(57)【要約】【課題】絶縁劣化に起因する各種トラブルを確実に防止することができる排ガス浄化装置の提供を目的とする。【解決手段】排ガス浄化装置１は、排気管Ｌ１およびＬ２の間に組み込まれ、一対の電極４Ａおよび４Ｃに高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化するものである。この排ガス浄化装置１は、電極４Ａおよび４Ｃが配置されると共に排気管Ｌ１およびＬ２に接続される浄化容器２を備えており、この浄化容器２は、碍子７により排気管Ｌ１およびＬ２の双方から絶縁されている。【選択図】        図１
2004340035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の排気系統に組み込まれ、一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置において、
前記電極が配置されると共に前記排気系統を構成する排気管に接続される浄化容器を備え、この浄化容器は、前記排気管から絶縁されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記浄化容器を前記排気管から絶縁するための碍子を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記浄化容器に対して着脱自在に取り付けられ、前記浄化容器を覆う絶縁カバーと、
前記絶縁カバーが前記浄化容器から離脱させられた際に、前記浄化容器と前記排気管とを短絡させる短絡手段とを更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の排気系統に組み込まれ、一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用内燃機関の排気系統に組み込まれ、当該内燃機関の排ガスを浄化する装置として、相対する一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置（プラズマリアクタ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種の排ガス浄化装置は、一般に、上記電極が配置されると共に排気系統を構成する排気管に接続される浄化容器を備える。また、各電極は、高圧ケーブル等を介して高圧電源装置に接続される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１４０２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の排ガス浄化装置では、高圧電源装置からの高圧ケーブルと電極との接続部などを絶縁する必要があるが、排ガス浄化装置が長期間使用されていくうちに、これらの箇所における絶縁部材が劣化することも考えられる。そして、このような絶縁劣化に起因して漏電が発生してしまうと、浄化容器等から、車体の金属部分や金属製の各種部材（ボディアース）に大電流が流れてしまうおそれがある。また、このように車体等を大電流が流れると、いわゆる輻射ノイズが発せられ、それにより、他の電子機器の動作に悪影響を与えてしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明は、絶縁劣化に起因する各種トラブルを確実に防止することができる排ガス浄化装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による排ガス浄化装置は、所定の排気系統に組み込まれ、一対の電極に高電圧を印加して発生させたプラズマを用いて排ガスを浄化する排ガス浄化装置において、電極が配置されると共に排気系統を構成する排気管に接続される浄化容器を備え、この浄化容器は、排気管から絶縁されていることを特徴とする。
【０００７】
この排ガス浄化装置では、電極が配置されると共に排気系統を構成する排気管に接続される浄化容器が排気管から絶縁される。従って、電極周辺の絶縁劣化により漏電が発生して浄化容器が帯電したとしても、浄化容器から、車体の金属部分や金属製の各種部材（ボディアース）に大電流が流れてしまうことを確実に防止することができる。この結果、この排ガス浄化装置によれば、漏電に伴って発生する輻射ノイズによって他の電子機器の動作に悪影響を与えてしまうといったような、絶縁劣化に起因する各種トラブルを確実に防止することが可能となる。
【０００８】
また、浄化容器を排気管から絶縁するための碍子を更に備えると好ましい。
【０００９】
このような構成を採用することにより、浄化容器と排気管との間に十分な沿面距離を確保して、両者を確実に絶縁することが可能となる。
【００１０】
更に、浄化容器に対して着脱自在に取り付けられ、浄化容器を覆う絶縁カバーと、絶縁カバーが浄化容器から離脱させられた際に、浄化容器と排気管とを短絡させる短絡手段とを更に備えると好ましい。
【００１１】
このような構成を採用すれば、電極周辺の絶縁劣化により浄化容器が帯電したとしても、絶縁カバーにより浄化容器に対する接触を阻止することができる。また、電極周辺の劣化した絶縁部を補修するような場合には、絶縁カバーを浄化容器から離脱させる必要があるが、この排ガス浄化装置では、絶縁カバーが浄化容器から取り外された時点で、短絡手段によって浄化容器と排気管とが短絡させられる。従って、漏電により浄化容器に蓄えられた電荷は、排気管を介して車体等（ボディーアース）に流れていくことになるので、この排ガス浄化装置では、絶縁カバーが浄化容器から取り外された際に、浄化容器に安全に触れることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による排ガス浄化装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明による排ガス浄化装置を示す断面図である。同図に示される排ガス浄化装置１は、車両に適用されると好適なものであり、図示されない内燃機関の燃焼室から排出される排ガスを浄化するために、当該内燃機関の排気系統に組み込まれる。図１に示されるように、排ガス浄化装置１は、金属等の耐熱導電性材料により概ね筒状に形成されると共に長手方向中央部が拡径されている浄化容器２を有する。この浄化容器２は、内燃機関の排気系統を構成する排気管Ｌ１および排気管Ｌ２の間に組み込まれる。そして、浄化容器２の内部には、排気管Ｌ１を介して内燃機関の燃焼室から排出される排ガスが導入され、浄化容器２の内部で浄化された排ガスは、排気管Ｌ２を介して外部に排出されることになる。なお、本実施形態において、排気管Ｌ１およびＬ２は、金属等の耐熱導電性材料により形成されており、それぞれ、補機バッテリ１５のマイナス端子に接続（ボディーアース）されている。
【００１４】
浄化容器２の内部には、絶縁体により概ね筒状に形成された支持部材３が固定されており、支持部材３の両端には、メッシュ状の電極４Ａおよび４Ｃが固定されている。本実施形態では、各電極４Ａ，４Ｃのうち、例えば上流側に位置する電極４Ａが陽極とされ、下流側の電極４Ｃが陰極とされる。また、支持部材３の内部、かつ、電極４Ａおよび４Ｃの間には、触媒担体５が配置されている。本実施形態では、触媒担体５としてセラミック等からなるハニカム材にアルミナ触媒を担持させたものが用いられる。なお、支持部材３の内部の触媒担体５は省略されてもよく、また、触媒を担持していないハニカム材等が支持部材３の内部に配置されてもよい。なお、ハニカム材等に担持させる触媒としては、任意のものを採用することができる。
【００１５】
浄化容器２の内部に配置されている電極４Ａおよび４Ｃには、端子６が接続されている。各端子６は、浄化容器２の側壁を貫通して容器２の外部に延出しており、各端子６と浄化容器２の側壁との間には、図示省略の絶縁材が配置されている。そして、各端子６は、高圧ケーブル９を介して電源ユニット１０に接続され、各端子６には、電源ユニット１０から、例えば電極４Ａが陽極となり、電極４Ｃが陰極となるようにして高電圧が印加される。これにより、電極４Ａおよび４Ｃの間にプラズマを発生させることが可能となり、発生したプラズマのエネルギにより、内燃機関からの排ガスに含まれるＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘといった成分やパーティキュレート物質等を、排ガス中の酸素と反応させて浄化したり、着火させて焼却したりすることが可能となる。
【００１６】
浄化容器２内の電極４Ａおよび４Ｃに高電圧を印加するための電源ユニット１０は、図１に示されるように、スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）１１、絶縁トランス１２、ダイオード１４等を含み、補機バッテリ（直流電源）１５に接続されている。このような電源ユニット１０を用いた場合、スイッチング素子１１をオン／オフ制御することにより、補機バッテリ１５からの直流電圧を絶縁トランス１２によって昇圧させると共に、ダイオード１４により整流して、電極４Ａおよび４Ｃに直流パルス電圧を印加することが可能となる。また、一次巻線と二次巻線とが別々に巻回されて直流的に分離されている絶縁トランス１２を含む絶縁型の電源ユニット１０を採用することにより、一次電源である補機バッテリ１５と浄化容器２（電極４Ａ，４Ｃ）とのアイソレーションを確保することが可能となる。なお、電源ユニット１０は、交流高圧電源あるいは直流高圧電源として構成されてもよい。
【００１７】
ここで、上述のように構成される排ガス浄化装置１では、長期間使用されていくうちに、電極周辺の絶縁部、すなわち、各電極４Ａ，４Ｃに接続された端子６と、浄化容器２の側壁との間に配置された絶縁材等が劣化していくことも考えられる。そして、このような絶縁劣化に起因して漏電が発生してしまうと、浄化容器２から、排気管Ｌ１，Ｌ２、更には，車体の金属部分や金属製の各種部材（ボディアース）に大電流が流れてしまうおそれがある。
【００１８】
この点に鑑みて、本発明による排ガス浄化装置１では、図１および図２に示されるように、電極４Ａおよび４Ｃが配置されると共に排気系統の排気管Ｌ１およびＬ２に接続される浄化容器２が、碍子７によって排気管Ｌ１およびＬ２から絶縁されている。すなわち、浄化容器２の両端部には、碍子７が固定されている。そして、各碍子７の外側端部には、フランジ付きの接続管２０が固定され、各接続管２０と排気管Ｌ１，Ｌ２とが接続される。
【００１９】
これにより、電極４Ａおよび４Ｃの周辺における絶縁劣化により漏電が発生して浄化容器２が帯電したとしても、浄化容器２から、排気管Ｌ１，Ｌ２、更には、車体の金属部分や金属製の各種部材（ボディアース）に大電流が流れてしまうことを確実に防止することができる。従って、排ガス浄化装置１によれば、漏電に伴って発生する輻射ノイズによって他の電子機器の動作に悪影響を与えてしまうといったような、絶縁劣化に起因する各種トラブルを確実に防止することが可能となる。
【００２０】
また、上述のように、浄化容器２を排気管Ｌ１およびＬ２から絶縁するために碍子７を用いれば、浄化容器２と排気管Ｌ１，Ｌ２との間に十分な沿面距離を確保して、両者を確実に絶縁することが可能となる。ただし、浄化容器２を排気管Ｌ１およびＬ２から絶縁するためには、他の絶縁体が用いられてもよく、例えば、セラミックやアルミナ等からなる部材が用いられてもよい。
【００２１】
さて、上述のように、電極４Ａおよび４Ｃ周辺の絶縁劣化により漏電が発生して浄化容器２が帯電してしまった場合、帯電した浄化容器２に直接触れるのは好ましいことではない。このため、排ガス浄化装置１には、帯電した浄化容器２に対する接触を阻止するために、絶縁カバー８が備えられている。絶縁カバー８は、所定の絶縁体により形成されており、浄化容器２の外周を覆うように、浄化容器２に対して着脱自在に取り付けられる。本実施形態において、絶縁カバー８は、例えば上側半部８ａと下側半部８ｂとを含む２分割構造を有する。
【００２２】
一方、電極４Ａおよび４Ｃ周辺の絶縁劣化が進んだ場合、電極４Ａ，４Ｃ周辺の劣化した絶縁部材を補修（交換）する必要がある。このような場合、絶縁カバー８を浄化容器２から離脱させる必要があるが、絶縁カバー８が浄化容器２から取り外された後に、依然として浄化容器２が帯電していると、絶縁部材の補修作業を安全かつ円滑に進めることが困難となってしまう。
【００２３】
この点に鑑みて、排ガス浄化装置１には、絶縁カバー８（下側半部８ｂ）が浄化容器２から離脱させられた際に、浄化容器２と排気管Ｌ２とを短絡させる短絡機構２１が備えられている。短絡機構２１は、図２に示されるように、軸部２２ａと、軸部２２ａに形成されたフランジ部２２ｂとを有する金属製の可動片２２を含む。この可動片２２の軸部２２ａは、碍子７の外周面から図中下方に延出された筒状部７ａの内部に摺動自在に挿入されており、碍子７と軸部２２ａとには、可動片２２を外方（図中下方）に付勢するスプリング２３が固定されている。また、可動片２２のフランジ部２２ｂの図中下面には、接点２２ｃが設けられている。
【００２４】
更に、浄化容器２の排気管Ｌ２側の端部には、図２に示されるように、図中下向きに延びる突出部２ａが形成されている。同様に、排気管Ｌ２に接続される接続管２０には、突出部２ａと同様に図中下向きに延びる突出部２０ａが形成されている。突出部２ａおよび２０ａは、それぞれ略Ｌ字状の断面形状を有し、それぞれの遊端部の内面は、可動片２２のフランジ部２２ｂの図中下面と対向する。そして、突出部２ａおよび２０ａには、可動片２２のフランジ部２２ｂの接点２２ｃと対向するように接点２ｃおよび２０ｃが設けられている。
【００２５】
この場合、可動片２２の軸部２２ａの先端は、突出部２ａおよび２０ａの遊端部同士の間に位置する。そして、絶縁カバー８を構成する下側半部８ｂは、突出部２ａおよび２０ａの遊端部の外面（図２における下面）に当接するようにして、固定ネジ２４により可動片２２の軸部２２ａの先端に固定される。この際、碍子７と可動片２２の軸部２２ａとの間のスプリング２３は、絶縁カバー８の下側半部８ｂと碍子７との間で圧縮されており、可動片２２のフランジ部２２ｂの接点２２ｃと、突出部２ａおよび２０ａの接点２ｃおよび２０ｃとが接触することはない。従って、絶縁カバー８（下側半部８ｂ）が浄化容器２に装着されている際、浄化容器２は、排気管Ｌ２（およびＬ１）から絶縁されることになる。
【００２６】
これに対して、電極４Ａ，４Ｃ周辺の劣化した絶縁部材を補修（交換）するような場合に、絶縁カバー８の下側半部８ｂを浄化容器２から取り外すべく、固定ネジ２４を緩めていくと、それまで圧縮されていた短絡機構２１のスプリング２３によって可動片２２が図中下方に付勢され、やがて、フランジ部２２ｂの接点２２ｃと、突出部２ａおよび２０ａの接点２ｃおよび２０ｃとが接触するようになる。
【００２７】
これにより、短絡機構２１によって浄化容器２と排気管Ｌ２とが短絡させられ、漏電により浄化容器２に蓄えられた電荷は、排気管Ｌ２を介して車体等（ボディーアース）に流れていくことになる。従って、排ガス浄化装置１では、絶縁カバー８（下側半部８ｂ）が浄化容器２から取り外された時点で、浄化容器２に安全に触れることが可能となる。なお、電極４Ａおよび４Ｃの周辺の絶縁部を修理するような場合、車両は必ず停止させられるので、車体等を電流が流れて輻射ノイズが発せられたとしても何ら問題がないことはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明によれば、絶縁劣化に起因する各種トラブルを確実に防止することができる排ガス浄化装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排ガス浄化装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の排ガス浄化装置の要部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  排ガス浄化装置
２  浄化容器
２ａ，２０ａ  突出部
２ｃ，２０ｃ，２２ｃ  接点
３  支持部材
４Ａ，４Ｃ  電極
５  触媒担体
６  端子
７  碍子
７ａ  筒状部
８  絶縁カバー
８ａ  上側半部
８ｂ  下側半部
１０  電源ユニット
１１  スイッチング素子
１２  絶縁トランス
１４  ダイオード
１５  補機バッテリ
２０  接続管
２１  短絡機構
２２  可動片
２２ａ  軸部
２２ｂ  フランジ部
２３  スプリング
２４  固定ネジ
Ｌ１，Ｌ２  排気管
【図１】
2004340035.tif 000003
【図２】
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