JPH0459027A - 高周波加熱排ガス浄化装置 - Google Patents

高周波加熱排ガス浄化装置

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JPH0459027A
JPH0459027A JP2164709A JP16470990A JPH0459027A JP H0459027 A JPH0459027 A JP H0459027A JP 2164709 A JP2164709 A JP 2164709A JP 16470990 A JP16470990 A JP 16470990A JP H0459027 A JPH0459027 A JP H0459027A
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JP
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exhaust gas
gas purification
frequency radio
heating chamber
heating
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JP2164709A
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Ayumi Kiritooshi
切通 歩
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2013Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
    • F01N3/202Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means using microwaves
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はオーブンレンジなどの調理器から排出される未
燃焼の炭化水素、−酸化炭素を完全燃焼させ、炭酸ガス
と水に分解する排ガス浄化装置、自動車のエンジンから
排出される未燃焼の炭化水素、−酸化炭素、窒素酸化物
を完全燃焼させ、炭酸ガスと窒素、水に分解する排ガス
浄化装置に関するものである。
従来の技術 従来この種の排ガス浄化装置は、コーディエライトなど
の高密度のセラミックハニカム構造体の表面に表面積を
大きくするためにアルミナなどの微粒子をコーティング
し、その上に白金、ロジウム、パラジウムなどの貴金属
触媒、最近ではペロブスカイト型複合酸化物などを担持
した排ガス浄化触媒体を、調理器加熱室から発生する排
熱、自動車エンジンから発生する排熱で高温度化し、又
は電気ヒータなどの加熱手段を用いて高温度化し、未燃
焼ガスの炭化水素、−酸化炭素、窒素酸化物を完全燃焼
させて炭素ガスと窒素、水とに分解するようにしていた
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような排ガス浄化触媒体を、調理器
の加熱室から発生ずる排熱、自動車エンジンから発生す
る排熱で高温度化する場合、排ガス浄化触媒体が活性を
表す温度に到達するまでに未燃焼ガスが発生し通過して
いく。このため使用初期の段階で未燃焼ガスを完全燃焼
さセることができない。電気ヒータなどの加熱手段を用
いる場合も、排ガス浄化触媒体を外周から加熱すること
になり象、速な高温度化は無理で、排熱を利用するもの
と同様の課題があった。
課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するために本発明の高周波加熱排ガス浄
化装置は、触媒担持体に高周波電波電力吸収材料を用い
、その表面に浄化触媒を担持して排ガス浄化触媒体を構
成し、排ガス浄化触媒体に高周波電波を給電して触媒担
持体そのものが発熱し、象、速に高温度化するようにし
たものである。
作用 高周波電波を利用した高周波加熱は、被加熱物が高周波
電波電力を吸収し、自ら誘電加熱又は電気抵抗加熱で発
熱するものである。この場合被加熱物の材料は比誘電率
と誘電体損失が大きくないと、高周波電波電力を効率よ
く吸収せず角、速な発熱をしない。従来の排ガス浄化触
媒体に用いられている触媒担持体はコーディエライト又
はムライトが一般的であるが、これらの材料は比誘電率
と誘電体損失角の値が小さく高周波加熱には適さな比誘
電率と誘電体損失角の値が大きい高周波電波電力吸収材
料を触媒担持体に用い、表面に触媒を担持して排ガス浄
化触媒体を構成し、この排ガス浄化触媒体にマグネトロ
ンから発生ずる高周波電波を給電すると触媒担持体は自
己発熱し、しかも内部発熱であるので外部に逃げる余分
な熱がほとんどなく、排ガス浄化触媒体は急速に高温度
化する。未燃焼ガスを含む排ガス気流中に配置された本
発明の高周波加熱排ガス浄化装置は、高周波電波が給電
されることにより触媒として機能する温度まで急速に加
熱され、未燃焼ガスが分解されずに通過していくことを
防ぐ。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。図において1は高周波電波が給電され被加熱物が熱
される加熱室、2は加熱室1に高周波電波を給電する高
周波電波発振源であるマグネトロン、3はマグネトロン
2より発振した高周波電波を加熱室1へ導く導波管、4
は導波管3の開口で加熱室1への高周波電波給電口、5
は加熱室1を構成するもので排ガスの入口側にある吸気
壁、6は同じく出口側にある排気壁である。加熱室1は
高周波電波の共振箱として作用し、高周波電波を閉じ込
め漏洩しないように耐熱性のあるステンレス鋼などの金
属板で構成されている。加熱室1の一部を構成する吸気
壁5と排気壁6も高周波電波が漏洩しない金属材料でな
り、排ガスが流れるよう金網やパンチングメタルなどの
金属透過体で形成されている。7は排ガス流入口、8ば
同じく排気口である。9は第1排ガス浄化触媒体で、加
熱室1内の排気壁6側に設けられている。第1排ガス浄
化触媒体9は触媒担持体としてコーディエライト又はム
ライトの高密度セラミックハニカム構造体を用い、表面
にアルミナなどの微粒子をコーティングしてその上に白
金、ロジューム、パラジウムなどの貴金属触媒、又はペ
ロブスカイト型複合酸化物触媒が担持されている。10
は第2排ガス浄化触媒体で、加熱室1内の吸気壁5側に
設けられている。第2排ガス浄化触媒体10は触媒担特
休に、第1の実施例としてコーディエライト又はムライ
I−にチタン酸ハリュームBaTiO3を混練した高周
波電波電力吸収材料のセラミックハニカム構造体を用い
、その表面に前記の貴金属触媒又はベロジスカイ1−型
複合酸化物触媒が担持されている。チタン酸ハリューム
BaTiO3は比誘電率と誘電体損失角の値が大きく、
高周波電波の給電で高周波電波電力をよく吸収し、急速
に発熱する。
第2の実施例として、第2排ガス浄化触媒体10は触媒
担持体にシリコンカーハイl−SiCのセラミックハニ
カム構造体を用い、nil記と同様浄化用触媒を表面に
担持している。シリコンカーバイトSiCは、純粋の単
結晶では高い絶縁性を表すが、微粒子を焼き固めたセラ
ミック構造体にした場合、多くの欠陥が発生し、この欠
陥からエレン[〜ロンを供給するため適当な導電性を表
す。高周波電波を給電するとこの導電性による電気抵抗
加熱で発熱し、結果的に高周波電波電力をよく吸収する
単なる電気抵抗体と異なりセラミック構造体で適当な導
電性であるため、触媒担持体の内部まで高周波電波か浸
透し、内部発熱で急速な発熱をする。
シリコンカーバイトSiCのセラミック構造体は表面積
も大きく浄化触媒の担持にも適している。
このように、耐熱性のある金属板からなる加熱室1の中
に、触媒担持体が高周波電波電力吸収材料からなる第2
排ガス7p化触媒体10を設り、加熱室1内にマグネト
ロン2から発振した高周波電波が給電され、第2排ガス
浄化触媒体10を排ガスが流れるように加熱室1の吸気
壁5と排気壁6を金網などの金属透過体で構成したもの
が本発明の高周波加熱排ガス浄化装置である。
このような構成の本発明高周波加熱排ガス浄化装置であ
れば、未燃焼ガスを含む排ガスが流れる直前又は、流れ
初めて直後、マグネトロン2を発振させ加熱室1に高周
波電波を給電すると、第2排ガス浄化触媒体10の触媒
担持体が誘電加熱又は、電気抵抗加熱で自己発熱し、し
かも内部加熱であるので第2排ガス浄化触媒体10は触
媒として機能する温度まで急速に発熱し、未燃焼ガスを
分解する。未燃焼ガスの通過を防ぐか、未燃焼ガスの通
過量を減少させることができる。
高周波電波に対し加熱室1は共振箱として作用し、内部
に定在波が立つ。電界の強い点は、使用している高周波
電波の周波数によって決まる波長の4分の1以上の長さ
加熱室1の壁面から離れたところにある。高周波電波電
力吸収材料を有する第2排ガス浄化触媒体10ば、電界
の強い点に配置される方が効果的である。このため、第
2排ガス浄化触媒体10ば入口側金属透過体である吸気
壁5との間に4分の1波長以上の間隙ρを設けている。
第2排ガス浄化触媒体10に高周波電波を給電し、象、
速に発熱させ、短時間で機能する温度まで立ち上がらす
ためには熱容量を小さくする必要があり、第2排ガス浄
化触媒体10の大きさ、重量は余り増せない。一方、未
燃焼ガスを大量に含む排ガスが流れ初めると、浄化触媒
体の表面積は大きなものが望まれる。このため、第1排
ガス浄化触媒体9と第2排ガス浄化触媒体10とに分け
、高周波電波電力を主に第2排ガス浄化触媒体10に吸
収されるようにしている。第2排ガス浄化触媒体10は
、加熱室1の排ガス入口側、吸気壁5側に、第1排ガス
浄化触媒体9は出口側、排気壁6側に設けている。この
ような構成にしておけば、排ガスは先ず短時間で高温度
化した第2排ガス浄化触媒体10を通り、未燃焼ガスを
分解する。このとき分解熱が発生し、第2排ガス浄化触
媒体10は更に高温度化し、通過した排ガスの排熱は高
温になり、この排熱が第1排ガス浄化触媒体9を加熱し
、触媒を機能する温度まで高めていく。更に機器の運転
時間の経過とともに排熱温度は上昇し、第1排ガス浄化
触媒体9の未燃焼ガス分解機能を充分発揮する状況にも
っていく。
高周波電波はインピーダンスの急激な変化面では反射す
る。従って導波管3の開口を直接第2排ガス浄化触媒体
10の近傍にもってくると効果的高周波電波電力の吸収
が行われない。又、高周波電波は進行波でもあり、給電
面に近い物体から吸収されていく。このため、高周波電
波電力吸収体の近傍の空隙に給電することが効果的で、
吸気壁5と第2排ガス浄化触媒体10との間隙に高周波
電波給電口4を設けている。
本発明の高周波加熱排ガス浄化装置を、前記のごとく、
浄化触媒体の触媒担持体の一部に高周波電波電力吸収材
料を用い、これを用いた第2排ガス浄化触媒体10を排
ガス入口側に置き、吸気壁5との間に間隙を設けてこの
間隙に給電するようにすれば、高周波電波の特性上効率
よく高周波電波電力が吸収され、更に高周波電波電力吸
収体の熱容量を小さくしているので短時間で発熱高温度
化して、効果的未燃ガス分解を行うことができ、排ガス
浄化装置の機能が向上する。
発明の効果 以上のように本発明の高周波加熱排ガス浄化装置によれ
ば、次の効果が得られる。
(1)調理器加熱室からの排熱、自動車エンジンからの
排熱、又は電気ヒータを用いた加熱手段からの熱による
外部加熱と異なり、高周波電波による触媒担持体自体の
内部発熱であるので、触媒が活性機能を表す温度まで立
ち上がる時間が短い。
(2)触媒担持体に高周波電波電力吸収材料を用いてい
るので、高周波電波電力が効率よく吸収される。
(3)排ガス浄化触媒体が分割されれば、触媒担持体に
高周波電波電力吸収材料を用いた方の熱容量が小さくな
り、運転初期の段階でより短時間で高温に立ち上がる。
(4)高周波電波の特性を活かした構成で、触媒担持体
に高周波電波電力吸収材料を用いた排ガス浄化触媒体が
効果的に加熱される。
(5)触媒担持体の一部を高周波電波電力を吸収材料と
して排ガス入口側にもってきた場合、運転初期は入口側
の排ガス浄化触媒体で未燃焼ガスを分解し、通常運転時
は表面積の大きい一般の触媒担持体を排熱で加熱し、多
量の未燃焼ガスを含む排ガスの浄化に機能を発揮する。
(6)運転初期の段階で排ガス浄化触媒体が急速に加熱
され、未燃焼ガスが分解されずに通過していくことを防
ぐか、未燃焼ガスの通過量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施例を示す断面図である。 1・・・・・・加熱室、2・・・・・・マグネトロン、
4・・・・・・高周波電波給電口、10・・・・・・触
媒担持体に高周波電波電力吸収材料を用いた第2排ガス
浄化触媒体。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名加熱型 マク半トロフ 島m波電波絽電口 f1115  ス浄1し貢士交駿1ト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高周波電波が給電される加熱室と、前記加熱室に
    高周波電波を給電する高周波電波発振源と、前記加熱室
    内に設けられたガス透過形状の触媒担持体とを備え、前
    記触媒担持体の少なくとも一部を高周波電波電力吸収材
    料で構成するとともに排ガス浄化用触媒を担持し、前記
    加熱室への排ガス入口および出口を金属透過体で構成し
    た高周波加熱排ガス浄化装置。
  2. (2)触媒担持体として、コーディエライト又はムライ
    トにチタン酸バリュームBaTiO_3を混練したセラ
    ミック体を用いた請求項(1)記載の高周波加熱排ガス
    浄化装置。
  3. (3)触媒担持体として、シリコンカーバイトSiCを
    用いた請求項(1)記載の高周波加熱排ガス浄化装置。
  4. (4)触媒担持体として、一部に高周波電波電力吸収材
    料を用い、高周波電波電力吸収材料部を前記加熱室の排
    ガス入口側に置き、前記加熱室の入口側金属透過体と前
    記触媒担持体との間に4分の1波長以上の間隙を設けた
    請求項(1)記載の高周波加熱排ガス浄化装置。
  5. (5)加熱室への高周波電波給電口を、前記加熱室排ガ
    ス入口側金属透過体と前記触媒担持体との間隙に設けた
    請求項(4)記載の高周波加熱排ガス浄化装置。
JP2164709A 1990-06-22 1990-06-22 高周波加熱排ガス浄化装置 Pending JPH0459027A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05168950A (ja) * 1991-12-17 1993-07-02 Zexel Corp 燃焼排気ガス浄化触媒
JP2005103355A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 生ごみ処理装置
JP2019048268A (ja) * 2017-09-11 2019-03-28 トヨタ自動車株式会社 車両用排ガス浄化装置

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