催化剂加热装置和加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个方面的目的是提供加热效率比之前高的催化剂加热装置和加热装置。催化剂加热装置(1)包括照射单元(11)和控制单元(10)。照射单元(11)包括天线(21)，并且被配置为将微波经由天线(21)照射到具有微波吸收性且被配置为净化气体的催化剂装置(3)以对催化剂装置(3)进行加热。控制单元(10)具有使得照射单元(11)能够在包括微波的频率和天线(21)的位置中的至少任一个的照射条件下利用微波进行照射的功能，并且具有改变照射条件的功能。

Catalyst Heating Device and Heating Device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂加热装置和加热装置
本专利技术涉及催化剂加热装置和加热装置，并且特别涉及用于利用微波对催化剂装置进行加热的催化剂加热装置和用于利用微波对待加热物体进行加热的加热装置。
技术介绍
已知有安装在车辆中、并且对用于净化废气的净化部件(催化剂装置)进行加热以使得该催化剂装置具有适合于废气的净化的温度的装置(例如，参见专利文献1)。专利文献1所公开的装置利用具有恒定频率的微波照射具有电波吸收构件(微波吸收体)的净化部件(催化剂装置)，由此对该净化部件进行加热。关于通过利用具有恒定频率的微波照射净化部件(催化剂装置)或待加热物体来对该净化部件或待加热物体进行加热的情况，在催化剂装置或待加热物体的温度超过一定温度之后，温度升高速率变慢。结果，加热效率变差。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平4-353208
技术实现思路
有鉴于上述不足，本专利技术的一个方面的目的是提出加热效率比之前高的催化剂加热装置和加热装置。根据本专利技术的一方面的一种催化剂加热装置，其包括：照射单元，其包括天线，并且被配置为经由所述天线向具有微波吸收性并被配置为净化气体的催化剂装置照射微波，以对所述催化剂装置进行加热；以及控制单元，其具有使得所述照射单元能够在包括所述微波的频率和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。根据本专利技术的一方面的一种催化剂加热装置，其包括多个照射单元和控制单元。所述多个照射单元中的各照射单元包括天线，并且被配置为经由所述天线向具有微波吸收性且被配置为净化气体的催化剂装置照射微波以对所述催化剂装置进行加热。所述控制单元具有使得所述多个照射单元中的各照射单元能够在包括所述微波的频率、所述微波的相位和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。根据本专利技术的一方面的一种加热装置，其包括照射单元、控制单元、第一微波检测单元和第二微波检测单元。所述照射单元包括天线，并且被配置为经由所述天线向用作加热对象的待加热物体照射微波以对所述待加热物体进行加热。所述控制单元具有使得所述照射单元能够在包括所述微波的频率和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。所述第一微波检测单元被配置为测量从所述照射单元照射的微波的发射功率的值。所述第二微波检测单元被配置为响应于接收到作为所述微波的一部分且未被所述待加热物体吸收的未吸收微波，测量所述未吸收微波的接收功率的值。所述控制单元被配置为基于所述发射功率的值和所述接收功率的值来改变所述照射条件。根据本专利技术的一方面的一种加热装置，其包括多个照射单元和控制单元。所述多个照射单元中的各照射单元包括天线，并且被配置为经由所述天线向用作加热对象的待加热物体照射微波以对所述待加热物体进行加热。所述控制单元具有使得所述多个照射单元中的各照射单元能够在包括所述微波的频率、所述微波的相位和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。附图说明图1是用于说明实施例1的催化剂加热装置的结构的图。图2是用于说明上述催化剂加热装置中所包括的照射单元和检测单元的结构的图。图3是用于说明从上述催化剂加热装置照射的微波的回波损耗和催化剂装置的温度之间的关系的图。图4是用于说明实施例2的催化剂加热装置的结构的图。图5是用于说明上述催化剂加热装置中所包括的多个照射单元和多个检测单元的结构的图。图6是用于说明实施例3的催化剂加热装置的结构的图。图7是用于说明实施例4的催化剂加热装置的结构的图。图8是用于说明实施例5的催化剂加热装置的结构的图。图9是用于说明实施例6的催化剂加热装置的结构的图。图10A和图10B是用于说明实施例7的催化剂加热装置的结构的图。具体实施方式以下所述的实施例和变形例是根据本专利技术的一些示例，因此本专利技术可以不限于以下所示的实施例和变形例。可以根据设计等以各种方式修改这些实施例和变形例，只要它们仍落在本专利技术固有的技术概念的范围内即可。(实施例1)参考图1～图3来说明本实施例的催化剂加热装置1。催化剂加热装置1是如下的装置，该装置用于利用微波照射位于安装至向外部排放废气的车辆的腔室2的内部的催化剂装置3，由此对催化剂装置3进行加热。催化剂装置3被形成为具有中空圆柱形状，并被配置为净化废气。催化剂装置3包括具有包含大量通孔的蜂窝结构的陶瓷制品、微波吸收体3a和催化剂。微波吸收体3a由包含碳化硅(SiC)的材料制成。微波吸收体3a吸收从催化剂加热装置1照射的微波并产生热。催化剂净化废气。针对蜂窝结构的各孔按微波吸收体3a和催化剂的顺序依次施加微波吸收体3a和催化剂。关于催化剂装置3，微波吸收体3a吸收微波然后产生热。因而，催化剂被加热。温度高的催化剂促进了废气的净化。注意，催化剂装置3的形状可以不限于中空圆柱形状。催化剂装置3的形状可以是中空棱柱形状或者可以是多边形中空棱柱形状，这就足够了。催化剂加热装置1使用包括微波的频率的照射条件，并且具有改变照射条件的功能。在照射频率fa的微波时、满足用于改变照射条件的条件(改变条件)的情况下，催化剂加热装置1将微波的频率从频率fa改变为频率fb，并继续利用微波进行照射。如图1所示，催化剂加热装置1包括控制单元10、照射单元11、检测单元12、存储单元13和温度估计单元14。控制单元10负责与微波的照射有关的控制。控制单元10包括微计算机，该微计算机包括包含中央处理单元(CPU)和存储器的主要组件。换句话说，控制单元10由包括CPU和存储器的计算机实现。CPU执行存储器中所存储的程序，这使得计算机能够用作控制单元10。在这方面，程序预先存储在控制单元10的存储器中，但可以通过电信电路提供，或者可以通过记录在诸如存储卡等的一个或多个非暂时性记录介质中来提供。控制单元10具有改变上述照射条件的功能。例如，控制单元10根据催化剂装置3的温度来改变照射条件。在照射条件包括微波的频率的情况下，控制单元10通过该功能来进行使得照射单元11能够利用从多个频率的微波中选择的任一频率的微波进行照射的控制。照射单元11包括生成单元20和天线21。照射单元11被配置为将微波经由天线21照射到催化剂装置3以对催化剂装置3进行加热。生成单元20包括振荡器22和微波输出单元23。振荡器22是半导体微波振荡器，并且产生用作与来自控制单元10的指示相对应的频率的微波的基础的信号。如图2所示，微波输出单元23包括相位控制单元24和增益控制单元25。相位控制单元24例如包括正交调制电路。相位控制单元24根据来自控制单元10的指示来改变振荡器22所产生的信号的相位。增益控制单元25调整振荡器22所产生的信号的增益。天线21将从生成单元20接收到的信号作为微波照射到催化剂装置3。天线21接收来自所照射的微波的反射波、即未被催化剂装置3吸收的微波(即，未吸收微波)。如图2所示，检测单元12包括环行器32、第一定向耦合器33、波检测单元34、第二定向耦合器35和端接电阻R。在从微波输出单元23接收到信号的情况下，环行器32将所接收到的信号输出至天线21。在从天线21接收到信号的情况下，环行器32将所接收到的信号输出至端接电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂加热装置，包括：照射单元，其包括天线，并且被配置为经由所述天线向具有微波吸收性并被配置为净化气体的催化剂装置照射微波，以对所述催化剂装置进行加热；以及控制单元，其具有使得所述照射单元能够在包括所述微波的频率和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.13 JP 2017-0046611.一种催化剂加热装置，包括：照射单元，其包括天线，并且被配置为经由所述天线向具有微波吸收性并被配置为净化气体的催化剂装置照射微波，以对所述催化剂装置进行加热；以及控制单元，其具有使得所述照射单元能够在包括所述微波的频率和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。2.根据权利要求1所述的催化剂加热装置，还包括：第一微波检测单元，其被配置为测量从所述照射单元照射的微波的发射功率的值；以及第二微波检测单元，其被配置为响应于接收到作为所述微波的一部分且未被所述催化剂装置吸收的未吸收微波，测量所述未吸收微波的接收功率的值，其中，所述控制单元被配置为基于所述发射功率的值和所述接收功率的值来改变所述照射条件。3.根据权利要求2所述的催化剂加热装置，还包括温度估计单元，所述温度估计单元被配置为计算所述发射功率的值和所述接收功率的值之比，并且估计与所述比相对应的所述催化剂装置的温度，其中，所述控制单元被配置为根据所述温度估计单元所估计的温度来改变所述照射条件。4.根据权利要求3所述的催化剂加热装置，还包括存储单元，所述存储单元被配置为针对多个所述照射条件中的各照射条件，将所述发射功率的值和所述接收功率的值之比与所述催化剂装置的温度以彼此关联的方式存储，其中，所述温度估计单元被配置为通过使用所述存储单元来估计与所计算的比相对应的所述催化剂装置的温度。5.根据权利要求4所述的催化剂加热装置，其中，所述照射条件包括所述微波的频率，所述存储单元被配置为针对多个所述频率中的各频率，将所述发射功率的值和所述接收功率的值之比与所述催化剂装置的温度以彼此关联的方式存储，以及所述温度估计单元被配置为针对多个所述频率中的各频率从存储单元中计算所述催化剂装置的温度，并且通过使用针对多个所述频率分别计算的多个所述温度来估计所述催化剂装置的温度。6.根据权利要求4或5所述的催化剂加热装置，还包括校准单元，所述校准单元被配置为校正所述存储单元中所存储的温度，其中，所述照射单元被配置为在所述催化剂装置的温度等于预定温度的情况下，照射校正微波，所述第一微波检测单元被配置为测量在照射所述校正微波时的所述校正微波的发射功率的值，所述第二微波检测单元被配置为测量在接收到作为所述校正微波的一部分且未被所述催化剂装置吸收的未吸收校正微波时的所述未吸收校正微波的接收功率的值，所述温度估计单元被配置为通过使用所述存储单元来估计与所述校正微波的发射功率的值和所述未吸收校正微波的接收功率的值之比相对应的所述催化剂装置的温度，以及所述校准单元被配置为根据所述温度估计单元所估计的温度和所述预定温度来确定校正值，并且通过使用所述校正值来校正所述存储单元中所存储的温度。7.根据权利要求4或5所述的催化剂加热装置，还包括相位检测单元，所述相位检测单元被配置为测量所述未吸收微波相对于所述微波的相位，其中，在所述存储单元中，所述温度进一步与所述未吸收微波的相位相关联，以及所述温度估计单元被配置为从所述存储单元估计与所述微波的发射功率的值和所述未吸收微波的接收功率的值之比相对应且附加地与所述未吸收微波的相位相对应的所述催化剂装置的温度。8.根据权利要求2至7中任一项所述的催化剂加热装置，还包括不同于用作第一天线的所述天线的第二天线，所述第二天线用于接收所述未吸收微波，其中，所述第二微波检测单元被配置为测量所述第二天线所接收到的所述未吸收微波的功率的值。9.根据权利要求1至8中任一项所述的催化剂加热装置，其中，所述催化剂装置被形成为具有中空圆柱形状，在所述催化剂装置的表面或内部设置微波吸收体，所述微波吸收体具有能够根据温度而改变的物理常数，以及所述照射单元被配置为将所述微波照射到具有所述微波吸收体的所述催化剂装置。10.一种催化剂加热装置，包括：多个照射单元，所述多个照射单元中的各照射单元包括天线，并且被配置为经由所述天线向具有微波吸收性且被配置为净化气体的催化剂装置照射微波以对所述催化剂装置进行加热；以及控制单元，其具有使得所述多个照射单元中的各照射单元能够在包括所述微波的频率、所述微波的相位和所述天线的位置中的至少任一个的照射条件下照射所述微波的功能，并且具有改变所述照射条件的功能。11.根据权利要求10所述的催化剂加热装置，其中所述照射条件包括所述微波的相位，以及所述控制单元被配置为：改变所述多个照射单元的照射条件，使得多个所述相位彼此不同，以及控制所述多个照射单元，使得所述多个照射单元照射具有同一频率但相互不同的相位的微波。12.根据权利要求10或11所述的催化剂加热装置，还包括：多个第一微波检测单元，其分别与所述多个照射单元相关联，并且各第一微波检测单元被配置为测量从所述多个照射单元中的关联照射单元照射的微波的发射功率的值；以及多个第二微波检测单元，其分别与所述多个照射单元相关联，并且各第二微波检测单元被配置为响应于接收到作为从所述多个照射单元中的关联照射单元照射的微波的一部分且未被所述催化剂装置吸收的未吸收微波，测量所述未吸收微波的接收功率的值，其中，所述控制单元被配置为基于所述多个第一微波检测单元分别测量的发射功率的值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田光，大月宽，池田慎治，稻见规夫，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP