【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、内燃機関の排ガスを浄化するための技術として、相対する一対の電極に交流電圧または直流パルス電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置（プラズマリアクタ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種の排ガス浄化装置では、一般に、交流電圧または直流パルス電圧を発生する高圧電源装置の給電端子と、各電極とが高圧ケーブルを介して接続される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１４７４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように構成される従来の排ガス浄化装置では、高圧電源装置と各電極とを結ぶ高圧ケーブルから、いわゆる輻射ノイズが発せられ、それにより、他の電子機器の動作に悪影響を与えてしまうおそれがある。また、従来の排ガス浄化装置では、高圧電源装置の給電端子と高圧ケーブルとの接続部や、高圧ケーブルと電極との接続部など、比較的多くの箇所を絶縁する必要があり、それ故に、絶縁劣化に起因するリークやアーク放電の発生といったトラブルが発生し易くなっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、高電圧の印加に伴う輻射ノイズを低減させると共に、絶縁劣化を確実に防止することができる排ガス浄化装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による排ガス浄化装置は、一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置において、電極が配置されると共に排ガスが導入される浄化部と、一対の電極に印加する高電圧を発生可能であり、浄化部と一体化されている電源部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この排ガス浄化装置では、電極が配置されると共に排ガスが導入される浄化部と、高電圧を発生可能な電源部とが一体化されることから、電極と電源部（給電端子）とを近接させることが可能となる。これにより、この排ガス浄化装置では、従来用いられていた高圧ケーブルを省略または大幅に短縮化することが可能となり、高電圧の印加に伴う輻射ノイズを低減させると共に、絶縁劣化を確実に防止することができる。
【０００８】
また、本発明による排ガス浄化装置は、電源部の昇温を抑制するための手段を更に備えると好ましい。
【０００９】
このような構成を採用すれば、浄化部から発せられる熱により電源部がダメージを受けてしまうことを確実に防止することができる。
【００１０】
更に、電源部は、それぞれ電極に接続される複数の給電端子を含み、電極と給電端子との接続部がシールド部材によって覆われていると好ましい。
【００１１】
このような構成を採用すれば、電極と給電端子との接続部から高周波ノイズが発せられてしまうことを確実に防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による排ガス浄化装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明による排ガス浄化装置を示す断面図である。同図に示される排ガス浄化装置１は、車両に適用されると好適なものであり、図示されない内燃機関の燃焼室から排出される排ガスを浄化するために、当該内燃機関の排気系統に組み込まれる。図１に示されるように、排ガス浄化装置１は、概ね筒状に形成されると共に長手方向中央部が拡径されている浄化容器（浄化部）２を有する。この浄化容器２の上流端２ａは、内燃機関の排気系統を構成する排気管Ｌ１に接続され、浄化容器２の下流端２ｂは、内燃機関の排気系統を構成する排気管Ｌ２に接続される。これにより、浄化容器２の内部には、排気管Ｌ１を介して内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが導入され、浄化容器２の内部で浄化された排ガスは、排気管Ｌ２を介して外部に排出されることになる。
【００１４】
浄化容器２の内部には、絶縁体により概ね筒状に形成された支持部材３が固定されており、支持部材３の両端には、メッシュ状の電極４Ａおよび４Ｃが固定されている。本実施形態では、各電極４Ａ，４Ｃのうち、例えば上流側に位置する電極４Ａが陽極とされ、下流側の電極４Ｃが陰極とされる。また、支持部材３の内部、かつ、電極４Ａおよび４Ｃの間には、触媒担体５が配置されている。本実施形態では、触媒担体５としてセラミック等からなるハニカム材にアルミナ触媒を担持させたものが用いられる。なお、支持部材３の内部の触媒担体５は省略されてもよく、また、触媒を担持していないハニカム材等が支持部材３の内部に配置されてもよい。なお、ハニカム材等に担持させる触媒としては、任意のものを採用することができる。
【００１５】
浄化容器２の内部に配置されている電極４Ａおよび４Ｃには、それぞれ端子６が接続されており、各端子６は、それぞれ浄化容器２の側壁を貫通して容器２の外部に延出する。そして、各端子６には、電源ユニット（電源部）１０から、例えば電極４Ａが陽極となり、電極４Ｃが陰極となるようにして高電圧が印加される。これにより、電極４Ａおよび４Ｃの間にプラズマを発生させることが可能となり、発生したプラズマのエネルギにより、内燃機関からの排ガスに含まれるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘといった成分やパーティキュレート物質等を、排ガス中の酸素と反応させて浄化したり、着火させて焼却したりすることが可能となる。
【００１６】
一方、浄化容器２内の電極４Ａおよび４Ｃに高電圧を印加するための電源ユニット１０は、図１に示されるように、筐体１１、昇圧トランス１２、回路モジュール１４等を含む。筐体１１は、金属等により形成されており、この筐体１１の内部に、昇圧トランス１２や回路モジュール１４が収容されている。昇圧トランス１２は、回路モジュール１４およびケーブル（ワイヤーハーネス）１３を介して外部の直流電源（バッテリ）に接続されている。そして、昇圧トランス１２は、回路モジュール１４からの電圧信号を昇圧させ、複数の給電端子１５を介して、浄化容器２内の電極４Ａおよび４Ｃに交流の高電圧または直流パルス電圧を印加する。なお、電源ユニット１０は、直流高圧電源として構成されてもよい。
【００１７】
ここで、従来の排ガス浄化装置では、電源側の給電端子と各電極とが高圧ケーブルを介して接続されるのが一般的であった。この場合、電源と各電極とを結ぶ高圧ケーブルからいわゆる輻射ノイズが発せられ、それにより、他の電子機器の動作に悪影響を与えてしまうおそれがあった。また、従来の排ガス浄化装置では、比較的多くの箇所を絶縁する必要があり、それ故に、絶縁劣化に起因するリークやアーク放電の発生といったトラブルが発生し易くなっていた。
【００１８】
これら従来の問題点に鑑みて、本発明による排ガス浄化装置１では、図１に示されるように、電源ユニット１０が浄化容器２と一体化されている。すなわち、本実施形態において、電源ユニット１０（筐体１１）は、浄化容器２に近接する状態で、複数のステー７を介して浄化容器２の外周に固定される。そして、本実施形態では、電源ユニット１０の各給電端子１５と、電極４Ａ，４Ｃに接続されている端子６とが、高圧ケーブル等を介することなく直結されており、電極４Ａ，４Ｃの端子６と給電端子１５との接続部の周辺には、絶縁材１６が配置されている。
【００１９】
このように、本実施形態の排ガス浄化装置１では、電極４Ａおよび４Ｃが配置されると共に排ガスが導入される浄化容器２と、高電圧を発生可能な電源ユニット１０とが互いに近接し合う状態で一体化されることから、電極４Ａおよび４Ｃ（端子６）と電源ユニット１０の給電端子１５とを直結（または近接）させることが可能となる。従って、排ガス浄化装置１では、従来用いられていた高圧ケーブルを省略（または大幅に短縮化）することができる。
【００２０】
この結果、排ガス浄化装置１によれば、高電圧の印加に伴う輻射ノイズを低減させると共に、インダクタンスの影響により浄化装置全体の電気的特性が悪化してしまうことを防止することができる。また、排ガス浄化装置１では、電極４Ａ，４Ｃに接続されている端子６と、電源ユニット１０の各給電端子１５とを直結（または近接）させることができるので、絶縁箇所の数自体を低減させたり、絶縁材１６周辺の強度を高めたりして、絶縁劣化を確実に防止することができる。また、排ガス浄化装置１では、柔軟性に欠ける高圧ケーブルを廃することができるので、ケーブル取り回しに関する問題や、それに起因する絶縁劣化をも解消することが可能となる。
【００２１】
更に、本実施形態では、電極４Ａ，４Ｃの端子６と給電端子１５との接続部の周囲に、シールド部材１７が配置されている。このように、端子６と給電端子１５との接続部をシールド部材１７によって覆うことにより、電極４Ａおよび４Ｃの端子６と給電端子１５との接続部から高周波ノイズが発せられてしまうことを確実に防止することができる。なお、端子６と給電端子１５との接続部の周囲には、図１に示されるように、更に碍子９が配置されてもよい。このような構成を採用することにより、端子６と給電端子１５との接続部における絶縁材１６の劣化をより一層確実に防止することが可能となる。
【００２２】
ところで、電極４Ａおよび４Ｃに高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する場合、浄化容器２の内部の温度は、およそ数百℃程度に達する。この点に鑑みて、排ガス浄化装置１では、浄化容器２と電源ユニット１０（筐体１１）との間に、遮熱板（遮熱部材）８が配置されている。本実施形態では、遮熱板８は、ステー７と浄化容器２の外壁との間に挟持された状態で、浄化容器２と電源ユニット（筐体１１）との間に固定される。
【００２３】
また、本実施形態の排ガス浄化装置１では、筐体１１の上壁、底壁および側壁に、冷媒流路１１ａが形成されている。冷媒流路１１ａは、筐体１１の内部空間の周囲に循環路を形成しており、冷媒流路１１ａの内部には、図示されてない冷媒ポンプによって所定の冷却媒体が流通させられる。このように、遮熱板８や、冷媒流路１１ａ等を含む冷却手段を採用することにより、電源ユニット１０の昇温を確実に抑制することができるので、浄化容器２から発せられる熱により電源ユニット１０の昇圧トランス１２や回路モジュール１４等がダメージを受けてしまうことを確実に防止することが可能となる。更に、本実施形態では、冷媒流路１１ａを流通する冷却媒体によって、昇圧トランス１２や回路モジュール１４等を積極的に冷却することも可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明によれば、高電圧の印加に伴う輻射ノイズを低減させると共に絶縁劣化を確実に防止することができる排ガス浄化装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排ガス浄化装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 排ガス浄化装置
２ 浄化容器
３ 支持部材
４Ａ，４Ｃ 電極
５ 触媒担体
６ 端子
８ 遮熱板
９ 碍子
１０ 電源ユニット
１１ 筐体
１１ａ 冷媒流路
１２ 昇圧トランス
１４ 回路モジュール
１５ 給電端子
１６ 絶縁材
１７ シールド部材
Ｌ１，Ｌ２ 排気管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus that purifies exhaust gas using plasma generated by applying a high voltage to a pair of electrodes.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, an exhaust gas purifying apparatus (plasma reactor) for purifying exhaust gas using plasma generated by applying an AC voltage or a DC pulse voltage to a pair of electrodes facing each other has been known. It is known (for example, see Patent Document 1). In this type of exhaust gas purifying apparatus, generally, a power supply terminal of a high-voltage power supply that generates an AC voltage or a DC pulse voltage is connected to each electrode via a high-voltage cable.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-314748 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional exhaust gas purifier configured as described above, so-called radiation noise is generated from the high-voltage cable connecting the high-voltage power supply and each electrode, thereby adversely affecting the operation of other electronic devices. There is a possibility that it will. Further, in the conventional exhaust gas purification device, it is necessary to insulate a relatively large number of portions, such as a connection portion between a power supply terminal of a high-voltage power supply device and a high-voltage cable and a connection portion between a high-voltage cable and an electrode. Troubles such as leakage and arc discharge caused by deterioration are likely to occur.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of reducing radiation noise caused by application of a high voltage and reliably preventing insulation deterioration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is an exhaust gas purifying apparatus that purifies exhaust gas by using plasma generated by applying a high voltage to a pair of electrodes. And a power supply unit that is capable of generating a high voltage applied to the electrodes and is integrated with the purifying unit.
[0007]
In this exhaust gas purifying device, the electrode and the purifying section into which the exhaust gas is introduced and the power supply section capable of generating a high voltage are integrated, so that the electrode and the power supply section (power supply terminal) are brought close to each other. It becomes possible. As a result, in the exhaust gas purifying apparatus, it is possible to omit or significantly shorten the conventionally used high-voltage cable, reduce radiation noise caused by application of a high voltage, and reliably prevent insulation deterioration. Can be.
[0008]
Further, it is preferable that the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention further includes a unit for suppressing a rise in temperature of the power supply unit.
[0009]
With such a configuration, it is possible to reliably prevent the power supply unit from being damaged by the heat generated from the purification unit.
[0010]
Furthermore, it is preferable that the power supply unit includes a plurality of power supply terminals connected to the respective electrodes, and a connection between the electrode and the power supply terminal is covered with a shield member.
[0011]
By employing such a configuration, it is possible to reliably prevent high-frequency noise from being generated from the connection between the electrode and the power supply terminal.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a sectional view showing an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. The exhaust gas purifying apparatus 1 shown in FIG. 1 is preferably applied to a vehicle, and is incorporated in an exhaust system of the internal combustion engine to purify exhaust gas discharged from a combustion chamber of the internal combustion engine (not shown). . As shown in FIG. 1, the exhaust gas purifying apparatus 1 has a purifying container (purifying unit) 2 which is formed in a substantially cylindrical shape and whose central portion in the longitudinal direction has an enlarged diameter. An upstream end 2a of the purification vessel 2 is connected to an exhaust pipe L1 constituting an exhaust system of the internal combustion engine, and a downstream end 2b of the purification vessel 2 is connected to an exhaust pipe L2 constituting an exhaust system of the internal combustion engine. As a result, the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine through the exhaust pipe L1 is introduced into the purification vessel 2 and the exhaust gas purified inside the purification vessel 2 is discharged through the exhaust pipe L2. Will be discharged.
[0014]
A support member 3 formed in a substantially cylindrical shape by an insulator is fixed inside the purification container 2, and mesh-shaped electrodes 4A and 4C are fixed to both ends of the support member 3. In the present embodiment, of the electrodes 4A and 4C, for example, the electrode 4A located on the upstream side is an anode, and the electrode 4C on the downstream side is a cathode. Further, a catalyst carrier 5 is disposed inside the support member 3 and between the electrodes 4A and 4C. In the present embodiment, as the catalyst carrier 5, a carrier in which an alumina catalyst is supported on a honeycomb material made of ceramic or the like is used. Note that the catalyst carrier 5 inside the support member 3 may be omitted, and a honeycomb material or the like not carrying a catalyst may be arranged inside the support member 3. In addition, as a catalyst to be supported on a honeycomb material or the like, any catalyst can be adopted.
[0015]
Terminals 6 are connected to the electrodes 4 </ b> A and 4 </ b> C arranged inside the purification container 2, respectively. Each terminal 6 extends through the side wall of the purification container 2 to the outside of the container 2. Then, a high voltage is applied to each terminal 6 from a power supply unit (power supply unit) 10 so that, for example, the electrode 4A becomes an anode and the electrode 4C becomes a cathode. As a result, plasma can be generated between the electrodes 4A and 4C, and components such as HC, CO, NOx, and particulate matter contained in the exhaust gas from the internal combustion engine are removed by the energy of the generated plasma. It is possible to purify by reacting with oxygen, or to ignite and incinerate.
[0016]
On the other hand, the power supply unit 10 for applying a high voltage to the electrodes 4A and 4C in the purification container 2 includes a housing 11, a step-up transformer 12, a circuit module 14, and the like, as shown in FIG. The housing 11 is formed of metal or the like, and houses the step-up transformer 12 and the circuit module 14 inside the housing 11. The step-up transformer 12 is connected to an external DC power supply (battery) via a circuit module 14 and a cable (wire harness) 13. Then, the step-up transformer 12 steps up the voltage signal from the circuit module 14 and applies a high AC voltage or a DC pulse voltage to the electrodes 4A and 4C in the purification container 2 via the plurality of power supply terminals 15. Note that the power supply unit 10 may be configured as a DC high-voltage power supply.
[0017]
Here, in the conventional exhaust gas purifying apparatus, the power supply terminal on the power supply side and each electrode are generally connected via a high-voltage cable. In this case, so-called radiation noise is generated from the high-voltage cable connecting the power supply and each electrode, which may adversely affect the operation of other electronic devices. Further, in the conventional exhaust gas purifying apparatus, it is necessary to insulate a relatively large number of points, and therefore, troubles such as generation of leak and arc discharge due to insulation deterioration are likely to occur.
[0018]
In view of these conventional problems, in the exhaust gas purifying apparatus 1 according to the present invention, the power supply unit 10 is integrated with the purifying container 2 as shown in FIG. That is, in the present embodiment, the power supply unit 10 (housing 11) is fixed to the outer periphery of the purification container 2 via the plurality of stays 7 in a state close to the purification container 2. In the present embodiment, the power supply terminals 15 of the power supply unit 10 and the terminals 6 connected to the electrodes 4A and 4C are directly connected without a high-voltage cable or the like, and the terminals 6 of the electrodes 4A and 4C are connected. An insulating material 16 is arranged around a connection between the power supply terminal 15 and the power supply terminal 15.
[0019]
As described above, in the exhaust gas purifying apparatus 1 of the present embodiment, the purification container 2 in which the electrodes 4A and 4C are arranged and the exhaust gas is introduced, and the power supply unit 10 capable of generating a high voltage are in a state where they are close to each other. Since they are integrated, the electrodes 4A and 4C (terminal 6) and the power supply terminal 15 of the power supply unit 10 can be directly connected (or close to). Therefore, in the exhaust gas purifying apparatus 1, the conventionally used high-voltage cable can be omitted (or greatly shortened).
[0020]
As a result, according to the exhaust gas purifying apparatus 1, it is possible to reduce the radiation noise caused by the application of the high voltage, and to prevent the electrical characteristics of the entire purifying apparatus from being deteriorated due to the influence of the inductance. Further, in the exhaust gas purifying apparatus 1, the terminal 6 connected to the electrodes 4A and 4C and each power supply terminal 15 of the power supply unit 10 can be directly connected (or close to each other). In addition, the strength around the insulating material 16 is increased, so that the insulation deterioration can be reliably prevented. Further, in the exhaust gas purifying apparatus 1, since the high-voltage cable lacking in flexibility can be eliminated, it is possible to eliminate the problem related to the cable management and the insulation deterioration caused by the problem.
[0021]
Further, in the present embodiment, a shield member 17 is arranged around a connection between the terminal 6 of the electrodes 4A and 4C and the power supply terminal 15. As described above, by covering the connection between the terminal 6 and the power supply terminal 15 with the shield member 17, it is ensured that high-frequency noise is generated from the connection between the terminal 6 of the electrodes 4A and 4C and the power supply terminal 15. Can be prevented. In addition, as shown in FIG. 1, an insulator 9 may be further provided around a connection portion between the terminal 6 and the power supply terminal 15. By adopting such a configuration, it is possible to more reliably prevent the deterioration of the insulating material 16 at the connection portion between the terminal 6 and the power supply terminal 15.
[0022]
By the way, when purifying exhaust gas by using plasma generated by applying a high voltage to the electrodes 4A and 4C, the temperature inside the purification container 2 reaches about several hundred degrees Celsius. In view of this point, in the exhaust gas purifying apparatus 1, the heat shield plate (heat shield member) 8 is disposed between the purification container 2 and the power supply unit 10 (housing 11). In the present embodiment, the heat shield plate 8 is fixed between the purification container 2 and the power supply unit (housing 11) while being sandwiched between the stay 7 and the outer wall of the purification container 2.
[0023]
Further, in the exhaust gas purifying apparatus 1 of the present embodiment, the refrigerant channel 11 a is formed on the top wall, the bottom wall, and the side wall of the housing 11. The refrigerant flow path 11a forms a circulation path around the internal space of the housing 11, and a predetermined cooling medium flows through the refrigerant flow path 11a by a refrigerant pump (not shown). As described above, by adopting the cooling means including the heat shield plate 8 and the coolant channel 11a, the temperature rise of the power supply unit 10 can be reliably suppressed. It is possible to reliably prevent the step-up transformer 12 and the circuit module 14 of the unit 10 from being damaged. Further, in the present embodiment, it is also possible to actively cool the step-up transformer 12, the circuit module 14, and the like by the cooling medium flowing through the refrigerant flow path 11a.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an exhaust gas purifying apparatus capable of reducing radiation noise caused by application of a high voltage and reliably preventing insulation deterioration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas purification apparatus 2 Purification container 3 Support member 4A, 4C Electrode 5 Catalyst carrier 6 Terminal 8 Heat shield plate 9 Insulator 10 Power supply unit 11 Housing 11a Refrigerant flow path 12 Boost transformer 14 Circuit module 15 Power supply terminal 16 Insulation material 17 Shield member L1, L2 exhaust pipe
