(57)【要約】【目的】プラズマ領域と触媒により気体を浄化する気体浄化装置の提供【構成】排気ガス浄化装置１は、ガソリンエンジンから排出される排気ガスが送風される送風経路に配置される。具体的には、エキゾーストパイプ内に配置される。排気ガス浄化装置１は、プラズマ浄化部Ｐ１及び触媒浄化部Ｃ１を有している。プラズマ浄化部Ｐ１と触媒浄化部Ｃ１とは、交互に配置される。プラズマ領域による浄化と光触媒による浄化とを気体が通過する方向に沿って交互に実行できるので、浄化効率を高めることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が通過する環状部材、
前記環状部材に位置するプラズマ発生手段であって、第１の電極及び第２の電極を有するプラズマ発生手段、
前記環状部材に位置する触媒手段であって、前記気体を浄化する触媒手段、
を有する気体浄化装置であって、
前記プラズマ発生手段と前記触媒手段とが、前記気体が通過する方向に沿って交互に位置すること、
を特徴とする気体浄化装置。
【請求項２】
請求項１に係る気体浄化装置において、
前記プラズマ発生手段は、
前記環状部材を前記気体が通過する方向に対して所定の角度で位置する前記第１の電極及び前記第２の電極を有すること、
を特徴とする気体浄化装置。
【請求項３】
請求項２に係る気体浄化装置において、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、
前記気体が通過する通過孔を有すること、
を特徴とする気体浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に係る気体浄化装置において、
前記触媒手段は、
光触媒を有すること、
を特徴とする気体浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４に係る気体浄化装置において、
前記触媒手段は、
前記プラズマ発生手段が発生する紫外線が到達する範囲内に位置すること、
を特徴とする気体浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に係る気体浄化装置において、
前記気体は、
排気ガスであること、
を特徴とする気体浄化装置。
【請求項７】
プラズマ状態にあるプラズマ領域に前記排気ガスを通過させるプラズマ領域通過工程、
前記排気ガスを浄化する触媒が配置された触媒領域を通過させる触媒領域通過工程、
を有する排気ガス浄化方法であって、
前記プラズマ領域通過工程と前記触媒領域通過工程とを前記排気ガスが通過する方向に沿って交互に実行すること、
を特徴とする排気ガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を浄化する気体浄化装置に関し、特に、プラズマ領域と触媒領域により浄化するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の気体浄化装置である排ガス処理装置１００について図３を用いて説明する。排ガス処理装置１００は、排ガスが導入される光触媒モジュール１０２と、光触媒モジュール１０２に電圧を印加する電源部と、光触媒モジュール１０２に印加される電圧を検出する電圧検出部と、光触媒モジュール１０２に流れる電流を検出する電流検出部と、電圧検出部および電流検出部からの検出データが入力され、これら検出データに基づいて電源部に制御信号を出力する制御部とを備えて構成されている。
【０００３】
光触媒モジュール１０２は、図３に示すように、排気管１０７と、この排気管１０７内に主用された光触媒担体１０８と、この光触媒担体１０８の前後両端面に沿って配置された放電電極１０９、１１０とを備えている。排気管１０７は、前端開口部側で自動車のエンジンのエキゾースト・パイプ（図示省略する）に連通すると共に、後端開口部がマフラー（図示省略する）側と連通するように接続されている。
【０００４】
光触媒担体１０８は、排ガスを流通させる多数の細流路１０８ａが形成されたハニカム構造の光触媒担体１０８である。また、光触媒担体１０８の細流路１０８ａの内壁には、二酸化チタン（ＴｉＯ２）をはじめとする光触媒が担持されている。具体的には、排気管１０７および光触媒担体１０８は、例えば円柱形状に形成され、光触媒担体１０８の細流路１０８ａは排気管１０７の排ガス流通方向に平行をなすように設定されている。
【０００５】
放電電極１０９は光触媒担体１０８の前端面に配設され、放電電極１１０は光触媒担体１０８の後端面に配設されている。これら放電電極１０９、１１０は、排ガスを流通させることができるように、網目状になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６８６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の排ガス処理装置１００には以下に示すような改善点がある。排ガス処理装置１００では、放電電極１０９、１１０間に高電圧を印加することにより、プラズマ放電で発生する紫外線による光触媒作用によって有害成分や臭気成分を分解、除去する。つまり、排ガスの浄化を光触媒作用にのみに頼っていることから、浄化効率が高くない、という改善すべき点がある。
【０００８】
一方、プラズマ自身にも、有害成分や臭気成分を分解、除去する浄化作用があることが知られている。
【０００９】
そこで、本発明は、プラズマ領域と触媒領域により気体を浄化する気体浄化装置の提供を目的とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。
【００１１】
本発明に係る気体浄化装置は、気体が通過する環状部材、前記環状部材に位置するプラズマ発生手段であって、第１の電極及び第２の電極を有するプラズマ発生手段、前記環状部材に位置する触媒手段であって、前記気体を浄化する触媒手段、を有する気体浄化装置であって、前記プラズマ発生手段と前記触媒手段とが、前記気体が通過する方向に沿って交互に位置する。
【００１２】
これにより、プラズマ領域による浄化と触媒による浄化とを気体が通過する方向に沿って交互に実行できるので、浄化効率を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る気体浄化装置では、前記プラズマ発生手段は、前記環状部材を前記気体が通過する方向に対して所定の角度で位置する前記第１の電極及び前記第２の電極を有する。
【００１４】
これにより、環状部材の断面よりも広い面での放電によるプラズマ発生がかのうとなる。よって、より安定したプラズマ発生が可能となる。
【００１５】
本発明に係る気体浄化装置では、前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記気体が通過する通過孔を有する。
【００１６】
これにより、第１の電極及び第２の電極において気体の通過を妨げることがない。よって、気体の通過効率を失うことなく、浄化効率を高めることができる。
【００１７】
本発明に係る気体浄化装置では、前記触媒手段は、光触媒を有する。これにより、プラズマ領域から発生する紫外線によって、光触媒を励起させることができる。よって、プラズマによる浄化と光触媒による浄化とを行うことができるので、浄化効率を高めることができる。
【００１８】
本発明に係る気体浄化装置では、前記触媒手段は、前記プラズマ発生手段が発生する紫外線が到達する範囲内に位置する。
【００１９】
これにより、光触媒を確実に励起させることができる。よって、高い浄化効率を確実に得ることができる。
【００２０】
本発明に係る気体浄化装置では、前記気体は、排気ガスである。これにより、排気ガスを浄化することができる。
【００２１】
本発明に係る排気ガス浄化方法は、プラズマ状態にあるプラズマ領域に前記排気ガスを通過させるプラズマ領域通過工程、前記排気ガスを浄化する触媒が配置された触媒領域を通過させる触媒領域通過工程を有する排気ガス浄化方法であって、前記プラズマ領域通過工程と前記触媒領域通過工程とを、前記排気ガスが通過する方向に沿って交互に沿って交互に実行する。
【００２２】
これにより、プラズマ領域による浄化と触媒による浄化とを排気ガスが通過する方向に沿って交互に実行できるので、排気ガスの浄化効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る気体浄化装置に係る実施例１を示す排気ガス浄化装置１の一部断面を含む斜視図である。
【図２】排気ガス浄化装置１の断面の模式図である。
【図３】従来の気体浄化装置である排ガス処理装置１００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。
【実施例１】
【００２５】
１．排気ガス浄化装置の構成
本発明に係る気体浄化装置の実施の形態の一つである自動車の排気ガス浄化装置について図１を用いて説明する。図１は、排気ガス浄化装置１の一部断面を含む斜視図である。排気ガス浄化装置１は、自動車のガソリンエンジンから排出される排気ガスを浄化するために用いるものである。
【００２６】
排気ガス浄化装置１は、ガソリンエンジンから排出される排気ガスが送風される送風経路に配置される。具体的には、エキゾーストパイプＥＰ内に配置される。排気ガス浄化装置１は、プラズマ浄化部Ｐ１及び触媒浄化部Ｃ１を有している。プラズマ浄化部Ｐ１と触媒浄化部Ｃ１とは、交互に配置される。
【００２７】
プラズマ浄化部Ｐ１は、第１電極１１、第２電極１３、及び電源回路１５(図示せず)を有している。第１電極１１及び第２電極１３は、ハニカム構造が形成された円盤形状を有している。また、第１電極１１及び第２電極１３は、ステンレス等の耐熱金属を素材として形成されている。このように、第１電極１１及び第２電極１３は、ハニカム構造を有しているので、エキゾーストパイプＥＰ内を排気ガスが通過する際に障害となることはない。なお、第１電極１１及び第２電極１３は、その直径方向がエキゾーストパイプＥＰ内を排気ガスが流れる方向、つまりエキゾーストパイプＥＰの軸方向である矢印ａ１方向に対して垂直となるように位置している。よって、エキゾーストパイプＥＰ内を流れる排気ガスにとって、第１電極１１及び第２電極１３が、流れを妨げるような障害となることはない。
【００２８】
触媒浄化部Ｃ１は、ハニカム担持体２１及び光触媒２３(図示せず)を有している。ハニカム担持体２１は、ハニカム構造が形成された円筒形状を有している。また、ハニカム担持体２１は、ステンレスまたは、セラミック等を素材として形成されている。このように、ハニカム担持体２１は、ハニカム構造を有しているので、エキゾーストパイプＥＰ内を排気ガスが通過する際に障害となることはない。また、ハニカム担持体２１は、その直径方向がエキゾーストパイプＥＰ内を排気ガスが流れる方向、つまりエキゾーストパイプＥＰの軸方向である矢印ａ１方向に対して垂直となるように位置している。よって、エキゾーストパイプＥＰ内を流れる排気ガスにとって、ハニカム担持体２１が、流れを妨げるような障害となることはない。
【００２９】
ハニカム担持体２１のハニカム構造の内面には、二酸化チタン等の光触媒２３が担持されている。
【００３０】
排気ガス浄化装置１の断面の模式図を図２に示す。第１電極１１及び第２電極１３は、電源回路１５と接続されている。第１電極１１及び第２電極１３は、電源回路１５によって所定の電圧まで高められる。そして、所定の電圧にまで高められると、第１電極１１及び第２電極１３は、互いに対向する面において放電し、第１電極１１と第２電極１３との間にプラズマ領域Ｒ１を生成する。
【００３１】
プラズマ領域Ｒ１を生成することによって、そのプラズマ領域Ｒ１から紫外線が放出される。紫外線の一部は、エキゾーストパイプＥＰの軸方向に沿った矢印ａ１方向、矢印ａ３方向へ放出され、所定の領域まで到達する。
【００３２】
ハニカム担持体２１に担持されている光触媒２１(図示せず)は、プラズマ領域Ｒ１から放出された紫外線によって励起される。励起された光触媒２１は、ハニカム担持体２１を通過する排気ガスを浄化する。
【００３３】
ここで、ハニカム担持体２１は、プラズマ領域Ｒ１から放出される紫外線が到達する領域内に配置されている。このように、ハニカム担持体２１を紫外線が到達する領域内に配置することによって、ハニカム担持体２１が担持する光触媒２１を確実に励起させることができる。
【００３４】
［その他の実施例］
【００３５】
（１）第１電極１１及び第２電極１３の配置  ：  前述の実施例１においては、第１電極１１及び第２電極１３を、その直径方向がエキゾーストパイプＥＰ内を排気ガスが流れる方向、つまりエキゾーストパイプＥＰの中心軸方向に対して垂直となるように位置させることとした。即ち、エキゾーストパイプＥＰの中心軸方向に沿って放電を行うこととした。しかし、第１電極１１及び第２電極１３の間にプラズマ領域Ｒ１を生成できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、エキゾーストパイプＥＰの内周面に沿うように第１電極１１及び第２電極１３を形成し、エキゾーストパイプＥＰの中心軸方向に対して垂直に放電を行うようにしてもよい。
【００３６】
また、前述の実施例１では、第１電極１１及び第２電極１３は、エキゾーストパイプＥＰの中心軸方向に対して垂直となるように位置させたが、排気ガスの通過を阻害しないものであれば例示のものに限定されない。エキゾーストパイプＥＰの中心軸方向に対して所定の角度となるように第１電極１１及び第２電極１３を配置するようにしてもよい。
【００３７】
（２）第１電極１１及び第２電極１３とハニカム担持体２１との位置関係  ：    前述の実施例１では、ある第１電極１１及び第２電極１３が生成するプラズマ領域Ｒ１が放出する紫外線が到達する領域に、ハニカム担持体２１が含まれるように位置するとしたが、あるハニカム担持体２１の前後に配置される第１電極１１及び第２電極１３が形成するそれぞれのプラズマ領域Ｒ１で発生する紫外線が到達する領域の合わせた領域に、ハニカム担持体２１が含まれるようにしてもよい。このように、前後のプラズマ領域Ｒ１で発生する紫外線の到達領域にハニカム担持体２１を配置するようにすることによって、第１電極１１及び第２電極１３と、ハニカム担持体２１との距離を長くとることができる。
【００３８】
（３）排気ガス  ：  前述の実施例１では、ガソリンエンジンによる排気ガスを浄化するとしたが、排気ガスであれば、例えばディーゼルエンジンによる排気ガスであってもよい。
【００３９】
（４）第１電極１１及び第２電極１３の構造  ：  前述の実施例１では、第１電極１１及び第２電極１３はハニカム構造を有するとしたが、エキゾーストパイプＥＰ内を排気ガスが通過する際の障害とならないものであれば、例示のものに限定されない。例えば、ハニカム構造以外の多孔質構造であってもよい。また、エキゾーストパイプＥＰの内面に沿うような環状構造であってもよい。
【００４０】
（５）プラズマ領域Ｒ１  ：  前述の実施例１では、第１電極１１及び第２電極１３の放電によりプラズマ領域Ｒ１を生成するとしたが、触媒浄化部Ｃ１の前にプラズマ領域Ｒ１を生成できるものであれば、例示ものに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る気体浄化装置は、例えば自動車の排気ガスの浄化に用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・・・排気ガス浄化装置
１１・・・・・第１電極
１３・・・・・第２電極
１５・・・・・電源回路
２１・・・・・ハニカム担持体
２３・・・・・光触媒
ＥＰ・・・・・エキゾーストパイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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