JP2018035023A - ガス改質装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記ガスが流れるガス流路(2)と、
該ガス流路を挟む位置に配された、対をなす電極(3)と、
誘電体からなり、上記電極の上記ガス流路側の表面を被覆するバリア層(4)とを備え、
個々の上記電極は、所定間隔をおいて互いに隣り合うように配された複数の配線部(31)と、該複数の配線部を連結する連結部(32)とを有し、
上記配線部のピッチdと、上記バリア層の厚さ方向における上記ガス流路の厚さhとが、下記の関係を満たす、ガス改質装置にある。
0.4≦d/h≦1.5
本発明者らは、鋭意検討した結果、d/hを0.4〜1.5にすると、ガス流路に細い放電ストリーマを多数形成でき、ガスの改質効果を向上できることを見出した(図1、図9〜図11参照)。すなわち、d/hが1.5を超えると、配線部のピッチが広すぎるため、各配線部に発生するストリーマの間隔が広くなりすぎる。そのため、隣り合うストリーマ同士が互いに電磁気的に干渉しにくくなり、個々のストリーマが太くなる。その結果、個々のストリーマに多くの電流が必要となり、ガス流路内に発生できるストリーマの本数が減少し、空間効率が低下するため、ガスの改質効果が低減する。
したがって、d/hを0.4〜1.5にすることにより、ガス改質装置に供給する電力を少なくしても、ガスの改質効率を高めることが可能になる。また、配線部の本数を減らすことができるため、ガス改質装置を小型化することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
上記ガス改質装置に係る実施形態について、図1〜図12を用いて説明する。図2に示すごとく、本形態のガス改質装置1は、ガス流路2と、対をなす電極3(3a,3b)と、バリア層4とを備える。ガス流路2には、大気等のガスgが流れる。電極3(3a,3b)は、ガス流路2を挟む位置に配されている。バリア層4は、誘電体からなり、電極3のガス流路2側の表面を被覆している。
0.4≦d/h≦1.5
なお、図7においては、基板5の両面に電極3を形成しているが、片面にのみ電極3を形成しても良い。
そのため、図10に示すごとく、ガス流路2内に細いストリーマを多数形成できる。したがって、図1に示すごとく、ガスgの改質効率を高めることができる。
この場合は、図1に示すごとく、オゾンの生成量をより多くすることができる。つまり、ガスgの改質効果をより高めることができる。
この場合は、図1に示すごとく、オゾンの生成量を特に多くすることができる。つまり、ガスgの改質効果を特に高めることができる。
図10に示すごとく、配線部31の延出方向(Y方向)におけるプラズマの間隔は、X方向におけるプラズマの間隔よりも狭い。そのため、ガスgをX方向に流せば、ガスgがプラズマ間の隙間を通過しにくくなり、プラズマ内をより通過しやすくなる。したがって、ガスgの改質効果をより高めることができる。
0.06≦d/L≦0.16
この場合には、ガスgの改質効率をより高めることができる。
そのため、より少ない消費電力で、効率的にオゾンを発生させることができる。したがって、車両等に搭載するための、車載用オゾン発生装置として特に好適に用いることができる。
本形態は、オゾンの発生量を最適化できるようにした例である。本形態では実施形態1と同様に、図13に示すごとく、エンジン19から発生した排ガス190に、ガス改質装置1によって生成したオゾンを混入し、排ガス190中のNOをNO2に酸化している。そして、このNO2をLNT18によって吸着し、排ガス190から除去するよう構成してある。排ガス190は、排管17内を通る。LNT18の下流には、NOxセンサ16を設けてある。このNOxセンサ16を用いて、LNT18を通過した排ガス190に含まれるNOxの量を測定している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
本形態は、オゾンセンサ15を設けた例である。図14に示すごとく、本形態のガス改質装置1は、発生したオゾンの量を検出するオゾンセンサ15を備える。また、実施形態2と同様に、電極3a,3bに可変交流電源6が接続している。この可変交流電源6の電圧および周波数を制御する制御手段7が設けられている。制御手段7は、オゾンセンサ15に接続している。制御手段7は、オゾンセンサ15によって検出されたオゾンの量が最も多くなるように、可変交流電源6の電圧および周波数を制御するよう構成されている。
その他、実施形態2と同様の構成および作用効果を備える。
2 ガス流路
3 電極
31 配線部
32 連結部
4 バリア層
d 配線部のピッチ
g ガス
h ガス流路の厚さ
Claims (7)
- 誘電体バリア放電によってガス(g)を改質するガス改質装置(1)であって、
上記ガスが流れるガス流路(2)と、
該ガス流路を挟む位置に配された、対をなす電極(3)と、
誘電体からなり、上記電極の上記ガス流路側の表面を被覆するバリア層(4)とを備え、
個々の上記電極は、所定間隔をおいて互いに隣り合うように配された複数の配線部(31)と、該複数の配線部を連結する連結部(32)とを有し、
上記配線部のピッチdと、上記バリア層の厚さ方向における上記ガス流路の厚さhとが、下記の関係を満たす、ガス改質装置。
0.4≦d/h≦1.5 - 上記ピッチと上記厚さhとは、下記の関係を満たす、請求項1に記載のガス改質装置。
0.4≦d/h≦1.0 - 上記ピッチと上記厚さhとは、下記の関係を満たす、請求項1又は請求項2に記載のガス改質装置。
0.4≦d/h≦0.6 - 上記ガスは上記ガス流路内を、上記配線部の配列方向に流れるよう構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガス改質装置。
- 上記バリア層の比誘電率εと上記バリア層の厚さBとの積εBに上記ガス流路の厚さhを加えた値である実効電極間距離Lと、上記ピッチdとが下記の関係を満たす、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のガス改質装置。
0.06≦d/L≦0.16 - 上記ガス流路に発生した放電によって、上記ガスに含まれる酸素をオゾンに変化させるよう構成されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガス改質装置。
- 上記対をなす電極に、電圧および周波数を変更可能な可変交流電源(6)が電気接続しており、上記オゾンの発生量が最も多くなるように上記可変交流電源の電圧および周波数を制御する制御手段(7)が設けられている、請求項6に記載のガス改質装置。
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