(57)【要約】  粒子状物質の凝集を促進させる。内燃機関の排気通路（３）に設けられ、該排気通路（３）の壁面から該排気通路（３）の内側へ向かって延び、曲がり部（５１）において排気の流れ方向（Ｂ）の上流側または下流側へ曲がり、該排気の流れ方向（Ｂ）の上流側または下流側に延びる電極（５）を備えた粒子状物質処理装置（１）において、電極（５）が、該電極（５）と排気通路（３）の壁面との間の電界強度が下流側よりも上流側で大きくなるように形成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、該排気通路の壁面から該排気通路の内側へ向かって延び、曲がり部において排気の流れ方向の上流側または下流側へ曲がり、該排気の流れ方向の上流側または下流側に延びる電極を備えた粒子状物質処理装置において、
前記電極が、該電極と前記排気通路の壁面との間の電界強度が下流側よりも上流側で大きくなるように形成される粒子状物質処理装置。
【請求項２】
前記電極へ電力を供給する電源を備え、
前記電源は、前記電極の一か所に対して電力を供給し、前記電極全体に同一の電圧を印加する請求項１に記載の粒子状物質処理装置。
【請求項３】
前記電極は、排気の流れ方向の上流側または下流側に延びる部位において、前記排気の流れ方向に対して垂直方向に前記排気通路の壁面側に向かって延びる複数の突出部を備え、
前記突出部と前記排気通路の壁面との距離、または、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔の少なくとも一方を、排気の流れの上流側と下流側とで変えることにより、前記電極と前記排気通路の壁面との間の電界強度を変える請求項１又は２に記載の粒子状物質処理装置。
【請求項４】
前記電極の周りの前記排気通路は、内径が同一であり、前記突出部の長さ、及び、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔の少なくとも一方を変えることで、前記電極と前記排気通路の壁面との間の電界強度を変える請求項３に記載の粒子状物質処理装置。
【請求項５】
前記電極は、前記曲がり部から排気の流れ方向の下流側へ向かって延び、
前記曲がり部に近い箇所よりも、前記曲がり部から遠い箇所のほうが、前記突出部の長さが短く、且つ、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔が短い請求項４に記載の粒子状物質処理装置。
【請求項６】
前記電極は、前記曲がり部から排気の流れ方向の上流側へ向かって延び、
前記曲がり部に近い箇所よりも、前記曲がり部から遠い箇所のほうが、前記突出部の長さが長く、且つ、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔が長い請求項４に記載の粒子状物質処理装置。
【請求項７】
前記突出部の太さを、排気の流れの上流側と下流側とで変える請求項３から６の何れか１項に記載の粒子状物質処理装置。
【請求項８】
前記電極を通る電流を検出する検出装置と、
前記検出装置により検出される電流にパルス電流が発生したか否か判定する判定装置と、
前記判定装置によりパルス電流が発生したと判定された場合に、前記電極への印加電圧を現時点よりも低減させる制御装置と、
を備える請求項１から７の何れか１項に記載の粒子状物質処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子状物質処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に針状の放電電極を設けて粒子状物質（以下、ＰＭともいう。）を帯電させ、該帯電したＰＭを集塵電極に滞留させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、この技術によれば、ＰＭの粒子径が大きくなるため、下流側にフィルタを設けているときに該フィルタにて容易にＰＭを捕集することができる。【０００３】
また、排気管内に突出部を備えた放電電極を配置して、ＰＭを捕集する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。【０００４】
また、コロナ放電を利用した粒子状物質処理装置において、放電電極の絶縁を確保する技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。【０００５】
また、放電電極の絶縁部の先端部を薄肉化して排気の熱により温度を上昇させ、該先端部に付着するＰＭを酸化させる技術が知られている（例えば、特許文献４参照。）。【０００６】
また、放電部を加熱することで、水分の結露を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献５参照。）。【０００７】
また、放電電極の周方向に沿って等間隔で３乃至６本の針状の突起部を放射状に配設するとともに、突起部の先端からダクトの内面までを距離Ｄ０とし、突起部の放電極における長さ方向の設置間隔Ｐとした場合に、両者の関係を０．６Ｄ０≦Ｐ≦２．４Ｄ０の範囲に設定する技術が知られている（例えば、特許文献６参照。）。【０００８】
また、互いに並行配置された対向電極の間隔をＤとし、それら対向電極の中間に配置された放電電極に設けられる突起の間隔をＰとしたときに、Ｄ／５≦Ｐ≦Ｄとする技術が知られている（例えば、特許文献７参照。）。【０００９】
また、管内に針状の放電電極を設けた電気集塵機が知られている（例えば、特許文献８，９参照。）。【００１０】
また、排気管に設けた電極部においてＰＭを帯電させた後に捕集する技術が知られている（例えば、特許文献１０参照。）。【００１１】
ここで、電極からコロナ放電またはアーク放電などの強い放電を発生させると、強い放電に起因する高速電子により、ＰＭが粉砕されてしまい、微細化される。そうすると、ＰＭを凝集させる効果が低くなる。これに対し、強い放電が発生しないように印加電圧を制御することが考えられる。しかし、従来技術の構成では、電界強度がほとんど考慮されておらず、ＰＭを凝集させたとしても効果が小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１３６７６６号公報
【特許文献２】特開２００９−１１４８７２号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２７３０号公報
【特許文献４】特開２００６−２９１７０８号公報
【特許文献５】特開２００６−１２２８４９号公報
【特許文献６】特開平０６−０３１１９９号公報
【特許文献７】特開平１１−２１６３８８号公報
【特許文献８】特開２００９−２０８０４１号公報
【特許文献９】特開２００９−０８２９０１号公報
【特許文献１０】特開平０９−１１２２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、粒子状物質の凝集を促進させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために本発明による粒子状物質処理装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ、該排気通路の壁面から該排気通路の内側へ向かって延び、曲がり部において排気の流れ方向の上流側または下流側へ曲がり、該排気の流れ方向の上流側または下流側に延びる電極を備えた粒子状物質処理装置において、
前記電極が、該電極と前記排気通路の壁面との間の電界強度が下流側よりも上流側で大きくなるように形成される。【００１５】
ここで、電極に電圧を印加すると、ＰＭを帯電させることができる。帯電したＰＭは、クーロン力や排気の流れにより排気通路の壁面へ向かって移動する。排気通路の壁面に到達したＰＭは、排気通路に電子を放出するため、電極よりも接地側に電気が流れる。そして、電子を放出したＰＭは、近くに存在する他のＰＭと凝集するため、粒子数を減少させることができる。【００１６】
ここで、電極と排気通路の壁面との間の電界強度を、排気の流れの上流側で大きくすると、電界強度の相対的に大きな上流側においてＰＭをより確実に帯電させることができる。そして、上流側で帯電したＰＭは、電界強度の相対的に小さな下流側へ流されると共に、電界の影響により排気通路の壁面に向かって緩やかに進む。すなわち、上流側の電界強度を比較的大きくすることにより、ＰＭの帯電を促進させることができる。一方、下流側では、既に帯電しているＰＭを排気通路の壁面に向かわせるだけでよいので、電界強度が比較的小さくてもよい。このため、装置の簡略化又は軽量化が可能となる。そして、下流側の電界強度を比較的小さくしても、上流側でＰＭを帯電させているので、ＰＭの凝集の機会を増やすことができる。これにより、ＰＭの粒子数を低減することができる。【００１７】
なお、電極は、排気の流れ方向の上流側に曲がっていてもよく、下流側に曲がっていてもよい。また、電極が延びる方向は、排気の流れ方向と平行でなくてもよい。また、電界強度は、排気の流れ方向の上流側から下流側へ向かって、段階的に小さくなっていてもよく、連続的に徐々に小さくなっていてもよい。【００１８】
本発明においては、前記電極へ電力を供給する電源を備え、
前記電源は、前記電極の一か所に対して電力を供給し、前記電極全体に同一の電圧を印加することができる。【００１９】
このように、一か所から電源を供給しつつ、電界強度を上流側と下流側とで変えることにより、装置や制御の簡略化が可能となる。また、電極を通すための孔を排気通路に設ける必要があるが、この孔が一つで済む。したがって、製造コストを下げることができる。【００２０】
本発明においては、前記電極は、排気の流れ方向の上流側または下流側に延びる部位において、前記排気の流れ方向に対して垂直方向に前記排気通路の壁面側に向かって延びる複数の突出部を備え、
前記突出部と前記排気通路の壁面との距離、または、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔の少なくとも一方を、排気の流れの上流側と下流側とで変えることにより、前記電極と前記排気通路の壁面との間の電界強度を変えることができる。【００２１】
電極と排気通路の壁面との間の電界強度は、電極の周りの電界強度としてもよい。ここで、突出部と排気通路の壁面との距離が近いほど、電界強度が大きくなる。これは、突出部が長いほど、電界強度が大きくなるともいえる。また、突出部の排気の流れ方向の設置間隔が短いほど、電界強度が大きくなる。これは、排気の流れ方向に隣接する突出部間の距離が短いほど、電界強度が大きくなるともいえる。このように、突出部と排気通路の壁面との距離、又は、突出部の排気の流れ方向の設置間隔を変えることにより、電界強度を調整することができる。したがって、突出部と排気通路の壁面との距離、又は、突出部の排気の流れ方向の設置間隔の少なくとも一方を変えることにより、電極と排気通路の壁面との間の電界強度を下流側よりも上流側で大きくすることができる。なお、突出部の長さ、又は、突出部の排気の流れ方向の設置間隔は、徐々に変化させてもよく、排気の流れ方向に設置される複数の突出部毎に変化させてもよい。【００２２】
本発明においては、前記電極の周りの前記排気通路は、内径が同一であり、前記突出部の長さ、及び、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔の少なくとも一方を変えることで、前記電極と前記排気通路の壁面との間の電界強度を変えることができる。【００２３】
突出部を長くすることにより、突出部の先端と排気通路の壁面との距離を短くすることができる。ここで、突出部が長いほど、電界強度が大きくなり、突出部が短いほど、電界強度が小さくなる。また、突出部を短くすることで、質量を低減することができる。そして、突出部を短くしたとしても、突出部の排気の流れ方向の設置間隔を短くすることにより、電界強度の低下を抑制できる。したがって、突出部の長さ、及び、突出部の排気の流れ方向の設置間隔を調整することにより、必要な電界強度を確保しつつ、突出部の質量を調整することができる。そうすると、突出部の質量により電極が変形したり破損したりすることを抑制できる。【００２４】
本発明においては、前記電極は、前記曲がり部から排気の流れ方向の下流側へ向かって延び、
前記曲がり部に近い箇所よりも、前記曲がり部から遠い箇所のほうが、前記突出部の長さが短く、且つ、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔が短くてもよい。【００２５】
すなわち、排気の流れの下流側で、突出部の長さを短くすれば、電極の下流端付近、すなわち、電極の先端付近の質量を低減することができる。これにより、電極や、電極の取付け部にかかる力の大きさを低減することができるため、電極の変形等を抑制できる。一方、突出部の長さを短くすると、電界強度が必要以上に小さくなる虞がある。これに対して、突出部の排気の流れ方向の設置間隔を短くすることで、電界強度が低下することを抑制できる。したがって、粒子状物質処理装置の故障を抑制しつつ、ＰＭの凝集を促進できる。【００２６】
本発明においては、前記電極は、前記曲がり部から排気の流れ方向の上流側へ向かって延び、
前記曲がり部に近い箇所よりも、前記曲がり部から遠い箇所のほうが、前記突出部の長さが長く、且つ、前記突出部の排気の流れ方向の設置間隔が長くてもよい。【００２７】
このような場合であっても、電界強度が下流側よりも上流側で大きくなるので、電界強度の相対的に大きな上流側においてＰＭをより確実に帯電させることができる。したがって、ＰＭの凝集を促進できる。【００２８】
本発明においては、前記突出部の太さを、排気の流れの上流側と下流側とで変えることができる。【００２９】
ここで、突出部を太くすることにより、剛性は高くなるが、電界強度が低下する。剛性を高くするために突出部を太くした場合には、突出部の排気の流れ方向の設置間隔を短くしたり、または、突出部を長くしたりすることにより、電界強度の低下を抑制できる。したがって、突出部の太さを排気の流れの上流側と下流側とで変えることにより、剛性を確保しつつ、電極周りの電界強度を上流側と下流側とで変えることができる。なお、突出部の太さを、突出部の根元の断面の直径としてもよい。また、例えば、排気の流れの上流側で突出部を相対的に太くし且つ排気の流れ方向の設置間隔を短くすることで、電界強度を相対的に大きくしてもよい。【００３０】
本発明においては、前記電極を通る電流を検出する検出装置と、
前記検出装置により検出される電流にパルス電流が発生したか否か判定する判定装置と、
前記判定装置によりパルス電流が発生したと判定された場合に、前記電極への印加電圧を現時点よりも低減させる制御装置と、
を備えることができる。【００３１】
そうすると、電極を通る電流にパルス電流が発生することを抑制できる。ここで、電極において強い放電が発生すると、電極を通る電流にパルス電流が発生する。すなわち、検出装置によりパルス電流が検出されたときには、電極において強い放電が発生していると考えられる。この強い放電によりＰＭが粉砕され、微細化される虞がある。これに対し、パルス電流が発生したときに、印加電圧を低減させることにより、強い放電が発生することを抑制できる。なお、コロナ放電やアーク放電などの強い放電を発生させないような印加電圧であっても、ＰＭを凝集させることはできる。したがって、パルス電流が発生したときに印加電圧を低減させてパルス電流の発生を抑制すれば、ＰＭが微細化されることを抑制しつつＰＭを凝集させることができる。【００３２】
なお、本発明においては、前記制御装置は、前記判定装置によりパルス電流が発生していないと判定された場合に、前記印加電圧を現時点よりも増加してもよい。パルス電流が発生しない範囲で印加電圧をより大きくすることにより、ＰＭがより凝集しやすくなる。すなわち、パルス電流が発生しない範囲で印加電圧を増加させることにより、ＰＭの凝集を促進させることができる。なお、パルス電流が発生しない範囲で印加電圧が最大となるようにフィードバック制御を行ってもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、粒子状物質の凝集を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る電極の周りの電界強度の分布を示した図である。
【図３】電極の先端側の突出部を相対的に短くし、且つ、曲がり部から電極の先端まで突出部を等間隔に配置した場合の電界強度の分布を示した図である。
【図４】実施例２に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２に係る電界強度の分布を示す図である。
【図６】実施例３に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図７】実施例４に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図８】実施例５に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図９】実施例６に係る粒子状物質処理装置の電極を排気の流れの下流側から見た図である。
【図１０】実施例７に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１１】実施例８に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１２】実施例９に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１３】実施例９に係る空気供給装置の制御フローを示したフローチャートである。
【図１４】実施例１０に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１５】実施例１１に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１６】検出装置により検出される電流の推移を、印加電圧ごとに示した図である。
【図１７】実施例１２に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１８】実施例１３に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【図１９】実施例１４に係る粒子状物質処理装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る粒子状物質処理装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。なお、下記の実施例は、適宜組み合わせることができる。
【００３６】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。粒子状物質処理装置１は、例えばガソリン機関の排気通路２に設けられる。なお、ディーゼル機関の排気通路に設けることもできる。
【００３７】
粒子状物質処理装置１は、両端が排気通路２に接続されているハウジング３を備えて構成される。ハウジング３の材料には、ステンレス鋼材を用いている。ハウジング３は、中空の円柱形に形成されている。ハウジング３の両端は、端部に近くなるほど排気の流路の断面積が小さくなるテーパ状に形成されている。なお、図１においては、排気が排気通路２を矢印Ｂの方向に流れている。このため、ハウジング３は排気通路２の一部としてもよい。すなわち、ハウジング３の壁面は、排気通路２の壁面とすることができる。
【００３８】
排気通路２の端部にはフランジ２１が形成され、ハウジング３の端部にはフランジ３１が形成されている。排気通路２とハウジング３とは、排気通路側のフランジ２１及びハウジング３側のフランジ３１を介して例えばボルト及びナットにより締結される。排気通路側のフランジ２１と、ハウジング３側のフランジ３１との間には、電気の絶縁体が備わっていてもよい。
【００３９】
ハウジング３には、断面が円形の電極５が取り付けられている。なお、電極５の断面形状は、多角形等の他の形状であってもよい。電極５は、ハウジング３の側面を貫通しており、該ハウジング３の側面から該ハウジング３の中心軸Ａ方向へ延びて該中心軸Ａ近傍の曲がり部５１において排気の流れの下流側へ曲がり、該中心軸Ａと平行に排気の流れの下流側へ向かって伸びている。このため、本実施例では、曲がり部５１よりも下流側の電極５の中心軸は、ハウジング３の中心軸Ａと同一になる。
【００４０】
また、電極５がハウジング３を貫通している個所において、電極５とハウジング３との間に電気が流れないように、電極５には電気の絶縁体からなる碍子部５２が設けられている。この碍子部５２は、電極５とハウジング３との間に位置しており、電気を絶縁すると共に、電極５をハウジング３に固定する。
【００４１】
曲がり部５１よりも排気の流れの下流側には、中心軸Ａと直交してハウジング３の側面へ向かって延びる突出部５４が複数設けられている。突出部５４は、針状に形成されており、排気の流れの上流側から下流側に間隔を空けて複数設けられる。また、突出部５４は、中心軸Ａを中心として該中心軸Ａの周りに例えば等角度に複数設けられる。なお、中心軸Ａを中心として放射状に複数設けるとしてもよい。なお、突出部５４の周りのハウジング３では、内径が一定となっている。
【００４２】
そして、本実施例では、比較的下流側に備わる突出部５４２の長さを、比較的上流側に備わる突出部５４１の長さよりも短くしている。また、上流側に備わる突出部５４１では、突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔を比較的長くし、下流側に備わる突出部５４２では、突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔を比較的短くしている。
【００４３】
図１に示すように、曲がり部５１に近い側から排気の流れ方向に例えば３番目までの突出部５４１（以下、上流側の突出部５４１ともいう。）の長さを、それよりも下流側の突出部５４２（以下、下流側の突出部５４２ともいう。）の長さよりも長くしている。すなわち、上流側の突出部５４１の長さＬ３が、下流側の突出部５４２の長さＬ４よりも長い。そうすると、上流側の突出部５４１の先端からハウジング３の壁面までの距離Ｌ５が、下流側の突出部５４２の先端からハウジング３の壁面までの距離Ｌ６よりも短くなる。なお、突出部５４の長さは、中心軸Ａから突出部５４の先端までの距離としてもよいし、突出部５４の根元から先端までの長さとしてもよい。
【００４４】
なお、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の長さよりも、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の長さのほうを短くするとしてもよい。曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の長さは全て同じとしてもよく、排気の流れの下流側ほど短くてもよい。また、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の長さは全て同じとしてもよく、排気の流れの下流側ほど短くしてもよい。
【００４５】
また、図１に示すように、上流側の突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔Ｌ１を、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔Ｌ２よりも長くしている。
【００４６】
なお、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の排気の流れ方向の間隔よりも、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の排気の流れ方向の間隔のほうが短いとしてもよい。また、突出部５４が長いほど、排気の流れ方向の間隔を長くしてもよい。
【００４７】
そして、電極５は電線５３を介して電源に接続されている。すなわち、電極５は一か所で電線５３を介して電源に接続されている。電源は、電極５へ通電すると共に、印加電圧を変更することができる。また、ハウジング３は電気的に接地されている。
【００４８】
このように構成された粒子状物質処理装置１では、電源から電極５へ負の直流高電圧を印加することで、該電極５から電子が放出される。すなわち、ハウジング３よりも電極５のほうの電位を低くすることで、電極５から電子を放出させている。そして、この電子により排気中のＰＭを負に帯電させることができる。負に帯電したＰＭは、クーロン力とガス流によって移動する。そして、ＰＭがハウジング３へ到達すると、ＰＭを負に帯電させた電子は該ハウジング３へと放出される。ハウジング３へ電子を放出したＰＭは凝集して粒子径が大きくなる。また、ＰＭが凝集することで、ＰＭの粒子数は低減する。すなわち、電極５へ電圧を印加することで、ＰＭの粒子径を大きくし且つＰＭの粒子数を低減させることができる。
【００４９】
そして、排気の流れの上流側の突出部５４１よりも、排気の流れの下流側の突出部５４２の長さを短くしているため、電極５の先端側、すなわち、電極５の下流端側の質量を低減することができる。これにより、電極５に生じる曲げモーメントを小さくすることができるので、電極５の破損や変形を抑制できる。
【００５０】
また、図２は、本実施例に係る電極５の周りの電界強度の分布を示した図である。図２中の破線は、電界強度の分布を示している。そして、ハウジング３の中心軸Ａ付近の電界強度が大きく、該中心軸Ａから離れるにしたがって電界強度が小さくなる。
【００５１】
ところで、突出部５４の間隔を短くするほど、電界強度の大きい範囲がハウジング３の径方向に広がる。また、突出部５４の長さを長くするほど、電界強度の大きい範囲がハウジング３の径方向に広がる。したがって、排気の流れの下流側の突出部５４２を相対的に短くすることにより、電極５の先端側の電界強度が相対的に小さくなる。これに対し、電極５の先端側の突出部５４２の排気の流れ方向の間隔を短くすることで、電界強度が低下することを抑制できる。すなわち、電極５の先端側の電界強度が小さくなりすぎることを抑制できる。
【００５２】
ここで、図３は、電極５の先端側の突出部５４を相対的に短くし、且つ、曲がり部５１から電極５の先端まで突出部５４を等間隔に配置した場合の電界強度の分布を示した図である。図３に示されるように、突出部５４の間隔が、曲がり部５１から電極５の先端まで同じ場合には、電極５の先端側において、電界強度が大きく低下する。このため、ＰＭがハウジング３の壁面に向かう力が小さくなりすぎて、ＰＭが凝集し難くなる。
【００５３】
これに対して、突出部５４の長さを短くすることに合わせて、突出部５４の間隔を短くすることで、電界強度が過度に低下することを抑制できるので、ＰＭの凝集を促進させることができる。なお、上流側の突出部５４１の長さ及び上流側の突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔は、排気中のＰＭを帯電させることができる範囲に設定する。この範囲は、実験等により求めることができる。一方、下流側の突出部５４２の長さ及び下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔は、帯電したＰＭをハウジング３の壁面に向かわせることができる範囲に設定する。この範囲も、実験等により求めることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施例によれば、上流側の突出部５４１の周りの電界強度を、下流側の突出部５４２の周りの電界強度よりも大きくすることができる。これにより、電界強度が相対的に大きい上流側の突出部５４１の周りにおいてＰＭをより確実に帯電させることができる。そして、上流側の突出部５４１の周りで帯電したＰＭが、電界強度の相対的に小さい下流側へ流されると、該ＰＭがハウジング３の壁面に緩やかに向かう。すなわち、下流側の電界強度を小さくしても、ＰＭ同士の凝集が促進されるので、ＰＭの粒子数の低減効果を高めることができる。
【００５５】
そして、下流側の突出部５４２を、上流側の突出部５４１よりも短くし、且つ、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の間隔を、上流側の突出部５４１の排気の流れ方向の間隔よりも短くすることで、下流側の突出部５４２の質量を低減することができる。また、下流側の電界強度が小さくなりすぎることを抑制できる。これらにより、粒子状物質処理装置１の故障を抑制しつつ、ＰＭの凝集を促進させることができる。そして、ＰＭの粒子数を減少させることができる。また、電極５の先端部付近の質量を低減することで、電極５を一か所で支持しても、破損や変形が抑制される。このため、碍子部５２も一か所に設ければよいため、電極５を二か所以上で支持する場合よりも、製造コストを低減することができる。また、電源は、電極５の一か所に対して電力を供給し、電極５の全体に同一の電圧を印加すればよいため、これによっても製造コストを低減することができる。
【００５６】
（実施例２）
図４は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。本実施例に係る突出部５４は、排気の流れの下流側ほど、長さが短い。これにより、曲がり部５１よりも遠くなるほど突出部５４の質量を小さくすることができる。そうすると、電極５の先端側の質量を小さくすることができるので、電極５に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。したがって、信頼性を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施例では、排気の流れの下流側ほど、突出部５４の排気の流れ方向の間隔が短い。すなわち、突出部５４の長さが短くなるにしたがって、突出部５４の間隔が短くなる。例えば、最上流の突出部５４の先端と、最下流の突出部５４の先端と、を結ぶ線上に、他の突出部５４の先端が位置するように、夫々の突出部５４の長さが設定されてもよい。
【００５８】
ここで、図５は、本実施例に係る電界強度の分布を示す図である。図５中の破線は、電界強度の分布を示している。このように、図２または図３に示した場合と比較して、電界強度がより均一になるため、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００５９】
また、本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、下流側の突出部５４の質量を低減することができる。そして、下流側の電界強度が小さくなりすぎることを抑制できる。これらにより、粒子状物質処理装置１の故障を抑制しつつ、ＰＭの凝集を促進させることができる。このため、ＰＭの粒子数を減少させることができる。
【００６０】
（実施例３）
図６は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。本実施例に係る碍子部５２は、排気中に突出する量を前記実施例よりも小さくしている。例えば、電気の絶縁を確保するのに必要最低限な突出量としてもよい。この突出量は、ハウジング３の壁面からの突出量であり、ハウジング３の壁面から碍子部５２の先端までの距離としてもよい。
【００６１】
このように、碍子部５２の排気中への突出量を小さくすることにより、碍子部５２の温度が急変することを抑制できる。仮に、碍子部５２が排気中へ大きく突出している場合には、例えば、内燃機関が最大出力で運転した後に燃料カットが実施されたときに、碍子部５２の温度が急激に変化する。また、排気中に含まれる水分が凝縮して水滴となって碍子部５２に付着した場合にも、碍子部５２の温度が急激に変化する。このように、碍子部５２の温度が急激に変化すると、該碍子部５２が破損する虞がある。
【００６２】
これに対し、碍子部５２の排気中への突出量を可及的に小さくすることにより、水滴の付着等を抑制できるので、碍子部５２の温度が急激に変化することを抑制できる。これにより、碍子部５２が破損することを抑制できる。
【００６３】
（実施例４）
図７は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、曲がり部５１よりも碍子部５２側の電極５の断面の直径が、該曲がり部５１よりも先端側（排気の流れの下流側）の電極５の断面の直径よりも大きくなっている。そして、曲がり部５１においては、電極５の先端側ほど断面の直径が小さくなっている。すなわち、曲がり部５１において電極５の太さが変化している。
【００６５】
このように構成された粒子状物質処理装置１では、曲がり部５１における電界強度を低下させることができる。これにより、絶縁性を向上させることができる。すなわち、排気中への碍子部５２の突出量を小さくするだけでは、絶縁性が低下する虞があるが、電極５の太さを変えることにより絶縁性の低下を抑制できる。これにより、突出部５４以外からの放電を抑制することができるので、信頼性を向上させ、且つ、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００６６】
（実施例５）
図８は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６７】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、曲がり部５１よりも碍子部５２側の電極５の断面の直径が、該曲がり部５１よりも先端側（排気の流れの下流側）の電極５の断面の直径よりも大きくなっている。さらに、碍子部５２から曲がり部５１までの間の電極５では、曲がり部５１に近くなるほど、断面の直径が小さくなっている。そして、曲がり部５１においては、電極５の先端側ほど断面の直径が小さくなっている。すなわち、碍子部５２から曲がり部５１までにおいて電極５の太さが変化している。
【００６８】
このように構成された粒子状物質処理装置１では、曲がり部５１における相対電界強度を低下させることができる。これにより、絶縁性を向上させることができる。さらに、碍子部５２付近において電極５の断面の直径を大きくすることにより、この箇所における電界強度を特に低下させることができる。すなわち、碍子部５２付近では短絡が発生しやすいが、電界強度を低下させることにより短絡を抑制できる。これにより、突出部５４以外からの放電を抑制することができるので、信頼性を向上させ、且つ、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００６９】
（実施例６）
図９は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の電極５を排気の流れの下流側から見た図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図９に示す電極５は、曲がり部５１から最も距離の短い位置に設置される突出部５４１Ａ（以下、１列目の突出部５４１Ａという。）、曲がり部５１からの距離が二番目に近い位置に設置される突出部５４１Ｂ（以下、２列目の突出部５４１Ｂという。）、曲がり部５１からの距離が三番目に近い位置に設置される突出部５４１Ｃ（以下、３列目の突出部５４１Ｃという。）を備えて構成されている。すなわち、排気の流れ方向に間隔をあけて、上流側から、１列目の突出部５４１Ａ、２列目の突出部５４１Ｂ、３列目の突出部５４１Ｃが設置されている。
【００７１】
そして、１列目の突出部５４１Ａは、２本備わり、互いが中心軸Ａを挟んで反対方向を向いている。すなわち、１列目の突出部５４１Ａは、中心軸Ａを中心にして１８０度の角度を設けて２本備わる。２列目の突出部５４１Ｂも、２本備わり、互いが中心軸Ａを挟んで反対方向を向く。そして、１列目の突出部５４１Ａと、２列目の突出部５４１Ｂとは、中心軸Ａを中心として、６０度ずれて配置される。また、３列目の突出部５４１Ｃも、２本備わり、互いが中心軸Ａを挟んで反対方向を向く。そして、１列目の突出部５４１Ａと、３列目の突出部５４１Ｃとは、中心軸Ａを中心として、１２０度ずれて配置される。すなわち、２列目の突出部５４１Ｂと、３列目の突出部５４１Ｃとは、中心軸Ａを中心として、６０度ずれて配置される。これにより、排気の流れの下流側から見ると、中心軸Ａを中心として６０度毎に突出部５４１Ａ，５４１Ｂ，５４１Ｃが備わっているように見える。
【００７２】
このように、曲がり部５１から、１列目の突出部５４１Ａ、２列目の突出部５４１Ｂ、３列目の突出部５４１Ｃと下流側へ向かうにしたがって、中心軸周りの角度をずらして配置している。これにより、電界の空間分布を均一にすることができるので、ＰＭの凝集を促進させることができる。なお、さらに下流側に他の突出部を備えている場合にも同様に考えて、排気の流れの下流側から見たときに夫々の突出部が放射状に配置されるようにしてもよい。また、排気の流れの下流側ほど突出部を短くし、且つ、突出部の排気の流れ方向の間隔を短くしてもよい。
【００７３】
（実施例７）
図１０は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７４】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、突出部５４の周りのハウジング３の直径Ｄ１が、碍子部５２が設けられている箇所におけるハウジング３の直径Ｄ２よりも小さい。これにより、碍子部５２の周りに排気が流れ難くなっている。なお、碍子部５２が設けられている箇所のハウジング３と中心軸Ａとの距離が、突出部５４の周りのハウジング３と中心軸Ａとの距離よりも長いとしてもよい。
【００７５】
このように構成された粒子状物質処理装置１では、水滴や内燃機関から排出される物質（例えば燃焼生成物）が碍子部５２の周辺を通過することを抑制できる。すなわち、碍子部５２に水滴や燃焼生成物が付着して絶縁性が低下することを抑制できる。これにより、突出部５４以外からの放電を抑制することができるので、信頼性を向上させ、且つ、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００７６】
（実施例８）
図１１は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７７】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、実施例７の場合と比較して、突出部５４の周りのハウジング３の直径Ｄ３が小さい。このため、突出部５４の周りのハウジング３の直径Ｄ３が、碍子部５２が設けられている箇所におけるハウジング３の直径Ｄ４よりも、さらに小さくなっている。これにより、碍子部５２の周りに排気が流れ難くなると共に、突出部５４の周りの電界強度が相対的に大きくなる。したがって、絶縁性が低下することをさらに抑制できると共に、ＰＭの凝集をより促進させることができる。これにより、突出部５４以外からの放電を抑制することができるので、信頼性を向上させ、且つ、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００７８】
（実施例９）
図１２は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７９】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、碍子部５２の周りに空気を供給する空気供給装置６を備えている。空気供給装置６は、空気供給管６１およびポンプ６２を備えて構成されている。ポンプ６２は、制御装置７により制御される。ポンプ６２が作動すると、該ポンプ６２から空気が吐出される。この空気は、空気供給管６１を流通して碍子部５２の周りに供給される。なお、碍子部５２の周りに備わる他の電気絶縁部材の周りに空気を供給してもよい。
【００８０】
ここで、碍子部５２の周りに、空気を供給することで、該碍子部５２に水滴や燃焼生成物が付着することを抑制できる。したがって、絶縁性が低下することを抑制できる。これにより、突出部５４以外からの放電を抑制することができるので、信頼性を向上させ、且つ、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００８１】
図１３は、本実施例に係る空気供給装置６の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、制御装置７により所定の時間毎に実行される。
【００８２】
ステップＳ１０１では、ＩＧスイッチがＯＮとなっているか否か判定される。ＩＧスイッチは、運転者が内燃機関を始動させるときにＯＮとするスイッチである。すなわち、本ステップでは、内燃機関を始動する要求があるか否か判定している。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
【００８３】
ステップＳ１０２では、電極５の電気絶縁抵抗が測定される。ここで、電極５に水滴等が付着していると電気絶縁抵抗が低下する。したがって、この電気絶縁抵抗の低下を検出すれば、電極５に水滴等が付着しているか否か判定することができる。例えば、電極５に所定の電圧を印加し、このときの電流を測定することで、電気絶縁抵抗を検出することができる。ステップＳ１０２の処理が完了した後に、ステップＳ１０３へ進む。
【００８４】
ステップＳ１０３では、電極５の電気絶縁抵抗が所定値未満であるか否か判定される。ここでいう所定値とは、水滴等が付着していないときの電気絶縁抵抗の下限値である。この所定値は、電気絶縁抵抗が低下したことを判定するための値としてもよい。この所定値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合には、水滴等が付着していると考えられるため、ステップＳ１０４へ進む。一方、ステップＳ１０３で否定判定がなされた場合には、水滴等が付着していないと考えられるためステップＳ１０６へ進む。
【００８５】
ステップＳ１０４では、ポンプ６２が作動される。すなわち、碍子部５２の周りに空気が供給され、水滴等が除去される。ステップＳ１０４の処理が完了した後に、ステップＳ１０５へ進む。
【００８６】
ステップＳ１０５では、電気絶縁抵抗が所定値よりも大きいか否か判定される。ここでいう所定値は、ステップＳ１０３における所定値と同じとすることができる。また、所定値は、電気絶縁抵抗が回復したことを判定するための値としてもよい。この所定値は、予め実験等により求めておく。ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合には、水滴等が除去されたためステップＳ１０６へ進む。一方、ステップＳ１０５で否定判定がなされた場合には、水滴等が残っているので、ステップＳ１０４へ戻り、空気の供給が継続される。
【００８７】
ステップＳ１０６では、内燃機関が始動される。すなわち、電極５に水滴等が付着していない状態で内燃機関が始動される。ステップＳ１０６の処理が完了した後に、本ルーチンを終了させる。
【００８８】
なお、本実施例では、電極５に水滴等が付着していない場合には、ポンプ６２から排気浄化触媒へ空気を供給してもよい。これにより、排気中のＨＣやＣＯの酸化を促進することができる。
【００８９】
（実施例１０）
図１４は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００９０】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、碍子部５２よりも上流側のハウジング３において、排気の通路の断面積が小さくなる絞り部４が形成されている。そして、絞り部４に、逆止弁４１が設けられている。この逆止弁４１は、ハウジング３の外側から内側に流入しようとするガスを通し、ハウジング３の内側から外側へ流出しようとするガスを遮断する。
【００９１】
このように構成された粒子状物質処理装置１では、内燃機関から排出されるガスが絞り部４を通過するときに、ガスの流速が高くなる。これにより、逆止弁４１が開いてハウジング３内に空気が導入される。この空気が、碍子部５２に到達するように、逆止弁４１を設ける位置が決定される。このようにして、ポンプを設けなくても、碍子部５２の周りに空気を供給することができる。したがって、絶縁性が低下することを抑制できる。これにより、突出部５４以外からの放電を抑制することができるので、信頼性を向上させ、且つ、ＰＭの凝集を促進させることができる。
【００９２】
（実施例１１）
図１５は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００９３】
本実施例では、電極５が電線５３を介して電源８に接続されている。電源８は、電極５へ通電すると共に、印加電圧を変更することができる。この電源８は、電線を介して制御装置７及びバッテリ９に接続されている。制御装置７は、電源８が電極５に印加する電圧を制御する。
【００９４】
また、ハウジング３には接地側電線５５が接続されており、該ハウジング３は接地側電線５５を介して接地されている。接地側電線５５には、該接地側電線５５を通る電流を検出する検出装置１０が設けられている。検出装置１０は、電流計としてもよい。検出装置１０は、例えば、接地側電線５５の途中に設けられる抵抗の両端の電位差を測定することで電流を検出する。この検出装置１０は、電線を介して制御装置７に接続されている。そして、検出装置１０により検出される電流が制御装置７に入力される。
【００９５】
なお、制御装置７には、アクセル開度センサ７１、クランクポジションセンサ７２、温度センサ７３、エアフローメータ７４が接続されている。アクセル開度センサ７１は、内燃機関が搭載されている車両の運転者がアクセルペダルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し、機関負荷を検出する。クランクポジションセンサ７２は、機関回転数を検出する。温度センサ７３は、内燃機関の冷却水の温度または潤滑油の温度を検出することで内燃機関の温度を検出する。エアフローメータ７４は、内燃機関の吸入空気量を検出する。
【００９６】
このように構成された粒子状物質処理装置１では、電源８から電極５へ負の直流高電圧を印加することで、該電極５から電子が放出される。すなわち、ハウジング３よりも電極５のほうの電位を低くすることで、電極５から電子を放出させている。そして、この電子により排気中のＰＭを負に帯電させることができる。負に帯電したＰＭは、クーロン力とガス流によって移動する。そして、ＰＭがハウジング３へ到達すると、ＰＭを負に帯電させた電子は該ハウジング３へと放出される。ハウジング３へ電子を放出したＰＭは凝集して粒子径が大きくなる。また、ＰＭが凝集することで、ＰＭの粒子数は低減する。すなわち、電極５へ電圧を印加することで、ＰＭの粒子径を大きくし且つＰＭの粒子数を低減させることができる。
【００９７】
ところで、電極５に印加する負の電圧を大きくすると、電極５からより多くの電子が放出されるため、ＰＭの粒子数をより減少させることができる。しかし、電極５への印加電圧を大きくし過ぎると、コロナ放電やアーク放電などの強い放電が起こり得る。このような強い放電が起こると、高速電子によりＰＭが微細化されてしまう。したがって、ＰＭの粒子数を減少させるためには、コロナ放電などの強い放電が起こるよりも低い電圧に調節するとよい。
【００９８】
ここで、電極５において強い放電が起こると、電極５を通る電流が急激に上昇した後すぐに下降する。図１６は、検出装置１０により検出される電流の推移を、印加電圧ごとに示した図である。印加電圧が大きくなるほど、検出装置１０により検出される電流が大きくなる。そして、印加電圧が比較的小さいときに検出される電流は略一定になる。電流が略一定のときには、強い放電は発生していない。しかし、電極５から放出される電子によりＰＭが負に帯電し、該ＰＭがハウジング３に電子を放出しているために電流が検出される。すなわち、コロナ放電などの強い放電が発生していなくても、ＰＭを凝集させることができる。
【００９９】
一方、印加電圧が比較的大きくなると、検出装置１０により検出される電流が大きくなると共に、パルス電流が発生する。そして、印加電圧が大きくなるほど、パルス電流が発生する頻度が高くなる。このパルス電流は、コロナ放電などの強い放電により発生する。パルス電流が発生したか否かは、制御装置７により判定される。すなわち、本実施例では制御装置７が、本発明における判定装置に相当する。
【０１００】
そこで本実施例では、パルス電流が発生したときに制御装置７が、電源８を操作して印加電圧を現時点よりも小さくする。これにより、パルス電流が発生することを抑制し、ＰＭの粒子数が増加することを抑制する。一方、パルス電流が発生するまでは、印加電圧を大きくする。これにより、印加電圧を可及的に高くすることができるため、ＰＭの粒子数をより減少させることができる。なお、パルス電流が発生する前に、パルス電流が発生する予兆を電流から読み取って、パルス電流が発生する前に印加電圧を小さくしてもよい。
【０１０１】
たとえば、印加電圧をフィードバック制御することで、パルス電流が発生しない範囲で印加電圧を可及的に高くすることができる。これにより、ＰＭの凝集をより促進させることができるため、ＰＭ粒子数をより減少させることができる。
【０１０２】
（実施例１２）
図１７は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１は、突出部５４の太さを変えることにより、電界強度を変化させている。
【０１０４】
そして、本実施例では、上流側の突出部５４１の根元の断面の直径を、下流側の突出部５４２の根元の断面の直径よりも大きくしている。すなわち、上流側の突出部５４１のほうが、下流側の突出部５４２よりも、太い。また、上流側の突出部５４１では、突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔Ｌ７を比較的短くし、下流側の突出部５４２では、突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔Ｌ８を比較的長くしている。なお、突出部５４の長さは、全て同一である。このため、突出部５４からハウジング３の壁面までの距離も、全ての突出部５４で同じである。
【０１０５】
図１７に示すように、曲がり部５１に近い側から排気の流れ方向に例えば４番目までの突出部５４１の根元の直径を、それよりも下流側の突出部５４２の根元の直径よりも、大きくしている。この根元の直径は、夫々の突出部５４で直径が最も大きくなる箇所における直径である。
【０１０６】
なお、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の直径を、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の直径よりも大きくするとしてもよい。また、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の長さは全て同じとしてもよく、下流側ほど短くてもよい。また、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の長さは全て同じとしてもよく、下流側ほど短くしてもよい。
【０１０７】
また、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の排気の流れ方向の間隔よりも、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の排気の流れ方向の間隔のほうが短いとしてもよい。また、突出部５４の根元の直径が大きいほど、排気の流れ方向の間隔を短くしてもよい。
【０１０８】
ここで、突出部５４の根元の断面の直径を大きくするほど、すなわち、突出部５４を太くするほど、突出部５４の剛性が増す。排気の流れの比較的上流側に備わる突出部５４１は、比較的高い剛性が求められる。このため、上流側の突出部５４１を太くすることが考えられる。一方、突出部５４を太くすると、電界強度が低下する。このため、上流側の突出部５４１を太くするだけだと、上流側の電界強度が低下する虞がある。これに対し、上流側の突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔を短くすることにより、電界強度の低下を抑制できる。すなわち、上流側の突出部５４１においてＰＭをより確実に帯電させることができる。
【０１０９】
また、排気の流れの下流側の突出部５４２では、上流側の突出部５４１よりも剛性が低くてもよい。このため、下流側の突出部５４２を相対的に細くすることができる。また、下流側の突出部５４２が相対的に細くなることにより、電界強度が高くなるので、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔を長くすることができる。このように、下流側の突出部５４２を相対的に細くすることができ、且つ、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の設定間隔を長くすることができるので、電極５の先端付近の質量を低減することができる。これにより、ＰＭの凝集を促進させつつ、電極の変形や破損を抑制することができる。
【０１１０】
（実施例１３）
図１８は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例と同じ部位については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１１】
本実施例に係る粒子状物質処理装置１では、突出部５４の太さ及び突出部５４の長さを変えることにより、電界強度を変化させている。
【０１１２】
そして、本実施例では、上流側の突出部５４１の根元の断面の直径を、下流側の突出部５４２の根元の断面の直径よりも大きくしている。すなわち、上流側の突出部５４１のほうが、下流側の突出部５４２よりも、太い。また、下流側の突出部５４２の長さを、上流側の突出部５４１の長さよりも短くしている。なお、上流側の突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔Ｌ９と、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔Ｌ１０は同じである。
【０１１３】
図１８に示すように、曲がり部５１に近い側から排気の流れ方向に例えば４番目までの突出部５４１の根元の直径を、それよりも下流側の突出部５４２の根元の直径よりも大きくしている。
【０１１４】
なお、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の直径を、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の直径よりも大きくするとしてもよい。また、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の長さは全て同じとしてもよく、下流側ほど短くてもよい。また、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の長さは全て同じとしてもよく、下流側ほど短くしてもよい。
【０１１５】
また、曲がり部５１から所定距離未満に存在する突出部５４１の長さよりも、曲がり部５１から所定距離以上に存在する突出部５４２の長さのほうを短くするとしてもよい。
【０１１６】
ここで、排気の流れの下流側の突出部５４２では、上流側の突出部５４１よりも剛性が低くてもよい。このため、下流側の突出部５４２を相対的に細くすることができる。また、上流側の突出部５４１よりも、下流側の突出部５４２の長さを短くしているため、電極５の先端側、すなわち、電極５の下流端側の質量を低減することができる。さらに、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の間隔を相対的に短くすることで、電界強度が低下することを抑制できる。
【０１１７】
このように、下流側の突出部５４２を相対的に細く且つ短くし、さらに下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の間隔を短くすることにより、電極５の先端付近の質量を低減することができる。これにより、電界強度を均一にさせつつ、電極の変形や破損を抑制することができる。
【０１１８】
（実施例１４）
図１９は、本実施例に係る粒子状物質処理装置１の概略構成を示す図である。前記実施例では、電極５を排気の流れの下流側に向けて曲げているが、本実施例では、電極５を上流側に向けて曲げている。
【０１１９】
そして、上流側の突出部５４１の長さを、下流側の突出部５４２の長さよりも長くしている。また、上流側の突出部５４１の排気の流れ方向の設置間隔を、下流側の突出部５４２の排気の流れ方向の設置間隔よりも長くしている。このような場合であっても、上流側の電界強度を下流側の電界強度よりも大きくすることができるので、電界強度が相対的に大きい上流側においてＰＭをより確実に帯電させることができる。そして、上流側で帯電したＰＭが、電界強度の相対的に小さい下流側へ流されると、ハウジング３の壁面に緩やかに向かう。これにより、ＰＭ同士の凝集が促進されるので、ＰＭの粒子数の低減効果を高めることができる。
【０１２０】
また、電極５を排気の流れの上流側に向けて曲げると、碍子部５２にＰＭが付着し難い。すなわち、碍子部５２よりも上流側においてＰＭを帯電されることができるため、該ＰＭがハウジング３の内周面に向かう。このため、碍子部５２に衝突するＰＭが減少するので、該碍子部５２にＰＭが付着し難くなる。しかし、電極５を排気の流れの上流側へ向けて曲げると、排気の流れから力を受けて電極５が変形し易い。また、突出部５４の質量の影響を受け易い。このため、電極５が短い場合に適している。一方、電極５を排気の流れの下流側に向けて曲げると、碍子部５２にＰＭが付着し易いが、排気の流れから力を受けても電極５が変形し難い。このため、耐久性及び信頼性が高く、電極５を長くすることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１     粒子状物質処理装置
２     排気通路
３     ハウジング
５     電極
６     空気供給装置
２１   フランジ
３１   フランジ
５１   曲がり部
５２   碍子部
５３   電線
５４   突出部
【図１】
2013179381.tif 000003
【図２】
2013179381.tif 000004
【図３】
2013179381.tif 000005
【図４】
2013179381.tif 000006
【図５】
2013179381.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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