(57)【要約】排気後処理フィルタ（４０）には、再生用の局部的および効率的な加熱が行われる。導電体および／または導熱体はフィルタ媒体シートと共にフィルタロール（４６）内に巻き取られ、および／または導体はフィルタロールの軸方向端部に設けられ、および／またはマイクロ波放射は局部的高温ゾーン加熱のために使用される。再生は、フィルタロール軸線（４５）に対して横断方向および半径方向に延在する面内に広がるフィルタロールの横方向スライスで提供される。
2005500457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って流れるエンジン排気を濾過するための排気後処理フィルタであって、前記排気後処理フィルタが、前記エンジン排気から捕集された汚染物質を燃焼除去するために加熱により再生可能なフィルタ媒体からなり、また軸線に沿って軸方向に延在するフィルタロールを具備し、前記フィルタロールが、軸方向に延びる曲げ線において襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントにより形成された襞を層の間にもつ複数の同心円状の層を有し、更に前記排気後処理フィルタが、導電体と導熱体とから成るグループから選択された導体を前記フィルタロールに沿う所定の軸方向位置に具備して、前記軸方向位置で局部的加熱を提供する、排気後処理フィルタ。
【請求項２】
前記フィルタ媒体が第一シートと第二シートとを具備して、前記第二シートが複数の前記襞を有して、前記導体が前記第一及び第二シートの一つに沿って横方向に延在して、前記第一及び第二シート及び前記導体が渦巻状に巻かれて前記フィルタロールを提供するところの、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３】
前記第一及び第二シートが横方向巻取方向に沿って巻き取られ、また前記導体が前記横方向巻取方向に平行に延在するところの、請求項２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４】
前記第一及び第二シートが開始側部から終了側部まで巻き取られ、また前記導体が前記開始側部から延在するところの、請求項２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５】
前記導体が前記終了側部まで延在するところの、請求項４に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項６】
前記導体が、前記襞を横切って横方向に延在して、前記局部的加熱位置を前記フィルタロールの横方向スライスとして提供するところの、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項７】
前記横方向スライスが、前記軸線に対して横断方向及び半径方向に延在する平面内に広がるところの、請求項６に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項８】
前記導体が前記軸線を中心とした渦巻状導体であるところの請求項６に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項９】
それぞれの所定の軸方向位置で前記フィルタロールに沿って軸方向に離間された複数の前記導体を具備する、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１０】
前記導体が、前記襞を横切って横方向に延在して、複数の前記局部的加熱位置を前記フィルタロールの横方向スライスとして提供するところの、請求項９に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１１】
前記導体の各々が前記軸線を中心とした渦巻状導体であるところの、請求項１０に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１２】
前記渦巻状導体の各々に接続された軸方向に延在する一つの導体を具備する、請求項１１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１３】
前記軸方向に延在する一つの導体が、前記軸線に沿って前記フィルタロールの中心にあるところの、請求項１２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１４】
前記導体が前記襞を横切って横方向に延在するところの請求項１に記載の排気後処理フィルタであって、導電体と導熱体とから成るグループから選択されて所定の前記襞に沿って軸方向に延在する第二の導体を具備する、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１５】
第一の組の複数の前記導体と第二の組の複数の導体とを具備する請求項１に記載の排気後処理フィルタであって、前記第一の組の複数の前記導体が、それぞれの所定の軸方向位置で前記フィルタロールに沿って軸方向に離間され、また前記第一の組の複数の前記導体の各々が前記襞を横切って横方向に延在するものであり、前記第二の組の複数の導体が、導電体と導熱体とから成るグループから選択されて、前記フィルタロールに沿って横方向に離間されて前記襞に沿って軸方向に延在するものである、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１６】
前記第二の組の前記導体が前記第一の組の前記導体に熱的に結合されるところの、請求項１５に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１７】
前記第二の組の前記導体が前記第一の組の前記導体に電気的に結合されるところの、請求項１５に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１８】
前記第二の組の前記導体が前記第一の組の前記導体に熱的に及び電気的に結合されるところの、請求項１５に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項１９】
前記導体が前記第一シートに取り付けられるところの、請求項２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２０】
前記導体が前記第二シートに取り付けられるところの、請求項２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２１】
前記第一及び第二シートの一方が第一層及び第二層を具備していて、前記導体が、前記一方のシートの前記第一層と第二層との間に間挿関係で前記一方のシートの中に包埋されるところの、請求項２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２２】
前記第一及び第二シートの他方のものに沿って軸方向に延在する一つの第二の導体を具備する、請求項２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２３】
前記第一に記載された第一の導体及び第二の導体が異なるシートに取り付けられるように、前記第一に記載された第一の導体が前記一方のシートに取り付けられ、また前記第二の導体が前記他方のシートに取り付けられるところの、請求項２２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２４】
前記一方のシートが前記第二シートであり、また前記他方のシートが前記第一シートであるところの、請求項２２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２５】
前記導体が、前記軸線に対して横方向及び半径方向に延在する平面内に広がるほぼ単一平面の部材であり、また前記フィルタロールの横方向スライスに沿って前記局部的加熱を提供するところの、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２６】
前記導体が前記軸線を中心とした渦巻状導体であるところの、請求項２５に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２７】
前記フィルタロールが、末端反対側の上流側軸方向端部と下流側軸方向端部との間で軸方向に延在し、また前記横方向スライスが前記軸方向端部の一方のものに隣接する、請求項２５に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２８】
前記導体が、前記軸方向端部の間で且つ前記一方の軸方向端部に隣接して前記フィルタロールの中にあるところの、請求項２７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項２９】
前記導体が、前記フィルタロールの外部にあって、前記一方の軸方向端部に隣接しているところの、請求項２７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３０】
前記導体が、前記一方の軸方向端部に取り付けられるところの、請求項２９に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３１】
前記壁セグメントが、第一の組の上流側プラグによって一つおきに互いに密封されて、前記プラグにより閉じられた第一の組の流路と前記第一の組の流路と互いに入り込み且つ上流側開放端部を有する第二の組の流路とを形成し、前記壁セグメントが、前記第二の組の流路を閉じる第二の組の下流側プラグによって一つおきに互いに密封されて、前記第一の組の流路が下流側開放端部を有するところの、請求項１に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３２】
軸方向に沿って流れるエンジン排気を濾過するための排気後処理フィルタであって、前記排気後処理フィルタが、前記エンジン排気から捕集された汚染物質を燃焼除去するために加熱により再生可能なフィルタ媒体からなり、また軸線に沿って軸方向に延在するフィルタロールを具備し、前記フィルタロールが、軸方向に延びる曲げ線において襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントにより形成された襞を層の間にもつ複数の同心円状の層を有し、更に前記排気後処理フィルタが、局部的加熱を前記フィルタロールに沿う所定の軸方向位置に提供するマイクロ波源を具備するところの、排気後処理フィルタ。
【請求項３３】
前記マイクロ波源が、アンテナを具備するエミッタを具備するところの、請求項３２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３４】
前記アンテナがドアノブ形端部を有するところの、請求項３３に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３５】
前記アンテナがボール形端部を有するところの、請求項３３に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３６】
前記マイクロ波源が、導波管にスロットを具備するエミッタを具備するところの、請求項３２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３７】
前記フィルタロールが、末端反対側の上流側軸方向端部と下流側軸方向端部との間で軸方向に延在し、かつ前記上流側軸方向端部への第一軸方向排気流路と前記下流側軸方向端部からの第二軸方向排気流路とを形成するハウジング内に取り付けられ、また前記マイクロ波源が、前記ハウジングに取り付けられて、前記第一及び第二軸方向排気流路の一方のものの中に延びるところの、請求項３２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３８】
前記マイクロ波源が、再生中における前記軸方向排気流路の一方のものの中への挿入と、排気濾過動作中における前記軸方向排気流路の一方のものの中からの撤去とのために、前記ハウジングに取り外し可能に取り付けられるところの、請求項３７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項３９】
前記マイクロ波源が、前記ハウジングの中に横方向に延在して前記軸線に対して横断方向に延在するところの、請求項３７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４０】
前記ハウジングに取り付けられた第二のマイクロ波源を具備する請求項３７に記載の排気後処理フィルタであって、前記第一に記載されたマイクロ波源が前記第一軸方向排気流路の中に延在し、また前記第二のマイクロ波源が前記第二軸方向排気流路の中に延在するところの、請求項３７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４１】
前記第一のマイクロ波源が、前記ハウジングの中に横方向で前記軸線に対して横断方向に延在して、前記フィルタロールの前記上流側軸方向端部から軸方向上流側に第一軸方向間隙で離間されており、また前記第二のマイクロ波源が、前記ハウジングの中に横方向で前記軸線に対して横断方向に延在して、前記フィルタロールの前記下流側軸方向端部から軸方向下流側に第二軸方向間隙で離間されるところの、請求項４０に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４２】
前記マイクロ波源が前記ハウジングの中に軸方向に延在するところの、請求項３７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４３】
前記マイクロ波源が、前記軸方向端部の一つを通って前記フィルタロールの中へ軸方向に延びるところの、請求項４２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４４】
前記ハウジングに取り付けられた第二のマイクロ波源を具備する請求項４３に記載の排気後処理フィルタであって、前記第一に記載されたマイクロ波源が、前記フィルタロールの前記上流側軸方向端部を軸方向に通って前記第一軸方向排気流路の中へ軸方向に延び、また前記第二のマイクロ波源が、前記フィルタロールの前記下流側軸方向端部を軸方向に通って前記第二軸方向排気流路の中へ軸方向に延びるところの、請求項４３に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４５】
前記マイクロ波源が、前記フィルタロールの前記上流側軸方向端部及び前記下流側軸方向端部の一方を軸方向に通って延びて前記フィルタロールの中へ軸方向に延び、また前記マイクロ波源が第一エミッタと第二エミッタとを有して、前記第一エミッタが、前記フィルタロールの前記一方の軸方向端部に近接して、第一の軸方向位置で前記フィルタロールの第一の横方向スライスに沿って局部的加熱を提供し、前記第二エミッタが、前記第一エミッタから軸方向に離間されて、前記第一の横方向スライスから軸方向に離間された前記フィルタロールの第二の横方向スライスに沿って第二の軸方向位置で局部的加熱を提供するところの、請求項３７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４６】
前記第二の軸方向位置が、前記フィルタロールの前記軸方向端部の他方のものにあるところの、請求項４５に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４７】
前記マイクロ波源が、前記下流側軸方向端部における前記フィルタロールの横方向スライスに沿って前記局部的加熱を提供するところの、請求項３７に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４８】
前記フィルタロールが、末端反対側の上流側軸方向端部と下流側軸方向端部との間で軸方向に延在し、かつ前記上流側軸方向端部への第一軸方向排気流路と前記下流側軸方向端部からの第二軸方向排気流路とを形成するハウジングの中に取り付けられ、また前記マイクロ波源が、再生中における前記軸方向排気流路の一方のものの中への挿入と、排気濾過動作中における前記軸方向排気流路の一方のものの中からの撤去とのために、前記ハウジングに取り外し可能に取り付けられるところの、請求項３２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項４９】
前記フィルタロールが、末端反対側の上流側軸方向端部と下流側軸方向端部との間で軸方向に延在し、かつ前記上流側軸方向端部と連通する入口と、前記下流側軸方向端部と連通する出口とを有するハウジングに取り付けられるところの、請求項３２に記載の排気後処理フィルタであって、前記フィルタロールの前記端部のうちの少なくとも一つに高温ゾーンを生み出す少なくとも一つのエミッタを有する少なくとも一つのマイクロ波源を具備する、請求項３２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５０】
前記エミッタが前記高温ゾーンを前記下流側軸方向端部に生み出すところの請求項４９に記載の排気後処理フィルタであって、前記エミッタと前記出口との間の前記ハウジング内にマイクロ波シールドを具備し、また前記出口を前記エミッタからのマイクロ波から遮蔽して前記出口を通る前記マイクロ波の漏洩を防ぐ、請求項４９に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５１】
前記エミッタが前記高温ゾーンを前記上流側軸方向端部に生み出すところの、請求項４９に記載の排気後処理フィルタであって、前記エミッタと前記入口との間の前記ハウジング内にマイクロ波シールドを具備し、また前記入口を前記エミッタからのマイクロ波から遮蔽して前記入口を通る前記マイクロ波の漏洩を防ぐ、請求項４９に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５２】
前記下流側軸方向端部に第一高温ゾーンを生み出す第一エミッタを有する第一のマイクロ波源と、前記第一エミッタと前記出口との間の前記ハウジング内にあって前記出口を前記第一エミッタからのマイクロ波から遮蔽して前記出口を通るマイクロ波の漏洩を防ぐ第一マイクロ波シールドと、前記上流側軸方向端部に第二高温ゾーンを生み出す第二エミッタを有する第二のマイクロ波源と、前記第二エミッタと前記入口との間の前記ハウジング内にあって前記第二エミッタからのマイクロ波から前記入口を遮蔽して前記入口を通るマイクロ波の漏洩を防ぐ第二マイクロ波シールドとを具備する、請求項４９に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５３】
前記下流側軸方向端部に第一高温ゾーンを生み出す第一エミッタと前記上流側軸方向端部に第二高温ゾーンを生み出す第二エミッタとを前記マイクロ波源が有するところの請求項４９に記載の排気後処理フィルタであって、前記第一エミッタと前記出口との間の前記ハウジング内にあって前記出口を前記第一エミッタからのマイクロ波から遮蔽して前記出口を通るマイクロ波の漏洩を防ぐ第一マイクロ波シールドと、前記第二エミッタと前記入口との間のハウジング内にあって前記第二エミッタからのマイクロ波から前記入口を遮蔽して前記入口を通るマイクロ波の漏洩を防ぐ第二マイクロ波シールドとを具備する、請求項４９に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５４】
前記壁セグメントが、第一の組の上流側プラグによって一つおきに互いに密封されて、前記プラグにより閉じられた第一の組の流路と、前記第一の組の流路と互いに入り込みかつ上流側開放端部を有する第二の組の流路とを形成し、また前記壁セグメントが、前記第二の組の流路を閉じる第二の組の下流側プラグによって一つおきに互いに密封され、前記第一の組の流路が下流側開放端部を有するところの、請求項３２に記載の排気後処理フィルタ。
【請求項５５】
軸方向に沿って流れるエンジン排気を濾過するための排気後処理フィルタの製造方法であって、前記排気後処理フィルタが、前記エンジン排気から捕集された汚染物質を燃焼除去するために加熱により再生可能なフィルタ媒体からなり、また前記排気後処理フィルタが、軸線に沿って軸方向に延在するフィルタロールを具備し、前記フィルタロールが軸方向に延びる曲げ線において襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントにより形成された襞を層の間にもつ複数の同心円状の層を有する、前記排気後処理フィルタの製造方法が、第一シートと、複数の前記襞を有する第二シートとを準備する段階と、導電体及び導熱体から成るグループから選択された導体を準備する段階と、前記導体を前記第１シート及び第二シートの一方のものに沿って横方向に延在させる段階と、前記フィルタロールを提供するために前記第一シートと第二シートと前記導体とを渦巻状に巻き取る段階とを含んで成る、排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項５６】
前記第一及び第二シートを横方向巻取方向に沿って巻き取る段階と、前記導体が前記横方向巻取方向に平行に延在するように前記導体を配向する段階とを含んで成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項５７】
前記第一及び第二シートを開始側部から終了側部まで巻き取る段階と、前記導体を前記開始側部から延在させる段階とを含んで成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項５８】
前記導体を前記終了側部まで延在させる段階を含んで成る、請求項５７に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項５９】
前記導体を、前記襞を横切って横方向に延在させる段階と、前記渦巻状巻取り段階の際に前記局部的加熱位置を前記フィルタロールの横方向スライスとして提供する段階とから成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６０】
それぞれの所定の軸方向位置で前記フィルタロールに沿って軸方向に離間された複数の前記導体を、前記第一及び第二シートの一つに沿って横方向に延在する複数の導体を設けることによって提供する段階と、前記フィルタロールを提供するために前記第一及び第二シートと前記導体とを渦巻状に巻き取る段階とを含んで成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６１】
前記渦巻状に巻かれた導体に接続されていて前記フィルタロールに沿って軸方向に延在する一つの導体を提供する段階を含んで成る、請求項６０に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６２】
第一の組の複数の前記導体を準備する段階と、前記第一の組の前記導体をそれぞれの所定の軸方向位置で前記第一及び第二シートに沿って軸方向に離間させる段階と、前記第一の組の前記導体を前記第一及び第二シートに沿って横方向に延在させる段階と；並びに、
導電体と導熱体とから成るグループから選択された第二の組の複数の導体を準備する段階と、前記第二の組の前記導体を前記第一及び第二シートに沿って横方向に離間させる段階と、前記第二の組の前記導体を前記襞に沿って軸方向に延在させる段階と；並びに、
前記フィルタロールを提供するために前記第一及び第二シートと前記第一及び第二の組の導体を渦巻状に巻き取る段階と；を含んで成る請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６３】
前記第一及び第二シートの前記一つに第一層と第二層とを与える段階と、前記導体を前記第一層と第二層との間の間挿関係で前記一つのシートの中に包埋させる段階とを含んで成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６４】
前記局部的加熱を前記導体の電気抵抗加熱によって提供する段階を含んで成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６５】
前記局部的加熱を前記導体の熱伝導加熱によって提供する段階を含んで成る、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６６】
第一の組の上流側プラグにより閉じられた第一の組の流路と、前記第一の組の流路と相互に入り込み且つ上流側開放端部を有する第二の組の流路とを形成するために、第一の組の上流側プラグによって前記壁セグメントを一つおきに互いに密封する段階と、前記第二の組の流路を閉じる第二の組の下流側プラグによって前記壁セグメントを一つおきに互いに密封する段階とを含み、前記第一の組の流路は下流側開放端部を有する、請求項５５に記載の排気後処理フィルタの製造方法。
【請求項６７】
軸方向に沿って流れるエンジン排気を濾過するための排気後処理フィルタの再生方法であって、前記排気後処理フィルタが、前記エンジン排気から捕集された汚染物質を燃焼除去するために加熱により再生可能なフィルタ媒体からなり、また前記排気後処理フィルタが、軸線に沿って軸方向に延在するフィルタロールを具備し、前記フィルタロールが軸方向に延びる曲げ線において襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントにより形成された襞を層の間にもつ複数の同心円状の層を有する、排気後処理フィルタの再生方法が、導電体と導熱体とから成るグループから選択された導体を準備し、前記導体を前記ロールに沿う所定の軸方向位置に設け、前記所定の軸方向位置で局部的加熱を提供するために前記導体に電圧印加する、排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項６８】
前記襞を横切って横方向に延在する前記導体を準備する段階と、前記局部的加熱位置を前記フィルタロールの横方向スライスとして提供する段階とを含んで成る、請求項６７に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項６９】
前記導体を、前記軸線に対して横方向及び半径方向に延在する平面内に広がるほぼ単一平面の部材として与える段階と、前記局部的加熱を前記平面内に広がるフィルタロールの横方向スライスに沿って提供する段階とを含んで成る、請求項６８に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７０】
前記導体を前記軸線を中心とした渦巻状導体として提供する段階を含んで成る、請求項６７に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７１】
第一の組の上流側プラグによって閉じられる第一の組の流路と、前記第一の組の流路と互いに入り込み且つ上流側開放端部を有する第二の組の流路とを形成するために、第一の組の上流側プラグによって前記壁セグメントを一つおきに互いに密封する段階と、前記第二の組の流路を閉じる第二の組の下流側プラグによって前記壁セグメントを互いに一つおきに密封する段階とを含み、前記第一の組の流路は下流側開放端部を有する、請求項６７に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７２】
軸方向に沿って流れるエンジン排気を濾過するための排気後処理フィルタの再生方法であって、前記排気後処理フィルタが、前記エンジン排気から捕集された汚染物質を燃焼除去するために加熱により再生可能なフィルタ媒体からなり、また前記排気後処理フィルタが、軸線に沿って軸方向に延在するフィルタロールを具備し、前記フィルタロールが軸方向に延びる曲げ線において襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントにより形成された襞を層の間にもつ複数の同心円状の層を有し、また排気後処理フィルタが、該フィルタと共に渦巻状に巻かれた少なくとも一つの導体を有する、前記排気後処理フィルタの再生方法が、前記フィルタロールの横方向スライスに沿って局部的加熱を提供するために前記渦巻状に巻かれた導体を通して選択的に電圧印加し且つ電流を導く段階を含んで成る、排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７３】
前記排気後処理フィルタが、該フィルタと共に渦巻状に巻かれた複数の軸方向に離間された導体を有するところの、請求項７２に記載の排気後処理フィルタの再生方法であって、前記フィルタロールの一つ以上の横方向スライスに沿って局部的加熱を提供するために一つ以上の前記渦巻状に巻かれた導体を通して電流を選択的に導く段階を含んで成る、請求項７２に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７４】
前記渦巻状に巻かれた導体に接続された共通導体を準備する段階と、前記渦巻状に巻かれた導体の少なくとも一つと前記共通導体とを通して電流を導く段階とを含んで成る、請求項７３に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７５】
複数の前記渦巻状に巻かれた導体を同時かつ並列に通し、また前記共通導体を通して電流を導く段階を含んで成る、請求項７４に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７６】
前記渦巻状に巻かれた導体と前記共通導体を順次通して電流を導く段階、つまり、前記渦巻状に巻かれた導体の第一のものを通し且つ前記共通導体を通して電流を導き、次に前記渦巻状に巻かれた導体の第二のものを通し且つ前記共通導体を通して電流を導き、以下同様にして順次電流を導く段階を含んで成る、請求項７４に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７７】
前記フィルタロールに沿う指定された軸方向位置の高温ゾーンにある一つの渦巻状に巻かれた導体を通る、より長い電流流通時間を提供するために、前記渦巻状に巻かれた導体に対する電流印加の間隔を区別的に変化させる段階を含んで成る、請求項７６に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７８】
前記渦巻状に巻かれた導体をそれぞれのタイムスロットで順次電圧印加する段階と、前記フィルタロールに沿う所定の軸方向位置の高温ゾーンにある一つの渦巻状に巻かれた導体に対して二つ以上のタイムスロットを割り当てる段階とを含んで成る、請求項７６に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項７９】
パルス幅変調によって前記渦巻状に巻かれた導体を通して電流を導く段階を含んで成る、請求項７６に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８０】
前記フィルタロールに沿って軸方向に延在する前記共通導体を設ける段階を含んで成る、請求項７４に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８１】
前記軸方向に延在する共通導体を前記軸線に沿って前記フィルタロールの中心に設ける段階を含んで成る、請求項８０に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８２】
前記渦巻状に巻かれた導体の第一のものと第二のものとが軸方向に隣り合っていて、前記渦巻状に巻かれた導体の第一のものを通し、次に直列の前記渦巻状に巻かれた導体の第二のものを通して電流を導く段階を含んで成る、請求項７３に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８３】
第一の対の導体を提供するために、前記渦巻状に巻かれた導体の第一のものと第二のものとを互いに直列に短絡する段階と、第二の対の導体を提供するために、前記渦巻状に巻かれた導体の第三のものと第四のものとを互いに直列に短絡する段階と、以下同様の段階を含んで、複数の対の導体を提供する、請求項７３に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８４】
前記複数の対の導体を通して選択的に電圧印加し且つ電流を導く段階を含んで成る、請求項８３に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８５】
前記複数の対の導体を通して同時且つ並列式に電流を導く段階を含んで成る、請求項８４に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８６】
前記複数の対の導体を通して順次電流を導く段階を含んで成る、請求項８４に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８７】
第一の組の上流側プラグによって閉じられる第一の組の流路と、前記第一の組の流路と相互に入り込み且つ上流側開放端部を有する第二の組の流路とを形成するために、前記壁セグメントを互いに第一の組の上流側プラグによって一つおきに密封する段階と、前記壁セグメントを互いに前記第二の組の流路を閉じる第二の組の下流側プラグによって一つおきに密封する段階とを含んでいて、前記第一の組の流路は下流側開放端部を有する、請求項７２に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８８】
軸方向に沿って流れるエンジン排気を濾過するための排気後処理フィルタの再生方法であって、前記排気後処理フィルタが、前記エンジン排気から捕集された汚染物質を燃焼除去するために加熱により再生可能なフィルタ媒体からなり、また前記排気後処理フィルタが、軸線に沿って軸方向に延在するフィルタロールを具備し、前記フィルタロールが軸方向に延びる曲げ線において襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントにより形成された襞を層の間にもつ複数の同心円状の層を有する、前記排気後処理フィルタの再生方法が、マイクロ波源を提供する段階と、前記フィルタロールに沿う所定の軸方向位置における高温ゾーンに局部的加熱を提供するためにマイクロ波源からのマイクロ波を放射する段階とを含んで成る、排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項８９】
前記フィルタロールへの第一軸方向排気流路と前記フィルタロールからの第二軸方向排気流路とを形成するハウジング内に前記フィルタロールを取り付ける段階と、前記マイクロ波源を前記ハウジングに取り外し可能に取り付ける段階と、再生中に前記軸方向排気流路の一方の中に前記マイクロ波源を前記取り外し可能な取り付けのやり方で挿入する段階と、排気濾過動作中に前記マイクロ波源を前記軸方向排気流路の一方の中から取り出す段階とを含んで成る、請求項８８に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項９０】
末端反対側の上流側軸方向端部と下流側軸方向端部との間に軸方向に延在する前記フィルタロールを準備する段階と、前記上流側軸方向端部と連通する入口と前記下流側軸方向端部と連通する出口とを有するハウジングの中に前記フィルタロールを取り付ける段階と、前記フィルタロールの前記軸方向端部の少なくとも一つに高温ゾーンを生み出す少なくとも一つのエミッタを有する少なくとも一つの前記マイクロ波源を設ける段階と、前記エミッタと前記入口及び前記出口の各々との間にシールドを設ける段階と、前記入口及び出口の各々を通る前記マイクロ波の漏洩を防ぐために前記入口及び前記出口の前記各々を前記エミッタからのマイクロ波から遮蔽する段階とを含んで成る、請求項８８に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【請求項９１】
第一の組の上流側プラグによって閉じられる第一の組の流路と、前記第一の組の流路と互いに入り込み且つ上流側開放端部を有する第二の組の流路とを形成するために、第一の組の上流側プラグによって前記壁セグメントを一つおきに互いに密封する段階と、前記第二の組の流路を閉じる第二の組の下流側プラグによって前記壁セグメントを互いに一つおきに密封する段階とを含み、前記第一の組の流路は下流側開放端部を有する、請求項８８に記載の排気後処理フィルタの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンを含む内燃機関からの排気を濾過するための排気後処理フィルタ、より詳しくは、加熱によりエンジン排気から捕集される汚染粒子を焼却または燃焼除去することによってこのようなフィルタを再生することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン用の排気後処理フィルタは、従来技術から公知である。フィルタは排気内の汚染粒子を捕捉する。フィルタは、加熱により捕捉汚染粒子を燃焼除去することによって再生される再生可能な材料から構成される。これらのフィルタは、煤煙のような捕捉粒子の再生に必要な状態が達成されない場合、塞がる可能性がある。このような状況は、都市の交通渋滞状況および長時間のアイドリングおよび／または低負荷の際に典型的に生じる。このような状況では、排気温度は、フィルタ内の捕捉ディーゼル粒子の焼却を誘発する程度に十分高温でない。この問題を克服するために、様々な方法で熱を加えることができる。従来、フィルタ全体を加熱してフィルタを再生することが強調されていた。このことは相当のエネルギ消費を必要とする。さらに、プロセスにおいて、熱は必ずしも効率的に利用されず、またフィルタの耐久性に問題が生じることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、エネルギ消費および耐久性の問題を含む上記の問題に取り組みかつ解決する。フィルタ全体は必ずしも加熱されず、むしろ戦略的に選択された位置の局部的加熱が代わりに認識されて利用される。汚染粒子は、フィルタの端部、特に下流側端部に集まる傾向を有する。したがって、発熱体は、粒子蓄積が最大で、熱の付与および再生が最大の効果を有するフィルタの軸線に沿った箇所に配置される。局部的加熱の利点は、フィルタに沿った特定の点にエネルギを集中でき、必要ならば、異なる時間に異なる位置で再生を開始して、エネルギを節約できることである。追加の発熱体も、フィルタ要素全体を加熱する必要もない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、加熱はフィルタの半径方向断面にわたって付与され、これらの断面の軸方向位置は、粒子が蓄積すると予想される場所に基づき決定される。このことは、断面にわたる不均一な加熱の故に、半径方向に分布した不十分なパターンを特徴とする従来の方法と対照的に、フィルタの断面にわたって均一に再生が行われるという点で重要である。特定のフィルタ要素内に、一つ以上の断面発熱体を使用し得る。
【０００５】
他の態様では、軸方向に整列された導体が使用され、電流および／または熱エネルギの流れを促進する。多数の断面の発熱体を使用した場合、軸方向導体は電気および熱の両方を一般的に導く。単一の断面発熱体の形態では、軸方向導体は、導熱体としてのみ使用することが可能であり、電流を導くためには使用されない。
【０００６】
フィルタ要素の形状および製造方法が重要である。フィルタ要素は、平坦なシート及び襞状のシートの層をロール状にロールすることによって渦巻状に巻き取られる。このプロセスおよび形状により、発熱体導体を媒体内に容易に組み込み、また均等に離間した導電性および／または導熱性の材料で断面加熱導体要素を形成することが可能である。このことは、コーディエライトモノリスのような押出フィルタ要素では不可能である。同様に、このプロセスにより、発熱体を、軸方向に整列された導体によって相互接続するか、あるいは個別または直接に電源に取り付けることが可能である。
【０００７】
他の態様では、発熱体として使用される導体は、すなわち第一に導電体として、第二にフィルタの他の部分に熱を導くための導熱体として二重の機能を果たす。導熱体は、戦略的に加熱される位置からフィルタの他の部分に熱を伝達するために、導体が軸方向に整列されるときに重要である。
【０００８】
さらなる態様では、導電体および／または導熱体は、フィルタ媒体内に包埋され、および／または適切な結合剤または接着剤で媒体表面に取り付けられるか、あるいは所定の位置に積層される。導体は軸方向および／または横方向に配向される。横方向に延在する導体の軸方向位置は重要である。フィルタ媒体が渦巻状に巻き取られるとき、このような第一の導体をフィルタ媒体の縁部に可能な限り近くに配置して、このような巻取りの後にフィルタロールの軸方向端部に配置されたこのような導体を設けることが好ましい。他の横方向に延在する導体は、加熱の必要性によって決定されるような媒体に沿った間隔で軸方向に離間される。電気加熱フィルタでは、これらは、フィルタロールの上流側から下流側への軸方向全長に沿って一定間隔で典型的に離間される。
【０００９】
さらなる態様では、導電体および／または導熱体が追加して設けられ、これらは横方向に離間した間隔で配向されかつ軸方向に延在する。このことは熱効率をさらに高めることができる。
【００１０】
さらなる態様では、二つのシートの媒体が渦巻状に巻かれてフィルタロールを形成し、一方のシートは平坦であり、他方のシートは襞状である。軸方向および横方向導体の両方の組を使用する場合、横方向に延在する導体の組が一方の層に設けられ、また軸方向に延在する導体の組が他方の層に設けられることが好ましい。
【００１１】
導体は、円形ワイヤ、平坦なリボン、接着剤または結合剤に結合された粒子ベース等を含めて様々な形態であり得る。
【００１２】
さらなる態様では、発熱体は媒体内に組み込まれず、また媒体でロールされず、むしろフィルタの端部に取り付けられる。発熱体は、直接接続電気抵抗加熱によって電圧印加される。発熱体はフィルタ要素に熱エネルギを導く。
【００１３】
さらなる態様では、マイクロ波エネルギが、導波管またはアンテナを介してフィルタ要素に結合され、またフィルタは、より速い再生のために戦略的な位置で加熱される。加熱速度は、供給されるマイクロ波パワーに比例するので、フィルタは、フィルタ要素全体の均一な加熱を行うために相当量のマイクロ波パワーを要する。したがって、より速い再生のために最も必要とされる領域に、フィルタを加熱するためのエネルギを使用することが重要である。最も有効な方法は、最高濃度の煤煙または他の汚染粒子が配置される箇所にマイクロ波エミッタ（例えばアンテナまたはスロット導波管）を戦略的に配置することによって、高温ゾーンを形成することである。導波管またはアンテナは、フィルタの一方または両方の端部に配置され、またフィルタ要素の内側または外側にあることができる。一つの態様では、スロット導波管は、フィルタハウジング内でフィルタ要素の外側に、かつフィルタの軸方向端部の近くに配置される。フィルタの汚れた上流側にスロット導波管を使用する場合、煤煙粒子がマイクロ波パワーシステムに入ることは、マイクロ波パワーシステムを劣化させるかまたは損傷するので、このことが行われないように注意を払わなければならない。下流の清浄側の導波管は汚染物から保護され、したがって、その危険性はより小さい。アンテナプローブはマイクロ波エネルギを導き、フィルタの両端近くの領域を加熱することができる。アンテナプローブは、円筒状あるいはドアノブまたはボール形状であることができ、この形状によって、アーク発生なしにより高い電力レベルが可能になる。
【００１４】
さらなる態様では、導波管またはアンテナは、フィルタ要素の末端反対側の上流側軸方向端部と下流側軸方向端部との間のフィルタ内に配置される。中心コアはフィルタ内で切り取られ、またその面積は導波管またはアンテナのサイズに左右される。導波管またはアンテナの形状は、分布エネルギがフィルタの両端の近くで最高であるように設計される。このことは、導波管または成形アンテナ内の均等に離間したスロットを用いることによって達成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、軸方向４４に沿って流れるディーゼルエンジン４２のような内燃機関からの排気を濾過するための排気後処理フィルタ４０を示している。フィルタは、軸線４５に沿って軸方向に延在しかつ複数の同心円状の層４８を有する軸方向に延在する円筒状フィルタロール４６によって提供され、前記同心円状の層４８はその間に襞５０を有し、前記襞５０は、軸方向に延在する曲げ線における襞の頂部の間をジグザグに延在する壁セグメントによって形成される。図２の上流側および下流側の軸方向に離間したシールビード５２と５４、例えば接着ストリップ等は襞に横断交差して延在し、５２のようなビードの一方は襞の下にあり、また５４のような他方のビードは襞の上にある。フィルタ媒体は平坦なシート５６および襞状または波状シート５８によって提供される。図２の矢印６０で示したようなシート５６と５８の渦巻状巻取は、図１の円筒状フィルタロール４６を生み出す。襞はフィルタロールの上流側軸方向端部６２と下流側軸方向端部６４との間に軸方向流路を画定する。流路の壁セグメントは、上流側端部６２で図７の第一の組の上流側プラグ６６により一つおきに互いに対してシールされて、プラグ６６により上流側端部で閉じられた第一の組の流路６８を画定する。プラグ６６はシールビード５２によって提供される。流路の壁セグメントはまた、下流側端部６４で第二の組の下流側プラグ７０によって一つおきに互いに対してシールされて、プラグ７０により下流側端部で閉じられた第二の組の流路７２を画定する。組の下流側プラグ７０はシールビード５４によって提供される。第一の組の流路６８は第二の組の流路７２と互いに入り込む。流路７２は、６２の上流側開放端部と６４の閉鎖下流側端部とを有する。流路６８は、６２の閉鎖上流側端部と６４の下流側開放端部とを有する。図７の４４で軸方向右側に流れる排気は、このように流路７２の上流側開放端部に流入し、次に、シート５６と５８のフィルタ媒体の壁セグメントを通って、次に、流路６８の下流側開放端部を通って、次に、矢印７４で示されたように出る。これまで記述した構造は、例えば米国特許第４６５２２８６号明細書および第５３２２５３７号明細書に示されたような従来技術に公知であり、前記の明細書は本願に引用して援用されるものである。流路は、図８の６８ａで示されるような横方向断面の三角形状、または図９の６８ｂで示されるような台形形状を有することが好ましい。
【００１６】
煤煙のような汚染粒子はフィルタ内に捕捉されて蓄積する。平坦な媒体シート５６および襞状媒体シート５８は、エンジン排気から捕集された汚染粒子を燃焼除去するために、加熱によって再生可能なフィルタ媒体、例えば、米国特許第４０１７３４７号明細書、第４６５２２８６号明細書、第５３２２５３７号明細書におけるようなセラミック材料から構成され、また２０００年５月１８日に出願された同一出願人所有の同時係属中の米国特許出願第０９／５７３７４７号明細書に開示されているような高温複合セラミック材料から構成されることが好ましく、前記全ての明細書は本願に引用して援用される。フィルタは、例えば米国特許第５０１４５０９号明細書、第５０５２１７８号明細書、第５０６３７３６号明細書に開示されているように、加熱によって再生され、前記明細書は本願に引用して援用される。本発明は、汚染粒子の蓄積が最も激しい下流側軸方向端部６４を含む、フィルタロール４６に沿った所定の軸方向位置の局部的加熱を行う。
【００１７】
導電体と導熱体とから成るグループから選択された図２〜図８の第一の組の一つ以上の導体８０は、フィルタロール４６に沿った一つ以上の所定の軸方向位置に設けられ、またそれぞれの位置で局部的加熱を行う。導体８０は、好ましくは軸線４５に対し垂直に、また軸方向に延在する襞５０の曲げ線に対し垂直に、シートに沿って横方向に延在する。シート５６と５８および導体８０が、矢印６０で示したように渦巻状に巻き取られて、フィルタロール４６を提供する。シートは横方向巻取方向に沿って巻き取られ、また導体８０はこのような横方向巻取方向に対し平行に延在する。シートは図５の開始側部８２から図１の終了側部８４まで巻き取られる。導体８０は、結果として得られる渦巻状巻取導体が、フィルタの軸方向中心線に沿ったフィルタの中央部分を含むように、開始側部８２から延在することが好ましい。導体８０は、横方向の半径方向断面全体が加熱されるように、記述された終了側部８４まで完全に延在することが好ましい。少なくとも、少なくとも一つの横方向に延在する導体８０が使用されること、および導体８０がフィルタロールの下流側端部６４にあることが好ましい。各導体８０は襞５０を横切って横方向に延在し、また注目されるそれぞれの局部的加熱位置をフィルタロール４６の横方向スライスとして設ける。このような横方向スライスは、フィルタロールの軸線４５に対して直交して半径方向に延在する面にある。各導体８０は軸線４５の周りの渦巻きである。
【００１８】
好ましい形態では、導体８０の各々は、好ましくは、シート５６の第一および第二の層８６と８８の間に間挿関係で包埋されることによって、図８の平坦なシート５６に取り付けられる。代わりに、導体８０を図９のシート５６に接着接合、積層等を行うことができる。導体８０は円形ワイヤ、平坦なリボン、粒子付着ストリップ等であり得る。他の実施態様では、襞状シート５８は多層で設けられて導体８０が間挿関係で襞状シート内に包埋される。さらに代わりに、導体８０をシート５８に接着接合、積層等を行ってもよい。後者の実施態様は、シート５８の正弦波または襞パターンに従うので、より長い導体を必要とする。
【００１９】
導電体と導熱体とから成るグループから選択された図２〜図９の第二の組の一つ以上の導体９０は、襞５０に対し平行に、シートに沿って軸方向に延在する。導体９０は互いに横方向に離間され、これに対し、導体８０は互いに軸方向に離間される。導体８０が平坦なシート５６に取り付けられるならば、そのとき導体９０は、接合、積層、包埋等によって図８の襞状シート５８に取り付けられることが好ましい。代わりにまたは追加して、図９の１組の軸方向に延在する導体９２を平坦なシート５６に設けてもよい。
【００２０】
多くの組み合わせが可能であるが、一般に、横方向に延在する導体８０が、互いに軸方向に離間したそれぞれの横方向スライスに沿った電気抵抗加熱のために導体８０を通して電流を伝える導電体であること、および軸方向に延在する導体９０および／または９２が、例えば図８のシート５８と層８６とを通してあるいは図９の直接接触によって、導体８０に熱結合される導熱体であることが好ましい。図４の一実施態様では、複数の導熱体９０と組み合わせて単一の導電体８０が使用される。導体９０および／または９２は、望むなら回路構造に応じて導電体でもよい。図１０は、並列に接続された複数の渦巻状巻取導体８０を示しており、一方、図１１は、直列に接続されたこのような渦巻状巻取導体を示している。横方向に延在する導体が、軸方向に延在する導体と電気的に短絡されないことが望まれる場合、図８のような異なるシート上の導体８０と９０の取付けが使用される。横方向に延在する導体が、軸方向に延在する導体と電気接触することを望む場合、導体は、図９の８０と９２で示されるように同一のシート上にあってもよく、また９０のようなさらに別の１組の導体を図９の別の導熱性のために使用してもよい。種々の方法で、例えば、端子９６と９８の間の電圧源９４から、または端子１０２と１０４の間の電圧源１００から電圧印加することによって、あるいは記述されたマイクロ波エネルギ等を含む電磁放射によって、導体およびそれらの格子状グリッドワークマトリックスに電圧印加し得る。直列および並列の回路は、図示したように、また言及されたように別の導熱体との様々な熱結合と組み合わせて使用することが可能である。
【００２１】
フィルタロール４６は、環状絶縁セラミックブランケット１１２等を有する図７のハウジング１１０に装着される。ハウジングは入口１１４と出口１１６とを有する。ハウジングはフィルタロールの上流側軸方向端部６２への第一軸方向排気流路１１８と、フィルタロールの下流側軸方向端部６４からの第二軸方向排気流路１２０とを画定する。各渦巻状巻取導体８０は、図７のページの内及び外への面に位置する単一平面部材であり、この面は、軸線４５に対して横方向および半径方向に延在し、フィルタロール４６のそれぞれの横方向スライスに沿って言及された局部的加熱を行う。各導体８０は軸線４５の周りの渦巻きである。
【００２２】
図１２は、フィルタロール１３０を示し、また重要な位置に熱を効率的に加えることを可能にするために渦巻状巻き付け形状に組み込まれた導電性および／または導熱性のワイヤ、フォイル若しくは結合粒子で提供される複数の発熱体１３２、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１４６を示している。導体は製造中に図２のフィルタロールでロールされる。導体は、平坦なシート５６に沿って広がるか、あるいは襞状シート５８に沿って広がって導体長さを増しかつ加熱を高めるためにシートの襞状構造に従うか、あるいはそれらのある組み合わせでもよい。図１、図１２の軸線４５に沿ったフィルタロールの好ましくは中心にある軸方向に延在する導体１４８は、渦巻状巻取導体１３２〜１４６の各々に接続され、任意の導体からの電流のための共通の帰還路を形成する。例えば、導体１４８は接地され、また導体１３２〜１４６の任意またはすべての導体、あるいはそれらの任意の組み合わせが、９４または１００のような電圧源に接続される。代わりに、導体１４８を電圧源に接続することが可能であり、また導体１３２〜１４６の任意の組み合わせを接地し得る。導体は、電気励起を用いて熱を発生する。
【００２３】
導体１３２〜１４６は、任意の適切なスイッチング方法、例えばパルス幅変調によって一度に一つずつまたは並列に電圧源から電気的に電圧印加することができる。導体１３２〜１４６は並列に接続し得る。異なる導体１３２〜１４６を電圧源に接続できることにより、円筒状フィルタロール１３０の異なるセクションを加熱できる。導体１３２〜１４６のいずれもが並列でない場合、フィルタ全体の再生は、フィルタ全体を一度で再生するために必要とされるステップのエネルギの１／８を用いて、８回のステップで行うことができる。消費エネルギの量は、フィルタ全体を再生するためのエネルギの１／８で８倍長くかかると思われるので、同じであろう。ステップ回数は、並列電気接続の様々な組み合わせを用いることによって１〜８の数であり得る。どのセクションも一回以上加熱されなかったならば、フィルタを一度に加熱するのと同一のエネルギがやはり使用されるであろう。フィルタ全体の再生が必要とされないならば、再生を必要とする物理的領域の導電体のみに電圧印加することにより、エネルギ消費は小さくなるであろう。いくつかのセクションが追加の加熱を必要とするならば、二回以上のステップにわたり連続してそれらのセクションに電圧印加できる。このことは、移動部分のない部分的フィルタ再生スキームである。
【００２４】
さらなる実施態様では、導体１３２〜１４６の一つが接地され、他の導体の任意のものは９４または１００のような電圧源に接続され、また残りの導体は接続されず、すなわち開放回路のままである。接続される導体の選択は、所望の局部的加熱に従って決定される。例えば、導体１３２と１３４の接続は導体１３２と１４６の接続よりも望ましく、すなわち、導体１３２と接地との接続および導体１３４と電圧源との接続、またはその逆の接続は、各々のそれぞれの渦巻状巻取導体１３２と１３４の半径方向スライスの各々に沿ってフィルタロール１３０の端部の局部的加熱を行う。他の望ましい接続部は導体１３４と１３６であり得る。
【００２５】
一度に二つ以上の接続を含む様々な組み合わせも可能である。中心導体１４８が、各一対の接続部のための電圧源の電圧の約半分にあるようにすることに注意を払わなければならない。一つの対と他の対との偏差は、導体１４８の一つの点から他の点に電流が流れる原因となる。同様に、電流の大部分が、一つの接続部から他の接続部にのみ流れ、また一つの接続部から二つ以上の他の接続部に流れないことを確実にするように気をつけなければならない。例えば、導体１３２と１３４と電圧源との接続、および導体１３６と接地との接続は、正規の２倍の電流が導体１３６を通して流れるので問題となり得る。
【００２６】
別の代替例は、導体１３４への導電性通路１４８および永久的短絡導体１３２、導体１３８への導体１３６、導体１４２への導体１４０、および導体１４６への導体１４４をフィルタの中心において省略することである。このことにより、電圧印加のための構造が少なくなり、また導体端部のいくつか、例えば、導体１３４、１３８、１４２、１４６を接地に永久取付けすることを可能にする。この場合、残りの導体端部１３２、１３６、１４０、１４４は、一度に一つまたは組み合わせて加熱用の電圧源に接続されるであろう。
【００２７】
本発明の方法は、渦巻状巻取導体８０、１３２〜１４６の一つ以上を通して選択的に電圧印加しかつ電流を導いて、フィルタロール４６の一つ以上のそれぞれの横方向スライスに沿って局部的加熱を行う。中央の共通導体１４８を含む実施態様では、電流は、渦巻状巻取導体の少なくとも一つを通してかつ共通導体１４８を通して導かれる。さらなる実施態様では、電流は、同時かつ並列に複数の渦巻状巻取導体を通してかつ共通導体１４８を通して導かれる。さらなる実施態様では、電流は、渦巻状巻取導体を通しかつ共通導体を通して順次導かれ、すなわち、電流を第一の渦巻状巻取導体１３２を通しかつ共通導体１４８を通して導き、次に、電流を第二の渦巻状巻取導体１３４を通しかつ共通の導体１４８等を通して導くことによって、電流を順次導く。さらなる実施態様では、渦巻状巻取導体に電流印加するための間隔は区別をつけて変えられて、フィルタロールに沿う指定された軸方向位置の高温ゾーンにおける渦巻状巻取導体を流れる電流のためにより長い時間を提供する。さらなる実施態様では、渦巻状巻取導体には、それぞれのタイムスロットで順次電圧が印加され、また一つ以上のタイムスロットが、フィルタロールに沿った所定の軸方向位置における高温ゾーンの渦巻状巻取導体に割り当てられる。さらなる実施態様では、電流は、パルス幅変調によって渦巻状巻取導体を通して導かれる。さらなる実施態様では、共通導体１４８は、省略されるか、または未使用即ち開放回路のままにされ、また電流は、１３２のような第一の渦巻状巻取導体を通して導かれ、次に、１３４のような第二の渦巻状巻取導体を通して直列に導かれ、第一および第二の渦巻状巻取導体１３２と１３４は軸方向に隣接する。さらなる実施態様では、再び、共通導体１４８を省略するかあるいはこのような導体を未使用のままにし、第一および第二の渦巻状巻取導体１３２と１３４を互いに直列に短絡して、第一の導体対１３２〜１３４を設け、第三および第四の渦巻状巻取導体１３６と１３８を互いに直列に短絡して、第二の導体対１３６〜１３８を設け、等々であり、そして複数の導体対を設け、また複数の導体対を通して選択的に電圧印加しかつ電流を導くことによって再生を行う。後者の実施態様の一形態では、電流は、言及された導体対を通して同時かつ並列に導かれる。後者の実施態様の他の形態では、電流は、言及された導体対を通して順次導かれる。
【００２８】
図１３と図１４はさらなる実施態様を示し、また理解を容易にするために適切な場合には上述に同様の参照符号を使用する。導体１６０は、接着剤等によってフィルタロール４６の下流側軸方向端部６４に接合された渦巻状のものであり、また電気抵抗加熱を行うための電圧源９４に接続するための端子１６２と１６４を有する。導体１６０は、フィルタロールの軸線４５に対して横方向かつ半径方向に延在する面に位置する単一平面部材であり、またそれぞれの高温スポットまたはゾーンで局部的加熱を行う一つ以上の導体８０または一つ以上の導体１３２〜１４６によって行われる局部的加熱に加えてまたはその代わりに、下流側高温スポットまたはゾーン１６６の煤煙および捕集汚染物質を燃焼除去しかつ焼却するための局部的加熱を行うために、フィルタロールの軸方向端部６４におけるフィルタロールの横方向スライスに沿って局部的加熱を行う。
【００２９】
図１５〜図１８はさらなる実施態様を示しており、また理解を容易にするために適切な場合には上述と同様の参照符号を使用する。マイクロ波源１７０は、軸線４５に対し横断方向に、ハウジング１１０内に軸方向排気流路１２０内に横方向に延在し、またフィルタロール４６の下流側軸方向端部６４から軸方向下流側に離間される。マイクロ波源１７０は、フィルタロールの下流側端部６４の軸方向位置の高温スポットまたはゾーン１７２に局部的加熱を提供する。第二のマイクロ波源１７４はハウジングに装着され、軸線４５に対し横断方向に、ハウジング内に軸方向排気流路１１８内に横方向に延在し、またフィルタロール４６の上流側軸方向端部６２から軸方向上流側に離間される。マイクロ波源１７４は、フィルタロールの上流側軸方向端部６２の軸方向位置の高温スポットまたはゾーン１７６に局部的加熱を提供する。各マイクロ波源は、ハウジング１１０の内側に、図１６〜図１８の１７８のようなスロットを有しかつマイクロ波エネルギをそれぞれの高温ゾーン軸方向位置に放射および結合するマイクロ波導波管で提供される。マイクロ波源の一方または両方は、例えばマイクロ波源１７４用のシーリンググロメット１８０で示されるようなシーリンググロメットにおいてハウジング１１０に装着されることが好ましく、その結果再生中にマイクロ波源１７４を軸方向排気流路１１８内に挿入可能でありかつ通常の排気濾過動作中に軸方向排気流路から取り除き可能である。代わりに、マイクロ波源の一方または両方は、例えばマイクロ波源１７０で示されるようにフィルタハウジング１１０に永久的に装着されて、プラグインレセプタクルモジュール１８２で電圧印加し得る。
【００３０】
図１９と図２０はさらなる実施態様を示しており、また理解を容易にするために適切な場合には上述と同様の参照符号を使用する。第一および第二のマイクロ波源１９０と１９２は、ハウジング内にそれぞれの第一および第二軸方向排気流路１１８と１２０内に軸方向に延在する。マイクロ波源１９０と１９２は、それぞれの上流側および下流側端部６２と６４を通してフィルタロール４６内にさらに軸方向に延在する。マイクロ波源１９０は、マイクロ波エネルギを放出かつ放射して、高温ゾーン１９８に局部的加熱を提供するための導波管１９４とアンテナ１９６とを含む。マイクロ波源１９２は、高温ゾーン２０４で局部的加熱用のマイクロ波エネルギを放出しかつ放射するための導波管２００とアンテナ２０２とを含む。図２１のさらなる実施態様では、アンテナの一方または両方はドアノブ状端部２０６または図２２のボール状端部２０７を有し、アーク発生なしにより高い電力レベルを可能にする。
【００３１】
図２３と図２４はさらなる実施態様を示しており、また理解を容易にするために適切な場合には上述と同様の参照符号を使用する。マイクロ波源２０８はハウジング内に軸方向排気流路１２０内に軸方向に、フィルタロール４６の下流側軸方向端部６４を通して軸方向に、次に、フィルタロール内で軸方向に延在する。マイクロ波源２０８は、第一および第二の組のスロット２１０と２１２を有する導波管で提供され、前記第一および第二の組のスロットは、フィルタロールのそれぞれの上流側および下流側軸方向端部６２と６４に近接したマイクロ波放射エミッタを提供し、また上流側軸方向端部６２のフィルタロール４６の第一の横方向スライスに沿った第一の軸方向位置の高温ゾーン２１４で局部的加熱を行い、また言及された第一の横方向スライスから軸方向に離間したフィルタロールの下流側軸方向端部６４の第二の横方向スライスに沿った第二の軸方向位置の高温ゾーン２１６で局部的加熱を行う。
【００３２】
図２５はさらなる実施態様を示しており、また理解を容易にするために適切な場合には上述と同様の参照符号を使用する。マイクロ波源２１８は、ハウジング１１０内の軸方向排気流路１２０内に軸方向に導波管２２０で延在し、またフィルタロール４６の軸方向下流側端部６４を通して軸方向に延在し、次にフィルタロール内で軸方向に延在する軸方向に延在するアンテナ２２２をさらに含み、このアンテナは、上流側軸方向端部６２のフィルタロール４６の第一の横方向スライスに沿った第一の軸方向位置の高温ゾーン２２６で局部的加熱を行う上流側ローブ２２４と、言及された第一の横方向スライスから軸方向に離間したフィルタロール４６の下流側軸方向端部６４の第二の横方向スライスに沿った第二の軸方向位置の高温ゾーン２３０で局部的加熱を行う下流側ローブ２２８とを有する成形アンテナを提供する。
【００３３】
図１５、図１９、図２３、図２５の上流側および下流側マイクロ波シールド２３２と２３４のそれぞれは、それぞれのマイクロ波源エミッタと、それぞれのハウジング入口１１４およびハウジング出口１１６との間のハウジング１１０内に設けられ、またそれぞれの入口と出口をそれぞれのエミッタからのマイクロ波からシールドして、それぞれの入口と出口を通したマイクロ波の漏洩を防止する。シールド２３２と２３４の各々は、ハウジングの断面領域にわたって横方向に延在する穿孔金属プレートまたはスクリーンであり、穿孔開口部またはスクリーン孔のサイズはマイクロ波の周波数に関係する。フィルタロール内の言及されたそれぞれの高温ゾーンの形状およびサイズは、例えば形状、マイクロ波パワー等に従って所望するとおりに調整できる。
【００３４】
添付された特許請求の範囲の範囲内で様々な均等物、代替物および修正が可能であることが認識される。例えば、渦巻状巻取、環状、同心等は、円筒状、楕円形、レーストラック形状等のような形状を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に従って構成された排気後処理フィルタの等角組立図である。
【図２】図１のフィルタロールを提供するための渦巻状巻取を示す図である。
【図３】巻取前の図２の層の部分の平面図である。
【図４】図３と同様であり、また他の実施態様を示す図である。
【図５】図２と同様であり、また部分的に切り取られたさらなる実施態様を示す図である。
【図６】図５と同様であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図７】ハウジング内の図１のフィルタの断面図である。
【図８】図３の切断線８−８に沿った断面図である。
【図９】図８と同様であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図１０】回路接続を示した回路図である。
【図１１】図１０と同様であり、また他の実施態様を示す図である。
【図１２】さらなる実施態様を示した概略等角図である。
【図１３】図７と同様であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図１４】図１３の切断線１４−１４に沿った断面図である。
【図１５】図７と同様であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図１６】図１５の切断線１６−１６に沿った断面図である。
【図１７】図１６の切断線１７−１７に沿った断面図である。
【図１８】図１６の切断線１８−１８に沿った断面図である。
【図１９】図７と同様であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図２０】図１９の切断線２０−２０に沿った断面図である。
【図２１】図１９の一部分の拡大図であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図２２】図２１と同様の図面であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図２３】図７と同様の図面であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図２４】図２３の切断線２４−２４に沿った断面図である。
【図２５】図２３と同様の図面であり、またさらなる実施態様を示す図である。
【図１】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２３】
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【図２５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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