JP4292868B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマを用いて排気ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用内燃機関の排気系統に組み込まれて当該内燃機関の排気ガスを浄化する装置として、相対する電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排気ガスを浄化する排ガス浄化装置（プラズマリアクタ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この排ガス浄化装置は、いわゆるウォールフロー型の浄化装置として構成されており、排気系統に組み込まれるケーシング（浄化容器）と、排気ガス中のパティキュレート物質（以下、「ＰＭ物質」という）を捕集するセラミック製フィルタとを有している。フィルタは、ケーシングの内部に配置され、その外周部に上流側排気ガス通路を画成すると共に、その中心部に下流側排気ガス通路を画成する。
【０００３】
この排ガス浄化装置のケーシング内に導入された排気ガスは、ケーシングの内周面付近の上流側排ガス通路に流れ込み、セラミック製フィルタの襞状に折り曲げられた部分を流通した後、下流側排気ガス通路を介してケーシングから流出する。そして、排気ガスがセラミック製フィルタを流通する間に、排気ガス中のＰＭ物質がフィルタにより捕集される。更に、フィルタによって捕集されたＰＭ物質は、プラズマによって反応消滅または焼却される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２９５６２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように構成される従来の排ガス浄化装置では、基本的に、排気ガス中のＰＭ物質を帯電させる領域（電界が形成される領域）と、ＰＭ物質を捕集するための領域とが、セラミック製フィルタの襞状に折り曲げられた部分に限られる。このため、上述の従来の排ガス浄化装置では、ＰＭ物質の捕集効率や処理効率を更に向上させることは困難であり、より効率よくＰＭ物質を捕集・処理可能な排ガス浄化装置の出現が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、効率よくパティキュレート物質を捕集・処理可能な排ガス浄化装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による排ガス浄化装置は、プラズマを用いて排気ガスを浄化する排ガス浄化装置において、排気ガスが導入される浄化容器と、ハニカム構造体、当該ハニカム構造体の中心に配置されて排気ガスの流れ方向に延びる棒状電極、および、ハニカム構造体の外周に配置された外周電極をそれぞれ含む複数の処理ユニットとを備え、処理ユニットが浄化容器内に並設されていることを特徴とする。
【０００８】
この排ガス浄化装置では、それぞれハニカム構造体、棒状電極および外周電極を含む処理ユニットが複数用いられている。従って、この排ガス浄化装置では、１体の処理ユニットを用いる場合と比較して、各処理ユニットにおける棒状電極と外周電極との間の距離を短くすることができるので、電源の容量を必要以上に増加させることなく、棒状電極と外周電極との間に形成される電界を強めると共に、当該電界を応答性よく良好に制御することが可能となる。この結果、この排ガス浄化装置によれば、各処理ユニットごとに、排気ガス中のＰＭ物質を効率よく帯電させてハニカム構造体に捕集すると共に、各処理ユニットごとに捕集されたＰＭ物質を効率よく処理することが可能となる。
【０００９】
この場合、複数の処理ユニットの何れか１体は、浄化容器の中心に位置する中心電極を含み、この中心電極は、浄化容器の排気ガス入口に向けてハニカム構造体から突出しており、その先端に複数の放電突起を有していると好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による排ガス浄化装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明による排ガス浄化装置の一実施形態を示す断面図であり、図２は、図１におけるII−II線についての断面図である。これらの図面に示される排ガス浄化装置１は、車両に適用されると好適なものであり、図示されない内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスを浄化するために、当該内燃機関の排気系統を構成する排気管Ｌ１と排気管Ｌ２との間に組み込まれる。図１および図２に示されるように、排ガス浄化装置１は、浄化容器２を有し、この浄化容器２の内部には、排気管Ｌ１を介して内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスが導入される。そして、浄化容器２の内部で浄化された排気ガスは、排気管Ｌ２を介して外部に排出される。
【００１２】
浄化容器２は、金属等により概ね円筒状に形成されており、排気管Ｌ１またはＬ２に接続される入口端部２１および出口端部２２と、排気管Ｌ１，Ｌ２よりも大きな内径を有する拡径部２３と、入口端部２１と拡径部２３との間および出口端部２２と拡径部２３との間に形成されたコーン部２４とを含む。また、浄化容器２の拡径部２３の内周面には、円筒状に形成された絶縁部材３が固定されている。
【００１３】
このような浄化容器２の内部には、図１および図２に示されるように、ハニカム構造体４、棒状電極５および外周電極６をそれぞれ含む処理ユニット７が複数（本実施形態では、７体）並設されている。本実施形態では、浄化容器２内の絶縁部材３の内周面上に、６体の処理ユニット７が等間隔に配置されると共に、これら６体の処理ユニット７の中心、すなわち、浄化容器２の中心に位置するように１体の処理ユニット７が配置されている。上記６体の処理ユニット７の外周電極６のうち、互いに隣り合う外周電極６同士は、図２に示されるように互いに接し合っている。また、上記１体の処理ユニット７の外周電極６は、上記６体の処理ユニット７の外周電極６と接している。
【００１４】
各処理ユニット７のハニカム構造体４は、浄化容器２の内部に流れ込んだ排気ガス中のＰＭ物質を捕集するために用いられるものである。各ハニカム構造体４は、セラミック（例えば、コージェライトやアルミナ）等により形成されており、排気ガスの流通方向（浄化容器２の延在方向）に延びる多数のセルを有している。また、ハニカム構造体４には、例えば、Ｐｔ／ＣｅＯ２，Ｍｎ／ＣｅＯ２，Ｆｅ／ＣｅＯ２，Ｎｉ／ＣｅＯ２，Ｃｕ／ＣｅＯ２等の酸化触媒が担持されている。本実施形態では、各処理ユニット７のハニカム構造体４は、同一の素材により同一の寸法に形成されている。
【００１５】
各処理ユニット７の棒状電極５は、ハニカム構造体４の中心に配置されて排気ガスの流れ方向（ハニカム構造体４のセルの延在方向）に延びる。本実施形態において、各棒状電極５は、何れも排気ガスの出口（排気管Ｌ２）に向けてハニカム構造体４から突出している。そして、各棒状電極５は、各ハニカム構造体４の下流側（排気管Ｌ２側）において合流し、給電端子８等を介して高圧電源１０に接続されている。これにより、各棒状電極５に対する給電部によってＰＭ物質の捕集が妨げられてしまうことを防止することができる。なお、高圧電源１０としては、直流高圧電源、交流高圧電源および直流パルス電源の何れかを用いることができる。
【００１６】
また、ハニカム構造体４を介して内側の棒状電極５と対をなす外周電極６は、金属メッシュあるいは金属ペースト等により円筒状に形成され、各ハニカム構造体４の外周面に積層されている。各処理ユニット７の外周電極６は、上述のように互いに接し合っており、端子９を介して接地されている。本実施形態では、高圧電源１０により、各棒状電極５を負極として、各棒状電極５と各外周電極６との間に高電圧が印加される。
【００１７】
また、浄化容器２の中心に位置する処理ユニット７の棒状電極５ｃは、排ガス浄化装置１の中心電極として機能し、浄化容器２の排気ガス入口（排気管Ｌ１）に向けてハニカム構造体４から突出している。そして、中心電極としての棒状電極５ｃの先端には、複数の放電突起５ｄが設けられている。各放電突起５ｄは、棘状に形成されており、棒状電極５ｃの先端から放射状に延出されている。このような構成を採用することにより、浄化容器２の内部に良好に電界を形成して効率よくプラズマを発生させることができる。
【００１８】
更に、図２からわかるように、浄化容器２の内部には、各処理ユニット７同士の隙間や、各処理ユニット７と絶縁部材３との隙間を埋めるように充填材１５が配置されており、これにより、各処理ユニット７が互いに一体化されている。本実施形態では、充填材１５として、セラミック等の多孔質体が用いられている。これにより、排気ガスが何ら処理されることなく浄化容器２を通過してしまうことが防止され、かつ、浄化容器２の内部における誘電率を高めることが可能となる。
【００１９】
さて、上述のように構成される排ガス浄化装置１では、内燃機関の始動と共に、排気管Ｌ１を介して内燃機関の燃焼室からの排気ガスが浄化容器２の内部に導入される。また、内燃機関の始動に合わせて、各処理ユニット７（各ハニカム構造体４）にてプラズマを発生させるべく、棒状電極５と外周電極６との間に高圧電源１０によって高電圧が印加される。
【００２０】
ここで、排ガス浄化装置１には、上述のように、それぞれハニカム構造体４、棒状電極５および外周電極６を含む処理ユニット７が複数備えられている。従って、排ガス浄化装置１では、１体の処理ユニットを用いる場合と比較して、各処理ユニット７における棒状電極５と外周電極６との間の距離を短くすることができる。これにより、高圧電源１０の容量を必要以上に増加させることなく、棒状電極５と外周電極６との間に形成される電界を強めると共に、各処理ユニット７における電界を応答性よく良好に制御することが可能となる。
【００２１】
この結果、排ガス浄化装置１によれば、各処理ユニット７ごとに、排気ガス中のＰＭ物質を効率よく帯電させてハニカム構造体４に捕集することが可能となる。また、排ガス浄化装置１では、各処理ユニット７における棒状電極５と外周電極６との間の距離が同一とされているので、各処理ユニット７におけるＰＭ物質の吸着性（捕集率）を均等にすることができる。
【００２２】
そして、排ガス浄化装置１では、排気ガスが各処理ユニット７（ハニカム構造体４）を流通する間に、各処理ユニット７において発生させられたプラズマにより、排気ガス中の酸素や一酸化窒素等が活性化（ラジカル化）され、高い酸化活性をもったオゾン（Ｏ３）、活性化酸素（Ｏ２ −）、二酸化窒素（ＮＯ２）等が生成される。そして、各処理ユニット７のハニカム構造体４のセル内に捕集されたＰＭ物質は、これらの高酸化活性成分と反応して燃焼、焼却される。更に、排ガス浄化装置１では、各処理ユニット７のハニカム構造体４に担持されている酸化触媒の作用により、ＰＭ物質の燃焼が促進される。これにより、排ガス浄化装置１によれば、各処理ユニット７のハニカム構造体４ごとにＰＭ物質を効率よく処理することが可能となる。そして、浄化容器２の内部で良好に浄化された排気ガスは、排気管Ｌ２を介して外部に排出されることになる。
【００２３】
図３は、本発明による排ガス浄化装置の他の実施形態を示す断面図である。なお、上述の実施形態に関連して説明されたものと同一の要素には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略される。
【００２４】
図３に示される排ガス浄化装置１Ａでは、浄化容器２の内部に配置された絶縁部材３の内周面に、金属メッシュあるいは金属ペースト等により円筒状に形成された外側電極１１が積層されている。また、外側電極１１の内側には、金属メッシュあるいは金属ペースト等により円筒状に形成された内側電極１２が同心に配置されている。更に、外側電極１１と内側電極１２との間の領域には、複数（本実施形態では６枚）の仕切電極１４が等間隔かつ放射状に配置されている。各仕切電極１４も金属メッシュあるいは金属ペースト等により形成される。
【００２５】
そして、外側電極１１、内側電極１２および互いに隣り合うの仕切電極１４とにより囲まれる領域には、概ね扇形の断面形状を有するハニカム構造体４ａが配置され、内側電極１２の内部には、概ね円筒状に形成されたハニカム構造体４ｃが配置される。各ハニカム構造体４ａ，４ｃも、セラミック（例えば、コージェライトやアルミナ）等により形成されており、排気ガスの流通方向（浄化容器２の延在方向）に延びる多数のセルを有している。また、各ハニカム構造体４ａ，４ｃにも、例えば、Ｐｔ／ＣｅＯ２，Ｍｎ／ＣｅＯ２，Ｆｅ／ＣｅＯ２，Ｎｉ／ＣｅＯ２，Ｃｕ／ＣｅＯ２等の酸化触媒が担持されている。なお、本実施形態では、ハニカム構造体４ａおよび４ｃは、概ね同一の断面積を有するように形成されている。
【００２６】
更に、各ハニカム構造体４ａのほぼ中心部には、棒状電極５が配置され、ハニカム構造体４ｃの中心には、棒状電極（中心電極）５ｃが配置されている。各棒状電極５，５ｃは、排気ガスの流れ方向（ハニカム構造体４のセルの延在方向）に延びる。そして、各棒状電極５，５ｃは、各ハニカム構造体４ａ，４ｃの下流側において合流し、給電端子等を介して図示されない高圧電源に接続されている。一方、外側電極１１と内側電極１２とは、複数の仕切電極１４を介して電気的に接続され、これらの電極１１，１２および１４は、端子を介して接地される。
【００２７】
このように構成された構成された排ガス浄化装置１Ａでは、外側電極１１、内側電極１２、互いに隣り合う仕切電極１４、ハニカム構造体４ａおよび棒状電極５により複数（６体）処理ユニット７Ａが構成される。この場合、処理ユニット７Ａにおいて、外側電極１１、内側電極１２および互いに隣り合う仕切電極１４は、棒状電極５と対をなす外周電極として機能する。また、これらの処理ユニット７Ａの内側には、外周電極としての機能する内側電極１２、ハニカム構造体４ｃおよび棒状電極５ｃにより処理ユニット７Ｃが構成される。かかる排ガス浄化装置１Ａによれば、ＰＭ物質を吸着させる面積を増加させることが可能となり、各処理ユニット７Ａ，７Ｃごとに、排気ガス中のＰＭ物質を効率よく帯電させてハニカム構造体４ａ，４ｃに捕集すると共に、各処理ユニット７Ａ，７Ｃごとに捕集されたＰＭ物質を効率よく処理することが可能となる。
【００２８】
なお、上述の排ガス浄化装置１および１Ａにおいて、各処理ユニット７ごとに電極対に印加する電圧を変化させてもよい。また、上述の排ガス浄化装置１および１Ａでは、複数の処理ユニットが浄化容器の内部に２重に配置されていたが、これに限られるものではなく、各処理ユニットを小型化して浄化容器の内部に多重（３重以上）に配置してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明によれば、効率よくパティキュレート物質を捕集・処理可能な排ガス浄化装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排ガス浄化装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１におけるII−II線についての断面図である。
【図３】本発明による排ガス浄化装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 排ガス浄化装置
２ 浄化容器
３ 絶縁部材
４，４ａ，４ｃ ハニカム構造体
５，５ｃ 棒状電極
５ｄ 放電突起
６ 外周電極
７，７Ａ，７Ｃ 処理ユニット
８ 給電端子
９ 端子
１０ 高圧電源
１１ 外側電極
１２ 内側電極
１４ 仕切電極
１５ 充填材
２１ 入口端部
２２ 出口端部
２３ 拡径部
２４ コーン部
Ｌ１，Ｌ２ 排気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that purifies exhaust gas using plasma.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an apparatus for purifying exhaust gas of an internal combustion engine incorporated in an exhaust system of a vehicle internal combustion engine, exhaust gas purification that purifies exhaust gas using plasma generated by applying a high voltage to the opposite electrode An apparatus (plasma reactor) is known (for example, refer to Patent Document 1). This exhaust gas purification device is configured as a so-called wall flow type purification device, and collects a casing (purification container) incorporated in an exhaust system and particulate matter (hereinafter referred to as “PM material”) in exhaust gas. And a ceramic filter. The filter is disposed inside the casing, and defines an upstream exhaust gas passage in the outer peripheral portion thereof, and defines a downstream exhaust gas passage in the central portion thereof.
[0003]
The exhaust gas introduced into the casing of the exhaust gas purification apparatus flows into the upstream exhaust gas passage near the inner peripheral surface of the casing, and after flowing through the bent portion of the ceramic filter, the downstream exhaust gas passage Flows out of the casing through. And while exhaust gas distribute | circulates a ceramic filter, PM substance in exhaust gas is collected by a filter. Further, the PM material collected by the filter is extinguished or incinerated by the plasma.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-295629
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional exhaust gas purification apparatus configured as described above, basically, a region for charging the PM substance in the exhaust gas (a region where an electric field is formed) and a region for collecting the PM substance are provided. However, it is limited to the portion of the ceramic filter that is bent into a bowl shape. For this reason, in the above-mentioned conventional exhaust gas purification device, it is difficult to further improve the collection efficiency and processing efficiency of PM substances, and the emergence of an exhaust gas purification apparatus capable of more efficiently collecting and treating PM substances is required. It has been.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of efficiently collecting and processing particulate matter.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is an exhaust gas purifying apparatus that purifies exhaust gas using plasma, a purification container into which exhaust gas is introduced, a honeycomb structure, and a flow of exhaust gas disposed at the center of the honeycomb structure. And a plurality of processing units each including an outer peripheral electrode disposed on the outer periphery of the honeycomb structure, and the processing units are arranged in parallel in the purification container.
[0008]
In this exhaust gas purification apparatus, a plurality of processing units each including a honeycomb structure, a rod-shaped electrode, and an outer peripheral electrode are used. Therefore, in this exhaust gas purifying apparatus, the distance between the rod-shaped electrode and the outer peripheral electrode in each processing unit can be shortened as compared with the case where one processing unit is used. Without increasing, it is possible to enhance the electric field formed between the rod-shaped electrode and the outer peripheral electrode and to control the electric field with good responsiveness. As a result, according to this exhaust gas purifying apparatus, the PM substance in the exhaust gas is efficiently charged for each processing unit and collected in the honeycomb structure, and the PM substance collected for each processing unit is collected. It becomes possible to process efficiently.
[0009]
In this case, any one of the plurality of processing units includes a central electrode located at the center of the purification container, and the central electrode protrudes from the honeycomb structure toward the exhaust gas inlet of the purification container, and the tip thereof It is preferable to have a plurality of discharge protrusions.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The exhaust gas purification apparatus 1 shown in these drawings is suitable when applied to a vehicle. In order to purify exhaust gas discharged from a combustion chamber of an internal combustion engine (not shown), an exhaust system of the internal combustion engine is used. It is incorporated between the exhaust pipe L1 and the exhaust pipe L2. As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust gas purification apparatus 1 has a purification container 2, and the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine through the exhaust pipe L <b> 1 is inside the purification container 2. Is introduced. Then, the exhaust gas purified inside the purification container 2 is discharged to the outside through the exhaust pipe L2.
[0012]
The purification container 2 is formed in a substantially cylindrical shape with metal or the like, and has an inlet end portion 21 and an outlet end portion 22 connected to the exhaust pipe L1 or L2, and an expanded diameter having a larger inner diameter than the exhaust pipes L1 and L2. And a cone portion 24 formed between the inlet end portion 21 and the enlarged diameter portion 23 and between the outlet end portion 22 and the enlarged diameter portion 23. Further, the insulating member 3 formed in a cylindrical shape is fixed to the inner peripheral surface of the enlarged diameter portion 23 of the purification container 2.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of processing units 7 each including a honeycomb structure 4, a rod-like electrode 5, and an outer peripheral electrode 6 are provided inside the purification container 2 (in this embodiment, seven bodies). ) It is installed side by side. In the present embodiment, six processing units 7 are arranged at equal intervals on the inner peripheral surface of the insulating member 3 in the purification container 2, and the center of these six processing units 7, that is, the purification container 2. One processing unit 7 is arranged so as to be located at the center of the center. Among the outer peripheral electrodes 6 of the six processing units 7, the adjacent outer peripheral electrodes 6 are in contact with each other as shown in FIG. Further, the outer peripheral electrode 6 of the one processing unit 7 is in contact with the outer peripheral electrode 6 of the six processing units 7.
[0014]
The honeycomb structure 4 of each processing unit 7 is used for collecting PM substances in the exhaust gas flowing into the purification container 2. Each honeycomb structure 4 is made of ceramic (for example, cordierite or alumina) and has a number of cells extending in the exhaust gas flow direction (extension direction of the purification container 2). The honeycomb structure 4 carries an oxidation catalyst such as Pt / CeO 2 , Mn / CeO 2 , Fe / CeO 2 , Ni / CeO 2 , Cu / CeO 2 . In the present embodiment, the honeycomb structure 4 of each processing unit 7 is formed of the same material and the same size.
[0015]
The rod-like electrode 5 of each processing unit 7 is arranged at the center of the honeycomb structure 4 and extends in the exhaust gas flow direction (the cell extending direction of the honeycomb structure 4). In the present embodiment, each rod-like electrode 5 protrudes from the honeycomb structure 4 toward the exhaust gas outlet (exhaust pipe L2). And each rod-shaped electrode 5 merges in the downstream (exhaust pipe L2 side) of each honeycomb structure 4, and is connected to the high voltage power supply 10 via the electric power feeding terminal 8 grade | etc.,. Thereby, it can prevent that collection of PM substance is prevented by the electric power feeding part with respect to each rod-shaped electrode 5. FIG. As the high-voltage power source 10, any one of a DC high-voltage power source, an AC high-voltage power source, and a DC pulse power source can be used.
[0016]
The outer peripheral electrode 6 paired with the inner rod-shaped electrode 5 via the honeycomb structure 4 is formed in a cylindrical shape by a metal mesh or a metal paste, and is laminated on the outer peripheral surface of each honeycomb structure 4. The outer peripheral electrodes 6 of the processing units 7 are in contact with each other as described above, and are grounded via the terminals 9. In this embodiment, a high voltage is applied between each rod-like electrode 5 and each outer peripheral electrode 6 by the high-voltage power supply 10 with each rod-like electrode 5 as a negative electrode.
[0017]
Further, the rod-like electrode 5c of the processing unit 7 located at the center of the purification container 2 functions as a central electrode of the exhaust gas purification device 1, and from the honeycomb structure 4 toward the exhaust gas inlet (exhaust pipe L1) of the purification container 2. It protrudes. A plurality of discharge protrusions 5d are provided at the tip of the rod-like electrode 5c as the center electrode. Each discharge protrusion 5d is formed in a spine shape and extends radially from the tip of the rod-like electrode 5c. By adopting such a configuration, it is possible to generate an electric field satisfactorily inside the purification container 2 and efficiently generate plasma.
[0018]
Furthermore, as can be seen from FIG. 2, a filler 15 is disposed inside the purification container 2 so as to fill the gaps between the processing units 7 and the gaps between the processing units 7 and the insulating member 3. Thereby, the processing units 7 are integrated with each other. In the present embodiment, a porous body such as ceramic is used as the filler 15. Thereby, it is possible to prevent the exhaust gas from passing through the purification container 2 without any treatment, and to increase the dielectric constant inside the purification container 2.
[0019]
In the exhaust gas purification apparatus 1 configured as described above, exhaust gas from the combustion chamber of the internal combustion engine is introduced into the purification container 2 through the exhaust pipe L1 when the internal combustion engine is started. In addition, a high voltage is applied between the rod-shaped electrode 5 and the outer peripheral electrode 6 by the high-voltage power supply 10 in order to generate plasma in each processing unit 7 (each honeycomb structure 4) in accordance with the start of the internal combustion engine. .
[0020]
Here, as described above, the exhaust gas purification apparatus 1 includes a plurality of processing units 7 each including the honeycomb structure 4, the rod-like electrode 5, and the outer peripheral electrode 6. Therefore, in the exhaust gas purification apparatus 1, the distance between the rod-shaped electrode 5 and the outer peripheral electrode 6 in each processing unit 7 can be shortened as compared with the case where one processing unit is used. Thereby, without increasing the capacity of the high-voltage power supply 10 more than necessary, the electric field formed between the rod-like electrode 5 and the outer peripheral electrode 6 is strengthened, and the electric field in each processing unit 7 is well controlled with good responsiveness. It becomes possible.
[0021]
As a result, according to the exhaust gas purification device 1, the PM substance in the exhaust gas can be efficiently charged and collected in the honeycomb structure 4 for each processing unit 7. Further, in the exhaust gas purification apparatus 1, since the distance between the rod-like electrode 5 and the outer peripheral electrode 6 in each processing unit 7 is the same, the adsorptivity (collection rate) of the PM substance in each processing unit 7 is uniform. Can be.
[0022]
In the exhaust gas purifying apparatus 1, oxygen, nitrogen monoxide, and the like in the exhaust gas are caused by plasma generated in each processing unit 7 while the exhaust gas flows through each processing unit 7 (honeycomb structure 4). When activated (radicalized), ozone (O 3 ), activated oxygen (O 2 − ), nitrogen dioxide (NO 2 ) and the like having high oxidation activity are generated. The PM material collected in the cells of the honeycomb structure 4 of each processing unit 7 reacts with these highly oxidizing active components and is burned and incinerated. Furthermore, in the exhaust gas purification apparatus 1, combustion of the PM substance is promoted by the action of the oxidation catalyst supported on the honeycomb structure 4 of each processing unit 7. Thereby, according to the exhaust gas purification apparatus 1, it becomes possible to process PM substance efficiently for every honeycomb structure 4 of each processing unit 7. And the exhaust gas well purified inside the purification container 2 is discharged to the outside through the exhaust pipe L2.
[0023]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same elements as those described in relation to the above-described embodiment, and redundant descriptions are omitted.
[0024]
In the exhaust gas purifying apparatus 1A shown in FIG. 3, an outer electrode 11 formed in a cylindrical shape by a metal mesh or a metal paste or the like is laminated on an inner peripheral surface of an insulating member 3 disposed inside the purification container 2. . Further, inside the outer electrode 11, an inner electrode 12 formed in a cylindrical shape by a metal mesh or a metal paste is disposed concentrically. Further, a plurality (six in this embodiment) of partition electrodes 14 are radially arranged in the region between the outer electrode 11 and the inner electrode 12 at equal intervals. Each partition electrode 14 is also formed of a metal mesh or a metal paste.
[0025]
A honeycomb structure 4a having a generally fan-shaped cross-sectional shape is disposed in a region surrounded by the outer electrode 11, the inner electrode 12, and the partition electrodes 14 adjacent to each other. A honeycomb structure 4c formed in a shape is disposed. Each of the honeycomb structures 4a and 4c is also made of ceramic (for example, cordierite or alumina) and has a large number of cells extending in the exhaust gas flow direction (extension direction of the purification container 2). Each honeycomb structure 4a, 4c also carries an oxidation catalyst such as Pt / CeO 2 , Mn / CeO 2 , Fe / CeO 2 , Ni / CeO 2 , Cu / CeO 2 . In the present embodiment, the honeycomb structures 4a and 4c are formed so as to have substantially the same cross-sectional area.
[0026]
Furthermore, a rod-shaped electrode 5 is disposed at substantially the center of each honeycomb structure 4a, and a rod-shaped electrode (center electrode) 5c is disposed at the center of the honeycomb structure 4c. Each rod-like electrode 5, 5 c extends in the exhaust gas flow direction (the cell extending direction of the honeycomb structure 4). And each rod-shaped electrode 5 and 5c joins in the downstream of each honeycomb structure 4a and 4c, and is connected to the high voltage power supply which is not shown in figure through the electric power feeding terminal. On the other hand, the outer electrode 11 and the inner electrode 12 are electrically connected via a plurality of partition electrodes 14, and these electrodes 11, 12 and 14 are grounded via terminals.
[0027]
In the thus configured exhaust gas purification apparatus 1A, the outer electrode 11, the inner electrode 12, the partition electrode 14 adjacent to each other, the honeycomb structure 4a and the rod-like electrode 5 constitute a plurality (six) treatment units 7A. The In this case, in the processing unit 7 </ b> A, the outer electrode 11, the inner electrode 12, and the partition electrode 14 adjacent to each other function as an outer peripheral electrode that makes a pair with the rod-shaped electrode 5. Further, inside these processing units 7A, a processing unit 7C is constituted by the inner electrode 12, functioning as an outer peripheral electrode, the honeycomb structure 4c, and the rod-shaped electrode 5c. According to the exhaust gas purifying apparatus 1A, the area for adsorbing the PM substance can be increased, and the honeycomb structures 4a and 4c can be efficiently charged by charging the PM substance in the exhaust gas for each of the processing units 7A and 7C. In addition, the PM substance collected for each of the processing units 7A and 7C can be efficiently processed.
[0028]
In the exhaust gas purification apparatuses 1 and 1A described above, the voltage applied to the electrode pair may be changed for each processing unit 7. Further, in the above-described exhaust gas purification apparatuses 1 and 1A, a plurality of processing units are disposed in the inside of the purification container. However, the present invention is not limited to this. It may be arranged in multiple (three or more layers).
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an exhaust gas purifying apparatus capable of efficiently collecting and treating particulate matter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1A Exhaust gas purification device 2 Purification container 3 Insulating member 4, 4a, 4c Honeycomb structure 5, 5c Rod-like electrode 5d Discharge protrusion 6 Outer peripheral electrode 7, 7A, 7C Processing unit 8 Feed terminal 9 Terminal 10 High voltage power source 11 Outer electrode Inner electrode 14 Partition electrode 15 Filler 21 Inlet end 22 Outlet end 23 Expanded portion 24 Cone L1, L2 Exhaust pipe

Claims (2)

プラズマを用いて排気ガスを浄化する排ガス浄化装置において、
排気ガスが導入される浄化容器と、
ハニカム構造体、当該ハニカム構造体の中心に配置されて排気ガスの流れ方向に延びる棒状電極、および、前記ハニカム構造体の外周に配置された外周電極を含む処理ユニットと
を備え、
前記処理ユニットが前記浄化容器内に設けられ、
前記処理ユニットは、前記浄化容器の中心に位置する中心電極を含み、この中心電極は、前記浄化容器の排気ガス入口に向けて前記ハニカム構造体から突出しており、その先端に複数の放電突起を有していることを特徴とする排ガス浄化装置。In an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas using plasma,
A purification container into which exhaust gas is introduced;
A honeycomb structure, a rod-shaped electrode disposed in the center of the honeycomb structure and extending in the flow direction of the exhaust gas, and a processing unit including an outer peripheral electrode disposed on the outer periphery of the honeycomb structure,
The treatment unit is provided in the purification container ;
The processing unit includes a central electrode located at the center of the purification container, and the central electrode protrudes from the honeycomb structure toward the exhaust gas inlet of the purification container, and has a plurality of discharge protrusions at the tip thereof. An exhaust gas purifying apparatus characterized by comprising: 前記処理ユニットは複数備えられ、
該複数の処理ユニットの何れか１体は、前記複数の放電突起を先端に有する前記中心電極を含み、
前記複数の処理ユニットが前記浄化容器内に並設されていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。 A plurality of the processing units are provided,
Any one of the plurality of processing units includes the center electrode having the plurality of discharge protrusions at a tip,
The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the plurality of processing units are arranged in parallel in the purification container .
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