(57)【要約】      （修正有）【課題】浄化対象ガスから有害物質を効率的に除去できるガス浄化装置およびガス浄化装置に使用する放電反応体を提供する。【解決手段】放電反応部２は電圧極側電極１０と接地極側電極９とを有し、電圧極側電極１０と接地極側電極９の一方の電極９は他方側の電極１０に面する部位が誘電体７で覆われ、かつ電極間には粒子状物質捕捉機能を有する粒状フィルタ構造体８が、浄化対象ガスを通過可能に充填される。放電発生用電源４は電圧極側電極１０に電圧を印加して電界を形成するとともに放電プラズマを発生させる。さらに浄化対象ガスＸに含まれる粒子状物質が粒状フィルタ構造体８の捕捉機能と電界の形成に伴う電気集塵的機能により捕捉され、捕捉された粒子状物質は前記放電プラズマの作用により燃焼処理されてフィルタ構造体８の捕捉機能が再生されるように構成した。【選択図】  図１
2004251257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化対象ガスが流れるガス流路に設けられた放電反応部と、この放電反応部に接続された放電発生用電源とを備え、前記放電反応部は電圧極側電極と接地極側電極とを有し、電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方の電極は他方側の電極に面する部位が誘電体で覆われ、かつ前記電圧極側電極と接地極側電極との間には粒子状物質捕捉機能を有する複数の粒状フィルタ構造体が前記浄化対象ガスを通過可能に充填される一方、前記放電発生用電源は前記電圧極側電極に電圧を印加することにより電界を形成するとともに放電プラズマを発生させ、さらに前記浄化対象ガスに含まれる粒子状物質が粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能と電界の形成に伴う電気集塵的機能により捕捉され、捕捉された粒子状物質は前記放電プラズマの作用により燃焼処理されて前記粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能が再生されるように構成したことを特徴とするガス浄化装置。
【請求項２】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は金属電極棒、他方は筒状金属電極、前記誘電体は筒状誘電体に形成され、この筒状誘電体は前記浄化対象ガスのガス流路を形成し、前記筒状誘電体の内部には前記金属電極棒と複数の粒状フィルタ構造体とを設ける一方、前記筒状誘電体の外部は前記筒状金属電極で覆われるように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項３】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は金属電極板、他方は複数の金属対向電極板、前記誘電体は互いに対向配置された２枚の板状誘電体とされ、各板状誘電体の間は前記浄化対象ガスのガス流路を形成して前記金属電極板と複数の粒状フィルタ構造体とが設けられる一方、各板状誘電体の粒状フィルタ構造体が設けられない側には、それぞれ前記金属対向電極板が、前記金属電極板を挟む位置に互いに対向配置されたことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項４】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は筒状金属電極、他方は金属電極棒、前記誘電体は筒状誘電体に形成され、前記筒状金属電極は浄化対象ガスのガス流路を形成し、前記筒状金属電極の内部には前記筒状誘電体で覆われた前記金属電極棒と複数の粒状フィルタ構造体とが設けられたことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項５】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は金属電極板、他方は互いに対向配置された２枚の金属対向電極板、前記誘電体は板状誘電体に形成され、各金属対向電極板の間は前記浄化対象ガスのガス流路を形成して前記板状誘電体で両面を覆われた前記金属電極板と複数の粒状フィルタ構造体とが設けられたことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項６】
前記放電反応部は、前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制する粒状フィルタ保持機能を具備することを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項７】
前記放電反応部は、前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制する粒状フィルタ保持機能を備え、この粒状フィルタ保持機能により前記粒状フィルタ構造体は他の粒状フィルタ構造体と互いに接触しないように位置決めされるように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項８】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方は、溝あるいは凹み状の粒状フィルタ保持部を備える柱状の粒状フィルタ保持電極であり、前記粒状フィルタ保持部により前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項９】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方は、螺旋上に凸部状の粒状フィルタ保持部を備える柱状の粒状フィルタ保持電極であり、前記粒状フィルタ保持部により前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制し、かつ前記粒状フィルタ構造体を前記放電反応部に出入れ容易に構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１０】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方は、複数の貫通孔あるいはスリット状の粒状フィルタ保持部を備える板状あるいはブロック状の粒状フィルタ保持電極であり、前記粒状フィルタ保持部により前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１１】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方は、複数の凹みあるいは溝状の粒状フィルタ保持部を備える板状あるいはブロック状の粒状フィルタ保持電極であり、前記粒状フィルタ保持部により前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１２】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方は、波形状に形成された粒状フィルタ保持部を備える板状の粒状フィルタ保持電極であり、前記粒状フィルタ保持部により前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１３】
前記誘電体は、複数の凹みあるいは溝状の粒状フィルタ保持部を備える板状あるいはブロック状の粒状フィルタ保持誘電体あり、前記粒状フィルタ保持部により前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１４】
前記誘電体は、前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するように所要の位置に固定して一体化した粒状フィルタ保持誘電体あることを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１５】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方はガス配管電極、他方は筒状金属電極、前記誘電体は筒状誘電体に形成され、前記ガス配管電極の閉口端が前記筒状誘電体の閉口端を貫通するとともに前記筒状誘電体の内部の部位にガス吹出孔を有することにより前記ガス配管電極内部、ガス吹出孔および前記筒状誘電体の内部で前記浄化対象ガスのガス流路が形成され、さらに前記筒状誘電体の内部には複数の粒状フィルタ構造体が充填される一方、前記筒状誘電体の外部は前記筒状金属電極で覆われるように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１６】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は箱型ガス配管電極、他方は複数の金属対向電極板、前記誘電体は端部を壁面で閉塞した箱型誘電体にそれぞれ形成され、前記ガス配管電極の底側が前記誘電体の壁面を貫通するとともに前記箱型誘電体の内部の部位にガス吹出孔を有することにより前記箱型ガス配管電極内部、ガス吹出孔および前記箱型誘電体の内部で前記浄化対象ガスのガス流路が形成され、さらに前記箱型誘電体の内部には複数の粒状フィルタ構造体が充填される一方、前記箱型誘電体の外部は前記複数の金属対向電極板で覆われるように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１７】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は金属電極棒、他方は筒状金属電極、前記誘電体は両端が閉口の筒状誘電体に形成され、この筒状誘電体の外部を筒状金属電極で覆う一方、前記筒状誘電体内部に前記金属電極棒を設け、かつ仕切板で複数の領域に区分けするとともに各領域を複数の粒状フィルタ構造体で充填し、さらに前記筒状誘電体の両端付近と前記仕切板とにはそれぞれ貫通孔が、隣接する貫通孔の軸が互いに同一直線上とならないように設けられて、前記筒状誘電体の貫通孔を介して前記筒状誘電体内部に前記浄化対象ガスを導くと前記筒状誘電体内部の各領域において前記金属電極棒の横断面方向の方向成分を有する前記浄化対象ガスの流れが形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１８】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方は金属電極棒、他方は両端が誘電体閉塞板で閉塞された筒状金属電極、前記誘電体は筒状誘電体に形成され、前記筒状金属電極の内部に前記筒状誘電体で覆われた前記金属電極棒を設け、かつ仕切板で複数の領域に区分けするとともに各領域を複数の粒状フィルタ構造体で充填し、さらに前記筒状金属電極の両端部および両端の誘電体閉塞板の少なくとも一方の所要の部位と前記仕切板とにはそれぞれ貫通孔が、隣接する貫通孔の軸が互いに同一直線上とならないように設けられて、前記筒状金属電極端部側の貫通孔を介して前記筒状金属電極内部に前記浄化対象ガスを導くと前記筒状金属電極内部の各領域において前記金属電極棒の横断面方向の方向成分を有する前記浄化対象ガスの流れが形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載のガス浄化装置。
【請求項１９】
電圧極側電極および接地極側電極を対向させて少なくとも一方の電極の他方側の電極に面する部位を誘電体で覆うことにより浄化対象ガスのガス流路を形成するステップと、前記電圧極側電極と接地極側電極との間に粒子状物質捕捉機能を有する複数の粒状フィルタ構造体を充填するステップと、粒状フィルタ構造体内部に浄化対象ガスを導くステップと、前記電圧極側電極に電圧を印加することにより電界を形成するとともに放電プラズマを発生させるステップと、前記粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能と電界の作用により得られる電気集塵的機能とにより前記浄化対象ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するステップと、捕捉した粒子状物質を前記放電プラズマの作用により燃焼処理して前記粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能を再生するステップとを備えることを特徴とするガス浄化方法。
【請求項２０】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち一方側の電極により前記浄化対象ガスのガス流路を形成することを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２１】
前記絶縁体により前記浄化対象ガスのガス流路を形成することを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２２】
前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するステップを備えることを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２３】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方側の電極あるいは前記絶縁体を所要の形状に形成することにより前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制するステップを備えることを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２４】
前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制し、かつ前記粒状フィルタ構造体同士が互いに接触しないように位置決めするステップを備えることを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２５】
前記電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方側の電極を所要の形状に形成することにより前記粒状フィルタ構造体の移動を抑制し、かつ前記粒状フィルタ構造体を浄化対象ガスのガス流路に出入れ容易に充填するステップを備えることを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２６】
前記浄化対象ガスのガス流路を二重配管状に構成するとともに内部側のガス流路と環状のガス流路とを連通させ、内部側のガス流路および環状のガス流路の一方に複数の前記粒状フィルタ構造体を充填することにより、より均一に各粒状フィルタ構造体を前記浄化対象ガスが通過するようにしたことを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２７】
電圧極側電極および接地極側電極のうち一方側の電極を柱状に形成するとともにその周囲に複数の前記粒状フィルタ構造体を充填し、かつ柱状に形成した前記電極の横断面方向の方向成分を有する前記浄化対象ガスの流れを形成するステップを有することを特徴とする請求項１９記載のガス浄化方法。
【請求項２８】
電圧極側電極と接地極側電極とを有し、電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方の電極は他方側の電極に面する部位が誘電体で覆われ、かつ前記電圧極側電極と接地極側電極との間には粒子状物質捕捉機能を有するフィルタ構造体を設けたことを特徴とする放電反応体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子状物質等の有害物質を含む浄化対象ガスから有害物質を除去して浄化するガス浄化装置およびガス浄化方法並びにガス浄化装置に使用する放電反応体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン等の排ガス発生源から排出された排ガスから粒子状物質（ＰＭ；Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）等の有害物質を浄化するためのガス浄化装置として以下のものがある。
【０００３】
従来のガス浄化装置としては、ＰＭを含む排ガスのガス流路にＰＭフィルタを設け、このＰＭフィルタによりＰＭを捕捉する装置がある。そして、ＰＭフィルタに捕捉されたＰＭに含まれる炭素等の物質は加熱ヒータにて燃焼除去され、ＰＭフィルタの機能が再生される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−０６２５５８号公報（第３頁−第５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガス浄化装置においては、ＰＭフィルタに捕捉されたＰＭに含まれる炭素等の物質を酸素との燃焼反応により除去するため、ガスの温度が６００℃程度となるように加熱する必要がある。
【０００６】
従って、従来のガス浄化装置においては排ガスを加熱するための外部加熱ヒータ源の追設が必要となり、逆に排ガス温度が、低温（特に２００℃以下）である場合にはＰＭを効率良く除去することができない。
【０００７】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、粒子状物質等の有害物質を含む浄化対象ガスから有害物質を加熱することなく低温でより効率的に除去し、浄化対象ガスを浄化することができるガス浄化装置およびガス浄化方法並びにガス浄化装置に使用する放電反応体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガス浄化装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、浄化対象ガスが流れるガス流路に設けられた放電反応部と、この放電反応部に接続された放電発生用電源とを備え、前記放電反応部は電圧極側電極と接地極側電極とを有し、電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方の電極は他方側の電極に面する部位が誘電体で覆われ、かつ前記電圧極側電極と接地極側電極との間には粒子状物質捕捉機能を有する複数の粒状フィルタ構造体が前記浄化対象ガスを通過可能に充填される一方、前記放電発生用電源は前記電圧極側電極に電圧を印加することにより電界を形成するとともに放電プラズマを発生させ、さらに前記浄化対象ガスに含まれる粒子状物質が粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能と電界の形成に伴う電気集塵的機能により捕捉され、捕捉された粒子状物質は前記放電プラズマの作用により燃焼処理されて前記粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能が再生されるように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係るガス浄化方法は、上述の目的を達成するために、請求項１９に記載したように、電圧極側電極および接地極側電極を対向させて少なくとも一方の電極の他方側の電極に面する部位を誘電体で覆うことにより浄化対象ガスのガス流路を形成するステップと、前記電圧極側電極と接地極側電極との間に粒子状物質捕捉機能を有する複数の粒状フィルタ構造体を充填するステップと、粒状フィルタ構造体内部に浄化対象ガスを導くステップと、前記電圧極側電極に電圧を印加することにより電界を形成するとともに放電プラズマを発生させるステップと、前記粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能と電界の作用により得られる電気集塵的機能とにより前記浄化対象ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するステップと、捕捉した粒子状物質を前記放電プラズマの作用により燃焼処理して前記粒状フィルタ構造体の粒子状物質捕捉機能を再生するステップとを備えることを特徴とする方法である。
【００１０】
また、本発明に係る放電反応体は、上述の目的を達成するために、請求項２８に記載したように、電圧極側電極と接地極側電極とを有し、電圧極側電極および接地極側電極のうち少なくとも一方の電極は他方側の電極に面する部位が誘電体で覆われ、かつ前記電圧極側電極と接地極側電極との間には粒子状物質捕捉機能を有する複数の粒状フィルタ構造体を充填したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガス浄化装置およびガス浄化方法並びにガス浄化装置に使用する放電反応体の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明に係るガス浄化装置の第１の実施形態およびその変形例を示す断面図である。
【００１３】
ガス浄化装置１は、放電反応部２とこの放電反応部２に電気ケーブル３を介して接続された放電発生用電源４とを備える。
【００１４】
放電反応部２は、自動車用エンジン等の浄化対象ガス発生機構５から排出される排ガス等の浄化対象ガスＸが流れるガス流路６上に設けられる。放電反応部２は、円筒や角筒等の筒状の誘電体である筒状誘電体７の内部に複数の粒状フィルタ構造体８が充填される一方、筒状誘電体７の外部は筒状の筒状金属電極９により覆われて二層の筒状に形成される。さらに、筒状誘電体７の内部の中央付近には単一あるいは複数の棒状の金属電極棒１０が設けられる。
【００１５】
また、放電発生用電源４の一方の極、例えば高電圧極側は、筒状誘電体７内部の金属電極棒１０と電気ケーブル３を介して接続され、他方の極、例えば接地極側は筒状誘電体７外部の筒状金属電極９と電気ケーブル３を介して接続される。そして、金属電極棒１０および筒状金属電極９のうち一方、例えば筒状金属電極９側が接地される。すなわち、筒状金属電極９の内面は接地極側電極として機能する一方、金属電極棒１０は電圧極側電極として機能する。
【００１６】
放電発生用電源４は、例えば電源の一次側の入力として、ＡＣ１００Ｖ、２００Ｖ、４００Ｖでφ５０Ｈｚ、６０Ｈｚの交流電源あるいはＤＣ１２Ｖ、２４Ｖのバッテリ等の直流電源が使用され、例えば電源の二次側の出力電圧として、パルス状（正極性、負極性、正負の両極性）、交流状（正弦波、断続正弦波）の出力電圧のものが使用される。
【００１７】
そして、放電発生用電源４により、筒状金属電極９と金属電極棒１０との間に正極性の電圧と負極性の電圧が交互に印加されるように構成される。このため、放電発生用電源４により筒状金属電極９と金属電極棒１０との間に電圧が印加されると、筒状誘電体７内部の金属電極棒１０から粒状フィルタ構造体８の存在領域を経由して筒状金属電極９の内表面に向かう電界とその逆方向に向かう電界とが交互に形成される。さらに、この電界の形成に伴って筒状誘電体７内部の粒状フィルタ構造体８の存在領域に放電プラズマが交互に生成されるように構成される。
【００１８】
放電発生用電源４が、筒状金属電極９と金属電極棒１０との間に印加する電圧は例えば数ｋＶから数十ｋＶ程度とされる。
【００１９】
また、筒状誘電体７内部の粒状フィルタ構造体８は、球状、円柱状、円筒状、円盤状等の形状の固体物質であるセラミックペレットで構成される。そして、粒状フィルタ構造体８は、その内部を浄化対象ガスＸが流れることができるように構成され、浄化対象ガスＸに含まれる有害物質である粒子状物質（ＰＭ；Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕捉する粒子状物質捕捉機能を有する。
【００２０】
一方、浄化対象ガス発生機構５の具体例としては、例えば、自動車用エンジン、車両用発電機駆動原動機や船舶推進用原動機等の車載ディーゼルエンジンおよびガソリンエンジン、車両、船舶、航空機等の移動体に搭載される発電用ディーゼルエンジンおよびガソリンエンジン、コージェネレーション（熱電供給）システムや発電システムに用いられる定置型ディーゼルエンジンおよびガスエンジン（ガスモータ）が挙げられる。
【００２１】
そして、これらの浄化対象ガス発生機構５に燃料として例えばＡ重油、Ｃ重油等の重油、軽油、ガソリン、都市ガス、メタン、プロパンが使用されて排出される排ガスが浄化対象ガスＸとされる。
【００２２】
次にガス浄化装置１の作用について説明する。
【００２３】
まず、浄化対象ガス発生機構５においてＰＭを含む浄化対象ガスＸが生成され、この浄化対象ガスＸはガス流路６に導かれる。
【００２４】
浄化対象ガスＸは、さらにガス流路６を流れて放電反応部２の筒状誘電体７内部に流入する。そして、浄化対象ガスＸは筒状誘電体７内部の粒状フィルタ構造体８の存在領域に導かれる。
【００２５】
ここで、筒状誘電体７内部の粒状フィルタ構造体８の存在領域には放電発生用電源４の作用で電界が形成されるとともに放電プラズマが発生する。このため、各粒状フィルタ構造体８の粒子状物質捕捉機能に加え、粒状フィルタ構造体８の存在領域に形成された電界による電気集塵的機能により浄化対象ガスＸに含まれるＰＭは、各粒状フィルタ構造体８の内部に捕捉される。
【００２６】
尚、このとき筒状金属電極９は、筒状誘電体７で覆われるため、放電は、アーク放電に移行せずに安定したコロナ放電となり持続的に維持される。すなわち、接地極側の筒状金属電極９と電圧極側の金属電極棒１０の間に形成される電界には筒状誘電体７が介在するため、安定したコロナ放電となる誘電体バリア放電が起こる。さらに、筒状金属電極９は筒状誘電体７で覆われるため、破損が防がれ保護される。
【００２７】
また、粒状フィルタ構造体８の存在領域には、放電プラズマの作用によりＯ、ＯＨ、Ｏ３等の酸化ラジカルが生成される。
【００２８】
尚、このとき粒状フィルタ構造体８の存在領域に発生させる放電プラズマを、電子温度のみが高い低温プラズマとすることにより、浄化対象ガスＸを加熱することなく放電プラズマを発生させることがきる。低温プラズマを使用すれば、放電反応部２に投入する電力が筒状誘電体７内部の電子のエネルギに利用され、中性分子あるいはイオンの熱エネルギとして利用されない。このため、エネルギ損失を低減させより低出力の電力で電子を活性化させ、より多くの酸化ラジカルを生成させることができる。
【００２９】
従って、粒状フィルタ構造体８の存在領域に低温プラズマを発生させた場合は、高エネルギ電子が、浄化対象ガスＸの分子と衝突することにより酸化ラジカルが生成される。
【００３０】
そして、この酸化ラジカルの作用により各粒状フィルタ構造体８に捕捉されたＰＭに含まれる炭素等の物質は逐次二酸化炭素ＣＯ２へ燃焼処理されて、各粒状フィルタ構造体８のＰＭ捕捉機能は再生される。
【００３１】
さらに、浄化対象ガスＸは、ＰＭを除去された後、放電反応部２の外部に排出される。
【００３２】
尚、粒状フィルタ構造体８は比誘電率が３以上の誘電体で構成することにより、粒状フィルタ構造体８の存在領域に形成される電界をより強くし、電気集塵的機能とともにＰＭの捕捉効率を向上させることができる。
【００３３】
すなわちガス浄化装置１は、浄化対象ガスＸに含まれるＰＭを捕捉するために粒状フィルタ構造体８を所要の領域に容易に充填するとともにその存在領域に電界を形成し、各粒状フィルタ構造体８のＰＭ捕捉機能に加えて電気集塵的機能によりＰＭを捕捉する構成である。
【００３４】
さらに、各粒状フィルタ構造体８に捕捉されたＰＭを温度に依存しない放電プラズマにより加熱することなく燃焼処理して各粒状フィルタ構造体８のＰＭ捕捉機能を再生させる構成である。
【００３５】
また、このとき筒状誘電体７で浄化対象ガスＸのガス流路６を形成するとともに筒状金属電極９を覆う構成とすることにより、放電がアーク放電に移行するのを防止して安定したコロナ放電となり持続的に維持されるように構成したものである。
【００３６】
従来、各種エンジン発生源からの排ガス中のＰＭ排出に関しての排出規制が強化されつつある。そこで、従来のガス浄化装置としてＰＭフィルタでＰＭを捕捉して加熱ヒータでＰＭを燃焼する装置が提案される。
【００３７】
しかし、従来のガス浄化装置においては、浄化対象ガスＸを少なくとも常温以上、例えば２００℃以上に加熱する必要がある。特に、自動車にガス浄化装置を設け、自動車排ガスを浄化対象ガスＸとした場合、排ガス温度は走行状態により変動するため、効率よく安定してＰＭを処理することができない。
【００３８】
例えば、エンジン始動時、低速走行時あるいは加速時には、排ガス温度はＰＭの燃焼に必要な温度よりも低く、分解反応が十分に進行しない。このため、外部加熱ヒータ源をガス浄化装置に追設することが必要であった。
【００３９】
しかし、ガス浄化装置１では、浄化対象ガスＸに含まれるＰＭを各粒状フィルタ構造体８で捕捉しかつ温度変化の影響をうけにくい放電プラズマ、好ましくは低温プラズマの作用により高温のみならず低温においても継続的かつ高効率に燃焼処理することができる。
【００４０】
また、ガス浄化装置１では、フィルタ構造体を複数個の粒状の粒状フィルタ構造体８の集合としたため、単位サイズの粒状フィルタ構造体８を製造すれば、様々な形状や大きさの異なる筒状誘電体７であっても筒状誘電体７内部に所要数の粒状フィルタ構造体８を充填させてＰＭ捕捉機能を備えることができる。さらに、一端筒状誘電体７内部に充填した粒状フィルタ構造体８の交換も容易である。
【００４１】
また、粒状フィルタ構造体８の配列方法や単位サイズを調整することによって浄化対象ガスＸの流れを適切に調整することができるとともに、浄化対象ガスＸに含まれるＰＭの量や用途に応じたＰＭ捕捉機能をガス浄化装置１に備えることができる。
【００４２】
さらに、ガス浄化装置１では、接地極側の筒状金属電極９と電圧極側の金属電極棒１０の間に筒状誘電体７を設けることにより放電が安定したコロナ放電となる誘電体バリア放電を形成することができるとともに、筒状金属電極９の破損を防止して保護することができる。
【００４３】
次に、ガス浄化装置１の変形例について説明する。
【００４４】
ガス浄化装置１Ａは、放電反応部２Ａの電極ないし誘電体の形状がガス浄化装置１と異なる。尚、ガス浄化装置１Ａの構成は図１と同様となるため図１を用いて、放電反応部２Ａの構成のみについて説明する。
【００４５】
ガス浄化装置１Ａの放電反応部２Ａは、２枚の板状の誘電体である板状誘電体２０を互いに向かい合うように配置し、これら２枚の板状誘電体２０間に、複数の粒状フィルタ構造体８を充填する構成である。さらに、各板状誘電体２０の粒状フィルタ構造体８が充填されない側の外側には、接地側電極の一例として板状の金属対向電極板２１が互いに向かい合うようにそれぞれ配置される。
【００４６】
さらに、２枚の板状誘電体２０間である粒状フィルタ構造体８の存在領域には、単一あるいは複数の板状の電圧極側電極の一例としての金属電極板２２が設けられる。そして、ガス浄化装置１の放電反応部２と同様に、金属対向電極板２１と金属電極板２２との間に電圧が印加されて、粒状フィルタ構造体８の存在領域に電界が形成されるとともに放電プラズマが生成される。
【００４７】
ガス浄化装置１、１Ａのように、任意形状の誘電体により形成された浄化対象ガスＸのガス流路６に粒状フィルタ構造体８を充填し、かつ粒状フィルタ構造体８の存在領域と粒状フィルタ構造体８誘電体の外部とにそれぞれ電極を設けた構成であればよい。
【００４８】
従って、ガス浄化装置１とガス浄化装置１Ａとを組み合わせて、１対の金属対向電極板２１間に金属電極棒１０を設ける構成としてもよい。
【００４９】
また、放電発生用電源４が筒状金属電極９と金属電極棒１０との間あるいは金属対向電極板２１と金属電極板２２との間に印加する電圧の極性は、交互に変化せずに一定としてもよい。
【００５０】
図２は本発明に係るガス浄化装置の第２の実施形態およびその変形例を示す断面図である。
【００５１】
図２に示された、ガス浄化装置１Ｂでは、放電反応部２Ｂの構成が図１に示す第１の実施形態によるガス浄化装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すガス浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｂの構成のみについて説明する。
【００５２】
ガス浄化装置１Ｂの放電反応部２Ｂは、筒形状の筒状金属電極３０の内部に複数の粒状フィルタ構造体８が充填され、かつ筒状金属電極３０の内部の中央付近には単一あるいは複数の棒状の金属電極棒３１が設けられる。さらにこの金属電極棒３１は、筒形状の筒状誘電体３２により覆われる構成である。
【００５３】
すなわち、ガス浄化装置１Ｂは、ガス浄化装置１において筒状金属電極９の内面を筒状誘電体７で覆う代わりに、金属電極棒３１を筒状誘電体３２により覆う構成である。
【００５４】
ガス浄化装置１Ｂによれば、ガス浄化装置１の効果に加え、筒状金属電極３０は加工性が良いため、浄化対象ガスＸのガス流路６が複雑な形状であっても容易に形成することができる。
【００５５】
次に、ガス浄化装置１Ｂの変形例について説明する。
【００５６】
ガス浄化装置１Ｃは、放電反応部２Ｃの電極ないし誘電体の形状がガス浄化装置１Ｂと異なる。尚、ガス浄化装置１Ｃの構成は図２と同様となるため図２を用いて放電反応部２Ｃの構成のみについて説明する。
【００５７】
ガス浄化装置１Ｃの放電反応部２Ｃは、２枚の板状の金属対向電極板４０を互いに向かい合うように配置し、これら２枚の金属対向電極板４０間に、複数の粒状フィルタ構造体８を充填する構成である。さらに、２枚の金属対向電極板４０間である粒状フィルタ構造体８の存在領域には、板状の金属電極板４１が設けられる。そして、この金属電極板４１の両面はそれぞれ板状の板状誘電体４２により覆われる。
【００５８】
ガス浄化装置１Ｂ、１Ｃのように、任意形状の金属電極により形成された浄化対象ガスＸのガス流路６に粒状フィルタ構造体８を充填し、かつ粒状フィルタ構造体８の存在領域に誘電体で覆われた電極を設けた構成であればよい。
【００５９】
従って、ガス浄化装置１Ｂとガス浄化装置１Ｃとを組み合わせて、１対の金属対向電極板４０間に筒状誘電体３２で覆われた金属電極棒３１を設ける構成としてもよい。
【００６０】
さらに、ガス浄化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃのように粒状フィルタ構造体８の存在領域に設けられた電極および粒状フィルタ構造体８の存在領域の外部に設けられた電極のうち少なくとも一方の電極の他方の電極に面した部位が誘電体で覆われていればよい。従って、粒状フィルタ構造体８の存在領域に設けられた電極および粒状フィルタ構造体８の存在領域の外部に設けられた電極の双方を誘電体で覆う構成としてもよい。
【００６１】
図３は本発明に係るガス浄化装置の第３の実施形態およびその変形例を示す断面図である。
【００６２】
図３に示された、ガス浄化装置１Ｄでは、放電反応部２Ｄの構成が図１に示す第１の実施形態によるガス浄化装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すガス浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｄの構成のみについて説明する。
【００６３】
ガス浄化装置１Ｄの放電反応部２Ｄは、筒状の誘電体である筒状誘電体５０の内部に凹凸を有する棒状の粒状フィルタ保持電極５１を備える一方、筒状誘電体５０の外部は筒状の筒状金属電極５２により覆われて二層の筒状に形成される。
【００６４】
粒状フィルタ保持電極５１には、長手方向に沿って所要の間隔で所要形状の粒状フィルタ保持部５３が設けられる。粒状フィルタ保持部５３は例えば、リング形状であり隣接する粒状フィルタ保持部５３間に単一の粒状フィルタ構造体８が所要方向例えば粒状フィルタ保持電極５１の長手方向に移動できないように位置決めされて配置される。
【００６５】
さらにこのとき、粒状フィルタ保持電極５１の長手方向に隣接する粒状フィルタ構造体８同士が互いに接触しないように一定の距離をおいて粒状フィルタ構造体８が配置される。
【００６６】
ガス浄化装置１Ｄでは、１つのある粒状フィルタ構造体８の移動量が制限され、かつ接触する別の粒状フィルタ構造体８の数を少なくすることができるため、浄化対象ガスＸの流れに伴う、粒状フィルタ構造体８の振動あるいは移動量を低減させて粒状フィルタ構造体８の磨耗を抑制させることができる。
【００６７】
さらに、粒状フィルタ保持電極５１の形状は局部を有する形状であるため、低出力の電圧印加であっても、より良好な局部を有する電界が形成されて、各粒状フィルタ構造体８による電気集塵的機能を向上させるとともに効率的に放電プラズマを生成することができる。
【００６８】
次に、ガス浄化装置１Ｄの変形例について説明する。
【００６９】
ガス浄化装置１Ｅは、放電反応部２Ｅにおける粒状フィルタ保持部５３Ａの構成がガス浄化装置１Ｄと異なる。尚、ガス浄化装置１Ｅの構成は図３と同様となるため図３を用いて放電反応部２Ｅの構成のみについて説明する。
【００７０】
ガス浄化装置１Ｅの放電反応部２Ｅは、筒状の誘電体である筒状誘電体５０の内部にスクリュー形状等の螺旋状の凹凸を有する棒状の粒状フィルタ保持電極５１Ａを備える一方、筒状誘電体５０の外部は筒状の筒状金属電極５２により覆われて二層の筒状に形成される。
【００７１】
すなわち粒状フィルタ保持電極５１Ａには、長手方向に沿って所要のピッチで螺旋状の粒状フィルタ保持部５３Ａが形成される。ただし、粒状フィルタ保持部５３Ａは、連続的に連なる形状でなく、例えばタービン翼のように断続的に螺旋上に突起部を有する構成でもよい。
【００７２】
そして、粒状フィルタ構造体８は、螺旋上に設けられた粒状フィルタ保持電極５１Ａの粒状フィルタ保持部５３Ａにより振動あるいは移動が抑制された状態で保持される。この結果、例えば筒状誘電体５０の内部には、螺旋上に一列に複数の粒状フィルタ構造体８が充填される。
【００７３】
ガス浄化装置１Ｅにおいては、粒状フィルタ構造体８の移動が抑制されて螺旋上に一列に並んで隣接する粒状フィルタ構造体８にのみ接触し、かつ粒状フィルタ保持電極５１Ａにより良好な電界が形成されるためガス浄化装置１Ｄと同様な効果が得られるのみならず、筒状誘電体５０の内部への粒状フィルタ構造体８の出し入れが容易となる。
【００７４】
すなわち、例えば粒状フィルタ構造体８を球状に形成して、放電反応部２Ｅをその長手方向が地面に対して垂直となるように配置すれば、放電反応部２Ｅから粒状フィルタ保持電極５１Ａを取り外して分解することなく重力の作用により筒状誘電体５０の内部に粒状フィルタ構造体８を充填あるいは取り出すことができる。
【００７５】
尚、ガス浄化装置１Ｅにおいて必ずしも粒状フィルタ構造体８を螺旋上で一列に充填する必要はなく、螺旋上に複数の粒状フィルタ構造体８が複数列あるいはランダムに充填されるように構成しても同様な効果が得られる。
【００７６】
図４は本発明に係るガス浄化装置の第４の実施形態を示す断面図である。
【００７７】
図４に示された、ガス浄化装置１Ｆでは、放電反応部２Ｆの構成が図３に示す第３の実施形態によるガス浄化装置１Ｄの放電反応部２Ｄと相違する。他の構成および作用については図３に示すガス浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｆの構成のみについて説明する。
【００７８】
ガス浄化装置１Ｆの放電反応部２Ｆは、２枚の板状誘電体２０、２０を対向配置させて各板状誘電体２０、２０の間に板状の粒状フィルタ保持電極５１Ｂと複数の粒状フィルタ構造体８を設ける一方、各板状誘電体２０、２０の粒状フィルタ保持電極５１Ｂが設けられない側にそれぞれ金属対向電極板２１、２１を設けた構成である。
【００７９】
さらに、粒状フィルタ保持電極５１Ｂには、粒状フィルタ構造体８が通り抜けられない大きさの複数の貫通孔あるいはスリットが設けられ、各貫通孔が粒状フィルタ保持部５３Ｂを形成する。そして、粒状フィルタ保持電極５１Ｂの各粒状フィルタ保持部５３Ｂには、単一あるいは複数の粒状フィルタ構造体８が移動不可能な状態で粒状フィルタ保持電極５１Ｂの両面あるいは一方の面側の所要の位置に位置決めされる。
【００８０】
このため、ガス浄化装置１Ｆでは、図３に示された、ガス浄化装置１Ｄと同等の効果を得ることができる。
【００８１】
図５は本発明に係るガス浄化装置の第５の実施形態を示す断面図である。
【００８２】
図５に示された、ガス浄化装置１Ｇでは、放電反応部２Ｇの構成が図３に示す第３の実施形態によるガス浄化装置１Ｄの放電反応部２Ｄと相違する。他の構成および作用については図３に示すガス浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｇの構成のみについて説明する。
【００８３】
ガス浄化装置１Ｇの放電反応部２Ｇは、２枚の板状誘電体２０、２０を対向配置させて各板状誘電体２０、２０の間に板状あるいはブロック状の粒状フィルタ保持電極５１Ｃと複数の粒状フィルタ構造体８を設ける一方、各板状誘電体２０、２０の粒状フィルタ保持電極５１Ｃが設けられない側にそれぞれ金属対向電極板２１、２１を設けた構成である。
【００８４】
さらに、粒状フィルタ保持電極５１Ｃには、複数の凹み状あるいは溝状の粒状フィルタ保持部５３Ｃが粒状フィルタ保持電極５１Ｃの所要の位置に形成される。そして、粒状フィルタ保持電極５１Ｃの凹み状の各粒状フィルタ保持部５３Ｃには、単一あるいは複数の粒状フィルタ構造体８が移動不可能な状態で位置決めされる。
【００８５】
このため、ガス浄化装置１Ｇでは、図３に示された、ガス浄化装置１Ｄと同等の効果を得ることができる。
【００８６】
図６は本発明に係るガス浄化装置の第６の実施形態を示す断面図である。
【００８７】
図６に示された、ガス浄化装置１Ｈでは、放電反応部２Ｈの構成が図３に示す第３の実施形態によるガス浄化装置１Ｄの放電反応部２Ｄと相違する。他の構成および作用については図３に示すガス浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｈの構成のみについて説明する。
【００８８】
ガス浄化装置１Ｈの放電反応部２Ｈは、２枚の金属対向電極板４０、４０を対向配置させて各金属対向電極板４０、４０の間に粒状フィルタ保持誘電体５４で覆われた板状の金属電極板４１を設けた構成である。粒状フィルタ保持誘電体５４には、複数の凹み状あるいは溝状の粒状フィルタ保持部５３Ｄが粒状フィルタ保持誘電体５４の所要の位置に形成される。そして、粒状フィルタ保持誘電体５４の凹み状の各粒状フィルタ保持部５３Ｄには、単一あるいは複数の粒状フィルタ構造体８が移動不可能な状態で位置決めされて設けられる構成である。
【００８９】
このため、ガス浄化装置１Ｈでは、図３に示された、ガス浄化装置１Ｄと同等の効果を得ることができる。
【００９０】
図７は本発明に係るガス浄化装置の第７の実施形態を示す断面図である。
【００９１】
図７に示された、ガス浄化装置１Ｉでは、放電反応部２Ｉの構成が図３に示す第３の実施形態によるガス浄化装置１Ｄの放電反応部２Ｄと相違する。他の構成および作用については図３に示すガス浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｉの構成のみについて説明する。
【００９２】
ガス浄化装置１Ｉの放電反応部２Ｉは、２枚の金属対向電極板４０、４０を対向配置させて各金属対向電極板４０、４０の間に両面を粒状フィルタ保持誘電体５４Ａで覆われた金属電極板４１を設けた構成である。さらに、粒状フィルタ保持誘電体５４Ａの所要の位置には、粒状フィルタ構造体８Ａが固定されて一体化された構成である。
【００９３】
このため、ガス浄化装置１Ｉでは、図３に示された、ガス浄化装置１Ｄと同等の効果を得ることができる。
【００９４】
図８は本発明に係るガス浄化装置の第８の実施形態を示す正面図、図９は図８に示す放電反応部２Ｊの左側面図、図１０は図８に示す放電反応部２ＪのＡ−Ａ断面図である。
【００９５】
図８に示された、ガス浄化装置１Ｊでは、放電反応部２Ｊの構成が図３に示す第３の実施形態によるガス浄化装置１Ｄと相違する。他の構成および作用については図３に示すガス浄化装置１Ｄと実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｊの構成のみについて説明する。
【００９６】
ガス浄化装置１Ｊの放電反応部２Ｊは、２枚の板状誘電体２０、２０を対向配置させて各板状誘電体２０、２０の間に波型の板状の粒状フィルタ保持電極５１Ｄと複数の粒状フィルタ構造体８を設ける一方、各板状誘電体２０、２０の粒状フィルタ保持電極５１Ｄが設けられない側にそれぞれ金属対向電極板２１、２１を設けた構成である。
【００９７】
さらに、波型の粒状フィルタ保持電極５１Ｄの２つの山の間の谷部により粒状フィルタ保持部５３Ｅが形成される。粒状フィルタ保持電極５１Ｄの両面の粒状フィルタ保持電極５１Ｄの各粒状フィルタ保持部５３Ｅには、複数の粒状フィルタ構造体８が例えば一列に位置決めされる。
【００９８】
ただし、粒状フィルタ構造体８は粒状フィルタ保持電極５１Ｄの一方の面側に設けられてもよく、また、単一の谷部で形成される粒状フィルタ保持部５３Ｅに複数列位置決めしてもよい。さらに、粒状フィルタ保持電極５１Ｄが形成する波形状は周期的である必要はなく、波形状も任意である。
【００９９】
また、粒状フィルタ保持電極５１Ｄが形成する波形状の波長方向に平行な側の端部には凹凸部５５が形成される。
【０１００】
一方、各板状誘電体２０、２０の各一端部には粒状フィルタ構造体８および粒状フィルタ保持電極５１Ｄが設けられる側に突き出る電極保持部５６、５６が互いに対向してそれぞれ形成される。各電極保持部５６、５６の、粒状フィルタ保持電極５１Ｄの端部の凹凸部５５と合わさる位置には凹凸が形成される。
【０１０１】
さらに、各板状誘電体２０、２０の電極保持部５６、５６が形成されない側の端部には、電極保持機構５７が設けられる。この電極保持機構５７の、粒状フィルタ保持電極５１Ｄの端部の凹凸部５５と合わさる位置には凹凸が形成される。
【０１０２】
そして、電極保持機構５７と粒状フィルタ保持電極５１Ｄの各電極保持部５６、５６のそれぞれの凹凸部と粒状フィルタ保持電極５１Ｄの凹凸とがそれぞれ組み合わさることにより、粒状フィルタ保持電極５１Ｄが各板状誘電体２０、２０の間に位置決めされる。
【０１０３】
そして、放電反応部２Ｊは、浄化対象ガスＸのガス流路６上に浄化対象ガスＸの進行方向と粒状フィルタ保持電極５１Ｄが形成する波の波長方向とおおよそ一致する向きで設けられる。
【０１０４】
このため、ガス浄化装置１Ｊでは、図３に示された、ガス浄化装置１Ｄと同等の効果を得ることができるのみならず、粒状フィルタ保持電極５１Ｄを例えば、板状の素材の外形加工および波形状への成型加工のみで製造することが可能となり、粒状フィルタ保持電極５１Ｄの製造コストを低減させることができる。
【０１０５】
加えて、２枚の板状誘電体２０、２０を対向配置させるとともに、各板状誘電体２０、２０間に、粒状フィルタ保持電極５１Ｄを挿入し、さらに各粒状フィルタ保持部５３Ｅに粒状フィルタ構造体８を充填させた後に、電極保持機構５７を設けるという工程により放電反応部２Ｊを容易に組み立てることができる。
【０１０６】
このため、ガス浄化装置１Ｊでは、放電反応部２Ｊの製造コストを低減させることができる。
【０１０７】
また、ガス浄化装置１Ｊでは、粒状フィルタ保持電極５１Ｄを各板状誘電体２０、２０の間に位置決めすることができる。
【０１０８】
図１１は図８に示すガス浄化装置１Ｊの第１の変形例を示す正面図、図１２は図１１に示す放電反応部２Ｋの右側面図、図１３は図１１に示す放電反応部Ｋの上面図である。
【０１０９】
図１１に示された、ガス浄化装置１Ｋは、図８に示すガス浄化装置１Ｊの放電反応部２Ｊを積層して放電反応部２Ｋを構成したものである。このため、ガス浄化装置１Ｋでは、より大量の浄化対象ガスＸを浄化することができる。
【０１１０】
図１４は図８に示すガス浄化装置１Ｊの第２の変形例を示す正面図、図１５は図１４に示す放電反応部２Ｌの下面図である。
【０１１１】
図１４に示された、ガス浄化装置１Ｌは、図１１に示すガス浄化装置１Ｋの放電反応部２Ｋをさらに複数個整列配置させて放電反応部２Ｌを構成したものである。ガス浄化装置１Ｌでは、放電反応部２Ｋよりもさらにより大量の浄化対象ガスＸを浄化することができる。
【０１１２】
ガス浄化装置１Ｋ、１Ｌのように放電反応部２Ｊを複数個積層あるいは所要の位置に配置することにより、浄化することができる浄化対象ガスＸの量を調節することができる。
【０１１３】
尚、粒状フィルタ保持部５３、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、５３Ｅは、隣接する粒状フィルタ構造体８同士が互いに接触するように構成してもあるいは非接触に構成してもよく、１つの粒状フィルタ保持部５３、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、５３Ｅにより位置決めされる粒状フィルタ構造体８は、単一であっても複数個であってもよい。
【０１１４】
また、粒状フィルタ保持部５３は筒状誘電体２０、５０ないし金属対向電極板４０側に設けてもよく、さらに筒状誘電体２０、５０や筒状金属電極４０とは別に、別途粒状フィルタ保持機構を設けて構成してもよい。
【０１１５】
ガス浄化装置１Ｄ、１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌのように粒状フィルタ構造体８、８Ａの移動が抑制されて粒状フィルタ構造体８、８Ａ同士の接触数が低減され、あるいは接触しないように構成されていれば、粒状フィルタ保持部の形状および構成は任意である。
【０１１６】
すなわち、少なくとも粒状フィルタ保持機能を浄化対象ガスＸのガス流路６上に設けて各粒状フィルタ構造体８，８Ａの移動が抑制されることにより粒状フィルタ構造体８，８Ａ同士の接触数が低減される構成であれば粒状フィルタ構造体８，８Ａの磨耗量を低減させることができる。そしてこのとき、金属電極棒１０、３１、筒状金属電極９、３０、金属電極板２２、４１、金属対向電極板２１、４０等の電極上に粒状フィルタ保持部５３、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、５３Ｅを形成すれば、より良好な電界形成と放電プラズマを得ることができる。
【０１１７】
図１６は本発明に係るガス浄化装置の第９の実施形態およびその変形例を示す断面図である。
【０１１８】
図１６に示された、ガス浄化装置１Ｍでは、放電反応部２Ｍの構成が図１に示す第１の実施形態によるガス浄化装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すガス浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｍの構成のみについて説明する。
【０１１９】
ガス浄化装置Ｍの放電反応部２Ｍは、誘電体である筒状誘電体６０内部に複数の粒状フィルタ構造体８が充填される一方、筒状誘電体６０の外部は筒状の筒状金属電極６１により覆われて二層の筒状に形成される。さらに筒状誘電体６０一端の閉口端部６２を貫通する単一あるいは複数の管状のガス配管電極６３が設けられる。
【０１２０】
ガス配管電極６３は、放電反応部２Ｍにおいて浄化対象ガスＸの上流側のガス流路６を形成し、一端が浄化対象ガスＸの流入側とされ、他端は筒状誘電体６０の内部において閉口する。さらに、筒状誘電体６０の内部においてガス配管電極６３には、ガス配管電極６３の内外を貫通する単一あるいは複数のガス吹出孔６４が設けられる。例えば、ガス配管電極６３のガス吹出孔６４は、長手方向に沿って均等な位置に複数箇所設けられる。
【０１２１】
この結果、ガス配管電極６３の筒状誘電体６０の外部側端部からガス配管電極６３の内部を通って筒状誘電体６０の内部に導かれ、さらにガス配管電極６３のガス吹出孔６４を経由して筒状誘電体６０の内部の粒状フィルタ構造体８の存在領域を通る浄化対象ガスＸのガス流路６が形成される。
【０１２２】
ガス浄化装置Ｍにおいては、浄化される前の浄化対象ガスＸが上流側に設けられた局所的な粒状フィルタ構造体８のみを通過せずに、より均等に分散されて各粒状フィルタ構造体８内部を通過することができる。
【０１２３】
すなわち、浄化対象ガスＸのガス流路６に沿って複数の粒状フィルタ構造体８を充填した場合、浄化対象ガスＸは上流側の粒状フィルタ構造体８から下流側の粒状フィルタ構造体８に進行するにつれて徐々に浄化されることとなり、上流側の粒状フィルタ構造体８は下流側の粒状フィルタ構造体８よりもより多くの粒子状物質を捕捉することとなる。このため、上流側と下流側の粒状フィルタ構造体８は不均一に粒子状物質捕捉機能が低下する恐れがある。
【０１２４】
しかし、ガス浄化装置Ｍにおいては、粒子状物質を多く含む浄化対象ガスＸがより多くの粒状フィルタ構造体８内部を通過するため、より低出力の電力および少ない粒状フィルタ構造体８で効率的に浄化対象ガスＸを浄化することができる。
【０１２５】
さらに、浄化対象ガスＸの流量調整あるいは、ガス配管電極６３のガス吹出孔６４の位置や形状を調節してより適切な浄化対象ガスＸの流れを形成して、より効率的に浄化対象ガスＸに含まれる粒子状物質を捕捉して浄化することができる。
【０１２６】
尚、ガス配管電極６３のガス吹出孔６４の形状は任意であり、例えばスリット状や網目状に構成してもよく、より良好な電界が形成されるガス配管電極６３とすることもできる。
【０１２７】
次に、ガス浄化装置１Ｍの変形例について説明する。
【０１２８】
ガス浄化装置１Ｎは、放電反応部２Ｎの電極ないし誘電体の形状がガス浄化装置１Ｍと異なる。尚、ガス浄化装置１Ｎの構成は図８と同様となるため図８を用いて放電反応部２Ｎの構成のみについて説明する。
【０１２９】
ガス浄化装置１Ｎの放電反応部２Ｎは、有底箱状の箱型誘電体７０の内部に、複数の粒状フィルタ構造体８を充填する一方、箱型誘電体７０の粒状フィルタ構造体８が充填されない外表面に金属対向電極板７１を対向させて設けた構成である。
【０１３０】
さらに、箱型誘電体７０の端部の壁面７２を貫通する単一あるいは複数の有底面箱型の箱型ガス配管電極７３が設けられる。
【０１３１】
箱型ガス配管電極７３は、放電反応部２Ｎにおいて浄化対象ガスＸの上流側のガス流路６を形成し、開口側が浄化対象ガスＸの流入側とされ、底面側は箱型誘電体７０の内部に配置される。さらに、箱型誘電体７０の内部において箱型ガス配管電極７３には、箱型ガス配管電極７３の内外を貫通する単一あるいは複数のガス吹出孔６４Ａが設けられる。例えば、箱型ガス配管電極７３のガス吹出孔６４Ａは、浄化対象ガスＸが流れる方向に沿って均等な位置に複数箇所設けられる。
【０１３２】
この結果、ガス浄化装置１Ｎでは、ガス浄化装置１Ｍと同様な浄化対象ガスＸのガス流路６が形成され、ガス浄化装置１Ｍと同様な効果が得られる。
【０１３３】
尚、ガス浄化装置１Ｍ、１Ｎにおいて、浄化対象ガスＸの進行方向は任意であるがガス吹出孔６４，６４Ａから粒状フィルタ構造体８の存在領域に向かう方向が望ましい。
【０１３４】
ガス浄化装置１Ｍ、１Ｎのように、電極内部に浄化対象ガスＸのガス流路６を形成するとともに、この電極の端部を粒状フィルタ構造体８の存在領域に導いてかつ粒状フィルタ構造体８の存在領域において電極の端部にガス吹出孔６４，６４Ａを設けて浄化対象ガスＸが均一に各粒状フィルタ構造体８内部を経由することができる構成であればよい。
【０１３５】
このため、逆にガス浄化装置１Ｍ、１Ｎにおいて筒状誘電体６０、筒状金属電極６１、箱型誘電体７０および金属対向電極板７１のうち所要の構成部材内部に浄化対象ガスＸのガス流路６を形成する一方、このガス流路６と粒状フィルタ構造体８の存在領域とを連通するガス吹出孔６４，６４Ａを設けて、ガス配管電極６３あるいは箱型ガス配管電極７３の代わりに金属電極棒ないし金属電極板を設けてもよい。この場合には、浄化対象ガスＸの進行方向は任意であるが筒状誘電体６０、筒状金属電極６１、板状誘電体７０あるいは金属対向電極板７１内部のガス流路６からガス吹出孔６４，６４Ａを介して粒状フィルタ構造体８の存在領域に向かう方向が望ましい。
【０１３６】
同様に、ガス浄化装置１Ｂ、１Ｃの構成において、筒状誘電体３２、筒状金属電極３０、板状誘電体４２、金属対向電極板４０、金属電極棒３１のうち所要の構成部材の内部にガス流路６を設けるとともに内外を貫通するガス吹出孔を設けてもよく、浄化対象ガスＸの進行方向も任意であるがガス吹出孔から粒状フィルタ構造体８の存在領域に向かう方向が望ましい。
【０１３７】
図１７は本発明に係るガス浄化装置の第１０の実施形態を示す断面図である。
【０１３８】
図１７に示された、ガス浄化装置１Ｏでは、放電反応部２Ｏの構成が図１に示す第１の実施形態によるガス浄化装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すガス浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｏの構成のみについて説明する。
【０１３９】
ガス浄化装置１Ｏの放電反応部２Ｏでは、両端が閉口の筒状の誘電体である筒状誘電体８０の外部が筒状の筒状金属電極８１により覆われて二層の筒状に形成される。そして、筒状誘電体８０の内部の軸付近には単一あるいは複数の棒状の金属電極棒８２が設けられる。
【０１４０】
さらに、筒状誘電体８０は、その内部には誘電体で形成された仕切板８３を備え、この仕切板８３により筒状誘電体８０の内部が複数の領域例えば２つの領域８４Ａ、８４Ｂに区分けされる。そして、筒状誘電体８０内部の各領域８４Ａ、８４Ｂに複数の粒状フィルタ構造体８がそれぞれ充填される。
【０１４１】
また、筒状誘電体８０内部の仕切板８３には貫通孔８５ａが設けられ、仕切板８３により区分けされた２つの領域８４Ａ、８４Ｂが連通される一方、筒状誘電体８０の両端の閉口端には筒状誘電体８０の内外を貫通する貫通孔８５ｂ、８５ｂがそれぞれ設けられる。ただし、筒状誘電体８０の貫通孔８５ｂ、８５ｂは筒状誘電体８０の閉口端付近の側面に設けてもよい。
【０１４２】
ただし、このとき筒状誘電体８０の両端および仕切板８３の貫通孔８５ａ，８５ｂ，８５ｂのうち隣接する貫通孔８５ａ，８５ｂ，８５ｂの軸同士が同一直線上とならないように、好ましくはなるべく離れた位置となるように構成される。例えば、筒状誘電体８０の両端の各貫通孔８５ｂ，８５ｂを同軸上に設け、筒状誘電体８０の両端の各貫通孔８５ｂ，８５ｂと仕切板８３の貫通孔８５ａとが互いに筒状誘電体８０内部の金属電極棒８２に線対称な位置となるように各貫通孔８５ａ，８５ｂ，８５ｂが配置される。
【０１４３】
そして、筒状誘電体８０の端部の貫通孔８５ｂ，８５ｂのうち任意の一方から浄化対象ガスＸを筒状誘電体８０の内部に流入させる。このため、筒状誘電体８０の端部の一方の貫通孔８５ｂから仕切板８３の貫通孔８５ａを経由して筒状誘電体８０の他方の貫通孔８５ｂを通るガス流路６が形成される。
【０１４４】
このとき、筒状誘電体８０の両端の貫通孔８５ｂ，８５ｂと仕切板８３の貫通孔８５ａとは互いに筒状誘電体８０内部の金属電極棒８２に線対称な位置であるため、仕切板８３で区分けされたそれぞれの領域８４Ａ，８４Ｂにおいて浄化対象ガスＸは金属電極棒８２の周囲に沿って流れる。すなわち、浄化対象ガスＸは筒状誘電体８０の横断面方向の方向成分を有して分布する流れとなる。
【０１４５】
このため、ガス浄化装置１Ｏでは、筒状誘電体８０内部において浄化対象ガスＸがある程度拡散し、浄化対象ガスＸは粒状フィルタ構造体８の存在領域を均一に流れる。すなわち、粒子状物質を高濃度で含む浄化対象ガスＸが局所的な粒状フィルタ構造体８の存在領域を流れるのを抑制させることができる。
【０１４６】
さらに、ガス浄化装置１Ｏでは、筒状誘電体８０内部の粒状フィルタ構造体８の存在領域においてより長いガス流路６を形成して効率的に浄化対象ガスＸを浄化することができる。
【０１４７】
図１８は本発明に係るガス浄化装置の第１１の実施形態を示す断面図である。
【０１４８】
図１８に示された、ガス浄化装置１Ｐでは、放電反応部２Ｐの構成が図１に示す第１の実施形態によるガス浄化装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すガス浄化装置１と実質的に異ならないため同一の構成には同じ符号を付して放電反応部２Ｐの構成のみについて説明する。
【０１４９】
ガス浄化装置１Ｐの放電反応部２Ｐでは、筒状の筒状金属電極９０の両端が誘電体閉塞板９１，９１により閉塞される。筒状金属電極９０の内部の軸付近には単一あるいは複数の棒状の金属電極棒９２が設けられ、この金属電極棒９２は筒状誘電体９３により覆われる。
【０１５０】
さらに、筒状金属電極９０の内部には誘電体で形成された仕切板９４が設けられ、この仕切板９４により筒状金属電極９０の内部が複数の領域例えば２つの領域９５Ａ，９５Ｂに区分けされる。そして、筒状金属電極９０内部の各領域９５Ａ，９５Ｂに複数の粒状フィルタ構造体８がそれぞれ充填される。
【０１５１】
また、筒状金属電極９０内部の仕切板９４には貫通孔９６ａが設けられ、仕切板９４により区分けされた２つの領域９５Ａ，９５Ｂが連通される一方、筒状金属電極９０の両端の誘電体閉塞板９１，９１には筒状金属電極９０の内外を貫通する貫通孔９６ｂ，９６ｂがそれぞれ設けられる。ただし、誘電体閉塞板９１，９１に貫通孔９６ｂ，９６ｂをそれぞれ設ける代わりに筒状金属電極９０の誘電体閉塞板９１，９１付近の側面に貫通孔９６ｂ，９６ｂをそれぞれ単一あるいは複数箇所設けてもよい。
【０１５２】
ただし、このとき筒状金属電極９０両端の誘電体閉塞板９１，９１および仕切板９４の貫通孔９６ａ，９６ｂ，９６ｂのうち隣接する貫通孔９６ａ，９６ｂ，９６ｂの軸が同一直線上とならないように、好ましくはなるべく離れた位置となるように構成される。例えば、筒状金属電極９０両端の誘電体閉塞板９１，９１の各貫通孔９６ｂ，９６ｂを同軸上に設け、誘電体閉塞板９１，９１の各貫通孔９６ｂ，９６ｂと仕切板９４の貫通孔９６ａとが互いに筒状金属電極９０内部の金属電極棒９２に線対称な位置となるように各貫通孔９６ａ，９６ｂ，９６ｂが配置される。
【０１５３】
そして、筒状金属電極９０両端の誘電体閉塞板９１，９１の貫通孔９６ｂ，９６ｂのうち任意の一方から浄化対象ガスＸを筒状金属電極９０の内部に流入させる。このため、筒状金属電極９０端部の一方の誘電体閉塞板９１の貫通孔９６ｂから仕切板９４の貫通孔９６ａを経由して他方の誘電体閉塞板９１の貫通孔９６ｂを通るガス流路６が形成される。
【０１５４】
このとき、筒状金属電極９０両端の誘電体閉塞板９１，９１の貫通孔９６ｂ，９６ｂと仕切板９４の貫通孔９６ａとは互いに筒状金属電極９０内部の金属電極棒９２に線対称な位置であるため、仕切板９４で区分けされたそれぞれの領域９５Ａ，９５Ｂにおいて浄化対象ガスＸは金属電極棒９２を覆う筒状誘電体９３の周囲に沿って流れる。すなわち、浄化対象ガスＸは筒状金属電極９０の横断面方向の方向成分を有して分布する流れとなる。
【０１５５】
このため、ガス浄化装置１Ｐでは、ガス浄化装置１Ｏと同様な効果を得ることができる。
【０１５６】
尚、各実施形態および変形例におけるガス浄化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ、１Ｏ、１Ｐを複合的に構成してもよい。例えば、ガス浄化装置１Ｄにおいて粒状フィルタ保持電極５１の内部を通るガス流路６を形成する一方、粒状フィルタ保持電極５１内部のガス流路６と粒状フィルタ構造体８の存在領域とを連通するガス吹出孔を設けた構成としてもよい。
【０１５７】
また、ガス浄化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ、１Ｏ、１Ｐにおいて、放電反応部２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ、２Ｉ、２Ｊ、２Ｋ、２Ｌ、２Ｍ、２Ｎ、２Ｏ、２Ｐを１つのユニットとして放電反応体を構成し、複数の任意の組み合わせの放電反応体を浄化対象ガスＸの流れ方向に対して、直列あるいは並列に設けて構成してもよい。
【０１５８】
また、例えばガス浄化装置１において筒状金属電極９の代わりに２枚の金属対向電極板を筒状誘電体７の外部に対向させて設けてもよい。
【０１５９】
また、板状誘電体２０，４２、金属対向電極板２１，４０，７１、金属電極板２２，４１は平板に限らず曲面状の板であってもよい。
【０１６０】
さらに、各電極構成において電圧極側電極として用いる電極と接地極側電極として用いる電極とを互いに置換して構成してもよい。
【０１６１】
また、粒状フィルタ構造体の代わりに単一あるいは複数の所要の形状を有するフィルタ構造体を設けても良い。
【０１６２】
【発明の効果】
本発明に係るガス浄化装置およびガス浄化方法並びにガス浄化装置に使用する放電反応体においては、様々な形状の浄化対象ガスのガス流路にコロナ放電を安定して発生させることが可能であり、浄化対象ガスから粒子状物質等の有害物質を加熱することなく低温でより効率的に捕捉して浄化対象ガスを浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス浄化装置の第１の実施形態およびその変形例を示す断面図。
【図２】本発明に係るガス浄化装置の第２の実施形態およびその変形例を示す断面図。
【図３】図３は本発明に係るガス浄化装置の第３の実施形態およびその変形例を示す断面図。
【図４】本発明に係るガス浄化装置の第４の実施形態を示す断面図。
【図５】本発明に係るガス浄化装置の第５の実施形態を示す断面図。
【図６】本発明に係るガス浄化装置の第６の実施形態を示す断面図。
【図７】本発明に係るガス浄化装置の第７の実施形態を示す断面図。
【図８】本発明に係るガス浄化装置の第８の実施形態を示す正面図。
【図９】図８に示す放電反応部の左側面図。
【図１０】図８に示す放電反応部２ＪのＡ−Ａ断面図。
【図１１】図８に示すガス浄化装置の第１の変形例を示す正面図。
【図１２】図１１に示す放電反応部の右側面図。
【図１３】図１１に示す放電反応部の上面図。
【図１４】図８に示すガス浄化装置１Ｊの第２の変形例を示す正面図。
【図１５】図１４に示す放電反応部の下面図。
【図１６】本発明に係るガス浄化装置の第９の実施形態およびその変形例を示す断面図。
【図１７】本発明に係るガス浄化装置の第１０の実施形態を示す断面図。
【図１８】本発明に係るガス浄化装置の第１１の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ、１Ｊ、１Ｋ、１Ｌ、１Ｍ、１Ｎ、１Ｏ、１Ｐ  ガス浄化装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ、２Ｉ、２Ｊ、２Ｋ、２Ｌ、２Ｍ、２Ｎ、２Ｏ、２Ｐ  放電反応部
３  電気ケーブル
４  放電発生用電源
５  浄化対象ガス発生機構
６  ガス流路
７  筒状誘電体
８，８Ａ  粒状フィルタ構造体
９  筒状金属電極
１０  金属電極棒
２０  板状誘電体
２１  金属対向電極板
２２  金属電極板
３０  筒状金属電極
３１  金属電極棒
３２  筒状誘電体
４０  金属対向電極板
４１  金属電極板
４２  板状誘電体
５０  筒状誘電体
５１、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ、５１Ｄ  粒状フィルタ保持電極
５２  筒状金属電極
５３、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ、５３Ｅ  粒状フィルタ保持部
５４、５４Ａ  粒状フィルタ保持誘電体
５５  凹凸部
５６  電極保持部
５７  電極保持機構
６０  筒状誘電体
６１  筒状金属電極
６２  閉口端部
６３  ガス配管電極
６４、６４Ａ  ガス吹出孔
７０  箱型誘電体
７１  金属対向電極板
７２  壁面
７３  箱型ガス配管電極
８０  筒状誘電体
８１  筒状金属電極
８２  金属電極棒
８３  仕切板
８４Ａ、８４Ｂ  領域
８５ａ，８５ｂ  貫通孔
９０  筒状金属電極
９１  誘電体閉塞板
９２  金属電極棒
９３  筒状誘電体
９４  仕切板
９５Ａ、９５Ｂ  領域
９６ａ，９６ｂ  貫通孔
Ｘ  浄化対象ガス
【図１】
2004251257.tif 000003
【図２】
2004251257.tif 000004
【図３】
2004251257.tif 000005
【図４】
2004251257.tif 000006
【図５】
2004251257.tif 000007
【図６】
2004251257.tif 000008
【図７】
2004251257.tif 000009
【図８】
2004251257.tif 000010
【図９】
2004251257.tif 000011
【図１０】
2004251257.tif 000012
【図１１】
2004251257.tif 000013
【図１２】
2004251257.tif 000014
【図１３】
2004251257.tif 000015
【図１４】
2004251257.tif 000016
【図１５】
2004251257.tif 000017
【図１６】
2004251257.tif 000018
【図１７】
2004251257.tif 000019
【図１８】
2004251257.tif 000020