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JP4543754B2 - Power supply method for discharge reactor - Google Patents

Power supply method for discharge reactor Download PDF

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JP4543754B2
JP4543754B2 JP2004160831A JP2004160831A JP4543754B2 JP 4543754 B2 JP4543754 B2 JP 4543754B2 JP 2004160831 A JP2004160831 A JP 2004160831A JP 2004160831 A JP2004160831 A JP 2004160831A JP 4543754 B2 JP4543754 B2 JP 4543754B2
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Description

本発明は、放電リアクタ、特に内燃機関等からの排ガスを浄化する放電リアクタのための電源の制御方法に関する。   The present invention relates to a power supply control method for a discharge reactor, particularly a discharge reactor for purifying exhaust gas from an internal combustion engine or the like.

現在では、自動車の排ガス浄化、ゴミ焼却プラントの排ガス浄化、並びに殺菌及び脱臭用オゾン発生等のために、放電を利用した様々な浄化システムが提案されている。特に自動車の排ガス浄化の分野では、放電を排ガス浄化触媒と組み合わせて使用して、NOx、CO(一酸化炭素)、HC(炭化水素成分)及びPM(パティキュレート)を浄化することが知られている。 At present, various purification systems using discharge have been proposed for exhaust gas purification of automobiles, exhaust gas purification of garbage incineration plants, generation of ozone for sterilization and deodorization, and the like. Particularly in the field of automobile exhaust gas purification, it is known to use discharge in combination with an exhaust gas purification catalyst to purify NO x , CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbon components) and PM (particulates). ing.

自動車のような移動媒体で放電リアクタを使用する場合、放電リアクタ自体の性能も重要であるが、どのようにして電源装置を制御するかが、信頼性及びエネルギー効率の観点から重要になってくる。従って従来から、放電リアクタへの給電のための様々な様式及び電源回路が提案されている。   When a discharge reactor is used in a moving medium such as an automobile, the performance of the discharge reactor itself is also important, but how to control the power supply is important from the viewpoint of reliability and energy efficiency. . Therefore, conventionally, various modes and power supply circuits for supplying power to the discharge reactor have been proposed.

例えば特許文献1では車両走行用動力源としてのエンジンによって、制御用低電圧電力と、放電(プラズマ)リアクタ用高電圧電力とをそれぞれ発生させている。このようなパルス電源を自動車の排ガス浄化のための放電リアクタと組み合わせて使用する場合、特許文献1でも示されるように、排ガス浄化触媒及び/又はエンジンの暖機状態に応じて、給電を断続させ及び/又は調節することが知られている。   For example, in Patent Document 1, low voltage power for control and high voltage power for a discharge (plasma) reactor are respectively generated by an engine as a power source for vehicle travel. When such a pulsed power supply is used in combination with a discharge reactor for purifying automobile exhaust gas, as shown in Patent Document 1, power supply is intermittently turned on and off according to the exhaust gas purification catalyst and / or the engine warm-up state. And / or to regulate.

また、自家発電装置のような固定式燃焼装置からの排ガスの浄化のための放電リアクタについては、例えば特許文献2及び3で示されている。特に特許文献2では、排ガス中のNOx濃度、CO・HC濃度及びO2濃度、排ガス流量、排ガス温度等に基づいて、放電リアクタに印加する電圧の有無、大きさ、周波数などを決定することを開示している(段落0016)。 Further, for example, Patent Documents 2 and 3 show discharge reactors for purifying exhaust gas from a stationary combustion device such as a private power generation device. In particular, in Patent Document 2, the presence / absence, magnitude, frequency, etc. of the voltage applied to the discharge reactor are determined based on the NO x concentration, CO / HC concentration and O 2 concentration in the exhaust gas, exhaust gas flow rate, exhaust gas temperature, etc. (Paragraph 0016).

特開平7−253014号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-253014 特開平7−139338号公報JP 7-139338 A 特開平9−299762号公報JP-A-9-299762

従来公知のパルス電源を排ガス浄化のための放電リアクタと組み合わせて使用する場合、例えば特許文献1及び2でも示されるように、排ガス浄化触媒及びエンジンの暖機状態、排ガス中のNOx濃度、CO・HC濃度及びO2濃度、排ガス流量、排ガス温度等に基づいて、放電リアクタに印加する電圧の有無、大きさ、周波数などを決定することが知られている。 When a conventionally known pulse power source is used in combination with a discharge reactor for exhaust gas purification, for example, as shown in Patent Documents 1 and 2, the exhaust gas purification catalyst and the engine are warmed up, the NO x concentration in the exhaust gas, CO It is known to determine the presence / absence, magnitude, frequency, etc. of voltage applied to the discharge reactor based on HC concentration and O 2 concentration, exhaust gas flow rate, exhaust gas temperature, and the like.

上記のように排ガス等の状態に応じて放電リアクタに印加する電圧を調節することは、放電による排ガス浄化を良好に行うために好ましい。しかしながらこれらの方法では、放電リアクタ内の状態を検知しておらず、従って放電リアクタや電源の劣化、排ガス条件の変化に応じた最適な印加電圧制御が行えないことがある。   As described above, adjusting the voltage applied to the discharge reactor according to the state of the exhaust gas or the like is preferable in order to favorably perform exhaust gas purification by discharge. However, in these methods, the state in the discharge reactor is not detected, and therefore, it may not be possible to perform optimum applied voltage control according to the deterioration of the discharge reactor and the power source and the change in exhaust gas conditions.

そこで本発明では、放電リアクタの状態、特に放電リアクタ内での放電状態に応じて、適切に電圧を印加できる放電リアクタ用電源の制御方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method for controlling a power source for a discharge reactor that can appropriately apply a voltage according to the state of the discharge reactor, particularly the discharge state in the discharge reactor.

本発明の放電リアクタ用電源の制御方法は、放電リアクタに印加される電圧及び放電リアクタに流れる電流から、放電リアクタのインピーダンスを算出し、このインピーダンスが所定の範囲になるように、放電リアクタに印加する電圧、例えば電圧の大きさ、パルス幅、パルス周波数を変化させる。   The control method of the power source for the discharge reactor according to the present invention calculates the impedance of the discharge reactor from the voltage applied to the discharge reactor and the current flowing through the discharge reactor, and applies the impedance to the discharge reactor so that the impedance falls within a predetermined range. The voltage to be applied, for example, the voltage magnitude, the pulse width, and the pulse frequency are changed.

放電リアクタのインピーダンスは、リアクタの状態、特にリアクタ内での放電状態を表すことができる。従って、このインピーダンスが所定インピーダンスになるように放電リアクタに印加する電圧を変化させることによって、放電リアクタや電源の劣化、排ガス条件の変化などに応じて、放電リアクタ内での放電を最適化できる。   The impedance of the discharge reactor can represent the state of the reactor, particularly the discharge state within the reactor. Therefore, by changing the voltage applied to the discharge reactor so that this impedance becomes a predetermined impedance, the discharge in the discharge reactor can be optimized according to the deterioration of the discharge reactor and the power source, the change of exhaust gas conditions, and the like.

本発明の方法の1つの態様では、算出されるインピーダンスの大きさが所定の値よりも小さくなった場合、特に算出されるインピーダンスの大きさが所定の頻度よりも高い頻度で所定の値よりも小さくなった場合に、放電リアクタに印加する電圧を小さくする。   In one aspect of the method of the present invention, when the magnitude of the calculated impedance is smaller than a predetermined value, the calculated magnitude of the impedance is higher than the predetermined value at a frequency higher than the predetermined frequency. When the voltage decreases, the voltage applied to the discharge reactor is decreased.

放電リアクタ内での放電がコロナ放電からに火花放電やアーク放電に移行すると、放電リアクタのインピーダンスの値は小さくなる。従って火花放電やアーク放電の発生を示すインピーダンスの値を予め定めておき、放電リアクタのインピーダンスがこの値よりも小さくなったときに放電リアクタに印加する電圧を小さくすると、火花放電やアーク放電の発生によって放電リアクタが劣化することを抑制できる。排ガス温度が低温、例えば100℃以下のときには、排ガス中の水分が凝集して水となり、リアクタに付着するので、この火花放電やアーク放電の発生が促進されることがある。また、インピーダンス低下の許容頻度又は期間を定めておくと、より適切な制御を達成できることがある。   When the discharge in the discharge reactor shifts from corona discharge to spark discharge or arc discharge, the impedance value of the discharge reactor decreases. Therefore, if the impedance value indicating the occurrence of spark discharge or arc discharge is determined in advance, and the voltage applied to the discharge reactor is reduced when the impedance of the discharge reactor becomes smaller than this value, the occurrence of spark discharge or arc discharge will occur. Can suppress the deterioration of the discharge reactor. When the exhaust gas temperature is low, for example, 100 ° C. or lower, the moisture in the exhaust gas aggregates to become water and adheres to the reactor, which may promote the generation of this spark discharge or arc discharge. In addition, if an allowable frequency or period of impedance reduction is set, more appropriate control may be achieved.

但し、インピーダンスの低下は、放電リアクタに印加される電圧が小さく、それによってインピーダンスの位相が遅れることによっても起こりうる。従って、必要に応じて、この態様の制御方法を他の制御方法と組み合わせることが好ましい場合もある。   However, the decrease in impedance can also occur when the voltage applied to the discharge reactor is small and the phase of the impedance is thereby delayed. Therefore, it may be preferable to combine the control method of this aspect with other control methods as needed.

本発明の他の1つの態様では、算出されるインピーダンスの位相が所定の位相よりも遅れている場合に、放電リアクタに印加する電圧を大きくする。本発明の更に他の1つの態様では、算出されるインピーダンスの位相が所定の位相よりも進んでいる場合に、放電リアクタに印加する電圧を小さくする。またこれらの態様を合わせて行って、算出されるインピーダンスの位相が第1の所定の位相よりも遅れている場合に、放電リアクタに印加する電圧を大きくし、また算出されるインピーダンスの位相が第2の所定の位相よりも進んでいる場合に、放電リアクタに印加する電圧を小さくすることもできる。   In another aspect of the present invention, the voltage applied to the discharge reactor is increased when the calculated impedance phase is delayed from a predetermined phase. In still another aspect of the present invention, the voltage applied to the discharge reactor is reduced when the calculated impedance phase is ahead of a predetermined phase. In addition, by combining these aspects, when the calculated impedance phase is delayed from the first predetermined phase, the voltage applied to the discharge reactor is increased, and the calculated impedance phase is The voltage applied to the discharge reactor can be reduced when the phase is ahead of the predetermined phase of 2.

放電リアクタに印加される電圧が大きいとインピーダンスの位相が進み、また放電リアクタに印加される電圧が小さいとインピーダンスの位相が遅れる。従って、放電リアクタ内での望ましい放電状態に対応するインピーダンス位相として所定のインピーダンス位相又は位相範囲を設定しておき、算出されるインピーダンス位相が所定の位相範囲内に入るように放電リアクタに印加する電圧を調整することによって、放電リアクタに適切な電圧を印加し、放電リアクタでの効率の低下及び/又は放電リアクタの劣化を抑制できる。   When the voltage applied to the discharge reactor is large, the impedance phase is advanced, and when the voltage applied to the discharge reactor is small, the impedance phase is delayed. Therefore, a predetermined impedance phase or phase range is set as an impedance phase corresponding to a desired discharge state in the discharge reactor, and the voltage applied to the discharge reactor so that the calculated impedance phase falls within the predetermined phase range. By adjusting the voltage, it is possible to apply an appropriate voltage to the discharge reactor, and to suppress a decrease in efficiency and / or deterioration of the discharge reactor.

以下では本発明を図に示した実施形態に基づいて具体的に説明するが、これらの図は本発明の制御方法のために使用できる装置の概略を示す図であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。   In the following, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings. However, these drawings are diagrams showing an outline of an apparatus that can be used for the control method of the present invention. The form is not limited.

本発明の制御方法に用いることができる装置について、図1を用いて説明する。   An apparatus that can be used in the control method of the present invention will be described with reference to FIG.

図1で示されるように、2点破線で囲まれている本発明の制御方法のために用いることができる装置10は、放電リアクタRに印加される電圧を測定する電圧測定部14、放電リアクタRに流れる電流を測定する電流測定部16、高電圧電源12を制御する制御手段18を有する。ここで、電圧測定部14と制御手段18とは、信号線15で結ばれており、電流測定部16と制御手段18とは、信号線17で結ばれており、且つ制御手段18と高電圧電源12とは、信号線19で結ばれている。制御手段18は、電圧測定部14及び電流測定部16での測定値から放電リアクタRのインピーダンスを算出し、これに基づいて、特にインピーダンスの大きさ及び/又は位相に基づいて、放電リアクタRに適切な電圧が印加されるように高電圧電源12を制御する。   As shown in FIG. 1, a device 10 that can be used for the control method of the present invention surrounded by a two-dot broken line includes a voltage measuring unit 14 that measures a voltage applied to the discharge reactor R, a discharge reactor. A current measuring unit 16 that measures a current flowing through R and a control unit 18 that controls the high-voltage power supply 12 are provided. Here, the voltage measurement unit 14 and the control unit 18 are connected by a signal line 15, the current measurement unit 16 and the control unit 18 are connected by a signal line 17, and the control unit 18 and the control unit 18 are connected to a high voltage. The power supply 12 is connected by a signal line 19. The control means 18 calculates the impedance of the discharge reactor R from the measured values at the voltage measuring unit 14 and the current measuring unit 16, and based on this, particularly based on the magnitude and / or phase of the impedance, The high voltage power supply 12 is controlled so that an appropriate voltage is applied.

この放電リアクタのインピーダンスは、放電リアクタRに印加される電圧及び電流をゲート信号で定められる間にわたって検知し、電圧値を電流値で割って算出することができる。   The impedance of the discharge reactor can be calculated by detecting the voltage and current applied to the discharge reactor R over a period determined by the gate signal and dividing the voltage value by the current value.

放電リアクタのインピーダンスの大きさに基づく制御
図1で示す装置10を使用して、算出されるインピーダンスが所定の値よりも低下したときに放電リアクタに印加する電圧を小さくする場合、図2のフローチャートで示すようにして行うことができる。
Control Based on the Impedance of the Discharge Reactor When the device 10 shown in FIG. 1 is used to reduce the voltage applied to the discharge reactor when the calculated impedance falls below a predetermined value, the flowchart of FIG. Can be performed as shown in FIG.

ここでは、始めに、放電リアクタRに印加する電圧の初期値を決定し(S101)、この電圧を放電リアクタに印加する(S103)。この初期電圧の決定においては、排ガス流量、排気管内の温度、湿度等を参照することができる。また、排ガス温度が一定温度以上のときには、放電がなくても排ガスの浄化が達成できるとして電圧を印加しないこともできる。また反対に、排ガス温度が一定温度以下、例えば100℃以下のときには、排ガス中の水分が凝集して水になり、アーク放電を発生させ、リアクタを劣化させやすいとして、電圧を印加しないこともできる。   Here, first, an initial value of a voltage to be applied to the discharge reactor R is determined (S101), and this voltage is applied to the discharge reactor (S103). In determining the initial voltage, the exhaust gas flow rate, the temperature in the exhaust pipe, the humidity, and the like can be referred to. Further, when the exhaust gas temperature is equal to or higher than a certain temperature, it is also possible to apply no voltage because exhaust gas purification can be achieved without discharge. On the other hand, when the exhaust gas temperature is below a certain temperature, for example, 100 ° C. or less, the moisture in the exhaust gas aggregates into water, causing arc discharge, which can easily deteriorate the reactor, and no voltage can be applied. .

次に、電圧測定部14及び電流測定部16によって、放電リアクタRにかかる電圧及び放電リアクタに流れる電流を測定し、これらの値に基づいて、放電リアクタRのインピーダンスを算出する(S105)。   Next, the voltage measurement unit 14 and the current measurement unit 16 measure the voltage applied to the discharge reactor R and the current flowing through the discharge reactor R, and calculate the impedance of the discharge reactor R based on these values (S105).

このステップS105で得られたインピーダンスの大きさを観察し、この値がコロナ放電ではなく、火花放電やアーク放電の発生を示唆しているか否かを判断する(S107)。このインピーダンスの大きさに基づく放電状態の判断においては、火花放電やアーク放電に対応するインピーダンスの大きさを設定しておき、算出されるインピーダンスがこれよりも小さくなったときに、火花放電やアーク放電が発生していると判断することができる。火花放電やアーク放電に対応するインピーダンスの大きさの設定においては、排ガス中の飽和水蒸気量、排ガス温度、排ガス流量を考慮することもできる。尚、放電リアクタのインピーダンスは、放電がコロナ放電から火花放電やアーク放電に移行すると小さくなるものである。   The magnitude of the impedance obtained in step S105 is observed, and it is determined whether this value suggests the occurrence of spark discharge or arc discharge instead of corona discharge (S107). In determining the discharge state based on the magnitude of this impedance, the magnitude of the impedance corresponding to the spark discharge or arc discharge is set, and when the calculated impedance becomes smaller than this, the spark discharge or arc is set. It can be determined that a discharge has occurred. In setting the magnitude of impedance corresponding to spark discharge or arc discharge, the saturated water vapor amount, exhaust gas temperature, and exhaust gas flow rate in the exhaust gas can be taken into consideration. Note that the impedance of the discharge reactor decreases when the discharge shifts from corona discharge to spark discharge or arc discharge.

ステップS107において、放電リアクタR内において火花放電やアーク放電が発生していると判断された場合、更にこの火花放電やアーク放電が許容範囲内であるか否かを判断する(S109)。この火花放電やアーク放電が許容範囲内である場合には、放電リアクタへの電圧の印加を継続する(S103)。また、この火花放電やアーク放電が許容範囲を超える場合には、放電リアクタに印加される電圧を下げて、火花放電やアーク放電を防ぎ、放電リアクタの劣化を抑制し(S111)、その後、低下させた電圧を放電リアクタに印加する(S103)。   If it is determined in step S107 that spark discharge or arc discharge is occurring in the discharge reactor R, it is further determined whether or not the spark discharge or arc discharge is within an allowable range (S109). When the spark discharge or arc discharge is within the allowable range, the voltage application to the discharge reactor is continued (S103). Further, when the spark discharge or arc discharge exceeds the allowable range, the voltage applied to the discharge reactor is lowered to prevent the spark discharge or arc discharge and suppress the deterioration of the discharge reactor (S111), and then decrease. The applied voltage is applied to the discharge reactor (S103).

放電リアクタのインピーダンス位相に基づく制御
図1で示す装置10を使用して、測定されるインピーダンスの位相が第1の所定の位相よりも遅れているときに、放電リアクタに印加する電圧を大きくし、またこのインピーダンスの位相が第2の所定の位相よりも進んでいるときに、放電リアクタに印加する電圧を小さくする場合、図3のフローチャートで示すようにして行うことができる。
Control Based on Impedance Phase of Discharge Reactor Using the apparatus 10 shown in FIG. 1, when the measured impedance phase is behind the first predetermined phase, the voltage applied to the discharge reactor is increased, In addition, when the impedance phase is ahead of the second predetermined phase, the voltage applied to the discharge reactor can be reduced as shown in the flowchart of FIG.

ここでは始めに、放電リアクタRに印加する電圧の初期値を決定し(S201)、この電圧を印加する(S203)。この初期電圧の決定は図2のフローチャートのステップS101に関して示したようにして行うことができる。   Here, first, an initial value of a voltage to be applied to the discharge reactor R is determined (S201), and this voltage is applied (S203). This determination of the initial voltage can be performed as shown with respect to step S101 in the flowchart of FIG.

次に、電圧測定部14及び電流測定部16によって、放電リアクタRにかかる電圧及び放電リアクタに流れる電流を測定し、これらの値に基づいて、放電リアクタRのインピーダンスを算出する(S205)。   Next, the voltage measurement unit 14 and the current measurement unit 16 measure the voltage applied to the discharge reactor R and the current flowing through the discharge reactor R, and calculate the impedance of the discharge reactor R based on these values (S205).

このステップS205で得られたインピーダンスの位相を観察し、この位相が所定の位相範囲内、すなわち第1の所定の位相と第2の所定の位相の間にあるかどうかを調べる(S207)。このインピーダンス位相は、放電リアクタ内への適切な電圧印加に対応する位相として設定できる。   The phase of the impedance obtained in step S205 is observed, and it is checked whether this phase is within a predetermined phase range, that is, between the first predetermined phase and the second predetermined phase (S207). This impedance phase can be set as a phase corresponding to an appropriate voltage application in the discharge reactor.

算出されるインピーダンス位相が所定の位相範囲内にある場合には、放電リアクタ内において適切な放電が行われていると判断して、放電リアクタへの電圧印加を継続する(S203)。またインピーダンスの位相が第1の所定の位相よりも遅れている場合、放電リアクタに印加される電圧が不足していると判断して、放電リアクタに印加する電圧を大きくし(S209)、増大させた電圧を放電リアクタに印加する(S203)。また更にインピーダンスの位相が第2の所定の位相よりも進んでいる場合、放電リアクタに印加される電圧が過剰であると判断して、放電リアクタに印加する電圧を小さくし(S211)、低下させた電圧を放電リアクタに印加する(S203)。   When the calculated impedance phase is within the predetermined phase range, it is determined that appropriate discharge is being performed in the discharge reactor, and voltage application to the discharge reactor is continued (S203). If the impedance phase is behind the first predetermined phase, it is determined that the voltage applied to the discharge reactor is insufficient, and the voltage applied to the discharge reactor is increased (S209). The applied voltage is applied to the discharge reactor (S203). If the impedance phase is further advanced than the second predetermined phase, it is determined that the voltage applied to the discharge reactor is excessive, and the voltage applied to the discharge reactor is decreased (S211) and decreased. The applied voltage is applied to the discharge reactor (S203).

以下では、図1に示した装置を構成する各部について更に具体的に説明する。   Below, each part which comprises the apparatus shown in FIG. 1 is demonstrated more concretely.

電圧測定部14としては、任意の電圧計を使用できるが、放電リアクタにかかる高電圧、例えば数kV〜50kVの電圧を測定できるものでなければならない。また、電流測定部16としては、任意の電流計を使用できるが、電流値の瞬間的な変化に対応できるものであることが好ましい。   An arbitrary voltmeter can be used as the voltage measuring unit 14, but it must be capable of measuring a high voltage applied to the discharge reactor, for example, a voltage of several kV to 50 kV. In addition, an arbitrary ammeter can be used as the current measuring unit 16, but it is preferable that the current measuring unit 16 can cope with an instantaneous change in the current value.

制御手段18は、高電圧電源12の制御をするためのだけの電子機器であっても、自動車の場合のECU(電子制御ユニット)のように、他の機能も有するものであってもよい。   The control means 18 may be an electronic device only for controlling the high-voltage power supply 12, or may have other functions like an ECU (electronic control unit) in the case of an automobile.

高電圧電源12は、パルス状又は定常の直流又は交流電圧を発生させるものでよい。この印加電圧及びパルス周期としては、放電を発生させるのに一般的な値を使用でき、例えばパルス電圧1kV〜50kV及びパルス周期数10Hz〜2,000Hzを使用できる。直流電圧、交流電圧、周期的な波形の電圧等を両電極間に印加することができるが、特に直流パルス電圧が、コロナ放電を良好に起こさせることができるために好ましい。直流パルス電圧を用いる場合に、印加電圧、パルス幅、パルス周期は、両電極間にコロナ放電を起こすことができる範囲で任意に選択できる。印加電圧の電圧等については、装置の設計や経済性等からの一定の制約を受ける可能性があるが、高電圧且つ短パルス周期の電圧であることがコロナ放電を良好に発生させる点から望ましい。   The high voltage power supply 12 may generate a pulsed or steady DC or AC voltage. As the applied voltage and the pulse period, general values can be used for generating discharge. For example, a pulse voltage of 1 kV to 50 kV and a pulse period of 10 Hz to 2,000 Hz can be used. A DC voltage, an AC voltage, a periodic waveform voltage, or the like can be applied between both electrodes, and a DC pulse voltage is particularly preferable because corona discharge can be caused satisfactorily. When a DC pulse voltage is used, the applied voltage, pulse width, and pulse period can be arbitrarily selected as long as corona discharge can occur between both electrodes. The voltage of the applied voltage may be subject to certain restrictions due to device design, economy, etc., but a high voltage and a short pulse period voltage are desirable from the viewpoint of generating corona discharge satisfactorily. .

放電リアクタRは、任意の放電リアクタでよく、例えばゴミ処理プラントからの排ガス、自動車用エンジンのような内燃機関からの排ガスを処理するための放電リアクタを挙げることができる。これは添付の図4で示すようなものであってもよい。ここで図4の(a)及び(b)はそれぞれ放電リアクタの斜視図及び断面図である。   The discharge reactor R may be any discharge reactor, and examples thereof include a discharge reactor for treating exhaust gas from a waste treatment plant and exhaust gas from an internal combustion engine such as an automobile engine. This may be as shown in the attached FIG. Here, FIGS. 4A and 4B are a perspective view and a sectional view of the discharge reactor, respectively.

この図4で示される放電リアクタ60では、高電圧電源12に接続されたメッシュ状電極62と64との間に、放電空間66が存在し、放電リアクタで処理される流体がこの放電空間66を流通するようにされている。   In the discharge reactor 60 shown in FIG. 4, a discharge space 66 exists between the mesh electrodes 62 and 64 connected to the high voltage power supply 12, and fluid to be processed in the discharge reactor passes through the discharge space 66. It is supposed to be distributed.

ここでメッシュ状電極62及び64は、これら電極間に電圧を印加できる任意の材料で製造できる。その材料としては、導電性の材料や半導体等の材料を使用することができるが、金属材料が好ましい。この金属材料として、具体的には銅、タングステン、ステンレス、鉄、白金、アルミニウム等が使用でき、特にステンレスがコスト及び耐久性の点から好ましい。   Here, the mesh electrodes 62 and 64 can be made of any material capable of applying a voltage between these electrodes. As the material, a conductive material or a material such as a semiconductor can be used, but a metal material is preferable. Specifically, copper, tungsten, stainless steel, iron, platinum, aluminum or the like can be used as the metal material, and stainless steel is particularly preferable from the viewpoint of cost and durability.

またメッシュ状電極62及び64の間の放電空間66には、セラミックハニカム担体のような絶縁性担体を配置し、この担体上に排ガス浄化触媒、例えばいわゆる三元触媒、NOx吸蔵還元触媒、又は酸化触媒を担持させることができる。また、放電リアクタ内に排ガス浄化触媒を配置するのに代えて又はこれに加えて、放電リアクタの中、排ガス流れ上流側及び/又は排ガス流れ下流側に排ガス浄化触媒を配置することもできる。 An insulating carrier such as a ceramic honeycomb carrier is disposed in the discharge space 66 between the mesh electrodes 62 and 64, and an exhaust gas purification catalyst such as a so-called three-way catalyst, a NO x storage reduction catalyst, An oxidation catalyst can be supported. Further, instead of or in addition to arranging the exhaust gas purification catalyst in the discharge reactor, the exhaust gas purification catalyst can be arranged in the discharge reactor on the upstream side of the exhaust gas flow and / or on the downstream side of the exhaust gas flow.

放電リアクタRは、図5で示すようなものであってもよい。ここで図5(a)及び(b)はそれぞれ放電リアクタの斜視図及び断面図である。この図5で示される放電リアクタ70は、図4の放電リアクタにおいて放電空間66の両端のメッシュ状電極62、64間に電圧を印加する代わりに、放電空間76の周囲の筒状外周電極72と、この筒状外周電極72の中心に配置された中心電極74との間に電圧を印加することを除いて、図4の放電リアクタと同様である。   The discharge reactor R may be as shown in FIG. Here, FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a sectional view of the discharge reactor, respectively. The discharge reactor 70 shown in FIG. 5 includes a cylindrical outer peripheral electrode 72 around the discharge space 76, instead of applying a voltage between the mesh electrodes 62 and 64 at both ends of the discharge space 66 in the discharge reactor of FIG. 4 is the same as the discharge reactor of FIG. 4 except that a voltage is applied between the cylindrical outer peripheral electrode 72 and the central electrode 74 disposed at the center.

図1は、本発明の制御方法を実施するための装置の1つの態様を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an apparatus for carrying out the control method of the present invention. 図2は、本発明の制御方法の1つのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of one of the control methods of the present invention. 図3は、本発明の制御方法の他の1つのフローチャートである。FIG. 3 is another flowchart of the control method of the present invention. 図4は、本発明の制限方法で給電を制御できる放電リアクタの1つの態様を示す斜視図及び断面図である。FIG. 4 is a perspective view and a cross-sectional view showing one embodiment of a discharge reactor that can control power feeding by the limiting method of the present invention. 図5は、本発明の放電リアクタ用電源回路で給電を制御できる放電リアクタの他の態様を示す斜視図及び断面図である。FIG. 5 is a perspective view and a cross-sectional view showing another embodiment of a discharge reactor in which power feeding can be controlled by the discharge reactor power supply circuit of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

R…放電リアクタ
10…本発明の方法で使用される装置
12…高電圧電源
14…電圧測定部
16…電流測定部
18…制御手段
60,70…放電リアクタ
62,64…メッシュ状電極
66,76…放電空間
72…筒状外周電極
74…中心電極
R ... discharge reactor 10 ... device 12 used in the method of the present invention ... high voltage power supply 14 ... voltage measuring unit 16 ... current measuring unit 18 ... control means 60, 70 ... discharge reactors 62, 64 ... mesh electrodes 66, 76 ... Discharge space 72 ... Cylindrical outer peripheral electrode 74 ... Center electrode

Claims (6)

排ガスを浄化するための放電リアクタに印加される電圧及び前記放電リアクタに流れる電流から、前記放電リアクタのインピーダンスを算出し、このインピーダンスが所定の範囲になるように、前記放電リアクタに印加する電圧を変化させ、且つ前記放電リアクタに印加する電圧が、パルス状の直流電圧、又は交流電圧である、放電リアクタ用電源の制御方法。 From the voltage applied to the discharge reactor for purifying exhaust gas and the current flowing through the discharge reactor, the impedance of the discharge reactor is calculated, and the voltage applied to the discharge reactor is set so that the impedance falls within a predetermined range. A method for controlling a power source for a discharge reactor , wherein the voltage to be changed and applied to the discharge reactor is a pulsed DC voltage or an AC voltage . 前記インピーダンスの大きさ及び位相に基づいて、前記放電リアクタのインピーダンスが所定の範囲になるように、前記放電リアクタに印加する電圧を変化させる、請求項1に記載の放電リアクタ用電源の制御方法。The control method of the power supply for discharge reactors of Claim 1 which changes the voltage applied to the said discharge reactor so that the impedance of the said discharge reactor may become a predetermined range based on the magnitude | size and phase of the said impedance. 算出される前記インピーダンスの大きさが所定の値よりも小さくなった場合に、前記放電リアクタに印加する電圧を小さくする、請求項1又は2に記載の制御方法。 The control method according to claim 1 or 2 , wherein the voltage applied to the discharge reactor is reduced when the calculated magnitude of the impedance becomes smaller than a predetermined value. 算出される前記インピーダンスの位相が所定の位相よりも遅れている場合に、前記放電リアクタに印加する電圧を大きくする、請求項1〜3のいずれかに記載の制御方法。 The control method according to claim 1 , wherein the voltage applied to the discharge reactor is increased when the calculated phase of the impedance is delayed from a predetermined phase. 算出される前記インピーダンスの位相が所定の位相よりも進んでいる場合に、前記放電リアクタに印加する電圧を小さくする、請求項1〜4のいずれかに記載の制御方法。 The control method according to claim 1 , wherein the voltage applied to the discharge reactor is reduced when the calculated phase of the impedance is ahead of a predetermined phase. 浄化される排ガスの温度が一定温度以下のときには、電圧を印加しない、請求項1〜5のいずれかに記載の制御方法。The control method according to claim 1, wherein no voltage is applied when the temperature of the exhaust gas to be purified is equal to or lower than a certain temperature.
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