JP2001087621A - 排ガス浄化装置 - Google Patents
排ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの排ガスに含まれる窒素酸化物を、
コロナ放電を利用して効率良く浄化できるようにする。 【解決手段】 放電管４が直線状内部電極６と、多孔質
の円筒形外部電極７と、外部電極７の内面に設けられ誘
電体であると共に酸素イオンのみを通すイオン伝導体８
とで構成されて、放電管４の排ガス流路９にエンジンの
排ガスが導かれ、排ガスに含まれる窒素酸化物が放電管
４のコロナ放電により電離し、生成された酸素イオンが
イオン伝導体８を通って、排ガス流路９と区画された分
離空間１０へ流出し、窒素イオンは排ガス流路９内に残
留するように構成されている。
コロナ放電を利用して効率良く浄化できるようにする。 【解決手段】 放電管４が直線状内部電極６と、多孔質
の円筒形外部電極７と、外部電極７の内面に設けられ誘
電体であると共に酸素イオンのみを通すイオン伝導体８
とで構成されて、放電管４の排ガス流路９にエンジンの
排ガスが導かれ、排ガスに含まれる窒素酸化物が放電管
４のコロナ放電により電離し、生成された酸素イオンが
イオン伝導体８を通って、排ガス流路９と区画された分
離空間１０へ流出し、窒素イオンは排ガス流路９内に残
留するように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン等の排ガ
スに含まれる窒素酸化物を、電極間のコロナ放電を利用
して浄化するための装置に関する。
スに含まれる窒素酸化物を、電極間のコロナ放電を利用
して浄化するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コロナ放電を利用してエンジンの排ガス
に含まれる窒素酸化物を浄化する従来の装置は、特開平
５−５９９３４号公報に例示されているように、コロナ
放電管内に排ガスを流通させて、排ガスに含まれる窒素
酸化物を窒素イオンと酸素イオンとに分解し、それぞれ
を無害な窒素分子と酸素分子とに再結合させるようにし
ているが、プラズマ状態である高温の窒素イオンは化学
平衡的に酸素イオンと結合して、再び窒素酸化物になる
傾向があるので、必ずしも窒素酸化物を効率よく浄化で
きるとは限らず、とくに、燃費を向上させるため吸気の
空燃比がリーンであるエンジンにおいては、排ガス中の
酸素濃度が比較的高いため、窒素酸化物が窒素イオンと
酸素イオンとに解離されるとき酸素分子も酸素イオンに
解離されて、排ガス中の酸素イオン濃度が比較的高い、
いわゆる、酸化雰囲気となりやすいので、窒素イオンが
酸素イオンと再結合しやすくなり、窒素酸化物に戻る傾
向が一層顕著となる不具合があった。
に含まれる窒素酸化物を浄化する従来の装置は、特開平
５−５９９３４号公報に例示されているように、コロナ
放電管内に排ガスを流通させて、排ガスに含まれる窒素
酸化物を窒素イオンと酸素イオンとに分解し、それぞれ
を無害な窒素分子と酸素分子とに再結合させるようにし
ているが、プラズマ状態である高温の窒素イオンは化学
平衡的に酸素イオンと結合して、再び窒素酸化物になる
傾向があるので、必ずしも窒素酸化物を効率よく浄化で
きるとは限らず、とくに、燃費を向上させるため吸気の
空燃比がリーンであるエンジンにおいては、排ガス中の
酸素濃度が比較的高いため、窒素酸化物が窒素イオンと
酸素イオンとに解離されるとき酸素分子も酸素イオンに
解離されて、排ガス中の酸素イオン濃度が比較的高い、
いわゆる、酸化雰囲気となりやすいので、窒素イオンが
酸素イオンと再結合しやすくなり、窒素酸化物に戻る傾
向が一層顕著となる不具合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エンジン等
の排ガスに含まれる窒素酸化物を、電極間のコロナ放電
を利用して効率良く浄化させようとするものである。
の排ガスに含まれる窒素酸化物を、電極間のコロナ放電
を利用して効率良く浄化させようとするものである。
【０００４】このため、本発明にかかる請求項１所載の
排ガス浄化装置は、窒素酸化物を含む排ガスの流路に設
けられ電極間の放電により上記窒素酸化物を窒素イオン
と酸素イオンとに解離させるプラズマ装置、及び、上記
窒素イオンと上記酸素イオンとのいずれか一方のみが通
過する材質で構成されて上記電極間または上記電極の下
流側に配置され上記流路から分離された空間を形成する
区画部材を有している。
排ガス浄化装置は、窒素酸化物を含む排ガスの流路に設
けられ電極間の放電により上記窒素酸化物を窒素イオン
と酸素イオンとに解離させるプラズマ装置、及び、上記
窒素イオンと上記酸素イオンとのいずれか一方のみが通
過する材質で構成されて上記電極間または上記電極の下
流側に配置され上記流路から分離された空間を形成する
区画部材を有している。
【０００５】すなわち、プラズマ装置の電極間または電
極の下流側に配置された区画部材が、排ガスの流路から
分離された空間を形成していると共に、プラズマ装置の
電極間の放電により排ガス中の窒素酸化物から解離され
た窒素イオンと酸素イオンとのいずれか一方のみが通過
する材質で構成されているため、プラズマ装置により生
成された上記一方のみが排ガス流路内より区画部材を通
過して排ガス流路から分離される結果、窒素イオンと酸
素イオンとのいずれか一方のみの濃度が高い空間と、他
方の濃度が高い排ガス流路とが区画されることとなるの
で、区画された上記空間と排ガス流路とで窒素イオン同
士及び酸素イオン同士がそれぞれ結合して窒素分子と酸
素分子となる反応が促進され、窒素イオン及び酸素イオ
ンが窒素酸化物に再結合することを効果的に抑制するこ
とができる。
極の下流側に配置された区画部材が、排ガスの流路から
分離された空間を形成していると共に、プラズマ装置の
電極間の放電により排ガス中の窒素酸化物から解離され
た窒素イオンと酸素イオンとのいずれか一方のみが通過
する材質で構成されているため、プラズマ装置により生
成された上記一方のみが排ガス流路内より区画部材を通
過して排ガス流路から分離される結果、窒素イオンと酸
素イオンとのいずれか一方のみの濃度が高い空間と、他
方の濃度が高い排ガス流路とが区画されることとなるの
で、区画された上記空間と排ガス流路とで窒素イオン同
士及び酸素イオン同士がそれぞれ結合して窒素分子と酸
素分子となる反応が促進され、窒素イオン及び酸素イオ
ンが窒素酸化物に再結合することを効果的に抑制するこ
とができる。
【０００６】また、本発明にかかる請求項２所載の排ガ
ス浄化装置は、窒素酸化物を含んで酸化雰囲気にある排
ガスの流路に設けられ電極間の放電により上記排ガス中
の酸素を酸素イオンに解離させるプラズマ装置と、上記
酸素イオンが通過する材質で構成されて上記電極間また
は上記電極の下流側に配置され上記流路から分離された
空間を形成する区画部材と、上記空間に隣接する上記流
路の下流側に設けられ上記排ガス中の窒素酸化物を浄化
する窒素酸化物浄化手段とを有している。
ス浄化装置は、窒素酸化物を含んで酸化雰囲気にある排
ガスの流路に設けられ電極間の放電により上記排ガス中
の酸素を酸素イオンに解離させるプラズマ装置と、上記
酸素イオンが通過する材質で構成されて上記電極間また
は上記電極の下流側に配置され上記流路から分離された
空間を形成する区画部材と、上記空間に隣接する上記流
路の下流側に設けられ上記排ガス中の窒素酸化物を浄化
する窒素酸化物浄化手段とを有している。
【０００７】すなわち、プラズマ装置の電極間放電によ
り排ガス中の酸素が解離して酸素イオンが生成される
が、プラズマ装置の電極間または電極の下流側に配置さ
れた区画部材が、排ガスの流路から分離された空間を形
成していると共に、酸素イオンが通過する材質で構成さ
れているため、この酸素イオンが排ガス流路内より区画
部材を通過して排ガス流路から分離される結果、排ガス
流路における酸素イオン濃度が低下して、還元雰囲気に
近づけることができるので、その下流側に配置された別
個のプラズマ装置や３元触媒、ＮＯx 触媒等の窒素酸化
物浄化手段に流入する排ガス中の窒素酸化物を、その窒
素酸化物浄化手段により効率良く浄化させることができ
るようになる。
り排ガス中の酸素が解離して酸素イオンが生成される
が、プラズマ装置の電極間または電極の下流側に配置さ
れた区画部材が、排ガスの流路から分離された空間を形
成していると共に、酸素イオンが通過する材質で構成さ
れているため、この酸素イオンが排ガス流路内より区画
部材を通過して排ガス流路から分離される結果、排ガス
流路における酸素イオン濃度が低下して、還元雰囲気に
近づけることができるので、その下流側に配置された別
個のプラズマ装置や３元触媒、ＮＯx 触媒等の窒素酸化
物浄化手段に流入する排ガス中の窒素酸化物を、その窒
素酸化物浄化手段により効率良く浄化させることができ
るようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の各実施
形態例について、同等部分にはそれぞれ同一符号を付け
て説明する。図１〜図３に示す第１実施形態では、エン
ジンの排ガス通路に箱体１が配置され、箱体１の前壁２
と後壁３とにそれぞれ開口する複数の放電管４が平行に
設けられていると共に、前壁２及び後壁３の周縁が周壁
５により連結されていて、上記排ガスは前壁２側から各
放電管４内へ流入して、後壁３側から排出されるように
なっている。
形態例について、同等部分にはそれぞれ同一符号を付け
て説明する。図１〜図３に示す第１実施形態では、エン
ジンの排ガス通路に箱体１が配置され、箱体１の前壁２
と後壁３とにそれぞれ開口する複数の放電管４が平行に
設けられていると共に、前壁２及び後壁３の周縁が周壁
５により連結されていて、上記排ガスは前壁２側から各
放電管４内へ流入して、後壁３側から排出されるように
なっている。
【０００９】各放電管４は、その軸心に沿って配置され
た直線状の内部電極６と、多数の小孔が適宜形成され、
または、メッシュ状あるいは多孔質となった円筒形の外
部電極７と、外部電極７の内面に設けられた誘電体８と
で構成され、内部電極６及び外部電極７間に負荷された
高電位差により、各放電管４内の排ガス流路９にコロナ
放電を起こさせ、排ガス流路９内の排ガスに含まれてい
る窒素酸化物を解離もしくは電離させて、窒素イオンと
酸素イオンとを生成させることができる。
た直線状の内部電極６と、多数の小孔が適宜形成され、
または、メッシュ状あるいは多孔質となった円筒形の外
部電極７と、外部電極７の内面に設けられた誘電体８と
で構成され、内部電極６及び外部電極７間に負荷された
高電位差により、各放電管４内の排ガス流路９にコロナ
放電を起こさせ、排ガス流路９内の排ガスに含まれてい
る窒素酸化物を解離もしくは電離させて、窒素イオンと
酸素イオンとを生成させることができる。
【００１０】また、誘電体８は酸素イオンを通すが、窒
素イオンは通さないイオン伝導体でもあって、Ｚr Ｏ2
固溶体（ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｃe Ｏ2 、Ｓm2Ｏ
3 、Ｓc2Ｏ3 、Ｃd2Ｏ3 、Ｎd2Ｏ3 、Ｙb2Ｏ3 、Ｌu2Ｏ
3 のうち、１以上を固溶させた安定化ジルコニア）、Ｃ
e Ｏ2 固溶体（アルカリ土類酸化物、Ｌa2Ｏ3 、Ｙ2Ｏ3
、Ｎd2Ｏ3 のうち、１以上を固溶させたもの）、Ｔh
Ｏ2 固溶体（Ｃa Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌa2Ｏ3 のうち、１以
上を固溶させたもの）、Ｈf Ｏ2 固溶体（ＣaＯ、Ｍg
Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 のうち、１以上を固溶させたもの）、ペロ
ブスカイト型酸化物固溶体（Ｌa Ａl Ｏ3 、Ｃa Ｔi Ｏ
3 等の固溶体）、３価金属酸化物固溶体（Ｂi2Ｏ3 に対
してそれぞれＣa Ｏ、Ｓr Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌa2Ｏ3 、Ｖ
2 Ｏ5 、Ｎb2Ｏ5 、Ｍo Ｏ3 、ＷＯ3 のうち、１以上を
固溶させたもの、または、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌa2Ｏ3 、Ｓm2Ｏ
3 、Ｓo2Ｏ3 のいずれかに対してＣa Ｏを固溶させたも
の）等で構成されている。
素イオンは通さないイオン伝導体でもあって、Ｚr Ｏ2
固溶体（ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｃe Ｏ2 、Ｓm2Ｏ
3 、Ｓc2Ｏ3 、Ｃd2Ｏ3 、Ｎd2Ｏ3 、Ｙb2Ｏ3 、Ｌu2Ｏ
3 のうち、１以上を固溶させた安定化ジルコニア）、Ｃ
e Ｏ2 固溶体（アルカリ土類酸化物、Ｌa2Ｏ3 、Ｙ2Ｏ3
、Ｎd2Ｏ3 のうち、１以上を固溶させたもの）、Ｔh
Ｏ2 固溶体（Ｃa Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌa2Ｏ3 のうち、１以
上を固溶させたもの）、Ｈf Ｏ2 固溶体（ＣaＯ、Ｍg
Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 のうち、１以上を固溶させたもの）、ペロ
ブスカイト型酸化物固溶体（Ｌa Ａl Ｏ3 、Ｃa Ｔi Ｏ
3 等の固溶体）、３価金属酸化物固溶体（Ｂi2Ｏ3 に対
してそれぞれＣa Ｏ、Ｓr Ｏ、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌa2Ｏ3 、Ｖ
2 Ｏ5 、Ｎb2Ｏ5 、Ｍo Ｏ3 、ＷＯ3 のうち、１以上を
固溶させたもの、または、Ｙ2 Ｏ3 、Ｌa2Ｏ3 、Ｓm2Ｏ
3 、Ｓo2Ｏ3 のいずれかに対してＣa Ｏを固溶させたも
の）等で構成されている。
【００１１】従って、排ガス流路９内で生成された酸素
イオンは、イオン伝導体８及び外部電極７を通って、イ
オン伝導体８により各放電管４内の排ガス流路９から区
画された箱体１内の分離空間１０に流入し、排ガス流路
９から分離されることにより、分離空間１０内における
酸素イオン濃度を高め、排ガス流路９における酸素イオ
ン濃度をそれだけ低下させる一方、排ガス流路９内で生
成された窒素イオンは、イオン伝導体８を通過すること
なくそのまま排ガス流路９内に残留していることとな
る。
イオンは、イオン伝導体８及び外部電極７を通って、イ
オン伝導体８により各放電管４内の排ガス流路９から区
画された箱体１内の分離空間１０に流入し、排ガス流路
９から分離されることにより、分離空間１０内における
酸素イオン濃度を高め、排ガス流路９における酸素イオ
ン濃度をそれだけ低下させる一方、排ガス流路９内で生
成された窒素イオンは、イオン伝導体８を通過すること
なくそのまま排ガス流路９内に残留していることとな
る。
【００１２】すなわち、酸素イオン濃度が高くて窒素イ
オンが含まれていない分離空間１０内では、酸素イオン
同士が容易に結合して酸素分子となり、また、酸素イオ
ン濃度が低下した排ガス流路９内では窒素イオン同士が
比較的容易に結合して窒素分子となるため、排ガス流路
９内で窒素イオンと酸素イオンとが再結合して窒素酸化
物に戻ることは効果的に抑制することができ、その結
果、排ガス流路９内に流入した排ガス中の窒素酸化物を
非常に効率よく、かつ、確実に浄化することが可能とな
る。
オンが含まれていない分離空間１０内では、酸素イオン
同士が容易に結合して酸素分子となり、また、酸素イオ
ン濃度が低下した排ガス流路９内では窒素イオン同士が
比較的容易に結合して窒素分子となるため、排ガス流路
９内で窒素イオンと酸素イオンとが再結合して窒素酸化
物に戻ることは効果的に抑制することができ、その結
果、排ガス流路９内に流入した排ガス中の窒素酸化物を
非常に効率よく、かつ、確実に浄化することが可能とな
る。
【００１３】しかも、エンジンの燃費を向上させるため
吸気の空燃比をリーンにすれば、排ガス流路９内に流入
する排ガスの酸素濃度が高まって、放電管４により排ガ
ス中の窒素酸化物と共に酸素が解離もしくは電離される
ことにより、排ガス流路９内における酸素イオン濃度が
高まろうとしても、上記のように酸素イオンは排ガス流
路９内から分離空間１０へ積極的に引き離されて、窒素
イオンが残留している排ガス流路９内の酸素イオン濃度
が低下し、排ガス流路９内を還元雰囲気に近づけること
ができて、窒素イオンと酸素イオンとの再結合を効果的
に抑制できるので、吸気のリーン空燃比によるエンジン
の燃費向上と、放電管４を利用した排ガスの浄化性能向
上とを同時に達成できる大きな長所がある。
吸気の空燃比をリーンにすれば、排ガス流路９内に流入
する排ガスの酸素濃度が高まって、放電管４により排ガ
ス中の窒素酸化物と共に酸素が解離もしくは電離される
ことにより、排ガス流路９内における酸素イオン濃度が
高まろうとしても、上記のように酸素イオンは排ガス流
路９内から分離空間１０へ積極的に引き離されて、窒素
イオンが残留している排ガス流路９内の酸素イオン濃度
が低下し、排ガス流路９内を還元雰囲気に近づけること
ができて、窒素イオンと酸素イオンとの再結合を効果的
に抑制できるので、吸気のリーン空燃比によるエンジン
の燃費向上と、放電管４を利用した排ガスの浄化性能向
上とを同時に達成できる大きな長所がある。
【００１４】なお、分離空間１０内の酸素イオン及びそ
れから生成された酸素分子は箱体１に設けられた図示し
ない流路を通って、排ガスとは別個に外部へ適宜放出さ
れているが、この流路を排ガスの流れに沿って延長し、
酸素イオン同士の結合による酸素分子の生成が安定化し
てから排ガス流に混入させるようにしてもよく、また、
箱体１の周壁５を除去して分離空間１０を直接大気へ解
放させるようにすれば、分離空間１０における酸素イオ
ン分圧の上昇が防止されて、排ガス流路９及び分離空間
１０間の酸素イオン分圧差を確実に小さく保持できるた
め、排ガス流路９内から分離空間１０へのイオン伝導体
８による酸素イオンポンピング速度を高く維持すること
ができて、窒素イオン及び酸素イオンの再結合抑制によ
る窒素酸化物の浄化機能を増強させることができる。
れから生成された酸素分子は箱体１に設けられた図示し
ない流路を通って、排ガスとは別個に外部へ適宜放出さ
れているが、この流路を排ガスの流れに沿って延長し、
酸素イオン同士の結合による酸素分子の生成が安定化し
てから排ガス流に混入させるようにしてもよく、また、
箱体１の周壁５を除去して分離空間１０を直接大気へ解
放させるようにすれば、分離空間１０における酸素イオ
ン分圧の上昇が防止されて、排ガス流路９及び分離空間
１０間の酸素イオン分圧差を確実に小さく保持できるた
め、排ガス流路９内から分離空間１０へのイオン伝導体
８による酸素イオンポンピング速度を高く維持すること
ができて、窒素イオン及び酸素イオンの再結合抑制によ
る窒素酸化物の浄化機能を増強させることができる。
【００１５】また、箱体１の前壁２における放電管４の
排ガス入口を漏斗状として、放電管４内へ排ガスがスム
ースに流入しやすいようにし、あるいは、放電管４の設
置数を適宜変更し、あるいは、誘電体とイオン伝導体と
を分離して設けるようにし、あるいは、放電管４の内部
電極６も外部電極７と同様に多数の小孔が適宜形成さ
れ、または、メッシュ状あるいは多孔質となった円筒形
として、内部電極６にも誘電体及びイオン伝導体８を設
け、排ガス流路９内から円筒形内部電極６内へも酸素イ
オンを導くようにし、あるいは、必要に応じて放電管４
の下流側排ガス通路に３元触媒、ＮＯx 触媒等の窒素酸
化物浄化手段を付加し、あるいは、上記変形例を適宜組
み合わせてもよいことはいうまでもない。
排ガス入口を漏斗状として、放電管４内へ排ガスがスム
ースに流入しやすいようにし、あるいは、放電管４の設
置数を適宜変更し、あるいは、誘電体とイオン伝導体と
を分離して設けるようにし、あるいは、放電管４の内部
電極６も外部電極７と同様に多数の小孔が適宜形成さ
れ、または、メッシュ状あるいは多孔質となった円筒形
として、内部電極６にも誘電体及びイオン伝導体８を設
け、排ガス流路９内から円筒形内部電極６内へも酸素イ
オンを導くようにし、あるいは、必要に応じて放電管４
の下流側排ガス通路に３元触媒、ＮＯx 触媒等の窒素酸
化物浄化手段を付加し、あるいは、上記変形例を適宜組
み合わせてもよいことはいうまでもない。
【００１６】次に、図４に示す第２実施形態では、第１
実施形態の場合と同様にエンジン２０の排ガス通路２１
に箱体１が配置され、箱体１及び箱体１内に設けられた
各放電管４の構成はそれぞれ第１実施形態と変わるとこ
ろがないが、箱体１の周壁５と円筒形外部電極７との間
に形成された分離空間１０は管路２２によりエンジン２
０の吸気管２３へ連結されていると共に、管路２２にバ
キューム弁２４が設置され、また、分離空間１０に酸素
センサ２５が設けられている。バキューム弁２４は吸気
管２３内の負圧により開く逆止弁であって、その開度信
号及び酸素センサ２５の出力信号がエンジン制御装置２
６に送られている。
実施形態の場合と同様にエンジン２０の排ガス通路２１
に箱体１が配置され、箱体１及び箱体１内に設けられた
各放電管４の構成はそれぞれ第１実施形態と変わるとこ
ろがないが、箱体１の周壁５と円筒形外部電極７との間
に形成された分離空間１０は管路２２によりエンジン２
０の吸気管２３へ連結されていると共に、管路２２にバ
キューム弁２４が設置され、また、分離空間１０に酸素
センサ２５が設けられている。バキューム弁２４は吸気
管２３内の負圧により開く逆止弁であって、その開度信
号及び酸素センサ２５の出力信号がエンジン制御装置２
６に送られている。
【００１７】すなわち、第１実施形態の場合と同様に、
各放電管４内の排ガス流路９内で生成された酸素イオン
がイオン伝導体８及び外部電極７を通って分離空間１０
内に流入するが、吸気管２３内の負圧によりバキューム
弁２４が開くため、酸素イオンから生成された酸素分子
は分離空間１０から管路２２を通って吸気管２３内へ吸
い出され、従って、分離空間１０における酸素イオン分
圧が積極的に低減させられて、排ガス流路９及び分離空
間１０間の酸素イオン分圧差を確実に小さく保持できる
ので、排ガス流路９内から分離空間１０へのイオン伝導
体８による酸素イオンポンピング速度を一層高く維持す
ることができて、窒素イオン及び酸素イオンの再結合抑
制による窒素酸化物の浄化機能を一段と増強させること
ができる。
各放電管４内の排ガス流路９内で生成された酸素イオン
がイオン伝導体８及び外部電極７を通って分離空間１０
内に流入するが、吸気管２３内の負圧によりバキューム
弁２４が開くため、酸素イオンから生成された酸素分子
は分離空間１０から管路２２を通って吸気管２３内へ吸
い出され、従って、分離空間１０における酸素イオン分
圧が積極的に低減させられて、排ガス流路９及び分離空
間１０間の酸素イオン分圧差を確実に小さく保持できる
ので、排ガス流路９内から分離空間１０へのイオン伝導
体８による酸素イオンポンピング速度を一層高く維持す
ることができて、窒素イオン及び酸素イオンの再結合抑
制による窒素酸化物の浄化機能を一段と増強させること
ができる。
【００１８】また、エンジン制御装置２６は、酸素セン
サ２５の出力信号とバキューム弁２４の開度信号、すな
わち、吸気管２３内の負圧値とにより、箱体１内の分離
空間１０から吸気管２３へ供給される酸素流量を検出し
て、エンジン２０に対する燃料供給量及びまたはエンジ
ン２０の吸入空気量を適宜補正し、エンジン２０におけ
る空燃比を適正値に保つようにしている。
サ２５の出力信号とバキューム弁２４の開度信号、すな
わち、吸気管２３内の負圧値とにより、箱体１内の分離
空間１０から吸気管２３へ供給される酸素流量を検出し
て、エンジン２０に対する燃料供給量及びまたはエンジ
ン２０の吸入空気量を適宜補正し、エンジン２０におけ
る空燃比を適正値に保つようにしている。
【００１９】なお、酸素センサ２５は管路２２に設ける
ようにしてもよく、あるいは、放電管４内の排ガス流路
９内から分離空間１０へ引き離された酸素イオンの濃
度、すなわち、分離空間１０から吸気管２３へ送給され
る酸素の濃度を、エンジン２０の運転状態や放電管４に
おけるプラズマ消費エネルギにより検出するようにして
もよく、あるいは、吸気管２３内の負圧値を負圧センサ
で直接検出するようにし、もしくは、エンジン２０の回
転数、吸入空気量等から適宜推測するようにしてもよ
く、あるいは、バキューム弁２４を単なる逆止弁とする
こともでき、あるいは、バキューム弁２４と逆止弁とを
別個に設けてもよく、あるいは、ターボチャージャやス
ーパーチャージャのポンプ作用により分離空間１０を積
極的に負圧とするようにしてもよく、あるいは、第１実
施形態の上記変形例と同等の変形を第２実施形態に施し
ても、それぞれ同等の作用効果を奏することができるの
はいうまでもない。
ようにしてもよく、あるいは、放電管４内の排ガス流路
９内から分離空間１０へ引き離された酸素イオンの濃
度、すなわち、分離空間１０から吸気管２３へ送給され
る酸素の濃度を、エンジン２０の運転状態や放電管４に
おけるプラズマ消費エネルギにより検出するようにして
もよく、あるいは、吸気管２３内の負圧値を負圧センサ
で直接検出するようにし、もしくは、エンジン２０の回
転数、吸入空気量等から適宜推測するようにしてもよ
く、あるいは、バキューム弁２４を単なる逆止弁とする
こともでき、あるいは、バキューム弁２４と逆止弁とを
別個に設けてもよく、あるいは、ターボチャージャやス
ーパーチャージャのポンプ作用により分離空間１０を積
極的に負圧とするようにしてもよく、あるいは、第１実
施形態の上記変形例と同等の変形を第２実施形態に施し
ても、それぞれ同等の作用効果を奏することができるの
はいうまでもない。
【００２０】図５に示す第３実施形態では、箱体３０の
上流側及び下流側にそれぞれ上記各実施形態例における
場合と同様な単数の、もしくは、積層された複数の放電
管３１、３２が配置され、上記各実施形態例の場合と同
様にエンジンの排ガスが上流側放電管３１に導かれると
共に、上流側放電管３１を通過した排ガスは矢印のよう
に箱体３０及び下流側放電管３２を通過して排出される
ように構成されている。
上流側及び下流側にそれぞれ上記各実施形態例における
場合と同様な単数の、もしくは、積層された複数の放電
管３１、３２が配置され、上記各実施形態例の場合と同
様にエンジンの排ガスが上流側放電管３１に導かれると
共に、上流側放電管３１を通過した排ガスは矢印のよう
に箱体３０及び下流側放電管３２を通過して排出される
ように構成されている。
【００２１】この場合、箱体３０内には、箱体３０内の
排ガス流路３３から区画された分離室３４が設置され、
上流側放電管３１から箱体３０内に流入した排ガスは分
離室３４のイオン伝導体壁３５に衝突して、その動圧の
一部が静圧に変換されるため、上流側放電管３１により
排ガスから生成された酸素イオンの分圧は、イオン伝導
体壁３５の分離室３４側後面に対し、イオン伝導体壁３
５の前面で大きくなるので、排ガス流路３３内から分離
室３４へのイオン伝導体壁３５による酸素イオンポンピ
ング速度を高めて、排ガスから酸素イオンを分離する機
能を容易に向上させることができる。
排ガス流路３３から区画された分離室３４が設置され、
上流側放電管３１から箱体３０内に流入した排ガスは分
離室３４のイオン伝導体壁３５に衝突して、その動圧の
一部が静圧に変換されるため、上流側放電管３１により
排ガスから生成された酸素イオンの分圧は、イオン伝導
体壁３５の分離室３４側後面に対し、イオン伝導体壁３
５の前面で大きくなるので、排ガス流路３３内から分離
室３４へのイオン伝導体壁３５による酸素イオンポンピ
ング速度を高めて、排ガスから酸素イオンを分離する機
能を容易に向上させることができる。
【００２２】また、下流側放電管３２に流入する排ガス
の酸素イオン分圧が予め低められているため、下流側放
電管３２においても上記各実施形態例の場合と同様に排
ガスから酸素イオンを効率よく分離して、窒素イオン及
び酸素イオンの再結合抑制による窒素酸化物の浄化機能
を一段と増強させることができる。
の酸素イオン分圧が予め低められているため、下流側放
電管３２においても上記各実施形態例の場合と同様に排
ガスから酸素イオンを効率よく分離して、窒素イオン及
び酸素イオンの再結合抑制による窒素酸化物の浄化機能
を一段と増強させることができる。
【００２３】なお、上流側放電管３１は酸素イオンの分
離機能を省略させてもよく、あるいは、上流側放電管３
１における消費エネルギを下流側放電管３２におけるよ
りも低く設定してもよく、あるいは、場合によっては下
流側放電管３２の設置を省略してもよく、あるいは、上
流側放電管３１及び箱体３０の組み合わせを複数段直列
に連結するようにしてもよく、あるいは、第３実施形態
やその上記変形例における分離室３４を第２実施形態や
その上記変形例の場合のように負圧としてもよく、ある
いは、箱体３０を曲折管状とし、その曲折部分で排ガス
が衝突する壁面をイオン伝導体で形成して、その裏面に
分離室３４と同様な酸素イオン分離室を設け、第３実施
形態と同等の作用を行わせるようにしてもよく、あるい
は、第１実施形態の上記変形例と同等の変形を第３実施
形態に施しても、それぞれ同等の作用効果を奏すること
ができるものである。
離機能を省略させてもよく、あるいは、上流側放電管３
１における消費エネルギを下流側放電管３２におけるよ
りも低く設定してもよく、あるいは、場合によっては下
流側放電管３２の設置を省略してもよく、あるいは、上
流側放電管３１及び箱体３０の組み合わせを複数段直列
に連結するようにしてもよく、あるいは、第３実施形態
やその上記変形例における分離室３４を第２実施形態や
その上記変形例の場合のように負圧としてもよく、ある
いは、箱体３０を曲折管状とし、その曲折部分で排ガス
が衝突する壁面をイオン伝導体で形成して、その裏面に
分離室３４と同様な酸素イオン分離室を設け、第３実施
形態と同等の作用を行わせるようにしてもよく、あるい
は、第１実施形態の上記変形例と同等の変形を第３実施
形態に施しても、それぞれ同等の作用効果を奏すること
ができるものである。
【００２４】図６に示す第４実施形態では、上記各実施
形態例の場合と同様なエンジンの排ガス通路に、酸素イ
オン発生部４０と、上記各実施形態例における放電管と
同様な装置からなるプラズマ排ガス処理部４１とが直列
に連結され、上流側の酸素イオン発生部４０において
は、高圧放電、放射線、紫外線等を利用して排ガスに含
まれている酸素から酸素負イオンを発生させ、酸素イオ
ン発生部４０から下流側のプラズマ排ガス処理部４１へ
流入した排ガスに含まれる窒素酸化物をプラズマ排ガス
処理部４１で電離させたときの酸素イオン分圧を高め、
従って、プラズマ排ガス処理部４１のイオン伝導体にお
ける酸素イオンポンピング速度を高めて、排ガスから酸
素イオンを分離する機能を容易に強化することにより、
窒素イオン及び酸素イオンの再結合抑制による窒素酸化
物の浄化機能を総合的に、かつ、一段と増強させること
ができる。
形態例の場合と同様なエンジンの排ガス通路に、酸素イ
オン発生部４０と、上記各実施形態例における放電管と
同様な装置からなるプラズマ排ガス処理部４１とが直列
に連結され、上流側の酸素イオン発生部４０において
は、高圧放電、放射線、紫外線等を利用して排ガスに含
まれている酸素から酸素負イオンを発生させ、酸素イオ
ン発生部４０から下流側のプラズマ排ガス処理部４１へ
流入した排ガスに含まれる窒素酸化物をプラズマ排ガス
処理部４１で電離させたときの酸素イオン分圧を高め、
従って、プラズマ排ガス処理部４１のイオン伝導体にお
ける酸素イオンポンピング速度を高めて、排ガスから酸
素イオンを分離する機能を容易に強化することにより、
窒素イオン及び酸素イオンの再結合抑制による窒素酸化
物の浄化機能を総合的に、かつ、一段と増強させること
ができる。
【００２５】なお、酸素イオン発生部４０における放電
電界をプラズマ排ガス処理部４１におけるよりも低く設
定して、酸素イオン発生部４０における酸素イオンの発
生機能を良好にするのが望ましく、また、プラズマ排ガ
ス処理部４１における酸素イオンの分離機構、すなわ
ち、イオン伝導体と排ガス流路からの分離空間とを酸素
イオン発生部４０にも設けるようにしてもよいものであ
る。
電界をプラズマ排ガス処理部４１におけるよりも低く設
定して、酸素イオン発生部４０における酸素イオンの発
生機能を良好にするのが望ましく、また、プラズマ排ガ
ス処理部４１における酸素イオンの分離機構、すなわ
ち、イオン伝導体と排ガス流路からの分離空間とを酸素
イオン発生部４０にも設けるようにしてもよいものであ
る。
【００２６】さらに、上記各実施形態例は放電管４の排
ガス流路９内から酸素イオンを分離するようにしている
が、内部電極６及び外部電極７の極性と誘電体及びイオ
ン伝導体とを適宜変更して、排ガス流路９内から窒素イ
オンを分離するようにしてもよく、あるいは、内部電極
６及び外部電極７をそれぞれ円筒形として排ガス流路９
内からイオンが通過できるようにすると共に、それぞれ
適宜の誘電体及びイオン伝導体とを設け、交流電源等に
より内部電極６及び外部電極７の極性を反転させて、排
ガス流路９内に生成された窒素イオンと酸素イオンとが
内部電極６及び外部電極７と各イオン伝導体とをそれぞ
れ通過し、排ガス流路９内から窒素イオン及び酸素イオ
ンを分離させて、窒素イオン及び酸素イオンの再結合を
一層強力に抑制することにより、窒素酸化物の浄化機能
を増強させるようにしてもよいものであり、また、第１
実施形態〜第４実施形態やそれらの上記各変形例を適
宜、あるいは、任意に組み合わせるようにしてもよいこ
とはいうまでもない。
ガス流路９内から酸素イオンを分離するようにしている
が、内部電極６及び外部電極７の極性と誘電体及びイオ
ン伝導体とを適宜変更して、排ガス流路９内から窒素イ
オンを分離するようにしてもよく、あるいは、内部電極
６及び外部電極７をそれぞれ円筒形として排ガス流路９
内からイオンが通過できるようにすると共に、それぞれ
適宜の誘電体及びイオン伝導体とを設け、交流電源等に
より内部電極６及び外部電極７の極性を反転させて、排
ガス流路９内に生成された窒素イオンと酸素イオンとが
内部電極６及び外部電極７と各イオン伝導体とをそれぞ
れ通過し、排ガス流路９内から窒素イオン及び酸素イオ
ンを分離させて、窒素イオン及び酸素イオンの再結合を
一層強力に抑制することにより、窒素酸化物の浄化機能
を増強させるようにしてもよいものであり、また、第１
実施形態〜第４実施形態やそれらの上記各変形例を適
宜、あるいは、任意に組み合わせるようにしてもよいこ
とはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】本発明にかかる請求項１所載の排ガス浄
化装置にあっては、プラズマ装置の電極間または電極の
下流側に配置された区画部材により、排ガス中の窒素酸
化物から解離された窒素イオンと酸素イオンとのいずれ
か一方のみの濃度が高い空間と、他方の濃度が高い排ガ
ス流路とが分離され、相互に切り離された空間と排ガス
流路とで窒素イオン同士及び酸素イオン同士がそれぞれ
結合して窒素分子と酸素分子となる反応が促進されるた
め、窒素イオン及び酸素イオンが窒素酸化物に再結合す
ることを効果的に抑制することができるので、排ガス中
の窒素酸化物を効率良く浄化することが可能となる。
化装置にあっては、プラズマ装置の電極間または電極の
下流側に配置された区画部材により、排ガス中の窒素酸
化物から解離された窒素イオンと酸素イオンとのいずれ
か一方のみの濃度が高い空間と、他方の濃度が高い排ガ
ス流路とが分離され、相互に切り離された空間と排ガス
流路とで窒素イオン同士及び酸素イオン同士がそれぞれ
結合して窒素分子と酸素分子となる反応が促進されるた
め、窒素イオン及び酸素イオンが窒素酸化物に再結合す
ることを効果的に抑制することができるので、排ガス中
の窒素酸化物を効率良く浄化することが可能となる。
【００２８】また、本発明にかかる請求項２所載の排ガ
ス浄化装置にあっては、プラズマ装置の電極間または電
極の下流側に配置された区画部材により、排ガス中の酸
素から解離された酸素イオンの濃度が高い空間と排ガス
流路とが分離され、上記空間において酸素イオン同士が
結合して酸素分子となる反応が促進されるため、排ガス
流路での酸素イオン濃度が低下して還元雰囲気に近づけ
ることができるので、その下流側に配置された窒素酸化
物浄化手段により排ガス中の窒素酸化物を効率良く浄化
させることができるようになる。
ス浄化装置にあっては、プラズマ装置の電極間または電
極の下流側に配置された区画部材により、排ガス中の酸
素から解離された酸素イオンの濃度が高い空間と排ガス
流路とが分離され、上記空間において酸素イオン同士が
結合して酸素分子となる反応が促進されるため、排ガス
流路での酸素イオン濃度が低下して還元雰囲気に近づけ
ることができるので、その下流側に配置された窒素酸化
物浄化手段により排ガス中の窒素酸化物を効率良く浄化
させることができるようになる。
【図１】本発明の第１実施形態における要部斜視図。
【図２】図１のII−II縦断面図。
【図３】図２の一部拡大図。
【図４】本発明の第２実施形態における概略配置図。
【図５】本発明の第３実施形態における要部断面図。
【図６】本発明の第４実施形態における概略配置図。
４ 放電管 ６ 内部電極 ７ 外部電極 ８ 誘電体（イオン伝導体） ９ 排ガス流路 １０ 分離空間 ２０ エンジン ２１ 排ガス通路 ２２ 管路 ２３ 吸気管 ２４ バキューム弁 ２５ 酸素センサ ２６ エンジン制御装置 ３０ 箱体 ３１ 上流側放電管 ３２ 下流側放電管 ３４ 分離室 ３５ イオン伝導体壁 ４０ 酸素イオン発生部 ４１ プラズマ排ガス処理部
Claims (2)
- 【請求項１】 窒素酸化物を含む排ガスの流路に設けら
れ電極間の放電により上記窒素酸化物を窒素イオンと酸
素イオンとに解離させるプラズマ装置、及び、上記窒素
イオンと上記酸素イオンとのいずれか一方のみが通過す
る材質で構成されて上記電極間または上記電極の下流側
に配置され上記流路から分離された空間を形成する区画
部材を有する排ガス浄化装置。 - 【請求項２】 窒素酸化物を含んで酸化雰囲気にある排
ガスの流路に設けられ電極間の放電により上記排ガス中
の酸素を酸素イオンに解離させるプラズマ装置と、上記
酸素イオンが通過する材質で構成されて上記電極間また
は上記電極の下流側に配置され上記流路から分離された
空間を形成する区画部材と、上記空間に隣接する上記流
路の下流側に設けられ上記排ガス中の窒素酸化物を浄化
する窒素酸化物浄化手段とを有する排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27300799A JP2001087621A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27300799A JP2001087621A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001087621A true JP2001087621A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17521867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27300799A Withdrawn JP2001087621A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001087621A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160521B2 (en) | 2001-07-11 | 2007-01-09 | Applied Materials, Inc. | Treatment of effluent from a substrate processing chamber |
| EP2701825A1 (en) * | 2011-04-28 | 2014-03-05 | Koninklijke Philips N.V. | Method and arrangement for generating oxygen |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27300799A patent/JP2001087621A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160521B2 (en) | 2001-07-11 | 2007-01-09 | Applied Materials, Inc. | Treatment of effluent from a substrate processing chamber |
| EP2701825A1 (en) * | 2011-04-28 | 2014-03-05 | Koninklijke Philips N.V. | Method and arrangement for generating oxygen |
| JP2014522361A (ja) * | 2011-04-28 | 2014-09-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 酸素を生成する方法及び装置 |
| US9556028B2 (en) | 2011-04-28 | 2017-01-31 | Koninklijke Philisp N.V. | Method and arrangement for generating oxygen |
| EP2701825B1 (en) * | 2011-04-28 | 2018-12-12 | Koninklijke Philips N.V. | Method and arrangement for generating oxygen |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061205 |