JP2006342699A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust emission control device.
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。 Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot made of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) made of high-boiling hydrocarbon components. The composition contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, a particulate filter is installed in the middle of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows. It has been done conventionally.
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックスから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。 This type of particulate filter has a porous honeycomb structure made of ceramics such as cordierite, and the inlets of each flow path partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the inlets are not sealed. About the flow path, the exit is sealed, and only the exhaust gas which permeate | transmitted the porous thin wall which divides each flow path is discharged | emitted downstream.
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積し、排気温度が高い運転領域に移行した際に自然燃焼して除去されるようになっているが、例えば都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行するような車輌では、必要な所定温度以上での運転が長く継続しないため、パティキュレートの処理量よりも堆積量の方が上まわり、パティキュレートフィルタが目詰まりを起こす虞れがあった。 Particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, and are spontaneously combusted and removed when the exhaust gas moves to an operating region. For example, in a vehicle that travels only on a congested road, such as a route bus in Tokyo, the accumulated amount is higher than the processing amount of particulates because operation at a predetermined temperature or higher does not continue for a long time. There is a possibility that the particulate filter may be clogged.
このため、排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを良好に燃焼除去(酸化処理)し得るようプラズマアシスト型の排気浄化装置の開発が進められており、この種の排気浄化装置で排気ガス中に放電してプラズマを発生させれば、排気ガスが励起してOラディカルやOHラディカル等の活性のラディカルが発生し、排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを良好に酸化処理することが可能となる。 For this reason, plasma-assisted exhaust purification systems are being developed so that particulates can be burned and removed (oxidized) well even in operating regions where the exhaust temperature is low. If plasma is generated by discharge, the exhaust gas is excited to generate active radicals such as O radical and OH radical, and it becomes possible to satisfactorily oxidize the particulates even in the operation region where the exhaust temperature is low. .
例えば、下記の特許文献1や特許文献2には、穿孔処理された円筒状ステンレススチールから成る外側電極と内側電極との間に誘電体を成すセラミックスのペレットを充填し、該ペレットの充填層を通過するように排気ガスを流して該排気ガス中のパティキュレートを捕集する一方、外側電極と内側電極との間で放電してプラズマを発生させるようにしたプラズマアシスト型の排気浄化装置が提案されている。
しかしながら、従来提案されているプラズマアシスト型の排気浄化装置にあっては、先の特許文献1や特許文献2にも示されている通り、穿孔処理された円筒状ステンレススチールから成る外側電極と内側電極との間に誘電体を成すセラミックスのペレットを充填し、該ペレットの充填層を通過するように排気ガスを流して該排気ガス中のパティキュレートを捕集する一方、外側電極と内側電極との間で放電してプラズマを発生させるようにしたものが一般的であるが、自動車に実装することを想定した場合、走行振動によりセラミックスのペレット同士が擦れ合って短期間に摩耗してしまう虞れがあり、その耐久性に関する課題が残っているのが実情である。又、ペレットでは、高捕集率化が困難となっていた。
However, in the plasma assist type exhaust purification device that has been proposed in the past, as shown in the above-mentioned
本発明は、斯かる実情に鑑み、平板状の誘電体フィルタを用いて捕集率及び耐久性を高めることができ、且つ排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを効率良く酸化処理し得る排気浄化装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention can improve the collection rate and durability by using a flat dielectric filter, and can purify particulates efficiently even in an operating region where the exhaust temperature is low. The device is to be provided.
本発明は、平板状の誘電体フィルタを所要間隔をあけて多数積層するように並設することにより排気ガスの流路を区画形成し、該区画形成された各流路の入口を栓体により交互に目封じし、入口が目封じされていない流路の出口を栓体により目封じし、各流路を区画する誘電体フィルタを透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにした排気浄化装置であって、
入口が目封じされている流路側の誘電体フィルタ表面に、排気ガスが透過可能な導電体を配置すると共に、入口が目封じされていない流路内に、誘電体バリアで被覆された電極を配設し、入口が目封じされていない流路側の誘電体フィルタ表面に沿面放電を発生させるよう構成したことを特徴とする排気浄化装置にかかるものである。
In the present invention, exhaust gas flow paths are partitioned by arranging a large number of flat plate-like dielectric filters so as to be stacked at a required interval, and the inlets of the partitioned flow paths are plugged. Sealed alternately, the outlets of the channels not sealed at the inlet were sealed with plugs, and only the exhaust gas that permeated through the dielectric filter partitioning each channel was discharged downstream. An exhaust purification device,
A conductive material that allows exhaust gas to pass through is disposed on the surface of the dielectric filter on the flow path side where the inlet is sealed, and an electrode covered with a dielectric barrier is placed in the flow path where the inlet is not sealed. The present invention relates to an exhaust emission control device that is configured to generate a creeping discharge on the surface of a dielectric filter on the flow path side that is disposed and whose inlet is not sealed.
前記排気浄化装置においては、電極と導電体との間に、沿面放電に必要な電圧を印加することができる。 In the exhaust emission control device, a voltage necessary for creeping discharge can be applied between the electrode and the conductor.
又、前記排気浄化装置においては、電極間に、沿面放電に必要な電圧を印加するようにしても良い。 In the exhaust purification apparatus, a voltage necessary for creeping discharge may be applied between the electrodes.
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。 According to the above means, the following operation can be obtained.
排気ガスは、入口が目封じされていない流路から平板状の誘電体フィルタと導電体を通過して流れ、該誘電体フィルタを通過する際に排気ガス中のパティキュレートが捕集されていくが、必要に応じて、入口が目封じされていない流路側の誘電体フィルタ表面に沿面放電を発生させると、パティキュレートが効率良く酸化処理されることになる。 The exhaust gas flows through the flat dielectric filter and the conductor from the flow path where the inlet is not sealed, and the particulates in the exhaust gas are collected when passing through the dielectric filter. However, if creeping discharge is generated on the surface of the dielectric filter on the flow path side where the inlet is not sealed as required, the particulates are efficiently oxidized.
又、平板状の誘電体フィルタを用いているため、自動車に実装した場合、従来提案されているプラズマアシスト型の排気浄化装置のように、走行振動によりセラミックスのペレット同士が擦れ合って短期間に摩耗してしまうことがなく、耐久性を高めることも可能となり、更に、ペレットでは困難であった高捕集率化も可能となる。 In addition, since a flat dielectric filter is used, when mounted in an automobile, ceramic pellets rub against each other due to running vibration as in a plasma-assisted exhaust purification device that has been proposed in the past. Durability is not increased, durability can be increased, and a higher collection rate, which was difficult with pellets, can be achieved.
本発明の排気浄化装置によれば、沿面放電を利用した場合に、フィルタ表面のパティキュレートを効率的に酸化処理できることから、平板状の誘電体フィルタを用いて捕集率及び耐久性を高めることができ、且つ排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを効率良く酸化処理し得るという優れた効果を奏し得る。 According to the exhaust emission control device of the present invention, when creeping discharge is used, particulates on the filter surface can be efficiently oxidized, so that the collection rate and durability can be increased using a flat dielectric filter. The particulates can be efficiently oxidized even in the operation region where the exhaust gas temperature is low.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1〜図3は本発明を実施する形態の一例であって、コージェライト等のセラミックスから成る平板状の誘電体フィルタ1(特に表面濾過式のものが好ましい)を所要間隔をあけて多数積層するように並設することにより排気ガス2の流路3を区画形成し、該区画形成された各流路3の入口を栓体4により交互に目封じし、入口が目封じされていない流路3の出口を栓体5により目封じし、各流路3を区画する誘電体フィルタ1を透過した排気ガス2のみが下流側へ排出されるようにし、入口が目封じされている流路3側の誘電体フィルタ1表面に、排気ガス2が透過可能な金属メッシュ等の導電体6を配置すると共に、入口が目封じされていない流路3内に、誘電体バリア7で被覆された排気ガス2流通方向へ延びる棒状の電極8を、排気ガス2流通方向と直角な方向へ所要間隔をあけて配設し、入口が目封じされていない流路3側の誘電体フィルタ1表面に沿面放電を発生させるよう構成したものである。
1 to 3 show an example of an embodiment of the present invention. A large number of flat
本図示例の場合、前記電極8と導電体6に、高電圧(交流高電圧、交流パルス高電圧、又は直流パルス高電圧等)を印加可能な電源9を接続し、該電極8と導電体6との間に、沿面放電に必要な電圧を印加するようにしてある。
In the case of the illustrated example, a
尚、前記電源9に対しては、図3に示す如く、電極8の排気ガス2流通方向下流端側と、導電体6の排気ガス2流通方向上流端側とをつなぐようにしてある。
As shown in FIG. 3, the
次に、上記図示例の作用を説明する。 Next, the operation of the illustrated example will be described.
排気ガス2は、入口が目封じされていない流路3から平板状の誘電体フィルタ1と導電体6を通過して流れ、該誘電体フィルタ1を通過する際に排気ガス2中のパティキュレートが捕集されていくが、必要に応じて、電源9をオンにして電極8と導電体6との間に高電圧を印加すると、入口が目封じされていない流路3側の誘電体フィルタ1表面に沿面放電が発生し、パティキュレートが効率良く酸化処理されることになる。
The
ここで、前記電源9に対し、図3に示す如く、電極8の排気ガス2流通方向下流端側と、導電体6の排気ガス2流通方向上流端側とをつなぐようにしてあるため、入口が目封じされていない流路3側の誘電体フィルタ1表面全体に沿面放電を発生させる上でより有効となっている。尚、前記電源9に対し、電極8の排気ガス2流通方向上流端側と、導電体6の排気ガス2流通方向下流端側とをつなぐようにしても良いことは言うまでもない。
Here, as shown in FIG. 3, the
又、平板状の誘電体フィルタ1を用いているため、自動車に実装した場合、従来提案されているプラズマアシスト型の排気浄化装置のように、走行振動によりセラミックスのペレット同士が擦れ合って短期間に摩耗してしまうことがなく、耐久性を高めることも可能となる。
Further, since the flat
こうして、平板状の誘電体フィルタ1を用いて捕集率及び耐久性を高めることができ、且つ排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを効率良く酸化処理し得る。
Thus, the flat
図4及び図5は本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図1〜図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図1〜図3に示すものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図4及び図5に示す如く、電極8間に、高電圧(交流高電圧、交流パルス高電圧、又は直流パルス高電圧等)を印加可能な電源9を接続し、該電極8間に、沿面放電に必要な電圧を印加するようにした点にある。
4 and 5 show another example of the embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 denote the same components, and the basic configuration is shown in FIG. 1 to FIG. 3, but the feature of the illustrated example is that, as shown in FIGS. 4 and 5, a high voltage (AC high voltage, AC pulse high voltage, or A
尚、前記電源9に対しては、図5に示す如く、排気ガス2流通方向と直角な方向へ所要間隔をあけて互いに隣り合う電極8のうち、一方の電極8の排気ガス2流通方向上流端側と、他方の電極8の排気ガス2流通方向下流端側とをつなぐようにしてある。
For the
図4及び図5に示す例においては、排気ガス2は、入口が目封じされていない流路3から平板状の誘電体フィルタ1と導電体6を通過して流れ、該誘電体フィルタ1を通過する際に排気ガス2中のパティキュレートが捕集されていくが、必要に応じて、電源9をオンにして電極8間に高電圧を印加すると、入口が目封じされていない流路3側の誘電体フィルタ1表面に沿面放電が発生し、パティキュレートが効率良く酸化処理されることになる。
In the example shown in FIGS. 4 and 5, the
ここで、前記電源9に対し、図5に示す如く、排気ガス2流通方向と直角な方向へ所要間隔をあけて互いに隣り合う電極8のうち、一方の電極8の排気ガス2流通方向上流端側と、他方の電極8の排気ガス2流通方向下流端側とをつなぐようにしてあるため、入口が目封じされていない流路3側の誘電体フィルタ1表面全体に沿面放電を発生させる上でより有効となっている。
Here, as shown in FIG. 5, with respect to the
尚、図1〜図3に示す例においては、電極8と導電体6との間に高電圧を印加するようにしてあるため、入口が目封じされていない流路3側の誘電体フィルタ1表面における電極8の周辺(数ミリ程度)にのみ沿面放電が発生することから、どちらかというと、電極8の数を増やし、それらを比較的密に配設しなければならないが、図4及び図5に示す例においては、電極8間に高電圧を印加するようにしてあるため、それぞれの電極8の周辺に発生した沿面放電のプラズマが、互いに隣り合う電極8の電位差によってつながることから、沿面放電の範囲を広げることが可能となる。
In the example shown in FIGS. 1 to 3, since a high voltage is applied between the
又、図4及び図5に示す例においても、図1〜図3に示す例と同様、平板状の誘電体フィルタ1を用いているため、自動車に実装した場合、従来提案されているプラズマアシスト型の排気浄化装置のように、走行振動によりセラミックスのペレット同士が擦れ合って短期間に摩耗してしまうことがなく、耐久性を高めることも可能となり、更に、ペレットでは困難であった高捕集率化も可能となる。
Also, in the examples shown in FIGS. 4 and 5, as in the examples shown in FIGS. 1 to 3, since the flat
こうして、図4及び図5に示す例の場合も、図1〜図3に示す例の場合と同様、平板状の誘電体フィルタ1を用いて捕集率及び耐久性を高めることができ、且つ排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを効率良く酸化処理し得る。
Thus, in the case of the example shown in FIGS. 4 and 5, as in the case of the example shown in FIGS. 1 to 3, the collection rate and the durability can be increased using the flat
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the exhaust emission control device of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 誘電体フィルタ
2 排気ガス
3 流路
4 栓体
5 栓体
6 導電体
7 誘電体バリア
8 電極
9 電源
DESCRIPTION OF
Claims (3)
入口が目封じされている流路側の誘電体フィルタ表面に、排気ガスが透過可能な導電体を配置すると共に、入口が目封じされていない流路内に、誘電体バリアで被覆された電極を配設し、入口が目封じされていない流路側の誘電体フィルタ表面に沿面放電を発生させるよう構成したことを特徴とする排気浄化装置。 By arranging a large number of flat dielectric filters in parallel so as to be stacked at a required interval, the exhaust gas flow paths are partitioned, and the inlets of the partitioned flow paths are alternately sealed with plugs. And an exhaust purification device in which only the exhaust gas that has passed through the dielectric filter partitioning each flow path is discharged to the downstream side by sealing the outlet of the flow path whose inlet is not sealed with a plug. There,
A conductive material that allows exhaust gas to pass through is disposed on the surface of the dielectric filter on the flow path side where the inlet is sealed, and an electrode covered with a dielectric barrier is placed in the flow path where the inlet is not sealed. An exhaust emission control device configured to generate creeping discharge on a surface of a dielectric filter on a flow path side that is disposed and whose inlet is not sealed.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016107173A (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control apparatus |
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2005
- 2005-06-08 JP JP2005167892A patent/JP2006342699A/en active Pending
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