JP2005147125A - Power source circuit for plasma reactor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power source circuit for a plasma reactor enhancing energy efficiency in the plasma reactor, and a power source control method for a plasma reactor. <P>SOLUTION: The power source circuit 10 for the plasma reactor has a voltage measurement part 14 and a current measurement part 16 for measuring a voltage and a current fed to the plasma reactor; and a control means 18 for calculating a thrown power amount from the measured voltage value and the current value to the plasma reactor and feedback-control the high voltage power source such that the required power amount required in the plasma reactor is fed to the plasma reactor based on the thrown power amount. The power source control method for the plasma reactor includes a process for calculating the thrown power amount from the measured voltage value and the current value to the plasma reactor; and a process for feedback-controlling the high voltage power source such that the required power amount is fed to the plasma reactor based on the calculated thrown power amount. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラズマリアクター、特に内燃機関等からの排気を浄化するプラズマリアクターのための電源回路、及びプラズマリアクター用電源の制御方法に関する。   The present invention relates to a power supply circuit for a plasma reactor, particularly a plasma reactor for purifying exhaust gas from an internal combustion engine or the like, and a method for controlling the power supply for the plasma reactor.

現在では、自動車の排気浄化、ゴミ焼却プラントの排気浄化、並びに殺菌及び脱臭用オゾン発生等のために、プラズマを利用した様々な浄化システムが提案されている。特に自動車の排気浄化の分野では、プラズマを排気浄化触媒と組み合わせて使用して、NOx、CO(一酸化炭素)、HC(炭化水素成分)及びPM(パティキュレート)を浄化することが知られている。 At present, various purification systems using plasma have been proposed for exhaust purification of automobiles, exhaust purification of garbage incineration plants, and generation of ozone for sterilization and deodorization. Particularly in the field of automobile exhaust purification, it is known to use plasma in combination with an exhaust purification catalyst to purify NO x , CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbon component) and PM (particulate). ing.

自動車のような移動媒体でプラズマリアクターを使用する場合、プラズマリアクター自体の性能も重要であるが、どのような電源装置を用いて給電を行うかが信頼性及びエネルギー効率の観点から重要になってくる。従って従来から、プラズマリアクターへの給電のための様々な様式及び電源回路が提案されている。   When using a plasma reactor in a moving medium such as an automobile, the performance of the plasma reactor itself is also important, but what kind of power supply is used to supply power is important from the viewpoint of reliability and energy efficiency. come. Therefore, various modes and power supply circuits for supplying power to the plasma reactor have been proposed.

例えば特許文献1では車両走行用動力源としてのエンジンによって、制御用低電圧電力と、プラズマリアクター用高電圧電力とをそれぞれ発生させている。特許文献2では、プラズマリアクターに供給される電圧又は電流の波形の変化に基づいて、プラズマリアクターの異常を判定する方法を提案している。   For example, in Patent Document 1, low voltage power for control and high voltage power for a plasma reactor are respectively generated by an engine as a power source for vehicle travel. Patent Document 2 proposes a method for determining an abnormality of a plasma reactor based on a change in a waveform of a voltage or current supplied to the plasma reactor.

このようなパルス電源を自動車の排気浄化のためのプラズマリアクターと組み合わせて使用する場合、例えば特許文献1でも示されるように、排気浄化触媒及び/又はエンジンの暖機状態に応じて、給電を断続させ及び/又は調節することが知られている。   When such a pulse power supply is used in combination with a plasma reactor for exhaust purification of an automobile, for example, as shown in Patent Document 1, power supply is intermittently supplied depending on the exhaust purification catalyst and / or the warm-up state of the engine. It is known to adjust and / or regulate.

特開平7−253014号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-253014 特開2001−314749号公報JP 2001-314749 A

従来公知のパルス電源を自動車の排気浄化のためのプラズマリアクターと組み合わせて使用する場合、例えば特許文献1でも示されるように、排気浄化触媒及び/又はエンジンの暖機状態に応じて、給電を断続させ及び/又は調節(例えばパルスの繰り返し周波数を増減させること、及び/又はそれぞれのパルスの出力を増減させることによって)することが知られている。   When a conventionally known pulse power source is used in combination with a plasma reactor for purifying automobile exhaust, for example, as shown in Patent Document 1, power supply is intermittently supplied depending on the exhaust purification catalyst and / or the warm-up state of the engine. And / or adjustment (eg, by increasing or decreasing the pulse repetition frequency and / or increasing or decreasing the output of each pulse).

排気浄化触媒及び/又はエンジンの暖機状態に応じてプラズマリアクターへの給電を高精度で調節する場合、プラズマの発生状態を知る必要がある。しかしながら、プラズマの発生状態は、排気の流量及び/又は組成、プラズマリアクターの劣化状態、暖機の程度によっても変化することが考えられ、直接に知ることが困難である。   When the power supply to the plasma reactor is adjusted with high accuracy in accordance with the exhaust purification catalyst and / or the warm-up state of the engine, it is necessary to know the generation state of the plasma. However, the plasma generation state may vary depending on the flow rate and / or composition of the exhaust, the deterioration state of the plasma reactor, and the degree of warm-up, and is difficult to know directly.

そこで本発明では、プラズマリアクターへの投入電力を制御する電源回路及び方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a power supply circuit and method for controlling the input power to the plasma reactor.

本発明のプラズマリアクター用電源回路は、プラズマリアクターにかかる電圧を測定する電圧測定部、プラズマリアクターに流れる電流を測定する電流測定部、電圧測定部及び電流測定部で測定された電圧及び電流値からプラズマリアクターへの実際の投入電力量を算出し、この投入電力量に基づいて、プラズマリアクターで必要とされる要求電力量が高電圧電源によってプラズマリアクターに給電されるように、高電圧電源をフィードバック制御する制御手段を有する。   The power supply circuit for a plasma reactor according to the present invention includes a voltage measurement unit that measures a voltage applied to the plasma reactor, a current measurement unit that measures a current flowing through the plasma reactor, a voltage measurement unit, and a voltage and a current value measured by the current measurement unit. Calculate the actual power input to the plasma reactor, and feed back the high voltage power supply based on this input power so that the required power required by the plasma reactor is fed to the plasma reactor by the high voltage power supply Control means for controlling.

本発明のプラズマリアクター用電源回路によれば、実際にプラズマリアクターに投入される投入電力に基づいて、高精度な投入電力制御を達成できる。   According to the power supply circuit for a plasma reactor of the present invention, it is possible to achieve highly accurate input power control based on the input power actually input to the plasma reactor.

本発明のプラズマリアクター用電源回路では、プラズマリアクターは排気浄化用プラズマリアクターでよい。   In the power supply circuit for a plasma reactor according to the present invention, the plasma reactor may be an exhaust purification plasma reactor.

この排気浄化用プラズマリアクターの例としては、ゴミ処理プラントからの排気、自動車用エンジンのような内燃機関からの排気を処理するためのプラズマリアクターを挙げることができる。   Examples of the exhaust gas purification plasma reactor include a plasma reactor for treating exhaust gas from a waste treatment plant and exhaust gas from an internal combustion engine such as an automobile engine.

本発明のプラズマリアクター用電源回路では、要求電力量は、プラズマリアクターを流通する排気の流量に基づいて、特に所望の排気浄化率、例えばHC、NOx及びCOのうちの1又は複数に関して、少なくとも50%、70%又は90%といった浄化率が達成されるようにして、決定することができる。 In the power supply circuit for a plasma reactor of the present invention, the required power amount is at least based on the flow rate of the exhaust gas flowing through the plasma reactor, particularly with respect to one or more of a desired exhaust purification rate, for example, HC, NO x and CO. It can be determined such that a purification rate of 50%, 70% or 90% is achieved.

これによれば、排気の流量が多いとき、すなわち排気を処理するプラズマリアクター内での排気の滞留時間が短いときに単位時間当たりの投入電力を多くし、反対に排気の流量が少ないとき、すなわちプラズマリアクター内での排気の滞留時間が長いときに単位時間当たりの投入電力を少なくして、エネルギー効率の向上に貢献できる。尚、例えばプラズマリアクターが自動車の排気浄化用プラズマリアクターである場合、この排気の流量はエンジン回転数等から決定できる。   According to this, when the flow rate of the exhaust gas is large, that is, when the residence time of the exhaust gas in the plasma reactor that processes the exhaust gas is short, the input power per unit time is increased, and conversely, when the exhaust gas flow rate is small, that is, When the residence time of the exhaust gas in the plasma reactor is long, the input power per unit time can be reduced to contribute to the improvement of energy efficiency. For example, when the plasma reactor is an automobile exhaust gas purification plasma reactor, the flow rate of the exhaust gas can be determined from the engine speed or the like.

本発明のプラズマリアクター用電源回路では、プラズマリアクターの中、排気流れ上流側、及び/又は排気流れ下流側に、排気浄化触媒が配置されており、要求電力量が、排気浄化触媒の暖機状態に基づいて決定されることができる。   In the power supply circuit for a plasma reactor of the present invention, an exhaust purification catalyst is arranged on the exhaust flow upstream side and / or the exhaust flow downstream side in the plasma reactor, and the required power amount is a warm-up state of the exhaust purification catalyst. Can be determined based on

これによれば、排気浄化触媒の暖機が充分でなく、触媒による排気の浄化が不充分な場合に、プラズマリアクターに給電し又はプラズマリアクターへの投入電力を多くして、排気浄化触媒による排気浄化を補助できる。   According to this, when the exhaust purification catalyst is not warmed up sufficiently and the exhaust purification by the catalyst is insufficient, the exhaust gas by the exhaust purification catalyst is increased by supplying power to the plasma reactor or increasing the input power to the plasma reactor. Can assist in purification.

本発明のプラズマリアクター用電源回路では、電流測定部が、給電用の主路に配置されたシャント抵抗及び分路に配置された電圧計を有することができる。   In the power supply circuit for a plasma reactor according to the present invention, the current measuring unit can have a shunt resistor arranged in the main path for power feeding and a voltmeter arranged in the shunt.

これによれば、プラズマリアクターに流通する電流量の高精度の検出、特に立ち上がり時間が早い短パルス電流、例えばナノセカンドオーダのパルス電流の高精度の検出に有益である。   This is useful for high-accuracy detection of the amount of current flowing through the plasma reactor, particularly high-precision detection of short pulse currents with a fast rise time, such as nanosecond order pulse currents.

本発明のプラズマリアクター用電源回路では、電流測定部が、分路に配置されたオペアンプ、及び好ましくはオペアンプの入力側に接続されたサージクランパを更に有することができる。   In the power supply circuit for a plasma reactor of the present invention, the current measuring unit can further include an operational amplifier disposed in the shunt, and preferably a surge clamper connected to the input side of the operational amplifier.

これによれば、オペアンプの使用によって電圧計で測定される電圧値を増幅できるので、シャント抵抗の抵抗値を小さくして給電回路に与える影響を小さくできる。またサージクランパの使用によって、例えばプラズマリアクターが火花放電に移行した場合に、電流検出回路に高電圧が侵入して回路を破損させることを防ぐことができる。   According to this, since the voltage value measured by the voltmeter can be amplified by using the operational amplifier, the resistance value of the shunt resistor can be reduced to reduce the influence on the power supply circuit. Further, by using a surge clamper, for example, when the plasma reactor shifts to spark discharge, it is possible to prevent a high voltage from entering the current detection circuit and damaging the circuit.

本発明のプラズマリアクター用電源の制御方法は、プラズマリアクターで必要とされる要求電力量を決定すること、高電圧電源によってプラズマリアクターに実際に供給される電圧値及び電流値を測定すること、測定された電圧値及び電流値からプラズマリアクターへの実際の投入電力量を算出すること、並びに算出された投入電力量に基づいて、要求電力量がプラズマリアクターに給電されるように、高電圧電源をフィードバック制御することを含む。   The method for controlling a power source for a plasma reactor according to the present invention includes determining a required power amount required for the plasma reactor, measuring a voltage value and a current value actually supplied to the plasma reactor by a high voltage power source, and measuring. Calculating the actual input power amount to the plasma reactor from the calculated voltage value and current value, and based on the calculated input power amount, the high voltage power supply is connected so that the required power amount is supplied to the plasma reactor. Including feedback control.

本発明のプラズマリアクター用電源の制御方法によれば、実際にプラズマリアクターに投入される投入電力に基づいて、高精度な投入電力制御を達成できる。   According to the method for controlling a power source for a plasma reactor of the present invention, it is possible to achieve highly accurate input power control based on the input power actually input to the plasma reactor.

本発明のプラズマリアクター用電源の制御方法で排気浄化用プラズマリアクターのための電源を制御する場合、要求電力量は、プラズマリアクターを流通する排気の流量に基づいて、特に所望の排気浄化率が達成されるようにして、決定することができる。   When the power source for the exhaust gas purification plasma reactor is controlled by the method for controlling the power source for the plasma reactor according to the present invention, the required amount of electric power is achieved particularly based on the flow rate of the exhaust gas flowing through the plasma reactor. As can be determined.

本発明によれば、プラズマリアクターへの高精度の投入電力制御を達成できる。   According to the present invention, high-accuracy power input control to the plasma reactor can be achieved.

以下では本発明を図に示した実施形態に基づいて具体的に説明するが、これらの図は本発明を構成するプラズマリアクター用電源回路の概略を示す図であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings. However, these drawings are diagrams schematically showing a power circuit for a plasma reactor constituting the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. It is not limited to.

本発明の実施形態について図1を用いて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1で示されるように、2点破線で囲まれている本発明のプラズマリアクター用電源回路10は、プラズマリアクターPにかかる電圧を測定する電圧測定部14、プラズマリアクターに流れる電流を測定する電流測定部16、高電圧電源12を制御する制御手段18を有する。ここで、電圧測定部14と制御手段18とは、信号線15で結ばれており、電流測定部15と制御手段18とは、信号線16で結ばれており、且つ制御手段18と高電圧電源12とは、信号線19で結ばれている。制御手段18は、電圧測定部14及び電流測定部16での測定値から算出されるプラズマリアクターPへの投入電力量に基づいて、プラズマリアクターPで必要とされる要求電力量がプラズマリアクターに供給されるように、高電圧電源12をフィードバック制御する。尚、このプラズマリアクター用電源回路は、寄生インダクタンスが最も小さくなるようにブスバ接続することが好ましい。   As shown in FIG. 1, the plasma reactor power supply circuit 10 of the present invention surrounded by a two-dot broken line includes a voltage measuring unit 14 that measures a voltage applied to the plasma reactor P, and a current that measures a current flowing through the plasma reactor. The measurement unit 16 and control means 18 for controlling the high voltage power supply 12 are provided. Here, the voltage measurement unit 14 and the control unit 18 are connected by a signal line 15, and the current measurement unit 15 and the control unit 18 are connected by a signal line 16, and the control unit 18 and the control unit 18 have a high voltage. The power supply 12 is connected by a signal line 19. The control means 18 supplies the plasma reactor with the required power amount required by the plasma reactor P based on the input power amount to the plasma reactor P calculated from the measured values at the voltage measurement unit 14 and the current measurement unit 16. As described above, the high-voltage power supply 12 is feedback-controlled. The plasma reactor power supply circuit is preferably bus-connected so that the parasitic inductance is minimized.

図1で示すプラズマリアクター用電源回路10の使用においては、始めに、プラズマリアクターで処理すべき排気の流量及び/又は組成、プラズマリアクターと組み合わせて使用する排気浄化触媒の暖機状態、又はこれらの組み合わせ等に基づいて、例えば制御手段12によって、プラズマリアクターPで必要とされる要求電力量を決定し、高電圧電源12からこの電力量を供給するようにする。ここで、プラズマリアクターで処理すべき排気の流量に基づいて要求電力量を決定する場合、排気流量及び随意に所望の排気浄化率に基づいて要求電力量を計算することも、予め排気流量−要求電力量のマップを作っておき、これに基づいて要求電力量を決定することもできる。   In the use of the plasma reactor power supply circuit 10 shown in FIG. 1, first, the flow rate and / or composition of the exhaust gas to be processed in the plasma reactor, the warm-up state of the exhaust purification catalyst used in combination with the plasma reactor, or these Based on the combination or the like, for example, the control means 12 determines the required power amount required in the plasma reactor P and supplies this power amount from the high voltage power supply 12. Here, when determining the required power amount based on the flow rate of the exhaust gas to be processed by the plasma reactor, the required power amount can be calculated based on the exhaust flow rate and optionally the desired exhaust gas purification rate. It is also possible to make a power amount map and determine the required power amount based on this map.

その後、電圧測定部14及び電流測定部16でそれぞれ、プラズマリアクターPに供給される電圧及び電流を測定し、これらの測定値をそれぞれ信号線15及び17で制御手段18に送り、この制御手段18でこれらの測定値の積からプラズマリアクターPに実際に投入されている電力量を算出する。この投入電力の検出は、例えば図7で示すようにして行うことができる。すなわち、プラズマリアクターPに印加される電圧(a)及び電流(b)をゲート信号(d)で定められる間にわたって検知し、これらを乗算及び積分して電力積算値を求め(d)、ピークホールド(e)及びアナログ−デジタル変換(f)を行ってデジタル信号にして、1パルス当たりの電力を制御手段18に取り込むことができる。   Thereafter, the voltage measuring unit 14 and the current measuring unit 16 measure the voltage and current supplied to the plasma reactor P, respectively, and send these measured values to the control means 18 through the signal lines 15 and 17, respectively. The amount of electric power actually supplied to the plasma reactor P is calculated from the product of these measured values. The detection of the input power can be performed, for example, as shown in FIG. That is, the voltage (a) and current (b) applied to the plasma reactor P are detected over a period determined by the gate signal (d), and these are multiplied and integrated to obtain an integrated power value (d), and peak hold (E) and analog-to-digital conversion (f) are performed to obtain a digital signal, and the power per pulse can be taken into the control means 18.

ここで算出された実際の投入電力量と必要とされる要求電力量とを制御手段18で比較し、プラズマリアクターPで必要とされる要求電力量がプラズマリアクターに供給されるように、信号線19を通じて高電圧電源12をフィードバック制御する。要求電力量をプラズマリアクターに供給するためには、実際の投入電力量と要求電力量との比較に基づいて投入電力量を増減させる以外にも、1パルス当たりの投入電力量とパルス数との積がこの要求電力量になるように高電圧電源を制御することもできる。   The control unit 18 compares the actual input power amount calculated here with the required required power amount, and the signal line is supplied so that the required power amount required by the plasma reactor P is supplied to the plasma reactor. The high voltage power supply 12 is feedback-controlled through 19. In order to supply the required power amount to the plasma reactor, in addition to increasing / decreasing the input power amount based on a comparison between the actual input power amount and the required power amount, the input power amount per pulse and the number of pulses It is also possible to control the high voltage power supply so that the product becomes the required power amount.

以下に、図1に示した本発明のプラズマリアクター用電源回路を構成する各部について更に具体的に説明する。   Hereinafter, each part constituting the plasma reactor power supply circuit of the present invention shown in FIG. 1 will be described in more detail.

電流測定部16は、図2に示すように電力供給回路に直列に接続された電流計22でよいが、図3〜5で示すような他の様式を用いることもできる。すなわち電流測定部16は、図3で示すように、2つの抵抗R1及びR2と電流計32を有する分流回路でよい。この場合には、電流計32の指示値とこれら2つの抵抗の比(R2/R1)との積から電流値を決定できる。 The current measuring unit 16 may be an ammeter 22 connected in series to the power supply circuit as shown in FIG. 2, but other modes as shown in FIGS. 3 to 5 may be used. That is, the current measuring unit 16 may be a shunt circuit having two resistors R 1 and R 2 and an ammeter 32 as shown in FIG. In this case, the current value can be determined from the product of the indicated value of the ammeter 32 and the ratio (R 2 / R 1 ) of these two resistors.

また電流測定部16は、図4で示すように電力供給用の主路に配置されたシャント抵抗Rs及び分路に配置された電圧計42を有することができる。このように回路で使用する抵抗は低インダクタンスであることが好ましい。この場合には、電圧計42の指示値をシャント抵抗Rsの抵抗値で割って電流値を決定できる。 Further, the current measuring unit 16 may include a shunt resistor R s disposed on the main path for supplying power and a voltmeter 42 disposed on the shunt as shown in FIG. Thus, it is preferable that the resistor used in the circuit has a low inductance. In this case, the current value can be determined by dividing the indicated value of the voltmeter 42 by the resistance value of the shunt resistor R s .

更に図4でのようにシャント抵抗を用いる場合、図5で示すようにオペアンプ52を更に分路に配置して、電圧計54で測定される電圧値を増幅できる。すなわち、シャント抵抗Rsの抵抗値を小さくして電力供給回路に与える影響を小さくできる。この場合には、電圧計54の指示値をシャント抵抗Rsの抵抗値で割った値と、オペアンプの電圧増幅率との積から電流値を決定できる。尚、ここでは1つのみのオペアンプを使用しているが、複数のオペアンプを使用すること、例えば2つのオペアンプを使用して電圧を信号レベルまで増幅することができる。また、オペアンプは高速パルス信号を扱うために、広周波数帯域であることが必要である。サージクランパ56をオペアンプの入力側に接続し、プラズマリアクターが火花放電に移行した場合に電流検出回路に高電圧が侵入して回路を破損させることを防ぐこともできる。 Further, when a shunt resistor is used as shown in FIG. 4, an operational amplifier 52 is further arranged in a shunt as shown in FIG. 5, and the voltage value measured by the voltmeter 54 can be amplified. That is, it is possible to reduce the influence by reducing the resistance value of the shunt resistor R s to the power supply circuit. In this case, the current value can be determined from the product of the value obtained by dividing the indicated value of the voltmeter 54 by the resistance value of the shunt resistor R s and the voltage gain of the operational amplifier. Although only one operational amplifier is used here, it is possible to amplify the voltage to a signal level by using a plurality of operational amplifiers, for example, using two operational amplifiers. Further, the operational amplifier needs to have a wide frequency band in order to handle a high-speed pulse signal. By connecting the surge clamper 56 to the input side of the operational amplifier, it is possible to prevent the high voltage from entering the current detection circuit and damaging the circuit when the plasma reactor shifts to spark discharge.

電圧測定部14としては、任意の電圧計を使用できるが、プラズマリアクターにかかる高電圧、例えば数kV〜50kVの電圧を測定できるものでなければならない。   An arbitrary voltmeter can be used as the voltage measuring unit 14, but it must be capable of measuring a high voltage applied to the plasma reactor, for example, a voltage of several kV to 50 kV.

制御手段18は、高電圧電源12の制御をするためのだけの電子機器であっても、自動車の場合のECU(電子制御ユニット)のように、他の機能も有するものであってもよい。   The control means 18 may be an electronic device only for controlling the high-voltage power supply 12, or may have other functions like an ECU (electronic control unit) in the case of an automobile.

高電圧電源12は、パルス状又は定常の直流又は交流電圧を発生させるものでよい。この印加電圧及びパルス周期としては、プラズマを発生させるのに一般的な値を使用でき、例えばパルス電圧数kV〜50kV及びパルス周期数10Hz〜2,000Hzを使用できる。直流電圧、交流電圧、周期的な波形の電圧等を両電極間に印加することができるが、特に直流パルス電圧が、コロナ放電を良好に起こさせることができるために好ましい。直流パルス電圧を用いる場合に、印加電圧、パルス幅、パルス周期は、両電極間にコロナ放電を起こすことができる範囲で任意に選択できる。印加電圧の電圧等については、装置の設計や経済性等からの一定の制約を受ける可能性があるが、高電圧かつ短パルス周期の電圧であることがコロナ放電を良好に発生させる点から望ましい。   The high voltage power supply 12 may generate a pulsed or steady DC or AC voltage. As the applied voltage and the pulse period, general values for generating plasma can be used. For example, a pulse voltage of several kV to 50 kV and a pulse period of 10 Hz to 2,000 Hz can be used. A DC voltage, an AC voltage, a periodic waveform voltage, or the like can be applied between both electrodes, and a DC pulse voltage is particularly preferable because corona discharge can be caused satisfactorily. When a DC pulse voltage is used, the applied voltage, pulse width, and pulse period can be arbitrarily selected as long as corona discharge can occur between both electrodes. The voltage of the applied voltage may be subject to certain restrictions from the design of the device and economy, but a high voltage and a short pulse period voltage are desirable from the viewpoint of generating corona discharge satisfactorily. .

本発明のプラズマリアクター用電源回路によって給電されるプラズマリアクターPは、任意のプラズマリアクターでよい。例えばこのプラズマリアクターは特許文献2の図2で示されるような排気浄化用プラズマリアクターでよく、また添付の図6で示すようなものであってもよい。ここで図6の(a)及び(b)はそれぞれプラズマリアクターの側面図及び断面図である。   The plasma reactor P fed by the plasma reactor power supply circuit of the present invention may be any plasma reactor. For example, this plasma reactor may be an exhaust purification plasma reactor as shown in FIG. 2 of Patent Document 2, or may be as shown in FIG. Here, FIGS. 6A and 6B are a side view and a cross-sectional view of the plasma reactor, respectively.

この図6で示されるプラズマリアクターでは、高電圧電源12に接続されたメッシュ状電極62と64との間に、放電空間66が存在し、プラズマリアクターで処理される流体がこの放電空間66を流通するようにされている。   In the plasma reactor shown in FIG. 6, a discharge space 66 exists between the mesh electrodes 62 and 64 connected to the high voltage power supply 12, and fluid to be processed in the plasma reactor flows through the discharge space 66. Have been to.

ここでメッシュ状電極62及び64は、これら電極間に電圧を印加できる任意の材料で製造できる。その材料としては、導電性の材料や半導体等の材料を使用することができるが、金属材料が好ましい。この金属材料として、具体的にはCu、W、ステンレス、Fe、Pt、Al等が使用でき、特にステンレスがコスト及び耐久性の点から好ましい。   Here, the mesh electrodes 62 and 64 can be made of any material capable of applying a voltage between these electrodes. As the material, a conductive material or a material such as a semiconductor can be used, but a metal material is preferable. Specifically, Cu, W, stainless steel, Fe, Pt, Al or the like can be used as this metal material, and stainless steel is particularly preferable from the viewpoint of cost and durability.

またメッシュ状電極62及び64の間の放電空間66には、セラミックハニカム担体のような絶縁性担体を配置し、この担体上に排気浄化触媒、例えばいわゆる三元触媒、NOx吸蔵還元触媒、又は酸化触媒を担持させることができる。但し、プラズマリアクター内に排気浄化触媒を配置するのに代えて又はこれに加えて、プラズマリアクターの中、排気流れ上流側及び/又は排気流れ下流側に排気浄化触媒を配置することができる。 An insulating carrier such as a ceramic honeycomb carrier is disposed in the discharge space 66 between the mesh electrodes 62 and 64, and an exhaust purification catalyst such as a so-called three-way catalyst, a NO x storage reduction catalyst, An oxidation catalyst can be supported. However, instead of or in addition to disposing the exhaust purification catalyst in the plasma reactor, the exhaust purification catalyst can be disposed in the plasma reactor on the exhaust flow upstream side and / or the exhaust flow downstream side.

図1は、本発明のプラズマリアクター用電源回路の1つの態様を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a power supply circuit for a plasma reactor according to the present invention. 図2は、本発明のプラズマリアクター用電源回路で使用できる電流測定部の1つの態様を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of a current measuring unit that can be used in the plasma reactor power supply circuit of the present invention. 図3は、本発明のプラズマリアクター用電源回路で使用できる電流測定部の他の1つの態様を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of a current measuring unit that can be used in the plasma reactor power supply circuit of the present invention. 図4は、本発明のプラズマリアクター用電源回路で使用できる電流測定部の他の1つの態様を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of a current measuring unit that can be used in the plasma reactor power supply circuit of the present invention. 図5は、本発明のプラズマリアクター用電源回路で使用できる電流測定部の他の1つの態様を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of a current measuring unit that can be used in the plasma reactor power supply circuit of the present invention. 図6は、本発明のプラズマリアクター用電源回路で給電を制御できるプラズマリアクターの1つの態様を示す側面図及び断面図である。FIG. 6 is a side view and a cross-sectional view showing one embodiment of a plasma reactor in which power supply can be controlled by the plasma reactor power supply circuit of the present invention. 図7は、本発明による投入電力の検出を行うためのタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart for detecting the input power according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

12…高電圧電源
14…電圧測定部
15、17、19…信号線
16…電流測定部
18…制御手段
22、32…電流計
42、54…電圧計
52…オペアンプ
56…サージクランパ
P…プラズマリアクター
1、R2…分流用抵抗
s…シャント抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... High voltage power supply 14 ... Voltage measuring part 15, 17, 19 ... Signal line 16 ... Current measuring part 18 ... Control means 22, 32 ... Ammeter 42, 54 ... Voltmeter 52 ... Operational amplifier 56 ... Surge clamper P ... Plasma reactor R 1 , R 2 ... Shunt resistance R s ... Shunt resistance

Claims (9)

プラズマリアクターにかかる電圧を測定する電圧測定部、
前記プラズマリアクターに流れる電流を測定する電流測定部、
前記電圧測定部及び電流測定部で測定された電圧及び電流値からプラズマリアクターへの実際の投入電力量を算出し、この投入電力量に基づいて、プラズマリアクターで必要とされる要求電力量が高電圧電源によって前記プラズマリアクターに給電されるように、前記高電圧電源をフィードバック制御する制御手段、
を有する、プラズマリアクター用電源回路。
A voltage measuring unit for measuring the voltage applied to the plasma reactor,
A current measuring unit for measuring a current flowing through the plasma reactor;
The actual input power amount to the plasma reactor is calculated from the voltage and current values measured by the voltage measurement unit and the current measurement unit, and based on this input power amount, the required power amount required for the plasma reactor is high. Control means for feedback-controlling the high-voltage power supply so that the plasma reactor is powered by the voltage power supply;
A plasma reactor power circuit.
前記プラズマリアクターが排気浄化用プラズマリアクターである、請求項1に記載のプラズマリアクター用電源回路。   The power supply circuit for a plasma reactor according to claim 1, wherein the plasma reactor is an exhaust purification plasma reactor. 前記要求電力量が、前記プラズマリアクターを流通する排気の流量に基づいて決定される、請求項2に記載のプラズマリアクター用電源回路。   The power supply circuit for a plasma reactor according to claim 2, wherein the required power amount is determined based on a flow rate of exhaust gas flowing through the plasma reactor. 前記要求電力量が、前記プラズマリアクターを流通する排気の流量に基づいて、所望の排気浄化率が達成されるように決定される、請求項3に記載のプラズマリアクター用電源回路。   The power supply circuit for a plasma reactor according to claim 3, wherein the required power amount is determined so as to achieve a desired exhaust gas purification rate based on a flow rate of exhaust gas flowing through the plasma reactor. 前記プラズマリアクターの中、排気流れ上流側、及び/又は排気流れ下流側に、排気浄化触媒が配置されており、且つ前記要求電力量が、前記排気浄化触媒の暖機状態に基づいて決定される、請求項2〜4のいずれかに記載のプラズマリアクター用電源回路。   In the plasma reactor, an exhaust purification catalyst is arranged on the exhaust flow upstream side and / or the exhaust flow downstream side, and the required power amount is determined based on a warm-up state of the exhaust purification catalyst. The power supply circuit for a plasma reactor according to any one of claims 2 to 4. 前記電流測定部が、給電用の主路に配置されたシャント抵抗及び分路に配置された電圧計を有する、請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマリアクター用電源回路。   The power supply circuit for a plasma reactor according to any one of claims 1 to 5, wherein the current measuring unit includes a shunt resistor arranged in a main path for power feeding and a voltmeter arranged in a shunt. 前記電流測定部が、分路に配置されたオペアンプを更に有する、請求項6に記載のプラズマリアクター用電源回路。   The power supply circuit for a plasma reactor according to claim 6, wherein the current measurement unit further includes an operational amplifier disposed in the shunt. プラズマリアクターで必要とされる要求電力量を決定すること、
高電圧電源によって前記プラズマリアクターに実際に供給される電圧値及び電流値を測定すること、
測定された電圧値及び電流値からプラズマリアクターへの実際の投入電力量を算出すること、並びに
算出された前記投入電力量に基づいて、前記要求電力量が前記プラズマリアクターに給電されるように、前記高電圧電源をフィードバック制御すること、
を含む、プラズマリアクター用電源の制御方法。
Determining the amount of power required in the plasma reactor;
Measuring voltage and current values actually supplied to the plasma reactor by a high voltage power source;
Calculate the actual input power amount to the plasma reactor from the measured voltage value and current value, and based on the calculated input power amount, the required power amount is supplied to the plasma reactor, Feedback controlling the high voltage power supply;
A method for controlling a power source for a plasma reactor, comprising:
前記プラズマリアクターが排気浄化用プラズマリアクターであり、且つ前記プラズマリアクターを流通する排気の流量に基づいて前記要求電力量を決定する、請求項8に記載のプラズマリアクター用電源の制御方法。   9. The method of controlling a power source for a plasma reactor according to claim 8, wherein the plasma reactor is an exhaust purification plasma reactor, and the required power amount is determined based on a flow rate of exhaust gas flowing through the plasma reactor.
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