JP6251933B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマを利用した還元装置とケミカル酸化触媒とを備える排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus including a reduction device using plasma and a chemical oxidation catalyst.
従来、プラズマを利用してエンジンから排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas exhausted from an engine using plasma is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、複数の平板状の電極構造体が、それぞれ排気ガス通路を介して積層されている、即ち、排気ガスの流れる方向に沿って複数の電極構造体が配置されている。従って、排気ガス通路の通路断面積が小さくなり、プラズマにより排気ガスを活性化する量が少なく、効率良く排気ガスを浄化することが難しい。排気ガス通路の通路断面積を大きくすれば、排気ガス浄化装置の大型化を招くことになる。 In Patent Document 1, a plurality of plate-like electrode structures are stacked via exhaust gas passages, that is, a plurality of electrode structures are arranged along the direction in which the exhaust gas flows. Accordingly, the cross-sectional area of the exhaust gas passage is reduced, the amount of exhaust gas activated by plasma is small, and it is difficult to efficiently purify the exhaust gas. Increasing the passage cross-sectional area of the exhaust gas passage leads to an increase in the size of the exhaust gas purification device.
また、上記排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質を酸化反応にて焼却するものであるが、排気ガス中の主要な有害物質(HC、CO、NOx)を効果的に浄化することが望まれる。
更に、上記の酸化反応は、エンジン始動時等の排気ガス温度が低い状態では進行しにくいため排気ガスが浄化しにくく、早期に排気ガス温度を昇温させること望ましい。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、排気ガスを効果的に浄化することが可能な排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。In addition, the exhaust gas purification device incinerates particulate matter in the exhaust gas by oxidation reaction, but effectively purifies the main harmful substances (HC, CO, NOx) in the exhaust gas. Is desired.
Furthermore, since the above oxidation reaction does not proceed easily when the exhaust gas temperature is low, such as when the engine is started, it is difficult to purify the exhaust gas, and it is desirable to raise the exhaust gas temperature early.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an exhaust gas purification device capable of effectively purifying exhaust gas.
上述した課題を解決するため、本発明は、NOx還元作用を有するプラズマ還元装置を排気管本体内の上流に配置し、メタル酸化触媒装置を前記排気管本体内の下流に配置し、前記プラズマ還元装置は、少なくともアノード、カソードの一対の電極を備え、各電極は、面状で排気ガスの流れ方向に所定の間隔で空間を空けて配置し、各電極面及び空間を前記排気ガスが通過し、各電極面を排気ガス流に直交させ、前記アノード、カソードに供給されるパルス電流をSIサイリスタにより生成し、前記パルス電流の周波数を10万Hz以上としたことを特徴とする。In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plasma reduction device having a NOx reduction action disposed upstream in an exhaust pipe body, a metal oxidation catalyst device disposed downstream in the exhaust pipe body, and the plasma reduction The apparatus includes at least a pair of electrodes of an anode and a cathode, and each electrode is planar and arranged with a predetermined space in the flow direction of the exhaust gas, and the exhaust gas passes through each electrode surface and the space. Each electrode surface is orthogonal to the exhaust gas flow, a pulse current supplied to the anode and cathode is generated by an SI thyristor, and the frequency of the pulse current is 100,000 Hz or more .
この構成によれば、アノード、カソードの電極面を排気ガス流に直交させることで、電極を通過する排気ガスを基に効率良くプラズマを発生させることができ、また、排気ガス通路断面積をより大きくすることができるため、排気ガスを効率よく浄化することができる。また、プラズマ還元装置でNOxを還元し、この還元作用により生成された酸素と熱とを利用して、下流側のメタル酸化触媒装置を早期に昇温させながらメタル酸化触媒装置でHC及びCOを酸化して排気ガスを浄化することができ、排気ガスを効果的に浄化することができる。メタル酸化触媒装置は、冷間始動時には早期に昇温され、酸化による排気ガス浄化の効果が大きくなる。 According to this configuration, by making the anode and cathode electrode surfaces orthogonal to the exhaust gas flow, plasma can be generated efficiently based on the exhaust gas passing through the electrodes, and the exhaust gas passage cross-sectional area can be further increased. Since it can be enlarged, exhaust gas can be purified efficiently. In addition, NOx is reduced by the plasma reduction device, and oxygen and heat generated by this reduction action are used to quickly raise the temperature of the downstream metal oxidation catalyst device, while the metal oxidation catalyst device reduces HC and CO. The exhaust gas can be purified by oxidation, and the exhaust gas can be effectively purified. The metal oxidation catalyst device is heated at an early stage at the time of cold start, and the effect of exhaust gas purification by oxidation is increased.
上記構成においては、SIサイリスタにより高周波パルスを生成して、排気ガスをより活性化させて還元作用を促すプラズマを発生させることができ、還元効率を向上させることができる。In the above configuration, the high-frequency pulse is generated by the SI thyristor , the plasma that activates the exhaust gas and promotes the reduction action can be generated, and the reduction efficiency can be improved.
また、上記構成においては、プラズマ発生時の発熱及び還元反応時の発熱により、排気ガスが昇温したときに排気ガスからの放熱を抑制することができ、下流側のメタル酸化触媒装置に供給される排気ガスの温度をより高めることができる。これにより、触媒による排気ガスの浄化作用を向上させることができる。Further, in the above configuration, the heat generated during the generation of the plasma and the heat generated during the reduction reaction can suppress heat release from the exhaust gas when the temperature of the exhaust gas rises, and is supplied to the downstream metal oxidation catalyst device. The temperature of the exhaust gas can be further increased. Thereby, the purification | cleaning effect | action of the exhaust gas by a catalyst can be improved.
また、上記構成において、管状のセラミックスボディの一方の端に前記カソードを配置し、他方の端に前記アノードを配置してプラズマ還元ユニットを形成し、前記プラズマ還元ユニットを排気管本体内に組み付けても良い。この構成によれば、排気管本体の内側にカソード、アノードを容易に且つ所定の間隔に配置することができる。 Further, in the above configuration, the cathode is arranged at one end of the tubular ceramic body, the anode is arranged at the other end to form a plasma reduction unit, and the plasma reduction unit is assembled in the exhaust pipe body. Also good. According to this configuration, the cathode and the anode can be easily arranged at a predetermined interval inside the exhaust pipe main body.
また、上記構成において、前記アノードを前記セラミックスボディで絶縁し、前記カソードを固定リングで前記排気管本体に接地するようにしても良い。この構成によれば、セラミックスボディにより、アノード、カソードを支持するとともにアノードを絶縁して、部品数を減らすことができる。 In the above configuration, the anode may be insulated by the ceramic body, and the cathode may be grounded to the exhaust pipe body by a fixing ring. According to this configuration, the ceramic body can support the anode and the cathode and insulate the anode, thereby reducing the number of parts.
また、上記構成において、前記メタル酸化触媒装置は、メタルハニカム触媒装置又はワイヤニット型触媒装置であっても良い。この構成によれば、メタルハニカム触媒装置では、担体となる金属箔をより薄くし、ワイヤニット型触媒装置では、担体となる線材をより細くすることで、触媒表面積を大きくすることが可能であり、また昇温しやすいので、プラズマ還元装置により活性化された排気ガスの浄化性能を更に高めることができる。 Further, in the above configuration, the metal oxidation catalyst device may be a metal honeycomb catalyst device or a wire knit catalyst device. According to this configuration, it is possible to increase the catalyst surface area by making the metal foil serving as a carrier thinner in the metal honeycomb catalyst device and making the wire material serving as the carrier thinner in the wire knit catalyst device. Moreover, since the temperature rises easily, the purification performance of the exhaust gas activated by the plasma reduction device can be further enhanced.
本発明は、NOx還元作用を有するプラズマ還元装置を上流に配置し、メタル酸化触媒装置を下流に配置し、プラズマ還元装置は、少なくともアノード、カソードの一対の電極を備え、各電極は面状で、排気ガスが通過し、各電極面を排気ガス流に直交させたので、電極を通過する排気ガスを基に効率良くプラズマを発生させることができ、また、排気ガス通路断面積をより大きくすることができるため、排気ガスを効率よく浄化することができる。また、プラズマ還元装置でNOxを還元し、この還元作用により生成された酸素と熱とを利用して、下流側のメタル酸化触媒装置を早期に昇温させながらメタル酸化触媒装置でHC及びCOを酸化して排気ガスを浄化することができ、排気ガスを効果的に浄化することができる。 In the present invention, a plasma reduction device having NOx reduction action is disposed upstream, a metal oxidation catalyst device is disposed downstream, and the plasma reduction device includes at least a pair of electrodes of an anode and a cathode, and each electrode is planar. Since the exhaust gas passes and each electrode surface is orthogonal to the exhaust gas flow, it is possible to efficiently generate plasma based on the exhaust gas passing through the electrode, and to further increase the exhaust gas passage cross-sectional area. Therefore, exhaust gas can be purified efficiently. In addition, NOx is reduced by the plasma reduction device, and oxygen and heat generated by this reduction action are used to quickly raise the temperature of the downstream metal oxidation catalyst device, while the metal oxidation catalyst device reduces HC and CO. The exhaust gas can be purified by oxidation, and the exhaust gas can be effectively purified.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。以下の説明中「上流」、「下流」は、排気ガスの流れの上流、下流を示している。
図1は、本発明に係る排気ガス浄化装置10を示す断面図である。
排気ガス浄化装置10は、エンジンのシリンダヘッドに接続される排気管14と、エンジンから排出される排気ガスを浄化するために排気管14に設けられたプラズマ還元装置11及び触媒装置12とから構成されている。
排気管14は、シリンダヘッドに接続される接続管21と、接続管21に一端が接続された上流側テーパ管22と、上流側テーパ管22の他端に接続された直管23と、直管23の下流側端部に接続された下流側テーパ管24とからなる。下流側テーパ管24は、例えば別の排気管、消音器等に接続される。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, “upstream” and “downstream” indicate upstream and downstream of the flow of exhaust gas.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an exhaust
The exhaust
The
接続管21は、シリンダヘッドに排気ガス浄化装置10をボルトで取付ける際のボルト穴26a,26aが開けられたフランジ部26と、フランジ部26に取付けられた管部27とからなる。上流側テーパ管22は、接続管21の管部27の外周面に取付けられた小径管部22aと、直管23の内周面に取付けられた大径管部22bと、小径管部22a及び大径管部22bのそれぞれを一体に繋ぐテーパ部22cとからなる。
直管23は、円筒状の部材であり、接地されている。下流側テーパ管24は、直管23の内周面に取付けられた大径管部24aと、大径管部24aよりも小径に形成された小径管部24bと、大径管部24a及び小径管部24bのそれぞれを一体に繋ぐテーパ部24cとからなる。The connecting
The
プラズマ還元装置11は、直管23内に配置されたプラズマ還元ユニット15と、プラズマ還元ユニット15に電力を供給する電源装置33とから構成されている。プラズマ還元ユニット15は、排気ガスの下流側に配置されたアノード31と、アノード31の上流側に配置されたカソード32との一対の電極を備える。
アノード31、カソード32間にパルス電圧を加えることで放電し、排気管14内を流れる排気ガスにプラズマ(非平衡プラズマ)が発生する。
アノード31は、電源装置33から延びる導線の接続端子34に接続され、カソード32は、直管23を介して接地されている。電源装置33は、高周波のパルス電圧を発生させる装置であり、一方の出力端子から正電圧をアノード31に供給し、他方の出力端子が接地されている。
プラズマ還元ユニット15の直管23内への固定は、プラズマ還元装置11に含まれる固定部36により行われる。The
Discharging by applying a pulse voltage between the
The
The
固定部36は、直管23をプラズマ還元ユニット15側とで挟み込む絶縁材37と、絶縁材37に当てられたワッシャ38と、プラズマ還元ユニット15の端部、絶縁材37、ワッシャ38を直管23に締結するボルト41及びナット42とから構成されている。ボルト41は、プラズマ還元ユニット15の端部、絶縁材37、ワッシャ38を貫通している。ワッシャ38とナット42との間には接続端子34が取付けられている。 The
パルス電源には、SIサイリスタ(静電誘導サイリスタ)が内蔵されている。従来は、スイッチング動作周波数として10万Hz以上を実現する半導体素子は、図5に示したように、近年の研究により、SIサイリスタのスイッチング動作が10万Hz以上の周波数で可能なことが確認されている。本実施形態のプラズマ還元装置11では、SIサイリスタの高速スイッチング動作により、少なくともパルス周波数が10万Hzのパルス電流が生成され、このパルス電流がプラズマ還元ユニット15に供給される。
パルス周波数が10万Hz以上では、特にNOxに対して反応性の高いラジカル(例えばNラジカル)が増大し、還元性能を高めることが可能になり、以下に示す還元反応が促進されることに知見を得ている。
2NOx + 2N → 2N2 +xO2 The pulse power source incorporates an SI thyristor (electrostatic induction thyristor). Conventionally, as shown in FIG. 5, a semiconductor device that realizes a switching operation frequency of 100,000 Hz or more has been confirmed by a recent study to be capable of switching operation of an SI thyristor at a frequency of 100,000 Hz or more. ing. In the
It is known that when the pulse frequency is 100,000 Hz or more, radicals that are highly reactive with NOx (for example, N radicals) increase, and it is possible to improve the reduction performance and promote the following reduction reaction. Have gained.
2NOx + 2N → 2N 2 + xO 2
触媒装置12は、直管23内に保持部材43を介して取付けられたケミカル酸化触媒である。触媒装置12は、セラミックス製又はメタル製で無数の細孔が形成されたセラミックス担体又はメタル担体に、Pt(白金)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)等の金属触媒が担持されたセラミックスハニカム触媒又はメタルハニカム触媒で構成される。触媒装置12では、主にHC、COを酸化させて浄化する。
あるいは、触媒装置12は、金属製の線材を編んで網材を形成し、この網材に上記の金属触媒を担持させ、網材を重ね合わせて巻いたり折り畳んだりしたワイヤニット型触媒で構成される。ワイヤニット型触媒は、金属触媒の表面積を大きくでき、また、線材間のガス流路では乱流が発生しやすいために金属触媒と接触する体積を増加させることができるため、これらより、触媒性能を向上させることが可能である。The
Alternatively, the
図2は、プラズマ還元ユニット15を示す断面図である。
プラズマ還元ユニット15は、円筒状のセラミックスボディ45と、セラミックスボディ45の両端に取付けられたアノード31及びカソード32と、アノード31に電気的に接続された電極端子46と、カソード32に電気的に接続されるとともにカソード32をセラミックスボディ45に固定する固定リング47とを備えるユニットであり、このユニットが直管23内に挿入されて固定される。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
The
アノード31及びカソード32は、複数の線材を組む又は編んで面状に形成された部材である。直管23にプラズマ還元ユニット15を組み付けた状態では、アノード31及びカソード32が、排気ガスの流れの方向に直交するように配置され、排気ガスが、アノード31及びカソード32に形成された有効な間隔の目を通過する。このように、アノード31、カソード32を排気ガスの流れの方向に直交させることで、例えば電極を排気ガスの流れに沿って配置するのに比較して、排気ガスのプラズマ化をより促進させてラジカル生成に有効である知見を得ている。
セラミックスボディ45は、アノード31とカソード32とを、絶縁するとともに所定の間隔に保つ役目する部材であり、筒部45aと、筒部45aの一端面に一体に筒部45aの軸線方向に突出する突出端部45bとからなる。突出端部45bは、内面45dに電極端子46が配置され、外面45eに凹部45fが形成され、凹部45fに絶縁材37の凸部37aが嵌合する。従って、プラズマ還元ユニット15を直管23内に挿入した後で、絶縁材37の凸部37aを、直管23に形成された貫通穴23aを介してセラミックスボディ45の凹部45fに挿入することで、直管23の軸線方向及び周方向に対してプラズマ還元ユニット15が位置決めされる。The
The
電極端子46は、接触部46a及び締結部46bが一体成形された断面L字形状の部材であり、接触部46aがアノード31に電気的に接続され、締結部46bに形成されたボルト挿通穴46cにボルト41が通される。
固定リング47は、セラミックスボディ45の一端部の外周面に形成された環状段部45gに嵌合されて固定されている。固定リング47の外周面47aは、直管23の内周面23bに圧入され、固定リング47と直管23とが電気的に接続される。The
The fixing
図3は、プラズマ還元ユニット15を示す正面図である。
アノード31は、放射状に延びる複数本の真直線材51と、各真直線材51に同心状に取付けられた複数本の円形線材52,53,54,55とから構成されている。隣り合う真直線材51,51間で且つ隣り合う円形線材52,53、円形線材53,54、円形線材54,55のそれぞれの間には、排気ガスが通過する目が形成されている。カソード32(図2参照)についても、アノード31と同様な構造を有する。FIG. 3 is a front view showing the
The
以上に述べたプラズマ還元装置11の作用を次に説明する。
図4は、プラズマ還元装置11の作用を説明する作用図である。
排気管14内に矢印Aで示すように、排気ガスが流れ込んでいる状態で、電源装置33からプラズマ還元ユニット15のアノード31、カソード32間に高周波数(10万Hz以上)のパルス電圧を加えると、アノード31、カソード32間では放電が起こり、排気ガスに非平衡プラズマが発生する。
非平衡プラズマでは、種々のラジカル(活性種)が生成され、この中の例えばNラジカルにより、排気ガス中のNOxが還元されてN2とO2とが生成される。このような反応は、矢印Bに示しように、カソード32そしてアノード31を通過する排気ガスにおいて次々に行われる。Next, the operation of the
FIG. 4 is an operation diagram for explaining the operation of the
As indicated by an arrow A in the
In the non-equilibrium plasma, various radicals (active species) are generated. For example, N radicals in the radicals reduce NOx in the exhaust gas to generate N 2 and O 2 . Such a reaction is successively performed in the exhaust gas passing through the
そして、プラズマ化した排気ガスは、矢印Cで示すように、触媒装置12を通過する際に、排気ガス中のHC、COは、NOxの還元反応時に生成されたO2等で酸化され、また、NOxの還元反応時に発生した熱により反応が促進されて、H2O、CO2になる。この酸化反応は、プラズマ内のラジカルによっても促進される。そして、浄化された排気ガスは、矢印Dで示すように排気管14外に排出される。Then, as shown by arrow C, when the plasma exhaust gas passes through the
例えば、CO、HCを酸化するのに三元触媒等のケミカル触媒を用いた場合には、エンジン始動時等の排気ガス温度が低い状態では、触媒が十分に活性化せず、浄化性能が低くなる。このため、早期に触媒活性温度に達するように工夫する必要があり、コストの増大を招きかねない。本実施形態では、プラズマ還元装置11により、比較的排気ガスが低温の状態から非平衡プラズマを発生させることによりNOxの還元作用が行われ、しかも、還元作用で発熱も促される。下流側の触媒装置12はメタル酸化触媒装置であり、早期に昇温されるため、温度、酸素濃度の両面から好都合となる。プラズマ還元ユニット15及び触媒装置12は、同一の排気管14内、詳しくは、同一の直管23内に配置されるため、プラズマ還元ユニット15と触媒装置12とが近接するので、上記した温度、酸素濃度の効果はより一層顕著となる。従って、本実施形態のプラズマ還元装置11を採用することで、余計な排気ガスの保温装置等は不要であり、大幅なコスト削減も可能となる。 For example, when a chemical catalyst such as a three-way catalyst is used to oxidize CO and HC, the catalyst is not sufficiently activated and the purification performance is low when the exhaust gas temperature is low, such as when the engine is started. Become. For this reason, it is necessary to devise so as to reach the catalyst activation temperature at an early stage, which may increase the cost. In the present embodiment, the
また、従来のケミカル触媒では、触媒金属は高価であり、Noxの還元にも使用されるPtは特に高額である。これに対して、HC、COの酸化に使用されるPd、Rhは比較的安価である。本実施形態では、NOxの還元にプラズマ還元装置11を用い、HC、COの酸化にPd、Rhが担持されたケミカル酸化触媒を用いることで、排気ガス浄化装置10のコストを抑えることができる。更に、プラズマ還元装置11は、NOxの還元のみでなく他の成分を活性化するので、ケミカル酸化触媒の金属触媒量を少なくすることができ、小型化を図ることができる。この点でも、コストを抑えることができる。 Further, in the conventional chemical catalyst, the catalytic metal is expensive, and Pt used for the reduction of Nox is particularly expensive. On the other hand, Pd and Rh used for the oxidation of HC and CO are relatively inexpensive. In this embodiment, the cost of the exhaust
図5は、半導体素子における電力容量と動作周波数との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は電力容量(単位はVA)、横軸は動作周波数(単位はHz)を示している。半導体素子として、SIサイリスタ及びIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)を示している。
SIサイリスタは、一点鎖線で示した範囲内で動作し、10万Hz以上の周波数でも動作可能である。IGBTは、破線で示した範囲内で動作し、動作周波数は10万Hzを下回っている。FIG. 5 is a graph showing the relationship between power capacity and operating frequency in a semiconductor device. The vertical axis of the graph represents power capacity (unit: VA), and the horizontal axis represents operating frequency (unit: Hz). As semiconductor elements, an SI thyristor and an IGBT (insulated gate bipolar transistor) are shown.
The SI thyristor operates within a range indicated by a one-dot chain line, and can operate at a frequency of 100,000 Hz or more. The IGBT operates within the range indicated by the broken line, and the operating frequency is lower than 100,000 Hz.
以上の図1、図2及び図3に示したように、NOx還元作用を有するプラズマ還元装置11を上流に配置し、金属製の担体にPt、Rh、Pd等の触媒が担持されたメタル酸化触媒装置としての触媒装置12を下流に配置し、プラズマ還元装置11は、少なくともアノード31、カソード32の一対の電極を備え、各電極は、排気ガスが通過するように線材を組んで面状に形成し、各電極面を排気ガス流に直交させた。 As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the metal oxidation in which the
この構成によれば、アノード31、カソード32の電極面を排気ガス流に直交させることで、アノード31及びカソード32を通過する排気ガスを基に効率良く非平衡プラズマを発生させることができ、また、排気ガス通路断面積をより大きくすることができるため、排気ガスを効率よく浄化することができる。また、プラズマ還元装置11でNOxを還元し、この還元作用により生成された酸素と熱とを利用して、下流側に配置された金属製の担体を備えたメタル酸化触媒装置としての触媒装置12を早期に昇温させながら触媒装置12でHC及びCOを酸化して排気ガスを浄化することができ、排気ガスを効果的に浄化することができる。 According to this configuration, by making the electrode surfaces of the
また、プラズマ還元装置11は、アノード31、カソード32に供給されるパルス電流をSIサイリスタにより生成し、パルス電流の周波数を、少なくともNOxを還元できる10万Hzとするので、SIサイリスタにより高周波パルスを生成して、排気ガスの活性化がより高められる非平衡プラズマを発生させることができ、還元効率を向上させることができる。
また、管状のセラミックスボディ45の一方の端にカソード32を配置し、他方の端にアノード31を配置してプラズマ還元ユニット15を形成し、プラズマ還元ユニット15を排気管14内に組み付けるので、排気管14の内側にアノード31、カソード32を容易に且つ所定の間隔に配置することができる。Further, the
In addition, the
また、アノード31、カソード32及び触媒装置12を同一の排気管14内に収容したので、プラズマ発生時の発熱及び還元反応時の発熱により、排気ガスが昇温したときに排気ガスからの放熱を抑制することができ、下流側の触媒装置12に供給される排気ガスの温度をより高めることができる。これにより、触媒による排気ガスの浄化作用を向上させることができる。 Further, since the
また、アノード31をセラミックスボディ45で絶縁し、カソード32を固定リング47で排気管14に接地するので、セラミックスボディ45により、アノード31、カソード32を支持するとともにアノード31を絶縁して、部品数を減らすことができる。
また、触媒装置12が、メタルハニカム触媒装置又はワイヤニット型触媒装置である場合には、メタルハニカム触媒装置では、担体となる金属箔をより薄くし、ワイヤニット型触媒装置では、担体となる線材をより細くすることで、金属触媒の表面積を大きくすることが可能であり、また昇温しやすいので、プラズマ還元装置11により活性化された排気ガスの浄化性能を更に高めることができる。In addition, since the
Further, when the
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図2に示したように、排気ガス浄化装置10に、アノード31、カソード32の一対の電極を設けたが、これに限らず、アノード31、カソード32をそれぞれ複数設けても良い。
また図3に示したように、アノード31及びカソード32(図2参照)を、複数の真直線材51と複数の円形線材52,53,54,55とで構成したが、これに限らず、縦及び横の線材を組んで又は編んで構成しても良い。あるいは、無数の穴を有する板(パンチングプレート)で構成しても良い。
また、本実施形態では、プラズマ還元装置11の下流にメタル酸化触媒装置としての触媒装置12を配置したが、これに限らず、プラズマ還元装置11の下流に、セラミックス製の担体に触媒が担持されたセラミックス酸化触媒装置を配置しても良い。The above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above embodiment, as shown in FIG. 2, the exhaust
As shown in FIG. 3, the
In this embodiment, the
10 排気ガス浄化装置
11 プラズマ還元装置
12 触媒装置(メタル酸化触媒装置)
14 排気管(排気管本体)
15 プラズマ還元ユニット
31 アノード
32 カソード
45 セラミックスボディ
47 固定リング10 Exhaust
14 Exhaust pipe (exhaust pipe body)
15
Claims (4)
前記プラズマ還元装置は、少なくともアノード、カソードの一対の電極を備え、各電極は、面状で排気ガスの流れ方向に所定の間隔で空間を空けて配置し、各電極面及び空間を前記排気ガスが通過し、各電極面を排気ガス流に直交させ、前記アノード、カソードに供給されるパルス電流をSIサイリスタにより生成し、前記パルス電流の周波数を10万Hz以上としたことを特徴とする排気ガス浄化装置。A plasma reduction device having NOx reduction action is arranged upstream in the exhaust pipe body, a metal oxidation catalyst device is arranged downstream in the exhaust pipe body ,
The plasma reduction device includes at least a pair of electrodes of an anode and a cathode, and each electrode is planar and is arranged with a space at a predetermined interval in the flow direction of the exhaust gas. Exhaust gas , wherein each electrode surface is orthogonal to the exhaust gas flow, a pulse current supplied to the anode and cathode is generated by an SI thyristor, and the frequency of the pulse current is 100,000 Hz or more. Gas purification device.
前記プラズマ還元ユニットを前記排気管本体内に組み付けたことを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化装置。 The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the plasma reduction unit is assembled in the exhaust pipe main body.
前記カソードを固定リングで前記排気管本体に接地したことを特徴とする請求項2に記載の排気ガス浄化装置。 The exhaust gas purification device according to claim 2, wherein the cathode is grounded to the exhaust pipe body by a fixing ring.
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