JP3924347B2

JP3924347B2 - 排ガス浄化装置

Info

Publication number: JP3924347B2
Application number: JP08880097A
Authority: JP
Inventors: 勲山本
Original assignee: 株式会社山恵
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2017-03-24
Also published as: JPH10266832A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、排ガス浄化装置に係り、特に排ガス中の有害成分を効果的に低減し得る排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジンから排出される排ガス中の有害成分のうち、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）は、大気汚染物質として規制の対象になっている。この排ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘは、いずれも燃料と空気との混合気の燃焼の結果によって生成されるものである。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンの場合には、ＣＯ、ＨＣの発生は少ないが、ＮＯｘが問題になっており、また、燃料の一部が高温によって分解して炭素の遊離によって黒煙（スモーク）を排出する問題がある。エンジンの燃焼室内で生成されるＮＯｘの大部分は一酸化窒素（ＮＯ）であり、燃焼室から排出されたＮＯが大気中で酸化されてＮＯｘとなる。ＮＯの濃度は、空燃比と燃焼温度との影響によって左右されるものである。
【０００４】
このようなディーゼルエンジンのＮＯｘの発生を低減させる対策としては、一般に、燃焼室形状の変更や、燃料噴射時期を遅角制御することで行なわれている。また、排気系において、車両用触媒を利用した三元触媒方式や酸化還元触媒方式等の各種方式を採用しているものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ディーゼルエンジンにあっては、排ガス規制が強化される傾向にあり、燃焼室形状の変更や燃料噴射時期の遅角制御を行ったり、三元触媒方式や酸化還元触媒方式等の各種方式を採用したとしても、特に、問題となっているＮＯｘの低減を十分に図ることが困難であり、その新しい排ガス規制に対処することが困難になってきている。また、その排ガス規制の対策のためには、構造上、複雑になるという不都合を招いている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、エンジンから排出される排ガス中の有害成分を浄化する車両用触媒を設けた排ガス浄化装置において、前記車両用触媒は、導電性を有する材質で形成され且つ表面に触媒物質がコーテングされた担体と、前記担体の上流側の外周面に嵌装された上流側石英管と、前記担体の下流側の外周面に嵌装された下流側石英管と、前記上流側石英管と前記下流側石英管との間で前記担体の外周面に嵌装された絶縁部材とで構成され、前記車両用触媒には、前記担体の上流側の端面に接続されたプラス側放電電極と、前記担体の下流側の端面に接続されたマイナス側放電電極と、前記プラス側放電電極及び前記マイナス側放電電極に連絡する電源部とが備えられた電気回路を設け、この電気回路は、前記電源部から前記プラス側放電電極及び前記マイナス側放電電極に電力として高周波で高圧の電流を供給して前記担体を通過する排ガス中の有害成分をプラズマ状態にして分解することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明は、エンジンから排出される排ガス中の有害成分は、車両用触媒を通過する際に、電気回路による電力供給によってプラズマ状態、つまり、正イオンと負イオンとの濃度が略等しくなって全体として電気的に中性の集団となり、分解される。また、プラズマ状態にならなかった排ガス中の有害成分は、車両用触媒によって除去される。これにより、排ガス中の有害成分が効果的に低減され、また、既存の車両用触媒に電気回路を設けるだけなので、簡単な構成で、しかも、廉価にして、新しい排ガス規制に対処させることができる。
【０００８】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜６は、この発明の実施例を示すものである。図１〜３において、２は排ガス浄化装置の車両用触媒である。この車両用触媒２は、三元触媒方式のものであり、ハニカム状（蜂の巣状）の担体４の表面に触媒物質である、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｏ）等をコーテングして構成されている。このハニカム状の担体４からなる車両用触媒２は、排気抵抗が比較的小さなものである。また、担体４は、導電性を有する材質で形成されている。
【０００９】
担体４の外周面には、排ガスの上流側に上流側石英管６−１が嵌装されているとともに、排ガスの下流側に下流側石英管６−２が嵌装されている。
【００１０】
車両用触媒２には、電気的に排ガス中の有害成分をプラズマ状態にして分解する電気回路８が設けられる。即ち、担体４の上流側の端面には、プラス側放電電極１０−１が接続されている。また、担体４の下流側の端面には、マイナス側放電電極１０−２が接続されている。
【００１１】
このプラス側、マイナス側放電電極１０−１、１０−２は、例えば、直径が０．２〓のステンレスワイヤからなり、電源部１２に連絡している。
【００１２】
この電源部１２は、プラス側、マイナス側放電電極１０−１、１０−２に電力として高周波で高圧の電流を供給するものである。このプラス側、マイナス側放電電極１０−１、１０−２に高周波を加えると、担体４を通過する排ガス中の有害成分が、ブラズマ状態、つまり、正イオンと負イオンとの濃度が略等しくなって全体として電気的に中性の集団になり、分解されるものである。
【００１３】
担体４の外周面には、上流側石英管６−１と下流側石英管６−２間で、絶縁部材としてのアルミシール材１４が嵌装されている。このアルミシール材１４には、接地電極１６が接続されている。
【００１４】
車両用触媒２は、図示しないが、触媒用カバーによって抱持される。
【００１５】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００１６】
プラス側、マイナス側放電電極１０−１、１０−２に電力が供給されると、担体４を通過する排ガス中の有害成分がプラズマ状態になり、つまり、有害成分中の特に一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、窒素酸化物（ＮＯｘ）において、正イオンと負イオンとの濃度が略等しくなって全体として電気的に中性の集団になり、分解され、そして、下流側に流去される。これにより、ＮＯ、ＮＯ₂、ＮＯｘが低減される。
【００１７】
また、プラズマ状態にならなかった有害成分は、従来と同じように、担体４によって除去される。これにより、ＮＯ、ＮＯ₂、ＮＯｘがさらに低減される。
【００１８】
即ち、図４に示す如く、気体試料として、排ガス流量を２リットル／ｍｉｎとして、室温で、一酸化窒素（ＮＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を約８００ｐｐｍ、酸素（Ｏ₂）を１０％、二酸化炭素（ＣＯ₂）を１０％とした場合、また、図５に示す如く、気体試料として、排ガス流量を２リットル／ｍｉｎとして、室温で、一酸化窒素（ＮＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を約６００ｐｐｍ、酸素（Ｏ₂）を１０％、二酸化炭素（ＣＯ₂）を１０％とした場合、更に、図６に示す如く、気体試料として、排ガス流量を２リットル／ｍｉｎとして、室温で、一酸化窒素（ＮＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を約４００ｐｐｍ、酸素（Ｏ₂）を１０％、二酸化炭素（ＣＯ₂）を１０％とした場合、とから明らかなように、車両用触媒２のみで一酸化窒素（ＮＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）、二酸化窒素（ＮＯ₂）、窒素酸化物（ＮＯｘ）が低減される値（図４〜６の黒塗りの印で示す）に対し、この実施例においては、ＮＯ、ＮＯ₂、ＮＯｘの値（図４〜６の白抜きの印で示す）がかなり多く低減されるものである。
【００１９】
また、従来の車両用触媒２に電気回路８を取付けるだけで、有害成分としてのＮＯ、ＮＯ₂、ＮＯｘの発生を低減することができるので、構成が簡単で、且つ、廉価として、新しい排ガス規制に対処させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、車両用触媒には電気的に排ガス中の有害成分をプラズマ状態にして分解する電気回路を設けたことにより、排ガス中の有害成分を効果的に低減し得る。
【００２１】
また、車両用触媒に電気回路を設けるだけなので、簡単な構成で、しかも、廉価にして、新しい排ガス規制に対処させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】排ガス浄化装置の構成図である。
【図２】図１の車両用触媒の一部断面図である。
【図３】車両用触媒の正面図である。
【図４】ＮＯが約８００ｐｐｍにおける有害成分の低減状態を示す図である。
【図５】ＮＯが約６００ｐｐｍにおける有害成分の低減状態を示す図である。
【図６】ＮＯが約４００ｐｐｍにおける有害成分の低減状態を示す図である。
【符号の説明】
２車両用触媒
４担体
６石英管
８電気回路
１０放電電極
１２電源部
１４アルミシール材
１６接地電極

Claims

エンジンから排出される排ガス中の有害成分を浄化する車両用触媒を設けた排ガス浄化装置において、前記車両用触媒は、導電性を有する材質で形成され且つ表面に触媒物質がコーテングされた担体と、前記担体の上流側の外周面に嵌装された上流側石英管と、前記担体の下流側の外周面に嵌装された下流側石英管と、前記上流側石英管と前記下流側石英管との間で前記担体の外周面に嵌装された絶縁部材とで構成され、前記車両用触媒には、前記担体の上流側の端面に接続されたプラス側放電電極と、前記担体の下流側の端面に接続されたマイナス側放電電極と、前記プラス側放電電極及び前記マイナス側放電電極に連絡する電源部とが備えられた電気回路を設け、この電気回路は、前記電源部から前記プラス側放電電極及び前記マイナス側放電電極に電力として高周波で高圧の電流を供給して前記担体を通過する排ガス中の有害成分をプラズマ状態にして分解することを特徴とする排ガス浄化装置。