JP3207519B2 - ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents
ディーゼル機関の排気ガス浄化装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の排気ガ
ス浄化装置に関する。
ス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒素酸化物（ＮＯX）を含んだ排ガス流
中でコロナ放電を行ってＮＯXを活性化し、このガスを
活性アルミナ等の吸着性触媒体に接触させることにより
ＮＯXを除去する技術は、例えば特開昭５１−６１７１
号公報に開示されている。
中でコロナ放電を行ってＮＯXを活性化し、このガスを
活性アルミナ等の吸着性触媒体に接触させることにより
ＮＯXを除去する技術は、例えば特開昭５１−６１７１
号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼル機関の場合
には、排ガス中の酸素（Ｏ2）濃度がガソリン機関に比
べて高く、この排ガス流中でコロナ放電を行なうと、Ｎ
ＯXが活性化されるとともに、Ｏ2も活性化され、Ｎ2分
子と反応してＮＯ又はＮＯ2となってしまい、ＮＯXが当
初より増加する現象が生ずる。そこで本発明は、種々の
実験の結果、Ｏ2濃度が高いディーゼル機関の排ガス流
中にハイドロカーボン（ＨＣ）を添加し、このガス流に
コロナ放電を与えると、ＨＣがＣＯ2に変換される前に
中間生成物を作り、これがＮＯXと反応してＮ2に還元さ
れることを確認し、この現象を利用するディーゼル機関
用の排ガス浄化装置を提供するものである。
には、排ガス中の酸素（Ｏ2）濃度がガソリン機関に比
べて高く、この排ガス流中でコロナ放電を行なうと、Ｎ
ＯXが活性化されるとともに、Ｏ2も活性化され、Ｎ2分
子と反応してＮＯ又はＮＯ2となってしまい、ＮＯXが当
初より増加する現象が生ずる。そこで本発明は、種々の
実験の結果、Ｏ2濃度が高いディーゼル機関の排ガス流
中にハイドロカーボン（ＨＣ）を添加し、このガス流に
コロナ放電を与えると、ＨＣがＣＯ2に変換される前に
中間生成物を作り、これがＮＯXと反応してＮ2に還元さ
れることを確認し、この現象を利用するディーゼル機関
用の排ガス浄化装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のディーゼル機関
の排気ガスの浄化装置は、基本的な手段として、排気ガ
スを導入するケーシングと、ケーシング内に配設される
１対の電極と、一方の電極に接続されてコロナ放電を発
生させる高電圧発生装置と、１対の電極間に配設される
触媒と、ケーシング内に導入される排気ガスにＮＯX還
元剤を添加する装置を備える。
の排気ガスの浄化装置は、基本的な手段として、排気ガ
スを導入するケーシングと、ケーシング内に配設される
１対の電極と、一方の電極に接続されてコロナ放電を発
生させる高電圧発生装置と、１対の電極間に配設される
触媒と、ケーシング内に導入される排気ガスにＮＯX還
元剤を添加する装置を備える。
【０００５】
【作用】ＮＯX還元剤を添加されたディーゼル機関の排
気ガス中のＮＯXは、コロナ放電により活性化されて容
易に分解され、効果的に除去される。
気ガス中のＮＯXは、コロナ放電により活性化されて容
易に分解され、効果的に除去される。
【０００６】図１は本発明の原理を示す説明図である。
円筒形の反応管１０には平板電極６０がとりつけられ、
この平板電極上に触媒２０が充填される。平板電極６０
は、例えば導電材料をメッシュ状に形成したものであっ
て、排気ガスＧが自由に通過し得るものである。この平
板電極６０はライン６２を介してアースされる。触媒２
０は、例えば活性アルミナ（γ−アルミナ）やＳｉＯ２
とＡｌ２Ｏ３から合成されたゼオライト系の触媒、例え
ばモルデナイトやＨ−ＺＳＭ５などをペレット状にした
ものである。これらの触媒は窒素酸化物の還元除去に効
果があることは知られている。反応管１０内の触媒２０
の上部には針電極５０が配置され、針電極５０のさらに
上流側には炭化水素ＨＣの供給装置３０が設けられる。
円筒形の反応管１０には平板電極６０がとりつけられ、
この平板電極上に触媒２０が充填される。平板電極６０
は、例えば導電材料をメッシュ状に形成したものであっ
て、排気ガスＧが自由に通過し得るものである。この平
板電極６０はライン６２を介してアースされる。触媒２
０は、例えば活性アルミナ（γ−アルミナ）やＳｉＯ２
とＡｌ２Ｏ３から合成されたゼオライト系の触媒、例え
ばモルデナイトやＨ−ＺＳＭ５などをペレット状にした
ものである。これらの触媒は窒素酸化物の還元除去に効
果があることは知られている。反応管１０内の触媒２０
の上部には針電極５０が配置され、針電極５０のさらに
上流側には炭化水素ＨＣの供給装置３０が設けられる。
【０００７】針電極５０は、ライン４２を介して高電圧
発生装置４０に連結される。高電圧発生装置４０は、例
えば、ロータリーギャップ方式により高電圧波形を発生
させるもので、図３に示すような高電圧のパルス波形を
発生させる。波形は、例えば１０〜２０ＫＶのピーク値
で５００ヘルツ程度のものとなる。このパルス電圧波形
を与えられた針状電極５０は、コロナ放電５５を発生さ
せる。ディーゼル機関の排ガスに相当する模擬ガスＧを
反応管１０に流し、炭化水素ＨＣを添加したガス流中に
コロナ放電５５を発生させて、ガス流中のＮＯXの除去
状態を実験した。
発生装置４０に連結される。高電圧発生装置４０は、例
えば、ロータリーギャップ方式により高電圧波形を発生
させるもので、図３に示すような高電圧のパルス波形を
発生させる。波形は、例えば１０〜２０ＫＶのピーク値
で５００ヘルツ程度のものとなる。このパルス電圧波形
を与えられた針状電極５０は、コロナ放電５５を発生さ
せる。ディーゼル機関の排ガスに相当する模擬ガスＧを
反応管１０に流し、炭化水素ＨＣを添加したガス流中に
コロナ放電５５を発生させて、ガス流中のＮＯXの除去
状態を実験した。
【０００８】図５は横軸に放電エネルギーを、縦軸にＮ
Ｏｘの消化率をとったときのグラフであって、排ガス温
度により差はあるもののＮＯｘが効率よく除去できるこ
とが判明した。なお、コロナ放電を発生させる高電圧の
波形は、図４に示す交流電圧でもよい。交流電圧は、例
えばインバーターを用いて１０〜２０キロヘルツの交流
波形を得る。パルス電圧や交流電圧によるコロナ放電
は、従来の直流方式の放電に比べて安定性が高い効果が
ある。図１に示す針電極５０の触媒２０に対する配設高
さＨは、反応管１０内径寸法Ｄより小さい値とすること
がよいのは、実験により確認された。また、針電極と平
板電極との極性は反対にしてもよい。
Ｏｘの消化率をとったときのグラフであって、排ガス温
度により差はあるもののＮＯｘが効率よく除去できるこ
とが判明した。なお、コロナ放電を発生させる高電圧の
波形は、図４に示す交流電圧でもよい。交流電圧は、例
えばインバーターを用いて１０〜２０キロヘルツの交流
波形を得る。パルス電圧や交流電圧によるコロナ放電
は、従来の直流方式の放電に比べて安定性が高い効果が
ある。図１に示す針電極５０の触媒２０に対する配設高
さＨは、反応管１０内径寸法Ｄより小さい値とすること
がよいのは、実験により確認された。また、針電極と平
板電極との極性は反対にしてもよい。
【０００９】次に、図２に示す他の実施例においては、
反応管１０内に２枚の平板電極７０、６０を配設し、こ
の平板電極の間にペレット状の触媒２０を充填したもの
である。一方の平板電極７０をライン４２を介して高電
圧発生装置４０に接続し、排ガスＧの流入側に炭化水素
ＨＣの供給装置３０を設ける。この装置において実験を
した結果、図６に示すグラフを得た。ＮＯXの除去に顕
著な効果を示すことが確認された。
反応管１０内に２枚の平板電極７０、６０を配設し、こ
の平板電極の間にペレット状の触媒２０を充填したもの
である。一方の平板電極７０をライン４２を介して高電
圧発生装置４０に接続し、排ガスＧの流入側に炭化水素
ＨＣの供給装置３０を設ける。この装置において実験を
した結果、図６に示すグラフを得た。ＮＯXの除去に顕
著な効果を示すことが確認された。
【００１０】図７は以上の原理に基いて作成されたディ
ーゼル機関用の排気ガス浄化装置の第１の実施例を示
す。全体を符号１００で示す排気ガス浄化装置は、円筒
状のケーシング１１０を有し、ケーシング１１０内にハ
ニカム状の担体触媒１２０を挿入し、ガスＧの下流側を
平板電極１３０で支持する構成を有する。平板電極１３
０はケーシングと絶縁された構造を持つ、例えば金網で
あって、ライン１３２を介してアースされる。ハニカム
担体触媒１２０は、例えばコーデイライト等のセラミッ
ク材をハニカム構造に形成し、活性アルミナをコーティ
ングしたものである。ケーシング１１０内のハニカム担
体触媒１２０の上流側には針状電極１４０を設け、ライ
ン１４２を介して高電圧発生装置１５０のロータリース
パークギャップ１５２に接続される。炭化水素供給装置
１６０は、軽油やガソリン等のタンクに連結され、必要
量の炭化水素を排気ガスＧの流れの中に噴射する。炭化
水素を混入された排気ガスは、コロナ放電中で活性化さ
れ、触媒により反応を促進されて浄化される。
ーゼル機関用の排気ガス浄化装置の第１の実施例を示
す。全体を符号１００で示す排気ガス浄化装置は、円筒
状のケーシング１１０を有し、ケーシング１１０内にハ
ニカム状の担体触媒１２０を挿入し、ガスＧの下流側を
平板電極１３０で支持する構成を有する。平板電極１３
０はケーシングと絶縁された構造を持つ、例えば金網で
あって、ライン１３２を介してアースされる。ハニカム
担体触媒１２０は、例えばコーデイライト等のセラミッ
ク材をハニカム構造に形成し、活性アルミナをコーティ
ングしたものである。ケーシング１１０内のハニカム担
体触媒１２０の上流側には針状電極１４０を設け、ライ
ン１４２を介して高電圧発生装置１５０のロータリース
パークギャップ１５２に接続される。炭化水素供給装置
１６０は、軽油やガソリン等のタンクに連結され、必要
量の炭化水素を排気ガスＧの流れの中に噴射する。炭化
水素を混入された排気ガスは、コロナ放電中で活性化さ
れ、触媒により反応を促進されて浄化される。
【００１１】図８は他の実施例に係る排気ガス浄化装置
１００Ａを示す。本実施例にあっては、ケーシング内に
２枚の平板電極１７０、１３０を配設し、この２枚の平
板電極１７０、１３０の間にハニカム担体触媒１２０を
挿入してある。一方の平板電極１７０をライン１７２を
介して高電圧発生装置１５０のロータリースパークギャ
ップ１５２に連結し、他方の平板電極１３０はライン１
３２を介してアースに接続する。炭化水素の供給装置１
６０を設けて排気ガスＧ中に炭化水素ＨＣを噴射するこ
とは、第１の実施例と同様である。
１００Ａを示す。本実施例にあっては、ケーシング内に
２枚の平板電極１７０、１３０を配設し、この２枚の平
板電極１７０、１３０の間にハニカム担体触媒１２０を
挿入してある。一方の平板電極１７０をライン１７２を
介して高電圧発生装置１５０のロータリースパークギャ
ップ１５２に連結し、他方の平板電極１３０はライン１
３２を介してアースに接続する。炭化水素の供給装置１
６０を設けて排気ガスＧ中に炭化水素ＨＣを噴射するこ
とは、第１の実施例と同様である。
【００１２】図９は、本発明の原理を利用した排気ガス
浄化装置のより具体的な構成を有する実施例である。全
体を符号２００で示す排気ガス浄化装置は、円筒状のケ
ーシング２１０を有し、排気ガスＧの導入口となる入口
側の外筒２２０と、出口側の外筒２３０が連結される。
ケーシング２１０の入口側の外筒２２０の直後には、リ
ング状の第１の絶縁部材２４０に支持された第１の平板
電極２５０が配設される。第１の絶縁部材２４０は、例
えば碍子によりつくられリング状の外周部には凹部が設
けられる。平板電極２５０は例えばステンレスの金網が
用いられる。第１の絶縁部材は、導電材料製のケーシン
グに設けた穴に挿入されるピン状の絶縁部材２６０と、
ボルト・ナット２７０を利用してケーシング２１０の内
部に固着される。
浄化装置のより具体的な構成を有する実施例である。全
体を符号２００で示す排気ガス浄化装置は、円筒状のケ
ーシング２１０を有し、排気ガスＧの導入口となる入口
側の外筒２２０と、出口側の外筒２３０が連結される。
ケーシング２１０の入口側の外筒２２０の直後には、リ
ング状の第１の絶縁部材２４０に支持された第１の平板
電極２５０が配設される。第１の絶縁部材２４０は、例
えば碍子によりつくられリング状の外周部には凹部が設
けられる。平板電極２５０は例えばステンレスの金網が
用いられる。第１の絶縁部材は、導電材料製のケーシン
グに設けた穴に挿入されるピン状の絶縁部材２６０と、
ボルト・ナット２７０を利用してケーシング２１０の内
部に固着される。
【００１３】第１の平板電極２５０は、導電部材である
ボルト・ナット２７０に連結され、さらに、ライン２８
０を介して高電圧発生装置５００に連結される。ケーシ
ング２１０の中央内部には第２の平板電極３２０がボル
ト・ナット３３０により固着され、第２の平板電極３２
０ラインは３４０を介してグランドに連結される。な
お、第１の平板電極２５０を第２の平板電極３２０の位
置に配設して高電圧を印加し、かわりに２枚の平板電極
を平板電極２５０と３６０の位置に配置し、これをグラ
ウンドに連結する構造とすることもできる。
ボルト・ナット２７０に連結され、さらに、ライン２８
０を介して高電圧発生装置５００に連結される。ケーシ
ング２１０の中央内部には第２の平板電極３２０がボル
ト・ナット３３０により固着され、第２の平板電極３２
０ラインは３４０を介してグランドに連結される。な
お、第１の平板電極２５０を第２の平板電極３２０の位
置に配設して高電圧を印加し、かわりに２枚の平板電極
を平板電極２５０と３６０の位置に配置し、これをグラ
ウンドに連結する構造とすることもできる。
【００１４】第２の平板電極と第２の絶縁部材３５０の
間には、外周部に緩衝材４１０を設けた第２のハニカム
担体触媒４００が挿入される。排気ガスＧの流入外筒２
２０の上流側には、図示しないＮＯX還元剤の供給装置
が配設され、必要量の炭化水素や軽油を供給する。高電
圧発生装置５００から高圧を供給される第１の平板電極
２５０と第３の平板電極３６０は、第２の平板電極３２
０に向けてパルスコロナ又は交流状のコロナを放電す
る。コロナ放電下にあって２つのハニカム担体触媒３０
０、４００はディーゼル機関の排ガスＧ中のＮＯXを効
果的に除去する。なお、電極とハニカム担体触媒のユニ
ットを３個以上直列に配設することにより、より効果的
な排気ガス浄化装置を構成することができる。
間には、外周部に緩衝材４１０を設けた第２のハニカム
担体触媒４００が挿入される。排気ガスＧの流入外筒２
２０の上流側には、図示しないＮＯX還元剤の供給装置
が配設され、必要量の炭化水素や軽油を供給する。高電
圧発生装置５００から高圧を供給される第１の平板電極
２５０と第３の平板電極３６０は、第２の平板電極３２
０に向けてパルスコロナ又は交流状のコロナを放電す
る。コロナ放電下にあって２つのハニカム担体触媒３０
０、４００はディーゼル機関の排ガスＧ中のＮＯXを効
果的に除去する。なお、電極とハニカム担体触媒のユニ
ットを３個以上直列に配設することにより、より効果的
な排気ガス浄化装置を構成することができる。
【００１５】本発明は以上のように、酸素濃度が比較的
高いディーゼル機関の排気ガスに、適量の炭化水素等の
ＮＯｘ還元剤を添加し、触媒の存在下でコロナ放電を与
えることにより、ＮＯｘを効果的に浄化する装置を提供
するものである。浄化装置のケーシング内に配設される
電極は、針状のものでも、平板のメッシュ状のものでも
よく、触媒の担体はペレット状のものでも、ハニカム状
のものでもよい。いずれの電極にあっても、ガスの流通
は容易であり排気損失は少ない。したがって、車載の浄
化装置に適する。電極と触媒からなるユニットを複数使
用することにより、高性能を持つＮＯｘ浄化装置を構成
することができる。
高いディーゼル機関の排気ガスに、適量の炭化水素等の
ＮＯｘ還元剤を添加し、触媒の存在下でコロナ放電を与
えることにより、ＮＯｘを効果的に浄化する装置を提供
するものである。浄化装置のケーシング内に配設される
電極は、針状のものでも、平板のメッシュ状のものでも
よく、触媒の担体はペレット状のものでも、ハニカム状
のものでもよい。いずれの電極にあっても、ガスの流通
は容易であり排気損失は少ない。したがって、車載の浄
化装置に適する。電極と触媒からなるユニットを複数使
用することにより、高性能を持つＮＯｘ浄化装置を構成
することができる。
【図１】本発明の基本構造の一例を示す説明図。
【図２】本発明の基本構造の他の例を示す説明図。
【図３】パルス電圧の波形を示す説明図。
【図４】交流電圧の波形を示す説明図。
【図５】本発明の効果を示す説明図。
【図６】本発明の効果を示す説明図。
【図７】本発明の実施例を示す説明図。
【図８】本発明の他の実施例を示す説明図。
【図９】排気ガス浄化装置の具体的な構造を示す説明
図。
図。
１０ 反応管 ２０ 触媒ペレット ３０ 炭化水素供給装置 ４０ 高電圧発生装置 ５０ 針電極 ５５ コロナ放電 ６０ 平板電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 彰 愛知県豊橋市北山町字東浦２番地の１ (56)参考文献 特開 昭49−96970（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/28
Claims (1)
- 【請求項１】 ディーゼル機関の排気ガスを浄化する装
置であって、 排気ガスを導入するケーシングと、ケーシング内の排気
ガス導入口の近傍に配設される第１の平板電極と、ケー
シング内の中央部に配設されてアースに接続される第２
の平板電極と、ケーシング内の排気ガス導出口の近傍に
配設される第３の平板電極と、第１の平板電極と第２の
平板電極の間に挿入される第１のハニカム担体触媒と、
第２の平板電極と第３の平板電極の間に挿入される第２
のハニカム担体触媒と、第１と第３の平板電極に接続さ
れる高電圧発生装置と、ケーシング内に導入される排気
ガスにＮＯＸ還元剤を添加する装置とを備えてなるディ
ーゼル機関の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16601492A JP3207519B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16601492A JP3207519B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610651A JPH0610651A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3207519B2 true JP3207519B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=15823311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16601492A Expired - Fee Related JP3207519B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207519B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9719434D0 (en) * | 1997-09-13 | 1997-11-12 | Aea Technology Plc | The processing of gaseous media |
| US6560958B1 (en) * | 1998-10-29 | 2003-05-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Emission abatement system |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP16601492A patent/JP3207519B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0610651A (ja) | 1994-01-18 |
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