はパティキュレートが着火した
ことを検出した後速やかに停止させればよい。このよう
にして再生が終了すれば再び排気ガスをフィルタに導入
しパティキュレートの捕集を再開する。
【００２３】図２は本発明の一実施例における内燃機関
用フィルタのシステム及び主要部の断面図である。なお
、図１と同様の構成要素には同一番号を付す。図２にお
いて排気導入管１１のキャビティ１２への突出部先端に
は抵抗発熱体２４を酸化マグネシウム等の電気絶縁物２
５を介して外殻２６で固定した円盤状の電気ヒーターユ
ニットが設けられている。また、フィルタ１３の流体通
過方向に垂直な断面の中心部は隔壁と同一の材質である
多孔質セラミックが充填されている。エンジンが運転さ
れている間は、パティキュレートを含む排気ガスは図中
Ａ方向より排気導入管１１に流れ込み一部は直接小孔群
２１より、他の一部は当面する放射アンテナ２０にあた
り偏向されてキャビティ１２内のフィルタ１３に流入し
、フィルタ１３の隔壁でパティキュレートが除去せられ
大気中に放出される。キャビティ１２内の排気ガス流は
小孔群２１と電気ヒーターユニットによりＸ−Ｘ′軸を
中心として放射状となりパティキュレートの堆積分布は
中心部に比べて外周部でより多くなる。一定時間エンジ
ンが運転されるとパティキュレートの堆積によりフィル
タ１３の圧力損失が増大し、エンジンの良好な運転が維
持できなくなるため、前述の圧力損失を検知してフィル
タ１３の再生を行なう。再生サイクルにおいてエンジン
よりの排気ガスを弁（図示せず）等で排気導入管１２へ
の導入を停止し、電気ヒーターユニットに通電を開始す
る。発熱した電気ヒーターユニットは対向するフィルタ
前面近傍のパティキュレートを加熱昇温させる。パティ
キュレートが着火温度に達すると流体供給手段２２より
酸素を含む燃焼用流体を吐出し始める。フィルタ前面近
傍ではじまったパティキュレートの燃焼は流体中の酸素
と反応し次第に風下側に広がってゆき、やがて燃焼は終
了しフィルタ１３は再生される。電気ヒーターユニット
への通電はパティキュレートが着火したことを検出した
後、速やかに停止させればよい。このようにして再生が
終了すれば再び排気ガスをフィルタに導入しパティキュ
レートの捕集を再開する。
用フィルタのシステム及び主要部の断面図である。なお
、図１と同様の構成要素には同一番号を付す。図２にお
いて排気導入管１１のキャビティ１２への突出部先端に
は抵抗発熱体２４を酸化マグネシウム等の電気絶縁物２
５を介して外殻２６で固定した円盤状の電気ヒーターユ
ニットが設けられている。また、フィルタ１３の流体通
過方向に垂直な断面の中心部は隔壁と同一の材質である
多孔質セラミックが充填されている。エンジンが運転さ
れている間は、パティキュレートを含む排気ガスは図中
Ａ方向より排気導入管１１に流れ込み一部は直接小孔群
２１より、他の一部は当面する放射アンテナ２０にあた
り偏向されてキャビティ１２内のフィルタ１３に流入し
、フィルタ１３の隔壁でパティキュレートが除去せられ
大気中に放出される。キャビティ１２内の排気ガス流は
小孔群２１と電気ヒーターユニットによりＸ−Ｘ′軸を
中心として放射状となりパティキュレートの堆積分布は
中心部に比べて外周部でより多くなる。一定時間エンジ
ンが運転されるとパティキュレートの堆積によりフィル
タ１３の圧力損失が増大し、エンジンの良好な運転が維
持できなくなるため、前述の圧力損失を検知してフィル
タ１３の再生を行なう。再生サイクルにおいてエンジン
よりの排気ガスを弁（図示せず）等で排気導入管１２へ
の導入を停止し、電気ヒーターユニットに通電を開始す
る。発熱した電気ヒーターユニットは対向するフィルタ
前面近傍のパティキュレートを加熱昇温させる。パティ
キュレートが着火温度に達すると流体供給手段２２より
酸素を含む燃焼用流体を吐出し始める。フィルタ前面近
傍ではじまったパティキュレートの燃焼は流体中の酸素
と反応し次第に風下側に広がってゆき、やがて燃焼は終
了しフィルタ１３は再生される。電気ヒーターユニット
への通電はパティキュレートが着火したことを検出した
後、速やかに停止させればよい。このようにして再生が
終了すれば再び排気ガスをフィルタに導入しパティキュ
レートの捕集を再開する。
【００２４】図３は本発明の一実施例における内燃機関
用フィルタの斜視図である。図３において、いずれのフ
ィルタも略円筒形状であり多孔質セラミックによりハニ
カム構造体を形成している。ハニカム構造体の隔壁を通
過させることにより排気ガスを濾過しパティキュレート
を隔壁に堆積させる。隔壁を濾過面にするため貫通孔の
一端を隣接する隔個毎（市松模様状）に気孔のない第一
の封止栓をもうけ、第一の封止栓の施されていない貫通
孔のもう一方の端面側に気孔のない第二の封止栓が設け
られている。図３（ａ）はハニカム構造体の流体通過方
向に垂直な断面の中心部を中空としている。また、図３
（ｂ）はハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の
中心部の中空をハニカム構造体と同一の多孔質セラミッ
クもしくは封止栓と同一の気孔のないセラミックで充填
してある。したがって、この２つのフィルタに堆積する
パティキュレートは捕集キャビティに関係なく、中心部
のパティキュレート捕集量は少なく再生時のフィルタの
熱分布は均一化されまた、フィルタの機械的強度も向上
する。
用フィルタの斜視図である。図３において、いずれのフ
ィルタも略円筒形状であり多孔質セラミックによりハニ
カム構造体を形成している。ハニカム構造体の隔壁を通
過させることにより排気ガスを濾過しパティキュレート
を隔壁に堆積させる。隔壁を濾過面にするため貫通孔の
一端を隣接する隔個毎（市松模様状）に気孔のない第一
の封止栓をもうけ、第一の封止栓の施されていない貫通
孔のもう一方の端面側に気孔のない第二の封止栓が設け
られている。図３（ａ）はハニカム構造体の流体通過方
向に垂直な断面の中心部を中空としている。また、図３
（ｂ）はハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の
中心部の中空をハニカム構造体と同一の多孔質セラミッ
クもしくは封止栓と同一の気孔のないセラミックで充填
してある。したがって、この２つのフィルタに堆積する
パティキュレートは捕集キャビティに関係なく、中心部
のパティキュレート捕集量は少なく再生時のフィルタの
熱分布は均一化されまた、フィルタの機械的強度も向上
する。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関用フィ
ルタおよび、フィルタ再生装置によれば、下記の効果を
得ることが出来る。 （１）パティキュレートを捕集するフィルタと、前記フ
ィルタを収納保持するキャビティと、排気ガスを前記キ
ャビティに導入する前記キャビティに接続された排気導
入管と、前記フィルタに蓄積されたパティキュレートを
加熱し燃焼させる熱源とを有し、前記排気導入管を前記
フィルタと対向する位置に設けるとともに前記排気導入
管の終端部を閉塞し外周部を開放させ排気ガス流を前記
キャビティに放射状に供給する構成としているので、排
気ガス流が排気導入管で偏向されフィルタ前面に直接あ
たらずフィルタの損傷が防げ、フィルタに堆積するパテ
ィキュレートの付着分布も中心部に比べて外周部により
多くなるため再生時のフィルタの熱分布が均一化され再
生効率、耐久性が向上する。 （２）パティキュレートを加熱し燃焼させる熱源をマイ
クロ波発振器とし、排気導入管の終端部を前記マイクロ
波発振器と前記排気導入管を外導体とする同軸線路先端
に接続された放射アンテナで閉塞させる構成としている
ので、マイクロ波の伝送線路を既存の部材で構成できる
とともにフィルタに対向する位置にマイクロ波の放射ア
ンテナを設けられマイクロ波を有効にフィルタ内のパテ
ィキュレートに吸収させることができる。 （３）パティキュレートを加熱し燃焼させる熱源を抵抗
発熱体とし、排気導入管の終端部を前記抵抗発熱体に絶
縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構成としてい
るので、抵抗発熱体を排気ガス中に直接曝すことがなく
耐久性が増すとともにフィルタに対向する位置任意の形
状の抵抗発熱体を配置できるのでパティキュレートを有
効に加熱でき再生効率が向上する。 （４）多孔質セラミック隔壁により形成される多数の貫
通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔の一端を隣接
する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉塞し、他端は
前記第一の封止栓の施されていない前記貫通孔を気孔の
ない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハニカム構造
体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中空としてい
るので、フィルタ再生時の熱応力が中空部と外周部に分
散され熱歪が緩和され熱的強度が増し耐久性が向上する
。 （５）ハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中
心部の中空を多孔質セラミックで充填する構成としてい
るので、ハニカム構造体と同一の材質で形成でき、当該
部分にもフィルタ機能があるため再生時燃焼用空気が充
分拡散されパティキュレートが燃焼するため再生率が向
上する。また同じくフィルタ機能があるため比較的少な
い圧力損失の増加で機械的強度が上がり耐久性が向上す
る。 （６）ハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中
心部の中空を気孔のないセラミックで充填する構成とし
ているので、閉塞栓を施す時に同時に充填ができ簡単に
フィルタの機械的強度が上げられ耐久性が更に向上する
。
ルタおよび、フィルタ再生装置によれば、下記の効果を
得ることが出来る。 （１）パティキュレートを捕集するフィルタと、前記フ
ィルタを収納保持するキャビティと、排気ガスを前記キ
ャビティに導入する前記キャビティに接続された排気導
入管と、前記フィルタに蓄積されたパティキュレートを
加熱し燃焼させる熱源とを有し、前記排気導入管を前記
フィルタと対向する位置に設けるとともに前記排気導入
管の終端部を閉塞し外周部を開放させ排気ガス流を前記
キャビティに放射状に供給する構成としているので、排
気ガス流が排気導入管で偏向されフィルタ前面に直接あ
たらずフィルタの損傷が防げ、フィルタに堆積するパテ
ィキュレートの付着分布も中心部に比べて外周部により
多くなるため再生時のフィルタの熱分布が均一化され再
生効率、耐久性が向上する。 （２）パティキュレートを加熱し燃焼させる熱源をマイ
クロ波発振器とし、排気導入管の終端部を前記マイクロ
波発振器と前記排気導入管を外導体とする同軸線路先端
に接続された放射アンテナで閉塞させる構成としている
ので、マイクロ波の伝送線路を既存の部材で構成できる
とともにフィルタに対向する位置にマイクロ波の放射ア
ンテナを設けられマイクロ波を有効にフィルタ内のパテ
ィキュレートに吸収させることができる。 （３）パティキュレートを加熱し燃焼させる熱源を抵抗
発熱体とし、排気導入管の終端部を前記抵抗発熱体に絶
縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構成としてい
るので、抵抗発熱体を排気ガス中に直接曝すことがなく
耐久性が増すとともにフィルタに対向する位置任意の形
状の抵抗発熱体を配置できるのでパティキュレートを有
効に加熱でき再生効率が向上する。 （４）多孔質セラミック隔壁により形成される多数の貫
通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔の一端を隣接
する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉塞し、他端は
前記第一の封止栓の施されていない前記貫通孔を気孔の
ない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハニカム構造
体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中空としてい
るので、フィルタ再生時の熱応力が中空部と外周部に分
散され熱歪が緩和され熱的強度が増し耐久性が向上する
。 （５）ハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中
心部の中空を多孔質セラミックで充填する構成としてい
るので、ハニカム構造体と同一の材質で形成でき、当該
部分にもフィルタ機能があるため再生時燃焼用空気が充
分拡散されパティキュレートが燃焼するため再生率が向
上する。また同じくフィルタ機能があるため比較的少な
い圧力損失の増加で機械的強度が上がり耐久性が向上す
る。 （６）ハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中
心部の中空を気孔のないセラミックで充填する構成とし
ているので、閉塞栓を施す時に同時に充填ができ簡単に
フィルタの機械的強度が上げられ耐久性が更に向上する
。
【図１】本発明の一実施例における内燃機関用フィルタ
再生装置の要部断面図
再生装置の要部断面図
【図２】本発明の一実施例における内燃機関用フィルタ
再生装置の要部断面図
再生装置の要部断面図
【図３】本発明の他の実施例における内燃機関用フィル
タの斜視図
タの斜視図
【図４】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成を示
す断面図
す断面図
１１ 排気導入管
１２ キャビティ
１３ フィルタ
１５ マグネトロン
１６ 導波管
１７ 同軸線路
２０ 放射アンテナ
２１ 小孔群
Claims (6)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた排気ガス
中に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタと、
前記フィルタを収納保持するキャビティと、排気ガスを
前記キャビティに導入する前記キャビティに接続された
排気導入管と、前記フィルタに蓄積されたパティキュレ
ートを加熱し燃焼させる熱源とを有し、前記排気導入管
を前記フィルタと対向する位置に設けるとともに前記排
気導入管の終端部を閉塞し外周部を開放させ排気ガス流
を前記キャビティに放射状に供給する構成とした内燃機
関用フィルタ再生装置。 - 【請求項２】パティキュレートを加熱し燃焼させる熱源
をマイクロ波発振器とし、排気導入管の終端部を前記マ
イクロ波発振器と前記排気導入管を外導体とする同軸線
路先端に接続された放射アンテナで閉塞させる構成とし
た請求項１に記載の内燃機関用フィルタ再生装置。 - 【請求項３】パティキュレートを加熱し燃焼させる熱源
を抵抗発熱体とし、排気導入管の終端部を前記抵抗発熱
体に絶縁物を介して設けられた外殻で閉塞させる構成と
した請求項１に記載の内燃機関用フィルタ再生装置。 - 【請求項４】多孔質セラミック隔壁により形成される多
数の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔の一端
を隣接する隔個毎に気孔のない第一の封止栓で閉塞し、
他端は前記第一の封止栓の施されていない前記貫通孔を
気孔のない第二の封止栓で閉塞するとともに前記ハニカ
ム構造体の流体通過方向に垂直な断面の中心部を中空と
する構成とした内燃機関用フィルタ。 - 【請求項５】ハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断
面の中心部の中空を多孔質セラミックで充填する構成と
した請求項４に記載の内燃機関用フィルタ。 - 【請求項６】ハニカム構造体の流体通過方向に垂直な断
面の中心部の中空を気孔のないセラミックで充填する構
成とした請求項４に記載の内燃機関用フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064453A JPH04298622A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関用フィルタおよびフィルタ再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064453A JPH04298622A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関用フィルタおよびフィルタ再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298622A true JPH04298622A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13258679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3064453A Pending JPH04298622A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関用フィルタおよびフィルタ再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298622A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003029621A1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-10 | Litton Systems, Inc. | Microwave system used for heating silicon carbide filter in diesel engine exhaust system |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3064453A patent/JPH04298622A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003029621A1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-10 | Litton Systems, Inc. | Microwave system used for heating silicon carbide filter in diesel engine exhaust system |
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