JPH02173311A - 払子コロナ発生装置及び排気ガス浄化装置 - Google Patents

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〕 この発明は、自動車の排気ガスをコロナ放電によって清
浄化する為等に用いられるコロナ発生装置及び排気ガス
浄化装置に関し、特に払子コロナ放電を長期間安定維持
して発生することのできる払子コロナ発生装置及び排気
ガス浄化装置に関する。

■ 一 〔従来の技術〕 従来、この種の技術としては特開昭５７−２０５１．０
号に開示されたものがあった。当該従来の技術によれば
、波型に成形した円筒型集塵筒と、該円筒型集塵筒の中
空部に張設された所望数の放電線とで構成され、該放電
線に高電圧を印加し、排気ガス中の例えばタール粒子や
黒鉛等の微粒子を除塵するようにしていた。すなわち、
円筒型集塵筒と放電線との間に生じた強い静電場の作用
によって排気ガス中に浮遊する微粒子を集塵筒内壁に吸
引付着し、除塵するようにしたものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記した従来の技術によれば、集塵筒と放電線
との間に火花放電が生じたとき放電線が断線する危険が
有った。

又、排気ガス中のＮＯｘやＣＯｘ等の有害ガスを除却す
るには吸引付着力が弱く不充分なものであった。

この様な有害ガスを活性化し解離除却する有力な放電発
生形態として、近時コロナ放電によるものが考えられた
が、一般的なコロナ放電現象では、排気ガス中に包含す
る塵埃等の吸引力や解離力において所期の値を確保でき
なかった。

しかして、当該コロナ放電によって有害ガスを解離除却
する技術を実用化するためには特異なコロナ、すなわち
、払子コロナを発生する必要があり、払子コロナの増発
を確保する必要があった。

そして、前記払子コロナを長時間安定して発生するには
、例えば、炭化粒子等の付着による前記払子コロナの発
生に与える影響を排除する必要があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は前述の問題点に鑑み発明されたものであり、
表面に凸部を有する導電体からなる第］の電極と、該第
１の電極に対向し配設される導電体からなる第２の電極
と、該第２の電極の少なくとも前記第１の電極に対向す
る面に被着する絶縁部と、前記第１の電極及び第２の電
極に接続する高圧電源と、前記絶縁部の、前記第１の電
極側の面に粘性油を注入する手段を有した払子コロナ発
生装置を提供し、もって絶縁部の第１の電極側の面の付
着物による凹凸を平滑化し払子コロナ放電の安定維持に
寄与するものである。

また、自動車のエンジンに接続した排気ガス管と、該排
気ガス管に接続した払子コロナ発生装置とからなる排気
ガス浄化装置に於いて、前記払子コロナ発生装置は、表
面が凸部形状に形成された導電体からなる第１の電極と
、該第１の電極に対向して配設される導電体からなる第
２の電極と、該第２の電極の少なくとも前記第１の電極
側の面に被着する絶縁部と、前記第１の電極及び第２の
電極に接続する高圧電源と、前記絶縁部の前記第１の電
極側の面に粘性油を注入する手段とを有し、かつ前記排
気ガス管に所望数個の払子コロナ発生装置を接続した排
気ガス浄化装置を提供し、自動車の排気ガスの清浄化に
寄Ｊｊするものである。

〔作　　　用〕

上述の構成からなるこの発明に係る払子コロナ発生装置
は次のように作用する。

すなわち、高圧電源によって第１の電極及び第２の電極
間に高電圧を印加すると第２の電極の内面部に被着する
絶縁部と第１の電極との間に払子コロナが発生する。

この状態は、第３図ないし第５図に示され、以下これを
説明する。

第３図は、高圧電源４によって第１の電極１にはプラス
電圧が、第２の電極２にはマイナス電圧がそれぞれ印加
された状態を示す。

第３図中にＥ○で示す矢印は、第１の電極１及び第２の
電極２間に印加される高電圧によって発生する電界の方
向を示し、ＥＳで示す矢印は粘性油膜５ａによって覆わ
れた絶縁部３の表面に蓄積された電荷によって生じる逆
電界の方向を示し、Ｐは絶縁部３の表面に蓄積されたプ
ラス電荷を示し、Ｃ１は正極性コロナを示しここでは特
に正極性コロナが最も生長した仏子コ５〜 ロナを示す。

当該第３図で示す状態では、払子コロナｃ１が発生する
と共に絶縁部３の表面にプラス電荷Ｐが蓄積され、該プ
ラス電荷Ｐの量に応じて逆電界ＥＳが大きくなり払子コ
ロナＣ１を抑制し、時間の経過と共に払子コロナＣ１は
第１の電極１の近辺にだけ生じるブラシコロナ若しくは
膜状コロナへと変化減衰してゆく。

この払子コロナＣ１の変化減衰現象は、結局プラス電荷
Ｐの蓄積量が多く成りすぎたために生じるわけであり、
この過剰なプラス電荷Ｐを少なくする手段を講じること
によって払子コロナＣ１は増加かつ生長する。

この発明に於いては、後述する第４図及び第５図で示す
段階を経て過剰なプラス電荷Ｐを中和し、減少すること
によって払子コロナＣ１の発生を確保している。

第４図は、高圧電源４の出力の極性が切換ねる所謂零点
の状態を示す。当該第４図に示す状態では、コロナの発
生は一旦停止する。

第５図は、前記第３図に示す状態とは逆極性であり、高
圧電源４によって第１の電極１にはマイナス電圧が、第
２の電極２にはプラス電圧がそれぞれ印加された状態を
示す。

第５図中のｅは電子を示し、Ｃ２は負極性コロナを示す
。

当該第５図で示す状態では、第１の電極１から負極性コ
ロナＣ２及び電子ｅが生じ、電子ｅは絶縁部３の表面に
蓄積したプラス電荷Ｐと結合し中和する。

このことによって過剰なプラス電荷Ｐは減少され、再び
第３図で示す状態に進行したとき払子コロナＣ１は発生
する。

以上、第３図ないし第５図に示す状態の繰返しによって
払子コロナＣＩの継続的な発生が維持、確保できる。そ
して、前記粘性油膜５ａにより絶縁部３に付着した炭化
粒子等による凹凸が平滑化され、払子コロナＣ１を長期
間安定して発生することができる。

〔実　施　例〕

当該実施例に於いては、この発明を自動車の排気ガス中
の有害ガスの浄化装置として応用した実施例を説示する
。

第１図は、排気ガス管中に形成したこの発明による払子
コロナ発生装置６の垂直断面図である。

第１の電極１は、例えばステンレス棒をネジ切り形状に
加工したものである。ネジ切り形状の加工は、フライス
盤等の切削加工機を用いて行なう方法や、焼結等の型加
工機を用いて行なう方法等を適宜選択すればよい。そし
て、ネジ切りの山ピッチを変えることによって第１の電
極１の表面における断面形状が五角形状の凸部や、断面
形状が台形状の凸部を形成する。

該第１の電極１は、絶縁材料でなる支持部７により、円
筒状に形成された例えばセラミックス等の材料で形成し
た絶縁部３の中央に支持する。

該絶縁部３の外側には第２の電極２を被着形成する。

そして、前記第２の電極２は、例えば先ずセラミックス
等の絶縁部３の表面に金属ペーストを印刷し、焼成して
形成する。あるいは、予め金属パイプで第２の電極２を
作成し、次にこの第２の電極２の表面に有機ガラス等に
よって琺瑯加工を加えて絶縁部３を形成する。なお、絶
縁パイプと金属パイプの単なる組合せであってもよい。

前記第１の電極１と第２の電極２とは、高圧電源４を介
して電気的結線されている。該高圧電源４は、ある周波
数で正負両極の高電圧を発生する回路であり、その波形
は正弦波やパルス波等のいずれのものであってもよい。

又、周波数は一定したものでもよく、イグニションコイ
ル出力等のエンジン回転数に同期した周波数であっても
よい。

また、第１図に於いて８は、前記絶縁部３の表面に粘性
油膜５ａを形成する手段としての注油パイプであり、該
注油パイプ８は支持部７に固着している。

そして注油パイプ８は、絶縁部３の上端部からエンジン
オイル等の所定の粘性を有する粘性油５を滴下すべく、
前記絶縁部３に接近して滴下孔８ａを有する。

また、９は粘性油５の受部であり、該受部９には粘性油
５を排出するためのキャップ１０が螺着されている。

更に、前記絶縁部３の上下位置には各々後述する排気ガ
ス管］−３に接続するための接続孔３ａ、３ｂを有する
。

この様に構成された払子コロナ発生装置６は、第２図に
示すごとくエンジン１１と消音器１２とを連結する排気
ガス管１３の経路に介在する。

そして、払子コロナ発生装置６の注油パイプ８は、粘性
油５を溜めたタンク］４に接続する。

第２図に於いて払子コロナ発生装置６は、排気ガス管１
３の経路に並列に３つ設置しているが、エンジンの排気
量等に応じて設置数を調整する。この場合、前記排気ガ
ス管１−３は、払子コロナ発生装置６との接続箇所に於
いて払子コロナ発生装置６の設置個数に応じた本数に分
岐される。

また、接子コロナ発生装Ｗ６と消音器１２とを一体化し
てもよい。

而して、コロナ発生装置６の第１の電極１と絶縁層３と
で形成した空間には、大規模な払子コロナＣ１が安定維
持して発生でき、この中を排気ガスが通過するとＮＯｘ
やＣｏｘ等の有害ガスは払子コロナＣ１の作用によって
活性化され、かつ、解離されて他の浄化されたガスや水
に変化し、大気中への有害ガスの排出を未然に防止する
。

更に、絶縁部３の表面に付着した炭化粒子等が形成する
凹凸は払子コロナｃ１の発生を抑制し、排気ガスの浄化
機能を低下するが、前記炭化粒子等の付着物が形成する
凹凸は絶縁部３の上端部から滴下された粘性油５による
粘性油膜５ａによって平滑化され、前記払子コロナｃｌ
の発生が維持される。

更にまた、前記粘性油５は第１−及び第２の電極１−及
び２間の誘電率を大きくし、払子コロナＣ１の発生効率
を向上する。

当該発明者の実験によれば、第１図に示す高圧電源４に
よって周波数が５０Ｈｚの交流を１０〜１５Ｋｖ位に昇
圧し、第１の電極１及び第２の電極２間に印加した所、
広範囲に渉って大規模な払子コロナ放電現象が惹起され
観測された。

そして、得られた払子コロナＣ１も減衰することなく、
また、粘性油膜５ａによる絶縁部３の表面の平滑作用に
よって安定維持かつ確保することが確認された。

尚、注油パイプ８によって粘性油５を滴下するタイミン
グは、最低限絶縁部３の第１の電極側の面に凹凸が生じ
払子コロナＣ１が火花放電に変化する時でよく、例えば
、前記火花放電の発生をセンサによって電気的信号とし
て検知し、時限回路によって注油パイプ８のバルブを所
定時間開放し、絶縁部３に一定量の粘性油５を滴下する
とよい。これにより、絶縁部３の表面に効率良く粘性油
膜５ａを形成できる。

あるいは、粘性油５の滴下によって受部９に溜まった粘
性油５は、ポンプ等によって注油パイプ８側に汲み上げ
、循環してもよい。

この場合、前記受部９に溜まった粘性油Ｓはフィルタを
介して注油パイプ８側に帰還し、粘性油５の清浄化を行
なうとよい。

又、前記した実施例に於いて、粘性油５の滴下孔８ａは
第１図に示すごとく環状に設けたが、粘性油５は高圧電
源４による電場の中でクーロン力を受け、絶縁部３の第
１の電極１側の面一１；に拡散するため、前記滴下孔８
ａは単一の孔又は注入孔や垂下した注入管であってもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明は、払子コロナ発生装置の絶縁部の第１の電極
側の面に粘性油を注入する手段を有したことに特徴があ
り、その為、絶縁部の第１の電極側の面の付着物による
凹凸を前記粘性油膜によって平滑化することができ、そ
の為、大規模な払子コロナ放電を長期に亘って安定維持
かつ確保して発生することができる。

＝１３− 〜１４ 又、この発明による払子コロナ発生装置を自動車の排気
ガス管に装着すれば、排気ガス中の有害ガスを解離又は
除塵し、除却できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の好適な実施例の垂直断面図である
。 第２図は、第１図に示す払子コロナ発生装置を自動車の
排気ガス管に介在させた状態を示す説明図である。 第３図ないし第５図は、この発明のコロナ発生状態を説
明するための模式図であり、第３図は正極性コロナ発生
状態を示した図２第４図は零点状態を示した図、第５図
は負極性コロナ発生状態をそれぞれ示した図である。 １・・第１の電極、２・　・第２の電極、３・・、・・
絶縁部、４・・・・・高圧電源、５・・・・・・粘性油
、５ａ・・・・・粘性油膜、６・・・・・　払子コロナ
発生装置、７・・・・・・支持部、８・・　注油パイプ
、８ａ・・・・・　滴下孔、９・・−・・受部、１０・
・・・・・キャップ、１１・・・・・・エンジン、１２
・・・・・　消音器、１３・・・・排気ガス管、１４・
・・・・・タンク。 ナイルス部品株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面が凸部形状に形成された導電体からなる第１
   の電極と、該第１の電極に対向して配設される導電体か
   らなる第２の電極と、該第２の電極の少なくとも前記第
   １の電極側の面に被着する絶縁部と、前記第１の電極及
   び第２の電極に接続する高圧電源とからなる払子コロナ
   発生装置に於いて、前記絶縁部の前記第１の電極側の面
   に粘性油を注入する手段を有したことを特徴とする払子
   コロナ発生装置。
2. （２）前記第１の電極、第２の電極及び絶縁部は略垂直
   方向に設置され、かつ前記粘性油を注入する手段は前記
   絶縁部の上端部から粘性油を滴下する注油パイプで構成
   したことを特徴とする請求項１記載の払子コロナ発生装
   置。
3. （３）自動車のエンジンに接続した排気ガス管と、該排
   気ガス管に接続した払子コロナ発生装置とからなる排気
   ガス浄化装置に於いて、前記払子コロナ発生装置は、表
   面が凸部形状に形成された導電体からなる第１の電極と
   、該第１の電極に対向して配設される導電体からなる第
   ２の電極と、該第２の電極の少なくとも前記第１の電極
   側の面に被着する絶縁部と、前記第１の電極及び第２の
   電極に接続する高圧電源と、前記絶縁部の前記第１の電
   極側の面に粘性油を注入する手段とを有し、かつ、前記
   排気ガス管に所望数個の払子コロナ発生装置を接続した
   ことを特徴とする排気ガス浄化装置。