JP2005327681A - 排ガス浄化装置用給電ケーブル - Google Patents

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次郎 土屋
Daisaku Sawada
大作 澤田
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Abstract

【課題】 高電圧の印加により排ガスを処理する排ガス浄化装置において、その給電ケーブルが発生するスイッチングノイズが周囲に及ぼす電磁的影響を抑制する。
【解決手段】 ステンレス鋼からなる電磁シールド４５によって給電ケーブル４０の給電線４１が被覆されているので、高電圧の印加により排ガスを処理する排ガス浄化装置１にあって、その給電ケーブル４０が発生するスイッチングノイズが周囲に及ぼす電磁的影響を抑制できる。蛇腹状の電磁シールド４５を採用したことにより、その可撓性から設置上の自由度が高いと共に、電磁シールド４５の表面積が広いので給電ケーブル４０からの放熱を促進することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、高電圧の印加により内燃機関の排ガスを処理する排ガス浄化装置に対し高電圧を供給するための給電ケーブルに関する。
車両などの内燃機関の排ガスを浄化するための技術として、近年、排ガスの流路中に設置された複数の電極間に、直流・直流パルスまたは交流の高電圧を印加して排ガス中のＮＯｘなどの所定物質を活性化させ、反応を促進してＮ２等の物質に変換させる排ガス浄化装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような装置では、平板電極間にハニカム担体触媒を配置して高電圧処理部を構成すると共に、バッテリから供給される直流電圧を高圧電源発生部によって高圧交流電圧に変換し、この高圧交流電圧を高電圧処理部の平板電極間に印加することによってコロナ放電を生じさせ、ＮＯｘの反応を促進して排ガスを浄化している。
他方、円筒形の外周電極と、この外周電極の軸線に沿って延びる棒状の中心電極とを有し、両電極間に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて、通過する排ガスを浄化するような、いわば透過型またはストレートフロー型の排ガス浄化装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。このような装置では、通過する排ガス中のＮＯｘなどの物質がＮ２等に変換されると共に、供給される排ガス中のＰＭ（particulate matter; 粒子状物質）が中心電極からの放電により帯電され、これと逆極性である外周電極側に吸着され、高電圧の印加に伴って発生する熱により焼却処理される。排ガスが繊維フィルタを通過するようないわば濾過型の装置に比して、このような透過型の装置は、ＰＭの排気抵抗による圧力損失が小さいという利点がある。
特許第３１４７１９３号公報 特開平８−３２３１４７号公報
ところで、この種の排ガス浄化装置では、高電圧が供給されて動作するにもかかわらず、その給電ケーブルが発生する電磁波やスイッチングノイズが周囲に及ぼす電気的・磁気的な影響については従来考慮されていない。
そこで本発明の目的は、高電圧の印加により排ガスを処理する排ガス浄化装置において、その給電ケーブルが発生するスイッチングノイズが周囲に及ぼす電磁的影響を抑制できるような手段を提供することにある。
第１の本発明は、排ガス浄化装置に高電圧を供給するための給電線を有する排ガス浄化装置用給電ケーブルであって、蛇腹状の電磁シールドによって前記給電線が被覆されていることを特徴とする排ガス浄化装置用給電ケーブルである。
第１の本発明では、電磁シールドによって給電線が被覆されているので、高電圧の印加により排ガスを処理する排ガス浄化装置にあって、その給電ケーブルが発生するスイッチングノイズが周囲に及ぼす電磁的影響を抑制できる。また蛇腹状の電磁シールドを採用したことにより、その可撓性から設置上の自由度が高いと共に、電磁シールドの表面積が広いので給電ケーブルからの放熱を促進することができる。
第１の本発明における電磁シールドは、第２の本発明のようにステンレス鋼板からなることとするのが好適である。
本発明の実施形態につき、以下に図面に従って説明する。図１において、本発明の第１実施形態の排ガス浄化装置１は、ディーゼルエンジンを搭載した車両に適用されるものであり、外周電極または受電極としての機能を有する浄化容器１０と、この浄化容器１０内に挿通された内部電極２０とを含んだプラズマリアクタまたはコロナリアクタとして構成されている。
浄化容器１０は、金属とくにＳＵＳなどの耐熱導電性材料により、長手方向中央部が拡径された筒体として形成されており、入口端部１１および出口端部１２と、適用対象である排気管よりも大径の円筒形の拡径部１３と、入口端部１１と拡径部１３との間および出口端部１２と拡径部１３との間に形成されたコーン部１４とを含む。
内部電極２０は、浄化容器１０の軸線上に配置されて排ガスの流れ方向に延びる。各内部電極２０には金属とくにＳＵＳやタングステンのプレス焼成品その他の耐熱導電性材料を用いるのが好適である。
内部電極２０は、アルミナまたはセラミックス等の絶縁材からなる縦長棒状の支柱１５，１６の通孔に摺動可能に挿通されており、内部電極２０はこれら支柱１５，１６によって浄化容器１０に対し絶縁的に支持されている。内部電極２０の上流側の端部付近には、ストッパ２１が固定されている。内部電極２０の下流側の端部付近には、支柱１６との間に押しバネである不図示のコイルスプリングを挟んでストッパ２３が固定されている。なお、内部電極２０はこのコイルスプリングによって、内部電極２０の伸長方向である下流側に向けて常時付勢されており、この付勢によって、内部電極２０の熱膨張に伴う屈曲の防止が図られている。
浄化容器１０の上流側のコーン部１４には、放電用プラグ３０が設置されている。図２に示されるとおり、放電用プラグ３０はプラグ電極３１、絶縁碍子３２および金属製のシェル３３を含んで構成されている。プラグ電極３１の下端部は、内部電極２０の上流側の端部に対向させられており、プラグ電極３１と内部電極２０との間には、動作の際の振動下においてプラグ電極３１と内部電極２０との干渉を避けるための空隙が設けられている。そしてプラグ電極３１の先端部と、内部電極２０の上流側の端部とが、可撓性を有するコイル状の導電線３４によって結合されている。
放電用プラグ３０には給電ケーブル４０が結合されている。給電ケーブル４０は、撚線などの給電線４１の外周に、マイカテープ層４２、ポリイミドフィルム層４３およびシリガラス編組線層４４を有し、さらにその外側に、電磁シールド４５を備えている。給電線４１は、絶縁体からなるプラグキャップ４６内の接続端子４７に接続されており、接続端子４７は、プラグキャップ４６と放電用プラグ３０の絶縁碍子３２との嵌合の際に、プラグ電極３１の上端部に固定されたターミナルナット３５と嵌合して電気的に接続される。
電磁シールド４５は、蛇腹状のフレキシブル管であり、厚さ０．３ｍｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）の実質的に無孔な薄板からなる。電磁シールド４５は、そのいずれかの位置で電気的に接地させる。なお、プラグキャップ４６の外側に導電性の外装体を設け、この外装体と電磁シールド４５の先端部とをねじソケットなどで電気的に接続すると共に、プラグキャップ４６と放電用プラグ３０との嵌合に伴って外装体とシェル３３とが接触・導通することによって電磁シールド４５が電気的に接地される構造としてもよい。
以上のとおり構成された本実施形態では、浄化容器１０は電気的に接地され、他方、給電ケーブルの給電線４１には、図示しない高圧電源発生部によって直流パルス電圧が加えられる。動作の際には、エンジンからの排ガスが図中矢印Ａ方向に導入されると、浄化容器１０と内部電極２０との間のコロナ放電などの放電によって、排ガス中のＮＯｘなどの所定物質が活性化され、反応が促進されてＮ２等の物質に変換させられる。また、供給される排ガス中のＰＭが内部電極２０からの放電により帯電され、内部電極２０と浄化容器１０との間の電界との相互作用によって浄化容器１０に吸着され、高電圧の印加に伴って発生する熱により燃焼ないし酸化が促進されることになる。
ここで本実施形態では、電磁シールド４５によって給電ケーブル４０の給電線４１が被覆されているので、高電圧の印加により排ガスを処理する排ガス浄化装置１にあって、その給電ケーブル４０が発生するスイッチングノイズが周囲に及ぼす電磁的影響を抑制できる。
また本実施形態では、蛇腹状の電磁シールド４５を採用したことにより、その可撓性から設置上の自由度が高いと共に、電磁シールド４５の表面積が広いので給電ケーブル４０からの放熱を促進することができる。
また本実施形態では、電磁シールド４５として実質的に無孔な薄板を使用したので、電磁遮蔽手段として編組線のみを用いる給電ケーブルに比較して高い電磁遮蔽性能を得ることができる。また最外層が樹脂である一般的な給電ケーブルに比較して、飛び石などの外的要因に対する高い防護性を得ることができ、また浄化容器１０からの輻射熱に対する遮熱を図ることができる。
なお、上記実施形態では電磁シールド４５の材料としてステンレス鋼板を用いたが、本発明における電磁シールドとしては導電性を有する他の材料を用いてもよい。
また、本発明における高電圧処理部も上述したもの以外の各種の構成を採用できる。例えば本発明では、浄化容器１０に囲まれた空間にセラミックスなどのハニカム構造体を設置するなど、プラズマの利用の有無やＰＭの濾過如何にかかわらず、電力の作用により排ガスを改質処理しうる各種のものを用いることができ、いずれも本発明の範疇に属するものである。また本発明は、車両以外の内燃機関について適用できることはいうまでもない。
本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置の概略を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る給電ケーブルを示す一部切欠した側面図である。
符号の説明
１ 排ガス浄化装置
１０ 浄化容器
２０ 内部電極
２１ ストッパ
３０ 放電用プラグ
４０ 給電ケーブル
４５ 電磁シールド
４６ プラグキャップ

Claims (2)

  1. 排ガス浄化装置に高電圧を供給するための給電線を有する排ガス浄化装置用給電ケーブルであって、
    蛇腹状の電磁シールドによって前記給電線が被覆されていることを特徴とする排ガス浄化装置用給電ケーブル。
  2. 請求項１に記載の排ガス浄化装置用給電ケーブルであって、
    前記電磁シールドはステンレス鋼板からなることを特徴とする排ガス浄化装置用給電ケーブル。
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