JP2005048753A - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Abstract
【課題】 バリア層からのPMの剥離による未処理のPMの排出を抑制して、処理性能を向上する。
【解決手段】 バリア層40の内側面に、多数の凹部41および凸部42からなる凹凸を設ける。排ガス中のPMは内部電極30により帯電され、これと逆極性である外周電極20側に吸引され、バリア層の吸着面に堆積される。堆積されたPMは、両電極間への高電圧の印加により処理される。吸着・堆積されたPMは凹部41によく保持され、その剥離・脱落が抑制されると共に、凹部41の底部に配設された発熱体43により焼却される。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED To improve processing performance by suppressing discharge of unprocessed PM due to separation of PM from a barrier layer.
SOLUTION: Concavities and convexities comprising a large number of concave portions 41 and convex portions 42 are provided on the inner surface of a barrier layer 40. The PM in the exhaust gas is charged by the internal electrode 30, sucked to the outer peripheral electrode 20 side having the opposite polarity, and deposited on the adsorption surface of the barrier layer. The deposited PM is processed by applying a high voltage between both electrodes. The adsorbed / deposited PM is well held in the recess 41, and is prevented from being peeled / dropped off, and is incinerated by the heating element 43 disposed at the bottom of the recess 41.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that purifies exhaust gas using plasma generated by applying a high voltage to a pair of electrodes.
内燃機関の排ガスを浄化するための技術として、従来から、相対する一対の電極に交流電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置(プラズマリアクタ)が提案されている。例えば特許文献1は、電極をなす一対の金網で繊維フィルタを挟み、これらを排ガスの流路中に配置することで排ガスをろ過する構造の装置を開示している。この装置では、繊維フィルタに捕集された排ガス中のPM(Particulate Matter,粒子状物質)は、両電極間への高電圧の印加により発生されたプラズマのエネルギによりラジカル(フリーラジカル、遊離基)状態にされ、HCはH2OとCO2に変化し、CはCO2に変化するとともに、PMの一部は燃焼して焼却される。しかし、このような装置では、供給される排ガスの全量が繊維フィルタを透過するため、排気抵抗が大きくなるという欠点がある。
As a technique for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, an exhaust gas purification device (plasma reactor) that purifies exhaust gas using plasma generated by applying an alternating voltage to a pair of opposed electrodes has been proposed. . For example,
そこで、このような構成に代えて、筒状の外周電極の内側面を覆うように、絶縁体からなるバリア層を設けた構成の装置を考えることができる。この装置では、バリア層と内部電極との間の空間に供給される排ガス中のPMが、内部電極からの放電により帯電され、これと逆極性である外周電極側に吸引されて、バリア層の吸着面に堆積される。堆積されたPMは、両電極間への高電圧の印加により処理される。この構成は、繊維フィルタを用いる構成に比して排気抵抗を小さく抑えながら、PMを効果的に捕集できるという利点がある。 Therefore, instead of such a configuration, an apparatus having a configuration in which a barrier layer made of an insulator is provided so as to cover the inner surface of the cylindrical outer peripheral electrode can be considered. In this apparatus, the PM in the exhaust gas supplied to the space between the barrier layer and the internal electrode is charged by the discharge from the internal electrode, and is sucked to the outer peripheral electrode side having the opposite polarity to the PM. Deposited on the adsorption surface. The deposited PM is processed by applying a high voltage between both electrodes. This configuration has an advantage that PM can be effectively collected while suppressing the exhaust resistance as compared with a configuration using a fiber filter.
しかし、バリア層に吸着されたPMは、堆積の進行によりその粒径が大きくなるため、高電圧による処理前にバリア層から剥がれて、装置の下流側へと排出されてしまい、これを十分に処理できない場合がある。 However, since the particle size of the PM adsorbed on the barrier layer becomes larger as the deposition progresses, it is peeled off from the barrier layer before the high voltage treatment and discharged to the downstream side of the apparatus. It may not be possible to process.
そこで本発明の目的は、バリア層からのPMの剥離による未処理のPMの排出を抑制して、処理性能を向上できるような装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of improving processing performance by suppressing discharge of unprocessed PM due to separation of PM from a barrier layer.
第1の本発明は、筒状の外周電極と、該外周電極内に挿通された内部電極と、を備え、前記両電極間に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて、前記両電極間に供給される排ガスを浄化する排ガス浄化装置において、絶縁体からなり前記外周電極の内側面を覆うように配置されたバリア層を更に備え、前記バリア層の内側面に凹凸を設けたことを特徴とする排ガス浄化装置である。 A first aspect of the present invention includes a cylindrical outer peripheral electrode and an inner electrode inserted into the outer peripheral electrode, and uses both plasmas generated by applying a high voltage between the electrodes. In the exhaust gas purification apparatus for purifying exhaust gas supplied between the electrodes, the exhaust gas purification device further comprises a barrier layer made of an insulator and arranged to cover the inner surface of the outer peripheral electrode, and the inner surface of the barrier layer is provided with irregularities. An exhaust gas purification device characterized by the above.
第1の本発明では、バリア層と内部電極との間に供給される排ガス中のPMが、内部電極からの放電により帯電され、これと逆極性である外周電極側に吸引され、バリア層の吸着面に堆積される。堆積されたPMは、両電極間への高電圧の印加により処理される。ここで第1の本発明では、バリア層の内側面に凹凸を設けたので、吸着・堆積されたPMは凹凸における凹部によく保持され、その剥離・脱落が抑制される。したがって第1の本発明では、未処理のPMの排出の抑制により処理性能を向上することができる。また、PMが主として凹部内に堆積するので、堆積したPMと内部電極との接触による火花放電の発生を防止できる。 In the first aspect of the present invention, PM in the exhaust gas supplied between the barrier layer and the internal electrode is charged by the discharge from the internal electrode, and is sucked to the outer peripheral electrode side having the opposite polarity to the PM. Deposited on the adsorption surface. The deposited PM is processed by applying a high voltage between both electrodes. Here, in the first aspect of the present invention, since the unevenness is provided on the inner surface of the barrier layer, the adsorbed / deposited PM is well held in the recesses in the unevenness, and the peeling / dropping is suppressed. Therefore, in the first aspect of the present invention, the processing performance can be improved by suppressing the discharge of unprocessed PM. Moreover, since PM accumulates mainly in the recess, it is possible to prevent the occurrence of spark discharge due to contact between the deposited PM and the internal electrode.
第2の本発明は、前記バリア層の全長の少なくとも一部において、前記凹凸における凸部の先端が前記供給方向の下流に向かうに従い内部電極に徐々に近接していることを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化装置である。 The second aspect of the present invention is characterized in that at least a part of the entire length of the barrier layer, the tip of the convex portion in the unevenness gradually approaches the internal electrode as it goes downstream in the supply direction. 1. An exhaust gas purifying apparatus according to 1.
第2の本発明では、装置の上流側からPMが剥離・脱落した場合にも、そのPMが下流側の凸部に衝突・減勢され、外周電極の吸引力により下流側の凹部に吸着される。したがって、装置外部へのPMの流出を更に効果的に抑制できる。 In the second aspect of the present invention, even when the PM is peeled off or dropped from the upstream side of the apparatus, the PM is collided / depressed by the convex portion on the downstream side and is adsorbed by the concave portion on the downstream side by the suction force of the outer peripheral electrode. The Therefore, the outflow of PM to the outside of the apparatus can be further effectively suppressed.
第3の本発明は、前記凹凸における凹部は、前記バリア層の周方向に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の排ガス浄化装置である。
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus according to
第3の本発明では、凹部をバリア層の周方向に形成したので、凹部においてPMをよく保持できる。 In the third aspect of the present invention, since the concave portion is formed in the circumferential direction of the barrier layer, PM can be well held in the concave portion.
第4の本発明は、前記凹部の底部に発熱体が配設されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の排ガス浄化装置である。
The fourth aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus according to any one of
第4の本発明では、凹部の底部に発熱体を配設したので、PMが集中的に堆積される部位においてこれを効率よく処理できる。 In the fourth aspect of the present invention, since the heating element is disposed at the bottom of the concave portion, it can be efficiently processed at a site where PM is concentrated.
第5の本発明は、前記供給方向の上下流の2領域で、前記発熱体の配置密度が互いに異にされていることを特徴とする請求項4に記載の排ガス浄化装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus according to claim 4, the arrangement density of the heating elements is different from each other in two regions upstream and downstream in the supply direction.
第5の本発明では、発熱体の配置密度を変更することにより、PMの加熱処理の性能をバリア層の部位に応じて変更できる。 In the fifth aspect of the present invention, the performance of the heat treatment of PM can be changed according to the position of the barrier layer by changing the arrangement density of the heating elements.
第6の本発明は、前記バリア層の少なくとも最下流において、前記発熱体の配置密度が下流に向かうに従い増大するようになされていることを特徴とする請求項5に記載の排ガス浄化装置である。 The sixth aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus according to claim 5, wherein the arrangement density of the heating elements increases at least downstream of the barrier layer as it goes downstream. .
内部電極によりPMを帯電させて外周電極側に吸着させる構成の装置では、外周電極側におけるPMの堆積位置が下流側に偏る傾向があるが、第6の本発明では、発熱体の配置密度を下流に向かうに従い増大させたので、下流側に堆積されたPMをよく処理できると共に、上流側から剥離し流出したPMを下流側で捕集した場合にもこれを高い可能性で処理でき、装置からその下流側外部へのPMの流出を効果的に防止できる。 In an apparatus configured to charge PM by the internal electrode and adsorb it to the outer peripheral electrode side, the PM deposition position on the outer peripheral electrode side tends to be biased toward the downstream side. In the sixth aspect of the present invention, the arrangement density of the heating elements is increased. Since it is increased toward the downstream, PM accumulated on the downstream side can be treated well, and when the PM that has separated from the upstream side and collected has been collected on the downstream side, it can be treated with high possibility. Can be effectively prevented from flowing out to the downstream side.
第7の本発明は、前記バリア層の内方に筒状のガイド体が前記供給の方向に沿って設置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の排ガス浄化装置である。
The seventh aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus according to any one of
第7の本発明では、バリア層からPMが剥離した場合にも、そのPMの流出がガイド体により減勢ないし規制されるので、その剥離したPMがより下流側の凹部に吸着される可能性を向上できる。またガイド体を排ガスの供給方向に沿って設置したので、排気抵抗に与える影響を小さくすることができる。 In the seventh aspect of the present invention, even when the PM is peeled off from the barrier layer, the outflow of the PM is reduced or regulated by the guide body, so that the peeled PM may be adsorbed to the recess on the downstream side. Can be improved. Further, since the guide body is installed along the exhaust gas supply direction, the influence on the exhaust resistance can be reduced.
第8の本発明は、前記ガイド体に多数の通孔が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の排ガス浄化装置である。 The eighth aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus according to claim 7, wherein the guide body is provided with a large number of through holes.
第8の本発明では、ガイド体の通孔を介して、内部電極側から外周電極側へとPMを通過させることができる。 In the eighth aspect of the present invention, PM can be passed from the internal electrode side to the outer peripheral electrode side through the through hole of the guide body.
第9の本発明は、前記バリア層の内面の少なくとも一部に、排ガスの処理を促進すべき触媒物質が担持されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の排ガス浄化装置である。
The exhaust gas purification according to any one of
第9の本発明では、触媒物質の作用により、排ガスの処理を一層促進することができる。 In the ninth aspect of the present invention, the treatment of exhaust gas can be further promoted by the action of the catalyst substance.
本発明の実施形態につき、以下に図面に従って説明する。本実施形態の排ガス浄化装置はプラズマリアクタとして構成され、車両に適用されると好適なものであり、図示されない内燃機関の燃焼室から排出される排ガスを浄化するために、当該内燃機関の排気経路に組み込まれる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The exhaust gas purification apparatus of the present embodiment is configured as a plasma reactor, and is suitable when applied to a vehicle. In order to purify exhaust gas discharged from a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown), an exhaust path of the internal combustion engine Incorporated into.
図1に示されるように、排ガス浄化装置1は、金属等の耐熱導電性材料により概ね円筒形に形成された浄化容器10を有する。浄化容器10の上流端(図中左端)は、内燃機関の排気系統を構成する排気管L1に接続され、浄化容器10の下流端は、内燃機関の排気系統を構成する排気管L2に接続される。そして、浄化容器10の内部には、図1において白抜矢印で示されるように、排気管L1を介して内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが導入され、浄化容器10の内部で浄化された排ガスは、排気管L2を介して外部に排出されることになる。
As shown in FIG. 1, the exhaust
図2において、浄化容器10の内部には、概ね円筒形の外周電極20が配置されている。また外周電極20の長手方向軸心上に位置するように、細径棒状の内部電極30が挿通されている。外周電極20および内部電極30は、碍子などからなる電極座31およびスリーブ32を介して浄化容器10に絶縁的に固定されており、また内部電極30の上流側の端部は絶縁性の支柱33により保持されている。
In FIG. 2, a substantially cylindrical outer
外周電極20の内側面にはバリア層40が形成され、また外周電極20の外側面には絶縁層50が形成されている。なおバリア層40と絶縁層50とは同一材料により一体的に成形され、これら両者によって外周電極20の全表面が被覆されている。絶縁層50と浄化容器10との間には、絶縁体からなる保持材11が設けられている。
A
バリア層40の内側面には、多数の環状の凹部41が多段棚状に形成されている。互いに隣接する凹部41の間は、バリア層40の全周に亘る環状または内方フランジ状の凸部42とされており、その結果、凹部41と凸部42とは、排ガスの供給方向(図中左右方向、白抜き矢印で示される)につき交互に配置される。凹部41の溝幅(上下流方向の寸法)は、全ての凹部41につき互いに等しくされている。
On the inner surface of the
多数の凸部42は、上下流方向に関し互いに部分的に重なっており、互いに隣接する一対の凸部42のうち後側の凸部42の先端は、同じく前側の凸部42の先端に比して内部電極30に近接するように(すなわち、凸部42の先端のなす円の半径が、浄化容器10の入口側から出口側に向かうに従って徐々に小さくなるように)配置されている。なお図2に示される例では、多数の凸部42を6つのグループに分けており、隣接するグループ同士では出口側(下流側)のグループの凸部42の高さが相対的に高く、かつ各グループ内では凸部42の高さが互いに等しくされている。他方、凹部41の底部と、外周電極20との間隔は、全ての凹部41について互いに等しくされている。
The plurality of
凹部41の底部に沿って、Ni−Crからなる略環状の発熱体43が多数配設されている。隣り合う発熱体43の端部同士は、図示されない導電線により直列に接続されており、前端および後端の発熱体43から、導電線44が電極座45およびスリーブ46を介して外部に引き出されている。多数の発熱体43の太さ(断面積)は、互いに同一とされている。
A large number of substantially
発熱体43の配置密度(すなわち、バリア層40の上下流方向の単位距離あたりの発熱体43の巻数)は、バリア層40におけるガス供給方向に関し前後に互いに異なる2領域で、互いに異にされている。また発熱体43の配置密度は、上下流方向に関し後側に向かうに従い徐々に増大するようにされており、バリア層40の後端部(図中右端部)で最も高くなっている。
The arrangement density of the heating elements 43 (that is, the number of turns of the
バリア層40の内方に、円筒形のガイド体12が、浄化容器10と同軸に、上下流方向に沿って設置されている。ガイド体12は、ステー13によって保持材11に固定されている。ガイド体12の全面に、多数の円形の通孔12aが穿設されている。浄化容器10は、その端部に設けられたフランジ14により、その前後の排気管L1,L2に接続される。
A
外周電極20・内部電極30およびガイド体12には、導電性・耐熱性・耐腐食性に優れた金属材料、例えばステンレス鋼を用いるのが好適であり、それぞれ、外周電極20にはその箔・ワイヤネットまたはパンチング材、内部電極30には棒材、ガイド体12にはパンチング材のほかワイヤネットなどの板状の部材を用いるのが好適である。バリア層40、絶縁層50および保持材11には絶縁性のセラミック材、例えばアルミナやシリカ(二酸化ケイ素)のマットを用いるのが好適である。
For the outer
バリア層40の内側の全表面には、触媒物質が担持されている。触媒物質としては、白金などの貴金属のほか、バナジウム、銅、マンガンなどの卑金属およびアルミナなどの金属酸化物が好適である。
A catalytic substance is supported on the entire inner surface of the
再び図1において、外周電極20および内部電極30に対して高電圧を印加するための高電圧電源ユニット54は、直流電源(本実施形態では、車両の補機バッテリ)51に接続され、また図示されないインバータ回路、トランスおよび整流用のダイオード等を含むものである。また、発熱体43に低電圧を印加するための低電圧電源ユニット60は、図示されない直流電源およびスイッチング回路を含むものである。これら高電圧電源ユニット54および低電圧電源ユニット60は、排ガス浄化装置1の適用対象である内燃機関を制御するエンジンECU70に接続されている。なお、低電圧電源ユニット60の直流電源は、高電圧電源ユニット54の昇圧前の直流電源51を利用してもよい。
In FIG. 1 again, a high voltage
エンジンECU70は、図示されないCPU,ROM,RAM、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。エンジンECU70の入出力ポートには、外周電極20と内部電極30とに印加される電圧値を検出する電圧計52、外周電極20と内部電極30との間で放電される電流値を検出する電流計53、並びに図示されないアクセル開度センサ、エンジン回転数センサ、吸気マニホールド圧力センサ、吸気エアフローメータ、O2センサ、A/F(空燃比)センサ等が接続されており、エンジンECU70ではこれらの検出信号に基づいて夫々の値が算出され、後述のとおり処理される。
The
エンジンECU70は、所定の制御プログラム等に従うと共に、電圧計52・電流計53や各種のセンサ類からの内燃機関の状態を示す信号に基づいて、電源ユニット54のインバータ回路を駆動するための駆動パルス信号(ゲート信号)や、電源ユニット54から外周電極20および内部電極30に印加する電圧の値を指示するための電圧指示信号を生成する。
The
電源ユニット54に対して、エンジンECU70から駆動パルス信号(ゲート信号)や電圧指示信号が与えられると、電源ユニット54では、直流電源51からの直流電圧がインバータ回路によって交流電圧に変換される。そして、インバータ回路からトランスに加えられた交流電圧は、トランスによって昇圧させられると共にダイオードにより整流され、それにより、外周電極20と内部電極30とに直流パルス電圧が印加されることになる。
When a drive pulse signal (gate signal) or a voltage instruction signal is given from the
以上のとおり構成された本実施形態の動作について、以下に説明する。いま、車両を始動させるべく、ユーザによってイグニッションスイッチがオンされると、エンジンECU70は、電源ON信号を高電圧電源ユニット54に与えて、高電圧電源ユニット54の作動を開始させる。また電源ユニット54の始動後にはエンジンECU70は、駆動パルス信号と電圧指示信号とを内燃機関の運転状態に応じて生成し、高電圧電源ユニット54に与える。これにより、外周電極20と内部電極30とに直流パルス電圧が印加される。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described below. When the ignition switch is turned on by the user to start the vehicle, the
この直流パルス電圧の印加に伴い、内部電極30と外周電極20との間に電界が形成される。内部電極30からの放電により、容器10内に供給された排ガス中のPMが帯電され、内部電極とは逆極性の外周電極20によって吸引され、バリア層40の凹部41にトラップされる。このPMは、放電に伴って発生する熱によって酸化ないし燃焼され、CO2などに無害化される。すなわち、発熱体43が加熱されると、凹部41に捕集されているPMは排ガス内の酸素やNを基にHC酸化物と反応し、CO2ガスとして放出される(C+O2→CO2)。また、内燃機関からの排ガスに含まれるHC,CO,NOxは、プラズマのエネルギにより排ガス中の酸素と反応してN2、CO2、H2Oなどへと無害化され、また着火により焼却されることが可能となる。
With the application of the DC pulse voltage, an electric field is formed between the
また、PMの堆積に伴い、HC成分やH2OなどによりPM粒子が互いに結合し、粒径が次第に増大する。粒径の増大による表面積や流体抵抗の増大により、排ガス流や振動などによる剥離力が外周電極20による吸着力を上回るようになると、バリア層40からのPMの剥離が生じやすくなる。ここで本実施形態では、バリア層40に所定量以上のPMが付着していると判断される場合には、エンジンECU70の出力により発熱体43が加熱され、発熱体43のジュール熱によって、バリア層40に捕集されたPMの反応と燃焼が促進される。
Further, with the deposition of PM, the PM particles are bonded to each other by the HC component, H 2 O, or the like, and the particle diameter gradually increases. When the peeling force due to the exhaust gas flow or vibration exceeds the adsorption force by the outer
この付着の旨の判断は、エンジンECU70において種々の方法で実行することができる。例えば、PMが炭素Cを多く含み、付着の場合に電気抵抗が低下することを利用して、電圧計52および電流計53からの信号に基づいて算出されるリアクタのインピーダンスが所定値を下回った場合に付着と判断することができる。また同様の理由から、電流計53からの信号に基づいて算出される電流値が所定値を上回った場合に付着と判断することができる。さらに、これらのように現在の付着状態を直接に検出する方法のほか、前回の処理時からの経過時間と、単位時間当たりの推定堆積量との積算による方法も採用でき、この場合の単位時間当たりの推定堆積量の演算には、図示しないエンジン回転数センサ、吸気マニホールドに設けられた圧力センサやエアフローメータ、エンジンの排気側に設けられたO2センサやA/F(空燃比)センサの各検出値、さらには本制御とは別途に行われる燃料噴射制御の過程でエンジンECU70のRAM上の所定のメモリ領域に格納される空燃比情報などを用いることができる。これらの各種の付着判断には、いずれかを単独で用いてもよいし、複数種類のものを例えばOR条件で組み合わせて用いてもよく、さらにはこれらの重み付け和を所定の基準値と比較してもよい。
The determination of the adhesion can be performed by the
また、バリア層40の表面に担持された触媒物質の作用により、NO2やCH3CHO、HCHOが生成される。ここでは、酸素反応より低温でのC酸化反応を開始できる。なお、浄化容器10から排出されたCO等の有害成分は、その後段に別途に設けられた触媒装置によって更に浄化される。
Further, NO 2 , CH 3 CHO, and HCHO are generated by the action of the catalyst material supported on the surface of the
以上のように、本実施形態では、繊維フィルタを用いる構成とは異なり排ガスの流路がブロックされないので、排気抵抗を小さくできる。そして本実施形態では、バリア層40の内側面に、凹部41および凸部42からなる凹凸を形成したので、吸着されたPMが凹部41の底部および周壁によく保持され、その剥離・脱落が抑制される。したがって、バリア層40からの未処理のPMの剥離を抑制でき、処理性能を向上することができる。またPMが、内部電極30から比較的に離れた場所に設けられている凹部41内に主として堆積するので、堆積したPMと内部電極30との接触による火花放電の発生を防止できる。
As described above, in the present embodiment, unlike the configuration using a fiber filter, the exhaust gas flow path is not blocked, so that the exhaust resistance can be reduced. And in this embodiment, since the unevenness | corrugation which consists of the recessed
また本実施形態では、凸部42を、その先端のなす円の半径が浄化容器10の入口側から出口側に向かうに従って徐々に小さく(すなわち、凸部42の先端が内部電極30に近く)なるように配置したので、装置の上流側の凹部41から剥離・脱落したPMが、ある凸部42を超えて流れ出した場合にも、そのPMがより下流側の凸部42に衝突・減勢され、外周電極20の吸引力によりその近傍の凹部41に吸着される。したがって、装置外部へのPMの流出を効果的に抑制できる。
Further, in the present embodiment, the
また本実施形態では、凹部41の底部に発熱体43を配設したので、PMが集中的に堆積される部位においてこれを効率よく処理できる。
Further, in the present embodiment, since the
また本実施形態では、凹部41をバリア層40の周方向に形成したので、凹部41においてPMをよく保持でき、また凹部41の底部に沿って発熱体43を配設したので、ライン状の発熱体43を好適に利用できる。
In this embodiment, since the
また本実施形態では、発熱体43の配置密度を、バリア層40における位置に応じて変化させたので、PMの加熱処理の性能を部位に応じて変更できる。
Moreover, in this embodiment, since the arrangement density of the
また、内部電極によりPMを帯電させて外周電極側に吸着させる構成の装置では、外周電極側におけるPMの堆積位置が下流側に偏る傾向があるが、本実施形態では、発熱体43の配置密度を、排ガスの供給の方向に関し後側に向かうに従い増大させたので、下流側に堆積されたPMをよく処理できると共に、上流側から剥離し流出したPMを下流側で捕集した場合にもこれを高い可能性で処理でき、装置からその下流側外部へのPMの流出を効果的に防止できる。
In addition, in an apparatus configured to charge PM by an internal electrode and adsorb it to the outer peripheral electrode side, the PM deposition position on the outer peripheral electrode side tends to be downstream, but in this embodiment, the arrangement density of the
また本実施形態では、バリア層40からPMが剥離した場合にも、そのPMの浄化容器10の中心側への移動が減勢手段であるガイド体12により減勢されるので、その流出が規制されると共に、剥離したPMがより下流の凹部41に吸着されることを期待でき、浄化容器10からのPMの流出を更に効果的に抑制できる。またガイド体12を板状の材料からなる筒体として構成し、且つこれを装置の前後方向に沿って配置したので、排ガスの供給方向の投影面積が小さく、これにより排気抵抗に与える影響を小さくできる。
Further, in the present embodiment, even when the PM is peeled off from the
また本実施形態では、ガイド体12の通孔12aを介して、内部電極30側から外周電極20側へとPMを通過させることができる。
Further, in the present embodiment, PM can be passed from the
また本実施形態では、バリア層40の内側の表面に担持された触媒物質の作用により、排ガス処理を一層促進できる。また、本実施形態の構成において、さらに浄化容器10の前段にPt−Al2O3触媒を設置することにより、該触媒によりNO+O2→NO2の反応を生じさせて、浄化容器10では主にCの捕集および燃焼を行わせる構成としてもよい。
In the present embodiment, the exhaust gas treatment can be further promoted by the action of the catalyst material supported on the inner surface of the
なお、上記実施形態では凹部41の形状を、バリア層40の略全周に亘る一連の略環状としたが、本発明における凹部は周方向に延びるライン状に限られず、螺旋状や、軸方向に平行に延びるライン状としたり、あるいは散点状や市松模様状としてもよい。また発熱体の位置や形状も、例えば凹部の底面から浮上した位置に設けたり、あるいは凹部の底面より深い位置であるバリア層40の内部に埋設ないし外周側から巻回してもよい。また、上記実施形態では凹部41の溝幅を、全ての凹部41につき互いに等しくしたが、凹部41の溝幅は必要に応じて変更でき、例えばある領域(例えば下流端の領域)における溝幅を他の領域のものより狭くすることにより、その領域における発熱体の配置密度を上げて処理を促進することができる。
In the embodiment described above, the shape of the
また、上記実施形態では外周電極20を円筒形としたが、外周電極の断面形状は角筒形などの他の形状であってもよい。また、外周電極は円錐台その他の錐台形のように軸方向に沿って断面積が変化する形状をとってもよく、特に錐台形の場合にはその後端に向かうに従って断面積が小さくなるようにすることにより、凸部の基部からの高さを大きく変化させることなく凸部の先端位置を内部電極30に徐々に近づくように設定できるという利点がある。
Further, in the above embodiment, the outer
また、上記実施形態では凹部41の底部と外周電極20との間隔を、複数の凹部41について互いに等しくしたが、この間隔は小さいほどPMの保持力が高いと考えられるため、これを必要に応じて変化させて設定してもよい。例えば、浄化容器10の出口側の端部近傍において、凹部41の底部と外周電極20との間隔を他の部分に比べ小さく設定すれば、これによって浄化容器10の後端からのPMの排出を効果的に抑制できる。
Moreover, in the said embodiment, although the space | interval of the bottom part of the recessed
また、上記実施形態では内部電極30を棒状としたが、その表面に針状の突起を設けたり、あるいは内部電極の一部または全部に三角ねじを用いるなどして尖端を形成し、これにより放電を促進してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では多数の発熱体43の太さを一定としたが、バリア層40の前後両端部の発熱体43の線径を中部領域のものより細くしてもよく、この場合には発熱体のうちバリア層40の入口側および出口側の双方の端部にある部分を相対的に高温にでき、燃焼の促進により両端部近傍でのPMの堆積を抑制して異常放電を防止できるという利点がある。また同様の目的から、バリア層40の前後両端部の発熱体43の抵抗値を中部領域のものより高くしてもよい。さらに、上記実施形態では発熱体を電熱式のものとしたが、本発明における発熱体は他の方式のものでもよく、またライン状でなくてもよい。
Moreover, although the thickness of many
また、本実施形態では電圧計52および電流計53を設けることとしたので、電圧および電流の計測により断線の有無を検出することも可能である。
In the present embodiment, since the
1 排ガス浄化装置
10 浄化容器
12 ガイド体
20 外周電極
30 内部電極
40 バリア層
41 凹部
42 凸部
43 発熱体
DESCRIPTION OF
Claims (9)
絶縁体からなり前記外周電極の内側面を覆うように配置されたバリア層を更に備え、
前記バリア層の内側面に凹凸を設けたことを特徴とする排ガス浄化装置。 Exhaust gas supplied between the two electrodes using a plasma generated by applying a high voltage between the two electrodes, including a cylindrical outer electrode and an internal electrode inserted into the outer electrode. In exhaust gas purification equipment that purifies
Further comprising a barrier layer made of an insulator and arranged to cover the inner surface of the outer peripheral electrode,
An exhaust gas purifying apparatus, wherein irregularities are provided on an inner surface of the barrier layer.
The exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a catalyst material that should promote the treatment of exhaust gas is supported on at least a part of the inner surface of the barrier layer.
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- 2003-07-31 JP JP2003284363A patent/JP2005048753A/en active Pending
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