(57)【要約】【課題】本発明は、低コストで設置することができる車両用大気浄化装置を提供する。【解決手段】本発明の車両用大気浄化装置は、捕集部と、エンジンと、排ガス処理部と、流路切換部とを備え、前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、前記排ガス処理部は、前記エンジンから排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられ、前記流路切換部は、前記捕集部から脱離させた汚染物質を前記排ガス処理部により除去するように流路を切り換えることを特徴とする。【選択図】図１
2018202377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捕集部と、エンジンと、排ガス処理部と、流路切換部とを備え、
前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、
前記排ガス処理部は、前記エンジンから排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられ、
前記流路切換部は、前記捕集部から脱離させた汚染物質を前記排ガス処理部により除去するように流路を切り換えることを特徴とする車両用大気浄化装置。
【請求項２】
前記捕集部は、吸着材を含む吸着部を備え、
前記吸着部は、前記吸着材に汚染物質を吸着させるように設けられた請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記吸着部は、前記エンジンの排熱で前記吸着材を加熱することにより汚染物質を前記吸着材から脱離させるように設けられた請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記捕集部は、集塵電極を含む電気集塵部を備え、
前記電気集塵部は、帯電した汚染物質を前記集塵電極に付着・堆積させるように設けられた請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記電気集塵部は、前記集塵電極を振動させることにより前記集塵電極から汚染物質を脱離させるように設けられた請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記排ガス処理部は、プラズマ及び触媒のうち少なくとも１つを用いて排ガス中の汚染物質を除去するように設けられた請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記排ガス処理部は、窒素系還元剤を用いて排ガス中の汚染物質を除去するように設けられた請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
混合部をさらに備え、
前記混合部は、前記捕集部により汚染物質を除去した後の空気と、前記排ガス処理部から排出された排ガスとを混合するように設けられた請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
捕集部と、流路切換部とを備え、
前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、
前記流路切換部は、前記捕集部から脱離させた汚染物質をエンジン排ガス用の排ガス処理部により除去するように流路を切り換えることを特徴とする車両用大気浄化装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の大気浄化装置を備えたハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用大気浄化装置及びハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、エンジンから排出される排ガスに含まれる汚染物質を除去する排ガス処理装置が搭載されている。この排ガス処理装置には、通常、貴金属などを触媒担体に担持したものが使用される。しかし、排ガス処理装置を長期間使い続けると、触媒被毒が生じ、排ガス処理装置の機能が低下する。このため、交通量の多い道路などでは、大気中の汚染物質濃度が上昇する。
一方、車両に取り付ける大気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。道路を走行する車両に大気浄化装置を取り付けると、交通量の多い道路における大気中の汚染物質を除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２９７３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術では、大気中の汚染物質を除去するための排ガス処理装置を車両に取り付ける必要があり、車両価格が上昇する。また、この排ガス処理装置を駆動させるための電力が大きくなり、車両の燃費が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで設置することができる車両用大気浄化装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、捕集部と、エンジンと、排ガス処理部と、流路切換部とを備え、前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、前記排ガス処理部は、前記エンジンから排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられ、前記流路切換部は、前記捕集部から脱離させた汚染物質を前記排ガス処理部により除去するように流路を切り換えることを特徴とする車両用大気浄化装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられる。このため、大気中の汚染物質を除去することができ、大気を浄化することができる。
前記排ガス処理部は、エンジンから排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられる。このため、自動車排ガスが大気汚染を引き起こすことを抑制することができる。
前記流路切換部は、捕集部から脱離させた汚染物質を排ガス処理部により除去するように流路を切り換える。このため、捕集部で捕集し濃縮した汚染物質を排ガス処理部により除去することができる。また、捕集部から汚染物質を脱離させることにより、捕集部を再生することができ、大気浄化機能を回復させることができる。さらに、エンジン排ガス用の排ガス処理部を大気中の汚染物質の除去に利用することができ、大気浄化装置を設置するためのコストを低減することができる。また、エンジンの排熱を利用して汚染物質を除去できるため、大気浄化装置の運用コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態の車両用大気浄化装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態の車両用大気浄化装置の概略構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態の車両用大気浄化装置の概略構成図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態の車両用大気浄化装置の概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態の車両用大気浄化装置に含まれる排ガス処理部の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態の車両用大気浄化装置に含まれる排ガス処理部の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態のハイブリッド自動車の概略図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、ＮＯｘ濃度測定実験で用いた装置の概略図である。
【図９】ＮＯｘ濃度測定実験の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の車両用大気浄化装置は、捕集部と、エンジンと、排ガス処理部と、流路切換部とを備え、前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、前記排ガス処理部は、前記エンジンから排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられ、前記流路切換部は、前記捕集部から脱離させた汚染物質を前記排ガス処理部により除去するように流路を切り換えることを特徴とする。
【０００９】
前記捕集部は、吸着材を含む吸着部を備えることが好ましく、前記吸着部は前記吸着材に汚染物質を吸着させるように設けられることが好ましい。このことにより、大気中から取り込まれた空気中のＮＯｘなどの汚染物質を吸着材に吸着させることができ、汚染物質を除去した空気を排出することができる。
前記吸着部は、エンジンの排熱で吸着材を加熱することにより汚染物質を吸着材から脱離させるように設けられることが好ましい。このことにより、エンジン排熱を利用することができ、車両用大気浄化装置の運用コストを低減することができる。
【００１０】
前記捕集部は、集塵電極を含む電気集塵部を備えることが好ましく、前記電気集塵部は、帯電した汚染物質を前記集塵電極に付着・堆積させるように設けられることが好ましい。このことにより、大気中から取り込まれた空気中の微粒子状物質などの汚染物質を前記集塵電極に付着・堆積させることができ、汚染物質を除去した空気を排出することができる。
前記電気集塵部は、前記集塵電極を振動させることにより前記集塵電極から汚染物質を脱離させるように設けられることが好ましい。このことにより、電気集塵部の大気浄化機能を回復させることができる。また、前記集塵電極から脱離させた汚染物質を前記排ガス処理部により除去することが可能になる。
【００１１】
前記排ガス処理部は、プラズマ及び触媒のうち少なくとも１つを用いて排ガス中の汚染物質を除去するように設けられることが好ましい。このことにより、排ガスに含まれる微粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、揮発性有機物（ＶＯＣ）などの汚染物質を除去することができる。
前記排ガス処理部は、窒素系還元剤を用いて排ガス中の汚染物質を除去するように設けられることが好ましい。このことにより、排ガス中のＮＯｘを効率的に除去することができる。
【００１２】
本発明の車両用大気浄化装置は、混合部を備えることが好ましく、前記混合部は、捕集部により汚染物質を除去した後の空気と、排ガス処理部から排出された排ガスとを混合するように設けられることが好ましい。このことにより、排ガス処理部からの排ガスを浄化した空気で希釈して車両から排出することができ、この排出ガスの汚染物質濃度を大気中の汚染物質濃度以下とすることができる。
また、本発明は、捕集部と、流路切換部とを備え、前記捕集部は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、前記流路切換部は、前記捕集部から脱離させた汚染物質をエンジン排ガス用の排ガス処理部により除去するように流路を切り換えることを特徴とする車両用大気浄化装置も提供する。
また、本発明は、本発明の大気浄化装置を備えたハイブリッド自動車も提供する。
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の一実施形態を説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｃ）、図２（ａ）（ｂ）、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）は本実施形態の車両用大気浄化装置の概略構成図である。図５、６は、本実施形態の浄化装置に含まれる排ガス処理部の概略図である。図７は、本実施形態のハイブリッド自動車の概略図である。
本実施形態の車両用大気浄化装置２０は、捕集部１と、エンジン３と、排ガス処理部４と、流路切換部５とを備え、捕集部１は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、排ガス処理部４は、エンジン３から排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられ、流路切換部５は、捕集部１から脱離させた汚染物質を排ガス処理部４により除去するように流路を切り換えることを特徴とする。
【００１５】
本実施形態の車両用大気浄化装置２０は、捕集部１と、流路切換部５とを備え、捕集部１は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられ、流路切換部５は、捕集部１から脱離させた汚染物質をエンジン排ガス用の排ガス処理部４により除去するように流路を切り換えることを特徴とする。
本実施形態のハイブリッド自動車２５は、本実施形態の大気浄化装置２０を備えることを特徴とする。
以下、本実施形態の車両用大気浄化装置２０及びハイブリッド自動車２５について説明する。
【００１６】
本実施形態の車両用大気浄化装置２０は、自動車などの車両に搭載される大気浄化装置である。本実施形態の車両用大気浄化装置２０に含まれるエンジン３及び排ガス処理部４は、車両用のものである。
また、車両用大気浄化装置２０は、ハイブリッド自動車２５に搭載されることが好ましい。ハイブリッド自動車は、エンジン駆動とモーター駆動とを切り替えて自動車を走行させるため、エンジン３の稼働及び休止のタイミングに合わせて流路切換部５により流路を切り換えることが可能になる。例えば、図７のように大気浄化装置２０をハイブリッド自動車２５に搭載することができる。
また、車両用大気浄化装置２０は、自動車などの車両に搭載されていてもよく、自動車などの車両に取り付け可能に設けられてもよい。車両用大気浄化装置２０が車両に取り付け可能に設けられている場合、車両用大気浄化装置２０は、エンジン３及び排ガス処理部４を備えなくてもよい。
【００１７】
捕集部１は、大気中から取り込まれた空気中の汚染物質を捕集し、汚染物質を除去した空気を排出するように設けられる。例えば、図１、２に示した大気浄化装置２０のように、捕集部１は吸着部２から構成されてもよい。また、例えば、図３に示した大気浄化装置２０のように、捕集部１は電気集塵部９から構成されてもよい。さらに、例えば、図４に示した大気浄化装置２０のように、捕集部１は吸着部２と電気集塵部９の両方で構成されてもよい。
【００１８】
吸着部２は、吸着材１４を含む。また、吸着部２は、吸着材１４を収容する筐体を備えることができる。また、この筐体は、吸気口と排気口とを有することができる。この吸気口は、浄化装置用空気取り入れ口１１に接続することができる。このことにより、空気取り入れ口１１から取り入れた空気が筐体内に流入することができ、空気に含まれる微粒子状物質（ＰＭ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、揮発性有機物（ＶＯＣ）などの汚染物質が吸着材１４に吸着する。そして、汚染物質が除去された空気が排気口から排出される。従って、吸着部２により、空気を浄化することができる。このような空気の浄化は、汚染物質の吸着材１４への吸着量が飽和に達するまで続けることができる。吸着量が飽和に達した場合には、吸着材１４の再生処理が行われる。
【００１９】
吸着部２は、吸着材１４を加熱し昇温できるように設けることができる。このことにより、吸着量が飽和に達した吸着材１４を再生処理することができる。また、吸着材１４を加熱することにより吸着材１４から汚染物質を脱離させることができる。この汚染物質は、流路切換部５により流路を切り換えることにより排ガス処理部４に流入し、排ガス処理部４により除去される。
吸着部２は、吸着材１４を加熱する加熱部８を有してもよい。
加熱部８は、発熱体であってもよく、エンジン３の排熱を利用して吸着材１４を加熱する部分であってもよい。例えば、図１、２に示した大気浄化装置２０に含まれる加熱部８は、エンジン排ガスの熱により吸着材１４を加熱するように設けられている。
また、吸着部２の筐体をエンジン３やエンジン排ガス流路などに接触させることにより、吸着材１４を加熱するように加熱部８を設けてもよい。
吸着部２に含まれる吸着材は、汚染物質を吸着することができれば特に限定されないが、例えば、活性炭、酸化マンガン、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナなどである。また、これらの吸着材の表面にRu/CuOなどの触媒が担持されていてもよい。このことにより、吸着材１４を加熱した際に汚染物質の一部を除去することが可能である。
【００２０】
電気集塵部９は、帯電した汚染物質を集塵電極１６に付着・堆積させるように設けられる。また、電気集塵部９は、吸気口と排気口とを有することができる。さらに、電気集塵部９は、放電極と集塵電極１６とを有し、これらの電極の間に電圧を印加できるように設けられる。このことにより、放電極と集塵電極１６との間にコロナ放電を生じさせることができ、吸気口から電気集塵部９に流入した空気に含まれる微粒子状物質（汚染物質）を帯電させることができる。この帯電した微粒子状物質は、集塵電極１６に引き寄せられ、集塵電極１６上に付着し堆積する。その結果、微粒子状物質（汚染物質）が除去された空気を排気口から排出することができ、空気を浄化することができる。このような空気の浄化は、汚染物質の集塵電極１６への堆積量が飽和に達するまで続けることができる。堆積量が飽和に達した場合には、電気集塵部９の再生処理が行われる。
電気集塵部９は、集塵電極１６を振動させることにより集塵電極１６から汚染物質を脱離させるように設けることができる。このことにより、堆積量が飽和に達した電気集塵部９を再生処理することができる。集塵電極１６から脱離した汚染物質は、流路切換部５により流路を切り換えることにより排ガス処理部４に流入し、排ガス処理部４により除去される。
【００２１】
捕集部１（吸着部２及び／又は電気集塵部９）の排気口から排出された汚染物質が除去された空気は、混合部７において、排ガス処理部４から排出された排ガスと混合されてもよい。このことにより、エンジンからの排ガスを空気で希釈することができ、車両から排出する排ガスのＮＯｘ濃度などを低減することができる。
例えば、エンジンから排出される排ガスの流量が０．３m3/minである場合（例えば、２kWディーゼル発電機）、吸着部２を通過させる空気の流量を１０m3/minとすることができる（エンジン排ガスの約３３倍）。このことにより、混合部７において、エンジンからの排ガスを３３倍の空気で希釈することができる。排ガス処理部４の出口において排ガスのＮＯｘ濃度を約１００ｐｐｍとすることができるため、希釈後の排出ガスのＮＯｘ濃度を約３ｐｐｍとすることができる。なお、大気のＮＯｘ濃度は、０．０１〜０．０２ppmである。
捕集部１の排気口から排出された汚染物質が除去された空気は、車両の乗車スペースに流入するように設けられてもよい。このことにより、大気中の汚染物質濃度が高くなるトンネル内や交通量の多い道路などにおいても、清浄な空気を乗車スペースに取り入れることが可能になる。
【００２２】
エンジン３は、大気浄化装置２０を搭載した車両のエンジンである。エンジン３はディーゼルエンジンであってもよく、ガソリンエンジンであってもよい。
排ガス処理部４は、大気浄化装置２０を搭載した車両の排ガス処理部である。排ガス処理部４は、エンジン３から排出される排ガス中の汚染物質を除去するように設けられる。
排ガス処理部４は、例えば、三元触媒のように耐熱性酸化物担持体に触媒を担持したものであってもよい。このような排ガス処理部４は、自動車の排ガス処理の主流であり、３００℃〜６００℃の温度範囲で効率的に汚染物質を除去することができる。また、排ガス処理部４は、触媒表面にアンモニアなどの窒素系還元剤を供給するものであってもよい。このことにより、排ガス中のＮＯｘを効率的に除去することができる。
排ガス処理部４は、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）を備えてもよい。このことにより、エンジンから排出された排ガスから微粒子状物質を除去することができる。
【００２３】
排ガス処理部４は、プラズマリアクターであってもよい。プラズマリアクターが備える電極にパルス高電圧を印加することにより、電子温度が10,000Ｋ以上の非熱プラズマを発生させることができ、このプラズマを利用して排ガス中の汚染物質を除去することができる。また、排ガス処理部４は、プラズマリアクターにアンモニア、尿素などの窒素系還元剤を供給するものであってもよい。このことにより、排ガス中のＮＯｘを効率的に除去することができる。プラズマリアクターは、排ガスに直接プラズマを作用させる「直接プラズマ法」により排ガス処理するものであってもよく、排ガスとは異なる気体や液体にプラズマを作用させることにより活性ガスを発生させ、この活性ガスを排ガス中に注入する「間接プラズマ法」により排ガス処理するものであってもよく、触媒に排ガスを通過させる際に非熱プラズマで触媒を活性化する「プラズマアシスト触媒法」により排ガス処理するものであってもよい。プラズマリアクターは、例えば、図５に示したような構造を有することができる。なお、窒素系還元剤であるＮＨ3は、尿素水をプラズマで分解することにより生成することができる。
【００２４】
排ガス処理部４は、プラズマリアクターの上流に吸着材を備えることができる。このことにより、排ガスに含まれる汚染物質を吸着材に吸着させ、汚染物質を濃縮することができる。そして、濃縮した汚染物質をまとめてプラズマリアクターにより除去することができ、プラズマリアクターの消費電力を抑制することができる。例えば、図６のように排ガス処理部４を設けることができる。
【００２５】
流路切換部５は、捕集部１から脱離させた汚染物質を排ガス処理部４により除去するように流路を切り換える。流路切換部５は、例えば複数のバルブから構成される。これらのバルブは、制御部により開閉を制御されてもよい。
捕集部１が吸着部２から構成される場合、流路切換部５は、例えば、図１（ａ）〜（ｃ）に示した大気浄化装置２０に含まれるバルブｖ１〜ｖ５のように設けることができる。ここでは、図１を用いて流路切換部５による流路切換について説明する。
図１（ａ）は、車両のエンジン３が稼働し、吸着部２により空気の浄化を行っている際のガス流路を示している。浄化装置用空気取り入れ口１１から取り入れた空気は、吸着部２に流入し、空気に含まれる汚染物質が吸着材１４に吸着する。そして、汚染物質が除去された空気が流路を流れ、混合部７に流入しエンジン排ガスと混合され、車両から排出される。このような吸着部２による空気浄化が、汚染物質の吸着材１４への吸着量が飽和に近くなるまで続けられる。この際の空気流量は、例えば、１０m3/minとすることができる。
また、エンジン３における空気と燃料との燃焼反応によりエンジン排ガスが発生し、排ガス処理部４により排ガスが除去される。その後、排ガスは混合部７において吸着部２から流入した空気により希釈され、車両から排出される。
【００２６】
吸着部２における汚染物質の吸着材１４への吸着量が飽和に近くなると、流路切換部５は、図１（ｂ）のように流路を切り換える。
バルブｖ３を閉じ、バルブｖ４、ｖ５を開けることにより、エンジン排ガスは、吸着部２の吸着材１４を加熱するように流れる（加熱部８）。エンジン排ガスが流れる流路が吸着部２の筐体と接触することにより、吸着材１４を加熱してもよく、エンジン排ガスが流れる流路が吸着部２の筐体内部に設けられることにより吸着材１４を加熱してもよい。このようにエンジン排ガスを利用して吸着材１４を加熱すると、吸着材１４の温度が上昇し、吸着材１４から汚染物質が脱離する。そしてこの汚染物質は、空気の流れに乗り吸着部２から排出される。
そして、バルブｖ１を閉じ、バルブｖ２を開けることにより、汚染物質を含む空気がエンジン排ガスの流れと合流し、排ガス処理部４に流入し汚染物質が除去される。この際、排ガス処理部４に流入するガスの量が増えすぎないように、吸着部２に流入する空気の量を減らすことができる。
【００２７】
加熱部８による加熱により吸着部２の吸着材１４の温度が十分に高くなると、流路切換部５は、図１（ｃ）のように流路を切り換える。またエンジン３を停止させる。このことにより、エンジン排ガスの排ガス処理部４への流入がなくなるため、吸着部２の吸着材１４から脱離させた汚染物質をより効率的に除去することができる。
このようにして、吸着部２の吸着材１４に吸着させた汚染物質を除去することができ、吸着材１４を再生することができる。
そして吸着材１４の温度が低下すると、再び図１（ａ）のように流路を切り換え、吸着部２による空気の浄化を再開させることができる。
【００２８】
捕集部１が吸着部２から構成される場合、流路切換部５は、例えば、図２（ａ）（ｂ）に示した大気浄化装置２０に含まれるバルブｖ６〜ｖ１０のように設けることもできる。
図２（ａ）は、車両のエンジン３が稼働し、吸着部２により空気の浄化を行っている際のガス流路を示している。浄化装置用空気取り入れ口１１から取り入れた空気は、吸着部２に流入し、空気に含まれる汚染物質が吸着材１４に吸着する。そして、汚染物質が除去された空気が流路を流れ、混合部７に流入しエンジン排ガスと混合され、車両から排出される。このような吸着部２による空気浄化が、汚染物質の吸着材１４への吸着量が飽和に近くなるまで続けられる。
【００２９】
吸着部２における汚染物質の吸着材１４への吸着量が飽和に近くなると、流路切換部５は、図２（ｂ）のように流路を切り換える。
バルブｖ８を閉じ、バルブｖ９、ｖ１０を開けることにより、エンジン排ガスは、吸着部２の吸着材１４を加熱するように流れる（加熱部８）。このようにエンジン排ガスを利用して吸着材１４を加熱すると、吸着材１４の温度が上昇し、吸着材１４から汚染物質が脱離する。そしてこの汚染物質は、空気の流れに乗り吸着部２から排出される。
そして、バルブｖ６を閉じ、バルブｖ７を開けることにより、汚染物質を含む空気がエンジン３に流入しエンジン排ガスとなって排ガス処理部４に流入し汚染物質が除去される。ここで、吸着部２の吸着材１４から脱離した汚染物質を含む空気は、エンジン用空気取り入れ口１２を通ってエンジン３に流入してもよい。
このように、流路を切り換えることにより、排ガス処理部４に流入する気体量を変えることなく汚染物質を除去することができる。また、排ガス処理部４の温度が低下することを抑制することができるため、排ガス処理部４が三元触媒を含む場合に有効である。また、エンジン３において、吸着材１４から脱離した汚染物質の一部を燃料と共に燃焼させることができる。
そして吸着材１４から汚染物質を十分に除去した後、再び図２（ａ）のように流路を切り換え、吸着部２による空気の浄化を再開させることができる。
【００３０】
捕集部１が電気集塵部９から構成される場合、流路切換部５は、例えば、図３（ａ）（ｂ）に示した大気浄化装置２０に含まれるバルブｖ１１〜ｖ１３のように設けることができる。
図３（ａ）は、車両のエンジン３が稼働し、電気集塵部９により空気の浄化を行っている際のガス流路を示している。浄化装置用空気取り入れ口１１から取り入れた空気は、電気集塵部９に流入し、空気に含まれる汚染物質（微粒子状物質など）が帯電し、集塵電極１６上に付着・堆積する。そして、汚染物質が除去された空気が流路を流れ、混合部７に流入しエンジン排ガスと混合され、車両から排出される。このような電気集塵部９による空気浄化が、集塵電極１６への汚染物質の堆積量が飽和に近くなるまで続けられる。
【００３１】
電気集塵部９における集塵電極１６への汚染物質の堆積量が飽和に近くなると、流路切換部５は、図３（ｂ）のようにバルブｖ１１〜ｖ１３を開閉し、流路を切り換える。また、集塵電極１６を振動させ、堆積した汚染物質を集塵電極１６から脱離させる。この汚染物質は、空気の流れにより、排ガス処理部４に流入し汚染物質が除去される。なお、この場合、例えば、汚染物質はＰＭなどの微粒子状物質であり、排ガス処理部４は、プラズマリアクターである。
図３では、電気集塵部９から排出された汚染物質がエンジン３を経由せずに排ガス処理部４に流入しているが、図２と同様に、電気集塵部９から排出された汚染物質がエンジン３を経由して排ガス処理部４に流入してもよい。
【００３２】
捕集部１が吸着部２と電気集塵部９から構成される場合、流路切換部５は、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示した大気浄化装置２０に含まれるバルブｖ１４〜ｖ１８のように設けることができる。
図４（ａ）は、車両のエンジン３が稼働し、吸着部２と電気集塵部９の両方により空気の浄化を行っている際のガス流路を示している。浄化装置用空気取り入れ口１１から取り入れた空気は、電気集塵部９に流入し、空気に含まれるＰＭなどの汚染物質が帯電し、集塵電極１６上に付着・堆積する。また、電気集塵部９から排出された空気は吸着部２に流入し、空気に含まれるＮＯｘなどの汚染物質が吸着材２に吸着する。この後、汚染物質が除去された空気が流路を流れ、混合部７に流入しエンジン排ガスと混合され、車両から排出される。このような吸着部２及び電気集塵部９による空気浄化が、吸着材１４への汚染物質の吸着量が飽和に近くなるまで、又は集塵電極１６への汚染物質の堆積量が飽和に近くなるまで続けられる。その後、流路切換部５は、図４（ｂ）のようにバルブｖ１４〜ｖ１８を開閉し、流路を切り換える。また、集塵電極１６を振動させ、堆積した汚染物質を集塵電極１６から脱離させる。このことにより、吸着部２及び電気集塵部９から排出された汚染物質は、空気の流れにより、排ガス処理部４に流入し汚染物質が除去される。
【００３３】
図４では、電気集塵部９から排出された汚染物質が吸着部２を経由して排ガス処理部４に流入しているが、電気集塵部９から排出された汚染物質が吸着部２を経由しないで排ガス処理部４に流入するように流路及びバルブを設けてもよい。また、図４では、吸着部２及び電気集塵部９から排出された汚染物質がエンジン３を経由せずに排ガス処理部４に流入しているが、図２と同様に、吸着部２及び電気集塵部９から排出された汚染物質がエンジン３を経由して排ガス処理部４に流入してもよい。
【００３４】
ＮＯｘ濃度測定実験
吸着材１４に吸着させたＮＯｘを脱離させて非熱プラズマリアクターでＮＯｘを除去する実験を行った。具体的には、図８（ａ）（ｂ）に示したような装置を用いて実験を行った。
非熱プラズマリアクターには、沿面放電素子を１２本並べたものを用いた。また、プラズマリアクターの作動には、高電圧のＡＣパルス電源を用いた。また、プラズマリアクターを通過した後の気体のＮＯｘ濃度を測定した。
エンジン３には、２００ｃｃディーゼル発電機を用い、エンジン負荷は１ｋＷとした。エンジンの排ガス流量は約２７０ＮＬ／minであった。
吸着部２には、３．１５Ｌの筐体に１wt%Ru/CuO-MnOx（吸着材１４）を入れたものを用いた。また、筐体内にエンジン排ガスが流れる流路を形成し、エンジン排ガスにより吸着材１４を加熱できるようにした（加熱部８）。なお、吸着材１４を加熱する際には、吸着材１４とエンジン排ガスは接触しない。また、加熱部８を通過した後のエンジン排ガスは、ディーゼル微粒子捕集フィルタ（ＤＰＦ）により処理した。
吸着材１４からＮＯｘを脱離させる際には、吸着部２に窒素ガスを流した（１０L/min）。
【００３５】
図８（ａ）（ｂ）を用いて、実験内容を説明する。
図８（ａ）のように、バルブｖ１９〜ｖ２２を開閉し、放熱器を通過させた後のエンジン排ガスを吸着部２に流し、エンジン排ガスに含まれるＮＯｘを吸着材１４に吸着させた。この処理を６０分間行い、吸着材１４にＮＯｘを十分に吸着させた。この処理中の吸着材１４の温度は、約１００℃であった。また、未処理のエンジン排ガスのＮＯｘ濃度は約１０g(NO2)/hであった。この処理では、非熱プラズマリアクターは休止させている。以後、この処理を吸着処理という。
本願発明では、大気から取り入れた空気に含まれる汚染物質を吸着材１４に吸着させるため、本実験と本願発明とは異なる。しかし、濃度は異なるが、汚染物質の種類は同じであるため、本実験は、本願発明を理解する上で参考にすることができる。
【００３６】
次に、図８（ｂ）のように、バルブｖ１９〜ｖ２２を開閉し、吸着部２の筐体の内部の加熱部８にエンジン排ガスを流し、吸着材１４を加熱した。また、吸着部２の筐体に窒素ガスを流し込み、昇温した吸着材１４から脱離したＮＯｘを窒素ガスと共に吸着部２から排出した。また、非熱プラズマリアクターを稼働させ、吸着材１４から脱離させたＮＯｘをＮ2とＯ2に分解した。この処理を２０分間行い、吸着材１４に吸着したＮＯｘを脱離させ吸着材１４を再生すると共に、ＮＯｘを非熱プラズマリアクターで除去した。この処理では、吸着材１４は、約２５０℃まで昇温した。以後、この処理をＮＯｘ除去処理という。
次に図８（ａ）のように、非熱プラズマリアクターを休止させ、バルブｖ１９〜ｖ２２を開閉することにより、再び吸着処理を行った。
このような吸着処理とＮＯｘ除去処理を繰り返し行った。
【００３７】
吸着処理とＮＯｘ除去処理を繰り返した際の非熱プラズマリアクターから排出された気体のＮＯｘガス濃度変化を図９に示す。
吸着処理では、ＮＯｘ濃度は時間の経過とともに徐々に増加した。吸着処理の初期では気体中のＮＯｘの多くが吸着材１４に吸着するが、時間の経過とともに吸着材１４に吸着するＮＯｘの量が少なくなっていくためと考えられる。
吸着処理からＮＯｘ除去処理に切り換えると、ＮＯｘ濃度は４g(NO2)/h以下に低下した。また、吸着部２から排出され非熱プラズマリアクターに流入する前の気体のＮＯｘ濃度は、約２０g(NO2)/hであった。このことから、ＮＯｘ除去処理では、昇温した吸着材１４からＮＯｘが脱離し、ＮＯｘが非熱プラズマリアクターにより分解されていると考えられる。
【００３８】
再びＮＯｘ除去処理から吸着処理に切り換えると、一時的にＮＯｘ濃度が上昇し、その後、ＮＯｘ濃度が４g(NO2)/h以下まで低下した。そして、ＮＯｘ濃度は時間の経過とともに徐々に増加した。
ＮＯｘ濃度が一時的に上昇した理由としては、ＮＯｘ除去処理から吸着処理に切り換えた直後は、吸着材１４の温度が高く、吸着材１４からのＮＯｘの脱離が続いているためと考えられる。
【符号の説明】
【００３９】
１：捕集部    ２：吸着部    ３：エンジン    ４：排ガス処理部    ５：流路切換部    ７：混合部    ８：加熱部    ９：電気集塵部    １１：浄化装置用空気取り入れ口    １２：エンジン用空気取り入れ口    １４：吸着材    １６：集塵電極    ２０：車両用大気浄化装置    ２５：ハイブリッド自動車
ｖ１〜ｖ２２：バルブ（流路切換部）
【図１】
2018202377.tif 000003
【図２】
2018202377.tif 000004
【図３】
2018202377.tif 000005
【図４】
2018202377.tif 000006
【図５】
2018202377.tif 000007
【図６】
2018202377.tif 000008
【図７】
2018202377.tif 000009
【図８】
2018202377.tif 000010
【図９】
2018202377.tif 000011