(57)【要約】【課題】パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避できる排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気Ｇの流通経路に配置した電極４，５間でパティキュレートを捕らえる捕集セル１と、電極４，５に交流電力を供給する高電圧出力手段２と、高電圧出力手段２及び電極５の間に並列に接続可能な複数個のインダクタＬ１〜Ｌ６と、各インダクタＬ１〜Ｌ６に付帯するスイッチＳ１〜Ｓ６と、電極４，５に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるように所定のスイッチＳ１〜Ｓ６を閉じてインダクタＬ１〜Ｌ６のいずれかを高電圧出力手段２及び電極５に接続するインダクタンス制御手段３とを備えている。【選択図】        図１
2004360513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の流通経路に配置した一対の電極間でパティキュレートを捕らえる捕集セルと、両電極に放電用交流電力を供給する高電圧出力手段と、該高電圧出力手段及び電極の間に並列接続可能な複数個のインダクタと、両電極に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるようにインダクタを高電圧出力手段及び電極に接続するインダクタンス制御手段とを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
排気の流通経路に配置した一対の電極間でパティキュレートを捕らえる捕集セルと、両電極に放電用交流電力を供給する高電圧出力手段と、該高電圧出力手段及び電極の間に設けた可変インダクタと、両電極に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるように可変インダクタを調整するインダクタンス制御手段とを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項３】
排気の流通経路に配置した一対の電極間でパティキュレートを捕らえる捕集セルと、両電極に放電用交流電力を供給する高電圧出力手段と、該高電圧出力手段及び電極の間に並列接続可能な複数個の可変インダクタと、両電極に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるように可変インダクタを高電圧出力手段と電極に接続して可変インダクタンスを調整するインダクタンス制御手段とを備えてなることを特徴とする排気浄化装置。
【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の排気（軽油の燃焼ガス）には、炭素質よりなる煤、及び高沸点炭化水素成分よりなるＳＯＦ分（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機成分）を主成分として、微小量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）が加わった組成のパティキュレート（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）が含まれている。
【０００３】
このパティキュレートの大気中への拡散を抑制するために、エンジン排気系統にパティキュレート捕集用のフィルタを組み込むことが行なわれている。
【０００４】
パティキュレートフィルタの一例としては、コージライトなどのセラミックスによりハニカムコアを形成し、当該ハニカムコアの多孔質薄壁で区分される多数の通路にエンジン排気を流通させるものがある。
【０００５】
上記パティキュレートフィルタでは、平行に並ぶ多数の通路の一端部分を１つおきに封鎖して、これに隣接するガス通路の非封鎖の一端部分へエンジン排気を導くようにし、また、エンジン排気が流入するガス通路の他端部分を封鎖して、これに隣接するガス通路の非封鎖の他端部分をマフラに接続している。
【０００６】
すなわち、エンジン排気に含まれているパティキュレートを多孔質薄壁で捕集し、当該多孔質薄壁を透過した排気だけを大気中へ放出する。
【０００７】
更に、多孔質薄壁に付着したパティキュレートは、排気温度が高くなる領域にエンジン運転状態が移行した際に自然着火して酸化処理される。
【０００８】
ところが、主に市街地を運行する路線バスなどでは、一般に走行速度が低く、パティキュレートの酸化処理に適した排気温度を得ることができるエンジン運転状態が続く機会が少ないため、パティキュレートの捕集量が酸化処理量を上回り、多孔質薄壁が閉塞してしまうことになる。
【０００９】
そこで近年、排気温度が低くてもパティキュレートを酸化処理可能なプラズマアシスト型の排気浄化装置（ガス処理反応器）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
この排気浄化装置では、ステンレス製円筒体に穿設加工を施した外側電極及び内側電極をチャンバ内に同軸に配置し、当該両電極の間の空隙に誘電体よりなるペレットを処理対象のエンジン排気が通過し得るように充填し、チャンバと外側電極の間の空隙へエンジン排気を導くようにしている。
【００１１】
すなわち、チェンバと外部電極の間からペレット充填層に送給されるエンジン排気に含まれているパティキュレートをペレットに付着させ、ペレット充填層を通過したエンジン排気だけを大気中に放出する。
【００１２】
更にまた、内側電極と外側電極に高電圧を印加し、放電プラズマを発生させてエンジン排気を励起することにより、オゾンや酸素ラジカルなどを発生させる。
【００１３】
これにより、排気温度が低い場合でも、ペレットに付着したパティキュレートが自然着火して酸化処理される。
【００１４】
【特許文献１】
特表２００２−５０１８１３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したプラズマアシスト型の排気浄化装置において、放電用の電力が交流である場合、等価回路としては、内側と外側の電極で構成されるコンデンサに交流高電圧を印加する回路になる。
【００１６】
ところが、上記コンデンサのキャパシタンスは、パティキュレートの捕集量や排気の成分などにより変化するので、回路のリアクタンスが変動して電圧波形と電流波形の位相にずれが生じ、力率が低下することが想定される。
【００１７】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避できる排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、排気の流通経路に配置した一対の電極間でパティキュレートを捕らえる捕集セルと、両電極に放電用交流電力を供給する高電圧出力手段と、該高電圧出力手段及び電極の間に並列接続可能な複数個のインダクタと、両電極に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるようにインダクタを高電圧出力手段及び電極に接続するインダクタンス制御手段とを備えている。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、排気の流通経路に配置した一対の電極間でパティキュレートを捕らえる捕集セルと、両電極に放電用交流電力を供給する高電圧出力手段と、該高電圧出力手段及び電極の間に設けた可変インダクタと、両電極に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるように可変インダクタを調整するインダクタンス制御手段とを備えている。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、排気の流通経路に配置した一対の電極間でパティキュレートを捕らえる捕集セルと、両電極に放電用交流電力を供給する高電圧出力手段と、該高電圧出力手段及び電極の間に並列接続可能な複数個の可変インダクタと、両電極に通電される交流電力の位相を検知し且つリアクタンスの変動を減少させるように可変インダクタを高電圧出力手段と電極に接続して可変インダクタンスを調整するインダクタンス制御手段とを備えている。
【００２１】
請求項１に記載の発明においては、捕集セルの両電極に通電される交流電力の位相を検知するインダクタンス制御手段が、リアクタンス変動の減少を図るように、所定のインダクタンスを高電圧出力手段及び電極に接続する。
【００２２】
請求項２に記載の発明においては、捕集セルの両電極に通電される交流電力の位相を検知するインダクタンス制御手段が、リアクタンス変動の減少を図るように、可変インダクタンスを調整する。
【００２３】
請求項３に記載の発明においては、捕集セルの両電極に通電される交流電力の位相を検知するインダクタンス制御手段が、リアクタンス変動の減少を図るように、所定の可変インダクタンスを高電圧出力手段及び電極に接続し、更に、当該可変インダクタンスを調整する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００２５】
図１は本発明の排気浄化装置の実施の形態の第１の例を示すもので、この排気浄化装置は、捕集セル１、放電用交流電力を出力する高電圧出力手段２、複数個のインダクタＬ１〜Ｌ６、及びインダクタンス制御手段３を備えている。
【００２６】
捕集セル１は、浄化の対象となる排気Ｇの流通経路に配置した一対の電極４，５と、一方の電極４を覆うセラミックスなどの誘電体６とを有し、他方の電極５を、パティキュレートを捕集可能な導電性フィルタで形成している。
【００２７】
これら電極４，５の形状は、円筒型、平板対向型、あるいは格子型のいずれであってもよい。
【００２８】
上記の導電性フィルタとしては、繊維状金属を積層して焼結により一体化したもの、金属粉末の焼結体、微細な金属メッシュを積層して焼結により一体化したもの、あるいは微細な金属メッシュに金属粉末を焼結により担持させたものなどがあり、これらはいずれも、気体の通過性を確保しつつパティキュレートを捕集することができ、また、パティキュレートは、誘電体６の表面にも付着する。
【００２９】
インダクタＬ１〜Ｌ６には、それぞれスイッチＳ１〜Ｓ６が直列に接続され、これらインダクタＬ１〜Ｌ６とスイッチＳ１〜Ｓ６の直列接続体は、高電圧出力手段２及び捕集セル１の電極５に対して並列に接続されている。
【００３０】
インダクタンス制御手段３は、スイッチＳ１〜Ｓ６のうちの少なくとも１つが閉じた状態で、高電圧出力手段２から電極４，５に通電される交流の電圧波形と電流波形の位相ずれを検知し、そのときのリアクタンスの変動を減少させるのに必要なインダクタンスを算出したうえ、当該算出値に近似（もしくは一致）するインダクタンスが、インダクタＬ１〜Ｌ６の単体、またはこれらの組み合わせで得られるように、回路に接続すべきインダクタＬ１〜Ｌ６に付帯のスイッチＳ１〜Ｓ６を閉じる構成となっている。
【００３１】
すなわち、インダクタＬ１〜Ｌ６のインダクタンスが等しい場合は、スイッチＳ１〜Ｓ６の開閉の組み合わせで、５通りのインダクタンス値が得られ、また、インダクタＬ１〜Ｌ６のインダクタンスを相違させた場合には、スイッチＳ１〜Ｓ６の開閉の組み合わせで、最大３５通りのインダクタンス値が得られる。
【００３２】
このように、インダクタンス制御手段３がリアクタンス変動の減少を図るように、所定のインダクタＬ１〜Ｌ６を高電圧出力手段２及び電極４，５に接続するので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避でき、エネルギー効率の向上が図られる。
【００３３】
よって、捕集セル１のパティキュレート捕集量が過多になったときに、高電圧出力手段２から電極４，５に交流電力を供給して放電プラズマを発生させると、オゾンや酸素ラジカルなどにより、パティキュレートを確実に酸化処理できる。
【００３４】
図２は本発明の排気浄化装置の実施の形態の第２の例を示すもので、この排気浄化装置は、捕集セル１、高電圧出力手段２、可変インダクタＬ７、及びインダクタンス制御手段７を備えており、捕集セル１、及び高電圧出力手段２は、図１のものと同じ構造である。
【００３５】
インダクタンス制御手段７は、高電圧出力手段２から電極４，５に通電される交流の電圧波形と電流波形の位相ずれを検知し、そのときのリアクタンスの変動を減少させるのに必要なインダクタンスを算出したうえ、当該算出値に近似（もしくは一致）するインダクタンスが得られるように、可変インダクタＬ７を調整する構成となっている。
【００３６】
すなわち、可変インダクタＬ７の設計条件に応じた範囲のインダクタンス値が得られる。
【００３７】
このように、インダクタンス制御手段７がリアクタンス変動の減少を図るように、可変インダクタＬ７を調整するので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避でき、エネルギー効率の向上が図られる。
【００３８】
よって、捕集セル１のパティキュレート捕集量が過多になったときに、高電圧出力手段２から電極４，５に交流電力を供給して放電プラズマを発生させると、オゾンや酸化ラジカルなどにより、パティキュレートを確実に酸化処理できる。
【００３９】
図３は本発明の排気浄化装置の実施の形態の第３の例を示すもので、この排気浄化装置は、捕集セル１、高電圧出力手段２、可変インダクタＬ８，Ｌ９、及びインダクタンス制御手段８を備えており、捕集セル１、及び高電圧出力手段２は、図１のものと同じ構造である。
【００４０】
各可変インダクタＬ８，Ｌ９には、それぞれスイッチＳ８，Ｓ９が直列に接続され、これら可変インダクタＬ８，Ｌ９とスイッチＳ８，Ｓ９の直列接続体は、高電圧出力手段２及び捕集セル１の電極５に対して並列に接続されている。
【００４１】
インダクタンス制御手段８は、スイッチＳ８，Ｓ９のうちの少なくとも一方が閉じた状態で、高電圧出力手段２から電極４，５に通電される交流の電圧波形と電流波形の位相ずれを検知し、そのときのリアクタンスの変動を減少させるのに必要なインダクタンスを算出したうえ、当該算出値に近似（もしくは一致）するインダクタンスが、可変インダクタＬ８，Ｌ９の単体、またはその組み合わせで得られるように、回路に接続すべき可変インダクタＬ８，Ｌ９に付帯のスイッチＳ８，Ｓ９を閉じ且つ可変インダクタＬ８，Ｌ９を調整する構成となっている。
【００４２】
すなわち、可変インダクタＬ８，Ｌ９の単体の設計条件、もしくは、その組み合わせに応じた範囲のインダクタンス値が得られる。
【００４３】
このように、インダクタンス制御手段８がリアクタンス変動の減少を図るように、可変インダクタＬ８，Ｌ９を調整するので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避でき、エネルギー効率の向上が図られる。
【００４４】
よって、捕集セル１のパティキュレート捕集量が過多になったときに、高電圧出力手段２から電極４，５に交流電力を供給して放電プラズマを発生させると、オゾンや酸素ラジカルなどにより、パティキュレートを確実に酸化処理できる。
【００４５】
なお、本発明の排気浄化装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の排気浄化装置によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００４７】
（１）請求項１に記載の発明では、交流電力の位相に基づき、インダクタンス制御手段が所定のインダクタを高電圧出力手段及び電極に接続し、リアクタンス変動を減少させるので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避することができ、エネルギー効率が向上する。
【００４８】
（２）請求項２に記載の発明では、交流電力の位相に基づき、インダクタンス制御手段が可変インダクタを調整し、リアクタンス変動を減少させるので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避することができ、エネルギー効率が向上する。
【００４９】
（３）請求項３に記載の発明では、交流電力の位相に基づき、インダクタンス制御手段が所定の可変インダクタを高電圧出力手段及び電極に接続し、その可変インダクタを調整して、リアクタンス変動を減少させるので、パティキュレート捕集量や排気の成分を要因とした力率の低下を回避することができ、エネルギー効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気浄化装置の実施の形態の第１の例を示す概念図である。
【図２】本発明の排気浄化装置の実施の形態の第２の例を示す概念図である。
【図３】本発明の排気浄化装置の実施の形態の第３の例を示す概念図である。
【符号の説明】
１            捕集セル
２            高電圧出力手段
３，７，８    インダクタンス制御手段
４，５        電極
Ｌ１〜Ｌ６    インダクタ
Ｌ７〜Ｌ９    可変インダクタ
Ｇ            排気
【図１】
2004360513.tif 000003
【図２】
2004360513.tif 000004
【図３】
2004360513.tif 000005