JP2002097936A - プラズマを利用してｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置 - Google Patents
プラズマを利用してｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この排気ガス浄化装置は，プラズマエネルギ
によってＮＯX を分解して排気ガスを浄化する。 【解決手段】 この排気ガス浄化装置は，排気ガス中の
ＮＯX を捕捉するＮＯX吸着触媒１２，１３をコーティ
ングした第１金属板１１から成る波形板２，波形板２に
積層された絶縁材８，９をコーティングした第２金属板
７から成る平板３，第１金属板１１と第２金属板７とに
接続された一対の通電端子５，６，及び通電端子５，６
に接続された第１金属板１１と第２金属板７との電極間
に高電圧で断続的に変化する電流又は直流電流を印加し
て電極間にプラズマを発生させるプラズマ発生装置を有
し，排気ガスを流す多数の通路１４を形成するように波
形板２と平板３とを重ね合わせて渦巻状に巻き上げら
れ，筒状に形成されている。
によってＮＯX を分解して排気ガスを浄化する。 【解決手段】 この排気ガス浄化装置は，排気ガス中の
ＮＯX を捕捉するＮＯX吸着触媒１２，１３をコーティ
ングした第１金属板１１から成る波形板２，波形板２に
積層された絶縁材８，９をコーティングした第２金属板
７から成る平板３，第１金属板１１と第２金属板７とに
接続された一対の通電端子５，６，及び通電端子５，６
に接続された第１金属板１１と第２金属板７との電極間
に高電圧で断続的に変化する電流又は直流電流を印加し
て電極間にプラズマを発生させるプラズマ発生装置を有
し，排気ガスを流す多数の通路１４を形成するように波
形板２と平板３とを重ね合わせて渦巻状に巻き上げら
れ，筒状に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，プラズマエネル
ギの電子，イオンを利用してディーゼルエンジンから排
出される排気ガスに含まれるＮＯX をＮＯX 吸着触媒の
助けで吸着分解させ消滅させる排気ガス浄化装置に関す
る。
ギの電子，イオンを利用してディーゼルエンジンから排
出される排気ガスに含まれるＮＯX をＮＯX 吸着触媒の
助けで吸着分解させ消滅させる排気ガス浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，エンジンの排気ガスを処理する排
気ガス処理装置は，排気管に配設したフィルタの面積を
大きく形成すると共にフィルタに対して加熱コイルを取
り付け，排気ガスに含まれるカーボン等のパティキュレ
ート物質をフィルタの前面部に堆積させて捕集し，次い
でフィルタに堆積したカーボンを加熱コイルを通電して
加熱してカーボンを加熱燃焼させて焼却し，フィルタを
再生している。
気ガス処理装置は，排気管に配設したフィルタの面積を
大きく形成すると共にフィルタに対して加熱コイルを取
り付け，排気ガスに含まれるカーボン等のパティキュレ
ート物質をフィルタの前面部に堆積させて捕集し，次い
でフィルタに堆積したカーボンを加熱コイルを通電して
加熱してカーボンを加熱燃焼させて焼却し，フィルタを
再生している。
【０００３】また，特開平８−３１２３２８号公報に開
示されたディーゼルパティキュレートフィルタは，ＮＯ
X の還元作用を有する多孔質焼結体の外側にセラミック
繊維材を配置し，多孔質焼結体でＮＯX の発生を低減
し，セラミック繊維材でパティキュレートを捕集する。
フィルタは，排気ガス中に含まれるパティキュレートを
捕集するセラミック繊維材をランダムに積層された不織
布から構成され，セラミック繊維材の外側に通電金網が
巻き付けられている。セラミック繊維材の下流にＮＯX
の還元作用を有するＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 ，Ｂａ3 Ｙ4 Ｏ5
又はＢａＬａ2 Ｏ 5 から成る化合物から成る多孔質焼結
体が配置されている。
示されたディーゼルパティキュレートフィルタは，ＮＯ
X の還元作用を有する多孔質焼結体の外側にセラミック
繊維材を配置し，多孔質焼結体でＮＯX の発生を低減
し，セラミック繊維材でパティキュレートを捕集する。
フィルタは，排気ガス中に含まれるパティキュレートを
捕集するセラミック繊維材をランダムに積層された不織
布から構成され，セラミック繊維材の外側に通電金網が
巻き付けられている。セラミック繊維材の下流にＮＯX
の還元作用を有するＢａ2 Ｉｎ2 Ｏ5 ，Ｂａ3 Ｙ4 Ｏ5
又はＢａＬａ2 Ｏ 5 から成る化合物から成る多孔質焼結
体が配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで，ディーゼル
エンジンから排出される排気ガス中には，カーボン，ス
モーク，ＨＣ，ＳＯX 等のパティキュレート物質が含ま
れると共に，ＮＯX の有害物質が含まれている。しかし
ながら，ＮＯX はガス体であるので，排気ガスからＮＯ
X を除去することは極めて困難である。ディーゼルエン
ジンから排出される排気ガスは，ディーゼルエンジンが
空気過剰率の燃焼形態であるため，酸素の濃度が高く，
ＮＯX を触媒の助けで酸化させようとすると，触媒は排
気ガス中の酸素と反応し，役に立たなくなり，排気ガス
中のＮＯX の除去に触媒を単に利用することはできな
い。即ち，エンジンからの排気ガス中には，３００ｐｐ
ｍ〜５０ｐｐｍのＮＯX が含まれているが，この排気ガ
ス中のＮＯX は気体状態で流れていくため，これを捕捉
して分解させることは困難である。
エンジンから排出される排気ガス中には，カーボン，ス
モーク，ＨＣ，ＳＯX 等のパティキュレート物質が含ま
れると共に，ＮＯX の有害物質が含まれている。しかし
ながら，ＮＯX はガス体であるので，排気ガスからＮＯ
X を除去することは極めて困難である。ディーゼルエン
ジンから排出される排気ガスは，ディーゼルエンジンが
空気過剰率の燃焼形態であるため，酸素の濃度が高く，
ＮＯX を触媒の助けで酸化させようとすると，触媒は排
気ガス中の酸素と反応し，役に立たなくなり，排気ガス
中のＮＯX の除去に触媒を単に利用することはできな
い。即ち，エンジンからの排気ガス中には，３００ｐｐ
ｍ〜５０ｐｐｍのＮＯX が含まれているが，この排気ガ
ス中のＮＯX は気体状態で流れていくため，これを捕捉
して分解させることは困難である。
【０００５】そこで，排気ガス中に含まれるＮＯX を，
酸素と反応し難い物質の空穴で捕捉し，捕捉されたＮＯ
X をプラズマを利用して分解させることが考えられる。
本発明者は，ＮＯX がプラズマエネルギの電子，イオン
で分解することに着眼し，排気ガス中に含まれるＮＯX
をＮＯX 分解触媒に吸着させ，そのＮＯX をプラズマエ
ネルギで分解させる技術を開発し，特願２０００−１１
４１００号として先に出願した。
酸素と反応し難い物質の空穴で捕捉し，捕捉されたＮＯ
X をプラズマを利用して分解させることが考えられる。
本発明者は，ＮＯX がプラズマエネルギの電子，イオン
で分解することに着眼し，排気ガス中に含まれるＮＯX
をＮＯX 分解触媒に吸着させ，そのＮＯX をプラズマエ
ネルギで分解させる技術を開発し，特願２０００−１１
４１００号として先に出願した。
【０００６】ところで，プラズマは，放電電流であり，
気体間を自由に運動する正，負の荷電粒子群によってで
きる現象である。そこで，ディーゼルパティキュレート
フィルタは，通電性のないセラミックス繊維を積層した
フィルタ本体とその両側に金網製の保持材を用いて襞状
に折り曲げた筒体構造に構成されたものについて，フィ
ルタ本体の両側の金網を電極に構成し，高周波，高電圧
を負荷すると，両電極間にプラズマを発生させることが
できる。また，ペロブスカイト型構造を持つ物質は，分
子構造の中に空孔の欠陥があり，その表面には分子を捕
らえる孔が沢山存在し，それらの空孔にＮＯX 等の気体
を収容する特性がある。また，ブラウンミラライト様構
造を持つ物質は，ペロブスカイト型構造を持つ物質と同
様な特性を有すると共に，温度変化によって構造が変化
し，この時に電子ｅを遊離する特性を有している。
気体間を自由に運動する正，負の荷電粒子群によってで
きる現象である。そこで，ディーゼルパティキュレート
フィルタは，通電性のないセラミックス繊維を積層した
フィルタ本体とその両側に金網製の保持材を用いて襞状
に折り曲げた筒体構造に構成されたものについて，フィ
ルタ本体の両側の金網を電極に構成し，高周波，高電圧
を負荷すると，両電極間にプラズマを発生させることが
できる。また，ペロブスカイト型構造を持つ物質は，分
子構造の中に空孔の欠陥があり，その表面には分子を捕
らえる孔が沢山存在し，それらの空孔にＮＯX 等の気体
を収容する特性がある。また，ブラウンミラライト様構
造を持つ物質は，ペロブスカイト型構造を持つ物質と同
様な特性を有すると共に，温度変化によって構造が変化
し，この時に電子ｅを遊離する特性を有している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の問題を解決することであり，排気ガス中に含まれるＮ
ＯX をペロブスカイト型構造を持つ触媒物質，その内で
もブラウンミラライト様構造を持つ物質の表面に分子を
捉える空穴が沢山存在しているので，その空穴にＮＯX
分子を捕捉させ，空穴に捕捉されているＮＯX をプラズ
マエネルギの電子，イオンを用いてＮ2 とＯ2 とに分解
させて排気ガスを浄化するものであり，ＮＯX 吸着触媒
を担持させた金属板にプラズマ発生装置を組み込み，電
極間に高周波，高電圧を負荷させてプラズマを発生さ
せ，プラズマエネルギの電子，イオンを利用してＮＯX
吸着触媒に捕捉されているＮＯX を電子衝突又はイオン
衝突により反応性を良好にして活性化させ，排気ガス中
に含まれるＮＯX を分解させて排気ガスを浄化する排気
ガス浄化装置を提供することである。
の問題を解決することであり，排気ガス中に含まれるＮ
ＯX をペロブスカイト型構造を持つ触媒物質，その内で
もブラウンミラライト様構造を持つ物質の表面に分子を
捉える空穴が沢山存在しているので，その空穴にＮＯX
分子を捕捉させ，空穴に捕捉されているＮＯX をプラズ
マエネルギの電子，イオンを用いてＮ2 とＯ2 とに分解
させて排気ガスを浄化するものであり，ＮＯX 吸着触媒
を担持させた金属板にプラズマ発生装置を組み込み，電
極間に高周波，高電圧を負荷させてプラズマを発生さ
せ，プラズマエネルギの電子，イオンを利用してＮＯX
吸着触媒に捕捉されているＮＯX を電子衝突又はイオン
衝突により反応性を良好にして活性化させ，排気ガス中
に含まれるＮＯX を分解させて排気ガスを浄化する排気
ガス浄化装置を提供することである。
【０００８】この発明は，エンジンからの排気ガスが排
出される排気管に組み込まれたハウジング，前記ハウジ
ング内に配置された前記排気ガス中に含まれるＮＯX を
捕捉するＮＯX 吸着触媒を全面にコーティングした第１
金属板から構成された波形板，前記波形板に積層された
セラミックス等から成る絶縁材を全面にコーティングし
た第２金属板から構成された平板，前記絶縁材で互いに
絶縁した隔置された前記波形板の前記第１金属板と前記
平板の前記第２金属板とに電気的に接続された一対の通
電端子，及び前記通電端子に接続された前記第１金属板
と前記第２金属板との電極間に高電圧で断続的に変化す
る電流又は直流電流を印加して前記電極間にプラズマを
発生させるプラズマ発生装置を具備し，前記ＮＯX 吸着
触媒に捕捉されている前記ＮＯX を前記プラズマによっ
て分解させることから成る排気ガス浄化装置に関する。
出される排気管に組み込まれたハウジング，前記ハウジ
ング内に配置された前記排気ガス中に含まれるＮＯX を
捕捉するＮＯX 吸着触媒を全面にコーティングした第１
金属板から構成された波形板，前記波形板に積層された
セラミックス等から成る絶縁材を全面にコーティングし
た第２金属板から構成された平板，前記絶縁材で互いに
絶縁した隔置された前記波形板の前記第１金属板と前記
平板の前記第２金属板とに電気的に接続された一対の通
電端子，及び前記通電端子に接続された前記第１金属板
と前記第２金属板との電極間に高電圧で断続的に変化す
る電流又は直流電流を印加して前記電極間にプラズマを
発生させるプラズマ発生装置を具備し，前記ＮＯX 吸着
触媒に捕捉されている前記ＮＯX を前記プラズマによっ
て分解させることから成る排気ガス浄化装置に関する。
【０００９】この排気ガス浄化装置は，前記波形板の頂
面と前記平板とが接する状態に互いに重ね合わせて渦巻
状に巻き上げられて全体として筒状に形成され，前記排
気ガスは前記波形板と前記平板とで形成される長手方向
に延びる多数の通路を流れるものである。
面と前記平板とが接する状態に互いに重ね合わせて渦巻
状に巻き上げられて全体として筒状に形成され，前記排
気ガスは前記波形板と前記平板とで形成される長手方向
に延びる多数の通路を流れるものである。
【００１０】前記波形板にコーティングされた前記ＮＯ
X 吸着触媒は，ゼオライト，銅等のＮＯX 吸着合成物，
ペロブスカイト系ＮＯX 吸着粒子，ブラウンミラライト
様構造を持つ化合物等のＮＯX 吸着物質にＰｔ，Ｎｉ，
Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の粒子を分散させて構成されてい
る。
X 吸着触媒は，ゼオライト，銅等のＮＯX 吸着合成物，
ペロブスカイト系ＮＯX 吸着粒子，ブラウンミラライト
様構造を持つ化合物等のＮＯX 吸着物質にＰｔ，Ｎｉ，
Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の粒子を分散させて構成されてい
る。
【００１１】前記排気ガスに含まれる前記ＮＯX は前記
通路を流れる時に前記ＮＯX 吸着触媒に接触して前記Ｎ
ＯX 吸着触媒の分子空孔に存在する空穴に捕捉され，前
記空穴に捕捉された前記ＮＯX はプラズマエネルギの電
子，イオンによってＮ2 とＯ 2 とに分解され，また，前
記排気ガスに含まれるＣＯ，ＨＣ，Ｃは前記Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の助けで前記Ｏ2 と反応してＣ
Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して消滅される。
通路を流れる時に前記ＮＯX 吸着触媒に接触して前記Ｎ
ＯX 吸着触媒の分子空孔に存在する空穴に捕捉され，前
記空穴に捕捉された前記ＮＯX はプラズマエネルギの電
子，イオンによってＮ2 とＯ 2 とに分解され，また，前
記排気ガスに含まれるＣＯ，ＨＣ，Ｃは前記Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の助けで前記Ｏ2 と反応してＣ
Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して消滅される。
【００１２】前記平板にコーティングされた前記絶縁材
は，ジルコニア又はジルコニア，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2
等を含む物質の粉体から構成されている。
は，ジルコニア又はジルコニア，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2
等を含む物質の粉体から構成されている。
【００１３】前記電極を構成する前記第１金属板と前記
第２金属板とは，高電圧を印加できるＳＵＳ等の金属材
料から構成されている。
第２金属板とは，高電圧を印加できるＳＵＳ等の金属材
料から構成されている。
【００１４】前記プラズマ発生装置は，前記電極間に２
００Ｖ〜３０００Ｖの電圧の交流電力を負荷させること
で前記プラズマを発生させる。
００Ｖ〜３０００Ｖの電圧の交流電力を負荷させること
で前記プラズマを発生させる。
【００１５】前記プラズマ発生装置によって前記電極に
印加する高周波で高電圧を発生させる電源は，前記エン
ジンに設けられた発電機で発電された電力をトランスを
用いて高圧化させた高電圧が使用されるが使用される。
印加する高周波で高電圧を発生させる電源は，前記エン
ジンに設けられた発電機で発電された電力をトランスを
用いて高圧化させた高電圧が使用されるが使用される。
【００１６】前記プラズマ発生装置は，交流発電機から
の電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流コ
イルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器からの
高周波を用いて断続器の出力によりオン・オフ制御して
交番電力による高周波高電圧を発生させ，前記高周波高
電圧を前記電極間に印加してプラズマを発生させる。
の電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流コ
イルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器からの
高周波を用いて断続器の出力によりオン・オフ制御して
交番電力による高周波高電圧を発生させ，前記高周波高
電圧を前記電極間に印加してプラズマを発生させる。
【００１７】この排気ガス浄化装置は，排気ガスからパ
ティキュレート物質が加熱焼却されて浄化された排気ガ
スに含まれるＮＯX を吸着して分解させるため，前記排
気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集して前記
パティキュレート物質を加熱焼却するディーゼルパティ
キュレートフィルタの下流側の排気管にハウジングを配
設して前記排気管に組み込むことができる。プラズマ発
生装置によって電極に印加する高周波で高電圧を発生さ
せる電源は，エンジンに設けられた発電機で発電された
電力が使用される。更に，前記発電機は，ステータコア
に巻き上げられた巻線の巻き数を大小に変更した二種類
の低電力側発電機と高電力側発電機から構成され，前記
プラズマ発生装置の前記発電機は高電力側発電機が用い
られる（例えば，本出願人に係る出願である特願２００
０−１１３９１５号参照）。
ティキュレート物質が加熱焼却されて浄化された排気ガ
スに含まれるＮＯX を吸着して分解させるため，前記排
気ガスに含まれるパティキュレート物質を捕集して前記
パティキュレート物質を加熱焼却するディーゼルパティ
キュレートフィルタの下流側の排気管にハウジングを配
設して前記排気管に組み込むことができる。プラズマ発
生装置によって電極に印加する高周波で高電圧を発生さ
せる電源は，エンジンに設けられた発電機で発電された
電力が使用される。更に，前記発電機は，ステータコア
に巻き上げられた巻線の巻き数を大小に変更した二種類
の低電力側発電機と高電力側発電機から構成され，前記
プラズマ発生装置の前記発電機は高電力側発電機が用い
られる（例えば，本出願人に係る出願である特願２００
０−１１３９１５号参照）。
【００１８】この排気ガス浄化装置は，上記のように構
成したので，波板と平板との金属部材の電極間に高周波
で高電圧を負荷させると，電極間にプラズマ状態，即
ち，プラズマ流れが４〜１０ＫＶの高周波電流の状態で
励起され，陽陰電子，イオン化物質（ｅ+ ，ｅ- ）が連
続して発生する。排気ガス中に含まれるＮＯX は，不安
定な気体であり，大気中で粒状のブラウンミラライト様
構造を持つ物質，ペロブスカイト型構造を持つ物質等の
触媒の吸着作用と，電子移動により分解されるが，ＮＯ
X は，更にプラズマ流内で陽電子ｅ+ ，陰電子ｅ- を受
け，ＮＯX がラジカル状態となり，Ｎ2 とＯ2 に分解さ
れる。この効果と粒状のブラウンミラライト様構造を持
つ物質の電子分離作用が合成され，より効果的なＮＯX
分解作用となる。
成したので，波板と平板との金属部材の電極間に高周波
で高電圧を負荷させると，電極間にプラズマ状態，即
ち，プラズマ流れが４〜１０ＫＶの高周波電流の状態で
励起され，陽陰電子，イオン化物質（ｅ+ ，ｅ- ）が連
続して発生する。排気ガス中に含まれるＮＯX は，不安
定な気体であり，大気中で粒状のブラウンミラライト様
構造を持つ物質，ペロブスカイト型構造を持つ物質等の
触媒の吸着作用と，電子移動により分解されるが，ＮＯ
X は，更にプラズマ流内で陽電子ｅ+ ，陰電子ｅ- を受
け，ＮＯX がラジカル状態となり，Ｎ2 とＯ2 に分解さ
れる。この効果と粒状のブラウンミラライト様構造を持
つ物質の電子分離作用が合成され，より効果的なＮＯX
分解作用となる。
【００１９】この排気ガス浄化装置は，上記のように，
ＮＯX 分解機能をＤＰＦ機能のディーゼルパティキュレ
ートフィルタの後流に配設させることが好ましく，セラ
ミックス繊維や金属部材に粒状のブラウンミラライト様
構造を持つ化合物を担持させたフィルタを用い，プラズ
マ発生を金網間で強弱化させて制御し，ＳＰＭの酸化焼
却及びＮＯX 分解させ，排気ガスを浄化する。また，プ
ラズマ電力を高電圧化させるため，ＡＣ発電機の電圧を
大きくするように，直列連続巻きしたステータコイルか
らの電流を巻線比を７５〜１５０程度に設定すると，５
〜３０ＫＶＡの電圧が両金網間に負荷できる。高電圧化
した電力は，そのまま負荷しても良い。一旦整流し，水
晶発振子により発振されたオン・オフ波によってパワー
トランジスタをオン・オフさせ，高電圧の断続した電流
を作ることもできる。
ＮＯX 分解機能をＤＰＦ機能のディーゼルパティキュレ
ートフィルタの後流に配設させることが好ましく，セラ
ミックス繊維や金属部材に粒状のブラウンミラライト様
構造を持つ化合物を担持させたフィルタを用い，プラズ
マ発生を金網間で強弱化させて制御し，ＳＰＭの酸化焼
却及びＮＯX 分解させ，排気ガスを浄化する。また，プ
ラズマ電力を高電圧化させるため，ＡＣ発電機の電圧を
大きくするように，直列連続巻きしたステータコイルか
らの電流を巻線比を７５〜１５０程度に設定すると，５
〜３０ＫＶＡの電圧が両金網間に負荷できる。高電圧化
した電力は，そのまま負荷しても良い。一旦整流し，水
晶発振子により発振されたオン・オフ波によってパワー
トランジスタをオン・オフさせ，高電圧の断続した電流
を作ることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による排気ガス浄化装置の実施例を説明する。図１はこ
の発明による排気ガス浄化装置の一実施例を示す概略説
明図，図２は図１の波状板と平板との構造を示す一部分
解図，及び図３は図１の排気ガス浄化装置の製造工程を
説明する概略説明図である。
による排気ガス浄化装置の実施例を説明する。図１はこ
の発明による排気ガス浄化装置の一実施例を示す概略説
明図，図２は図１の波状板と平板との構造を示す一部分
解図，及び図３は図１の排気ガス浄化装置の製造工程を
説明する概略説明図である。
【００２１】この排気ガス浄化装置は，例えば，エンジ
ンから排出される排気ガスＥＧからパティキュレート物
質が加熱焼却されて浄化された排気ガスＥＧに含まれる
ＮＯ X を吸着して分解させるため，排気ガスＥＧに含ま
れるパティキュレート物質を捕集してパティキュレート
物質を加熱焼却するディーゼルパティキュレートフィル
タ（ＤＰＦ）の下流側の排気管にハウジング１を配設し
て組み込まれている。この排気ガス浄化装置がＤＰＦの
後流の排気管に配設されると，排気ガスＥＧの温度が低
下していると共に，排気ガスＥＧ中にパティキュレート
物質が含まれておらず，ＮＯX のガス体が含まれた状態
であるので，ＮＯX をＮＯX 吸着触媒１２，１３に捕捉
する上で好ましい。また，この排気ガス浄化装置は，ハ
ウジング１の後流にＮＯX センサ４が配置され，浄化さ
れた排気ガスＥＧ中にＮＯX が含まれているか否かが検
出されている。この排気ガス浄化装置は，特に，ＮＯX
吸着触媒１２，１３に捕捉されているＮＯX を，プラズ
マ発生装置１０によって発生したプラズマによって分解
させるものである。
ンから排出される排気ガスＥＧからパティキュレート物
質が加熱焼却されて浄化された排気ガスＥＧに含まれる
ＮＯ X を吸着して分解させるため，排気ガスＥＧに含ま
れるパティキュレート物質を捕集してパティキュレート
物質を加熱焼却するディーゼルパティキュレートフィル
タ（ＤＰＦ）の下流側の排気管にハウジング１を配設し
て組み込まれている。この排気ガス浄化装置がＤＰＦの
後流の排気管に配設されると，排気ガスＥＧの温度が低
下していると共に，排気ガスＥＧ中にパティキュレート
物質が含まれておらず，ＮＯX のガス体が含まれた状態
であるので，ＮＯX をＮＯX 吸着触媒１２，１３に捕捉
する上で好ましい。また，この排気ガス浄化装置は，ハ
ウジング１の後流にＮＯX センサ４が配置され，浄化さ
れた排気ガスＥＧ中にＮＯX が含まれているか否かが検
出されている。この排気ガス浄化装置は，特に，ＮＯX
吸着触媒１２，１３に捕捉されているＮＯX を，プラズ
マ発生装置１０によって発生したプラズマによって分解
させるものである。
【００２２】この排気ガス浄化装置は，特に，エンジン
からの排気ガスＥＧが排出される排気管に組み込まれた
ハウジング１，ハウジング１内に配置された排気ガスＥ
Ｇ中に含まれるＮＯX を捕捉するＮＯX 吸着触媒１２，
１３を全面にコーティングした第１金属板１１から構成
された波形板２，波形板２に積層されたセラミックス等
から成る絶縁材８，９を全面にコーティングした第２金
属板７から構成された平板３，絶縁材８，９で互いに絶
縁した隔置された波形板２の第１金属板１１と平板３の
第２金属板７とに電気的に接続された一対の通電端子
５，６，及び通電端子５，６に接続された第１金属板１
１と第２金属板７との電極間に高電圧で断続的に変化す
る電流又は直流電流を印加して電極間にプラズマを発生
させるプラズマ発生装置１０を有している。
からの排気ガスＥＧが排出される排気管に組み込まれた
ハウジング１，ハウジング１内に配置された排気ガスＥ
Ｇ中に含まれるＮＯX を捕捉するＮＯX 吸着触媒１２，
１３を全面にコーティングした第１金属板１１から構成
された波形板２，波形板２に積層されたセラミックス等
から成る絶縁材８，９を全面にコーティングした第２金
属板７から構成された平板３，絶縁材８，９で互いに絶
縁した隔置された波形板２の第１金属板１１と平板３の
第２金属板７とに電気的に接続された一対の通電端子
５，６，及び通電端子５，６に接続された第１金属板１
１と第２金属板７との電極間に高電圧で断続的に変化す
る電流又は直流電流を印加して電極間にプラズマを発生
させるプラズマ発生装置１０を有している。
【００２３】この排気ガス浄化装置は，図３に示すよう
に，波形板２の頂面１５と平板３とが接する状態に互い
に重ね合わせて渦巻状に巻き上げられて全体として筒状
に形成され，排気ガスＥＧは波形板２と平板３とで形成
される長手方向に延びる多数の通路１４を流れることか
ら構成されている。また，波形板２にコーティングされ
たＮＯX 吸着触媒１２，１３は，ゼオライト，銅等のＮ
ＯX 吸着合成物，ペロブスカイト系ＮＯX 吸着粒子，ブ
ラウンミラライト様構造を持つ物質等のＮＯX吸着物質
にＰｔ，Ｎｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の粒子を分散させて
構成されている。
に，波形板２の頂面１５と平板３とが接する状態に互い
に重ね合わせて渦巻状に巻き上げられて全体として筒状
に形成され，排気ガスＥＧは波形板２と平板３とで形成
される長手方向に延びる多数の通路１４を流れることか
ら構成されている。また，波形板２にコーティングされ
たＮＯX 吸着触媒１２，１３は，ゼオライト，銅等のＮ
ＯX 吸着合成物，ペロブスカイト系ＮＯX 吸着粒子，ブ
ラウンミラライト様構造を持つ物質等のＮＯX吸着物質
にＰｔ，Ｎｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の粒子を分散させて
構成されている。
【００２４】排気ガスＥＧに含まれるＮＯX は，波形板
２と平板３とで形成される通路１４を流れる時に，ＮＯ
X 吸着触媒１２，１３に接触してＮＯX 吸着触媒１２，
１３の分子空孔に存在する空穴に捕捉され，空穴に捕捉
されたＮＯX はプラズマエネルギの電子，イオンによっ
てＮ2 とＯ2 とに分解される。また，排気ガスＥＧに含
まれるＣＯ，ＨＣ，Ｃは，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の
触媒の助けでＯ2 と反応してＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して
消滅される。
２と平板３とで形成される通路１４を流れる時に，ＮＯ
X 吸着触媒１２，１３に接触してＮＯX 吸着触媒１２，
１３の分子空孔に存在する空穴に捕捉され，空穴に捕捉
されたＮＯX はプラズマエネルギの電子，イオンによっ
てＮ2 とＯ2 とに分解される。また，排気ガスＥＧに含
まれるＣＯ，ＨＣ，Ｃは，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の
触媒の助けでＯ2 と反応してＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して
消滅される。
【００２５】また，平板３の第２金属板７にコーティン
グされた絶縁材８，９は，ジルコニア又はジルコニア，
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 等を含む物質の粉体から構成され
ている。電極を構成する第１金属板１１と第２金属板７
とは，高電圧を印加できるＳＵＳ等の金属材料から構成
されている。
グされた絶縁材８，９は，ジルコニア又はジルコニア，
Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 等を含む物質の粉体から構成され
ている。電極を構成する第１金属板１１と第２金属板７
とは，高電圧を印加できるＳＵＳ等の金属材料から構成
されている。
【００２６】プラズマ発生装置１０は，通電端子５と通
電端子６との間に２００Ｖ〜３０００Ｖの電圧の交流電
力を負荷させることでプラズマを発生させることができ
る。通電端子５と通電端子６との間の距離は短いので，
印加する電圧は２００Ｖでも十分である。プラズマ発生
装置１０によって通電端子５，６に印加する高周波で高
電圧を発生させる電源は，エンジンに設けられた発電機
で発電された電力をトランスを用いて高圧化させた高電
圧を使用することができるものであり，交流電圧を高電
圧にしてそのまま使用することもできる。プラズマ発生
装置１０は，図示していないが，例えば，交流発電機か
らの電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流
コイルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器から
の高周波を断続器の出力によりオン・オフ制御して交番
電力による高周波高電圧を発生させ，該高周波高電圧を
通電端子５と６との間に印加してプラズマを発生させる
ことができる。コントローラ４は，ハウジング１の後流
に配置されたＮＯX センサ４の検出値に応答してプラズ
マ発生装置１０を制御し，適正なプラズマを発生させて
プラズマエネルギの電子，イオンによってＮＯX を分解
させる。
電端子６との間に２００Ｖ〜３０００Ｖの電圧の交流電
力を負荷させることでプラズマを発生させることができ
る。通電端子５と通電端子６との間の距離は短いので，
印加する電圧は２００Ｖでも十分である。プラズマ発生
装置１０によって通電端子５，６に印加する高周波で高
電圧を発生させる電源は，エンジンに設けられた発電機
で発電された電力をトランスを用いて高圧化させた高電
圧を使用することができるものであり，交流電圧を高電
圧にしてそのまま使用することもできる。プラズマ発生
装置１０は，図示していないが，例えば，交流発電機か
らの電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流
コイルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器から
の高周波を断続器の出力によりオン・オフ制御して交番
電力による高周波高電圧を発生させ，該高周波高電圧を
通電端子５と６との間に印加してプラズマを発生させる
ことができる。コントローラ４は，ハウジング１の後流
に配置されたＮＯX センサ４の検出値に応答してプラズ
マ発生装置１０を制御し，適正なプラズマを発生させて
プラズマエネルギの電子，イオンによってＮＯX を分解
させる。
【００２７】プラズマ発生装置１０は，例えば，プラズ
マ発生回路によってプラズマを発生させるものであり，
図示していないが，例えば，電源を備えた高周波発振器
と断続器によって交流発電機から発電された高電圧が制
御されるように，交流発電機に第１金属板１１がライン
１６を通じて接続され，また，トランスのアース側に第
２金属板７がライン１７を通じて接続されている。交流
発電機で発電された電圧は，トランスで所定の高電圧に
昇圧され，整流コイルによって整流され，次いで，高周
波発振器の出力で断続器が制御され，断続器によって制
御された高周波で高電圧の電圧が第１金属板１１と第２
金属板７との間に印加され，第１金属板１１と第２金属
板７との間のＮＯX 吸着触媒１２，１３の領域にプラズ
マを発生する。また，高周波発振器は，例えば，高周波
発振回路によって高周波が発振されるものであり，電源
からの電圧が可変抵抗器で調整され，水晶発振子を通じ
てベース電圧がトランジスタのベースに入力される。ト
ランジスタのベースにベース電圧が入力されると，電源
からの電流はトランジスタを通ってコンデンサから高周
波が端子より出力信号として出力される。
マ発生回路によってプラズマを発生させるものであり，
図示していないが，例えば，電源を備えた高周波発振器
と断続器によって交流発電機から発電された高電圧が制
御されるように，交流発電機に第１金属板１１がライン
１６を通じて接続され，また，トランスのアース側に第
２金属板７がライン１７を通じて接続されている。交流
発電機で発電された電圧は，トランスで所定の高電圧に
昇圧され，整流コイルによって整流され，次いで，高周
波発振器の出力で断続器が制御され，断続器によって制
御された高周波で高電圧の電圧が第１金属板１１と第２
金属板７との間に印加され，第１金属板１１と第２金属
板７との間のＮＯX 吸着触媒１２，１３の領域にプラズ
マを発生する。また，高周波発振器は，例えば，高周波
発振回路によって高周波が発振されるものであり，電源
からの電圧が可変抵抗器で調整され，水晶発振子を通じ
てベース電圧がトランジスタのベースに入力される。ト
ランジスタのベースにベース電圧が入力されると，電源
からの電流はトランジスタを通ってコンデンサから高周
波が端子より出力信号として出力される。
【００２８】プラズマ発生装置１０によって第１金属板
１１と第２金属板７とに印加する高周波で高電圧を発生
させる電源は，エンジンに設けられた交流発電機で発電
された電力が使用される。交流発電機としては，例え
ば，ステータコアに巻き上げられた巻線の巻き数を大小
に変更した二種類の低電力側発電機と高電力側発電機か
ら構成され，プラズマ発生装置１０には高電力側発電機
が用いられる（例えば，本出願人に係る出願である特願
２０００−１１３９１５号参照）。発電機の電力は，プ
ラズマ発生装置１０におけるトランスで高電圧にし，該
高電圧を整流コイルで整流し，高周発振器により発信さ
れた信号によってオン・オフ作動するパワートランジス
タを有する断続器の出力により交番電力にされ，高周波
で高電圧が第１金属板１１と第２金属板７との間に印加
され，プラズマが発生する。
１１と第２金属板７とに印加する高周波で高電圧を発生
させる電源は，エンジンに設けられた交流発電機で発電
された電力が使用される。交流発電機としては，例え
ば，ステータコアに巻き上げられた巻線の巻き数を大小
に変更した二種類の低電力側発電機と高電力側発電機か
ら構成され，プラズマ発生装置１０には高電力側発電機
が用いられる（例えば，本出願人に係る出願である特願
２０００−１１３９１５号参照）。発電機の電力は，プ
ラズマ発生装置１０におけるトランスで高電圧にし，該
高電圧を整流コイルで整流し，高周発振器により発信さ
れた信号によってオン・オフ作動するパワートランジス
タを有する断続器の出力により交番電力にされ，高周波
で高電圧が第１金属板１１と第２金属板７との間に印加
され，プラズマが発生する。
【００２９】
【発明の効果】この発明による排気ガス浄化装置は，上
記のように構成されているので，ディーゼルエンジンか
ら排出される排気ガスに含まれたＮＯX をＮＯX 吸着触
媒で捕捉し，捕捉されたＮＯX をプラズマを用いて分解
させ，排気ガスを浄化する。この排気ガス浄化装置は，
プラズマエネルギの電子，イオンによって排気ガス中の
ＮＯX をＮ2 とＯ2 とに分解するので，健康を害するよ
うな環境汚染等を引き起こすことがない。
記のように構成されているので，ディーゼルエンジンか
ら排出される排気ガスに含まれたＮＯX をＮＯX 吸着触
媒で捕捉し，捕捉されたＮＯX をプラズマを用いて分解
させ，排気ガスを浄化する。この排気ガス浄化装置は，
プラズマエネルギの電子，イオンによって排気ガス中の
ＮＯX をＮ2 とＯ2 とに分解するので，健康を害するよ
うな環境汚染等を引き起こすことがない。
【図１】この発明による排気ガス浄化装置の一実施例を
示す概略説明図である。
示す概略説明図である。
【図２】図１の波状板と平板との構造を示す一部分解図
である。
である。
【図３】図１の排気ガス浄化装置の製造工程を説明する
概略説明図である。
概略説明図である。
１ ハウジング ２ 波形板 ３ 平板 ４ ＮＯX センサ ５，６ 通電端子 ７ 第２金属板 ８，９ 絶縁材 １０ プラズマ発生装置 １１ 第１金属板 １２，１３ ＮＯX 吸着触媒 １４ 通路 １５ 頂面 １６，１７ ライン ＥＧ 排気ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ 3/10 9/00 Ｚ 3/24 Ｆ０２Ｂ 67/00 Ｊ 3/28 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ 9/00 １２９Ｃ Ｆ０２Ｂ 67/00 Ｆターム(参考） 3G090 AA01 BA01 DA10 EA01 EA02 EA04 3G091 AA18 AB06 AB09 AB13 AB14 BA00 BA14 BA15 BA19 CA01 CB08 DB10 EA33 GA08 GA20 GB01W GB01X GB01Y GB01Z GB05W GB06W GB09Y GB10Z HA07 HA16 HA18 HA23 4D002 AA12 AC10 BA04 BA07 CA11 DA23 DA45 DA47 EA02 GA01 GB20
Claims (10)
- 【請求項１】 エンジンからの排気ガスが排出される排
気管に組み込まれたハウジング，前記ハウジング内に配
置された前記排気ガス中に含まれるＮＯX を捕捉するＮ
ＯX 吸着触媒を全面にコーティングした第１金属板から
構成された波形板，前記波形板に積層されたセラミック
ス等から成る絶縁材を全面にコーティングした第２金属
板から構成された平板，前記絶縁材で互いに絶縁した隔
置された前記波形板の前記第１金属板と前記平板の前記
第２金属板とに電気的に接続された一対の通電端子，及
び前記通電端子に接続された前記第１金属板と前記第２
金属板との電極間に高電圧で断続的に変化する電流又は
直流電流を印加して前記電極間にプラズマを発生させる
プラズマ発生装置を具備し，前記ＮＯX 吸着触媒に捕捉
されている前記ＮＯX を前記プラズマによって分解させ
ることから成る排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 前記波形板の頂面と前記平板とが接する
状態に互いに重ね合わせて渦巻状に巻き上げられて全体
として筒状に形成され，前記排気ガスは前記波形板と前
記平板とで形成される長手方向に延びる多数の通路を流
れることから成る請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 前記波形板にコーティングされた前記Ｎ
ＯX 吸着触媒は，ゼオライト，銅等のＮＯX 吸着合成
物，ペロブスカイト系ＮＯX 吸着粒子，ブラウンミララ
イト様構造を持つ化合物等のＮＯX 吸着物質にＰｔ，Ｎ
ｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の粒子を分散させて構成されて
いることから成る請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記排気ガスに含まれる前記ＮＯX は前
記通路を流れる時に前記ＮＯX 吸着触媒に接触して前記
ＮＯX 吸着触媒の分子空孔に存在する空穴に捕捉され，
前記空穴に捕捉された前記ＮＯX はプラズマエネルギの
電子，イオンによってＮ2 とＯ2 とに分解され，また，
前記排気ガスに含まれるＣＯ，ＨＣ，Ｃは前記Ｐｔ，Ｎ
ｉ，Ｒｈ，Ｉｒ等の触媒の助けで前記Ｏ2 と反応してＣ
Ｏ2 ，Ｈ2 Ｏに変化して消滅されることから成る請求項
３に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項５】 前記平板にコーティングされた前記絶縁
材は，ジルコニア又はジルコニア，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ
2 等を含む物質の粉体から構成されていることから成る
請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項６】 前記電極を構成する前記第１金属板と前
記第２金属板とは，高電圧を印加できるＳＵＳ等の金属
材料から構成されていることから成る請求項１に記載の
排気ガス浄化装置。 - 【請求項７】 前記プラズマ発生装置は，前記電極間に
２００Ｖ〜３０００Ｖの電圧の交流電力を負荷させるこ
とで前記プラズマを発生させることから成る請求項１に
記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項８】 前記プラズマ発生装置によって前記電極
に印加する高周波で高電圧を発生させる電源は，前記エ
ンジンに設けられた発電機で発電された電力をトランス
を用いて高圧化させた高電圧が使用されることから成る
請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項９】 前記プラズマ発生装置は，交流発電機か
らの電圧をトランスで昇圧し，昇圧された高電圧を整流
コイルで整流し，整流された高電圧を高周波発振器から
の高周波によって断続器の出力によりオン・オフ制御し
て交番電力による高周波高電圧を発生させ，前記高周波
高電圧を前記電極間に印加してプラズマを発生させるこ
とから成る請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項１０】 前記排気ガスから前記パティキュレー
ト物質が加熱焼却されて浄化された前記排気ガスに含ま
れる前記ＮＯX を吸着して分解させるため，前記ハウジ
ングは，前記排気ガスに含まれるパティキュレート物質
を捕集して前記パティキュレート物質を加熱焼却するデ
ィーゼルパティキュレートフィルタの下流側の前記排気
管に配設されていることから成る請求項１〜９のいずれ
か１項に記載の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288904A JP2002097936A (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | プラズマを利用してｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288904A JP2002097936A (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | プラズマを利用してｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097936A true JP2002097936A (ja) | 2002-04-05 |
Family
ID=18772402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000288904A Pending JP2002097936A (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | プラズマを利用してｎｏｘを分解する排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002097936A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002126445A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Seibu Giken Co Ltd | 揮発性有機物蒸気処理素子 |
| WO2004072445A1 (ja) * | 2003-02-12 | 2004-08-26 | Ngk Insulators, Ltd. | プラズマ反応器及びその製造方法 |
| CN103839661A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-06-04 | 华为技术有限公司 | 一种锥形电感、印刷电路板以及光模块 |
-
2000
- 2000-09-22 JP JP2000288904A patent/JP2002097936A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002126445A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Seibu Giken Co Ltd | 揮発性有機物蒸気処理素子 |
| WO2004072445A1 (ja) * | 2003-02-12 | 2004-08-26 | Ngk Insulators, Ltd. | プラズマ反応器及びその製造方法 |
| US7727487B2 (en) | 2003-02-12 | 2010-06-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Plasma reaction vessel, and method of producing the same |
| US7780923B2 (en) | 2003-02-12 | 2010-08-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Plasma reaction vessel, and method of producing the same |
| CN103839661A (zh) * | 2014-03-12 | 2014-06-04 | 华为技术有限公司 | 一种锥形电感、印刷电路板以及光模块 |
| US9681549B2 (en) | 2014-03-12 | 2017-06-13 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Conical inductor, printed circuit board, and optical module |
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