CN105649714B - 废气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废气净化装置。本发明的废气净化装置(10)具备流动产生装置(16)和处理装置(18)。流动产生装置(16)具备被配置在筒状的外壳(12)的内侧的放电用电极(20)，所述外壳(12)形成包含颗粒状物质的废气的流道，并且该放电用电极(20)被构成为，通过电压施加而使从该放电用电极侧朝向所述外壳侧的流动产生。处理装置(18)在该流动产生装置(16)的放电用电极(20)与外壳(12)之间具备放电部件(30)。放电部件(30)具备至少一部分被电介质(30e)覆盖的第一电极(30d)。处理装置(18)能够通过对于第一电极(30d)的电压施加从而在外壳(12)内的电介质(30e)的外侧处使臭氧等的促氧化成分产生。

Description

废气净化装置

技术领域

本发明涉及一种在包含颗粒状物质的气体所流动的通道中对该颗粒状物质进行处理的废气净化装置。

背景技术

在日本特开2009-112916号公报中，公开了用于对工业废气、汽车、机械(包括内燃机)等的废气中所述包含的颗粒状物质(颗粒物(PM))进行处理的废气净化装置的一个示例。日本特开2009-112916号公报的废气净化装置具有呈筒状的外壳、由沿着外壳的内侧而被配置的集尘极和集尘过滤层构成的集尘过滤装置、被设置在该集尘过滤装置的内侧并被配置在包含颗粒状物质的废气的流道的中央部的放电极。放电极具有沿着外壳的中心轴线延伸的主部、从该主部分别向与外壳的中心轴线正交的方向突出的多个突出部。此外，集尘极具有导电性，并被构成为通过外壳而接地。根据日本特开2009-112916号公报的记载，通过向放电极施加高电压从而在放电极的突出部的周围产生电晕放电，并通过该电晕放电而使废气中的颗粒状物质带电。带电后的颗粒状物质能够通过库伦力而朝向作为对置的电极的集尘极流动。其结果为，在与废气的流动方向正交的方向上产生离子风，并通过集尘过滤装置对颗粒状物质进行捕集。另外，在日本特开2009-112916号公报的一个实施方式中，将集尘过滤装置设置为蜿蜒形状，由此，使集尘极的表面积增加而提高了颗粒状物质的捕集率。

此外，日本特开2009-127442号公报也公开了一种用于对废气中的颗粒状物质进行捕集并处理的废气净化装置。虽然日本特开2009-127442号公报的废气净化装置中集尘过滤装置不是蜿蜒形状，但是具备与日本特开2009-112916号公报的废气净化装置相同的结构，并且还具备表面涂敷有氧化催化剂的加热器。在日本特开2009-127442号公报的废气净化装置中，通过对加热器进行加热，从而对通过集尘过滤装置所捕集的PM进行燃烧去除。

在日本特开2009-112916号公报的废气净化装置中，当废气中的颗粒状物质的捕集量达到某种程度以上时，需要将所捕集的颗粒状物质移除至外壳之外。此外，在日本特开2009-127442号公报的废气净化装置中，需要对用于颗粒状物质的燃烧的加热器进行加热。

本发明的目的在于提供一种能够通过新的结构对颗粒状物质进行处理的废气净化装置。

发明内容

根据本发明的一个方式提供了一种如下的废气净化装置，所述废气净化装置具备：流动产生装置，其具备被配置在筒状的外壳的内侧的放电用电极，所述外壳形成包含颗粒状物质的废气的流道，并且，该放电用电极被构成为，通过电压施加而使从该放电用电极侧朝向所述外壳侧的流动产生；处理装置，其具备被配置在该流动产生装置的所述放电用电极与所述外壳之间的放电部件，并且，该放电部件具备至少一部分被电介质覆盖的第一电极，该处理装置被构成为，通过对于所述第一电极的电压施加从而在所述外壳内的所述电介质的外侧处使促氧化成分产生。

根据本发明的上述的一个方式，能够通过流动产生装置的作用而向外壳侧对颗粒状物质进行定向并进行收集，从而能够在处理装置中，通过对于放电部件的第一电极的电压施加而在外壳内的电介质的外侧处产生促氧化成分。因此，根据本发明的上述的一个方式的废气净化装置，通过处理装置而发挥了能够通过臭氧、活性氧等的促氧化成分的作用而对颗粒状物质进行氧化处理这样的优良效果。

优选为，所述外壳的至少一部分具有导电性。在该情况下，所述流动产生装置只需被构成为，通过电压施加而使所述放电用电极与所述外壳之间产生电位差即可。此外，在外壳的至少一部分具有导电性的情况下，所述处理装置只需被构成为，通过电压施加而使所述第一电极与所述外壳之间产生电位差即可。另外，在该情况下，外壳被接地即可。

所述处理装置包括多个处理部，且各处理部包括至少一个所述放电部件即可。在该情况下，向该多个处理部中的第一处理部内的所述放电部件的电压施加，只需在未对该多个处理部中的第二处理部内的所述放电部件实施电压施加时被执行即可。

优选为，所述放电部件在所述电介质的外侧包括具有水分保持功能的部件。在此基础上或者替代此方式，也可以采用如下方式，即，所述放电部件在所述电介质的外侧具备具有PM捕捉功能的部件。所述放电部件包括被设置在所述电介质的外表面上的纤维状体即可。该纤维状体具有水分保持功能以及PM捕捉功能的至少一种功能即可。优选为，所述纤维状体具有方向性，以使通过所述处理装置中的电压施加而在所述电介质的外侧处产生的离子风指向预定的方向。

优选为，所述处理装置的所述放电部件包括被设置在所述电介质的外表面上的纤维状体，所述纤维状体具有方向性，以使通过所述处理装置中的电压施加而在所述电介质的外侧处产生的离子风指向预定的方向，此时，所述第一处理部的所述纤维状体被构成为，通过该第一处理部中的电压施加从而使离子风至少定向于与该第一处理部相邻的所述第二处理部侧，该第二处理部的所述纤维状体被构成为，通过该第二处理部中的电压施加从而使离子风至少定向于所述第一处理部侧即可。

对所述处理装置中的所述电压施加进行控制的控制部只需在所期望的时间点执行该电压施加即可。所述处理装置的所述控制部可以包括：估计部，其对通过所述流动产生装置的作用而聚集在所述外壳的内侧的颗粒状物质的量进行估计；执行部，其在由该估计部所估计出的颗粒状物质的量超过阈值时，实施所述电压施加。所述废气净化装置被应用于内燃机中，并且所述控制部只需在废气的流速慢于预定速度并且废气中的颗粒状物质的浓度低于预定浓度时，执行所述电压施加即可。

附图说明

图1为本发明的第一实施方式所涉及的废气净化装置的概要结构图。

图2为图1的废气净化装置中的处理装置的示意图。

图3为沿着图2的Ⅲ-Ⅲ线的处理装置的一部分的剖视示意图。

图4A为图3的一个放电部件以及其周围的剖视示意图。

图4B为示意性地表示在图4A的放电部件的周围保持有水分之时的图。

图5A为表示第一实施方式的处理装置的处理部的改变例的概念图，且表示第一改变例。

图5B为表示第一实施方式的处理装置的处理部的改变例的概念图，且表示第二改变例。

图6为本发明的第二实施方式所涉及的废气净化装置的概要结构图，且为被应用于内燃机中的图。

图7为概念性地表示PM堆积量的变化的曲线图。

图8为第二实施方式中的处理装置的电压施加控制用流程图。

图9为第二实施方式中的切换装置的切换控制用流程图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对本发明的第一实施方式中的废气净化装置10进行说明。图1为本发明的第一实施方式所涉及的废气净化装置10的示意性的剖视图。废气净化装置10被应用于工业设施的废气处理中。图1中左侧为废气的流动方向的上游侧，图1中右侧为废气流动方向的下游侧。废气的流动在图1中由箭头标记F1、F2来表示。

在图1中，废气净化装置10被应用于通过成为废气所流动的流道的筒状的外壳12而被划分形成的废气通道14中。能够使废气在废气通道14中流动。在废气中可包含颗粒状物质(以下，称为PM)。在废气通道14中可具备流动产生装置16和处理装置18。

由于流动产生装置16以从废气中对PM进行捕集的方式而被设置，因此也可被称为捕集装置。流动产生装置16具备放电用电极20。在此，放电用电极20具有以沿着废气通道14的长度方向延伸的方式而被配置的主部20a、各自以从该主部20a起沿着径向(与废气通道的长度方向正交的方向)延伸的方式突出的多个放电突出部20b。如图1所示，多个放电突出部20b以如下方式而被设置，即，在废气的流动方向上且从上游侧至下游侧沿着主部20a的轴线方向隔着大致固定的间隔。此外，沿着主部20a的轴线方向且在同一位置处设置有多个(在此为三个)突出部20b，并且以大致等间隔(在此为大致120°间隔)的方式而设置。另外，沿着主部20a的轴线方向的同一位置处的突出部20b的数量既可以是一个，也可以是两个，还可以是多于三个(例如四个)。例如，在沿着主部20a的轴线方向的同一位置处的突出部20b的数量为四个的情况下，突出部20b在主部20a的周围以大致90°间隔而在大致径向上延伸。

在此，流动产生装置16包括作为废气管的外壳12以作为与放电用电极20成对的电极22。外壳12具有导电性，并承担电极22的功能。在此，外壳12的整体具有导电性，并能够作为电极22而发挥功能。然而，也可以设为仅外壳12的一部分具有导电性。外壳12只需至少一部分具有导电性即可，导电性部分位于，放电用电极20的突出部20b的顶端被定向的位置处即可。另外，在仅将外壳12中的一部分设为具有导电性以作为电极22的情况下，相当于电极22的部分只需至少位于外壳12的垂直方向下方的部分即可。

为了向放电用电极20与外壳12之间施加电压，流动产生装置16还具有第一电压产生装置24。在此，第一电压产生装置24以产生直流电压的方式而构成。另外，电压的大小通过实验而确定。例如，由第一电压产生装置24所产生的电压以使废气中的PM带负电的方式而被设定，并且其大小在7.5kV以上即可，(即，优选为-7.5V以下)。但是，本发明并不限定于该范围。

第一电压产生装置24经由导线24a而与放电用电极20连接，另一侧(虽然未图示)则被接地。绝缘子24b被设置在导线24a周围。另外，在图1中，绝缘子24b通过硅塞24c而被固定在外壳12上。然而，绝缘子24b可以通过硅塞以外的各种绝缘性部件而被固定。此外，绝缘子24b为陶瓷或玻璃制，即，可以由各种绝缘材料构成。

第一电压产生装置24被接地，而外壳12也被接地。因此，能够利用由第一电压产生装置24进行的高电压施加而使放电用电极20与外壳12之间可靠地产生电位差。另外，也可以在放电用电极20与外壳12之间(以与外壳12的内表面相接或与外壳12分离的方式)设置电极22。在该情况下，可以使第一电压产生装置24的一个连接部与电极22连接，或者，也可以如上所述那样使第一电压产生装置24的一个连接部被接地。

处理装置18被构成为，对到达处理装置18的PM进行处理。在此，处理装置18针对于外壳12中的垂直方向下方的部分而设置。处理装置18被设置为，在沿着废气通道14的长度方向的方向上至少对配置有前述的多个突出部20b的区域进行覆盖。另外，由于到达处理装置18的PM受到废气的流动的影响可具有向下游侧流动的趋势，因此处理装置18只需延长至与最下游侧的突出部20b′相比更靠下游侧的位置处即可。

处理装置18具有放电部件30。此外，处理装置18具有两个处理部、即处理部32A、处理部32B。两个处理部中的第一处理部32A以与另一个处理部即第二处理部32B相邻的方式而配置。图2表示处理装置18的概要图。图2为模式化地表示从垂直方向上侧观察图1中的处理装置18的处理部32时的图。第一处理部32A作为弯曲的一条带状部而被示于图2中，并且第二处理部32B也为同样情况。虽然第一处理部32A与第二处理部32B以相互组合或嵌入的方式而被成型，但互不重叠。

在第一处理部32A及第二处理部32B上各自设置有放电部件30。在此，各处理部32A、32B实质上由被配置在废气通道14中的放电部件30和外壳12的部分组成。在本实施方式中，第一处理部32A的放电部件30具有与第二处理部32B的放电部件30相同的结构。然而，两者也可以不同。

放电部件30细长且具有大致圆形的截面，并且在本实施方式中放电部件30以弯曲的方式而配置或构成。放电部件30具备作为第一电极的中心电极30d以及对中心电极30d进行覆盖的电介质30e。中心电极30d为沿着放电部件30的中心轴线而延伸的导线部件，并且与不同于上述第一电压产生装置24而另行具备的第二电压产生装置34连接。电介质30e在此为陶瓷，并在未被施加后文叙述的电压时作为绝缘体而工作。在此，如上所述，放电部件30具有大致圆形的截面，中心电极30d在电介质30e的大致中心处延伸。另外，在本第一实施方式中，放电部件30除了图2中的弯曲部以外，其中心电极30d的轴线方向以与废气通道14的长度方向大致平行的方式而配置。

在此，图3为表示处理装置18的剖视示意图。图3为沿着图2的Ⅲ-Ⅲ线的第一处理部32A以及第二处理部32B的剖视示意图，并包括图2中的上侧的第二处理部32B的放电部件30b的一个截面和第一处理部32A的放电部件30A的两个截面。

放电部件30(30a、30b)除了具备上述中心电极30d以及上述电介质30e之外，还具备电介质30e的外侧的纤维状体30f。纤维状体30f以具有多条纤维的方式而构成，并且各纤维由陶瓷晶须组成，虽然在此采用SiC晶须，但也可以由其他的材料构成。纤维状体30f具有水分保持功能，从而能够作为水分保持功能部而发挥功能。此外，纤维状体30f具有对到达此处的PM进行捕捉的PM捕捉功能，从而能够作为PM捕捉功能部而发挥功能。另外，虽然纤维状体30f能够将各种纤维用作材料而形成，但会通过能够耐受可能在外壳12内流动的废气的温度、气体成分的材料而制成。这对于放电部件30的其他结构要素以及上述放电用电极20也为同样情况。

能够利用所谓的静电植毛装置而将纤维状体30f定向安装在具有中心电极30d的电介质30e的表面(外表面)上。虽未图示，但是在电极板上放置欲附着在电极板上的纤维，并且向对象物(即电介质30e)与电极板之间施加高电压。由此，通过静电吸引力而使纤维飞起，从而使纤维附着在涂敷有粘着剂的对象物上。由此，能够使纤维具有某种程度的方向性且附着在电介质30e的表面，从而形成纤维状体30f。另外，在图3中，示意性地图示了以具有某种程度的方向性的方式而设置纤维状体30f时的情况。另外，也可以利用其他方法来设置纤维状体，例如，也可以采用利用手或机械的方式一次性地将一条或多条纤维埋设在预定位置处的方法。

具有上述结构的放电部件30的电介质30e以与外壳12的内表面相接的方式而配置。外壳12如上所述具有导电性，并作为处理装置18的(与第一电极成对的)第二电极而发挥功能。如此，作为处理装置18的第二电极的外壳12隔着电介质30e而相对于作为第一电极的中心电极30d配置。虽然在本实施方式中，流动产生装置16的电极22也是处理装置18的第二电极，但是两个电极也可以相互独立。

处理装置18具有第二电压产生装置34。如图1及图2所示，第二电压产生装置34经由导线34a而与中心电极30d连接。绝缘子34b被设置在导线34a周围。另外，在图1中，绝缘子34b通过硅塞34c而被固定在外壳12上。然而，也可以通过硅塞以外的各种绝缘性部件而对绝缘子34b进行固定。此外，绝缘子34b为陶瓷或玻璃制，其能够由各种绝缘材料构成。

在此，第二电压产生装置34以产生交流电压的方式而构成。另外，电压的大小通过实验来确定。例如，虽然由第二电压产生装置34所产生的电压在为交流电压的情况下可以为大约12kV、且频率为1kHz，但本发明并不限定于此范围。此外，电压产生装置34被构成为，能够选择性地与第一处理部32A的放电部件30A以及第二处理部32B的放电部件30B连接。尤其如图2示意性所图示的那样，通过利用切换装置36而对其连接进行切换，从而使第一处理部32A的放电部件30A以及第二处理部32B的放电部件30B选择性地与第二电压产生装置34连接。在第一处理部32A的放电部件30A与第二电压产生装置34被连接在一起时，能够向放电部件30A施加电压。同样，在第二处理部32B的放电部件30B与第二电压产生装置34被连接在一起时，能够向放电部件30B施加电压。另外，第二电压产生装置34也可以以产生脉冲直流电压的方式而构成。

第二电压产生装置34以这种方式而与放电部件30的中心电极30d连接，而另一侧被接地(未图示)。此外，如以上所述，外壳12也被接地。因此，能够利用由第二电压产生装置34进行的电压施加而使放电部件30的中心电极30d与外壳12之间产生电位差。另外，也可以在放电部件30的电介质30e与外壳12之间(以与外壳12的内表面相接或与外壳12分离的方式)设置第二电极。在该情况下，可以使第二电压产生装置34的一个连接部与第二电极连接，或者，也可以如上述那样而使第二电压产生装置34的另一个连接部被接地。

以下，对具有上述结构的废气净化装置10的作用进行说明。

在外壳12内的废气通道14内流动有包含PM的废气时，在流动产生装置16中，向放电用电极20施加来自第一电压产生装置24的高电压。由此，使离子从放电用电极20、优选为从突出部20b朝向外壳12飞出，从而使PM带负电。而且，会产生由该离子而形成的离子风(未图示)，从而产生从放电用电极20侧向外壳12侧的流动。通过这种方式，废气中所包含的PM的大部分在废气通道14中被导向径向外周侧、即外壳侧，优选为PM的大部分从废气中集中到外壳12的内表面上。另外，该原理正如日本特开2009-112916号公报以及日本特开2009-127442号公报所公开的那样。

以这种方式所收集的PM优选为到达处理装置18的处理部32A、32B。PM的一部分受到重力的影响从而能够被引导至垂直方向下侧的处理部。此外，PM的一部分通过上述纤维状体30f而被捕捉或被保持。

另一方面，在废气中可能会包含(通过燃料的燃烧等而产生的)水分。该水分通过毛细管现象而被保持在纤维状体30f中，并在电介质30e的表面上扩散。在此，参照表示图3的两个放电部件30A、30B的三个截面中的一个(尤其是关于第一处理部32A的放电部件30A的一个截面)的图4A、4B。图4A图示了关于第一处理部32A的放电部件30A的一个截面，图4B模式化地图示了放电部件30A的周围存在水分之时。在图4B中，概念性地图示了水分存在区域W。

如上所述，能够将第一处理部32A的放电部件30A以及第二处理部32B的放电部件30B选择性地与第二电压产生装置34连接。在此，考虑到了第一处理部32A的放电部件30A与第二电压产生装置34连接的情况。在该情况下，向第一处理部32A的放电部件30A施加交流高电压，从而在放电部件30A与外壳12之间，尤其在电介质30e与外壳12的接触部附近会产生放电现象。在此，由于如上所述在电介质30e的周围存在水分，因此不仅在电介质30e与外壳12的接触部附近，而且沿着水分存在区域W而在更宽的范围内都可能会产生放电现象。即，通过水分可能会导致放电区域的扩大。通过该放电作用，能够在外壳12内且在电介质30e周围的更广的范围内产生臭氧或活性氧等。这些臭氧或活性氧是促进氧化的促氧化成分，由此而促进PM的氧化(包括燃烧)。因此，能够对PM进行氧化处理(燃烧处理)。

并且，通过这样的放电，会产生离子流，如图4B中通过箭头标记模式化地所图示的那样，在远离放电部件30A的方向上产生离子流。由于在本实施方式中，在放电部件上设置有纤维状体30f，因此容易在沿着该纤维状体的方向上产生离子流的流动。即，如图4B所示，沿着外壳12的内表面容易产生离子流而使一部分的PM未被充分氧化，从而随着这样的离子流而再次悬浮。如图2所示，在处理装置18中以与第一处理部32A相邻的方式而配置有第二处理部32B。而且，一个处理部中的放电部件的纤维状体30f的至少一部分的纤维被定向于相邻的处理部侧。由此，随着通过第一处理部32A中的电压施加所产生的离子流而飞散的PM到达第二处理部32B的可能性较高。

因此，在第一处理部中的电压施加被实施预定时间之后，通过切换装置36来实施连接切换以将第一处理部的连接切断并使第二处理部的放电部件与第二电压产生装置34连接。由此，如上所述，能够通过第二处理部来促进PM的氧化处理。此时的第二处理部中的处理可以将直接从废气到达第二处理部的PM、以及虽然暂时到达第一处理部但却通过第一处理部中的处理而飞散且最终到达第二处理部的PM包含在处理对象中。

由于在本实施方式中，以交替地对第二电压产生装置34与第一处理部32A的连接和第二电压产生装置34与第二处理部32B的连接进行切换并实施电压施加的方式而设计了切换装置的控制部的控制机构，因此能够通过第一处理部及第二处理部而阶段性地对所捕集的PM进行处理。除此之外，由于处理装置18的处理部32A、32B被安装在垂直方向下方侧的位置处，因此仅通过由上述流动产生装置16(换言之，PM捕集装置)实现的捕集作用而未到达处理装置18的PM，例如能够在废气的不流动的环境下因重力的作用而到达处理部32A、32B。由此，能够通过之后的处理装置18的上述工作来对PM进行氧化处理。

此外，通过以如此方式设置多个处理部并对进行工作的处理部进行切换，从而能够将未处于工作状态的处理部中的外壳的一部分作为捕集侧电极，而在流动产生装置16中持续进行PM的捕集。因此，能够同时实施流动产生装置16中的PM的捕集与处理装置18中的PM的处理。

另外，本第一实施方式中的切换装置36被构成为，自动地间隔预定时间而对与第一处理部的连接和与第二处理部的连接进行切换。然而，切换装置36的控制部也可以被构成为，能够在所期望的时间点实施两者的切换。

并且，在本第一实施方式中，上述第一电压产生装置24的工作在废气进行流动时不间断地被实施。然而，也可以以仅在所期望的时间点使第一电压产生装置24的工作产生的方式而设置控制部。这一点对于上述第二电压产生装置34而言也为相同情况。

以上，虽然对本发明的第一实施方式进行了说明，但也可以进行多种变更。例如，虽然在第一实施方式中，如图3所示，纤维状体30f被设置为，在电介质30e的周围的一部分处，其纤维仅在与外壳12的内表面大致平行的方向上延伸，但也可以设置为，遍及以大致覆盖的方式而包围中心电极30d的电介质30e的几乎整个圆周。然而，优选为，电介质30e的一部分与作为电极的外壳12直接相接。纤维状体30f优选为，如图3所示，以从电介质起大致直立的方式而设置。但是，例如纤维状体30f也能够以无纺布那样不具有预定的方向性的方式来发挥水分保持功能。此外，纤维状体也可以由网状部件代替。网状部件也可以以发挥水分保持功能的方式而构成，在此基础上或者代替此方式，也可以以使离子流的流动指向预定方向的方式而构成。

并且，虽然在本发明的第一实施方式中，处理装置18具有两个处理部，但也可以仅具有一个或具有三个以上的处理部。在处理装置具有多个处理部的情况下，处理部间的电压施加期间存在偏移即可。换言之，如上所述，向多个处理部中的第一处理部中的放电部件实施的电压施加，能够在未向该多个处理部中的第二处理部中的放电部件实施电压施加时被执行。由此，能够适当地利用其他的处理部对因任意一个处理部中所产生的离子流而飞起的PM进行捕捉并进行处理。

并且，虽然在上述处理装置中，第一处理部30a和第二处理部30b以相互组合的方式而被成型，但也可以利用其他的方式进行排列。例如，如图5A所示，第一处理部32A具备多个放电部件并由多个部分构成，第二处理部32B具备多个放电部件并由多个部分构成，两者可以在外壳12的内表面上以在周向上交替的方式而配置。此外，如图5B所示，也可以将第一处理部32A的多个放电部件作为一个整体并以与第二处理部32B的多个放电部件相邻的方式配置。另外，在图5A、5B中，利用阴影线来表示处于电压施加执行中的情况。

虽然本发明的第一实施方式的废气净化装置10被应用于工厂的废气净化中，但也可以被应用于各种的汽车、机械、隧道等的废气净化中。尤其是，废气净化装置10可以被应用于内燃机的废气处理中。以下，对将废气净化装置10应用于内燃机中的示例作为第二实施方式进行说明。另外，针对于上文所叙述的第一实施方式的废气净化装置10的变更同样也能够应用于第二实施方式的废气净化装置中。

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。虽然本第二实施方式的废气净化装置110具有与上述第一实施方式的废气净化装置10大致相同的结构，但还具备对由第一电压产生装置24及第二电压产生装置34的各自实施的电压施加进行控制的控制部。而且，在下文中，主要对第二实施方式中的相对于第一实施方式的不同点进行说明，关于与已经说明的结构要素相同的(或等同的)结构要素使用在上文中已经使用过的符号，并省略这些要素的进一步的详细的说明。

如图6所示，废气净化装置110被应用在与内燃机(以下，称为发动机)150的主体150a连接的废气通道14中。废气通道14通过作为外壳12的排气管而被划分形成，排气管12由导电性材料形成。虽然发动机150可以是火花点火式内燃机，但在此是压缩点火式内燃机(即柴油发动机)。另外，虽然在第二实施方式的废气净化装置110中，流动产生装置16的放电用电极20的突起部在流动方向的同一位置处以90°间隔而配置四个，但也可以如上述的第一实施方式中所说明的那样进行变更。

发动机150具有控制装置152。控制装置152为所谓电子控制单元(ECU)，并连接有各种传感器。控制装置152实质上由包括运算处理装置(例如CPU)、存储装置(例如ROM、RAM)、A/D转换器、输入接口、输出接口等的计算机构成。输入接口与各种传感器电连接。控制装置152基于这些来自各种传感器的信号并根据预先设定的程序等而从输出接口电气性地输出工作信号或驱动信号，以实现顺畅的发动机150的运行以及工作。如此，对未图示的燃料喷射阀的工作、第一电压产生装置24的工作、第二电压产生装置34的工作、切换装置36的工作等进行控制。

在此，对传感器中的几种进行具体说明。具备用于对发动机转速进行检测的发动机转速传感器154。此外，具备用于对发动机负载进行检测的发动机负载传感器156。另外，作为发动机负载传感器156，可以使用节气门开度传感器、加速器开度传感器、空气流量计、进气压传感器等。并且，设置有用于对废气通道14中的废气的流量即流速进行检测的流量传感器158。作为流量传感器158，可以使用被设置在进气通道中的空气流量计。

在发动机150中，从发动机150起动开始至停止为止，原则上不间断地在流动产生装置16中持续向放电用电极20施加电压。该电压施加通过控制装置152的控制部152a对第一电压产生装置24进行控制而被执行。由此，能够使废气中的PM被定向于排气管12的内表面侧，例如直接或沿着排气管12的内表面而到达处理装置18。

另一方面，在废气通道14中且在废气净化装置110的下游侧处配置有氧化装置(包含氧化催化剂)160。氧化装置160能够在废气为预定温度以上时使PM氧化燃烧。而且，在基于发动机转速传感器154以及发动机负载传感器156的各输出而被检测出的运行状态为能够产生高温的废气的状态时，流动产生装置16的控制部152a停止向放电用电极20的电压施加。另外，也可以在预定的运行状态时，控制部152a停止向放电用电极20的电压施加。例如，在燃料切断状态超过预定时间时，向放电用电极的电压施加会被停止。

处理装置18在PM堆积量超过预定量a时以对PM进行氧化处理的方式进行工作。另外，在此所称的PM堆积量相当于利用流动产生装置16的作用而在排气管12的内侧聚集的颗粒状物质的量。如图7中概念性地所示，随着时间的推移，通常PM的堆积量会增加。而且，在被估计出的PM堆积量超过预定量a时，控制装置152的控制部152b使第二电压产生装置34工作，从而向放电部件30的中心电极30d施加电压。由此，能够对PM进行氧化处理。在图7中，图示了通过该PM氧化处理而实现的PM堆积量的增减。

基于图8对该PM氧化处理进一步进行说明。图8的流程图以预定时间的周期而被反复实施。

在步骤S801中，对PM堆积量是否超过预定量a进行判断。PM堆积量根据基于发动机转速传感器154以及发动机负载传感器156的各输出而被检测出的运行状态的历史记录而被估计获得(被检测出)。该估计通过相当于控制装置152的控制部152b的估计部的部分而被执行。控制部152b基于图7所示的趋势对PM堆积量进行估计。更具体而言，控制部152b具有表示图7所示的趋势的数据或运算式，并能够基于两者中的至少一方和发动机转速传感器154及发动机负载传感器156的各输出而对PM堆积量进行估计。而且，也考虑了由后文叙述的步骤S809中的电压施加而实现的PM量的增减来估计出PM堆积量。另外，也可以通过其他的方法来对PM堆积量进行估计。在步骤S801中因PM堆积量超过预定量a而作出肯定判断时，进入步骤S803。另一方面，在步骤S801中作出否定判断时，进入步骤S805，不实施处理装置18中的PM氧化用的电压施加。

在步骤S803中，对废气的流速是否小于预定速度b进行判断。废气的流速根据流量传感器158的输出而被检测出。该流速检测通过相当于控制装置152的控制部152b的流速检测部的部分而被执行。由于废气的流速小于预定速度b，因此在步骤S803中作出肯定判断时，进入步骤S807，否则进入步骤S805。

在步骤S807中，对废气中的PM的浓度(PM排出浓度)是否小于预定浓度c进行判断。PM排出浓度根据基于发动机转速传感器154及发动机负载传感器156的各输出而检测出的运行状态而被检测出。该PM浓度检测通过相当于控制装置152的控制部152b的PM浓度检测部的部分而被执行。在由于PM排出浓度小于预定浓度c因而在步骤S807中作出肯定判断时，进入步骤S809，否则进入步骤S805。

在步骤S809中，实施处理装置18中的PM氧化用的电压施加。由此，能够对堆积的PM进行处理。另外，电压施加的执行通过相当于控制装置152的控制部152b的执行部的部分而被执行。如此，在本实施方式中，在步骤S803以及步骤S807的双方中均作出肯定判断的所期望的运行状态时(例如空转运行时)，执行PM的处理。另外，在步骤S803以及步骤S807的双方中均作出肯定判断时，由于即使向处理装置18的放电部件30的中心电极30d施加电压而产生离子流，废气的流速也会较低，因此也能够基本避免从处理部飞散的PM向更下游侧流动的情况。并且，由于即使以这种方式产生离子流，PM排出浓度也会较低，因此也能够通过未被执行电压施加的剩余的处理部中的集尘而充分减少向更下游侧的PM排出量。另外，到达步骤S809时的处理装置18中的电压施加在预定时间持续被执行。图7的PM氧化处理的期间与该预定时间相对应。例如，该预定时间能够根据被施加的电压以及PM堆积量(或者预定量a)而被设定。处理装置18中的电压施加时间可以是固定的，也可以是可变的。

在此，根据图9而对处理装置18中的两个处理部的切换控制进行说明。图9的流程图在图8的流程中直至步骤S809执行电压施加的期间内被反复实施。

在步骤S901中，对处理标记是否为关闭(OFF)进行判断。处理标记在初始状态下被设定为关闭，并且其开启(ON)或关闭(OFF)状态在发动机停止后至发动机起动时保持不变。由于处理标记为关闭，因此当作出肯定判断时，进入步骤S903，否则进入步骤S905。

在步骤S903中，选择第一处理部32A。由此，作为控制装置152的选择部的控制部152c以使切换装置36将第一处理部32A与第二电压产生装置34连接的方式进行工作。而且，在接下来的步骤S907中对是否经过了预定时间进行判断。虽然预定时间在此作为预先固定的时间而被确定，但也可以设为可变。另外，步骤S907中的预定时间只需短于步骤S809中的电压施加时间、即为该电压施加时间的一半以下即可。当在步骤S907中被判断为经过了预定时间时，在步骤S909中处理标记被设置为开启，由此该流程结束。

在步骤S901中由于处理标记为开启因而作出否定判断时，在步骤S905中，选择第二处理部32B。由此，控制装置152的选择部以使切换装置36将第二处理部32B与第二电压产生装置34进行连接的方式进行工作。而且，在接下来的步骤S911中对是否经过了预定时间进行判断。虽然步骤S911中的预定时间与步骤S907的预定时间相同，但也可以不同。在步骤S911中判断为经过了预定时间时，在步骤S913中处理标记被设置为关闭，由此该流程结束。

如此，处理部被依次切换。因此，在执行处理装置18中的电压施加时，能够同时并行地实施向一个处理部的PM的聚集以及在另一方的处理部中的PM的氧化处理。

另外，在上述第一实施方式以及第二实施方式中，使切换装置36以如下方式进行工作，即，使第一处理部中的电压施加在第二处理部中未执行电压施加时被执行，且使第二处理部中的电压施加在第一处理部中未执行电压施加时被执行。但是，本发明也允许第一处理部中的电压施加在第二处理部中的电压施加未被执行时而被执行这样的其他的切换控制模式。例如，也可以使第一处理部中的电压施加时间与第二处理部中的电压施加时间部分重叠。在该情况下，第二电压产生装置34及切换装置36以能够进行这样的电压施加的方式而构成。

另外，在第二实施方式中，在发动机150停止时处理装置18的工作也被停止。但是，也可以在发动机150停止且经过了预定时间的期间而使处理装置18工作。由此，能够更彻底地对废气通道的PM进行处理。例如，发动机停止后的这样的处理装置18的工作时间可以设为可变，并根据发动机的蓄电池剩余量而决定。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明还可以采用其他的实施方式。例如，也可以独立地具备第一处理部用的电压产生装置和第二处理部用的电压产生装置。并且，如上文所述，除了利用通过处理装置的工作而产生的促氧化成分来对PM进行处理以外，为了进行PM处理还能够以日本特开2009-127442号公报的装置的方式而进一步使用加热器。

上述的各实施方式以及各结构，只要不产生矛盾则可以任意地组合。在本发明的实施方式中，包括在权利要求书所规定的本发明的思想中所包含的所有的改变例及应用例、等同物。因此，本发明并不应该被限定性地解释，而是能够应用于属于本发明的思想范围内的其他的任意的技术中。

Claims (8)

1.一种废气净化装置(10、110)，具备：

流动产生装置(16)，其具备被配置在筒状的外壳(12)的内侧的放电用电极(20)，所述外壳(12)形成包含颗粒状物质的废气的流道，并且，该放电用电极被构成为，通过电压施加而使从该放电用电极侧朝向所述外壳侧的流动产生，

处理装置(18)，其具备被配置在该流动产生装置的所述放电用电极与所述外壳之间的放电部件(30)，并且，该放电部件具备至少一部分被电介质(30e)覆盖的第一电极(30d)，该处理装置被构成为，通过对于所述第一电极的电压施加从而在所述外壳内的所述电介质的外侧处使促氧化成分产生，

所述废气净化装置(10、110)的特征在于，

所述处理装置包括多个处理部，且各个处理部包括至少一个所述放电部件，

向该多个处理部中的第一处理部内的所述放电部件的电压施加，在未对该多个处理部中的第二处理部内的所述放电部件实施电压施加时被执行。

2.如权利要求1所述的废气净化装置，其中，

所述外壳的至少一部分具有导电性，

所述流动产生装置被构成为，通过电压施加而使所述放电用电极与所述外壳之间产生电位差，

所述处理装置被构成为，通过电压施加而使所述第一电极与所述外壳之间产生电位差。

3.如权利要求1或2所述的废气净化装置，其中，

所述放电部件在所述电介质的外侧，包括具有水分保持功能以及颗粒物捕捉功能中的至少一种功能的部件。

4.如权利要求1或2所述的废气净化装置，其中，

所述放电部件包括被设置在所述电介质的外表面上的纤维状体。

5.如权利要求4所述的废气净化装置，其中，

所述纤维状体具有方向性，以使通过所述处理装置中的电压施加而在所述电介质的外侧处产生的离子风指向预定的方向。

6.如权利要求1所述的废气净化装置，其中，

所述处理装置的所述放电部件包括被设置在所述电介质的外表面上的纤维状体，

所述纤维状体具有方向性，以使通过所述处理装置中的电压施加而在所述电介质的外侧处产生的离子风指向预定的方向，

所述第一处理部的所述纤维状体被构成为，通过该第一处理部中的电压施加从而使离子风至少定向于与该第一处理部相邻的所述第二处理部侧，

该第二处理部的所述纤维状体被构成为，通过该第二处理部中的电压施加从而使离子风至少定向于所述第一处理部侧。

7.如权利要求1、2、6中任意一项所述的废气净化装置，其中，

对所述处理装置中的电压施加进行控制的控制部包括：

估计部，其对通过所述流动产生装置的作用而聚集在所述外壳的内侧的颗粒状物质的量进行估计，

执行部，其在由该估计部所估计出的颗粒状物质的量超过阈值时，实施所述电压施加。

8.如权利要求7所述的废气净化装置，其中，

所述废气净化装置被应用于内燃机中，

所述控制部在废气的流速慢于预定速度并且废气中的颗粒状物质的浓度低于预定浓度时，执行所述电压施加。