JP2006188988A - Low temperature continuous oxidation device of particulate matter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気ガスに含まれるカーボンを主とする粒子状物質(以下、「PM」という。)を、運転領域全体で、低温であっても、連続して酸化できるPMの低温酸化装置に関し、特に、酸素マイナスイオンの強力な酸化反応力を利用したPMの低温連続酸化装置に関する。 The present invention is a low temperature of PM that can continuously oxidize particulate matter mainly composed of carbon (hereinafter referred to as “PM”) contained in the exhaust gas of an internal combustion engine even at a low temperature in the entire operation region. More particularly, the present invention relates to a low-temperature continuous oxidation apparatus for PM using a strong oxidation reaction force of oxygen negative ions.
内燃機関の排気に含まれるPMの処理が大きな課題となっている。従来技術として、特許文献1があり、PMを帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電されたPMを捕集する捕集装置と、捕集装置により捕集されたPMを燃焼する燃焼装置とを備え、同燃焼装置には酸素マイナスイオンを生成する物質であるアルミナセメントが担持され、同燃焼装置には高電圧印加装置を組み込んだことを特徴とする排気浄化装置に関する技術が提示されている。同装置によれば、燃焼装置に高電圧を印加することにより、放電の熱を利用してPMを燃焼させ、かつ、放電によりアルミナセメントを600°C以上に暖めると共に酸素マイナスイオンを生成し、酸素マイナスイオンと捕集されたPMとの酸化反応が的確に促進されることとなる。
The treatment of PM contained in the exhaust gas of an internal combustion engine has become a major issue. As a conventional technique, there is
しかしながら、上記技術では、排気中に直接高電圧印加装置を配置することとなるため、600°C以上の高温状態であること、振動が大きいことなどにより、装置全体としての安全性・信頼性の確保に問題があり、また、フィルター全体にアルミナセメントを担持させる必要があり、その結果、フィルター全体を酸素マイナスイオン発生条件で満たさねばならず、必要エネルギーが極めて大きなものとなるという問題がある。 However, in the above technique, since the high voltage applying device is directly arranged in the exhaust gas, the safety and reliability of the entire device is increased due to the high temperature state of 600 ° C or higher and the large vibration. There is a problem in securing, and it is necessary to support alumina cement on the entire filter. As a result, the entire filter must be filled with oxygen negative ion generation conditions, and the required energy becomes extremely large.
本発明は、上記の従来技術が有する欠点を改良しようとするものであり、排気中に直接高電圧印加装置を配置せず、また、フィルターにアルミナセメントを担持させる方法を採用せずに、排気ガス温度が低温であっても、運転領域全体で、酸素マイナスイオンによりPMを安定的に連続して酸化できる、特に酸素マイナスイオンの強力な酸化反応力を利用した高性能なPMの低温連続酸化装置を実現することを課題とするものである。また、運転状態により時々刻々と変化するPMの発生量を考慮した必要十分な量の酸素マイナスイオンを安定的に発生させることができるPMの低温連続酸化装置の実現に関する。 The present invention seeks to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and does not arrange a high voltage application device directly in the exhaust, and does not employ a method of supporting alumina cement on the filter. Even if the gas temperature is low, PM can be stably and continuously oxidized by oxygen negative ions throughout the operating range, especially high-performance PM low-temperature continuous oxidation utilizing the strong oxidation reaction force of oxygen negative ions It is an object to realize an apparatus. The present invention also relates to the realization of a low-temperature continuous oxidation apparatus for PM that can stably generate a necessary and sufficient amount of oxygen negative ions in consideration of the generation amount of PM that changes every moment depending on the operation state.
請求項1のPMの低温連続酸化装置は、内燃機関の排気部で、PMの酸化を酸素マイナスイオンにより促進するPM酸化装置において、酸素マイナスイオン発生装置の酸素マイナスイオン放出部が排気管に連結されていることを特徴とするものである。
The low-temperature continuous oxidation apparatus for PM according to
一般に、O-、O2-、O2 -、O3 -、On -で定義される酸素マイナスイオンは、酸素分子に比べて約一万倍の酸化能力を持っていることが知られている。そのため、排気ガス温度が低い状態であっても、排気ガス中に含まれるPMを連続して酸化することが可能である。従って、上記PMの低温連続酸化装置においては、このような構成であるから、排気中に直接高電圧印加装置等を配置することなく、また、フィルターにアルミナセメントを担持させる方法を採用せずに、排気ガス温度が低温であっても、運転領域全体で、酸素マイナスイオンによりPMを連続して酸化できるという効果を有するものである。 In general, O -, O 2-, O 2 -, O 3 -, O n - oxygen negative ions as defined is known to have about a thousand times the oxidation capacity than the oxygen molecule Yes. Therefore, even if the exhaust gas temperature is low, PM contained in the exhaust gas can be continuously oxidized. Therefore, since the PM low-temperature continuous oxidation apparatus has such a configuration, a high voltage application apparatus or the like is not directly disposed in the exhaust gas, and a method of supporting alumina cement on the filter is not employed. Even if the exhaust gas temperature is low, the entire operation region can be oxidized with oxygen negative ions so that PM can be continuously oxidized.
請求項2の発明のように、好ましくは、上記排気管は、デイ―ゼルパテイキュレートフィルター(以下、「DPF」という。)の排気上流側直前の排気管であることを特徴とする。 Preferably, the exhaust pipe is an exhaust pipe immediately before the exhaust upstream side of a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF”).
このように構成することにより、特に暖気運転中などのPMが大量に排出される場合に、DPFの手前でPMを連続的に酸化燃焼することができ、フィルターに大量のPMが溜まることを防ぎ、フィルターの圧力損失上昇を抑制することができる。 By configuring in this way, especially when a large amount of PM is discharged during warm-up operation, PM can be continuously oxidized and burned in front of the DPF, preventing a large amount of PM from accumulating on the filter. An increase in the pressure loss of the filter can be suppressed.
請求項3の発明のように、上記酸素マイナスイオン発生装置は、容器と、少なくとも一部が上記容器の中に配設されてその外部表面が酸素マイナスイオン発生部となるアルミナセメント構成材と、上記アルミナセメント構成材を加熱するヒーターと、上記アルミナセメント構成材の内部表面の少なくとも一部に形成された酸素供給電極と、上記酸素供給電極に供給される少なくとも酸素ガスを含むガスと、上記酸素マイナスイオン発生部と離隔して上記容器内に設置された酸素マイナスイオン引き出し電極と、酸素マイナスイオン引き出し電極に酸素供給電極よりも高電圧を印加し得る電源とから構成される。
As in the invention of
従来の酸素マイナスイオン発生装置は、高真空装置や放電のためのエネルギー源を必要とするため、装置が大型化しかつ消費電力が大きいなどの欠点があり、一方で、コンパクトな形式のものでは、生成される酸素マイナスイオン量が極めて少ないなどの欠点があったが、このように構成することにより、高真空装置や放電のためのエネルギー源を必要とせず、コンパクトな設備で、アルミナセメントから酸素マイナスイオンを安定的かつ連続的に生成することができる。その結果として、排気ガスが低温であっても、運転領域全体で、酸素マイナスイオンによりPMを安定的に連続して酸化できるという効果を有するものである。 The conventional oxygen negative ion generator requires a high vacuum device and an energy source for discharge, and thus has disadvantages such as an increase in size and power consumption. On the other hand, in a compact type, Although there was a drawback that the amount of oxygen negative ions produced was very small, this configuration eliminates the need for a high vacuum device or an energy source for discharge, and allows compact oxygen and oxygen from alumina cement. Negative ions can be generated stably and continuously. As a result, even if the exhaust gas is at a low temperature, there is an effect that PM can be stably and continuously oxidized by oxygen negative ions in the entire operation region.
請求項4の装置では、上記酸素マイナスイオン発生装置は、発生PM量検出手段を備え、かつ、発生PM量が一定以上の場合は上記電源及び上記ヒーターの駆動スイッチをオンにし、一定量以上でない場合は上記各駆動スイッチをオフに制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the oxygen negative ion generation device includes a generated PM amount detecting means, and when the generated PM amount is equal to or greater than a certain value, the power source and the heater drive switch are turned on, and not greater than a certain amount. In some cases, control means for controlling the drive switches to be turned off is provided.
このように構成することにより、PMの発生量が少なくDPF機能のみでPMの処理が可能な場合は酸素マイナスイオンを発生させず、暖気運転中のようにPMの発生量が一定量以上である場合に酸素マイナスイオンを発生させることができ、結果として、無駄な酸素マイナスイオンの発生を防止し、無駄な消費電力の発生を抑制することができる。 With this configuration, when the amount of generated PM is small and the PM can be processed only by the DPF function, oxygen negative ions are not generated, and the generated amount of PM is equal to or greater than a certain amount during warm-up operation. In this case, oxygen negative ions can be generated. As a result, generation of useless oxygen negative ions can be prevented and generation of useless power consumption can be suppressed.
請求項5の装置は、上記酸素マイナスイオン発生装置の酸素マイナスイオン放出部から排気管に放出される酸素マイナスイオンは、発生PM量に基づいて決定される必要酸素マイナスイオン量であることを特徴とするものである。
The apparatus according to
このように構成することにより、常に変化する発生PM量に対して必要十分な量の酸素マイナスイオンのみを発生させることができ、無駄になる酸素マイナスイオンの発生を防止し、結果として無駄な消費電力の発生を抑制することができる。 With this configuration, it is possible to generate only a necessary and sufficient amount of oxygen negative ions with respect to the constantly changing amount of generated PM, thereby preventing generation of wasted oxygen negative ions, resulting in unnecessary consumption. Generation of electric power can be suppressed.
請求項6の発明のように、上記必要酸素マイナスイオン量は、上記アルミナセメント構成材の温度及び上記印加電圧を制御することにより発生させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the required amount of negative oxygen ions is generated by controlling the temperature of the alumina cement constituent and the applied voltage.
実験によれば、アルミナセメントの温度がおおよそ650℃前後から酸素マイナスイオンの発生が始まり、700℃から800℃を越えるあたりまで直線的にその発生が増加していくことが判明しており、一方で、電界強度が35V/cmのときに酸素マイナスイオンの発生が始まり、1000V/cmから2000V/cmに掛けて直線的にその発生が増加していくことが判明している。従って、このように構成することにより、予め、酸素マイナスイオン発生量と上記アルミナセメント構成材の温度及び上記印加電圧との関連データマップを作成しておき、これらのデータに基づき上記温度及び印加電圧を的確に制御することにより、それぞれの必要酸素マイナスイオン量を確実に発生させることができるものである。 According to experiments, it has been found that the generation of oxygen negative ions starts when the temperature of the alumina cement is around 650 ° C. and increases linearly from 700 ° C. to over 800 ° C. Thus, it has been found that the generation of oxygen negative ions starts when the electric field strength is 35 V / cm, and the generation increases linearly from 1000 V / cm to 2000 V / cm. Therefore, by configuring in this way, a related data map of the oxygen negative ion generation amount, the temperature of the alumina cement constituent material, and the applied voltage is prepared in advance, and the temperature and applied voltage are based on these data. By properly controlling the above, it is possible to reliably generate the amount of each necessary oxygen minus ion.
請求項7の発明のように、上記発生PM量は、少なくとも内燃機関回転数と燃料噴射量が含まれるエンジン動作状態検出データに基づいて計算されることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, the generated PM amount is calculated based on engine operation state detection data including at least the internal combustion engine speed and the fuel injection amount.
一般に、発生PM量は、エンジン動作状態、特に、内燃機関回転数と燃料噴射量によって大きく変化する。従って、このように構成することにより、発生PM量の変化をより正確に計算することができる。その結果として、必要酸素マイナスイオン量の計算をより正確に行うことができるという効果を奏する。 In general, the amount of generated PM varies greatly depending on the engine operating state, particularly the internal combustion engine speed and the fuel injection amount. Therefore, with this configuration, it is possible to calculate the change in the amount of generated PM more accurately. As a result, there is an effect that the required oxygen minus ion amount can be calculated more accurately.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、内燃機関系統の全体構成を示すとともに、内燃機関(エンジン)1からの排気管4の途中、具体的には、DPF3の排気上流側直前の位置に、酸素マイナスイオン発生装置2の酸素マイナスイオン放出部2Aを連結した本発明に係るPMの低温連続酸化装置の全体図が示されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of the internal combustion engine system, and the oxygen
図2は、図1に示される酸素マイナスイオン発生装置2を拡大して示したものである。2は酸素マイナスイオン発生装置であって、酸素マイナスイオンを包蔵できるアルミナセメント構成体5と、アルミナセメント構成体5を保持する容器8と、アルミナセメント構成体5を加熱するヒーター9と、アルミナセメント構成体5の内部に設けられた酸素供給電極6と、この酸素供給電極6へ供給される少なくとも酸素ガスを含むガス12と、アルミナセメント構成体5から酸素マイナスイオンを引き出すための引き出し電極10と、引き出し電極10に酸素供給電極6よりも高い電圧を印加し得る電源11とから構成されるものである。
FIG. 2 is an enlarged view of the oxygen
アルミナセメント構成体5は、図2に示すように、例えば、加圧成型した後に焼成することにより、一端を閉じた筒状体として構成し、その閉じた一端側が容器8内に配設されている。アルミナセメント構成体5の内表面には、少なくともその一部に酸素供給電極6が形成されており、後述するように、酸素供給電極6には少なくとも酸素ガスを含むガス12が供給されると共に、電源11から電子が供給される。酸素供給電極6は、例えば、アルミナセメント構成体5の内側に金属ペーストを塗布し、焼結することにより形成され、供給された酸素がアルミナセメントと反応できるように多孔質に形成されている。また、アルミナセメント構成体5の容器8内の閉じた一端側の外表面が酸素マイナスイオン発生部7となっている。さらに、アルミナセメント構成体5は、ヒーター9により600℃以上に加熱され、図示されていないが、従来から使用されている適切な温度センサーを用いることによりアルミナセメントの温度を制御している。
As shown in FIG. 2, the
容器8は、ステンレス、ガラスなどで作成され、内部の雰囲気は、真空に保持するか、不活性ガスのアルゴンなどが封入されるが、乾燥状態に保持することが好ましい。 The container 8 is made of stainless steel, glass or the like, and the internal atmosphere is kept in a vacuum or filled with an inert gas such as argon, but is preferably kept dry.
引き出し電極10は、図示されるように、酸素マイナスイオン発生部7から所定の距離dだけ離隔して配置される。また、引き出し電極10は、ステンレス板などで作成され、その中心部に、発生した酸素マイナスイオンが通過できるように孔が設けられている。
As shown in the drawing, the
電源11は、アルミナセメントから酸素マイナスイオン14を引き出すために、引き出し電極10に対し、酸素供給電極6よりも高い電圧を印加する電源であって、直流、交流いずれでもよい。なお、13は、電源をオン、オフするスイッチである。
The
次に、酸素マイナスイオンの発生方法について説明する。第一段階として、ヒーター9によりアルミナセメント構成体5を過熱し、650℃以上、例えば、700〜810℃に加熱することが好ましい。第二段階として、電源11により、引き出し電極10と酸素供給電極6との間に、100〜2500Vの電圧を印加すると共に、酸素供給電極6に酸素ガスを含むガス12を供給する。このため、酸素供給電極6から電子が供給され、アルミナセメント中に包蔵されているO-、O2-、O2 -の各イオン間で電子のやり取りが生じ、所謂イオン伝導が生じる。この結果、酸素マイナスイオン発生部7から酸素マイナスイオン14が発生して外部に放出され、引き出し電極10の穴を通過することとなる。一方で、アルミナセメントに包蔵されている酸素マイナスイオンは、酸素マイナスイオン発生部7からの酸素マイナスイオン放出のため、その包蔵量が減少していくが、酸素ガスを含むガス12が酸素供給電極6を経由してアルミナセメントに補給されて反応し減少分を補っていくこととなる。
Next, a method for generating oxygen negative ions will be described. As a first step, it is preferable that the alumina
図5は、酸素マイナスイオン発生量とアルミナセメントの温度との関係を示している。縦軸は電流密度、横軸は温度である。また、印加電圧は375Vである。アルミナセメント構成体5の温度がおおよそ650℃で酸素マイナスイオンが発生し始め、700℃を越えたあたりから電流密度は直線的に増加し始めることが理解される。810℃において、酸素マイナスイオンの電流密度は0.25μA/cm2である。
FIG. 5 shows the relationship between the amount of oxygen negative ions generated and the temperature of the alumina cement. The vertical axis represents current density, and the horizontal axis represents temperature. The applied voltage is 375V. It is understood that oxygen negative ions begin to be generated when the temperature of the
図6は、酸素マイナスイオン発生量と印加電圧との関係を示している。縦軸は電流密度、横軸は電界強度である。また、アルミナセメント構成体5の温度は800℃である。電界強度が35V/cmで酸素マイナスイオンが発生し、100V/cmで0.1μA/cm2発生し、500V/cm前後から電流密度は直線的に増加し始めることが理解される。さらに、1100、1700、2130V/cmで、それぞれ、1、2、2.7μA/cm2発生している。
FIG. 6 shows the relationship between the amount of oxygen negative ions generated and the applied voltage. The vertical axis represents current density, and the horizontal axis represents electric field strength. Moreover, the temperature of the
また、本発明に係る酸素マイナスイオン発生装置2による発生酸素マイナスイオンの電流密度は、従来例の個体電解質材料YSZ(安定化ジルコニア)による発生酸素マイナスイオンの電流密度と比べると、約2000倍以上となっている。
Further, the current density of the generated oxygen negative ions by the oxygen
ところで、本発明に係るPMの低温連続酸化装置は、DPF3による従来からのPMの補足及び燃焼機能に加えて、PMの一定量以上の発生時に、酸素マイナスイオンによる連続酸化機能を加えることを特徴とするものであり、このため、PMの発生量が少なくDPF3機能のみで対応可能な場合は、酸素マイナスイオンを発生させる必要はない。一方で、発生するPMの量は、暖気運転から定常状態での運転までその発生量は様々に変化している。従って、常に大量の酸素マイナスイオンを高原状態で発生させることは極めて無駄なことであり、常に変化する発生PM量に対して必要十分な量の酸素マイナスイオンのみを発生させることが望ましい。そうすることにより、無駄となってしまう酸素マイナスイオンの発生を防止し、結果として無駄な消費電力の発生を抑制することとなる。
また、一般に、発生PM量は、エンジン動作状態、特に、内燃機関回転数と燃料噴射量によって大きく変化する。従って、これらのエンジン動作状態に関するデータを用いて発生PM量の変化をより正確に計算することができる。その結果として、必要酸素マイナスイオン量の計算をより正確に行うことができる。
By the way, the low-temperature continuous oxidation apparatus for PM according to the present invention is characterized in that in addition to the conventional PM supplementation and combustion function by DPF3, a continuous oxidation function by oxygen negative ions is added when a certain amount or more of PM is generated. Therefore, in the case where the amount of PM generated is small and it can be handled only by the DPF3 function, it is not necessary to generate oxygen negative ions. On the other hand, the amount of generated PM varies variously from warm-air operation to operation in a steady state. Therefore, it is very wasteful to always generate a large amount of oxygen negative ions in the plateau state, and it is desirable to generate only a necessary and sufficient amount of oxygen negative ions for the constantly changing amount of generated PM. By doing so, generation of wasted oxygen negative ions is prevented, and as a result, generation of wasted power consumption is suppressed.
In general, the amount of generated PM varies greatly depending on the engine operating state, particularly, the internal combustion engine speed and the fuel injection amount. Therefore, it is possible to more accurately calculate the change in the generated PM amount using the data regarding the engine operating state. As a result, the required oxygen minus ion amount can be calculated more accurately.
一方で、図5,6の分析結果を整理すると、アルミナセメントの温度がおおよそ650℃前後から酸素マイナスイオンの発生が始まり、700℃から800℃を越えるあたりまで直線的にその発生が増加していき、また、電界強度が35V/cmのときに酸素マイナスイオンの発生が始まり、1000V/cmから2000V/cmに掛けて直線的にその発生が増加していくことが明らかになった。
従って、予め、酸素マイナスイオン発生量と上記アルミナセメント構成材5の温度及び上記印加電圧との関連データを取得し、その関連マップを作成しておき、ECU(図示されていない)により上記アルミナセメント構成材5の温度及び印加電圧を的確に制御することにより、それぞれの必要酸素マイナスイオン量を確実に発生させることができるものである。
On the other hand, if the analysis results of FIGS. 5 and 6 are arranged, the generation of oxygen negative ions starts when the temperature of the alumina cement is about 650 ° C., and the generation increases linearly from 700 ° C. to over 800 ° C. It was also found that the generation of oxygen negative ions began when the electric field strength was 35 V / cm, and the generation increased linearly from 1000 V / cm to 2000 V / cm.
Therefore, the relevant data of the amount of oxygen negative ions generated, the temperature of the
図3は、ECU(図示されていない)による酸素マイナスイオン発生装置2の運転制御に関するフローチャートであり、S1〜S6の各ステージ番号に沿って説明する。内燃機関(エンジン)1が始動すると同時に酸素マイナスイオン発生装置2が始動して、エンジン動作状態に関するデータのうち少なくともエンジンの回転数及び燃料噴射量に関するデータがエンジン系統で測定され、ECUには常時転送される(S1)。ECUではエンジン回転数及び燃料噴射量に基づき排気ガス中に含まれるPMの発生量を計算する(S2)。このようにして、ECUにおいては、常に時々刻々の排気ガス中に含まれるPMの発生量に関するデータが掌握されている。
FIG. 3 is a flowchart relating to operation control of the oxygen
次いで、PMの量が一定量即ちPDF3のみで処理可能な量以上であるか以下であるかを判断し(S3)、一定量以下である即ちDPF3のみで対応できる場合には、電源11のスイッチ13およびヒーター9のスイッチ(図示されていない)はオフにされ、酸素マイナスイオンの生成は停止される(S6)。一方、一定量以上である場合には、電源11のスイッチ13およびヒーター9のスイッチはオンにされ、電圧の印加及びアルミナセメント構成体5の過熱が開始される。同時に、ECUには予め作成されたPM量と必要酸素マイナスイオン量に関するマップが入力されており、PM量及び同マップに基づいて必要酸素マイナスイオン量が計算される(S4)。
Next, it is determined whether the amount of PM is a certain amount, i.e., greater than or less than the amount that can be processed only by PDF3 (S3). The
さらに、ECUには、予め作成された必要酸素マイナスイオン量(酸素マイナスイオンの電流密度)とアルミナセメント構成体5の温度及び印加電圧(電界密度)に関するマップが入力されており、別途温度センサー(図示されていない)からECUに転送されているアルミナセメント構成体5の温度データ及び電源11の回路中に設置された電流計、電圧計(それぞれ、図示されていない)からのデータとマップに基づいて、アルミナセメント構成体5の温度及び印加電圧の制御を行うことにより、必要酸素マイナスイオン量を確実に発生させる(S5)。
Further, the ECU is input with a map relating to the required amount of oxygen minus ions (current density of oxygen minus ions) and the temperature and applied voltage (electric field density) of the
一方で、この間も、エンジン動作状態に関するデータに基づくPM量の計算は継続されており、エンジンが定常運転状態に移行するなどによりPMの発生量が一定量以下と判断された場合(S3)には、電源11のスイッチ13及びヒーター9のスイッチをオフにして酸素マイナスイオンの発生を停止することとなる(S6)。
On the other hand, during this time, the calculation of the PM amount based on the data related to the engine operating state is continued, and when it is determined that the amount of generated PM is equal to or less than a certain amount due to the engine shifting to a steady operation state (S3). Will turn off the
図4は、酸素マイナスイオンを使用した場合と使用しない場合の、排気ガス温度とPMの燃焼速度との関係を、実験データに基づいて示したイメージ図である。図4から明らかなように、酸素マイナスイオン不使用の場合は600℃を越えたあたりからようやくPMの燃焼速度が速くなってくるが、酸素マイナスイオンを使用した場合には、低温時からPMの燃焼速度が早い状態が発生し、その後安定的に継続していることが解る。 FIG. 4 is an image diagram showing the relationship between the exhaust gas temperature and the PM combustion rate when oxygen negative ions are used and when they are not used, based on experimental data. As can be seen from FIG. 4, when oxygen negative ions are not used, the PM combustion rate finally increases from around 600 ° C., but when oxygen negative ions are used, It can be seen that a fast combustion rate occurs and then continues stably.
このように、本発明は上記のような構成であるので、以下のとおりの効果を奏する。
一般に、O-、O2-、O2 -、O3 -、On -で定義される酸素マイナスイオンは、酸素分子に比べて約一万倍の酸化能力を持っていることが知られている。そのため、排気ガス温度が低い状態であっても、排気ガス中に含まれるPMを連続して酸化することが可能である。従って、本発明に係るPMの低温連続酸化装置においては、排気中に直接高電圧印加装置等を配置することなく、コンパクトな設備で、アルミナセメントから酸素マイナスイオンを安定的かつ連続的に生成することができるため、排気ガス温度が低温であっても、運転領域全体で、酸素マイナスイオンによりPMを連続して酸化することができる。
また、特に暖気運転中などのPMが大量に排出される場合にDPF3の手前でPMを連続的に酸化燃焼することができ、フィルターに大量のPMが溜まることを防ぎ、フィルターの圧力損失上昇を抑制することができる。
さらに、エンジン動作状態、特に、内燃機関回転数と燃料噴射量により常に発生PM量を計算することにより、従来からのDPF機能に酸素マイナスイオン機能を組み合わせた合理的な使用を実現することができ、また、アルミナセメント構成体5の温度及び印加電圧を的確に制御することにより、常に変化する発生PM量に対して必要十分な量の酸素マイナスイオンのみを発生させることができ、無駄となる酸素マイナスイオンの発生を防止し、結果として無駄な消費電力の発生を抑制することができる。
Thus, since this invention is the above structures, there exist the following effects.
In general, O -, O 2-, O 2 -, O 3 -, O n - oxygen negative ions as defined is known to have about a thousand times the oxidation capacity than the oxygen molecule Yes. Therefore, even if the exhaust gas temperature is low, PM contained in the exhaust gas can be continuously oxidized. Therefore, in the low-temperature continuous oxidation apparatus for PM according to the present invention, oxygen negative ions are stably and continuously generated from alumina cement with a compact facility without arranging a high voltage application apparatus directly in the exhaust. Therefore, even if the exhaust gas temperature is low, PM can be continuously oxidized by oxygen negative ions throughout the operation region.
In addition, when a large amount of PM is discharged, especially during warm-up operation, PM can be continuously oxidized and combusted before DPF3, preventing a large amount of PM from accumulating in the filter and increasing the pressure loss of the filter. Can be suppressed.
Furthermore, by always calculating the amount of generated PM based on the engine operating state, especially the internal combustion engine speed and fuel injection amount, it is possible to realize a rational use of the conventional DPF function combined with the oxygen negative ion function. In addition, by appropriately controlling the temperature and applied voltage of the
1 エンジン
2 酸素マイナスイオン発生装置
2A 酸素マイナスイオン放出部
3 DPF
4 排気管
5 アルミナセメント構成材
6 酸素供給電極
7 酸素マイナスイオン発生部
8 容器
9 ヒーター
10 引き出し電極
11 電源
12 酸素ガスを含むガス
13 スイッチ
14 酸素マイナスイオン
1
4
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JP2005001636A Withdrawn JP2006188988A (en) | 2005-01-06 | 2005-01-06 | Low temperature continuous oxidation device of particulate matter |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2453114A1 (en) * | 2010-11-15 | 2012-05-16 | Wen-Lo Chen | Exhaust gas purification method and system |
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CN108240247A (en) * | 2018-01-16 | 2018-07-03 | 航天凯天环保科技股份有限公司 | A kind of motor exhaust after-treatment device |
CN110743279A (en) * | 2019-11-22 | 2020-02-04 | 四川省诚实安全咨询技术服务有限责任公司 | Harmful gas detection device |
-
2005
- 2005-01-06 JP JP2005001636A patent/JP2006188988A/en not_active Withdrawn
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