JPH01163413A

JPH01163413A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JPH01163413A
Application number: JP32176487A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Yagi; 八木　邦博
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-12-19
Filing date: 1987-12-19
Publication date: 1989-06-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本゛発明は、無声放電場を利用したエンジンの排気浄化
装置に関するものである。

（従来技術）ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン。

（以下、単にエンジンという）の排気ガス中には、Ｇｏ
（−酸化炭素）、ＣＯバ二酸化炭素）、ＩＩＧ（炭化水
素）、Ｎ０Ｘ（窒素酸化物）等が含有されており、これ
らのうちでも窒素酸化物ＮＯｘは、光化学スモッグの主
原因となるものであり、最ら有害なものとされている。

そこで、この窒素酸化物ＮＯｘを除去するために、従来
から種々の方法が試みられている。例えば、触媒コンバ
ータにより有害ガスを還元せしめて無害化する方法等が
採用されているが、この還元法では、排気中にＯｌが十
分存在する時は窒素酸化物Ｎｏｗの除去が行えない場合
が生ずるという問題が残る。

一方、近年、窒素酸化物Ｎｏｗの除去に電気エネルギー
を用いる方法の研究が進められており、無声放電（ガラ
ス等の誘電体を電極間に介在させて高電圧をかけたとき
に空隙中に生ずる放電）により、窒素酸化物Ｎ　ＯＸ７
！ｌ＜　ＯｔとＮ、とに分解仕しめられろとの報告があ
る。この点に着目した先行技術としては、エンジンの排
気管にコロナ放電により窒素酸化物を解離除去する如く
作用する解離筒を接続、したものが既に提案されており
、この場合における解離筒は、該解離筒周壁に軸心方向
に向けて突設したコロナ放電針と軸心部に設置されたセ
ンターボールとの間にコロナ放電を生起せしめるように
構成されている（特開昭６１−３１６１５号公報参照）
。

（発明が解決しようとする問題点）上記公知例の場合、排気管に接続された解離筒周壁に軸
心方向に向けて突設したコロナ放電針と軸心部に設置さ
れたセンターボールとの間に生ずるコロナ放電場により
、窒素酸化物ＮＯＸの解離が行なわれるようになってい
るが、該放電場における排気の流れに対する対策、即ち
、放電場と排気との接触面積の増大等が図られていない
ため、窒素酸化物ＮＯＸの解離除去が不十分となるおそ
れがある。また、解離筒周壁に突設されたコロナ放電針
とセンターボールとの間にコロナ放電場を生起せしめる
ようにしているため、解離筒周壁ヘスート等の付着が生
ずると、コロナ放電針から周壁への電流リークが起こり
、窒素酸化物ＮＯｘの浄化が十分に行なわれなくなると
いう問題も生ずる。

そこで、棒状の放電電極を放電空間内壁に支持すること
により、放電場と排気との接触面積を増大せしめて、窒
素酸化物ＮＯｘの解離除去作用の増大を図る試みがなさ
れているが、この場合にも、放電電極の全面において無
声放電が生起せしめられるため、放電空間内壁にスート
等の付着が生ずると容易に電流リークが起きる可能性が
残る。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、棒状放電
電極を使用した無声放電場における放電空間内壁への電
流リークを効果的に防止することにより、排気ガス中の
窒素酸化物ＮＯＸの除去を効率良く行い得るようにずろ
ことを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明では、上記問題点を解決するための手段として、
エンジンからの排気ガスが流通する排気通路途中に介設
された放電空間内に、相対向する放電空間内壁に支持さ
れた多数の棒状の放電電極を異極同士が隣合い且つ同極
が同じ側の内壁に片持ち状態で支持されるように配設す
るとともに、これら放電電極を放電空間中央部近傍にお
いて互いにオーバーラツプさ仕ている。

（作　用）本発明では、上記手段によって次のような作用が得られ
る。

即ち、相対向する放電空間内壁に支持された多数の棒状
の放電電極を異極同士が隣合い且つ同極が同じ側の内壁
に片持ち状態で支持されろように配設するとともに、こ
れら放ｒＬ電極を放電空間中央部近傍において互いにオ
ーバーラツプさせるようにしたことにより、オーバーラ
ツプした状態で配設された放ｒＬ１！極によって多層化
された無声放電場が生起せしめられることに起因して、
排気ガスと放電場との接触面積の増大が図られることと
、オーバーラツプされた放？［を電極相互間においての
み無声放電場が形成されることに起因して、放電空間内
壁への電流リークが防止されることと、放電電極相互間
の間隔を小さくできることに起因して、放電強度が増大
ｉｔ　Ｌめられることとから、排気中の窒素酸化物ＮＯ
Ｘの解離除去作用が大幅に向上することとなるのである
。

（実施例）以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施例を
説明する。

本実施例にかかる排気浄化装置は、第１図図示の如く、
エンジンからの排気通路１の途中に形成された放電空間
２内に配設された棒状の放電電極３．３・・および４．
４・・と、これらの放電電極３．３・・および４．４・
・に対して高電圧を印加する高電圧発生装置５とによっ
て構成されている。

符号６は電源、７はリード線である。

前記放電電極３．３・・および４，４・・は、前記放電
空間２内において排気ガスＧの流れ方向と直交しＲつ相
対向する放電空間内壁２　ａ、　２　ａに前記排気ガス
Ｇの流れ方向に平行となり且つ相互に隣合うように片持
ち支持された状態で配設されている。また、前記放電電
極３，３・・および４，４・・は、前記放電空間２の中
央部において所定寸部分りだけオーバーラツプせしめら
れている。

前記放Ｔｒｉ電極３．３・・および４，４・・は、とも
に同一構造とされており、以下、一方の放電電極３につ
いて、第２図および第３図を参照して説明し他方の電極
４については、その説明を省略する。

前記放電電極３は、金属等の導電体からなる丸型棒状の
中心電極８と、該中心電極８の外周面を覆うべく構成さ
れ、一端が湾曲状の密封部９ａとされている円筒状の絶
縁体９とからなっており、該絶縁体９の基端部９ｂは、
前記放電空間内壁２ａへ螺着されるべき電極保持部とさ
れている。しかして、放電電極３．３・・と４，４・・
とのオーバーラツプ部分は、前記絶縁体９における所定
長さしとされている。符号１０は放７１ｉ１１極３の接
続端子部である。

そして、これらの放電電極３．３・・および４゜４・・
には、前記高電圧発生器５によってそれぞれ異なる極性
（即ち、＋および−）の電流が通電せしめられるように
なっている。なお、本実施例においては、電源６として
直流電源を採用しているが、交流電源あるいは一定周期
で極性が相互に変わるような電源を用いてらよく、その
場合、電極の摩耗および絶縁体の破損防止に寄与するこ
ととなる。

かくして、前記放電電極３．３・・および４．４・・に
高電圧発生装置５からの高電圧を印加什しめることによ
り、放電電極３．４間に無声放電か生起せしめられるこ
ととなり、該無声放電により生起された放電場を流通す
る排気ガスＧ中の窒素酸化物ＮＯｘは、酸素Ｏ２と窒素
Ｎ、とに解離されることとなるのである。なお、解離後
の酸素０゜は、分子間の親和力の差によって窒素Ｎ、と
再結合することなく、排気ガスＧ中の一酸化炭素ＣＯと
結合して無害の二酸化炭素ＣＯ２となって系外へ排出さ
れ、その結果、窒素酸化物ＮＯｘの解離によって生じた
無害の窒素Ｎ、は、そのままの状態で系外へ排出されろ
こと、となる。この時生じる無声放電は、本実施例にお
ける如く放？［ｉ？［ｉｉ３゜４をオーバーラツプさせ
ている場合には、オーバーラツプ部分のみで生起される
ところから、放電空間２の内壁２ａを介しての放電電極
３．４からの電流リークが可及的に防止されるとともに
、放電電極３．４間の支持部の間隔も小さくできること
により、ＮＯｘ浄化効率の向上を図り得ることとなる。

さらに、本実施例においては、窒素酸化物ＮＯｘの発生
が極めて少ない運転領域、（即ち、エンジン回転数が低
い運転領域あるいはアクセル開度の小さな運転領域）に
おいては、窒素酸化物ＮＯＸの浄化を行わなくとも良い
ところから、かかる運転領域においては、電源６からの
正の電圧をトランス１１を介して無声放電に至らない程
度の２次電圧となして、放電電極３．３・・および４，
４・・に通電し得るように構成されている。即ち、エン
ジン回転数の低い運転領域あるいはアクセル開度の小さ
な運転領域においてトランスｌｌ側に切り換わる切換ス
イッチ１２を電源６と高電圧発生器５およびトランス１
１との間に接続しているのである。このようにすると、
エンジン回転数の低い運転領域あるいはアクセル開度の
小さな運転領域において、放電電極３．４の外周面に正
の電界が生起されることとなり、放電電極３．４外周面
へのスート付着が防止されることとなる。

ついで、図示の実施例にかかるエンジンの排気浄化装置
の°作用を説明ずろ。

エンジンの作動により生じた排気ガスＧは、排気通路Ｉ
を通って放電空間２に至るが、該放電空間２においては
、高電圧発生装置５により高電圧を印加された電極３．
４間に無声放電による放電場が生起仕しめられている。

従って、放電空間２内に流入せしめられた排気ガスＧ中
に含まれる存置な窒素酸化物ＮＯｘは、前記放電場の作
用により酸素Ｏ２と窒素Ｎ、とに解離ｕ゛シめられるこ
ととなる。そして、解離後の酸素Ｏ９は、分子間の親和
力の差により窒素Ｎ、と再結合するごとなく、排気ガス
Ｇ中の一酸化炭素ＣＯと結合して無害の二酸化炭素ＣＯ
２となって系外へ排出される。かくして、窒素酸化物Ｎ
ＯＸの解離によって生じた無害の窒素Ｎ、は、そのまま
の状態で系外へ排出されることとなるのである。

本実施例の場合、放電電極３．４を放電空間２の中央部
においてオーバーラツプさせているため、オーバーラツ
プ部分のみで無声放電が生起されるところから、放電空
間２の内壁２ａを介しての放電電極３．４からの電流リ
ークが可及的に防止されるとともに、放電電極３．４間
の支持部の間隔も小さくできろことにより、ＮＯｘ浄化
効率の向上を図り得ることとなる。

なお、萌記排気通路１における放電空間２の上流側に、
排気ガスＧの流れに対して旋回成分を付与する手段、例
えば螺旋状案内部材等を付設して、放電空間２に供給さ
れる排気ガスＧをスワールさせろようにすれば、第４図
図示の如く、排気ガスＧの流れに垂直な方向における各
放ｆｌＩ電極３，４間にも排気ガスＧが回り込むことと
なり、ＮＯｘ浄化効率を更に向上せしめることができる
。

上記実施例における放電電極３（あるいは４）としては
、第２図および第３図図示のものの他、第５図および第
６図図示のものを使用することもできる。

第５図図示の放電電極３（あるいは４）の場合、中心電
極８を覆う円筒状の絶縁体９を、内管１３と外管１４と
からなる二重構造となしている。このようにすると、内
外管１３．１４間に形成される空間部１５が排気ガスＧ
に影響されない電界発生空間となるところから、負に帯
電された放電電極４から正に帯電された放１１電極３へ
の均一な電子放出が容易となり、消費電力の節減に寄与
することとなる。

第６図図示の放電電極３（あるいは４）の場合、中心電
極８を覆う円筒状の絶縁体９における排気ガスＧの流れ
に平行な壁厚Ｔ、と垂直な壁厚Ｔ、とか、Ｔ’　＋　＞
　Ｔ　＊の関係になるように構成している。

このようにすると、排気ガスＧの流量か多い部分である
排気ガスＧの流れに直交して隣合う放電電極３．４間に
おける無声放電場が強化されることとなり、ＮＯｘ浄化
効率向上に大いに寄与することとなる。

第７図および第８図には、本発明の他の実施例が示され
ている。

この場合、第８図図示の如く、放電空間２の周壁２ｂ近
くに配設される放電電極３（あるいは４）に、該放電電
極３（あるいは４）の先端部および放電空間２の周壁２
ｂ側外周面を覆う絶縁カバーＩ６を付設している。この
ようにすると、放電電極３（あるいは４）から放電空間
２の周壁２ｂへの電流リークが効果的に防止できること
となり、第７図図示の如く、放電空間２内への放電電極
３．４の設置にあたって、放電電極３．４と放電空間周
壁２ｂとの間にあまり大きな間隙を設ける必要がなくな
る。従って、装置のコンパクト化が図れるとともに、放
電空間２におけるＮＯｘ浄化効率を著しく向上せしめる
ことができることとなる。

本発明は、上記各実施例の構成に限定されるものではな
く、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更
可能なことは勿論である。

（発明の効果）叙上の如く、本発明によれば、エンジンからの排気ガス
が流通する排気通路途中に介設された放電空間内に、相
対向する放電空間内壁に片持ち状態で支持された多数の
極性の異なる棒状の放電電極を異極同士が隣合うように
配設するととらに、これら放電電極を放電空間中央部近
傍において互いにオーバーラツプさせたので、オーバー
ラツプした状態で配設された放電電極によって多層化さ
れた無声放電場が生起せしめられることにより、排気ガ
スと放電場との接触面積の増大が図られることと、オー
バーラツプした放電電極相互間においてのみ無声放電場
が形成されることにより、放電空間内壁への電流リーク
が防止されることと、放電電極相互間の間隔を小さくで
きることにより、放電強度が増大せしめられることとか
ら、排気中の窒素酸化物ＮＯｘの解離除去作用が大幅に
向上するという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかるエンジンの排気浄化装
置の概略を示す断面図、第２図および第３図は第１図の
排気浄化装置に使用されている放電電極の側面図および
縦断面図、第４図は放電電極と排気ガスの流れとの関係
を示す説明図、第５図および第６図は放？ｌｌｔ電極の
二つの変形例を示す部分断面図、第７図は本発明の他の
実施例にかかるエンジンの排気浄化装置の概略を示す断
面図、第８図は第７図図示の排気浄化装置における要部
を示す拡大図である。１・・・・・・・排気通路２・・・・・・・放電空間２ａ・・・・・・内壁３．４　・・・・・放電電極出　願　人　　マ　ツ、ダ　株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

１、エンジンからの排気ガスが流通する排気通路途中に
介設された放電空間内に、相対向する放電空間内壁に支
持された多数の棒状の放電電極が異極同士が隣合い且つ
同極が同じ側の内壁に片持ち状態で支持されるように配
設され、これら放電電極が放電空間中央部近傍において
互いにオーバーラップされていることを特徴とするエン
ジンの排気浄化装置。