(57)【要約】【課題】消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排ガス中の浮遊粒子を捕捉する機能を有するフィルタ構造体と、このフィルタ構造体が収納された放電反応部と、捕捉された前記浮遊粒子をコロナ放電で除去する浮遊粒子除去機構を備えた排ガス浄化装置において、前記フィルタ構造体は強誘電体で構成されているので、消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス中の浮遊粒子を捕捉する機能を有するフィルタ構造体と、このフィルタ構造体が収納された放電反応部と、捕捉された前記浮遊粒子をコロナ放電で除去する浮遊粒子除去機構を備えた排ガス浄化装置において、前記フィルタ構造体は強誘電体で構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の排ガス浄化装置において、コロナ放電のアース側絶縁隔壁は強誘電体で構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン発電装置等の排ガス中の浮遊粒子を除去する排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン発電装置等から排出された排ガス中の浮遊粒子を除去するために従来より排ガス浄化装置が用いられている。
このような従来の排ガス浄化装置は、浄化装置内に繊維状あるいはペレット状などのセラミック材等で構成されるフィルタ構造材が充填されており、排ガス発生機構で発生した排ガスは、排気管から浄化装置内に導入させて排ガス中の浮遊粒子をこのフィルタ構造材の表面に付着させることによって排ガスを浄化した後、外部に排出している。
【０００３】
しかし、このフィルタ構造材が限界以上に浮遊粒子を捕捉すると、フィルタ構造材の表面が目詰まりする。このようにフィルタ構造材が目詰まりした場合には、図４（ａ）に示すように、フィルタ構造材１２を、電機ヒータ電源１４から電気ケーブル９を経て供給される電力で電気ヒータ１３を加熱し昇温再生させるか（特許文献１）、あるいは図４（ｂ）に示すように、フィルタ構造材１２を、放電発生用電源５から電気ケーブル９を経て供給される電力で、放電反応部３の放電極６と絶縁隔壁７及び受電極８との間に発生するコロナ放電によってフィルタ構造材１２に付着した付着粒子を燃焼させて再生させるか（特許文献２）している。また、フィルタ構造材表面に浮遊粒子が付着すると同時に電気ヒータで昇温除去させたり、コロナ放電によって付着粒子を燃焼除去させたりしている例もある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６８３１０号公報
【特許文献２】
特開平５−５９９３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の排ガス浄化装置では、浮遊粒子に含まれる炭素等を酸素との燃焼反応により除去するため、電気ヒータで６００℃以上に加熱する必要があり、これが大きな電力消費となっている。また、コロナ放電においてもフィルタ構造材をセラミック等の通常の誘電体から構成されているため、浮遊粒子を除去すべき空間の電界密度が低く、有効に浮遊粒子を除去するには放電電圧を上げなければならず、多大な電力を消費して発電電力の効率低下を招くという問題があった。
【０００６】
本発明（請求項１及び請求項２対応）は、上記状況に対処するためになされたもので、その課題は消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１は、排ガス中の浮遊粒子を捕捉する機能を有するフィルタ構造体と、このフィルタ構造体が収納された放電反応部と、捕捉された前記浮遊粒子をコロナ放電で除去する浮遊粒子除去機構を備えた排ガス浄化装置において、前記フィルタ構造体は強誘電体で構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２は、請求項１記載の排ガス浄化装置において、コロナ放電のアース側絶縁隔壁は強誘電体で構成されていることを特徴とする。
請求項１及び請求項２記載の発明によると、消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態（請求項１対応）の排ガス浄化装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態の排ガス浄化装置では、排ガス発生機構１より排出される排ガスを、排気管２を通して放電反応部３へ送り込み、排ガス中の浮遊粒子を取り除いた後、発電装置１０の外部へ排出する構成となっている。このとき放電反応部３内に存する強誘電体製フィルタ構造体４の周囲には、放電発生用電源５の一端に接続された放電極６と、これと対抗するように絶縁隔壁７を挟んで受電極８が配され、受電極８は電気ケーブル９を介して接地されている。また、放電発生用電源５の他端は電気ケーブル９を介して接地されている。このような接続構成により受電極（アース）８は接地電極として機能する。
【００１０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
排ガス発生機構１より排出された排ガス中の浮遊粒子は、強誘電体製フィルタ構造体４の浮遊粒子捕捉機能により捕集される。この時、放電発生用電源５が放電極６と受電極（アース）８間に電界を形成することにより電気集塵的効果も加わってより多くの浮遊粒子が捕集される。さらに、捕集された浮遊粒子は、放電発生用電源５の作用により電界の形成と共に、発生したコロナ放電によって燃焼除去される。絶縁隔壁７がなければ、安定したコロナ放電は発生せず、スパーク放電が発生するため、浮遊粒子を良好に燃焼除去することはできない。捕集量と除去量を平衡させることにより適切な放電量で浮遊粒子の排出を防ぐ。
【００１１】
ここで、フィルタ構造材に強誘電体を用いる理由について図２を参照して説明する。
図２は電界中にフィルタ構造材が存在する場合の模式図である。実際にはフィルタ構造材は繊維状あるいはペレット状であるが、計算を簡単化するため一体物として考える。放電発生用電源５によって放電反応部３内に電界が形成され、その中にあるフィルタ構造材がチタン酸バリウムなどの比誘電率２００程度の強誘電体である場合とセラミックなどの比誘電率１０程度の誘電体である場合の違いを考える。
【００１２】
ここで、電源電圧をＶ、電極間距離をｄ、誘電体厚さをｔ、誘電体の比誘電率をεとすると、この場合、誘電体以外の部分（空気中）の電圧Ｅは下記（１）  式のとおりとなる。
Ｅ＝Ｖ／｛ｄ−（１−１／ε）ｔ｝……（１）
【００１３】
次に、強誘電体を用いた場合の電界をＥ２００  、通常の誘電体を用いた場合の電界をＥ１０とし、一例としてｄ＝１．  １ｔの場合のＥ２００  とＥ１０を比較すると下記（２）  式のとおりとなる。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
したがって、電源電圧が同じであれば、約２倍の放電量を発生することができ、放電量を同じにすれば電源電圧を約１／２に下げることができる。また、電気集塵力Ｆは浮遊粒子荷電量ｑと電界Ｅの積に関係するため、電界Ｅが大きくなれば、小さな浮遊粒子を集塵することができ、浮遊粒子捕集を効率よく行うことができる。従って、効率低下を招くことなく消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００１６】
図３は本発明の第２実施形態（請求項２対応）の排ガス浄化装置の構成図である。
図に示すように、本実施形態の排ガス浄化装置が第１実施形態と相違する構成は、絶縁隔壁が強誘電体製絶縁隔壁１１となっている点のみであり、その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一符号を付して説明する。
【００１７】
本実施形態においては、強誘電体製絶縁隔壁１１が放電反応部３内の電界中に存在するので、誘電体以外の部分の電界は大きくなる。
従って、本実施形態も上記第１実施形態と同様の効果が得られるので、効率低下を招くことなく消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明（請求項１及び請求項２対応）によると、効率低下を招くことなく消費電力の少ない効率的な排ガス浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の排ガス浄化装置の構成図。
【図２】図１の放電反応部の詳細を説明するための模式図。
【図３】本発明の第２実施形態の排ガス浄化装置の構成図。
【図４】従来の排ガス浄化装置の構成図。
【符号の説明】
１…排ガス発生機構、２…排気管、３…放電反応部、４…強誘電体製フィルタ構造体、５…放電発生用電源、６…放電極、７…絶縁隔壁、８…受電極（アース）、９…電気ケーブル、１０…発電装置、１１…強誘電体製絶縁隔壁、１２…フィルタ構造体、１３…電気ヒータ、１４…電気ヒータ電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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