JP4404558B2 - Exhaust gas treatment device - Google Patents

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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、排気ガス処理装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas treatment device. さらに詳しくは、排気ガスに含まれる粒子状物質をハニカムフィルタにて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタを再生することが可能であるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して耐久性及び処理性能に優れかつ小型化が可能な排気ガス処理装置に関する。 More specifically, the particulate matter contained in the exhaust gas collected in the high accuracy in the honeycomb filter, and oxidative combustion remove combustible materials of the collected particulate matter in a simple and low energy, the honeycomb filter along with it can be reproduced, to be compared with the exhaust gas treatment apparatus excellent in durability and performance and downsizing the exhaust gas treatment apparatus capable of using the conventional non-thermal plasma.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
内燃機関等の熱機関又はボイラー等の燃焼装置で発生した燃焼ガスを排気系を経由して排出する際における排気ガスの規制強化に伴い、燃料の組成を改善する等のエンジン側の改良がなされる一方で、上記内燃機関等から排出される排気ガスを、フィルタ等を備えた排気ガス処理装置を用いて浄化することが行われている。 With the tightening of regulations exhaust gas at the time of discharging the combustion gas generated in the combustion device, such as a heat engine or a boiler, such as an internal combustion engine through the exhaust system, improved engine side, such as to improve the composition of the fuel is made that while the exhaust gas discharged from the internal combustion engine or the like, has been conducted to purify by using an exhaust gas treatment apparatus provided with a filter or the like. 特に、自動車のディーゼルエンジンにおいては、排気ガス中に含まれる煤等の粒子状物質を捕集、除去するために、多孔質のハニカムフィルタを備えた排気ガス処理装置が使用されている。 In particular, in the diesel engine of a motor vehicle, collecting particulate matter such as soot contained in the exhaust gas, for removing exhaust gas treatment apparatus provided with a honeycomb filter of porous are used.
【0003】 [0003]
前述したハニカムフィルタは、図21に示すように、隔壁81によって区画された排気ガスのフィルタ流路となる複数のセル82を有し、このセル82の排気ガス流入側端面83及び排気ガス流出側端面84で互い違いに目封じしたハニカム構造を備え、排気ガスを、排気ガス流入側端面83に開口するセル82からハニカムフィルタ80内に流入し、強制的にハニカムフィルタ80内の隔壁81を通過させることにより、排気ガス中の粒子状物質を捕集、除去するものである。 The honeycomb filter described above, as shown in FIG. 21, has a plurality of cells 82 of the filter flow path of the exhaust gas partitioned by partition walls 81, the exhaust gas inlet side end face 83 and exhaust gas outlet side of the cell 82 comprising a alternately plugged honeycomb structure end face 84, the exhaust gas flows from the cell 82 which opens into the exhaust gas inlet side end face 83 in the honeycomb filter 80, and forcing through a partition wall 81 of the honeycomb filter 80 by, in which the particulate matter in the exhaust gas collecting removed.
【0004】 [0004]
このようなハニカムフィルタ80の隔壁81の表面に粒子状物質が大量に堆積すると、ハニカムフィルタ80の圧力損失が大きくなり、エンジン側の排気系に背圧が掛ることにより、エンジンの性能を低下させることがある。 When the particulate matter on the surfaces of the partition walls 81 of such a honeycomb filter 80 a large amount deposited, the pressure loss of the honeycomb filter 80 becomes large, the back pressure be applied to the engine side of the exhaust system, reduces the performance of the engine Sometimes. このため、定期的に隔壁81の表面に堆積した粒子状物質を除去して上記ハニカムフィルタ80を再生しなければならない。 Therefore, it must play the honeycomb filter 80 to remove particulate matter deposited on the surface of the regular bulkhead 81.
【0005】 [0005]
ハニカムフィルタ80を再生する方法としては、例えば、電気ヒータやアフターバーナ等を用いて粒子状物質を燃焼して除去するものを挙げることができるが、この場合、ハニカムフィルタを600℃以上に加熱しなければならないために、急激な温度変化や局所的な発熱にさらされてハニカムフィルタ80の内部に不均一な温度分布が生じやすく、それが原因でハニカムフィルタ80が破損することがあった。 As a method for reproducing honeycomb filter 80, for example, there may be mentioned those which remove by burning the particulate matter by using an electric heater or an afterburner or the like, in this case, by heating the honeycomb filter 600 ° C. or higher for must, when exposed to rapid temperature change or local heat generation inside the non-uniform temperature distribution in the honeycomb filter 80 is likely to occur, it honeycomb filter 80 was sometimes damaged due.
【0006】 [0006]
このために、排気ガス処理装置に流入する排気ガスに含まれるNOを、ハニカムフィルタ80に流入するより前に、酸化力の高いNO 2に酸化し、得られたNO 2を用いてハニカムフィルタ80の隔壁81の表面に堆積した粒子状物質の可燃性物質、例えば、煤等を酸化燃焼除去する排気ガス処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For this, the NO contained in the exhaust gas flowing into the exhaust gas treatment apparatus, before entering the honeycomb filter 80, the honeycomb filter 80 by using oxidized to higher NO 2 oxidative, the resulting NO 2 combustible materials in the particulate matter deposited on the surface of the partition wall 81, for example, an exhaust gas treatment apparatus for oxidizing burn off soot or the like has been proposed (e.g., see Patent Document 1).
【0007】 [0007]
具体的には、ハニカムフィルタ80の排気ガス流入側端面83より前方に酸化触媒を配設し、ディーゼルエンジン等の排気ガスに含まれるNOを、上記酸化触媒にてNO 2に酸化し、得られたNO 2を用いてハニカムフィルタ80を再生することが可能な排気ガス処理装置や、ハニカムフィルタ80の排気ガス流入側端面83より前方に、前述した酸化触媒の代わりとしてプラズマ発生電極を設置し、プラズマ発生電極により発生したノンサーマルプラズマに排気ガス全量を通気する構成の排気ガス処理装置を挙げることができる。 More specifically, the front oxidation catalyst from the exhaust gas inlet side end face 83 of the honeycomb filter 80 is disposed, the NO contained in the exhaust gas such as a diesel engine, oxidized to NO 2 by the oxidation catalyst, obtained exhaust gas treatment apparatus and capable of reproducing the honeycomb filter 80 by using the NO 2 was, in front of the exhaust gas inlet side end face 83 of the honeycomb filter 80, set up the plasma generating electrode as an alternative of the oxidation catalyst mentioned above, the entire amount of exhaust gas in the non-thermal plasma generated by the plasma generating electrode can be given an exhaust gas treatment apparatus of the configuration in which vent.
【0008】 [0008]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2001−280121号公報【0009】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-280121 Publication [0009]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、ハニカムフィルタ80の排気ガス流入側端面83より前方に酸化触媒が設置された排気ガス処理装置は、酸化触媒の活性化温度が300〜400℃と高温であるために、例えば、ディーゼルエンジンが低速、低負荷状態での運転の際には、排気系の温度が低く酸化触媒が活性化されず、ハニカムフィルタ80を再生することができないという問題があった。 However, the exhaust gas treatment apparatus forward the oxidation catalyst is installed from the exhaust gas inlet side end face 83 of the honeycomb filter 80, for the activation temperature of the oxidation catalyst is 300 to 400 ° C. and elevated temperature, for example, diesel engines slow, during operation at low load conditions, the temperature is low oxidation catalyst in the exhaust system is not activated, there is a problem that can not be reproduced honeycomb filter 80. また、NO xの酸化効率も現状では50%程度である。 Also, oxidation efficiency of the NO x even at present is about 50%. また、上述したようなディーゼルエンジンの低速、低負荷状態での運転が長時間続きハニカムフィルタの隔壁の表面に大量に粒子状物質が堆積した場合、酸化触媒が活性化する温度に達した際に、堆積した粒子状物質が一度に酸化燃焼し、排気ガス処理装置内が急激に高温となるために、内部のハニカムフィルタが熱応力により破損するという問題があった。 Further, low-speed diesel engines as described above, when a large amount in the particulate matter in the operation surface of the long continuance of the honeycomb filter septum in the low-load state has been deposited, when the oxidation catalyst has reached the temperature to activate , deposited particulate matter is oxidized combustion at a time, to the exhaust gas processing device is drastically high temperature, the inside of the honeycomb filter is disadvantageously damaged by thermal stress.
【0010】 [0010]
また、ハニカムフィルタ80の排気ガス流入側端面83より前方にプラズマ発生電極を設置した排気ガス処理装置は、上記プラズマ発生電極にてノンサーマルプラズマを発生させることによって、300℃以下の低温で、排気ガス中に含まれるNOをNO 2に酸化することができるが、排気ガス処理装置自体が大型になりすぎ、自動車等への設置に制約を生ずるという問題があった。 The exhaust gas treatment apparatus installed plasma generating electrode in front of the exhaust gas inlet side end face 83 of the honeycomb filter 80, by generating a non-thermal plasma in the plasma generation electrode, 300 ° C. or less of a low temperature, the exhaust the NO contained in the gas can be oxidized to NO 2, but too exhaust gas treatment apparatus itself large, there is a problem that results in a restriction for installation in an automobile or the like. また、このような排気ガス処理装置においては、プラズマ発生電極を構成する電極表面に煤等が付着し易く、また、電極自体も排気ガスによって腐蝕し易くなるために、プラズマ発生電極が短期間に劣化し、また、300℃程度の温度ではプラズマのNO酸化能力が50%以下に急激に低下し、新たなNO xが生成してしまう等の問題があった。 Further, in such an exhaust gas treatment apparatus, it is easy to adhere soot, etc. on the electrode surface constituting the plasma generation electrodes, also in order to be electrode itself easily corroded by the exhaust gas, in a short time the plasma generating electrode degraded, also, are medium 300 ° C. temperature plasma of NO oxidation ability sharply drops below 50%, there is a problem such as a new NO x will be generated.
【0011】 [0011]
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、排気ガスに含まれる粒子状物質をハニカムフィルタにて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去してハニカムフィルタを再生することが可能であるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して耐久性及び処理性能に優れかつ小型化が可能な排気ガス処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, a particulate matter contained in the exhaust gas collected in the high accuracy in the honeycomb filter, simplifying the combustible materials of the collected particulate matter and together it is possible to reproduce the honeycomb filter by oxidative combustion removed at low energy, which can be excellent and compact durability and performance as compared to the exhaust gas treatment apparatus using a conventional non-thermal plasma and an object thereof is to provide an exhaust gas treatment device.
【0012】 [0012]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上述の目的を達成するため、本発明は、以下の排気ガス処理装置を提供するものである。 To achieve the above object, the present invention is to provide the following exhaust gas treatment device.
【0013】 [0013]
[1] 燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記排気系の外部から前記ケース体より上流側の前記排気系に合流するように設置され、その内部を外気が通過する注入流路と、前記注入流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極とを備え、前記ケー [1] is placed in the exhaust system of the combustion gases, the particulate matter contained in the exhaust gas collecting, a exhaust gas processing apparatus used to remove, the main flow path of the exhaust gas casing It has a body, which is arranged to block the main flow channel inside the case body, a plurality of cells partitioned by the exhaust gas of the filter flow path to become the partition wall, contained in the exhaust gas and the honeycomb filter for collecting the particulate matter, the installed from the outside of the exhaust system so as to merge into the exhaust system upstream of the case body, and the injection channels that its internal outside air passes, said injection It consists pulse electrode and the earth electrode being opposed to the flow path, and a plasma generating electrode capable of generating a non thermal plasma between the ground electrode and the pulse electrode, the cable ス体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成した少なくとも酸素ラジカルを含む外気を排気ガスに導入し、導入した前記外気に含まれる少なくとも前記酸素ラジカルによって、前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置(以下、「第一の発明」ということがある)。 The particulate matters included in the exhaust gas flowing into the scan body, as well as collected by the honeycomb filter, the non thermal plasma generated between the pulse electrode and the earth electrode constituting the plasma generation electrode the outside air containing at least oxygen radicals were generated by introducing the exhaust gas by, by at least the oxygen radicals contained in the outside air introduced to oxidize the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas to nitrogen dioxide, the resulting dioxide the combustible material of the particulate matter deposited are collected on the surface of the partition wall with nitrogen and oxidative combustion removed, the exhaust gas treatment apparatus characterized by capable of reproducing the honeycomb filter ( below, sometimes referred to as "first invention").
【0014】 [0014]
[2] 燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記ケース体より上流側の前記排気系から分岐し再度前記排気系に合流するように設置され、その内部を一部の前記排気ガスが通過する分岐流路と、前記分岐流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極 [2] is installed in the exhaust system of the combustion gases, the particulate matter contained in the exhaust gas collecting, a exhaust gas processing apparatus used to remove, the main flow path of the exhaust gas casing It has a body, which is arranged to block the main flow channel inside the case body, a plurality of cells partitioned by the exhaust gas of the filter flow path to become the partition wall, contained in the exhaust gas and the honeycomb filter for collecting the particulate matter, the are arranged so as to merge from the exhaust system on the upstream side of the case body to a branch above the exhaust system again branches the internal part of the exhaust gas passing through and the flow path is composed of opposed pulse electrode and the earth electrode on the branch flow path, a plasma generating electrode capable of generating a non thermal plasma between the ground electrode and the pulse electrode 、前記ハニカムフィルタを通過した後の排気ガスを排気系の前記ハニカムフィルタの配置位置よりも上流側に戻して前記排気系に排気ガスを循環させるバイパスと、を備え、前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記分岐流路内の前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成した少なくとも酸素ラジカルによって、 前記メーン流路を通過する前記排気ガス及び前記バイパスにより循環された前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記 When, and a bypass for circulating exhaust gas into the exhaust system to return to the upstream side than the position of the honeycomb filter of the exhaust system the exhaust gas after passing through the honeycomb filter, it was introduced into the case body the particulate matter contained in the exhaust gas, as well as collected by the honeycomb filter, non thermal which is generated between the pulse electrode and the earth electrode constituting the plasma generation electrode of the branch flow path by at least oxygen radicals generated by the plasma above, oxidizing the exhaust gas and nitrogen dioxide nitrogen monoxide contained in the exhaust gas is circulated by the bypass passing through the main flow path, by the nitrogen dioxide thus obtained the combustible material of the particulate matter deposited are collected on the surface of the partition wall by oxidative combustion is removed, the ニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置(以下、「第二の発明」ということがある)。 Exhaust gas treatment apparatus characterized by capable of playing Nikamufiruta (hereinafter sometimes referred to as "second invention").
【0015】 [0015]
[3] 前記注入流路を通過する前記外気の流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して1/10以下である前記[1]に記載の排気ガス処理装置。 [3] wherein the ambient air flow through the injection channel is an exhaust gas treatment apparatus according to [1] is 1/10 or less with respect to the flow rate of the exhaust gas passing through the main flow path.
[4] 前記ハニカムフィルタを通過した後の前記排気ガスの少なくとも一部を前記排気系の上流側に戻し、前記排気系を前記排気ガスが循環するためのバイパスをさらに備えた前記[1]又は[3]に記載の排気ガス処理装置。 [4] at least a portion of the exhaust gas after passing through the honeycomb filter back to the upstream side of the exhaust system, wherein said exhaust gas exhaust system further comprising a bypass for circulating [1] or exhaust gas treatment apparatus according to [3].
【0016】 [0016]
] 前記分岐流路を通過する前記排気ガスの流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して1/10以下である前記[2]に記載の排気ガス処理装置。 [5] the flow rate of the exhaust gas passing through the branch flow path, an exhaust gas treatment apparatus according to [2] is 1/10 or less with respect to the flow rate of the exhaust gas passing through the main flow path.
【0017】 [0017]
] 前記パルス電極に電圧を印加するための電源をさらに備えた前記[1]〜[ ]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [6] an exhaust gas treatment apparatus according to any one of the, further comprising a power supply for applying a voltage to the pulse electrode [1] to [5].
【0018】 [0018]
] 前記ハニカムフィルタの材質が、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、及び窒化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の材料からなる前記[1]〜[ ]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [7] The material of the honeycomb filter, cordierite, silicon carbide, sialon, and an exhaust gas treatment according to any one of at least consists of one material wherein selected from the group consisting of silicon nitride [1] to [6] apparatus.
【0019】 [0019]
] 前記ハニカムフィルタのセル密度が15〜60セル/cm 2であり、前記隔壁の厚さが0.2〜0.5mmであり、前記ハニカムフィルタの端面の目封じ深さが1〜20mmである前記[1]〜[ ]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [8] The cell density of the honeycomb filter is 15 to 60 cells / cm 2, the thickness of the partition walls is 0.2 to 0.5 mm, plugging depth of the end face of the honeycomb filter 1~20mm exhaust gas treatment apparatus according to any one of [1] to [7] is.
【0020】 [0020]
] 前記ケース体の、前記排気系の上流側に、前記ケース体に流入する前記排気ガスの少なくとも一部に含まれる水分を除去するための脱水手段をさらに備えた前記[1]〜[ ]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [9] of the case body, the upstream side of the exhaust system, further comprising said dewatering means for removing water contained in at least a portion of the exhaust gas flowing into the casing body [1] - [ exhaust gas treatment device according to any one of 8].
【0021】 [0021]
10 ] 前記ハニカムフィルタの前記隔壁の表面及び/又は内部に、触媒が担持された前記[1]〜[ ]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [10] surface and / or inside of the partition walls of the honeycomb filter, the exhaust gas treatment apparatus according to any one of the catalyst is supported [1] to [9].
【0022】 [0022]
11 ] 前記ケース体の、前記排気系の下流側に、NO X処理手段をさらに備えた前記[1]〜[ 10 ]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [11] of the case body, to a downstream side of the exhaust system, the exhaust gas processing device according to any one of the, further comprising a NO X processing unit [1] to [10].
【0024】 [0024]
[12] 前記電源から供給される電流が、電圧が1kV以上の直流電流、ピーク電圧が1kV以上かつ1秒あたりのパルス数が1以上であるパルス電流、ピーク電圧が1kV以上かつ周波数が1以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流である前記[ ]〜[11]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [12] current supplied from the power source, voltage or direct current 1kV, pulse current, or peak voltage 1kV and frequency is 1 or more pulses per peak voltage 1kV or more and one second is 1 or more exhaust gas treatment apparatus according to any one of [6] to [11] is an AC current, or a current obtained by superimposing any two of these is.
【0025】 [0025]
[13] ディーゼルエンジンの燃焼ガスの排気系中に設置された前記[1]〜[12]のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 [13] the exhaust gas treatment device according to any one of the installed in the exhaust system of a combustion gas of a diesel engine [1] to [12].
【0026】 [0026]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、図面を参照して、本発明の排気ガス処理装置の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, will be described in detail embodiments of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the present invention is not intended to be construed as being limited thereto, without departing from the scope of the present invention in, based on the knowledge of those skilled in the art, various changes, modifications, those and improvements may be made.
【0027】 [0027]
まず、本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態について、図1を用いて説明する。 First, an embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention (first invention) will be described with reference to FIG. 本実施の形態の排気ガス処理装置1は、自動車のディーゼルエンジンから排出される排気ガス9を清浄化するために用いられる排気ガス処理装置1である。 Exhaust gas treatment apparatus 1 of this embodiment, an exhaust gas treatment apparatus 1 which is used to clean the exhaust gas 9 discharged from an automobile diesel engine. この排気ガス処理装置1は、燃焼ガスの排気系8中に設置されて、排気ガス9に含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置1であって、排気ガス9のメーン流路となるケース体2と、ケース体2の内部にメーン流路を遮断するように配設された、排気ガス9のフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、排気ガス9に含まれる粒子状物質を捕集するハニカムフィルタ3と、排気系8の外部からケース体2より上流側の排気系8に合流するように設置され、その内部を外気10が通過する注入流路11と、注入流路11内に対向配置されたパルス電極4及びアース電極5から構成され、パルス電極4とアース電極5との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極6 The exhaust gas treatment apparatus 1 is installed in the exhaust system 8 of the combustion gases, the particulate matter contained in the exhaust gas 9 collected, a exhaust gas treatment apparatus 1 which is used to remove exhaust gas a case body 2 made of a 9 main flow path, which is arranged to shut off the main flow path within the case body 2, a plurality of cells partitioned by the filter channel and comprising partition walls of the exhaust gas 9 Yes and a honeycomb filter 3 for trapping particulate matter contained in the exhaust gas 9 is disposed so as to join the exhaust system 8 outside from from the case body 2 on the upstream side of the exhaust system 8, the interior ambient air 10 the injection channel 11 which passes through, is composed of injection channel pulse electrode 4 arranged to face 11 and the ground electrode 5, which can generate a non-thermal plasma between the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 plasma generating electrode 6 を備え、ケース体2に流入した排気ガス9中に含まれる粒子状物質を、ハニカムフィルタ3によって捕集するとともに、プラズマ発生電極6を構成するパルス電極4とアース電極5との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成した少なくとも酸素ラジカルを含む外気10を排気ガス9に導入し、導入した外気10に含まれる少なくとも酸素ラジカルによって、排気ガス9に含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた二酸化窒素によって隔壁の表面に捕集されて堆積した粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ3を再生することが可能なことを特徴とする。 The provided, the particulate matter contained in exhaust gas 9 which has flown into the case body 2, as well as collected by the honeycomb filter 3, is generated between the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 constituting the plasma generation electrodes 6 and introducing outside air 10 containing at least oxygen radicals were generated by non-thermal plasma in the exhaust gas 9, by at least oxygen radicals contained in the outside air 10 introduced to oxidize nitrogen monoxide contained in the exhaust gas 9 to nitrogen dioxide, the resulting combustible materials with oxidative combustion removal of the particulate matter deposited are collected on the surface of the partition wall by nitrogen dioxide, characterized in that capable of reproducing a honeycomb filter 3. 本実施の形態におけるラジカルとは、分子、原子、及びイオンからなる群から選ばれる少なくとも一種が、一以上の不対電子を有する状態で存在する遊離基、及びこれら遊離基の集合体のことをいい、ラジカルがイオン化したイオン性ラジカルや、ラジカルの集合体であるラジカルクラスタ等を含んだものを意味する。 The radicals in this embodiment, molecules, atoms, and at least one member selected from the group consisting of ions, free radicals present in the form having one or more unpaired electrons, and the collection of these free radicals good, radicals are meant that contain or ionic radicals ionization, radical cluster, such as a collection of radical.
【0028】 [0028]
このように構成することによって、排気ガス9に含まれる粒子状物質をハニカムフィルタ3にて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの煤等の可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタを再生することができる。 By such constitution, the particulate matter was collected by the honeycomb filter 3 with high precision, simple and low-energy combustible materials such as soot of the collected particulate matter contained in the exhaust gas 9 in oxidized burn off, you can reproduce the honeycomb filter.
【0029】 [0029]
本実施の形態の排気ガス処理装置1においては、プラズマ発生電極6が排気系8を通過する排気ガス9と直接接触することがないことから、排気ガス9による腐蝕や煤等が付着して汚れることがないために、長期間安定した状態でプラズマ発生電極6を使用することができ、耐久性に優れたものとなる。 In the exhaust gas treatment apparatus 1 of this embodiment, since the plasma generating electrode 6 will not be in direct contact with the exhaust gas 9 that passes through the exhaust system 8, soiled with corrosion and soot and the like of the exhaust gas 9 is attached for never, you can use the plasma generating electrode 6 long-term stable state, and has excellent durability.
【0030】 [0030]
プラズマ発生電極6を構成するパルス電極4とアース電極5との少なくとも一方が誘電体によりバリアされていてもよい。 At least one of the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 constituting the plasma generation electrodes 6 may be a barrier by a dielectric.
【0031】 [0031]
また、本実施の形態においては、プラズマ発生電極6をケース体2内に配置する必要がないために、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して高効率化、小型化及び省電力化が可能となる。 Further, in the present embodiment, since there is no need to arrange the plasma generation electrode 6 in the case body 2, high efficiency compared to the exhaust gas treatment apparatus using a conventional non-thermal plasma, size and it is possible to power saving. このために、車両への搭載時のスペース要求を満たし、かつ車両での使用可能な電力の範囲内で運用を実現することができる。 For this, meet the space requirements when mounted on the vehicle, it is possible to realize the operation in a range of available power in the vehicle.
【0032】 [0032]
図1においては、注入流路11の内部に、外気10の流れ方向に平行となるようにパルス電極4とアース電極5が配設された構成となっているが、これに限定されることはなく、例えば、図2に示すように、注入流路11の内部の、外部から外気10が流入する側にパルス電極4が配設され、注入流路11の内部の、排気系8に向かって外気10が流出する側にアース電極5が配設された構成としてもよく、図3に示すように、注入流路11の内部の、外部から外気10が流入する側にアース電極5が配設され、注入流路11の内部の、排気系8に向かって外気10が流出する側にパルス電極4が配設された構成としてもよい。 In Figure 1, the interior of the injection channel 11, it is the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 so as to be parallel to the flow direction of the outside air 10 has a disposed configurations, being limited thereto without, for example, as shown in FIG. 2, the interior of the injection channel 11, the pulse electrode 4 is disposed on the side outside air 10 flows from the outside into, the interior of the injection channel 11, towards the exhaust system 8 It may have a structure in which the ground electrode 5 on the side where the outside air 10 flows out is disposed, as shown in FIG. 3, the interior of the injection channel 11, a grounding electrode 5 on the side outside air 10 flows from the outside into provided is, inside the injection channel 11, the outside air 10 may be configured to pulse electrodes 4 are disposed on the side flows toward the exhaust system 8. 図2及び図3においては、図1に示す排気ガス処理装置1を構成する構成要素と同一に構成されたものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。 2 and 3, for those that are configured the same as the components constituting the exhaust gas treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0033】 [0033]
また、図1〜図3に示すように、本実施の形態においては、注入流路11を通過する外気10の流量が、メーン流路を通過する排気ガス9の流量、即ち、ハニカムフィルタ3を通過する排気ガス9の流量に対して1/10以下であることが好ましい。 Further, as shown in FIGS. 1 to 3, in the present embodiment, the flow rate of outside air 10 passing through the injection channel 11, the flow rate of the exhaust gas 9 that passes through the main flow path, i.e., the honeycomb filter 3 it is preferably 1/10 or less relative to the flow rate of the exhaust gas 9 that passes through. このように構成することによって、低エネルギーでハニカムフィルタ3の再生を行うことができるとともに、プラズマ発生電極6を小型化することができ排気ガス処理装置1をさらに小型化することができる。 According to such a constitution, it is possible to reproduce the honeycomb filter 3 at low energy, the plasma generating electrode 6 can be further downsized exhaust gas treatment apparatus 1 can be miniaturized. 本実施の形態にいう流量とは、質量流量のことを意味する。 A flow rate in the present embodiment, means that the mass flow rate.
【0034】 [0034]
また、本実施の形態においては、パルス電極4に電圧を印可するための電源7をさらに備えたものであることが好ましい。 Further, in this embodiment, it is preferred that the pulse electrode 4 is obtained by further comprising a power supply 7 for applying a voltage. この排気ガス処理装置1が自動車等に設置される場合は、自動車のバッテリー等の電源を共有することもできるが、このように構成することによって安定したノンサーマルプラズマを発生することができる。 If the exhaust gas treatment apparatus 1 is installed in an automobile or the like, which may share the power of the battery of an automobile, it is possible to generate a stable non thermal plasma by such a structure.
【0035】 [0035]
また、本実施の形態においては、電源7から供給される電流が、電圧が1kV以上の直流電流、ピーク電圧が1kV以上かつ1秒あたりのパルス数が1以上であるパルス電流、ピーク電圧が1kV以上かつ周波数が1以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流であることが好ましい。 Further, in the present embodiment, the current supplied from the power source 7, the voltage is 1kV or more direct current, a pulse current peak voltage is the number of pulses and per second or more 1kV is 1 or more, the peak voltage is 1kV or more and it is preferable frequency is current obtained by superimposing 1 or higher is alternating current, or any two of these. このように構成することによって、効率よく活性酸素等のラジカルを生成することができるノンサーマルプラズマを発生させることができ、生成したラジカルによってNOをNO 2に酸化し、ハニカムフィルタ3の再生に必要とされる十分なNO 2を得ることができる。 According to such a constitution, it is possible to generate a non-thermal plasma can be efficiently generated radical active oxygen such as to oxidize NO to NO 2 by the generated radical, required for regeneration of the honeycomb filter 3 it is possible to obtain a sufficient NO 2 that is.
【0036】 [0036]
パルス電極4の材料としては、導電性の高い金属を用いることが好ましく、例えば、鉄、金、銀、銅、チタン、アルミニウム、ニッケル、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む金属を好適例して挙げることができる。 As the material of the pulse electrode 4, it is preferable to use a highly conductive metal, for example, metals including iron, gold, silver, copper, titanium, aluminum, nickel, and that at least one component selected from the group consisting of chromium it can be exemplified by the preferred example. また、パルス電極4の形状としては、効率的にノンサーマルプラズマを発生させることができる形状であれば特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。 The shape of the pulse electrode 4, but are not particularly limited as long as a shape can be efficiently generated non thermal plasma, for example, be mentioned wire plate shape, a coil shape, etc. Preferred examples can. また、本実施の形態においては、金属板4aに導電性の針4bを複数配設した形状のパルス電極4を示している。 Further, in the present embodiment is a pulse electrode 4 of arranging a plurality of shape conductive needle 4b on the metal plate 4a. この場合、針4bの数は、注入流路11の大きさによっても異なるが、10〜500本であることが好ましい。 In this case, the number of needles 4b also differ depending on the size of the injection channel 11, is preferably 10 to 500 present. また、図2及び図3に示すようにパルス電極4を配設する際は、パルス電極4の形状を、注入流路11を通過する外気10の抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。 Further, when arranging the pulse electrode 4 as shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the pulse electrode 4, shaped so as not to resistance of the outside air 10 passing through the injection channel 11, for example, net-like or stripe it is preferable to Jo. 本実施の形態のパルス電極4においては、針4bの数は100本である。 In the pulse electrode 4 of this embodiment, the number of needle 4b is 100.
【0037】 [0037]
また、アース電極5の材料としては、アルミナ、チタン酸バリウム、コージェライト、ムライト、窒化珪素、サイアロン、及びジルコニアガラスからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む化合物を好適例して挙げることができる。 Further, as the material of the ground electrode 5, alumina, barium titanate, cordierite, mullite, silicon nitride, sialon, and be exemplified by a preferred embodiment of the compound containing at least one component selected from the group consisting of zirconia glass it can. また、アース電極5の形状としては、特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。 The shape of the ground electrode 5, but is no particular limitation, and examples thereof include wire plate shape, a coil shape, etc. as preferable examples. また、本実施の形態においては、平板状のアース電極5を示している。 Further, in the present embodiment, it shows a ground electrode 5 of the flat plate. この場合、その面積は、注入流路11の大きさによっても異なるが、50〜500cm 2であることが好ましく、その厚さは、0.5〜2mmであることが好ましい。 In this case, the area is also differ depending on the size of the injection channel 11 is preferably 50~500Cm 2, its thickness is preferably 0.5 to 2 mm. また、図2及び図3に示すようにアース電極5を配設する際は、アース電極5の形状を、注入流路11を通過する外気10の抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。 Further, when arranging the ground electrode 5, as shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the ground electrode 5, shaped as not to resistance of the outside air 10 passing through the injection channel 11, for example, net-like or stripe it is preferable to Jo. 本実施の形態のアース電極5においては、面積は169cm 2であり、厚さは2mmである。 In the ground electrode 5 of the present embodiment, the area is 169cm 2, a thickness of 2 mm.
【0038】 [0038]
プラズマ発生電極6を構成するパルス電極4とアース電極5との少なくとも一方が誘電体によりバリアされていてもよい。 At least one of the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 constituting the plasma generation electrodes 6 may be a barrier by a dielectric.
【0039】 [0039]
また、パルス電極4とアース電極5との距離については、特に限定されることはないが、使用されるパルス電極4とアース電極5の形状及び電源7の種類等により効率よくノンサーマルプラズマを発生させることができる距離であればよく、例えば、上述した形状のパルス電極4とアース電極5とを用いる場合は、パルス電極4を構成する針4bの先端とアース電極5との距離が、1〜25mmであることが好ましい。 Also, the distance between the pulse electrode 4 and the earth electrode 5, in particular but not limited, efficiently generate non thermal plasma such as type of shape and power supply 7 of the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 used may be any distance that may be, for example, in the case of using a pulse electrode 4 and the ground electrode 5 of the above-described shape, the distance between the tip and the ground electrode 5 of the needles 4b constituting the pulse electrode 4, 1 it is preferable that the 25mm. 本実施の形態においては、その距離が10mmである。 In the present embodiment, the distance is 10 mm.
【0040】 [0040]
また、パルス電極4と前述した電源7とは電気的に接続した状態で配設し、アース電極5は接地した状態で配設する。 Further, the pulse electrode 4 and the power source 7 described above was disposed in a state of being electrically connected, the ground electrode 5 is disposed in a state of being grounded. 本実施の形態の排気ガス処理装置1を自動車等に設置する場合は、アース電極5を自動車等のアースに電気的に接続させた構成としてもよい。 When installing the exhaust gas treatment apparatus 1 of the present embodiment in an automobile or the like may be a ground electrode 5 as a ground to the structure is electrically connected, such as an automobile.
【0041】 [0041]
本実施の形態に用いられるケース体2の材料としては、特に制限はないが、これを導電性を有する金属とし、アース電極5と接続し自動車等のアースに電気的に接続させた構成としてもよい。 The material of the case body 2 used in this embodiment is not particularly limited, which was a metal having conductivity, have a structure in which electrically connected to connected to a ground electrode 5 to the ground of an automobile good. また、ケース体2の外周面、及び/又は内部に、ヒーター等を配設して、ケース体2内の温度を制御することができる構成としてもよい。 The outer peripheral surface of the case body 2, and / or within, by disposing a heater or the like, may be configured capable of controlling the temperature within the case body 2. 本実施の形態の排気ガス処理装置1においては、従来から用いられているケース体内にプラズマ発生電極が配設された排気ガス処理装置とは異なり、プラズマ発生電極6がケース体2外部の注入流路11内に配設されていることから、プラズマ発生電極6を不必要に加熱することがなく、パルス電極4及びアース電極5の劣化及びプラズマのNO酸化性能の低下を有効に防ぐことができる。 In the exhaust gas treatment apparatus 1 of this embodiment, unlike the conventional case have been used within the plasma generating electrode is disposed in an exhaust gas treatment apparatus, injection flow plasma generating electrode 6 of the case body 2 external since it was arranged in the road 11, without heating the plasma generating electrode 6 unnecessarily, it is possible to effectively prevent degradation and a decrease in plasma NO oxidation performance of the pulse electrode 4 and the ground electrode 5 .
【0042】 [0042]
ハニカムフィルタ3は、図4に示すように、隔壁21によって区画された排気ガスのフィルタ流路となる複数のセル22を有し、このセル22の排気ガス流入側端面23a及び排気ガス流出側端面23bで互い違いに目封じしたハニカム構造を備えた構成のものである。 The honeycomb filter 3, as shown in FIG. 4, has a plurality of cells 22 serving as a filter channel of the exhaust gas partitioned by partition walls 21, the exhaust gas inlet side end face 23a and the exhaust gas outflow side end face of the cell 22 it is of configuration with alternately plugged honeycomb structure 23b. ハニカムフィルタ3は、排気ガスを、排気ガス流入側端面23aに開口するセル22からハニカムフィルタ3内に流入し、強制的にハニカムフィルタ3内の隔壁21を通過させることにより、排気ガス中の粒子状物質を捕集、除去するものである。 The honeycomb filter 3, the exhaust gas flows from the cell 22 which opens into the exhaust gas inlet side end face 23a into the honeycomb filter 3, by forcing through a partition wall 21 in the honeycomb filter 3, the particles in the exhaust gas collecting Jo material is intended to remove.
【0043】 [0043]
前述したハニカムフィルタ3の材質としては、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、及び窒化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の材料からなることが好ましい。 The material of the honeycomb filter 3 described above, cordierite, silicon carbide, sialon, and be composed of at least one material selected from the group consisting of silicon nitride preferred. また、本実施の形態においては、ハニカムフィルタ3のセル密度が15〜60セル/cm 2であり、隔壁21の厚さが0.2〜0.5mmであり、ハニカムフィルタ3の端面23の目封じ深さが1〜20mmであることが好ましい。 Further, in this embodiment, the cell density of the honeycomb filter 3 is 15 to 60 cells / cm 2, a 0.2~0.5mm the thickness of the partition wall 21, the eyes of the honeycomb filter 3 of the end face 23 it is preferred seal depth is 1 to 20 mm. セル密度が15セル/cm 2未満であると、排気ガス中の粒子状物質の捕集効率が低下することがあり、セル密度が60セル/cm 2を超えると、ハニカムフィルタ3の背圧が大きくなりディーゼルエンジンに負荷が掛かることがある。 When the cell density is below 15 cells / cm 2, sometimes particulate matter collection efficiency in the exhaust gas is lowered, the cell density exceeds 60 cells / cm 2, the back pressure of the honeycomb filter 3 increased and there is a load on the diesel engine is applied. また、隔壁21の厚さが0.2mm未満であると、ハニカムフィルタ3の機械的強度が低くなり破損等の恐れがあり、隔壁21の厚さが0.5mmを超えると、ハニカムフィルタ3の背圧が大きくなりディーゼルエンジンに負荷が掛かることがある。 If the thickness of the partition wall 21 is less than 0.2 mm, the mechanical strength of the honeycomb filter 3 may cause damage decreases, the thickness of the partition wall 21 is more than 0.5 mm, the honeycomb filter 3 there is a load on the diesel engine back pressure increases is applied. さらに、端面23の目封じ深さが1mm未満であると、排気ガスを処理する際に、端面23の目封じ部が破損する恐れがあり、端面23の目封じ深さが20mmを超えると、ハニカムフィルタ3の排気ガス中の粒子状物質を実質的に捕集する領域の有効面積が小さくなることがある。 Further, when the plugging depth of the end surface 23 is less than 1 mm, when treating exhaust gases, there is a possibility that the plugging portion of the end surface 23 is damaged, the plugging depth of the end surface 23 is more than 20 mm, sometimes effective area of ​​a region that substantially trapping particulate matter in the exhaust gas of the honeycomb filter 3 is reduced.
【0044】 [0044]
図4においては、ハニカムフィルタ3の形状が円筒状のものを示しているがこれに限定されることはなく、四角柱等の他の形状であってもよい。 In Figure 4, rather than that the shape of the honeycomb filter 3 shows a cylindrical shape of which is not limited thereto, but may be other shapes such as a quadrangular prism. また、セル22の形状も四角形に限定されることはなく、円、楕円、三角、略三角、又はその他の多角形であってもよい。 The shape of the cell 22 is not limited to a square, circle, ellipse, triangle, it may be substantially triangular, or other polygons.
【0045】 [0045]
また、本実施の形態に用いられるハニカムフィルタ3の隔壁の表面及び/又は内部に、触媒が担持されることが好ましい。 The surface and / or inside of the partition walls of the honeycomb filter 3 used in the present embodiment, it is preferred that the catalyst is supported. このように構成することによって、例えば、ディーゼルエンジンが低速や低負荷状態で運転され、排気系の温度が低い場合は、プラズマ発生電極6(図1参照)にて発生したノンサーマルプラズマにより生成したラジカル、例えば、酸素ラジカル等によって、NOをNO 2に酸化し、また、ディーゼルエンジンが通常運転となり、ケース体2(図1参照)内のハニカムフィルタ3の温度が、触媒が活性化する温度、例えば、400〜500℃になった場合は、ノンサーマルプラズマと触媒とを併用して酸化反応を行うことや、ノンサーマルプラズマの発生を停止して触媒のみで酸化反応を行うことができる。 By such a structure, for example, a diesel engine is operated at low speed and low load conditions, when the temperature of the exhaust system is low, generated by non-thermal plasma generated in the plasma generating electrode 6 (see FIG. 1) radicals, for example, by oxygen radicals or the like, and oxidizes NO to NO 2, also diesel engine is normally operating, the temperature of the honeycomb filter 3 within the case body 2 (see FIG. 1) is the temperature at which the catalyst is activated, for example, 400-500 in the event of a ° C., can be carried out it and to perform in combination with the oxidation reaction and a non-thermal plasma and a catalyst, only the oxidation catalyst by stopping the generation of non-thermal plasma. このため排気ガス中に含まれるNOをNO 2に酸化する効率を向上させることができるとともに、ノンサーマルプラズマを発生するための電力消費を低減させることができる。 With the NO contained can improve the efficiency of oxidation to NO 2 in the exhaust gas for this, it is possible to reduce the power consumption for generating the non-thermal plasma. また、触媒としては、特に限定されることはないが、Pt、Pd、Rh、K、Ba、Li、及びNaからなる群より選択される少なくとも一種を含む触媒を好適例として挙げることができる。 As the catalyst, but is no particular limitation, mention may be made of Pt, Pd, Rh, K, Ba, Li, and as preferable examples of the catalyst containing at least one selected from the group consisting of Na.
【0046】 [0046]
また、本実施の形態の排気ガス処理装置1は、図5に示すように、注入流路11の、プラズマ発生電極6が配設された部位より上流側に、注入流路11を通過する外気10の水分を除去するための脱水手段30をさらに備えたものであることが好ましい。 The exhaust gas treatment apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the injection channel 11, upstream of the site where the plasma generating electrode 6 is arranged, the outside air passing through the injection channel 11 it is preferable that further comprising a dewatering means 30 for removing moisture 10. 本実施の形態に用いられた脱水手段30は、熱交換器により外気10を冷却し、液化した水分をドレン31により排出するものである。 Dewatering means 30 used in this embodiment, the outside air 10 is cooled by the heat exchanger, the liquefied water is intended to drain the drain 31. 本来、ノンサーマルプラズマは、NOを酸化するのに有効な酸素以外の、直に安定化状態に戻ってしまう水等の分子も励起することから、水分を含んだ外気10は、ハニカムフィルタ3を再生させる効率を低下させることとなる。 Originally, a non-thermal plasma, other than the effective oxygen to oxidize NO, since the molecule is also excited such as water which may returns to a direct regulation, ambient air 10 containing moisture, the honeycomb filter 3 and thus reduce the efficiency to regenerate. このように排気ガス処理装置1が脱水手段30をさらに備えた構成とすることによって、NOをNO 2に酸化する効率を向上させるとともに、ノンサーマルプラズマを発生するための電力消費を低減させることができる。 By this way the exhaust gas treatment apparatus 1 is configured to further comprise a dewatering means 30, thereby improving the efficiency of oxidation of NO to NO 2, it is possible to reduce the power consumption for generating the non-thermal plasma it can.
【0047】 [0047]
図5において、外気10を冷却して脱水する脱水手段30について説明したが、外気10の水分を除去することができるものであれば、例えば、外気10を圧縮して水分の分圧を上昇させて脱水する脱水手段や、吸着剤に水分を吸着させる脱水手段であってもよい。 5 has been described dewatering means 30 for dewatering the outside air 10 is cooled, as long as it can remove the moisture of the outside air 10, for example, to increase the partial pressure of the water compresses the ambient air 10 and dehydrating means for dehydration Te may be a dewatering means for adsorbing moisture in the adsorbent. また、脱水手段30は、注入流路11内のプラズマ発生電極6が配設された部位より外部側に位置していればどのような位置に配設してもよい。 Further, the dehydration means 30, the plasma generating electrode 6 in the injection channel 11 may be disposed in any position if located outside side from sites disposed.
【0048】 [0048]
また、本実施の形態の排気ガス処理装置1は、図6に示すように、ケース体2の、排気系8の下流側に、NO X処理手段32をさらに備えたものであることが好ましい。 The exhaust gas treatment apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the case body 2, on the downstream side of the exhaust system 8, it is preferable that further comprising a NO X processing unit 32. このように構成することによって、排気ガス処理装置1にて処理したガスを、有害物質であるNO Xを含まない状態で外部に排出することができる。 According to this structure, the treated gas at the exhaust gas treatment apparatus 1 can be discharged to the outside in a state that does not contain a hazardous substance NO X. NO X処理手段32としては、例えば、NO X吸蔵還元触媒を担持したハニカム構造体や、尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)等を好適例として挙げることができる。 The NO X processing unit 32, for example, and a honeycomb structure supporting the the NO X storage reduction catalyst include Urea SCR (Selective Catalytic Reduction), etc. as preferable examples. また、ケース体2とNO X処理手段32とは、NO X処理手段32が排気系8の下流側に位置していればどのような位置関係でもよく、ケース体2とNO X処理手段32とは接していても離れていてもよい。 Further, the case body 2 and NO X processing unit 32 may be any positional relationship if NO X processing unit 32 if positioned downstream of the exhaust system 8, the case body 2 and NO X processing unit 32 it may be separated even in contact.
【0049】 [0049]
また、本実施の形態の排気ガス処理装置1は、図7に示すようにハニカムフィルタ3を通過した後のNO xを含む排気ガス9を排気系8の上流側に戻すバイパス33を設け、排気ガス9が排気系8を循環する構成としてもよい。 The exhaust gas treatment apparatus 1 of this embodiment, a bypass 33 to return the exhaust gas 9 containing NO x after passing through the honeycomb filter 3 as shown in FIG. 7 on the upstream side of the exhaust system 8, the exhaust gas 9 may be configured to circulate the exhaust system 8. ノンサーマルプラズマによって生成したNO 2は、ハニカムフィルタ3の隔壁に堆積したスートと反応することによってNOに還元されることから、ハニカムフィルタ3を通過した後の排気ガス9を、再度、排気系8の上流側に戻し、再循環させることによって煤等を除去する効率を上昇させることができる。 NO 2 generated by the non thermal plasma, since it is reduced to NO by reaction with soot deposited on the partition walls of the honeycomb filter 3, the exhaust gas 9 after passing through the honeycomb filter 3, again, the exhaust system 8 the return to the upstream side, it is possible to increase the efficiency of removing soot or the like by recycling.
【0050】 [0050]
次に、本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態を、図8を用いて説明する。 Next, one embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention (second invention) is described with reference to FIG. 本実施の形態の排気ガス処理装置41は、排気ガスのメーン流路となるケース体2と、ケース体2の内部にメーン流路を遮断するように配設された、排気ガス9のフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するハニカムフィルタ3と、ケース体2より上流側の排気系8から分岐し再度排気系8に合流するように設置され、その内部を一部の排気ガス9aが通過する分岐流路12と、分岐流路12内に対向配置されたパルス電極4及びアース電極5から構成され、パルス電極4とアース電極5との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極6と、ハニカムフィルタ3を通過した後の排気ガス9を排気系8のハニカムフィルタ3の配置位置よりも上流側に戻 Exhaust gas treatment apparatus 41 of this embodiment includes a case body 2 made of a main flow path of the exhaust gas, arranged to block the main flow path within the case body 2, the filter stream of the exhaust gas 9 a plurality of cells partitioned by the road barrier ribs, a honeycomb filter 3 for trapping particulate matter contained in exhaust gas, the branched exhaust system 8 again from the upstream side of the exhaust system 8 of the case body 2 is installed so as to merge, and branch flow path 12 and the inside part of the exhaust gas 9a passes, is constructed from the branch flow path disposed opposite pulse electrode 4 and the ground electrode 5 within 12, the pulse electrode 4 a plasma generating electrode 6 capable of generating a non-thermal plasma between the ground electrode 5, the exhaust gas 9 after passing through the honeycomb filter 3 to the upstream side of the position of the honeycomb filter 3 of the exhaust system 8 return て排気系8に排気ガス9bを循環させるバイパス33(図13参照)と、を備え、ケース体2に流入した排気ガス9中に含まれる粒子状物質を、ハニカムフィルタ3によって捕集するとともに、分岐流路12内のプラズマ発生電極6を構成するパルス電極4とアース電極5との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成した少なくとも酸素ラジカルによって、 メーン流路を通過する排気ガス9 及びバイパス33(図13参照)により循環された排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた二酸化窒素によって隔壁の表面に捕集されて堆積した粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ3を再生することが可能なことを特徴とする。 With a bypass 33 for circulating exhaust gas 9b to the exhaust system 8 (see FIG. 13), provided with a particulate matter contained in exhaust gas 9 which has flown into the case body 2, it is collected by the honeycomb filter 3 Te, by at least oxygen radicals were generated by non-thermal plasma generated between the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 constituting the plasma generation electrodes 6 of the branch passage 12, the exhaust gas 9 and the bypass 33 through the main flow path nitrogen monoxide contained in the exhaust gas circulated (see FIG. 13) was oxidized to nitrogen dioxide, the combustible material of the resulting deposited are collected on the surface of the partition wall by nitrogen dioxide particulate matter oxidized burn off, characterized in that capable of reproducing a honeycomb filter 3. 本実施の形態におけるラジカルとは、分子、原子、及びイオンからなる群から選ばれる少なくとも一種が、一以上の不対電子を有する状態で存在する遊離基、及びこれら遊離基の集合体のことをいい、ラジカルがイオン化したイオン性ラジカルや、ラジカルの集合体であるラジカルクラスタ等を含んだものを意味する。 The radicals in this embodiment, molecules, atoms, and at least one member selected from the group consisting of ions, free radicals present in the form having one or more unpaired electrons, and the collection of these free radicals good, radicals are meant that contain or ionic radicals ionization, radical cluster, such as a collection of radical.
【0051】 [0051]
このように構成することによって、排気ガス9に含まれる粒子状物質をハニカムフィルタ3にて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの煤等の可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ3を再生することができるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して高効率化及び小型化が可能となる。 By such constitution, the particulate matter was collected by the honeycomb filter 3 with high precision, simple and low-energy combustible materials such as soot of the collected particulate matter contained in the exhaust gas 9 in oxidized burned and removed, it is possible to reproduce the honeycomb filter 3, as compared to the exhaust gas treatment apparatus using a conventional non-thermal plasma high efficiency and miniaturization can be achieved. また、本実施の形態においては、一部の排気ガス9aが通過する分岐流路12の内部にプラズマ発生電極6が配設されていることから、プラズマ発生電極6と接する排気ガス9aの量を少なくすることができるために、プラズマ発生電極6の腐蝕や煤等による汚れを低減させることができる。 Further, in this embodiment, since the plasma generating electrode 6 inside the branch channel 12 in which a part of exhaust gas 9a passes is disposed, the amount of exhaust gas 9a in contact with the plasma generating electrode 6 in order to be able to reduce, thereby reducing contamination by corrosion and soot and the like of the plasma generating electrode 6.
【0052】 [0052]
また、本実施の形態においては、プラズマ発生電極6をケース体2内に配置する必要がないために、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して高効率化、小型化及び省電力化が可能となる。 Further, in the present embodiment, since there is no need to arrange the plasma generation electrode 6 in the case body 2, high efficiency compared to the exhaust gas treatment apparatus using a conventional non-thermal plasma, size and it is possible to power saving. このために、車両への搭載時のスペース要求を満たし、かつ車両での使用可能な電力の範囲内で運用を実現することができる。 For this, meet the space requirements when mounted on the vehicle, it is possible to realize the operation in a range of available power in the vehicle.
【0053】 [0053]
また、本実施の形態においては、パルス電極4に電圧を印可するための電源7をさらに備えたものであることが好ましい。 Further, in this embodiment, it is preferred that the pulse electrode 4 is obtained by further comprising a power supply 7 for applying a voltage. この排気ガス処理装置41が自動車等に設置される場合は、自動車のバッテリー等の電源を共有することもできるが、このように構成することによって安定したノンサーマルプラズマを発生することができる。 If the exhaust gas treatment apparatus 41 is installed in an automobile or the like, which may share the power of the battery of an automobile, it is possible to generate a stable non thermal plasma by such a structure.
【0054】 [0054]
図8においては、分岐流路12の内部に、一部の排気ガス9aの流れ方向に平行となるようにパルス電極4とアース電極5が配設された構成となっているが、これに限定されることはなく、例えば、図9に示すように、分岐流路12の内部の、一部の排気ガス9aが流入する側にパルス電極4が配設され、分岐流路12の内部の、排気系8に向かって一部の排気ガス9aが流出する側にアース電極5が配設された構成としてもよく、図10に示すように、分岐流路12の内部の、一部の排気ガス9aが流入する側にアース電極5が配設され、分岐流路12の内部の、排気系8に向かって一部の排気ガス9aが流出する側にパルス電極4が配設された構成としてもよい。 In Figure 8, the interior of the branch channel 12, although the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 so as to be parallel to the flow direction of the portion of the exhaust gas 9a has become disposed configurations, limited to is the fact not, for example, as shown in FIG. 9, the inside of the branch channel 12, the pulse electrode 4 on the side where a portion of the exhaust gas 9a flows is disposed, inside the branch channel 12, may be configured to ground electrode 5 is disposed on a side portion of the exhaust gas 9a toward the exhaust system 8 flows out, as shown in FIG. 10, the inside of the branch channel 12, part of the exhaust gas 9a is disposed the ground electrode 5 on the side of inflow of the interior of the branch channel 12, be configured to pulse electrodes 4 are disposed on the side where the exhaust gas 9a part toward the exhaust system 8 flows out good. 図9及び図10においては、図8に示す排気ガス処理装置41を構成する構成要素と同一に構成されたものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。 9 and 10, for those that are configured the same as the components constituting the exhaust gas treatment apparatus 41 shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0055】 [0055]
また、図8〜図10に示すように、本実施の形態においては、分岐流路12を通過する一部の排気ガス9aの流量が、メーン流路を通過する排気ガス9の流量、即ち、ハニカムフィルタ3を通過する排気ガス9の流量に対して1/10以下であることが好ましい。 Further, as shown in FIGS. 8 to 10, in the present embodiment, the flow rate of the portion of the exhaust gas 9a passing through the branch flow path 12 is, the flow rate of the exhaust gas 9 that passes through the main flow path, i.e., it is preferably 1/10 or less relative to the flow rate of the exhaust gas 9 that passes through the honeycomb filter 3. このように構成することによって、低エネルギーでハニカムフィルタ3の再生を行うことができるとともに、プラズマ発生電極6を小型化することができ排気ガス処理装置1をさらに小型化することができる。 According to such a constitution, it is possible to reproduce the honeycomb filter 3 at low energy, the plasma generating electrode 6 can be further downsized exhaust gas treatment apparatus 1 can be miniaturized. 本実施の形態にいう流量とは、質量流量のことを意味する。 A flow rate in the present embodiment, means that the mass flow rate.
【0056】 [0056]
また、本実施の形態においては、電源7から供給される電流が、電圧が1kV以上の直流電流、ピーク電圧が1kV以上かつ1秒あたりのパルス数が1以上であるパルス電流、ピーク電圧が1kV以上かつ周波数が1以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流であることが好ましい。 Further, in the present embodiment, the current supplied from the power source 7, the voltage is 1kV or more direct current, a pulse current peak voltage is the number of pulses and per second or more 1kV is 1 or more, the peak voltage is 1kV or more and it is preferable frequency is current obtained by superimposing 1 or higher is alternating current, or any two of these. このように構成することによって、効率よく活性酸素等のラジカルを生成することができるノンサーマルプラズマを発生させることができ、生成したラジカルによってNOをNO 2に酸化し、ハニカムフィルタ3の再生に必要とされる十分なNO 2を得ることができる。 According to such a constitution, it is possible to generate a non-thermal plasma can be efficiently generated radical active oxygen such as to oxidize NO to NO 2 by the generated radical, required for regeneration of the honeycomb filter 3 it is possible to obtain a sufficient NO 2 that is.
【0057】 [0057]
パルス電極4の材料としては、導電性の高い金属を用いることが好ましく、例えば、鉄、金、銀、銅、チタン、アルミニウム、ニッケル、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む金属を好適例して挙げることができる。 As the material of the pulse electrode 4, it is preferable to use a highly conductive metal, for example, metals including iron, gold, silver, copper, titanium, aluminum, nickel, and that at least one component selected from the group consisting of chromium it can be exemplified by the preferred example. また、パルス電極4の形状としては、効率的にノンサーマルプラズマを発生させることができる形状であれば特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。 The shape of the pulse electrode 4, but are not particularly limited as long as a shape can be efficiently generated non thermal plasma, for example, be mentioned wire plate shape, a coil shape, etc. Preferred examples can. また、本実施の形態においては、金属板4aに導電性の針4bを複数配設した形状のパルス電極4を示している。 Further, in the present embodiment is a pulse electrode 4 of arranging a plurality of shape conductive needle 4b on the metal plate 4a. この場合、針4bの数は、分岐流路12の大きさによっても異なるが、10〜500本であることが好ましい。 In this case, the number of needles 4b varies depending the size of the branch flow path 12 is preferably 10 to 500 present. また、図9及び図10に示すようにパルス電極4を配設する際は、パルス電極4の形状を、分岐流路12を通過する一部の排気ガス9aの抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。 Further, when arranging the pulse electrode 4 as shown in FIGS. 9 and 10, the shape of the pulse electrode 4, shaped so as not to resistance of a portion of the exhaust gas 9a passing through the branch flow path 12, for example, it is preferable that the net-like or stripe. 本実施の形態のパルス電極4においては、針4bの数は100本である。 In the pulse electrode 4 of this embodiment, the number of needle 4b is 100.
【0058】 [0058]
また、アース電極5の材料としては、アルミナ、チタン酸バリウム、コージェライト、ムライト、窒化珪素、サイアロン、及びジルコニアガラスからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む化合物を好適例して挙げることができる。 Further, as the material of the ground electrode 5, alumina, barium titanate, cordierite, mullite, silicon nitride, sialon, and be exemplified by a preferred embodiment of the compound containing at least one component selected from the group consisting of zirconia glass it can. また、アース電極5の形状としては、特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。 The shape of the ground electrode 5, but is no particular limitation, and examples thereof include wire plate shape, a coil shape, etc. as preferable examples. また、本実施の形態においては、平板状のアース電極5を示している。 Further, in the present embodiment, it shows a ground electrode 5 of the flat plate. この場合、その面積は、分岐流路12の大きさによっても異なるが、50〜500cm 2であることが好ましく、その厚さは、0.5〜2mmであることが好ましい。 In this case, the area may differ depending on the size of the branch flow path 12 is preferably 50~500Cm 2, its thickness is preferably 0.5 to 2 mm. また、図2及び図3に示すようにアース電極5を配設する際は、アース電極5の形状を、分岐流路12を通過する一部の排気ガス9aの抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。 Further, when arranging the ground electrode 5, as shown in FIGS. 2 and 3, the shape of the ground electrode 5, shaped as not to resistance of a portion of the exhaust gas 9a passing through the branch flow path 12, for example, it is preferable that the net-like or stripe. 本実施の形態のアース電極5においては、面積は169cm 2であり、厚さは2mmである。 In the ground electrode 5 of the present embodiment, the area is 169cm 2, a thickness of 2 mm.
【0059】 [0059]
プラズマ発生電極6を構成するパルス電極4とアース電極5との少なくとも一方が誘電体によりバリアされていてもよい。 At least one of the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 constituting the plasma generation electrodes 6 may be a barrier by a dielectric.
【0060】 [0060]
また、パルス電極4とアース電極5との距離については、特に限定されることはないが、使用されるパルス電極4とアース電極5の形状及び電源7の種類等により効率よくノンサーマルプラズマを発生させることができる距離であればよく、例えば、上述した形状のパルス電極4とアース電極5とを用いる場合は、パルス電極4を構成する針4bの先端とアース電極5との距離が、1〜25mmであることが好ましい。 Also, the distance between the pulse electrode 4 and the earth electrode 5, in particular but not limited, efficiently generate non thermal plasma such as type of shape and power supply 7 of the pulse electrode 4 and the earth electrode 5 used may be any distance that may be, for example, in the case of using a pulse electrode 4 and the ground electrode 5 of the above-described shape, the distance between the tip and the ground electrode 5 of the needles 4b constituting the pulse electrode 4, 1 it is preferable that the 25mm. 本実施の形態においては、その距離が10mmである。 In the present embodiment, the distance is 10 mm.
【0061】 [0061]
また、本実施の形態においては、電源7から供給される電流が、図1に示した電源7と同様に構成されたものを好適に用いることができる。 Further, in the present embodiment, the current supplied from the power source 7 can be suitably used which is configured similarly to the power source 7 shown in FIG.
【0062】 [0062]
本実施の形態に用いられるケース体2の材料としては、特に制限はないが、これを導電性を有する金属とし、アース電極5と接続し、自動車等のアースに電気的に接続させた構成としてもよい。 The material of the case body 2 used in this embodiment is not particularly limited, which was a metal having conductivity, and connected to the earth electrode 5, the ground of an automobile or the like as electrically connected to the structure it may be.
【0063】 [0063]
本実施の形態に用いられるハニカムフィルタ3は、図1に示した排気ガス処理装置1に用いられるハニカムフィルタ3と同様に構成されたものを好適に用いることができる。 A honeycomb filter 3 used in the present embodiment can be suitably used which is configured similarly to the honeycomb filter 3 used in the exhaust gas treatment apparatus 1 shown in FIG. また、ハニカムフィルタ3の形状も、上述したように、円筒状に限定されることはない。 The shape of the honeycomb filter 3 is also, as mentioned above, is not limited to a cylindrical shape.
【0064】 [0064]
また、本実施の形態に用いられるハニカムフィルタ3は、ハニカムフィルタ3を構成する隔壁の表面及び/又は内部に、触媒が担持されることが好ましい。 Further, the honeycomb filter 3 used in the present embodiment, the surface and / or inside of the partition walls constituting the honeycomb filter 3, it is preferred that the catalyst is supported. このように構成することによって、図1に示した排気ガス処理装置1と同様の効果を得ることができる。 According to such a constitution, it is possible to obtain the same effect as exhaust gas treatment apparatus 1 shown in FIG.
【0065】 [0065]
また、本実施の形態の排気ガス処理装置41は、図11に示すように、分岐流路12の、プラズマ発生電極6が配設された部位より上流側に、分岐流路12を通過する一部の排気ガス9aの水分を除去するための脱水手段30をさらに備えたものであることが好ましい。 The exhaust gas treatment apparatus 41 of the present embodiment, as shown in FIG. 11, the branch channel 12, upstream of the site where the plasma generating electrode 6 is arranged, passing through the branch flow path 12 one it is preferably part in which further comprises a dewatering means 30 for removing moisture from the exhaust gas 9a of. 本実施の形態に用いられた脱水手段30は、熱交換器により排気ガス9aを冷却し、液化した水分をドレン31により排出するものである。 Dewatering means 30 used in this embodiment, the heat exchanger of the exhaust gas 9a is cooled, liquefied moisture is to discharge the drain 31. 本来、ノンサーマルプラズマは、NOを酸化するのに有効な酸素以外の、直に安定化状態に戻ってしまう水等の分子も励起することから、大量の水分を含んだ排気ガス9aは、ハニカムフィルタ3を再生させる効率を低下させることとなる。 Originally, a non-thermal plasma, other than the effective oxygen to oxidize NO, since the molecule is also excited such as water which may returns to a direct regulation, including a large amount of moisture the exhaust gas 9a is honeycomb and thus reduce the efficiency of regenerating the filter 3. 特に、燃焼による排気ガス9aには大量の水分を含んでいることが多く、排気ガス処理装置41が脱水手段30をさらに備えた構成とすることによって、NOをNO 2に酸化する効率を向上させるとともに、ノンサーマルプラズマを発生するための電力消費を低減させることができる。 In particular, often it includes a large amount of moisture in the exhaust gas 9a by burning, by the exhaust gas treatment device 41 to a configuration in which further comprising a dewatering unit 30, improving the efficiency of oxidation of NO to NO 2 together, it is possible to reduce the power consumption for generating the non-thermal plasma.
【0066】 [0066]
図11において、排気ガス9aを冷却して脱水する脱水手段30について説明したが、排気ガス9a中の水分を除去することができるものであれば、例えば、排気ガス9aを圧縮して水分の分圧を上昇させて脱水する脱水手段や、吸着剤に水分を吸着させる脱水手段であってもよい。 11 has been described dewatering means 30 for dewatering the exhaust gas 9a is cooled, as long as it can remove the moisture in the exhaust gas 9a, for example, minute water to compress the exhaust gas 9a and dehydrating means for dehydration to increase the pressure, it may be a dewatering means for adsorbing moisture in the adsorbent. また、脱水手段30は、分岐流路12の、プラズマ発生電極6が配設された部位より上流側に位置していればどのような位置に配設してもよい。 Further, the dehydration means 30, the branch channel 12 may be arranged in any position if positioned upstream from the site where the plasma generating electrode 6 is arranged.
【0067】 [0067]
また、本実施の形態の排気ガス処理装置41は、図12に示すように、ケース体2の、排気系8の下流側に、NO X処理手段32をさらに備えたものであることが好ましい。 The exhaust gas treatment apparatus 41 of the present embodiment, as shown in FIG. 12, the case body 2, on the downstream side of the exhaust system 8, it is preferable that further comprising a NO X processing unit 32. このように構成することによって、排気ガス処理装置41にて処理したガスを、有害物質であるNO Xを含まない状態で外部に排出することができる。 According to this structure, the treated gas at the exhaust gas treatment device 41 can be discharged to the outside in a state that does not contain a hazardous substance NO X. NO X処理手段32としては、例えば、NO X吸蔵還元触媒を担持したハニカム構造体や、尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)等を好適例として挙げることができる。 The NO X processing unit 32, for example, and a honeycomb structure supporting the the NO X storage reduction catalyst include Urea SCR (Selective Catalytic Reduction), etc. as preferable examples. また、ケース体2とNO X処理手段32とは、NO X処理手段32が排気系8の下流側に位置していればどのような位置関係でもよく、ケース体2とNO X処理手段32とは接していても離れていてもよい。 Further, the case body 2 and NO X processing unit 32 may be any positional relationship if NO X processing unit 32 if positioned downstream of the exhaust system 8, the case body 2 and NO X processing unit 32 it may be separated even in contact.
【0068】 [0068]
また、本実施の形態の排気ガス処理装置41は、図13に示すようにハニカムフィルタ3を通過した後のNO xを含む排気ガス9bを排気系8の上流側に戻すバイパス33を設け、排気ガス9が排気系8を循環するように構成されている。 The exhaust gas treatment apparatus 41 of this embodiment, a bypass 33 to return the exhaust gas 9b containing NO x after passing through the honeycomb filter 3 as shown in FIG. 13 on the upstream side of the exhaust system 8, the exhaust gas 9 is configured to circulate the exhaust system 8. ノンサーマルプラズマによって生成したNO 2は、ハニカムフィルタ3の隔壁に堆積した煤等の可燃性物質と反応することによってNOに還元されることから、ハニカムフィルタ3を通過した後の排気ガス9bを、再度、排気系8の上流側に戻し、再循環させることによって煤等を除去する効率を上昇させることができる。 NO 2 generated by the non thermal plasma, since it is reduced to NO by reaction with combustible substances such as soot deposited on the partition walls of the honeycomb filter 3, the exhaust gas 9b after passing through the honeycomb filter 3, again, back to the upstream side of the exhaust system 8, it is possible to increase the efficiency of removing soot or the like by recycling.
【0069】 [0069]
【実施例】 【Example】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Following illustratively describes the invention based on examples, the present invention is not limited to these examples.
【0070】 [0070]
(実施例) (Example)
本実施例においては、図14に示すような、排気ガス49のメーン流路となるステンレス製のケース体42を形成し、このケース体42の内部に、メーン流路を遮断するように、コージェライトを用いて形成したハニカムフィルタ43を配設した。 In the present embodiment, as shown in FIG. 14, to form a stainless steel casing 42 which is a main flow path of the exhaust gases 49, the inside of the case body 42, blocking the main channel, Koje the honeycomb filter 43 formed by using a light is disposed. このハニカムフィルタ43は、排気ガス49の流れ方向の長さが50mm、端面の直径が46mm、セル密度が15.5セル/cm 2 、隔壁の厚さが0.43mmとなるように、金属製の口金を用いて押し出し成形して形成し、予め0.171gの煤を表面に付着させた。 The honeycomb filter 43, as the length of the flow direction 50mm exhaust gas 49, the diameter of the end face 46 mm, cell density of 15.5 cells / cm 2, thickness of partition wall is 0.43 mm, made of metal using a die formed by extrusion of, it was deposited in advance 0.171g of soot on the surface. また、ケース体42の外周にはヒータを配設し、ハニカムフィルタ43及びケース体42の内部を通過するガスを300℃に加熱することができるようにした。 Further, the outer periphery of the case body 42 is disposed a heater, and the gas passing through the inside of the honeycomb filter 43 and the case body 42 can be heated to 300 ° C..
【0071】 [0071]
また、図15に示すような、その内部を外気50(外部空気)が通過する注入流路79を形成した。 Further, as shown in FIG. 15, the internal ambient air 50 (external air) to form an injection channel 79 passing therethrough. この注入流路79の内部には、網状のステンレス板44aに長さ25mmのステンレス製の針44bを100本設置して構成されたパルス電極44と、縦130mm、横130mm、厚さ2mmのステンレスにフッ素樹脂をコーティングしたアース電極45とからなるプラズマ発生電極6を配設した。 The inside of the injection channel 79 includes a pulse electrode 44 stainless steel needle 44b is configured by installing 100 of length 25mm reticulated stainless steel plates 44a, vertical 130 mm, horizontal 130 mm, a thickness of 2mm stainless the plasma generating electrode 6 made of coated ground electrode 45. the fluorine resin was disposed. また、パルス電極44を構成する針44bとアース電極45との距離は10mmとした。 The distance between the needle 44b and the grounding electrode 45 constituting the pulse electrode 44 was set to 10 mm. アース電極45の表面は、厚さ2mmのアクリル板でバリアされている。 Surface of the ground electrode 45 is a barrier with an acrylic plate having a thickness of 2 mm.
【0072】 [0072]
このように構成されたケース体42と注入流路79とを用いて、図16に示すような排気ガス処理装置78を製作した。 Thus using the configured case body 42 and the injection channel 79 was fabricated exhaust gas treatment apparatus 78 shown in FIG. 16. 本実施例においては、コンプレッサ71にて圧縮した乾燥空気を注入流路79の内部を通過させ、注入流路79を通過した乾燥空気に、所定濃度に調整されたNO混合ガスを合流させた後にケース体42に導入してハニカムフィルタ43を再生させるものである。 In the present embodiment, dry air compressed by the compressor 71 is passed through the inside of the injection channel 79, the dry air passing through the injection channel 79, after are merged a NO mixture gas adjusted to a predetermined concentration is introduced into the case body 42 is intended to regenerate the honeycomb filter 43. 具体的には、外部空気をコンプレッサ71にて圧縮し、フィルタ72にて微粒子を除去し、乾燥剤にて水分を除去して乾燥空気(相対湿度10%、温度20℃)を製造し、この乾燥空気のうちの一部を、流量1L/minで注入流路79を通過させた。 Specifically, compressing the external air at the compressor 71, to remove particulates by the filter 72, to produce to remove moisture at desiccant air (10% relative humidity, temperature 20 ° C.), the some of the dry air was passed through the injection channel 79 at a flow rate of 1L / min. また、2%のNO混合ガスが充填されたガスボンベ73から供給されたNOガスを、コンプレッサ71から別途供給した乾燥空気にて希釈した希釈NO混合ガスを作製し、作製した希釈NO混合ガスを、注入流路79を通過した乾燥空気に流量9L/minで合流させた。 Further, 2% of NO gas supplied from the gas cylinder 73 NO mixed gas is filled, to prepare a diluted NO mixed gas diluted with dry air which is separately supplied from the compressor 71, a diluted NO gas mixture produced, It was merged at a flow rate of 9 L / min to dry air which has passed through the injection channel 79. このようにして得られた合流混合ガスをケース体42内のハニカムフィルタ43に通気した。 Thus the merged gas mixture obtained was passed into the honeycomb filter 43 of the case body 42. 合流混合ガスのNO濃度は300ppmであった。 NO concentration of the confluent mixed gas was 300 ppm.
【0073】 [0073]
プラズマ発生電極46に用いる電源47としては、スイッチング素子としてIGBT(insulated gate bipolar transistor)を用いた高電圧パルス電源((株)増田研究所製)を用いた。 The power source 47 used in the plasma generating electrode 46, using a high-voltage pulse power source using a IGBT (insulated gate bipolar transistor) as a switching element (Co. Masuda Laboratory Ltd.). この高電圧パルス電源は、定格負荷に最大約45kV電圧を印加することができ、本実施例においては、周波数840Hz、放電電力13Wとした。 The high-voltage pulse power source can apply a maximum of about 45kV voltage to the rated load, in the present embodiment, and a frequency 840 Hz, discharge power 13W. 乾燥空気が注入流路79の内部を通過する際には、プラズマ発生電極46の印加電圧と電流とを、オシロスコープ(横河電気(株)製:DL1740−1GS/s)75と、高電圧プローブ(ソニー テクトロニクス(株)製:P6015A)と、電流プローブ(ソニー テクトロニクス(株)製:P6021)とを用いて測定した。 When the dry air passes through the interior of the injection channel 79, the applied voltage and current of the plasma generating electrode 46, an oscilloscope (Yokogawa Electrical Co.: DL1740-1GS / s) and 75, the high voltage probe (Sony Tektronix Co.: P6015A) and a current probe (Sony Tektronix Co.: P6021) and was used for the measurement. 電源47による、電流電圧波形を図17に示す。 According to the power supply 47 shows a current-voltage waveform in Figure 17.
【0074】 [0074]
また、合流混合ガスが通過する間のハニカムフィルタ43の圧力損失を測定した。 Further, to measure the pressure loss of the honeycomb filter 43 during merging mixed gas passes through. 時間経過によるハニカムフィルタ43の圧力損失の測定結果、及びその際のケース体42内部のガス温度を図18に示す。 Measurement results of the pressure loss of the honeycomb filter 43 over time, and the case body 42 inside the gas temperature at that time is shown in FIG. 18.
【0075】 [0075]
また、ケース体42から排出されたガスをオゾン除去用ヒータ76(図16参照)を通過させた後、そのガスに含まれる、NO、NO X 、N 2 O、CO、CO 2 、及びO 2の濃度を、ガス分析器77(図16参照)を用いて測定した。 Also, after the gas discharged from the case body 42 is passed through the ozone removing heater 76 (see FIG. 16), contained in the gas, NO, NO X, N 2 O, CO, CO 2, and O 2 the concentration of was measured using a gas analyzer 77 (see FIG. 16). 測定結果を図20に示す。 The measurement results are shown in Figure 20.
【0076】 [0076]
また、時間経過による、ハニカムフィルタ43(図14参照)に付着させた煤の減少量(mg)及び減少率(質量%)を図19に示す。 Also, over time, showing the honeycomb filter 43 reduces the amount of soot deposited on (see FIG. 14) (mg) and reduction rate (mass%) in FIG. 19.
【0077】 [0077]
(比較例) (Comparative Example)
実施例と同量の煤を付着させたハニカムフィルタをケース体の内部に配設し、ケース体の内部に酸素を供給しつつヒータにより加熱を行うことにより、ハニカムフィルタに付着させた煤を酸化燃焼除去する排気ガス処理装置を製造した。 It arranged a honeycomb filter obtained by attaching the soot embodiment the same amount into the case body, by heating by a heater while supplying oxygen to the inside of the case body, oxidizing the soot deposited on the honeycomb filter It was produced exhaust gas treatment apparatus for burning and removing. 図19に、時間経過による、ハニカムフィルタに付着させた煤の減少量(mg)及び減少率(%)を示す。 19, over time, indicating reduction of soot deposited on the honeycomb filter (mg) and reduction rate (%).
【0078】 [0078]
図18に示したグラフから、ノンサーマルプラズマ発生時にハニカムフィルタ43(図14参照)の圧力損失が低下し、ハニカムフィルタ43(図11参照)の再生が行われていることがわかる。 From the graph shown in FIG. 18, the pressure loss of the honeycomb filter 43 (refer to FIG. 14) is reduced during non-thermal plasma generation, it can be seen that the regeneration of the honeycomb filter 43 (see FIG. 11) is performed.
【0079】 [0079]
また、図19に示したグラフから、ノンサーマルプラズマ発生時において、NOの濃度が減少しているとともに、CO 2及びCOの濃度が増加していることから、ノンサーマルプラズマにより生成したラジカルよって酸化されたNO 2が煤と反応していることがわかる。 Further, from the graph shown in FIG. 19, at the time of non-thermal plasma generator, with the concentration of NO is reduced, since the concentration of CO 2 and CO is increased, by the radical generated by the non-thermal plasma oxidation been NO 2 it can be seen that reacted with soot.
【0080】 [0080]
図20に示したグラフから、本実施例の排気ガス処理装置は、ハニカムフィルタ43(図14参照)に付着させた煤の97%を、4.6時間で酸化燃焼除去することができた。 From the graph shown in FIG. 20, the exhaust gas treatment apparatus of the present embodiment, 97% of the honeycomb filter 43 soot adhered to (see FIG. 14), it was possible to oxidative combustion removed in 4.6 hours. 本比較例の排気ガス処理装置は、6.6時間経過しても、75%の煤しか酸化燃焼除去することができなかった。 Exhaust gas treatment apparatus of this comparative example, even after the lapse of 6.6 hours, it was not possible to only 75% of the soot is removed by oxidation combustion.
【0081】 [0081]
上述した測定を終えた後、ハニカムフィルタ43(図14参照)を排気ガス処理装置78(図16参照)から取り出して、ハニカムフィルタ43(図14参照)の内面及び外面を目視にて確認したところ、煤が除去されていることが確認できた。 When after completing the measurement described above, the honeycomb filter 43 is removed from (see FIG. 14) of the exhaust gas treatment apparatus 78 (see FIG. 16) to confirm the inner and outer surfaces of the honeycomb filter 43 (refer to FIG. 14) visually , it was confirmed that the soot has been removed.
【0082】 [0082]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明によって、排気ガスに含まれる粒子状物質をハニカムフィルタにて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタを再生することが可能であるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して耐久性及び処理性能に優れかつ小型化が可能な排気ガス処理装置を提供することができる。 As described above, the present invention, oxidative combustion of the particulate matter contained in the exhaust gas collected in the high accuracy in the honeycomb filter, the combustible material of the collected particulate matter in a simple and low energy was removed, along with it is possible to reproduce the honeycomb filter, a compared to the exhaust gas treatment apparatus excellent in durability and performance and miniaturization possible exhaust gas treatment apparatus using a conventional non-thermal plasma it is possible to provide.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。 Is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of FIG. 1 according to the present invention (the first invention).
【図2】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。 2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention (first invention).
【図3】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。 3 is a sectional view schematically showing another embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention (first invention).
【図4】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態に用いられるハニカムフィルタを示す斜視図である。 It is a perspective view showing a honeycomb filter used in one embodiment of the exhaust gas treatment apparatus of Figure 4 the present invention (first invention).
【図5】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらに脱水手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。 One embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of FIG. 5 the present invention (first invention) is a cross-sectional view schematically showing a state with the dewatering means.
【図6】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらにNO X処理手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。 One embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of Figure 6 the present invention (first invention) is a cross-sectional view of the state in which further comprising a NO X processing unit shown schematically.
【図7】 本発明(第一の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、バイパスを備えた状態を模式的に示す断面図である。 One embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of Figure 7 the present invention (first invention) is a cross-sectional view showing a state with a bypass schematically.
【図8】 本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。 Is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of FIG. 8 according to the present invention (the second invention).
【図9】 本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。 9 is a perspective view schematically showing another embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of the present invention (second invention).
【図10】 本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。 [10] The present invention Another embodiment of the exhaust gas treatment apparatus (second invention) is a cross-sectional view schematically showing.
【図11】 本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらに脱水手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。 One embodiment of an exhaust gas treatment apparatus 11 according to the present invention (the second invention) is a cross-sectional view schematically showing a state with the dewatering means.
【図12】 本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらにNO X処理手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。 One embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of Figure 12 the present invention (second invention) is a state in which further comprising a NO X processing means a cross-sectional view schematically showing.
【図13】 本発明(第二の発明)の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、バイパスを備えた状態を模式的に示す断面図である。 One embodiment of an exhaust gas treatment apparatus 13 according to the present invention (the second invention) is a cross-sectional view showing a state with a bypass schematically.
【図14】 本発明の実施例における、排気ガス処理装置を構成するケース体を模式的に示す断面図である。 In the embodiment of Figure 14 the present invention, it is a cross-sectional view schematically showing a case body constituting the exhaust gas treatment device.
【図15】 本発明の実施例における、排気ガス処理装置を構成する注入流路を模式的に示す断面図である。 In the embodiment of Figure 15 the present invention is a cross-sectional view schematically showing the injection channel constituting the exhaust gas treatment device.
【図16】 本発明の実施例における、排気ガス処理装置の各種測定を行うための全体概要構成図である。 In the embodiment of Figure 16 the present invention is an overall schematic configuration diagram for performing various measurements of an exhaust gas treatment device.
【図17】 本発明の実施例における、排気ガス処理装置に用いられる電源の電流電圧波形を示すグラフである。 In the embodiment of Figure 17 the present invention, it is a graph showing current-voltage waveform of the power supply used for an exhaust gas treatment apparatus.
【図18】 本発明の実施例における、プラズマ発生電極にてノンサーマルプラズマを発生させた際の、ケース体内に配設されたハニカムフィルタの圧力損失と経過時間との関係、及びその際の温度を示すグラフである。 In the embodiment of Figure 18 the present invention, when caused the non thermal plasma in the plasma generating electrode, the temperature of the relationship, and at that time between the elapsed time and the pressure loss of the honeycomb filter disposed in the case body it is a graph showing a.
【図19】 本発明の実施例及び比較例における、時間経過による、ハニカムフィルタに付着させた煤の減少量及び減少率を示すグラフである。 In Examples and Comparative Examples of Figure 19 the present invention, over time, it is a graph illustrating the decrease and decrease rate of soot deposited on the honeycomb filter.
【図20】 本発明の実施例における、ハニカムフィルタにスート付着させた状態でノンサーマルプラズマを発生させた際の、NO、NO X 、N 2 O、CO、CO 2 、及びO 2の濃度と経過時間との関係を示すグラフである。 In the embodiment of Figure 20 the present invention, when caused the non thermal plasma while being soot deposited in the honeycomb filter, NO, NO X, N 2 O, CO, the concentration of CO 2, and O 2 and is a graph showing the relationship between the elapsed time.
【図21】 従来の排気ガス処理装置に用いられるハニカムフィルタを示す斜視図である。 21 is a perspective view showing a honeycomb filter used in the conventional exhaust gas treatment apparatus.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1…排気ガス処理装置、2…ケース体、3…ハニカムフィルタ、4…パルス電極、4a…金属板、4b…針、5…アース電極、6…プラズマ発生電極、7…電源、8…排気系、9,9a,9b…排気ガス、10…外気、11…注入流路、12…分岐流路、21…隔壁、22…セル、23,23a,23b…端面、30…脱水手段、31…ドレン、32…NO X処理手段、33…バイパス、41…排気ガス処理装置、42…ケース体、43…ハニカムフィルタ、44…パルス電極、44a…ステンレス板、45…アース電極、46…プラズマ発生電極、49…排気ガス、50…外気、71…コンプレッサ、72…フィルタ、73…ガスボンベ、74…マスフローコントローラ、75…オシロスコープ、76…オゾン除去用ヒータ、77…ガス分 1 ... an exhaust gas treatment apparatus, 2 ... case body, 3 ... honeycomb filter, 4 ... pulse electrode, 4a ... metal plate, 4b ... needle, 5 ... ground electrode, 6 ... plasma generating electrode, 7 ... power supply, 8 ... exhaust system , 9, 9a, 9b ... exhaust gas 10 ... outside air, 11 ... injection channel, 12 ... branch flow channel, 21 ... partition wall, 22 ... cell, 23, 23a, 23b ... end surface, 30 ... dehydration unit, 31 ... drain , 32 ... NO X processing unit, 33 ... bypass, 41 ... exhaust gas treatment apparatus, 42 ... case body, 43 ... honeycomb filter, 44 ... pulse electrode, 44a ... stainless steel plate, 45 ... ground electrode, 46 ... plasma generation electrode, 49 ... exhaust gas 50 ... outside air, 71 ... compressor, 72 ... filter, 73 ... gas cylinder, 74 ... mass flow controller, 75 ... oscilloscope, 76 ... ozone removing heater, 77 ... gas partial 器、78…排気ガス処理装置、79…ケース体、80…ハニカムフィルタ、81…隔壁、82…セル、83…排気ガス流入側端面、84…排気ガス流出側端面。 Vessel, 78 ... exhaust gas treatment apparatus, 79 ... case body, 80 ... honeycomb filter, 81 ... partition wall, 82 ... cell, 83 ... exhaust gas inlet side end surface, 84 ... exhaust gas outlet side end surface.

Claims (13)

  1. 燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、 Is installed in the exhaust system of the combustion gases, the particulate matter contained in the exhaust gas collecting, a exhaust gas treatment apparatus used for removing,
    前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記排気系の外部から前記ケース体より上流側の前記排気系に合流するように設置され、その内部を外気が通過する注入流路と、前記注入流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極とを備え、 A case body serving as a main flow path of the exhaust gas, which is arranged to block the main flow channel inside the case body, a plurality of cells partitioned by the exhaust gas of the filter flow path to become the partition wall anda honeycomb filter for collecting the particulate matter contained in the exhaust gas, is installed from the outside of the exhaust system so as to merge into the exhaust system upstream of the case body, the outside air and the inside and injection channel but passing, the injection passage is constituted by opposed pulse electrode and the earth electrode, the pulse electrode and the possible plasma generation to generate a non-thermal plasma between the ground electrode and an electrode,
    前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成した少なくとも酸素ラジカルを含む外気を排気ガスに導入し、導入した前記外気に含まれる少なくとも前記酸素ラジカルによって、前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置。 The particulate matters included in the exhaust gas flowing into the casing, as well as collected by the honeycomb filter, non thermal which is generated between the pulse electrode and the earth electrode constituting the plasma generation electrode wherein the outside air containing at least oxygen radicals generated by the plasma is introduced into the exhaust gas, which by at least the oxygen radicals contained in the outside air introduced to oxidize the nitrogen monoxide contained in the exhaust gas to nitrogen dioxide, the resulting the combustible materials are oxidized combustion removal of the particulate matter deposited are collected on the surface of the partition wall by nitrogen dioxide, the exhaust gas treatment apparatus characterized by capable of reproducing the honeycomb filter .
  2. 燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、 Is installed in the exhaust system of the combustion gases, the particulate matter contained in the exhaust gas collecting, a exhaust gas treatment apparatus used for removing,
    前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記ケース体より上流側の前記排気系から分岐し再度前記排気系に合流するように設置され、その内部を一部の前記排気ガスが通過する分岐流路と、前記分岐流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極と、前記ハニカムフィルタを通過した後の排気ガスを排気系の前記ハニカムフィルタの配置位置よりも上流側に戻して前記排気系に排気ガ A case body serving as a main flow path of the exhaust gas, which is arranged to block the main flow channel inside the case body, a plurality of cells partitioned by the exhaust gas of the filter flow path to become the partition wall anda honeycomb filter for collecting the particulate matter contained in the exhaust gas, wherein branching off from the exhaust system on the upstream side of the case body is provided such that the join in the exhaust system again, its internal a branch passage portion of the exhaust gas passes, is composed of opposed pulse electrode and the earth electrode on the branch flow path, to generate a non-thermal plasma between the ground electrode and the pulse electrode it a plasma generating electrode capable of exhaust gas in the exhaust system back into the upstream side of the position of the honeycomb filter of the exhaust system the exhaust gas after passing through the honeycomb filter を循環させるバイパスと、を備え、 And a bypass for circulating,
    前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記分岐流路内の前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成した少なくとも酸素ラジカルによって、 前記メーン流路を通過する前記排気ガス及び前記バイパスにより循環された前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置。 The particulate matters included in the exhaust gas flowing into the casing, as well as collected by the honeycomb filter, between the pulse electrode and the earth electrode constituting the plasma generation electrode of the branch flow path by at least oxygen radicals were generated by non-thermal plasma generated, the exhaust gas and nitrogen monoxide contained in the exhaust gas is circulated by the bypass passing through the main flow path oxidized to nitrogen dioxide, obtained exhaust gas the combustible material is oxidized combustion removal of the particulate matter deposited are collected on the surface of the partition wall by nitrogen dioxide, characterized in that capable of reproducing the honeycomb filter processing apparatus.
  3. 前記注入流路を通過する前記外気の流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して1/10以下である請求項1に記載の排気ガス処理装置。 Wherein the external air flow through the injection channel is an exhaust gas treatment apparatus according to claim 1 is 1/10 or less with respect to the flow rate of the exhaust gas passing through the main flow path.
  4. 前記ハニカムフィルタを通過した後の前記排気ガスの少なくとも一部を前記排気系の上流側に戻し、前記排気系を前記排気ガスが循環するためのバイパスをさらに備えた請求項1又は3に記載の排気ガス処理装置。 Wherein at least a portion of the exhaust gas after passing through the honeycomb filter back to the upstream side of the exhaust system, according to the exhaust system in claim 1 or 3 wherein the exhaust gas is further provided with a bypass for circulating exhaust gas treatment device.
  5. 前記分岐流路を通過する前記排気ガスの流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して1/10以下である請求項2に記載の排気ガス処理装置。 The flow rate of the exhaust gas passing through the branch flow path, an exhaust gas processing device according to claim 2 is 1/10 or less with respect to the flow rate of the exhaust gas passing through the main flow path.
  6. 前記パルス電極に電圧を印加するための電源をさらに備えた請求項1〜 のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 Exhaust gas treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a power supply for applying a voltage to the pulse electrode.
  7. 前記ハニカムフィルタの材質が、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、及び窒化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の材料からなる請求項1〜 のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 The material of the honeycomb filter, cordierite, silicon carbide, sialon, and an exhaust gas processing device according to any one of claims 1 to 6 comprising at least one material selected from the group consisting of silicon nitride.
  8. 前記ハニカムフィルタのセル密度が15〜60セル/cm 2であり、前記隔壁の厚さが0.2〜0.5mmであり、前記ハニカムフィルタの端面の目封じ深さが1〜20mmである請求項1〜 のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 The cell density of the honeycomb filter is 15 to 60 cells / cm 2, the thickness of the partition walls is 0.2 to 0.5 mm, plugging depth of the end face of the honeycomb filter is 1~20mm claims exhaust gas treatment device according to any one of claim 1-7.
  9. 前記ケース体の、前記排気系の上流側に、前記ケース体に流入する前記排気ガスの少なくとも一部に含まれる水分を除去するための脱水手段をさらに備えた請求項1〜 のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 Of the case body, the upstream side of the exhaust system, to any one of claims 1 to 8, wherein further comprising a dewatering means for removing water contained in at least a portion of the exhaust gas flowing into the case body exhaust gas treatment apparatus according.
  10. 前記ハニカムフィルタの前記隔壁の表面及び/又は内部に、触媒が担持された請求項1〜 のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 Surface and / or inside of the partition walls of the honeycomb filter, the exhaust gas treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9, catalyst is supported.
  11. 前記ケース体の、前記排気系の下流側に、NO X処理手段をさらに備えた請求項1〜 10のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 Wherein the case body, to a downstream side of the exhaust system, the exhaust gas processing device according to further claim 1-10 comprising a NO X processing unit.
  12. 前記電源から供給される電流が、電圧が1kV以上の直流電流、ピーク電圧が1kV以上かつ1秒あたりのパルス数が1以上であるパルス電流、ピーク電圧が1kV以上かつ周波数が1以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流である請求項 〜11のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 Current supplied from the power source is greater than or equal to the direct current voltage 1kV, pulse current pulse number is 1 or more per peak voltage 1kV or more and 1 seconds, the peak voltage is higher and the frequency 1kV 1 or more AC current, or the exhaust gas treatment device according to any one of claims 6-11 is a current obtained by superimposing any two of these.
  13. ディーゼルエンジンの燃焼ガスの排気系中に設置された請求項1〜12のいずれかに記載の排気ガス処理装置。 Exhaust gas treatment device according to any one of claims 1 to 12 installed in the exhaust system of a combustion gas of a diesel engine.
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