(57)【要約】【課題】セラミックスのペレットを用いずに良好にパティキュレートを捕集することができ且つその捕集したパティキュレートをプラズマの助勢により効果的に燃焼除去できるようにした耐久性の高い排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気ガス８中に放電してプラズマを発生させるための一方の電極をパティキュレートを捕集可能な金属フィルタ１１とし、該金属フィルタ１１を通過して排気ガス８が流れるように配置すると共に、前記金属フィルタ１１に対しほぼ一様な間隔で対峙するように他方の電極１４を配置し、該電極１４と前記金属フィルタ１１とに対し放電に必要な電圧を印加し得るように構成する。【選択図】        図２
2004346827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス中に放電してプラズマを発生させるための一方の電極をパティキュレートを捕集可能な金属フィルタとし、該金属フィルタを通過して排気ガスが流れるように配置すると共に、前記金属フィルタに対しほぼ一様な間隔で対峙するように他方の電極を配置し、該電極と前記金属フィルタとに対し放電に必要な電圧を印加し得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
金属フィルタに酸化触媒を一体的に担持せしめたことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガス中からパティキュレートを除去する排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積し、排気温度が高い運転領域に移行した際に自然燃焼して除去されるようになっているが、例えば都内の路線バス等のように渋滞路ばかりを走行するような車両では、必要な所定温度以上での運転が長く継続しないため、パティキュレートの処理量よりも堆積量の方が上まわり、パティキュレートフィルタが目詰まりを起こす虞れがあった。
【０００５】
このため、排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを良好に燃焼除去し得るようプラズマアシスト型の排気浄化装置の開発が進められており、この種の排気浄化装置で排気ガス中に放電してプラズマを発生させれば、排気ガスが励起されてラディカルとなり、ＮＯはＮＯ２になり、これらの排気ガス励起成分が活性化状態となっていることから、排気温度が低い運転領域でもパティキュレートを良好に燃焼除去することが可能となる。
【０００６】
尚、プラズマアシスト型の排気浄化装置に関する先行技術文献に関しては、例えば下記の特許文献１等にもとりあげられている。
【０００７】
【特許文献１】
特表２００２−５０１８１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の排気浄化装置においては、先の特許文献１にも示されている通り、穿孔処理された円筒状ステンレススチールから成る外側電極と内側電極との間に誘電体を成すセラミックスのペレットを充填し、該ペレットの充填層を通過するように排気ガスを流して該排気ガス中のパティキュレートを捕集する一方、外側電極と内側電極との間で放電してプラズマを発生させるようにしたものが一般的であるが、自動車等に実装することを想定した場合、走行振動によりセラミックスのペレット同士が擦れ合って短期間に摩耗してしまう虞れがあり、その耐久性に関して問題があることが懸念されていた。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、セラミックスのペレットを用いずに良好にパティキュレートを捕集することができ且つその捕集したパティキュレートをプラズマの助勢により効果的に燃焼除去できるようにした耐久性の高い排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気ガス中に放電してプラズマを発生させるための一方の電極をパティキュレートを捕集可能な金属フィルタとし、該金属フィルタを通過して排気ガスが流れるように配置すると共に、前記金属フィルタに対しほぼ一様な間隔で対峙するように他方の電極を配置し、該電極と前記金属フィルタとに対し放電に必要な電圧を印加し得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置、に係るものである。
【００１１】
而して、このようにすれば、排気ガスが金属フィルタを通過する際にパティキュレートが捕集されていくので、必要時に金属フィルタから成る一方の電極と他方の電極とに電圧を印加して排気ガス中に放電を行い、これにより排気ガスを励起させると、金属フィルタに捕集されたパティキュレートの直近において、排ガス成分がラディカルとなり、ＮＯはＮＯ２になり、これらの排気ガス励起成分による助勢を最大限に受けてパティキュレートが効果的に燃焼除去されることになる。
【００１２】
また、本発明においては、金属フィルタに酸化触媒を一体的に担持せしめるようにしても良く、このようにすれば、金属フィルタに捕集されたパティキュレートの酸化反応が酸化触媒により促進されることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における符号の１はターボチャージャ２を搭載したディーゼルエンジン（内燃機関）を示しており、エアクリーナ３から導いた吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ導いて加圧し、その加圧された吸気４をインタークーラ６を介しディーゼルエンジン１の各気筒に分配して導入するようにしてある。
【００１５】
また、このディーゼルエンジン１の各気筒から排気マニホールド７を介し排出された排気ガス８を前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を、排気管９途中のプラズマアシスト型の排気浄化装置１０を通してパティキュレートを捕集した上で排出するようにしてある。
【００１６】
この排気浄化装置１０の詳細は図２に示す通りであり、ここに図示している例では、排気ガス８中に放電してプラズマを発生させるための一方の電極（陽極）をパティキュレートを捕集可能な金属フィルタ１１としており、該金属フィルタ１１を下流側端のみが開放された円筒容器状に形成してフィルタケース１２内の軸心位置に配置し、この金属フィルタ１１の外周側には、内周面にセラミックス等から成る誘電体１３を被覆した円筒状の他方の電極１４（陰極）を同心配置としてある。
【００１７】
ここで、この種の金属フィルタ１１には、ミクロンオーダーの金属繊維を積層焼結したもの、金属粉末の焼結体、金属メッシュを積層焼結したもの、金属メッシュに金属粉末を焼結させたもの等を採用すれば良い。
【００１８】
そして、金属フィルタ１１と電極１４との間には、円筒状空間１５が形成されることになるが、該円筒状空間１５は、その下流側端にて絶縁材１６により閉塞されて袋小路を成しており、上流側からフィルタケース１２内に導入された排気ガス８が円筒状空間１５を介し必ず金属フィルタ１１を通過して下流側へ排出されるようになっている。
【００１９】
また、金属フィルタ１１と電極１４とに対しては、放電制御ユニット１７を介し電源１８を接続した構造となっており、特に本形態例では、電源１８として車両搭載のバッテリを想定しているので、放電制御ユニット１７により電源１８の電圧を放電可能な適切な電圧まで高めて金属フィルタ１１及び電極１４へ給電するようにしている。
【００２０】
而して、このようにすれば、排気ガス８が金属フィルタ１１を通過する際にパティキュレートが捕集されていくので、必要時に金属フィルタ１１と電極１４とに電圧を印加して排気ガス８中に放電を行い、これにより排気ガス８を励起させると、金属フィルタ１１に捕集されたパティキュレートの直近において、排ガス成分がラディカルとなり、ＮＯはＮＯ２になり、これらの排気ガス励起成分による助勢を最大限に受けてパティキュレートが効果的に燃焼除去されることになる。
【００２１】
従って、上記形態例によれば、一方の電極を金属フィルタ１１としたことにより、セラミックスのペレットを用いずに良好にパティキュレートを捕集することができるので、走行振動による摩耗の問題を未然に回避し得て耐久性の大幅な向上を図ることができ、しかも、その捕集したパティキュレートを直近に生成されるプラズマの助勢により効果的に燃焼除去することができる。
【００２２】
また、前述した金属フィルタ１１には、白金等の酸化触媒を一体的に担持せしめることも可能であり、このようにすれば、金属フィルタ１１に捕集されたパティキュレートの酸化反応が酸化触媒により促進されることになり、排気温度が低い運転領域にて、より一層確実なパティキュレートの燃焼除去を実現することができる。
【００２３】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、金属フィルタから成る一方の電極及び他方の電極には図示以外の様々な形状及びレイアウトを採用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２５】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、一方の電極を金属フィルタとしたことにより、セラミックスのペレットを用いずに良好にパティキュレートを捕集することができるので、走行振動による摩耗の問題を未然に回避し得て耐久性の大幅な向上を図ることができ、しかも、その捕集したパティキュレートを直近に生成されるプラズマの助勢により効果的に燃焼除去することができる。
【００２６】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、金属フィルタに捕集されたパティキュレートの酸化反応を酸化触媒により促進することができるので、排気温度が低い運転領域にて、より一層確実なパティキュレートの燃焼除去を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のプラズマアシスト型の排気浄化装置の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
８    排気ガス
９    排気管
１０    排気浄化装置
１１    金属フィルタ（一方の電極）
１４    他方の電極
１５    円筒状空間
１７    放電制御ユニット
１８    電源
【図１】
2004346827.tif 000003
【図２】
2004346827.tif 000004