JP2006207425A - Exhaust gas treating device - Google Patents

Exhaust gas treating device Download PDF

Info

Publication number
JP2006207425A
JP2006207425A JP2005018433A JP2005018433A JP2006207425A JP 2006207425 A JP2006207425 A JP 2006207425A JP 2005018433 A JP2005018433 A JP 2005018433A JP 2005018433 A JP2005018433 A JP 2005018433A JP 2006207425 A JP2006207425 A JP 2006207425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
high voltage
discharge electrode
exhaust gas
voltage generator
piezoelectric element
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.)
Pending
Application number
JP2005018433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhide Akimoto
克英 秋元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2005018433A priority Critical patent/JP2006207425A/en
Publication of JP2006207425A publication Critical patent/JP2006207425A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas treating device capable of shortening a distance between a discharge electrode device and a high voltage generating device and reducing electric power loss occurring in wiring. <P>SOLUTION: This exhaust gas treating device is provided with an exhaust pipe of an internal combustion engine; the discharge electrode device fixed to inside of the exhaust pipe with a discharge electrode protruded; a power supply device arranged in an automobile; and the high voltage generating device boosting voltage supplied from the power supply device and supplying high voltage to the discharge electrode device. Boosting of the voltage by the high voltage generating device is performed by a piezoelectric element. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自動車からの排出ガス、特にディーゼルエンジンの排出ガスの処理装置に関する。   The present invention relates to a device for treating exhaust gas from automobiles, particularly exhaust gas from diesel engines.

ディーゼルエンジンや希薄混合気燃焼方式(リーンバーン)のガソリンエンジンは希薄空燃比で運転されるため、低燃費であり、地球温暖化物質である二酸化炭素(CO2)の排出量を抑制出来る利点がある。しかし、その排出ガスに含まれる粒子状物質(PM)が問題となっている。   Diesel engines and lean-burn fuel systems (lean burn) gasoline engines are operated at lean air-fuel ratios, so they have low fuel consumption and the advantage of being able to suppress emissions of carbon dioxide (CO2), a global warming substance. . However, particulate matter (PM) contained in the exhaust gas is a problem.

そこで、排出ガスに含まれるPMを処理する方法として、コロナ放電を利用して、PMを静電凝集させる方法が考案された。例えば、特許文献1では、煙やPMを含むガスが流入する筒状体内に、コロナ放電を発生させる複数の直線状の放電電極装置を備えるとともに、筒状体壁を接地電極とした装置が提案されている。特許文献1記載の装置では、放電電極と接地電極との間に高電圧を印加することによりコロナ放電を発生させる。このコロナ放電によって排出ガス中のPMが帯電し、静電力で接地電極側へ移動して凝集する。
特開2003−144979
Therefore, a method for electrostatically aggregating PM using corona discharge has been devised as a method for treating PM contained in exhaust gas. For example, Patent Document 1 proposes a device that includes a plurality of linear discharge electrode devices that generate corona discharge in a cylindrical body into which a gas containing smoke or PM flows, and that uses a cylindrical body wall as a ground electrode. Has been. In the apparatus described in Patent Document 1, corona discharge is generated by applying a high voltage between the discharge electrode and the ground electrode. The PM in the exhaust gas is charged by this corona discharge, and moves to the ground electrode side by an electrostatic force and aggregates.
JP 2003-144979 A

しかし、特許文献1の従来技術では、放電電極装置に高電圧を印加する高電圧発生装置の体格が大きく、自動車の排気管近傍であるシャシー下部に設置することが難しいため、放電電極装置と高電圧発生装置を離れた場所に設置せざるを得なかった。放電電極装置には数十KV(例えば20KV)の電圧を印加するため、高電圧用配線が太くなっている。このため、放電電極装置と高電圧発生装置との間の配線の設置が大変であると共に、配線の体積が大きい為、自動車に設置する上での妨げとなっていた。またそればかりでなく、配線が長くなる程、配線にて発生する電力損失が大きくなることが問題となっていた。   However, in the prior art of Patent Document 1, the high voltage generator that applies a high voltage to the discharge electrode device is large and difficult to install in the lower part of the chassis near the exhaust pipe of an automobile. I had to install the voltage generator at a remote location. Since a voltage of several tens of KV (for example, 20 KV) is applied to the discharge electrode device, the high voltage wiring is thick. For this reason, installation of the wiring between the discharge electrode device and the high voltage generator is difficult, and the volume of the wiring is large, which hinders installation in an automobile. Moreover, there is a problem that the power loss generated in the wiring increases as the wiring becomes longer.

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、放電電極装置と高電圧発生装置との間の距離を短くすることが出来、配線で発生する電力損失を低減した排出ガス処理装置を提供することである。   The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and the object thereof is to reduce the distance between the discharge electrode device and the high voltage generator and to generate power generated in the wiring. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment device with reduced loss.

本発明においては、内燃機関の排気管と、前記排気管内に放電電極を突き出した状態で固定される放電電極装置と、自動車に設置された電源装置と、前記電源装置により供給された電圧を昇圧し、前記放電電極装置へ高電圧を供給する高電圧発生装置とを備えた排出ガス処理装置であって、前記高電圧発生装置における電圧の昇圧は、圧電素子により行なわれることを特徴とする排出ガス処理装置を提供する。   In the present invention, an exhaust pipe of an internal combustion engine, a discharge electrode device fixed with a discharge electrode protruding into the exhaust pipe, a power supply device installed in an automobile, and a voltage supplied by the power supply device are boosted. And an exhaust gas treatment device comprising a high voltage generator for supplying a high voltage to the discharge electrode device, wherein the voltage in the high voltage generator is boosted by a piezoelectric element. A gas processing apparatus is provided.

これによると、高電圧発生装置の体格を小さくすることが可能なため、自動車の排気管近傍への設置が容易となる。   According to this, since the physique of a high voltage generator can be made small, installation near the exhaust pipe of an automobile becomes easy.

また、請求項2に記載の発明のように、前記圧電素子は、長板状の圧電セラミックス板からなり、略筒状の収容器に収容され、複数の支持部によって固定され、前記支持部の一端は、前記圧電セラミックス板の圧電変位の節となる部位またはその近傍に接し、前記支持部の他方の一端は、前記収容器に接していると良い。   According to a second aspect of the present invention, the piezoelectric element comprises a long plate-shaped piezoelectric ceramic plate, is accommodated in a substantially cylindrical container, is fixed by a plurality of support portions, One end is in contact with a portion serving as a piezoelectric displacement node of the piezoelectric ceramic plate or in the vicinity thereof, and the other end of the support portion is preferably in contact with the container.

これによると、自動車の振動による圧電素子の位置ずれや脱落を防止出来、且つ、圧電素子の機械的振動を阻害しない構成となる。   According to this, it becomes a structure which can prevent the position shift and drop-off | omission of a piezoelectric element by the vibration of a motor vehicle, and does not inhibit the mechanical vibration of a piezoelectric element.

また、請求項3に記載の発明のように、前記高電圧発生装置は、AC−DC変換回路を備えると、圧電素子により昇圧された交流電圧を直流電圧に変換することが出来る。   Further, as in a third aspect of the invention, when the high voltage generator includes an AC-DC conversion circuit, the high voltage generator can convert the alternating voltage boosted by the piezoelectric element into a direct voltage.

また、請求項4に記載の発明のように、前記高電圧発生装置を前記放電電極装置と一体に構成すると、特に、請求項5に記載の発明のように、前記高電圧発生装置は、前記放電電極装置の軸方向かつ近傍に設置され、前記高電圧発生装置の出力電極と前記放電電極装置の入力電極とを電気的に接続する接続手段が設けられ、前記接続部分を被うハウジングが設けられていると、放電電極装置と高電圧発生装置を接続する高電圧用配線を短く出来るため、放電電極装置と高電圧発生装置との間での電力損失を低減することが出来る。   Further, when the high voltage generating device is configured integrally with the discharge electrode device as in the invention described in claim 4, the high voltage generating device is particularly configured as in the invention described in claim 5. A connecting means is provided in the axial direction and in the vicinity of the discharge electrode device, and electrically connecting the output electrode of the high voltage generator and the input electrode of the discharge electrode device, and a housing covering the connecting portion is provided. In this case, since the high voltage wiring connecting the discharge electrode device and the high voltage generator can be shortened, power loss between the discharge electrode device and the high voltage generator can be reduced.

また、請求項6に記載の発明のように、前記放電電極装置の下流に配置され多数の通気孔を有する導電性膜からなる電極を備え、前記排気管および前記電極は実質的に設置されていると、放電電極装置と高電圧発生装置との間での電力損失が少ない排出ガス処理装置を提供することが出来る。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electrode made of a conductive film disposed downstream of the discharge electrode device and having a large number of vent holes, and the exhaust pipe and the electrode are substantially installed. If this is the case, an exhaust gas treatment device with less power loss between the discharge electrode device and the high voltage generator can be provided.

第1の発明の実施形態の構成を図面に従って説明する。図1は、高電圧発生装置と一体に構成された本発明における放電電極装置2を、ディーゼルエンジンの排出ガス処理装置としての凝集器1に適用した場合の構成図である。   The configuration of the embodiment of the first invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram when a discharge electrode device 2 according to the present invention configured integrally with a high voltage generator is applied to an aggregator 1 as an exhaust gas treatment device of a diesel engine.

凝集器1は、排気管内において、コロナ放電電極装置(以下放電電極装置という)2と、放電電極装置2の外周位置の排気管内周壁からなる第1接地電極5と、放電電極装置2の下流に設けた導電性網からなる第2接地電極4を有している。第1接地電極5および第2接地電極4は、電気的に接地されている。   The aggregator 1 includes a corona discharge electrode device (hereinafter referred to as a discharge electrode device) 2, a first ground electrode 5 composed of an inner peripheral wall of the exhaust tube at an outer peripheral position of the discharge electrode device 2, A second ground electrode 4 made of a conductive net is provided. The first ground electrode 5 and the second ground electrode 4 are electrically grounded.

このように構成された凝集器1では、放電電極装置2に直流高電圧を印加することにより、放電電極装置2の放電電極21と、第1接地電極5および第2接地電極4との間にコロナ放電を発生させる。   In the aggregator 1 configured as described above, by applying a DC high voltage to the discharge electrode device 2, the discharge electrode 21 of the discharge electrode device 2 is interposed between the first ground electrode 5 and the second ground electrode 4. Generate corona discharge.

放電電極装置2は、円柱状の絶縁碍子22と、絶縁碍子22の端部に設けられた放電電極21と、絶縁碍子22の他端部に設けられた入力電極23とを含み構成される。この放電電極装置2は、放電電極21側の端部を排気管内に突き出し、一方、入力電極側の端部を排気管外に突き出した状態で、排気管の壁面に固定されている。放電電極21の先端部が、下流に位置する第2接地電極4と所定間隔をおいて対向している。また、放電電極21は、排気管の排気通路の径方向の中心部に位置している。この放電電極21の先端部は、鋭角の先端部を多数有しており、先端部が放射状に位置する形状となっている。具体的には、図2に示すように、複数の突起62aを有する星型形状となっている。これによって、放電率を高めるとともに、排気管内に均等にコロナ放電を発生させて、凝集効果を高めることができる。   The discharge electrode device 2 includes a cylindrical insulator 22, a discharge electrode 21 provided at an end portion of the insulator 22, and an input electrode 23 provided at the other end portion of the insulator 22. The discharge electrode device 2 is fixed to the wall surface of the exhaust pipe, with the end on the discharge electrode 21 side protruding into the exhaust pipe, and the end on the input electrode side protruding outside the exhaust pipe. The tip of the discharge electrode 21 faces the second ground electrode 4 located downstream with a predetermined interval. Moreover, the discharge electrode 21 is located in the center part of the radial direction of the exhaust passage of an exhaust pipe. The distal end portion of the discharge electrode 21 has a number of acute angle distal end portions, and the distal end portions are radially positioned. Specifically, as shown in FIG. 2, it has a star shape having a plurality of protrusions 62a. As a result, the discharge rate can be increased, and corona discharge can be evenly generated in the exhaust pipe to enhance the agglomeration effect.

第2接地電極4となる導電性網は円板状で、排気流れと直交するように通路を横切って配置され、外周縁が排気管内周壁に固定されている。導電性網の網目によって形成される多数の通気孔は、凝集した微粒子の通過を妨げない大きさとされる。排気微粒子は、通常、0.1μmから数μmの粒径であり、凝集した微粒子は、通常、1μmから10μmの粒径の粗大粒子となるため、通気孔は、例えば、一辺が0.5mmから1mm程度、ないしそれ以上となっていればよい。一般に、通気孔が大きいほど圧損を低減する効果は高くなるが、通気孔が小さく表面積が広い方が、コロナ放電による凝集効果は大きくなる。従って、圧損を悪化させない範囲で、所望の凝集効果が得られるように、通気孔の大きさを適宜調整するとよい。   The conductive net serving as the second ground electrode 4 has a disc shape, is disposed across the passage so as to be orthogonal to the exhaust flow, and has an outer peripheral edge fixed to the inner peripheral wall of the exhaust pipe. The large number of air holes formed by the mesh of the conductive net are sized so as not to prevent the passage of the aggregated fine particles. The exhaust fine particles usually have a particle size of 0.1 μm to several μm, and the agglomerated fine particles are usually coarse particles having a particle size of 1 μm to 10 μm. It may be about 1 mm or more. In general, the larger the vent hole, the higher the effect of reducing the pressure loss. However, the smaller the vent hole and the larger the surface area, the greater the coagulation effect due to corona discharge. Therefore, the size of the air holes may be appropriately adjusted so that a desired agglomeration effect is obtained within a range in which the pressure loss is not deteriorated.

第2接地電極4の設置位置は、好ましくは、放電電極21と第2接地電極4となる導電性網との距離(軸方向距離)が、放電電極21と第1接地電極5となる排気管内周壁との距離(径方向距離)よりも長くなるようにする。このようにすると、排気ガス流量が少ない時には、主に第1接地電極5にて微粒子を凝集させ、排気ガス流量が多い時には、ガス流によって、第1接地電極5へ移動できない微粒子を、ガス流れ方向に位置する第2接地電極4で十分凝集させ、捕集の容易な粗大粒子とすることができる。   The installation position of the second ground electrode 4 is preferably such that the distance (axial distance) between the discharge electrode 21 and the conductive net to be the second ground electrode 4 is within the exhaust pipe to be the discharge electrode 21 and the first ground electrode 5. It should be longer than the distance to the peripheral wall (distance in the radial direction). In this way, when the exhaust gas flow rate is small, the fine particles are mainly aggregated at the first ground electrode 5, and when the exhaust gas flow rate is large, the fine particles that cannot move to the first ground electrode 5 due to the gas flow The second ground electrode 4 positioned in the direction can be sufficiently agglomerated to form coarse particles that are easy to collect.

このように構成された凝集器1では、放電電極装置2に、負の直流高電圧、例えば、−20KVを印加し、放電電極21の近傍においてコロナ放電を発生させる。これにより、電子が放射されて、電子親和性の高い酸素がマイナスイオン化し、付近のPMに付着してこれを負に帯電させる。PMは、主に第2接地電極4において凝集・粗大化する。   In the aggregator 1 configured as described above, a negative DC high voltage, for example, −20 KV is applied to the discharge electrode device 2 to generate a corona discharge in the vicinity of the discharge electrode 21. As a result, electrons are emitted, oxygen having high electron affinity is negatively ionized, and adheres to nearby PM to be negatively charged. PM is aggregated and coarsened mainly at the second ground electrode 4.

粗大化したPMは、第2接地電極4の通気孔を通過して下流へ移動する。   The coarse PM passes through the vent hole of the second ground electrode 4 and moves downstream.

図3は、図1の放電電極装置2の拡大図である。放電電極装置2は、ハウジング202と、絶縁碍子22と、放電電極21と、入力電極23と、支持部材206と、高電圧発生部207と、高電圧配線205とから構成される。   FIG. 3 is an enlarged view of the discharge electrode device 2 of FIG. The discharge electrode device 2 includes a housing 202, an insulator 22, a discharge electrode 21, an input electrode 23, a support member 206, a high voltage generator 207, and a high voltage wiring 205.

ハウジング202は、ステンレス等からなり、略円筒状に形成された絶縁碍子支持部202Aと、筒状かつ蛇腹形状に形成された蛇腹筒状部202Bを備えている。絶縁碍子支持部202Aの外周には、略円環状に形成された段差部202Cが設けられ、段差部202Cより排気管側には、排気管壁に固定するためのネジ部202Dが設けられている。このハウジング202に用いる材料はステンレス以外の材料であっても良く、放電電極装置2は排気管の近傍に設けられ、排気管の温度は最大約600度となるため、耐熱性の高い材料であると良く、車外に曝されるため、耐腐食性の高い材料であると良い。   The housing 202 is made of stainless steel or the like, and includes an insulator support portion 202A formed in a substantially cylindrical shape and a bellows cylindrical portion 202B formed in a cylindrical and bellows shape. A step part 202C formed in a substantially annular shape is provided on the outer periphery of the insulator support part 202A, and a screw part 202D for fixing to the exhaust pipe wall is provided on the exhaust pipe side from the step part 202C. . The material used for the housing 202 may be a material other than stainless steel, and the discharge electrode device 2 is provided in the vicinity of the exhaust pipe, and the temperature of the exhaust pipe is about 600 degrees at the maximum. Since it is exposed outside the vehicle, it should be a material with high corrosion resistance.

絶縁碍子22は、アルミナセラミック(Al23)等からなり、略円柱状に形成されている。この絶縁碍子22は、軸方向の中間位置でハウジング202に固定されると共に、絶縁碍子22の入力電極23側は、ハウジング202の蛇腹筒状部202Bに覆われている。 The insulator 22 is made of alumina ceramic (Al 2 O 3 ) or the like, and is formed in a substantially cylindrical shape. The insulator 22 is fixed to the housing 202 at an intermediate position in the axial direction, and the input electrode 23 side of the insulator 22 is covered with a bellows cylindrical portion 202B of the housing 202.

放電電極21は、内材がCu等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がNi基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料により構成されており、本例では円柱状かつL字状に形成されている。この放電電極21は、絶縁碍子22の排気管側端部に設けられた軸孔(図示せず)に固定され、絶縁碍子22を介してハウジング202に絶縁保持されている。   The discharge electrode 21 is composed of a metal material having excellent heat conductivity such as Cu as an inner material, and a metal material having excellent heat resistance and corrosion resistance such as a Ni-based alloy as an outer material. It is formed in a shape. The discharge electrode 21 is fixed to a shaft hole (not shown) provided at the end of the insulator 22 on the exhaust pipe side, and is insulated and held by the housing 202 via the insulator 22.

入力電極23は、略円筒状に形成されており、絶縁碍子22の図の上方向の端部に設けられている。   The input electrode 23 is formed in a substantially cylindrical shape, and is provided at an upper end of the insulator 22 in the figure.

支持部材206は、略円筒状に形成され、ハウジング202の内周に固定されている。またハウジング202の蛇腹筒状部202Bの上部から段差部202C方向へ伸びており、絶縁碍子22の上部を覆っている。   The support member 206 is formed in a substantially cylindrical shape, and is fixed to the inner periphery of the housing 202. Further, it extends from the upper part of the bellows cylindrical part 202B of the housing 202 toward the step part 202C and covers the upper part of the insulator 22.

高電圧発生部207は、略筒状に形成され、支持部材206の内周に、絶縁碍子22と対面して軸方向に配置固定されている。高電圧発生部207の構成については後述する。   The high voltage generator 207 is formed in a substantially cylindrical shape, and is arranged and fixed in the axial direction on the inner periphery of the support member 206 so as to face the insulator 22. The configuration of the high voltage generator 207 will be described later.

高電圧配線205は、高電圧発生部207の絶縁碍子22側の端部に設けられていると共に、絶縁碍子22に設けられた入力電極23に接続されている。   The high voltage wiring 205 is provided at the end of the high voltage generator 207 on the side of the insulator 22 and is connected to the input electrode 23 provided on the insulator 22.

このように構成された放電電極装置2では、高電圧発生部207は、電源装置(図示せず)から電源入力配線(図示せず)を介して入力された電力を元に、内部で高電圧を発生する。高電圧発生部207により発生された高電圧が、高電圧配線205および入力電極23を介して、絶縁碍子22に印加されると、絶縁碍子22は、放電電極21先端部の近傍においてコロナ放電を発生させる。   In the discharge electrode device 2 configured as described above, the high voltage generator 207 includes a high voltage internally based on power input from a power supply device (not shown) via a power supply input wiring (not shown). Is generated. When the high voltage generated by the high voltage generator 207 is applied to the insulator 22 via the high voltage wiring 205 and the input electrode 23, the insulator 22 causes corona discharge near the tip of the discharge electrode 21. generate.

このとき、放電電極装置2と高電圧発生部207を接続する高電圧配線205が短いため、放電電極装置2と高電圧発生部207との間での電力損失を低減することが出来る。   At this time, since the high voltage wiring 205 that connects the discharge electrode device 2 and the high voltage generation unit 207 is short, power loss between the discharge electrode device 2 and the high voltage generation unit 207 can be reduced.

図4は、図3の高電圧発生部207の断面図である。高電圧発生部207は、収容器300と、圧電素子301と、支持部304と、帰還抵抗308と、AC−DC変換回路309とを含んで構成されている。昇圧手段に圧電素子301を用いることより、高電圧発生部207の体格を小さくすることが可能なため、自動車の排気管近傍への設置が容易となる。   4 is a cross-sectional view of the high voltage generator 207 of FIG. The high voltage generation unit 207 includes a container 300, a piezoelectric element 301, a support unit 304, a feedback resistor 308, and an AC-DC conversion circuit 309. By using the piezoelectric element 301 for the boosting means, the physique of the high voltage generator 207 can be reduced, so that it can be easily installed near the exhaust pipe of an automobile.

圧電素子301は、圧電セラミック体からなり、細長で平板状に形成されている。   The piezoelectric element 301 is made of a piezoelectric ceramic body and is formed in an elongated and flat plate shape.

この圧電素子301の幅方向一方の半部には、圧電素子301を上下面で挟み対向する一対の入力電極302が設けられている。一方、圧電素子301の幅方向の他方の半部には、出力電極303が設けられている。   A pair of input electrodes 302 are provided on one half of the piezoelectric element 301 in the width direction so as to face each other with the piezoelectric element 301 sandwiched between upper and lower surfaces. On the other hand, an output electrode 303 is provided on the other half of the piezoelectric element 301 in the width direction.

前記圧電素子301は、複数の支持部304を介して収容器300に固定されている。   The piezoelectric element 301 is fixed to the container 300 via a plurality of support portions 304.

収容器300は、ステンレス等からなり、略直方体状に形成されている。   The container 300 is made of stainless steel or the like and has a substantially rectangular parallelepiped shape.

支持部304は、樹脂材料等からなり、略円錐状に形成されて、一端が前記圧電素子301に固定され、他端が収容部300に固定されている。圧電素子301を固定する位置は、圧電素子301の入力電極302に電圧が印加されたとき、圧電素子301自身の変位(歪み)が少ない地点とすると良い。この変位の少ない部位は、圧電素子301の共振周波数によって異なるが、共振周波数が下記数式で表されるとき、変位の少ない部位は、長さを3等分したときの1/3および2/3の地点となる。例えば長さが50mmである場合は、16.7mmおよび33.3mm付近となる。   The support portion 304 is made of a resin material or the like, is formed in a substantially conical shape, has one end fixed to the piezoelectric element 301 and the other end fixed to the housing portion 300. The position where the piezoelectric element 301 is fixed may be a point where the displacement (distortion) of the piezoelectric element 301 is small when a voltage is applied to the input electrode 302 of the piezoelectric element 301. The portion with less displacement differs depending on the resonance frequency of the piezoelectric element 301. When the resonance frequency is expressed by the following equation, the portion with less displacement is 1/3 and 2/3 when the length is divided into three equal parts. It becomes the point. For example, when the length is 50 mm, it is around 16.7 mm and 33.3 mm.

(数1)
共振周波数f=圧電トランス中の音速/圧電トランスの長さ
(圧電トランス中の音速:3250m/s)
支持部304に用いる材料は、樹脂材料以外の材料であっても良く、放電電極装置2は排気管の近傍に設けられ、排気管の温度は最大約600度となるため、耐熱性の高い材料であると良く、圧電素子301を破損しないよう、柔軟性のある材料であると良く、電極と接するため、絶縁性の高い材料であると良い。これによって、自動車の振動による圧電素子301の位置ずれや脱落を防止出来、且つ、圧電素子301自身の有効振動を阻害しない構成となっている。
(Equation 1)
Resonance frequency f = speed of sound in piezoelectric transformer / length of piezoelectric transformer
(Sound velocity in piezoelectric transformer: 3250 m / s)
The material used for the support portion 304 may be a material other than a resin material, and the discharge electrode device 2 is provided in the vicinity of the exhaust pipe, and the temperature of the exhaust pipe is about 600 degrees at the maximum. In order to prevent the piezoelectric element 301 from being damaged, it is preferable that the material is flexible, and because it is in contact with the electrode, a material having high insulating properties is preferable. Thus, the piezoelectric element 301 can be prevented from being displaced and dropped due to automobile vibration, and the effective vibration of the piezoelectric element 301 itself is not hindered.

前記圧電素子301の入力電極302には、入力配線306および接地配線305が設けられている。入力配線306は、交流電源回路(図示せず)に接続されている。接地配線306は、自動車のボデー等に接続されている。   An input wiring 306 and a ground wiring 305 are provided on the input electrode 302 of the piezoelectric element 301. The input wiring 306 is connected to an AC power supply circuit (not shown). The ground wiring 306 is connected to an automobile body or the like.

前記圧電素子301の出力電極303には、高電圧配線307が設けられており、圧電素子301にて発生した交流電圧を直流電圧に変換するためのAC−DC変換回路309に接続されている。   A high voltage wiring 307 is provided on the output electrode 303 of the piezoelectric element 301 and is connected to an AC-DC conversion circuit 309 for converting an AC voltage generated in the piezoelectric element 301 into a DC voltage.

AC−DC変換回路309は、帰還抵抗308を備えており、帰還抵抗308は、圧電素子301から出力される電圧を計測するため、一端を圧電素子301に設けらた入力電極302を介して電気的に接地し、他方の一端をAC−DC変換回路309の基板に設けられた配線パターン(図示せず)を介して高電圧配線307と導通している。またAC−DC変換回路309には、変換した電力を外部へ出力するための高電圧配線309が設けられている。   The AC-DC conversion circuit 309 includes a feedback resistor 308, and the feedback resistor 308 is electrically connected via an input electrode 302 provided at one end of the piezoelectric element 301 in order to measure a voltage output from the piezoelectric element 301. The other end is electrically connected to the high voltage wiring 307 through a wiring pattern (not shown) provided on the substrate of the AC-DC conversion circuit 309. The AC-DC conversion circuit 309 is provided with a high voltage wiring 309 for outputting the converted electric power to the outside.

このように構成された高電圧発生部207は、交流電源回路から入力配線306および入力電極302を介して圧電素子301に交流電圧が印加されると、圧電素子301にて電圧を増幅する。そして、圧電素子301にて発生した高電圧を、圧電素子301の出力電極303および高電圧配線307を介してAC−DC変換回路309に送り、AC−DC変換回路309により交流電圧から直流電圧に変換し、高電圧配線310を介して図3の絶縁碍子22の上部に設けられた入力電極23に直流高電圧を供給する。また帰還抵抗308の両端の電圧を計測し、計測された電圧値を外部に設けられた可変周波数発振器(図示せず)にフィードバックし、計測された電圧値に応じて、可変周波数発振器の周波数を低くする又は高くすることで、高電圧発生部207の出力電圧を所定の電圧、例えば−20KVに制御することが可能である。   The high voltage generator 207 configured as described above amplifies the voltage by the piezoelectric element 301 when an AC voltage is applied from the AC power supply circuit to the piezoelectric element 301 via the input wiring 306 and the input electrode 302. Then, the high voltage generated in the piezoelectric element 301 is sent to the AC-DC conversion circuit 309 via the output electrode 303 of the piezoelectric element 301 and the high-voltage wiring 307, and the AC-DC conversion circuit 309 converts the AC voltage to the DC voltage. Then, a high DC voltage is supplied to the input electrode 23 provided on the top of the insulator 22 in FIG. Further, the voltage across the feedback resistor 308 is measured, the measured voltage value is fed back to an external variable frequency oscillator (not shown), and the frequency of the variable frequency oscillator is set according to the measured voltage value. By making it low or high, it is possible to control the output voltage of the high voltage generator 207 to a predetermined voltage, for example, −20 KV.

また、圧電素子301を用いることより、高電圧発生装置の体格を小さくすることが可能なため、自動車の排気管近傍への設置が容易となる。ここで振動の多い自動車において圧電素子を用いる上では振動対策も重要であるが、本発明では支持部304によって、自動車の振動による圧電素子301の位置ずれや脱落を防止出来、且つ、圧電素子301自身の有効振動を阻害しない構成となっている。   Moreover, since the physique of a high voltage generator can be made small by using the piezoelectric element 301, the installation to the exhaust pipe vicinity of a motor vehicle becomes easy. Here, when using a piezoelectric element in an automobile with a lot of vibrations, vibration countermeasures are also important. In the present invention, the support portion 304 can prevent displacement and dropping of the piezoelectric element 301 due to the vibration of the automobile, and the piezoelectric element 301 can be prevented. It has a configuration that does not inhibit its own effective vibration.

図5は、高電圧発生部207の回路構成を説明する説明図である。高電圧発生部207は、圧電素子301と、帰還抵抗308と、AC−DC変換回路309とから構成されている。このように構成された高電圧発生部207は、交流電源回路(図示せず)から圧電素子301に交流電圧が印加されると、圧電素子301にて電圧を増幅する。そして、圧電素子301にて発生した高電圧を、AC−DC変換回路309に送り、AC−DC変換回路309により交流電圧から直流電圧に変換し、外部負荷(図示せず)に直流高電圧を供給する。また帰還抵抗308の両端の電圧を計測し、外部に設けられた可変周波数発振器(図示せず)にフィードバックし、計測された電圧値に応じて、可変周波数発振器の周波数を低くする又は高くすることで、高電圧発生部207の出力電圧を所定の電圧、例えば−20KVに制御することが可能である。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the circuit configuration of the high voltage generator 207. The high voltage generating unit 207 includes a piezoelectric element 301, a feedback resistor 308, and an AC-DC conversion circuit 309. The high voltage generator 207 configured as described above amplifies the voltage by the piezoelectric element 301 when an AC voltage is applied to the piezoelectric element 301 from an AC power supply circuit (not shown). Then, the high voltage generated in the piezoelectric element 301 is sent to the AC-DC conversion circuit 309, and the AC-DC conversion circuit 309 converts the AC voltage to the DC voltage, and the DC high voltage is applied to an external load (not shown). Supply. Also, the voltage across the feedback resistor 308 is measured and fed back to a variable frequency oscillator (not shown) provided outside, and the frequency of the variable frequency oscillator is lowered or raised according to the measured voltage value. Thus, the output voltage of the high voltage generator 207 can be controlled to a predetermined voltage, for example, −20 KV.

図6は、本発明における実施形態の交流電源回路の回路構成を示す説明である。交流電源回路は、バッテリー501と、DC−AC変換回路502と、可変周波数発振器503とから構成される。このように構成された交流電源回路は、バッテリー501からDC−AC変換回路502へ直流電圧を送り、DC−AC変換回路502により直流電圧を交流電圧に変換し、可変周波数発振器503により交流電圧の周波数を調整し出力する。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of the AC power supply circuit according to the embodiment of the present invention. The AC power supply circuit includes a battery 501, a DC-AC conversion circuit 502, and a variable frequency oscillator 503. The AC power supply circuit configured as described above sends a DC voltage from the battery 501 to the DC-AC conversion circuit 502, converts the DC voltage into an AC voltage by the DC-AC conversion circuit 502, and converts the AC voltage by the variable frequency oscillator 503. Adjust the frequency and output.

上述した通り本発明によると、高電圧発生装置の体格を小さくすることが可能なため、自動車の排気管近傍への設置が容易となる。また、放電電極装置と高電圧発生装置を接続する高電圧用配線を短く出来るため、放電電極装置と高電圧発生装置との間での電力損失が少ない排出ガス処理装置を提供することが出来る。   As described above, according to the present invention, the size of the high-voltage generator can be reduced, so that it can be easily installed near the exhaust pipe of an automobile. Moreover, since the high voltage wiring connecting the discharge electrode device and the high voltage generator can be shortened, it is possible to provide an exhaust gas treatment device with little power loss between the discharge electrode device and the high voltage generator.

なお、本発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施形態の構成に限定されない。例えば、放電電極装置2と、第1接地電極5と、第2接地電極4との間にてコロナ放電を発生させる際の、両電極間に印加させる電圧落差は、5KVから50KVの範囲に設定する。これにより、電極間に電圧を印加する際の適正な耐電圧リーク特性を満たしつつ、好適な排気微粒子の凝集効果を得ることができる。好ましくは,両電極間に印加させる電圧落差は、10KVから30KVの範囲に設定するのが良く、放電電極21の先端部は、複数の先端部が放射状位置する形状に限らず、必要に応じて適宜設定変更することが出来、収容器300は、円筒状など、必要に応じて適宜設定変更することが出来、ハウジング202の蛇腹筒状部202Bは、円筒状など、必要に応じて適宜設定変更することが出来、排気管内周壁からなる第1接地電極5や導電性網からなる第2接地電極4は、必ずしも接地電位である必要はなく、図7に示すように排気管と接地の間にコンデンサ等を設けることで電位を高く調整しても良い。   Note that the configuration used in the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment as long as the object of the present invention can be achieved. For example, when a corona discharge is generated between the discharge electrode device 2, the first ground electrode 5, and the second ground electrode 4, the voltage drop applied between both electrodes is set in the range of 5 KV to 50 KV. To do. Thereby, it is possible to obtain a suitable exhaust particle aggregation effect while satisfying an appropriate withstand voltage leak characteristic when a voltage is applied between the electrodes. Preferably, the voltage drop applied between the two electrodes is preferably set in the range of 10 KV to 30 KV, and the distal end portion of the discharge electrode 21 is not limited to a shape in which a plurality of distal end portions are positioned radially, but as required The container 300 can be appropriately changed as necessary, such as a cylindrical shape, and the bellows cylindrical portion 202B of the housing 202 can be appropriately changed as necessary, such as a cylindrical shape. The first ground electrode 5 made of the inner peripheral wall of the exhaust pipe and the second ground electrode 4 made of a conductive net are not necessarily at the ground potential, and as shown in FIG. The potential may be adjusted higher by providing a capacitor or the like.

本発明における実施形態の凝集器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the coagulator of embodiment in this invention. 図1及び図6におけるX矢視図である。FIG. 7 is a view taken in the direction of arrow X in FIGS. 1 and 6. 図1の放電電極装置2の拡大図である。It is an enlarged view of the discharge electrode apparatus 2 of FIG. 図3の高電圧発生部207の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the high voltage generation | occurrence | production part 207 of FIG. 図3の高電圧発生部207の回路構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the circuit structure of the high voltage generation part 207 of FIG. 本発明における実施形態の交流電源回路の回路構成を示す説明である。It is description which shows the circuit structure of the alternating current power supply circuit of embodiment in this invention. 本発明における実施形態の凝集器の構成を示す断面図(2)である。It is sectional drawing (2) which shows the structure of the coagulator of embodiment in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 凝集器
2 放電電極装置
3 第1接地電極
4 第2接地電極
5 排気管
207 高電圧発生部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aggregator 2 Discharge electrode apparatus 3 1st ground electrode 4 2nd ground electrode 5 Exhaust pipe 207 High voltage generation part

Claims (6)

内燃機関の排気管と、
前記排気管内に放電電極を突き出した状態で固定される放電電極装置と、
自動車に設置された電源装置と、
前記電源装置により供給された電圧を昇圧し、前記放電電極装置へ高電圧を供給する高電圧発生装置とを備えた排出ガス処理装置であって、
前記高電圧発生装置における電圧の昇圧は、圧電素子により行なわれることを特徴とする排出ガス処理装置。
An exhaust pipe of an internal combustion engine;
A discharge electrode device fixed in a state in which the discharge electrode protrudes into the exhaust pipe;
A power supply installed in the car;
An exhaust gas treatment device comprising a high voltage generator for boosting a voltage supplied by the power supply device and supplying a high voltage to the discharge electrode device,
The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the voltage boosting in the high voltage generator is performed by a piezoelectric element.
前記圧電素子は、長板状の圧電セラミックス板からなり、
略筒状の収容器に収容され、
複数の支持部によって固定され、
前記支持部の一端は、前記圧電セラミックス板の圧電変位の節となる部位またはその近傍に接し、
前記支持部の他方の一端は、前記収容器の内壁に接していることを特徴とした請求項1に記載の排出ガス処理装置。
The piezoelectric element comprises a long plate-shaped piezoelectric ceramic plate,
Housed in a substantially cylindrical container,
Fixed by a plurality of supports,
One end of the support portion is in contact with or near a portion that becomes a node of piezoelectric displacement of the piezoelectric ceramic plate,
The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein the other end of the support portion is in contact with an inner wall of the container.
前記高電圧発生装置は、AC−DC変換回路を備えることを特徴とした請求項2又は3に記載の排出ガス処理装置。 The exhaust gas processing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the high voltage generator includes an AC-DC conversion circuit. 前記高電圧発生装置を前記放電電極装置と一体に構成したことを特徴とした請求項1乃至3に記載の排出ガス処理装置。 4. The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein the high voltage generator is integrated with the discharge electrode device. 前記高電圧発生装置は、前記放電電極装置の軸方向かつ近傍に設置され、
前記高電圧発生装置の出力電極と前記放電電極装置の入力電極とを電気的に接続する接続手段が設けられ、
前記接続部分を被うハウジングが設けられていることを特徴とした請求項4に記載の排出ガス処理装置。
The high voltage generator is installed in the axial direction and in the vicinity of the discharge electrode device,
Connection means for electrically connecting the output electrode of the high voltage generator and the input electrode of the discharge electrode device is provided,
The exhaust gas processing apparatus according to claim 4, further comprising a housing that covers the connection portion.
前記放電電極装置の下流に配置され多数の通気孔を有する導電性膜からなる接地電極を備え、
前記排気管および前記接地電極は実質的に接地されていることを特徴とした請求項1乃至5に記載の排出ガス処理装置。
A ground electrode made of a conductive film disposed downstream of the discharge electrode device and having a large number of air holes;
6. The exhaust gas processing apparatus according to claim 1, wherein the exhaust pipe and the ground electrode are substantially grounded.
JP2005018433A 2005-01-26 2005-01-26 Exhaust gas treating device Pending JP2006207425A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005018433A JP2006207425A (en) 2005-01-26 2005-01-26 Exhaust gas treating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005018433A JP2006207425A (en) 2005-01-26 2005-01-26 Exhaust gas treating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006207425A true JP2006207425A (en) 2006-08-10

Family

ID=36964564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005018433A Pending JP2006207425A (en) 2005-01-26 2005-01-26 Exhaust gas treating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006207425A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011127440A (en) * 2009-12-15 2011-06-30 Denso Corp Exhaust emission control device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011127440A (en) * 2009-12-15 2011-06-30 Denso Corp Exhaust emission control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101535362B1 (en) Device for treating exhaust gas containing soot particles
WO2013179381A1 (en) Particulate matter treating device
JP5078792B2 (en) Dielectric structure, electric discharge device, fluid reforming device, and reaction system using dielectric structure
US20230332564A1 (en) Intake plasma generator systems and methods
JP2009127535A (en) Engine combustion control device
JP2006207425A (en) Exhaust gas treating device
KR200386084Y1 (en) An air guide apparatus for intake manifold of an internal combustion engine
JP2014035292A (en) Fine particle detection system
JP2006105081A (en) Exhaust emission control device
JP2003142228A (en) Negative ion generating device
JP2014160578A (en) Power unit for sliding discharge
JP2014010099A (en) Fine particle sensor
JP5531978B2 (en) Exhaust treatment device for internal combustion engine
JP2013242233A (en) Fine particle detection system
JP4045163B2 (en) Negative ion generator and air purifier
JP2009127534A (en) Fuel injection device
EP4379978A1 (en) Discharge device
JP4403924B2 (en) High voltage wiring connection structure of exhaust gas purification device
JP2018010756A (en) Spark plug for internal combustion engine
JP4466383B2 (en) Exhaust purification device for internal combustion engine
JP2007263101A (en) Combustion reformer
EP3951142B1 (en) Nonthermal plasma-based exhaust gas particulate matter reduction apparatus for preventing arcing phenomenon
TW202224777A (en) discharge device
TW202226725A (en) Discharging device
JP2006214392A (en) Exhaust emission control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090908

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20090924

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090924

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100106