JP2002221026A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
- Publication number
- JP2002221026A JP2002221026A JP2001017411A JP2001017411A JP2002221026A JP 2002221026 A JP2002221026 A JP 2002221026A JP 2001017411 A JP2001017411 A JP 2001017411A JP 2001017411 A JP2001017411 A JP 2001017411A JP 2002221026 A JP2002221026 A JP 2002221026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- discharge
- internal combustion
- combustion engine
- insulating substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
- F01N3/0275—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using electric discharge means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2086—Activating the catalyst by light, photo-catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電により流れる電流が過剰にならないよう
に設定することによって、放電による消費電力量を抑
え、かつ効率よく排ガスを浄化できる内燃機関の排気浄
化装置を提供する。 【解決手段】 電流値に対して放電光の発光量（反応に
必要な加速電子発生量に比例）が飽和する特性を利用す
る。そこで、電流値に対して放電光の発光量が飽和する
電流値以下となるように、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、
絶縁基板５の板厚寸法ｔ、および絶縁基板５材料の誘電
率を調整（適合）して無駄に電流消費することをなくし
消費電力量を抑え、効率よく排ガスを浄化する。
に設定することによって、放電による消費電力量を抑
え、かつ効率よく排ガスを浄化できる内燃機関の排気浄
化装置を提供する。 【解決手段】 電流値に対して放電光の発光量（反応に
必要な加速電子発生量に比例）が飽和する特性を利用す
る。そこで、電流値に対して放電光の発光量が飽和する
電流値以下となるように、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、
絶縁基板５の板厚寸法ｔ、および絶縁基板５材料の誘電
率を調整（適合）して無駄に電流消費することをなくし
消費電力量を抑え、効率よく排ガスを浄化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電を利用して排
ガスの浄化反応を促進させる排気浄化装置に関し、特に
ディーゼルエンジン等の排ガス中に含まれる粒子状汚染
物質およびガス状汚染物質を分解・除去する排気浄化装
置に関する。
ガスの浄化反応を促進させる排気浄化装置に関し、特に
ディーゼルエンジン等の排ガス中に含まれる粒子状汚染
物質およびガス状汚染物質を分解・除去する排気浄化装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、放電エネルギーを利用して排ガス
を浄化する新たな排ガス浄化技術が研究されている。こ
の技術は、例えば特開平８−４９５２５号公報に示すよ
うに、放電式の排ガス浄化装置内に複数の電極を配置し
た積層構造の放電場を構成し、各電極間に交流電圧を印
加することで排ガス中の有害成分である粒子状汚染物質
（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）、な
らびにガス状汚染物質の１つである窒素酸化物（以降、
ＮＯｘと呼ぶ）等を浄化処理する技術が提案されてい
る。
を浄化する新たな排ガス浄化技術が研究されている。こ
の技術は、例えば特開平８−４９５２５号公報に示すよ
うに、放電式の排ガス浄化装置内に複数の電極を配置し
た積層構造の放電場を構成し、各電極間に交流電圧を印
加することで排ガス中の有害成分である粒子状汚染物質
（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）、な
らびにガス状汚染物質の１つである窒素酸化物（以降、
ＮＯｘと呼ぶ）等を浄化処理する技術が提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平８−４
９５２５号公報に開示されている排気浄化装置は、放電
部の電極間に常時通電することにより発生するプラズマ
に依存して、排ガス中の有害物質である粒子状汚染物質
（ＰＭ）、ならびにＮＯｘ等のガス状汚染物質を浄化し
ているが、電力供給量が限られた車載バッテリーよりプ
ラズマを得るための電力供給を受ける場合にあっては、
電極間に供給できる電力量は限られる。また、消費され
る電力量が多いと、この消費された電力を補うように発
電機により発電され、発電機を搭載した内燃機関の負荷
が増加することから燃費を悪化させる。このように、プ
ラズマを発生させるための消費電力量を低減させること
が望まれている。
９５２５号公報に開示されている排気浄化装置は、放電
部の電極間に常時通電することにより発生するプラズマ
に依存して、排ガス中の有害物質である粒子状汚染物質
（ＰＭ）、ならびにＮＯｘ等のガス状汚染物質を浄化し
ているが、電力供給量が限られた車載バッテリーよりプ
ラズマを得るための電力供給を受ける場合にあっては、
電極間に供給できる電力量は限られる。また、消費され
る電力量が多いと、この消費された電力を補うように発
電機により発電され、発電機を搭載した内燃機関の負荷
が増加することから燃費を悪化させる。このように、プ
ラズマを発生させるための消費電力量を低減させること
が望まれている。
【０００４】そこで、本発明では、発生する加速電子と
放電電流との間には電流量がある値を超えると電流量を
増やしても放電部で発生する加速電子に比例する発光量
が飽和（増加せず）することを見出し利用する事とし
た。
放電電流との間には電流量がある値を超えると電流量を
増やしても放電部で発生する加速電子に比例する発光量
が飽和（増加せず）することを見出し利用する事とし
た。
【０００５】本発明の目的は、上記現象に基づき、プラ
ズマ発生装置の電極に発生する微少放電の値として、発
光量が飽和に達する時点以下にの電流値を設定すること
によって、放電による消費電力量を抑え、かつ効率よく
排ガスを浄化できる内燃機関の排気浄化装置を提供する
ことにある。
ズマ発生装置の電極に発生する微少放電の値として、発
光量が飽和に達する時点以下にの電流値を設定すること
によって、放電による消費電力量を抑え、かつ効率よく
排ガスを浄化できる内燃機関の排気浄化装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１記載の内燃機関の排気浄化装
置によると、第１、第２電極に発生する微小放電の電流
値を、放電部で発生する加速電子量を表わす放電光量が
飽和する点により定まる所定電流値に設定したことを特
徴とする。
ために、本発明の請求項１記載の内燃機関の排気浄化装
置によると、第１、第２電極に発生する微小放電の電流
値を、放電部で発生する加速電子量を表わす放電光量が
飽和する点により定まる所定電流値に設定したことを特
徴とする。
【０００７】つまり、本発明では、発生する加速電子と
放電電流との間には電流量がある値を超えると電流量を
増やしても放電部で発生する加速電子に比例する発光量
が飽和（増加せず）することを見出し、この飽和する点
により定まる所定電流値に設定するようにした。このこ
とは、発光量が増加せず無駄に電流量を増やす事が無く
なるので放電による消費電力量を抑え、かつ効率よく排
ガスを浄化できる内燃機関の排気浄化装置を提供でき
る。
放電電流との間には電流量がある値を超えると電流量を
増やしても放電部で発生する加速電子に比例する発光量
が飽和（増加せず）することを見出し、この飽和する点
により定まる所定電流値に設定するようにした。このこ
とは、発光量が増加せず無駄に電流量を増やす事が無く
なるので放電による消費電力量を抑え、かつ効率よく排
ガスを浄化できる内燃機関の排気浄化装置を提供でき
る。
【０００８】本発明の請求項２によると、第１、第２絶
縁基板間の隙間寸法、あるいは絶縁基板の板厚寸法の少
なくとも一方を調整して、所定電流値を設定したことを
特徴とする。このように、第１、第２絶縁基板間の隙間
寸法、あるいは第１、第２絶縁基板の板厚寸法の少なく
とも一方の寸法を調整すれば、第１、第２電極間で発生
する微小放電の電流値に対して放電光の発光量が飽和す
る電流値以下に合せる事ができる。
縁基板間の隙間寸法、あるいは絶縁基板の板厚寸法の少
なくとも一方を調整して、所定電流値を設定したことを
特徴とする。このように、第１、第２絶縁基板間の隙間
寸法、あるいは第１、第２絶縁基板の板厚寸法の少なく
とも一方の寸法を調整すれば、第１、第２電極間で発生
する微小放電の電流値に対して放電光の発光量が飽和す
る電流値以下に合せる事ができる。
【０００９】本発明の請求項３によると、絶縁基板の材
料により所定電流値を設定したことを特徴とする。この
ように、絶縁基板の材料を選定れば、第１、第２電極間
で発生する微小放電の電流値に対して放電光の発光量が
飽和する電流値以下に合せる事ができる。
料により所定電流値を設定したことを特徴とする。この
ように、絶縁基板の材料を選定れば、第１、第２電極間
で発生する微小放電の電流値に対して放電光の発光量が
飽和する電流値以下に合せる事ができる。
【００１０】本発明の請求項４によると、誘導体がアル
ミナであって、電極に通電する電流値に対して放電光の
発光量が飽和する電流値となるように、絶縁基板間の隙
間寸法を０．５から１．５ｍｍの間とし、絶縁基板の板
厚寸法を０．８〜２．４ｍｍの間としたことを特徴とす
る。
ミナであって、電極に通電する電流値に対して放電光の
発光量が飽和する電流値となるように、絶縁基板間の隙
間寸法を０．５から１．５ｍｍの間とし、絶縁基板の板
厚寸法を０．８〜２．４ｍｍの間としたことを特徴とす
る。
【００１１】このように、０．５から１．５ｍｍの範囲
の絶縁基板間の隙間寸法と、０．８〜２．４ｍｍの範囲
の絶縁基板の板厚寸法の組合わせとすれば、上述した電
流値の適合点が得られる。
の絶縁基板間の隙間寸法と、０．８〜２．４ｍｍの範囲
の絶縁基板の板厚寸法の組合わせとすれば、上述した電
流値の適合点が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
内燃機関の排気浄化装置を、図面を参照して詳細に説明
する。なお、図１から図３を用いて、排気浄化装置の構
成を説明する。図１は、本発明の一実施形態のプラズマ
発生装置の概略構成図である。図２は、図１中の絶縁基
板を示す詳細図である。図３は、本発明の一実施形態の
排気浄化装置全体を示す概略構成図である。
内燃機関の排気浄化装置を、図面を参照して詳細に説明
する。なお、図１から図３を用いて、排気浄化装置の構
成を説明する。図１は、本発明の一実施形態のプラズマ
発生装置の概略構成図である。図２は、図１中の絶縁基
板を示す詳細図である。図３は、本発明の一実施形態の
排気浄化装置全体を示す概略構成図である。
【００１３】排気浄化装置１は、内燃機関であるエンジ
ン３０の排気管３１の途中に配置され、放電部をなすプ
ラズマ発生装置２と、このプラズマ発生装置２内に配置
した電極３に高周波の交流高電圧を印加する高圧電源発
生部４と、プラズマ発生装置２の排ガス下流側位置に配
置した、排ガス中の粒子状汚染物質を捕捉する集塵部を
なす触媒付きＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌ
ａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）３２等により構成される。
ン３０の排気管３１の途中に配置され、放電部をなすプ
ラズマ発生装置２と、このプラズマ発生装置２内に配置
した電極３に高周波の交流高電圧を印加する高圧電源発
生部４と、プラズマ発生装置２の排ガス下流側位置に配
置した、排ガス中の粒子状汚染物質を捕捉する集塵部を
なす触媒付きＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌ
ａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）３２等により構成される。
【００１４】先ず、プラズマ発生装置２の構成を図１、
図２を用いて説明する。プラズマ発生装置２内には、複
数の絶縁基板５が所定間隔で平行に配置され、各絶縁基
板５間に排ガスが通過する偏平な流路６が形成されてい
る。各絶縁基板５は、放電の生じやすい誘電性のある耐
熱性絶縁体で形成されている。なお、本形態では絶縁基
板５の材質としてアルミナを用いた例を示す。
図２を用いて説明する。プラズマ発生装置２内には、複
数の絶縁基板５が所定間隔で平行に配置され、各絶縁基
板５間に排ガスが通過する偏平な流路６が形成されてい
る。各絶縁基板５は、放電の生じやすい誘電性のある耐
熱性絶縁体で形成されている。なお、本形態では絶縁基
板５の材質としてアルミナを用いた例を示す。
【００１５】各絶縁基板５内には、それぞれ印刷導体又
は導電板によって形成された放電用の電極３が埋め込ま
れている。この各電極３の一方に形成された接続端子部
３ａ（図２参照）は、高周波の高圧交流電圧を発生する
高圧電源発生装置４に接続され、他方は、グランド（ア
ース電位）側に接続されている。このように、排ガスが
流れる流路６を挟んで各電極３を対向させて配置し、こ
れら複数の電極３に高圧電源発生部４からの高周波の交
流高電圧を印加しプラズマを発生させており、請求項１
記載の放電部を構成している。
は導電板によって形成された放電用の電極３が埋め込ま
れている。この各電極３の一方に形成された接続端子部
３ａ（図２参照）は、高周波の高圧交流電圧を発生する
高圧電源発生装置４に接続され、他方は、グランド（ア
ース電位）側に接続されている。このように、排ガスが
流れる流路６を挟んで各電極３を対向させて配置し、こ
れら複数の電極３に高圧電源発生部４からの高周波の交
流高電圧を印加しプラズマを発生させており、請求項１
記載の放電部を構成している。
【００１６】上記したプラズマ発生装置２の構成におい
て、絶縁基板５間の隙間寸法（図１中Ｌ寸法）、および
絶縁基板５の板厚寸法（図１中ｔ寸法）の両寸法を調整
することで、微小放電の電流値に対して放電光（放電に
よる発光）の発光量が飽和する電流値以下に合せてい
る。
て、絶縁基板５間の隙間寸法（図１中Ｌ寸法）、および
絶縁基板５の板厚寸法（図１中ｔ寸法）の両寸法を調整
することで、微小放電の電流値に対して放電光（放電に
よる発光）の発光量が飽和する電流値以下に合せてい
る。
【００１７】ここで、放電の電流値と、その放電光（加
速電子によるＮ２励起による）の発光量の関係につい
て、図４から図６を用いて説明する。図４は、電極３に
通電する電流波形を示す特性図である。図５は、１回の
微小放電発光と、その時流れる電流波形との関係を示す
特性図である。図６は、微小放電の電流値と、微小放電
での放電光の発光量との関係を示す特性図である。
速電子によるＮ２励起による）の発光量の関係につい
て、図４から図６を用いて説明する。図４は、電極３に
通電する電流波形を示す特性図である。図５は、１回の
微小放電発光と、その時流れる電流波形との関係を示す
特性図である。図６は、微小放電の電流値と、微小放電
での放電光の発光量との関係を示す特性図である。
【００１８】電極３に高周波の交流高電圧を印加した高
周波の交流電圧の１／４波長部分を拡大視したのが、図
４（ａ）中の特性（イ）である。そして、この電圧の印
加により電極３に通電される電流波形を図４（ａ）中の
特性（ロ）に示し、微小放電が多数発生している様子を
示す。また、図４（ａ）中のＡ部を拡大図示（時間軸拡
大）したのが図４（ｂ）であり、微小放電の内の２回の
放電波形を示している。
周波の交流電圧の１／４波長部分を拡大視したのが、図
４（ａ）中の特性（イ）である。そして、この電圧の印
加により電極３に通電される電流波形を図４（ａ）中の
特性（ロ）に示し、微小放電が多数発生している様子を
示す。また、図４（ａ）中のＡ部を拡大図示（時間軸拡
大）したのが図４（ｂ）であり、微小放電の内の２回の
放電波形を示している。
【００１９】図４（ｂ）中（ハ）に示す電流値（ピーク
電流値）に対して放電光（加速電子の発生を示す）の発
光量が飽和しないように、換言すると過剰な電流が流れ
ないように絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、および絶縁基板
５の板厚寸法ｔの両寸法の調整を行う。この適合要領
は、後述する。
電流値）に対して放電光（加速電子の発生を示す）の発
光量が飽和しないように、換言すると過剰な電流が流れ
ないように絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、および絶縁基板
５の板厚寸法ｔの両寸法の調整を行う。この適合要領
は、後述する。
【００２０】図５は、微小放電１回での発光（ヘ）と電
流（ニ）の時間的関係を示している。図５中の特性
（ニ）は、図４（ｂ）中（ハ）に示した電流値（ピーク
電流値）の１波形部を拡大視（時間軸拡大）した図であ
り、この電流値（ピーク電流値）に先立って図５中の特
性（ヘ）に示すように、発光が起っている（加速電子の
発生）。このように、放電で流れる電流は発光（反応に
必要な加速電子の発生）に直接寄与していない事を示し
ている。そこで、電流値と、放電光の発光量との関係に
ついて調べた結果を図６に示す。
流（ニ）の時間的関係を示している。図５中の特性
（ニ）は、図４（ｂ）中（ハ）に示した電流値（ピーク
電流値）の１波形部を拡大視（時間軸拡大）した図であ
り、この電流値（ピーク電流値）に先立って図５中の特
性（ヘ）に示すように、発光が起っている（加速電子の
発生）。このように、放電で流れる電流は発光（反応に
必要な加速電子の発生）に直接寄与していない事を示し
ている。そこで、電流値と、放電光の発光量との関係に
ついて調べた結果を図６に示す。
【００２１】発生する発光量と電流との間には、電流が
ある値を超えると電流を増やしても発光量が飽和（増加
せず）する特性がある。この飽和するポイントを、図６
中のＣ部に示す。本形態では、絶縁基板５の材質がアル
ミナ時において、電流値７０ｍＡであった。なお、図６
中（ト）は、電流量を増やしても放電部で発生する加速
電子に比例する発光量が飽和（増加せず）する領域を示
す。
ある値を超えると電流を増やしても発光量が飽和（増加
せず）する特性がある。この飽和するポイントを、図６
中のＣ部に示す。本形態では、絶縁基板５の材質がアル
ミナ時において、電流値７０ｍＡであった。なお、図６
中（ト）は、電流量を増やしても放電部で発生する加速
電子に比例する発光量が飽和（増加せず）する領域を示
す。
【００２２】このように、電極３に通電する電流値に対
して放電光の発光量が飽和する電流値以下となるよう
に、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、および絶縁基板５の板
厚寸法ｔを適合した結果を図７に示す。図７は、絶縁基
板５間の隙間寸法Ｌと、絶縁基板５の板厚寸法ｔとの適
合を示す特性図である。
して放電光の発光量が飽和する電流値以下となるよう
に、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、および絶縁基板５の板
厚寸法ｔを適合した結果を図７に示す。図７は、絶縁基
板５間の隙間寸法Ｌと、絶縁基板５の板厚寸法ｔとの適
合を示す特性図である。
【００２３】電極３に同じ条件の高周波の高圧交流電圧
を印加する条件において、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ
（図１中）を大きくすると、電流値が増大する特性があ
る。また、絶縁基板５の板厚寸法ｔ（図１中）を大きく
すると、電流値が減少する特性がある。図７中の特性
（チ）、（リ）および（ヌ）は、それぞれ板厚寸法ｔが
順に０．８ｍｍ、１．６ｍｍ、２．４ｍｍの特性線を示
す。
を印加する条件において、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ
（図１中）を大きくすると、電流値が増大する特性があ
る。また、絶縁基板５の板厚寸法ｔ（図１中）を大きく
すると、電流値が減少する特性がある。図７中の特性
（チ）、（リ）および（ヌ）は、それぞれ板厚寸法ｔが
順に０．８ｍｍ、１．６ｍｍ、２．４ｍｍの特性線を示
す。
【００２４】この特性に基づき、図６で示した電流に対
し、放電部にて発生する発光量が飽和する電流値である
７０ｍＡ以下となるように、図７に示す絶縁基板５間の
隙間寸法Ｌと、絶縁基板５の板厚寸法ｔとの適合特性か
ら、０．５から１．５ｍｍの範囲の絶縁基板５間の隙間
寸法Ｌと、０．８〜２．４ｍｍの範囲の絶縁基板５板厚
寸法ｔの組合わせとすれば、上述した電流値の適合点が
得られる。
し、放電部にて発生する発光量が飽和する電流値である
７０ｍＡ以下となるように、図７に示す絶縁基板５間の
隙間寸法Ｌと、絶縁基板５の板厚寸法ｔとの適合特性か
ら、０．５から１．５ｍｍの範囲の絶縁基板５間の隙間
寸法Ｌと、０．８〜２．４ｍｍの範囲の絶縁基板５板厚
寸法ｔの組合わせとすれば、上述した電流値の適合点が
得られる。
【００２５】ここで、排ガスの絶縁基板５間への通過抵
抗を考慮すれば絶縁基板５間の隙間寸法Ｌは広い方が良
く、また、絶縁基板５内に埋設した電極３とからなる放
電部の強度と耐電圧を考慮すれば、絶縁基板５の板厚寸
法ｔは、適度に厚い方が良い。そこで、図７中のＤ点が
最適点である。このＤ点は、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ
が１ｍｍであり、絶縁基板５の板厚寸法ｔが１．６ｍｍ
である。
抗を考慮すれば絶縁基板５間の隙間寸法Ｌは広い方が良
く、また、絶縁基板５内に埋設した電極３とからなる放
電部の強度と耐電圧を考慮すれば、絶縁基板５の板厚寸
法ｔは、適度に厚い方が良い。そこで、図７中のＤ点が
最適点である。このＤ点は、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ
が１ｍｍであり、絶縁基板５の板厚寸法ｔが１．６ｍｍ
である。
【００２６】図８は、絶縁基板５の誘電率と、電流値と
の関係を示す特性図であり、誘電率を変えることによ
り、放電で流れる電流を所定値に設定できることを示
す。また、誘電率は、絶縁基板５の材料を選定すること
で合せることができ、絶縁基板５の材料を選定すれば電
極３間で発生する微小放電の電流値に対して放電光の発
光量が飽和する電流値以下に合せる事ができる。
の関係を示す特性図であり、誘電率を変えることによ
り、放電で流れる電流を所定値に設定できることを示
す。また、誘電率は、絶縁基板５の材料を選定すること
で合せることができ、絶縁基板５の材料を選定すれば電
極３間で発生する微小放電の電流値に対して放電光の発
光量が飽和する電流値以下に合せる事ができる。
【００２７】排気浄化装置１の作用について、以下説明
する。エンジン３０が始動されて、ＮＯｘ等のガス状汚
染物質、および粒子状汚染物質（ＰＭ）等の有害成分を
含んだ排ガスがプラズマ発生装置２に導かれる状態にお
いて、高圧電源発生装置４から各流路６を挟んで対向す
る複数の電極３に高周波の高圧交流電圧が印加される。
この高周波の高圧交流電圧の印加により、電極３間に放
電が発生する。この放電によって加速電子ｅが発生す
る。そして、この加速電子ｅと排ガス中の酸素分子とが
反応し、Ｏラジカル（Ｏ＊）が生成される。また、この
Ｏラジカル（Ｏ＊）と排ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）と
が結合し、二酸化窒素（ＮＯ2）が生成される。なお、
ここで言うＯラジカル（Ｏ＊）は、請求項１記載のラジ
カルのことであり、ラジカルとしては他にＯＨラジカル
（ＯＨ＊）等がある。
する。エンジン３０が始動されて、ＮＯｘ等のガス状汚
染物質、および粒子状汚染物質（ＰＭ）等の有害成分を
含んだ排ガスがプラズマ発生装置２に導かれる状態にお
いて、高圧電源発生装置４から各流路６を挟んで対向す
る複数の電極３に高周波の高圧交流電圧が印加される。
この高周波の高圧交流電圧の印加により、電極３間に放
電が発生する。この放電によって加速電子ｅが発生す
る。そして、この加速電子ｅと排ガス中の酸素分子とが
反応し、Ｏラジカル（Ｏ＊）が生成される。また、この
Ｏラジカル（Ｏ＊）と排ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）と
が結合し、二酸化窒素（ＮＯ2）が生成される。なお、
ここで言うＯラジカル（Ｏ＊）は、請求項１記載のラジ
カルのことであり、ラジカルとしては他にＯＨラジカル
（ＯＨ＊）等がある。
【００２８】ここで、有害成分である排ガス中の粒子状
汚染物質（ＰＭ）の浄化は、炭素（Ｃ）を主成分とする
煤（ＳＯＯＴ）、および炭化水素（ＨＣ）を主成分とす
る未燃焼体（Ｓ．Ｏ．Ｆ．）に大別される。この炭素
（Ｃ）、および炭化水素（ＨＣ）と、放電により生成さ
れる二酸化窒素（ＮＯ2）とは、次式に示すように反応
する。なお、この放電により生成される二酸化窒素（Ｎ
Ｏ2）は、請求項１記載の活性ガスのことであり、活性
ガスとしては他にオゾン（Ｏ3）等がある。
汚染物質（ＰＭ）の浄化は、炭素（Ｃ）を主成分とする
煤（ＳＯＯＴ）、および炭化水素（ＨＣ）を主成分とす
る未燃焼体（Ｓ．Ｏ．Ｆ．）に大別される。この炭素
（Ｃ）、および炭化水素（ＨＣ）と、放電により生成さ
れる二酸化窒素（ＮＯ2）とは、次式に示すように反応
する。なお、この放電により生成される二酸化窒素（Ｎ
Ｏ2）は、請求項１記載の活性ガスのことであり、活性
ガスとしては他にオゾン（Ｏ3）等がある。
【００２９】煤（ＳＯＯＴ）の場合は、Ｃ＋ＮＯ2→Ｃ
Ｏ2＋ＮＯとなり、未燃焼体（Ｓ．Ｏ．Ｆ．）の場合
は、ＨＣ＋ＮＯ2→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋ＮＯのように反応す
る。なお、粒子状汚染物質（ＰＭ）と放電により生成さ
れる二酸化窒素（ＮＯ2）とは、触媒が活性しない低温
環境下でも反応するので、排ガス温度の低いディーゼル
エンジンにおいて有効である。
Ｏ2＋ＮＯとなり、未燃焼体（Ｓ．Ｏ．Ｆ．）の場合
は、ＨＣ＋ＮＯ2→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋ＮＯのように反応す
る。なお、粒子状汚染物質（ＰＭ）と放電により生成さ
れる二酸化窒素（ＮＯ2）とは、触媒が活性しない低温
環境下でも反応するので、排ガス温度の低いディーゼル
エンジンにおいて有効である。
【００３０】次に、有害成分であるガス状汚染物の窒素
酸化物（ＮＯｘ）の浄化においては、ガス状汚染物（Ｎ
Ｏｘ）と放電により生成されるＯラジカル（Ｏ＊）と
が、プラズマ発生装置２および触媒付きＤＰＦ３２の双
方を通過しながら次式に示すように還元反応し、無害な
ガス（ＣＯ2、Ｎ2）、および水となって排出される。窒
素酸化物（ＮＯｘ）は、二酸化窒素（ＮＯ2）と一酸化
窒素（ＮＯ）の混合物であり、還元剤である炭化水素
（ＨＣ）は未燃焼成分として排ガス中に含まれている。
そこで、二酸化窒素（ＮＯ2）の場合は、ＮＯ2＋ＨＣ→
Ｎ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏとなり、一酸化窒素（ＮＯ）の場合
は、ＮＯ＋ＨＣ→Ｎ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏのように反応して
浄化される。
酸化物（ＮＯｘ）の浄化においては、ガス状汚染物（Ｎ
Ｏｘ）と放電により生成されるＯラジカル（Ｏ＊）と
が、プラズマ発生装置２および触媒付きＤＰＦ３２の双
方を通過しながら次式に示すように還元反応し、無害な
ガス（ＣＯ2、Ｎ2）、および水となって排出される。窒
素酸化物（ＮＯｘ）は、二酸化窒素（ＮＯ2）と一酸化
窒素（ＮＯ）の混合物であり、還元剤である炭化水素
（ＨＣ）は未燃焼成分として排ガス中に含まれている。
そこで、二酸化窒素（ＮＯ2）の場合は、ＮＯ2＋ＨＣ→
Ｎ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏとなり、一酸化窒素（ＮＯ）の場合
は、ＮＯ＋ＨＣ→Ｎ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏのように反応して
浄化される。
【００３１】また、この炭化水素（ＨＣ）とＯラジカル
（Ｏ＊）とが酸化反応して、含酸素ＨＣ（ＨＣ’−Ｏ）
が生成される。そして、この含酸素ＨＣ（ＨＣ’−Ｏ）
とＮＯも酸化されてＮＯ2となり、還元反応を促進す
る。
（Ｏ＊）とが酸化反応して、含酸素ＨＣ（ＨＣ’−Ｏ）
が生成される。そして、この含酸素ＨＣ（ＨＣ’−Ｏ）
とＮＯも酸化されてＮＯ2となり、還元反応を促進す
る。
【００３２】本考案では、絶縁基板５間の隙間寸法Ｌ、
および絶縁基板５の板厚寸法ｔを適合することで、電力
を有効に使って排ガス浄化に有効なＯラジカル（Ｏ＊）
を生成させることができるので、放電による消費電力量
を抑え、かつ効率よく排ガスを浄化できるプラズマ発生
装置を利用した内燃機関の排気浄化装置１を提供でき
る。
および絶縁基板５の板厚寸法ｔを適合することで、電力
を有効に使って排ガス浄化に有効なＯラジカル（Ｏ＊）
を生成させることができるので、放電による消費電力量
を抑え、かつ効率よく排ガスを浄化できるプラズマ発生
装置を利用した内燃機関の排気浄化装置１を提供でき
る。
【００３３】なお、本発明の実施にあたり、絶縁基板５
間の隙間寸法Ｌ、および絶縁基板５の板厚寸法ｔの両寸
法を適合して、電極３に通電される電流値を適合させた
が、例えば、絶縁基板５の材質を変更すれば、絶縁基板
５間の隙間寸法Ｌ、あるいは絶縁基板５の板厚寸法ｔの
少なくとも一方の寸法を調整することで電極３に通電さ
れる電流値を適合できる。また、絶縁基板５の材料の誘
電率を変えることで電流値を調整できる。
間の隙間寸法Ｌ、および絶縁基板５の板厚寸法ｔの両寸
法を適合して、電極３に通電される電流値を適合させた
が、例えば、絶縁基板５の材質を変更すれば、絶縁基板
５間の隙間寸法Ｌ、あるいは絶縁基板５の板厚寸法ｔの
少なくとも一方の寸法を調整することで電極３に通電さ
れる電流値を適合できる。また、絶縁基板５の材料の誘
電率を変えることで電流値を調整できる。
【図１】本発明の一実施形態のプラズマ発生装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】図１中の絶縁基板の詳細を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は図３（ａ）の側面図である。
図、（ｂ）は図３（ａ）の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態の排気浄化装置全体を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図４】電極に通電する電流波形を示す特性図である。
【図５】１回の微小放電発光と、その時流れる電流波形
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図６】微小放電の電流値と、微小放電での放電光の発
光量との関係を示す特性図である。
光量との関係を示す特性図である。
【図７】絶縁基板間の隙間寸法と、絶縁基板の板厚寸法
との適合を示す特性図である。
との適合を示す特性図である。
【図８】絶縁基板の誘電率と、電流値との関係を示す特
性図である。
性図である。
１ 排気浄化装置 ２ プラズマ発生装置（放電部） ３ 電極 ５ 絶縁基板 ３２ 触媒付きＤＰＦ（集塵部）
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＺ
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排ガスが流れる流路を挟んで
対向配置した誘導体からなる第１、第２絶縁基板と、 前記第１、第２絶縁基板内に埋設した第１、第２電極と
からなる放電部とを備え、 前記第１、第２電極間に放電を発生させることで、発生
するラジカルや活性ガスにより前記流路を流れる排ガス
を浄化する内燃機関の排気浄化装置において、前記第
１、第２電極に発生する微小放電の電流値を、前記放電
部で発生する加速電子量を表わす放電光量が飽和する点
により定まる所定電流値に設定したことを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記第１、第２絶縁基板間の隙間寸法、
あるいは前記絶縁基板の板厚寸法の少なくとも一方を調
整して、前記所定電流値を設定したことを特徴とする請
求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記絶縁基板の材料により前記所定電流
値を設定したことを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記誘導体がアルミナであって、 前記絶縁基板間の隙間寸法を０．５から１．５ｍｍの間
とし、 前記絶縁基板の板厚寸法を０．８〜２．４ｍｍの間とし
たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017411A JP2002221026A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001017411A JP2002221026A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221026A true JP2002221026A (ja) | 2002-08-09 |
Family
ID=18883624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001017411A Withdrawn JP2002221026A (ja) | 2001-01-25 | 2001-01-25 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002221026A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006305194A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Midori Anzen Co Ltd | 触媒保持装置及びガス除去装置 |
| JP2007255255A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | プラズマ反応装置 |
| CN107288726A (zh) * | 2016-04-13 | 2017-10-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于内燃机的排气净化的方法和设备 |
-
2001
- 2001-01-25 JP JP2001017411A patent/JP2002221026A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006305194A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Midori Anzen Co Ltd | 触媒保持装置及びガス除去装置 |
| JP4636930B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-02-23 | ミドリ安全株式会社 | 触媒保持装置及びガス除去装置 |
| JP2007255255A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | プラズマ反応装置 |
| JP4619969B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2011-01-26 | 日本碍子株式会社 | プラズマ反応装置 |
| CN107288726A (zh) * | 2016-04-13 | 2017-10-24 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于内燃机的排气净化的方法和设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6212883B1 (en) | Method and apparatus for treating exhaust gas from vehicles | |
| US6912841B2 (en) | Device and method for exhaust-gas treatment | |
| US20100072055A1 (en) | Gas purifying device, gas purifying system and gas purifying method | |
| US8581480B2 (en) | Self-regenerating particulate trap systems for emissions and methods thereof | |
| JP2004360511A (ja) | 排気浄化装置 | |
| JP2005537419A (ja) | イオン化空気注入を用いるガスイオン化システムを含む、排気ガス処理システム | |
| KR100665727B1 (ko) | 연료를 이용하는 내연 기관의 연비개선 및 매연 저감장치 | |
| US20050079112A1 (en) | Surface discharge non-thermal plasma reactor and method | |
| JP3863701B2 (ja) | プラズマリアクタ | |
| JP2002256851A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2002221026A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| EP1642633B1 (en) | Apparatus and method of treating exhaust gas by adjustable pulse-plasma | |
| JPH10169431A (ja) | 排ガス処理装置 | |
| JP2002213228A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2005344688A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2002221027A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2004204739A (ja) | 排ガス浄化システムおよび排ガス浄化方法 | |
| JP2002129947A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4543754B2 (ja) | 放電リアクタ用の電源方法 | |
| JP5282727B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
| JP3924347B2 (ja) | 排ガス浄化装置 | |
| JP4258296B2 (ja) | プラズマリアクター | |
| KR100332356B1 (ko) | 전기와 자기를 이용한 내연기관의 배기가스 정화기 | |
| JP2004190528A (ja) | 排気浄化装置 | |
| KR100676889B1 (ko) | 자동차의 연비개선 및 오염물 저감장치 |
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: 20080401 |