KR20060016797A

KR20060016797A - 배기 방출 제어 장치

Info

Publication number: KR20060016797A
Application number: KR1020057023066A
Authority: KR
Inventors: 타카토시 후루카와; 요시히데 타케나카; 코이치 마치다
Original assignee: 히노 지도샤 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2006-02-22
Also published as: US7497889B2; US20070017371A1; CN1798910A; EP1640573A1; JP2004360511A; CN100436764C; WO2004109069A1; JP4327506B2

Abstract

배기 정화 장치는: 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 외측 전극(7)에 유전체(5)에서 외면을 피복한 내측 전극(6)을 삽입한 포집 셀(2); 이 포집 셀(2)을 내부에 배치한 통형상의 하우징(1); 하우징(1)의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀(2)의 외측 전극의 내부로 배기 G를 유도하기 위한 배기 분배 수단(3); 하우징(1)의 타단부 상에 설치되고, 하우징의 내면과 각 포집 셀(2)의 외측 전극(7)의 외면의 사이의 공극(14)에 연결되어 통하는 배기 집합 수단(4)을 포함하고, 내측 전극(6) 및 외측 전극(7)에 대하여 방전 제어 유닛(15)을 접속하고 있다. 따라서, 파티큘레이트의 제거 효율이 높고 동시에 보수가 용이한 배기 정화 장치가 성립된다.

배기 정화 장치, 포집 셀, 배기 분배 수단, 배기 집합 수단, 파티큘레이트

Description

배기 정화 장치{Exhaust gas purifier}

본 발명은 배기 정화 장치에 관한 것이다.

디젤 엔진의 배기(경유의 연소 가스)에는 탄소질로 이루어지는 매연, 및 고비점 탄화수소 성분으로 이루어지는 SOF분(Soluble Organic Fraction: 가용성 유기성분)을 주성분으로 하고, 미소량의 설페이트(Sulphate; 미스트상 황산성분)가 더해진 조성의 파티큘레이트(Particulate Matter: 입자상 물질)가 포함되어 있다.

이 파티큘레이트의 대기 중으로의 확산을 억제하기 위해서, 엔진 배기 계통에 파티큘레이트 포집(capturing)용의 필터를 부착하는 것이 실시되고 있다.

파티큘레이트 필터의 일 예로서는 코어디어라이트(cordierite) 등의 세라믹스에 의해 하니콤 코어를 형성하고, 상기 하니콤 코어(honeycomb core)의 다공질 박벽으로 구분되는 다수의 통로에 엔진 배기를 유통시키는 것이 있다.

상기 파티큘레이트 필터에서는 평행하게 나란히 배열되는 다수의 통로의 일단부분을 하나 걸러서 봉쇄하고, 여기에 인접하는 가스 통로의 비봉쇄의 일단부분으로 엔진 배기를 유도하도록 하고, 또한, 엔진 배기가 유입되는 가스 통로의 타단부분을 봉쇄하고, 여기에 인접하는 가스 통로의 비봉쇄의 타단부분을 머플러에 접속하고 있다.

즉, 엔진 배기에 포함되어 있는 파티큘레이트를 다공질 박벽에서 포집하고, 상기 다공질 박벽을 투과한 배기만을 대기 중으로 방출한다.

또한, 다공질 박벽에 부착된 파티큘레이트는 배기 온도가 높아지는 영역으로 엔진 운전상태가 이행하였을 때에 자연 착화하여 산화 처리된다.

그런데, 주로 시가지를 운행하는 노선 버스 등에서는 일반적으로 주행 속도가 낮고, 파티큘레이트의 산화 처리에 적합한 배기 온도를 얻을 수 있는 엔진 운전 상태가 계속될 기회가 적기 때문에, 파티큘레이트의 포집량이 산화 처리량을 상회하여, 다공질 박벽이 폐색되어 버린다.

그래서 최근에는 배기 온도가 낮아도 파티큘레이트를 산화 처리 가능한 플라즈마 어시스트형의 배기 정화 장치(가스처리 반응기)가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조)

이 배기 정화 장치에서는 스테인리스제 원통체에 천공 가공을 실시한 외측 전극 및 내측 전극을 챔버 내에 동축으로 배치하고, 상기 양 전극 사이의 공극에 유전체로 이루어지는 펠릿(pellet)을 처리대상의 엔진 배기가 통과할 수 있도록 충전하여, 챔버와 외측 전극 사이의 공극으로 엔진 배기를 유도하도록 하고 있다.

즉, 챔버와 외측 전극 사이로부터 펠릿 충전층에 송급되는 엔진 배기에 포함되어 있는 파티큘레이트를 펠릿에 부착시키고, 펠릿 충전층을 통과한 엔진 배기만을 대기 중으로 방출한다.

그리고 또한, 내측 전극과 외측 전극에 고전압을 인가하여, 방전 플라즈마를 발생시켜 엔진 배기를 여기하고, 미연의 탄화수소, 산소, 일산화질소를, 함산소탄 화수소, 오존, 이산화질소로 활성화한다.

이로써, 배기 온도가 낮은 경우에도, 펠릿에 부착된 파티큘레이트가 자연 착화하여 산화 처리된다.

특허문헌 1: 일본 국제공개특허공보 제2002-501813호

인용문헌 1에 개시되어 있는 배기 정화 장치에 있어서, 파티큘레이트의 포집 면적의 확대를 도모하기 위해서는, 내측 전극 및 외측 전극을 배기 유통방향으로 연장하거나, 또는 내측 전극과 외측 전극의 간격을 넓혀, 펠릿의 충전량을 늘릴 필요가 있다.

그렇지만, 양 전극을 배기 유통 방향으로 연장시킨 경우에는, 유로 저항이 커지고, 전극 간격을 넓힌 경우에는, 인가 전압을 보다 높게 하지 않으면 방전 플라즈마가 발생하지 않게 된다.

본 발명은 상술한 실정에 감안하여 이루어진 것으로, 파티큘레이트의 제거 효율이 높고 또한 보수가 용이한 배기 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 국면에 따르면 본 발명은, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 외측 전극과, 상기 외측 전극 내에 삽입한 막대형상의 내측 전극과, 상기 내측 전극의 외면을 덮는 유전체를 갖는 복수의 포집 셀; 내부에 복수의 포집 셀을 병렬로 배치한 통형상의 하우징; 하우징의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 외측 전극의 내부에 연결되어 통하는 배기 분배 수단; 하우징의 타단부 상에 설치되고, 하우징의 내면과 각 포집 셀의 외측 전극의 외면의 사이의 공극에 연결되어 통하는 배기 집합 수단을 포함하고, 내측 전극 및 외측 전극에 대하여 방전 발생에 필요한 전압을 인가 가능하게 구성한, 배기 정화 장치를 제공한다.

본 발명의 제 2 국면에 따르면 본 발명은, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 내측 전극과, 상기 내측 전극을 둘러싸는 통형상의 외측 전극과, 상기 외측 전극 내면을 덮는 유전체를 갖는 복수의 포집 셀; 내부에 복수의 포집 셀을 병렬로 배치한 통형상의 하우징; 하우징의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 유전체의 내면과 내측 전극의 외면의 사이의 공극에 연결되어 통하는 배기 분배 수단; 하우징의 타단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 내측 전극의 내부에 연결되어 통하는 배기 집합 수단을 포함하고, 내측 전극 및 외측 전극에 대하여 방전 발생에 필요한 전압을 인가 가능하게 구성한, 배기 정화 장치를 제공한다.

본 발명의 제 3 국면에 따르면 본 발명은, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 내측 전극과, 상기 내측 전극을 둘러싸는 통형상의 유전체와, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지고 상기 유전체를 둘러싸는 통형상의 외측 전극을 갖는 복수의 포집 셀; 내부에 복수의 포집 셀을 병렬로 배치한 통형상의 하우징; 하우징의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 유전체의 내면과 내측 전극의 외면의 사이의 공극, 및 외측 전극의 내면과 유전체의 외면의 사이에 공극에 연결되어 통하는 배기 분배 수단; 하우징의 타단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 내측 전극의 내부에 연결되어 통하는 배기 집합 수단을 포함하고, 내측 전극 및 외측 전극에 대하여 방전 발생에 필요한 전압을 인가 가능하게 구성한 배기 정화 장치를 제공한다.

본 발명의 제 1 국면에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 외측 전극을 병렬로 배치하고, 배기의 유로를 길게 하지 않고서 파티큘레이트의 포집 면적의 확대를 도모한다.

또한, 외측 전극에 막대형상의 내측 전극을 삽입하여 전극 간격을 좁히고, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압의 저감을 도모한다.

본 발명의 제 2 국면에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 내측 전극을 병렬로 배치하고, 배기의 유로를 길게 하지 않고서 파티큘레이트의 포집 면적의 확대를 도모한다.

또한, 내측 전극을 통형상의 외측 전극으로 둘러싸고 전극 간격을 좁히고, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압의 저감을 도모한다.

본 발명의 제 3 국면에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 내측 전극, 및 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 외측 전극을 각각 병렬로 배치하고, 배기의 유로를 길게 하지 않고서 파티큘레이트의 포집 면적의 확대를 도모한다.

또한, 내측 전극을 외측 전극으로 둘러싸고 전극 간격을 좁히고, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압의 저감을 도모한다.

본 발명의 배기 정화 장치에 의하면, 하기와 같은 여러 가지의 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

(1)본 발명의 제 1 국면에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 외측 전극을 병렬로 배치하고 있기 때문에, 배기의 유로를 길게 하지 않고서, 파티큘레이트의 포집 면적을 확대할 수 있고, 따라서, 파티큘레이트의 제거효율을 향상시킬 수 있다.

(2)외측 전극에 막대형상의 내측 전극을 삽입하여 전극 간격을 좁히기 때문에, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압의 저감을 도모할 수 있다.

(3)본 발명의 제 2 국면에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 내측 전극을 병렬로 배치하고 있기 때문에, 배기의 유로를 길게 하지 않고서, 파티큘레이트의 포집 면적을 확대할 수 있고, 또한, 전장이 강하게 되고, 플라즈마의 에너지가 커지는 내측 전극에 의해 파티큘레이트의 포집이 행하여지기 때문에, 플라즈마 발생 시의 파티큘레이트의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

(4)내측 전극을 통형상의 외측 전극으로 둘러싸고 전극 간격을 좁히기 때문에, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압의 저감을 도모할 수 있다.

(5)본 발명의 제 3 국면에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 내측 전극과 외측 전극을 각각 병렬로 배치하고 있기 때문에, 배기의 유로를 길게 하지 않고서, 파티큘레이트의 포집 면적을 확대시킬 수 있고, 또한, 전장이 강하게 되고, 플라즈마의 에너지가 커지는 내측 전극을 주체에 파티큘레이트의 포집이 행하여지기 때문에, 플라즈마 발생시의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

(6)내측 전극을 외측 전극으로 둘러싸고 전극 간격을 좁히기 때문에, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압의 저감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 배기 정화 장치의 제 1 실시예를 도시하는 종단면도.

도 2는 도 1의 II-II 화살표로 본 도면.

도 3은 도 1의 III-III 화살표로 본 도면.

도 4는 도 1의 IV-IV 화살표로 본 도면.

도 5는 본 발명의 배기 정화 장치의 제 2 실시예를 도시하는 종단면도.

도 6은 도 5의 VI-VI 화살표로 본 도면.

도 7은 도 5의 VII-VII 화살표로 본 도면.

도 8은 도 5의 VIII-VIII 화살표로 본 도면.

도 9는 본 발명의 배기 정화 장치의 제 3 실시예를 도시하는 종단면도.

도 10은 도 9의 X-X 화살표로 본 도면.

도 11은 도 9의 XI-XI 화살표로 본 도면.

도 12는 도 9의 XII-XII 화살표로 본 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1, 21, 41: 하우징 2, 22, 42: 포집 셀

3, 23, 43: 배기 분배 수단 4, 24, 44: 배기 집합 수단

5, 25, 46: 유전체 6, 27, 47: 내측 전극

7, 26, 45: 외측 전극 14, 31, 51, 52: 공극

15, 35, 59: 방전 제어 유닛

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

실시예 1

도 1 내지 도 4는 본 발명의 배기 정화 장치의 제 1 실시예를 도시하는 것으로, 이 배기 정화 장치는 통형상의 하우징(1) 내부에 복수의 포집 셀(2)을 병렬로 배치하고, 하우징(1)의 일단부에 배기 분배 수단(3)을 설치하고, 또한, 하우징(1)의 타단부에 배기 집합 수단(4)을 설치하고 있다.

포집 셀(2)은 세라믹 등의 유전체(5)로 외면을 피복한 막대형상의 내측 전극(6)을, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 외측 전극(7)의 내부에 동축으로 배치한 구조로 되어 있다.

상기의 도전성 필터로서는, 섬유상 금속을 적층하여 소결에 의해 일체화한 것, 금속 분말의 소결체, 미세한 금속 메쉬(mesh)를 적층하여 소결에 의해 일체화한 것, 또는 미세한 금속 메쉬에 금속 분말을 소결에 의해 담지시킨 것 등이 있고, 이들은 모두, 기체의 통과성을 확보하면서 파티큘레이트를 포집할 수 있다.

배기 분배 수단(3)은 각 포집 셀(2)의 외측 전극(7)의 일단부 외면 전체 둘레에 밀착하고 또한 하우징(1)의 일단부 내면 전체 둘레에 밀착하는 지지판(8)과, 하우징(1)의 일단부에 설치한 입구(inlet; 9)로 구성되고, 엔진(도시하지 않음)으로부터 송출되는 배기 G가 입구(9)로 유입하도록 되어 있다.

배기 집합 수단(4)은 각 포집 셀(2)의 내측 전극(6) 및 외측 전극(7)의 타단부에 끼워 장착하여 이들 양 전극(6, 7)의 상대위치를 일정하게 유지하고 또한 하우징(1)의 타단부 내면 소정 부분에 당접하는 지지판(10)과, 하우징(1)의 타단부에 설치되고 또한 머플러(도시하지 않음)에 연결되어 통하는 출구(outlet; 11)로 구성되어 있다.

지지판(10)은 중심부분에 개구(12)를 갖고, 또한, 지지판(10)과 하우징(1)이 서로 당접하지 않는 부분에는, 공극(13)이 형성되어 있다.

이로써, 하우징(1)의 내면과 외측 전극(7)의 외면의 사이의 공극(14)은 개구(12) 및 공극(13)을 통하여 출구(11)에 연결되어 있다.

또, 개구(12) 및 공극(13)은 도 2 내지 도 4에 도시한 형상에 특정되지 않으며, 도시한 것 이외의 형상이라도 공극(14)이 출구(11)에 연결되어 통한다면, 상관없다.

상기 지지판(8, 10)의 형성재료에는 하우징(1), 내측 전극(6), 외측 전극(7)의 상호의 전기적인 절연을 유지하도록 세라믹 등의 내열성 절연소재를 사용하고 있다.

또한, 각 포집 셀(2)의 내측 전극(6)과 외측 전극(7)에는 방전 제어 유닛(15)을 통하여 발전기(alternator) 등의 차재 전원(16)이 접속되고, 내측 전극(6)을 양극으로 하고 또한 외측 전극(7)을 음극으로서, 방전 발생에 필요한 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 내측 전극(6)의 일단부 외면과 외측 전극(7)의 일단부 내면의 사이에, 절연체로 이루어지는 복수의 스페이서(17)를 둘레방향으로 등간격으로 개재시키고, 양 전극(6,7)의 간격을 일정하게 유지하도록 하고 이것에 더하여, 절연체로 이루어지는 복수의 스페이서(18)를, 양 전극(6, 7)의 둘 레방향으로 등간격으로 위치하도록 지지판(10)에 밀착시켜 둔다(도 2 및 도 3에서는, 이들 스페이서(17, 18)의 도시를 생략하고 있다.

한쪽의 스페이서(17)는 예를 들면, 직경에 대하여 축선방향의 치수가 작은 방추형상(주판알 형상)으로서, 상기 스페이서(17)의 외면에 따른 직선적인 방전의 방지를 도모하도록 하고, 다른 쪽의 스페이서(18)는 예를 들면, 스페이서(18)를 축선방향으로 나눈 형상으로서, 상기 스페이서(18)의 외면이나 지지판(10)의 단면에 따른 직선적인 방전의 방지를 도모하도록 한다.

이 배기 정화 장치에서는 엔진으로부터 송출되는 배기 G는 배기 분배 수단(3)의 입구(9)로부터 각 포집 셀(2)의 외측 전극(7)의 안쪽으로 유입되고, 상기 외측 전극(7)을 내방으로부터 외방으로 향하여 통과한 후, 개구(12)나 공극(13), 및 배기 집합 수단(4)의 출구(11)를 지나서, 머플러에 유입한다.

즉, 배기 G에 포함되고 있는 파티큘레이트는 도전성 필터인 외측 전극(7)에 포집된다.

또한, 내측 전극(6)과 외측 전극(7)에 고전압을 적당히 인가하여, 방전 플라즈마를 발생시키고, 미연의 탄화수소, 산소, 일산화질소를, 함산소탄화수소, 오존, 이산화질소로 활성화하면, 파티큘레이트가 자연착화하여 산화처리된다.

도 1 내지 도 4에 도시하는 배기 정화 장치에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 외측 전극(7)을 병렬로 배치하였기 때문에, 파티큘레이트의 포집 면적이 넓어지더라도, 배기 G의 유로가 길어지지 않는다.

또한, 외측 전극(7)에 막대형상의 내측 전극(6)을 삽입하였기 때문에, 양 전 극(6,7)의 간격을 좁히고, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압을 낮게 할 수 있다.

실시예 2

도 5 내지 도 8은 본 발명의 배기 정화 장치의 제 2 실시예를 도시하는 것이며, 이 배기 정화 장치는 통형상의 하우징(21) 내부에 복수의 포집 셀(22)을 병렬로 배치하고, 하우징(21)의 일단부에 배기 분배 수단(23)을 설치하고, 하우징(21)의 타단부에 배기 집합 수단(24)을 설치하고 있다.

포집 셀(22)은 세라믹 등의 유전체(25)로 내면을 피복한 통형상의 외측 전극(26)의 내부에, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 내측 전극(27)을 동축으로 배치한 구조로 되어 있다.

배기 분배 수단(23)은 각 포집 셀(22)의 외측 전극(26)의 일단부 외면전주에 밀착하고 또한 하우징(21)의 일단부 내면 전주에 밀착하는 지지판(28)과, 내측 전극(27)의 일단부를 폐색하는 플러그(29)와, 하우징(21)의 일단부에 설치한 입구(30)로 구성되고, 엔진으로부터 송출되는 배기 G가 입구(30)를 거친 후, 유전체(25)의 내면과 내측 전극(27)의 외면의 사이의 공극(31)에 유입하도록 되어 있다.

배기 집합 수단(24)은 각 포집 셀(22)의 내측 전극(27) 및 유전체(25)의 타단부에 끼워져 상기 양 전극(26, 27)의 상대위치를 일정하게 유지하고 또한 하우징(21)의 타단부 내면 전주에 당접하는 지지판(32)과, 하우징(21)의 타단부에 설치되고 또한 머플러에 연결되어 통하는 출구(33)로 구성되고, 지지판(32)에는 각 내측 전극(27)의 안쪽에 연결되어 통하는 복수의 개구(34)가 천공되어 있다.

상기 지지판(28, 32)의 형성재료에는 하우징(21), 외측 전극(26), 내측 전극(27)의 상호의 전기적인 절연을 유지하도록 세라믹 등의 내열성 절연소재를 사용하고 있다.

또한, 각 포집 셀(22)의 외측 전극(26)과 내측 전극(27)에는 방전 제어 유닛(35)을 통하여 발전기 등의 차재 전원(36)이 접속되고, 내측 전극(27)을 양극으로 하고 또한 외측 전극(26)을 음극으로서, 방전 발생에 필요한 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다.

또한, 내측 전극(27)의 일단부 외면과 유전체(25)의 일단부 내면의 사이에, 상기의 스페이서(17; 도 1 참조)와 동일한 것을 개재시키고, 또한, 스페이서(18; 도 1 참조)와 같은 것을, 내측 전극(27)과 유전체(25)의 사이에 위치하도록 지지판(32)에 밀착시켜, 쓸데없는 방전의 방지를 도모하도록 한다.

이 배기 정화 장치에서는 엔진으로부터 송출되는 배기 G는 배기 분배 수단(23)의 입구(30)로부터 각 포집 셀(22)의 공극(31)으로 유입되고, 내측 전극(27)을 외방으로부터 내방으로 향하여 통과한 후, 지지판(32)의 개구(34), 및 배기 집합 수단(24)의 출구(33)를 지나서, 머플러에 유입한다.

즉, 배기 G에 포함되어 있는 파티큘레이트는 도전성 필터인 내측 전극(27)에 포집된다.

또한, 내측 전극(27)과 외측 전극(26)에 고전압을 적당하게 인가하여, 방전 플라즈마를 발생시키고, 미연의 탄화수소, 산소, 일산화질소를, 함산소탄화수소, 오존, 이산화질소로 활성화하면, 파티큘레이트가 자연착화하여 산화처리된다.

도 5 내지 도 8에 도시하는 배기 정화 장치에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 내측 전극(27)을 병렬로 배치하였으므로, 파티큘레이트의 포집 면적이 넓어지더라도, 배기 G의 유로가 길어진다.

또한, 내측 전극(27)을 통형상의 외측 전극(26)에 의해 둘러싸기 때문에, 양 전극(26, 27)의 간격을 좁히고, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압을 낮게 할 수 있다.

실시예 3

도 9 내지 도 12는 본 발명의 배기 정화 장치의 제 3 실시예를 도시하는 것으로, 이 배기 정화 장치는 통형상의 하우징(41) 내부에 복수의 포집 셀(42)을 병렬로 배치하고, 하우징(41)의 일단부에 배기 분배 수단(43)을 설치하고, 하우징(41)의 타단부에 배기 집합 수단(44)을 설치하고 있다.

포집 셀(42)은 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 외측 전극(45)의 내부에, 통형상의 유전체(46)를 동축으로 배치하고, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 내측 전극(47)을, 상기 유전체(46)의 내부에 동축으로 배치한 구조로 되어 있다.

배기 분배 수단(43)은 각 포집 셀(42)의 외측 전극(45)의 일단부 외면전주에 밀착하고 또한 하우징(41)의 일단부 내면전주에 밀착하는 지지판(48)과, 내측 전극(47)의 일단부를 폐색하는 플러그(49)와, 하우징(41)의 일단부에 설치한 입구(50)로 구성되고, 엔진으로부터 송출되는 배기 G가 입구(50)를 거친 후, 유전체(46)의 내면과 내측 전극(47)의 외면의 사이의 공극(51), 및 유전체(46)의 외면과 외측 전 극(45)의 내면의 사이의 공극(52)에 유입하도록 되어 있다.

내측 전극(47)의 외면과 유전체(46)의 내면의 사이에는, 이들의 부재의 상대위치를 일정하게 유지하는 스페이서(53)가 공극(51)을 막지 않도록 개재하여, 유전체(46)의 외면과 외측 전극(45)의 내면의 사이에는, 이들의 부재의 상대위치를 일정하게 유지하는 스페이서(54)가 공극(52)을 막지 않도록 개재하고 있다.

배기 집합 수단(44)은 각 포집 셀(42)의 외측 전극(45), 유전체(46), 및 내측 전극(47)의 타단부에 끼우고 이들 부재의 상대위치를 일정하게 유지하는 스페이서(55)와, 하우징(41)에 대한 외측 전극(45)의 상대위치를 일정하게 유지하는 스페이서(56)와, 하우징(41)의 타단부에 설치되고 또한 머플러에 연결되어 통하는 출구(57)로 구성되어 있다.

각 스페이서(55)는 고리형상으로 형성되고, 상기의 공극(51, 52)의 타단부를 폐색하고, 또한, 중앙부분의 개구(58)가 내측 전극(47)의 내방으로 연결되어 통하고 있다.

이들 스페이서(55, 56)의 형성재료에는 하우징(41), 외측 전극(45), 내측 전극(47)의 상호의 전기적인 절연을 유지하도록, 세라믹 등의 내열성 절연소재를 사용하고 있다.

또한, 각 포집 셀(42)의 외측 전극(45)과 내측 전극(47)에는 방전 제어 유닛(59)을 통하여 발전기 등의 차재 전원(60)이 접속되고, 내측 전극(47)을 양극으로 하고 또한 외측 전극(45)을 음극으로서, 방전 발생에 필요한 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다.

또한, 복수의 외측 전극(45)의 위치관계는 인접하는 외측 전극(45)의 외면이 서로 당접하는 배치로 하여도 좋다.

또한, 내측 전극(47)의 일단부 외면과 유전체(46)의 일단부 내면의 사이, 및 외측 전극(45)의 일단부 내면과 유전체(46)의 일단부 외면의 사이에, 상기의 스페이서(17; 도 1 참조)와 동일한 것을 개재시키고, 또한, 스페이서(18; 도 1 참조)와 동일한 것을, 내측 전극(47)과 유전체(46)의 사이, 및 외측 전극(45)과 유전체(46)의 사이에 위치하도록 스페이서(55)에 밀착시켜, 쓸데없는 방전의 방지를 도모하도록 한다.

이 배기 정화 장치에서는 엔진으로부터 송출되는 배기 G는, 배기 분배 수단(43)의 입구(50)로부터 각 포집 셀(42)의 공극(51, 52)으로 유입하여, 내측 전극(47)을 외방으로부터 안쪽으로 향하여 통과하거나, 또는 외측 전극(45)을 내방으로부터 외방으로 통과한 후, 스페이서(55)의 개구(58), 및 배기 집합 수단(44)의 출구(57)를 지나서, 머플러에 유입된다.

즉, 배기 G에 포함되어 있는 파티큘레이트는 도전성 필터인 내측 전극(47)과 외측 전극(45)에 포집된다.

또한, 내측 전극(47)과 외측 전극(45)에 고전압을 적당하게 인가하여, 방전 플라즈마를 발생시키고, 미연의 탄화수소, 산소, 일산화질소를, 함산소탄화수소, 오존, 이산화질소로 활성화하면, 파티큘레이트가 자연 착화하여 산화처리된다.

도 9 내지 도 12에 도시하는 배기 정화 장치에서는 파티큘레이트를 포집 가능한 통형상의 내측 전극(47)과 외측 전극(45)을 병렬로 배치한 것으로, 파티큘레 이트의 포집 면적이 넓어지더라도, 배기 G의 유로가 길어진다.

또한, 내측 전극(47)을 통형상의 외측 전극(45)에 의해 둘러싸기 때문에, 양 전극(45, 47)의 간격을 좁히고, 방전 플라즈마의 발생에 필요한 인가 전압을 낮게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 배기 정화 장치는 상술한 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명의 배기 정화 장치는 여러 가지의 차종에 적용할 수 있다.

Claims

파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 외측 전극과, 상기 외측 전극 내에 삽입한 막대형상의 내측 전극과, 상기 내측 전극의 외면을 덮는 유전체를 갖는 복수의 포집 셀;

내부에 복수의 포집 셀을 병렬로 배치한 통형상의 하우징;

하우징의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 외측 전극의 내부에 연결되어 통하는 배기 분배 수단;

하우징의 타단부 상에 설치되고, 하우징의 내면과 각 포집 셀의 외측 전극의 외면의 사이의 공극에 연결되어 통하는 배기 집합 수단을 포함하고,

내측 전극 및 외측 전극에 대하여 방전 발생에 필요한 전압을 인가 가능하게 구성한, 배기 정화 장치.
파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 내측 전극과, 상기 내측 전극을 둘러싸는 통형상의 외측 전극과, 상기 외측 전극 내면을 덮는 유전체를 갖는 복수의 포집 셀;

내부에 복수의 포집 셀을 병렬로 배치한 통형상의 하우징;

하우징의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 유전체의 내면과 내측 전극의 외면의 사이의 공극에 연결되어 통하는 배기 분배 수단;

하우징의 타단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 내측 전극의 내부에 연결되어 통하는 배기 집합 수단을 포함하고,

내측 전극 및 외측 전극에 대하여 방전 발생에 필요한 전압을 인가 가능하게 구성한, 배기 정화 장치.
파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지는 통형상의 내측 전극과, 상기 내측 전극을 둘러싸는 통형상의 유전체와, 파티큘레이트를 포집 가능한 도전성 필터로 이루어지고 상기 유전체를 둘러싸는 통형상의 외측 전극을 갖는 복수의 포집 셀;

내부에 복수의 포집 셀을 병렬로 배치한 통형상의 하우징;

하우징의 일단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 유전체의 내면과 내측 전극의 외면의 사이의 공극, 및 외측 전극의 내면과 유전체의 외면의 사이에 공극에 연결되어 통하는 배기 분배 수단;

하우징의 타단부 상에 설치되고, 각 포집 셀의 내측 전극의 내부에 연결되어 통하는 배기 집합 수단을 포함하고,

내측 전극 및 외측 전극에 대하여 방전 발생에 필요한 전압을 인가 가능하게 구성한 배기 정화 장치.