(57)【要約】      （修正有）【課題】ハニカムフィルタの隔壁の表面に堆積したスートを、簡便かつ低エネルギーで除去することが可能なハニカムフィルタの再生装置を提供する。【解決手段】隔壁によって区画された複数のセルを有するハニカムフィルタ３と、ケース体２より上流側の排気系８に合流するように設置され、その内部を外気１０が通過する注入流路１１内に対向配置されたパルス電極４及びアース電極５から構成され、ノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極６とを備え、ケース体２に流入した排気ガス９中に含まれる粒子状物質を、ハニカムフィルタ３によって捕集するとともに、プラズマにより生成したラジカルによって、排気ガス９に含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた二酸化窒素によって隔壁の表面に捕集されて堆積した粒子状物質を酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ３を再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置１。【選択図】  図１
2004245091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、
前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記排気系の外部から前記ケース体より上流側の前記排気系に合流するように設置され、その内部を外気が通過する注入流路と、前記注入流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極とを備え、
前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成したラジカルによって、前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置。
【請求項２】
燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、
前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記ケース体より上流側の前記排気系から分岐し再度前記排気系に合流するように設置され、その内部を一部の前記排気ガスが通過する分岐流路と、前記分岐流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極とを備え、
前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記分岐流路内の前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成したラジカルによって、前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置。
【請求項３】
前記注入流路を通過する前記外気の流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して１／１０以下である請求項１に記載の排気ガス処理装置。
【請求項４】
前記分岐流路を通過する前記排気ガスの流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して１／１０以下である請求項２に記載の排気ガス処理装置。
【請求項５】
前記パルス電極に電圧を印加するための電源をさらに備えた請求項１〜４のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項６】
前記ハニカムフィルタの材質が、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、及び窒化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の材料からなる請求項１〜５のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項７】
前記ハニカムフィルタのセル密度が１５〜６０セル／ｃｍ２であり、前記隔壁の厚さが０．２〜０．５ｍｍであり、前記ハニカムフィルタの端面の目封じ深さが１〜２０ｍｍである請求項１〜６のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項８】
前記ケース体の、前記排気系の上流側に、前記ケース体に流入する前記排気ガスの少なくとも一部に含まれる水分を除去するための脱水手段をさらに備えた請求項１〜７のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項９】
前記ハニカムフィルタの前記隔壁の表面及び／又は内部に、触媒が担持された請求項１〜８のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項１０】
前記ケース体の、前記排気系の下流側に、ＮＯＸ処理手段をさらに備えた請求項１〜９のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項１１】
前記ハニカムフィルタを通過した後の前記排気ガスの少なくとも一部を前記排気系の上流側に戻し、前記排気系を前記排気ガスが循環するためのバイパスをさらに備えた請求項１〜１０のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項１２】
前記電源から供給される電流が、電圧が１ｋＶ以上の直流電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ１秒あたりのパルス数が１以上であるパルス電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ周波数が１以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流である請求項５〜１１のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【請求項１３】
ディーゼルエンジンの燃焼ガスの排気系中に設置された請求項１〜１２のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス処理装置に関する。さらに詳しくは、排気ガスに含まれる粒子状物質をハニカムフィルタにて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタを再生することが可能であるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して耐久性及び処理性能に優れかつ小型化が可能な排気ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関等の熱機関又はボイラー等の燃焼装置で発生した燃焼ガスを排気系を経由して排出する際における排気ガスの規制強化に伴い、燃料の組成を改善する等のエンジン側の改良がなされる一方で、上記内燃機関等から排出される排気ガスを、フィルタ等を備えた排気ガス処理装置を用いて浄化することが行われている。特に、自動車のディーゼルエンジンにおいては、排気ガス中に含まれる煤等の粒子状物質を捕集、除去するために、多孔質のハニカムフィルタを備えた排気ガス処理装置が使用されている。
【０００３】前述したハニカムフィルタは、図２１に示すように、隔壁８１によって区画された排気ガスのフィルタ流路となる複数のセル８２を有し、このセル８２の排気ガス流入側端面８３及び排気ガス流出側端面８４で互い違いに目封じしたハニカム構造を備え、排気ガスを、排気ガス流入側端面８３に開口するセル８２からハニカムフィルタ８０内に流入し、強制的にハニカムフィルタ８０内の隔壁８１を通過させることにより、排気ガス中の粒子状物質を捕集、除去するものである。
【０００４】このようなハニカムフィルタ８０の隔壁８１の表面に粒子状物質が大量に堆積すると、ハニカムフィルタ８０の圧力損失が大きくなり、エンジン側の排気系に背圧が掛ることにより、エンジンの性能を低下させることがある。このため、定期的に隔壁８１の表面に堆積した粒子状物質を除去して上記ハニカムフィルタ８０を再生しなければならない。
【０００５】ハニカムフィルタ８０を再生する方法としては、例えば、電気ヒータやアフターバーナ等を用いて粒子状物質を燃焼して除去するものを挙げることができるが、この場合、ハニカムフィルタを６００℃以上に加熱しなければならないために、急激な温度変化や局所的な発熱にさらされてハニカムフィルタ８０の内部に不均一な温度分布が生じやすく、それが原因でハニカムフィルタ８０が破損することがあった。
【０００６】このために、排気ガス処理装置に流入する排気ガスに含まれるＮＯを、ハニカムフィルタ８０に流入するより前に、酸化力の高いＮＯ２に酸化し、得られたＮＯ２を用いてハニカムフィルタ８０の隔壁８１の表面に堆積した粒子状物質の可燃性物質、例えば、煤等を酸化燃焼除去する排気ガス処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】具体的には、ハニカムフィルタ８０の排気ガス流入側端面８３より前方に酸化触媒を配設し、ディーゼルエンジン等の排気ガスに含まれるＮＯを、上記酸化触媒にてＮＯ２に酸化し、得られたＮＯ２を用いてハニカムフィルタ８０を再生することが可能な排気ガス処理装置や、ハニカムフィルタ８０の排気ガス流入側端面８３より前方に、前述した酸化触媒の代わりとしてプラズマ発生電極を設置し、プラズマ発生電極により発生したノンサーマルプラズマに排気ガス全量を通気する構成の排気ガス処理装置を挙げることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２８０１２１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハニカムフィルタ８０の排気ガス流入側端面８３より前方に酸化触媒が設置された排気ガス処理装置は、酸化触媒の活性化温度が３００〜４００℃と高温であるために、例えば、ディーゼルエンジンが低速、低負荷状態での運転の際には、排気系の温度が低く酸化触媒が活性化されず、ハニカムフィルタ８０を再生することができないという問題があった。また、ＮＯｘの酸化効率も現状では５０％程度である。また、上述したようなディーゼルエンジンの低速、低負荷状態での運転が長時間続きハニカムフィルタの隔壁の表面に大量に粒子状物質が堆積した場合、酸化触媒が活性化する温度に達した際に、堆積した粒子状物質が一度に酸化燃焼し、排気ガス処理装置内が急激に高温となるために、内部のハニカムフィルタが熱応力により破損するという問題があった。
【００１０】また、ハニカムフィルタ８０の排気ガス流入側端面８３より前方にプラズマ発生電極を設置した排気ガス処理装置は、上記プラズマ発生電極にてノンサーマルプラズマを発生させることによって、３００℃以下の低温で、排気ガス中に含まれるＮＯをＮＯ２に酸化することができるが、排気ガス処理装置自体が大型になりすぎ、自動車等への設置に制約を生ずるという問題があった。また、このような排気ガス処理装置においては、プラズマ発生電極を構成する電極表面に煤等が付着し易く、また、電極自体も排気ガスによって腐蝕し易くなるために、プラズマ発生電極が短期間に劣化し、また、３００℃程度の温度ではプラズマのＮＯ酸化能力が５０％以下に急激に低下し、新たなＮＯｘが生成してしまう等の問題があった。
【００１１】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、排気ガスに含まれる粒子状物質をハニカムフィルタにて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去してハニカムフィルタを再生することが可能であるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して耐久性及び処理性能に優れかつ小型化が可能な排気ガス処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するため、本発明は、以下の排気ガス処理装置を提供するものである。
【００１３】
［１］  燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記排気系の外部から前記ケース体より上流側の前記排気系に合流するように設置され、その内部を外気が通過する注入流路と、前記注入流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極とを備え、前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成したラジカルによって、前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置（以下、「第一の発明」ということがある）。
【００１４】
［２］  燃焼ガスの排気系中に設置されて、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置であって、前記排気ガスのメーン流路となるケース体と、前記ケース体の内部に前記メーン流路を遮断するように配設された、前記排気ガスのフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、前記排気ガスに含まれる前記粒子状物質を捕集するハニカムフィルタと、前記ケース体より上流側の前記排気系から分岐し再度前記排気系に合流するように設置され、その内部を一部の前記排気ガスが通過する分岐流路と、前記分岐流路内に対向配置されたパルス電極及びアース電極から構成され、前記パルス電極と前記アース電極との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極とを備え、前記ケース体に流入した前記排気ガス中に含まれる粒子状物質を、前記ハニカムフィルタによって捕集するとともに、前記分岐流路内の前記プラズマ発生電極を構成する前記パルス電極と前記アース電極との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成したラジカルによって、前記排気ガスに含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた前記二酸化窒素によって前記隔壁の表面に捕集されて堆積した前記粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、前記ハニカムフィルタを再生することが可能なことを特徴とする排気ガス処理装置（以下、「第二の発明」ということがある）。
【００１５】
［３］  前記注入流路を通過する前記外気の流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して１／１０以下である前記［１］に記載の排気ガス処理装置。
【００１６】
［４］  前記分岐流路を通過する前記排気ガスの流量が、前記メーン流路を通過する前記排気ガスの流量に対して１／１０以下である前記［２］に記載の排気ガス処理装置。
【００１７】
［５］  前記パルス電極に電圧を印加するための電源をさらに備えた前記［１］〜［４］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００１８】
［６］  前記ハニカムフィルタの材質が、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、及び窒化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の材料からなる前記［１］〜［５］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００１９】
［７］  前記ハニカムフィルタのセル密度が１５〜６０セル／ｃｍ２であり、前記隔壁の厚さが０．２〜０．５ｍｍであり、前記ハニカムフィルタの端面の目封じ深さが１〜２０ｍｍである前記［１］〜［６］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２０】
［８］  前記ケース体の、前記排気系の上流側に、前記ケース体に流入する前記排気ガスの少なくとも一部に含まれる水分を除去するための脱水手段をさらに備えた前記［１］〜［７］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２１】
［９］  前記ハニカムフィルタの前記隔壁の表面及び／又は内部に、触媒が担持された前記［１］〜［８］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２２】
［１０］  前記ケース体の、前記排気系の下流側に、ＮＯＸ処理手段をさらに備えた前記［１］〜［９］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２３】
［１１］  前記ハニカムフィルタを通過した後の前記排気ガスの少なくとも一部を、前記排気系の上流側に戻し、前記排気系を前記排気ガスが循環するためのバイパスをさらに備えた前記［１］〜［１０］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２４】
［１２］  前記電源から供給される電流が、電圧が１ｋＶ以上の直流電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ１秒あたりのパルス数が１以上であるパルス電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ周波数が１以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流である前記［５］〜［１１］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２５】
［１３］  ディーゼルエンジンの燃焼ガスの排気系中に設置された前記［１］〜［１２］のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の排気ガス処理装置の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２７】まず、本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態について、図１を用いて説明する。本実施の形態の排気ガス処理装置１は、自動車のディーゼルエンジンから排出される排気ガス９を清浄化するために用いられる排気ガス処理装置１である。この排気ガス処理装置１は、燃焼ガスの排気系８中に設置されて、排気ガス９に含まれる粒子状物質を捕集、除去するために用いられる排気ガス処理装置１であって、排気ガス９のメーン流路となるケース体２と、ケース体２の内部にメーン流路を遮断するように配設された、排気ガス９のフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、排気ガス９に含まれる粒子状物質を捕集するハニカムフィルタ３と、排気系８の外部からケース体２より上流側の排気系８に合流するように設置され、その内部を外気１０が通過する注入流路１１と、注入流路１１内に対向配置されたパルス電極４及びアース電極５から構成され、パルス電極４とアース電極５との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極６とを備え、ケース体２に流入した排気ガス９中に含まれる粒子状物質を、ハニカムフィルタ３によって捕集するとともに、プラズマ発生電極６を構成するパルス電極４とアース電極５との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成したラジカル、例えば、酸素ラジカルによって、排気ガス９に含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた二酸化窒素によって隔壁の表面に捕集されて堆積した粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ３を再生することが可能なことを特徴とする。本実施の形態におけるラジカルとは、分子、原子、及びイオンからなる群から選ばれる少なくとも一種が、一以上の不対電子を有する状態で存在する遊離基、及びこれら遊離基の集合体のことをいい、ラジカルがイオン化したイオン性ラジカルや、ラジカルの集合体であるラジカルクラスタ等を含んだものを意味する。
【００２８】このように構成することによって、排気ガス９に含まれる粒子状物質をハニカムフィルタ３にて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの煤等の可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタを再生することができる。
【００２９】本実施の形態の排気ガス処理装置１においては、プラズマ発生電極６が排気系８を通過する排気ガス９と直接接触することがないことから、排気ガス９による腐蝕や煤等が付着して汚れることがないために、長期間安定した状態でプラズマ発生電極６を使用することができ、耐久性に優れたものとなる。
【００３０】プラズマ発生電極６を構成するパルス電極４とアース電極５との少なくとも一方が誘電体によりバリアされていてもよい。
【００３１】また、本実施の形態においては、プラズマ発生電極６をケース体２内に配置する必要がないために、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して高効率化、小型化及び省電力化が可能となる。このために、車両への搭載時のスペース要求を満たし、かつ車両での使用可能な電力の範囲内で運用を実現することができる。
【００３２】図１においては、注入流路１１の内部に、外気１０の流れ方向に平行となるようにパルス電極４とアース電極５が配設された構成となっているが、これに限定されることはなく、例えば、図２に示すように、注入流路１１の内部の、外部から外気１０が流入する側にパルス電極４が配設され、注入流路１１の内部の、排気系８に向かって外気１０が流出する側にアース電極５が配設された構成としてもよく、図３に示すように、注入流路１１の内部の、外部から外気１０が流入する側にアース電極５が配設され、注入流路１１の内部の、排気系８に向かって外気１０が流出する側にパルス電極４が配設された構成としてもよい。図２及び図３においては、図１に示す排気ガス処理装置１を構成する構成要素と同一に構成されたものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】また、図１〜図３に示すように、本実施の形態においては、注入流路１１を通過する外気１０の流量が、メーン流路を通過する排気ガス９の流量、即ち、ハニカムフィルタ３を通過する排気ガス９の流量に対して１／１０以下であることが好ましい。このように構成することによって、低エネルギーでハニカムフィルタ３の再生を行うことができるとともに、プラズマ発生電極６を小型化することができ排気ガス処理装置１をさらに小型化することができる。本実施の形態にいう流量とは、質量流量のことを意味する。
【００３４】また、本実施の形態においては、パルス電極４に電圧を印可するための電源７をさらに備えたものであることが好ましい。この排気ガス処理装置１が自動車等に設置される場合は、自動車のバッテリー等の電源を共有することもできるが、このように構成することによって安定したノンサーマルプラズマを発生することができる。
【００３５】また、本実施の形態においては、電源７から供給される電流が、電圧が１ｋＶ以上の直流電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ１秒あたりのパルス数が１以上であるパルス電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ周波数が１以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流であることが好ましい。このように構成することによって、効率よく活性酸素等のラジカルを生成することができるノンサーマルプラズマを発生させることができ、生成したラジカルによってＮＯをＮＯ２に酸化し、ハニカムフィルタ３の再生に必要とされる十分なＮＯ２を得ることができる。
【００３６】パルス電極４の材料としては、導電性の高い金属を用いることが好ましく、例えば、鉄、金、銀、銅、チタン、アルミニウム、ニッケル、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む金属を好適例して挙げることができる。また、パルス電極４の形状としては、効率的にノンサーマルプラズマを発生させることができる形状であれば特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。また、本実施の形態においては、金属板４ａに導電性の針４ｂを複数配設した形状のパルス電極４を示している。この場合、針４ｂの数は、注入流路１１の大きさによっても異なるが、１０〜５００本であることが好ましい。また、図２及び図３に示すようにパルス電極４を配設する際は、パルス電極４の形状を、注入流路１１を通過する外気１０の抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。本実施の形態のパルス電極４においては、針４ｂの数は１００本である。
【００３７】また、アース電極５の材料としては、アルミナ、チタン酸バリウム、コージェライト、ムライト、窒化珪素、サイアロン、及びジルコニアガラスからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む化合物を好適例して挙げることができる。また、アース電極５の形状としては、特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。また、本実施の形態においては、平板状のアース電極５を示している。この場合、その面積は、注入流路１１の大きさによっても異なるが、５０〜５００ｃｍ２であることが好ましく、その厚さは、０．５〜２ｍｍであることが好ましい。また、図２及び図３に示すようにアース電極５を配設する際は、アース電極５の形状を、注入流路１１を通過する外気１０の抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。本実施の形態のアース電極５においては、面積は１６９ｃｍ２であり、厚さは２ｍｍである。
【００３８】プラズマ発生電極６を構成するパルス電極４とアース電極５との少なくとも一方が誘電体によりバリアされていてもよい。
【００３９】また、パルス電極４とアース電極５との距離については、特に限定されることはないが、使用されるパルス電極４とアース電極５の形状及び電源７の種類等により効率よくノンサーマルプラズマを発生させることができる距離であればよく、例えば、上述した形状のパルス電極４とアース電極５とを用いる場合は、パルス電極４を構成する針４ｂの先端とアース電極５との距離が、１〜２５ｍｍであることが好ましい。本実施の形態においては、その距離が１０ｍｍである。
【００４０】また、パルス電極４と前述した電源７とは電気的に接続した状態で配設し、アース電極５は接地した状態で配設する。本実施の形態の排気ガス処理装置１を自動車等に設置する場合は、アース電極５を自動車等のアースに電気的に接続させた構成としてもよい。
【００４１】本実施の形態に用いられるケース体２の材料としては、特に制限はないが、これを導電性を有する金属とし、アース電極５と接続し自動車等のアースに電気的に接続させた構成としてもよい。また、ケース体２の外周面、及び／又は内部に、ヒーター等を配設して、ケース体２内の温度を制御することができる構成としてもよい。本実施の形態の排気ガス処理装置１においては、従来から用いられているケース体内にプラズマ発生電極が配設された排気ガス処理装置とは異なり、プラズマ発生電極６がケース体２外部の注入流路１１内に配設されていることから、プラズマ発生電極６を不必要に加熱することがなく、パルス電極４及びアース電極５の劣化及びプラズマのＮＯ酸化性能の低下を有効に防ぐことができる。
【００４２】ハニカムフィルタ３は、図４に示すように、隔壁２１によって区画された排気ガスのフィルタ流路となる複数のセル２２を有し、このセル２２の排気ガス流入側端面２３ａ及び排気ガス流出側端面２３ｂで互い違いに目封じしたハニカム構造を備えた構成のものである。ハニカムフィルタ３は、排気ガスを、排気ガス流入側端面２３ａに開口するセル２２からハニカムフィルタ３内に流入し、強制的にハニカムフィルタ３内の隔壁２１を通過させることにより、排気ガス中の粒子状物質を捕集、除去するものである。
【００４３】前述したハニカムフィルタ３の材質としては、コージェライト、炭化珪素、サイアロン、及び窒化珪素からなる群から選ばれる少なくとも一種の材料からなることが好ましい。また、本実施の形態においては、ハニカムフィルタ３のセル密度が１５〜６０セル／ｃｍ２であり、隔壁２１の厚さが０．２〜０．５ｍｍであり、ハニカムフィルタ３の端面２３の目封じ深さが１〜２０ｍｍであることが好ましい。セル密度が１５セル／ｃｍ２未満であると、排気ガス中の粒子状物質の捕集効率が低下することがあり、セル密度が６０セル／ｃｍ２を超えると、ハニカムフィルタ３の背圧が大きくなりディーゼルエンジンに負荷が掛かることがある。また、隔壁２１の厚さが０．２ｍｍ未満であると、ハニカムフィルタ３の機械的強度が低くなり破損等の恐れがあり、隔壁２１の厚さが０．５ｍｍを超えると、ハニカムフィルタ３の背圧が大きくなりディーゼルエンジンに負荷が掛かることがある。さらに、端面２３の目封じ深さが１ｍｍ未満であると、排気ガスを処理する際に、端面２３の目封じ部が破損する恐れがあり、端面２３の目封じ深さが２０ｍｍを超えると、ハニカムフィルタ３の排気ガス中の粒子状物質を実質的に捕集する領域の有効面積が小さくなることがある。
【００４４】図４においては、ハニカムフィルタ３の形状が円筒状のものを示しているがこれに限定されることはなく、四角柱等の他の形状であってもよい。また、セル２２の形状も四角形に限定されることはなく、円、楕円、三角、略三角、又はその他の多角形であってもよい。
【００４５】また、本実施の形態に用いられるハニカムフィルタ３の隔壁の表面及び／又は内部に、触媒が担持されることが好ましい。このように構成することによって、例えば、ディーゼルエンジンが低速や低負荷状態で運転され、排気系の温度が低い場合は、プラズマ発生電極６（図１参照）にて発生したノンサーマルプラズマにより生成したラジカル、例えば、酸素ラジカル等によって、ＮＯをＮＯ２に酸化し、また、ディーゼルエンジンが通常運転となり、ケース体２（図１参照）内のハニカムフィルタ３の温度が、触媒が活性化する温度、例えば、４００〜５００℃になった場合は、ノンサーマルプラズマと触媒とを併用して酸化反応を行うことや、ノンサーマルプラズマの発生を停止して触媒のみで酸化反応を行うことができる。このため排気ガス中に含まれるＮＯをＮＯ２に酸化する効率を向上させることができるとともに、ノンサーマルプラズマを発生するための電力消費を低減させることができる。また、触媒としては、特に限定されることはないが、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｋ、Ｂａ、Ｌｉ、及びＮａからなる群より選択される少なくとも一種を含む触媒を好適例として挙げることができる。
【００４６】また、本実施の形態の排気ガス処理装置１は、図５に示すように、注入流路１１の、プラズマ発生電極６が配設された部位より上流側に、注入流路１１を通過する外気１０の水分を除去するための脱水手段３０をさらに備えたものであることが好ましい。本実施の形態に用いられた脱水手段３０は、熱交換器により外気１０を冷却し、液化した水分をドレン３１により排出するものである。本来、ノンサーマルプラズマは、ＮＯを酸化するのに有効な酸素以外の、直に安定化状態に戻ってしまう水等の分子も励起することから、水分を含んだ外気１０は、ハニカムフィルタ３を再生させる効率を低下させることとなる。このように排気ガス処理装置１が脱水手段３０をさらに備えた構成とすることによって、ＮＯをＮＯ２に酸化する効率を向上させるとともに、ノンサーマルプラズマを発生するための電力消費を低減させることができる。
【００４７】図５において、外気１０を冷却して脱水する脱水手段３０について説明したが、外気１０の水分を除去することができるものであれば、例えば、外気１０を圧縮して水分の分圧を上昇させて脱水する脱水手段や、吸着剤に水分を吸着させる脱水手段であってもよい。また、脱水手段３０は、注入流路１１内のプラズマ発生電極６が配設された部位より外部側に位置していればどのような位置に配設してもよい。
【００４８】また、本実施の形態の排気ガス処理装置１は、図６に示すように、ケース体２の、排気系８の下流側に、ＮＯＸ処理手段３２をさらに備えたものであることが好ましい。このように構成することによって、排気ガス処理装置１にて処理したガスを、有害物質であるＮＯＸを含まない状態で外部に排出することができる。ＮＯＸ処理手段３２としては、例えば、ＮＯＸ吸蔵還元触媒を担持したハニカム構造体や、尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）等を好適例として挙げることができる。また、ケース体２とＮＯＸ処理手段３２とは、ＮＯＸ処理手段３２が排気系８の下流側に位置していればどのような位置関係でもよく、ケース体２とＮＯＸ処理手段３２とは接していても離れていてもよい。
【００４９】また、本実施の形態の排気ガス処理装置１は、図７に示すようにハニカムフィルタ３を通過した後のＮＯｘを含む排気ガス９を排気系８の上流側に戻すバイパス３３を設け、排気ガス９が排気系８を循環する構成としてもよい。ノンサーマルプラズマによって生成したＮＯ２は、ハニカムフィルタ３の隔壁に堆積したスートと反応することによってＮＯに還元されることから、ハニカムフィルタ３を通過した後の排気ガス９を、再度、排気系８の上流側に戻し、再循環させることによって煤等を除去する効率を上昇させることができる。
【００５０】次に、本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態を、図８を用いて説明する。本実施の形態の排気ガス処理装置４１は、排気ガスのメーン流路となるケース体２と、ケース体２の内部にメーン流路を遮断するように配設された、排気ガス９のフィルタ流路となる隔壁によって区画された複数のセルを有し、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するハニカムフィルタ３と、ケース体２より上流側の排気系８から分岐し再度排気系８に合流するように設置され、その内部を一部の排気ガス９ａが通過する分岐流路１２と、分岐流路１２内に対向配置されたパルス電極４及びアース電極５から構成され、パルス電極４とアース電極５との間にノンサーマルプラズマを発生させることが可能なプラズマ発生電極６とを備え、ケース体２に流入した排気ガス９中に含まれる粒子状物質を、ハニカムフィルタ３によって捕集するとともに、分岐流路１２内のプラズマ発生電極６を構成するパルス電極４とアース電極５との間に発生させたノンサーマルプラズマにより生成したラジカルによって、排気ガス９に含まれる一酸化窒素を二酸化窒素に酸化し、得られた二酸化窒素によって隔壁の表面に捕集されて堆積した粒子状物質のうちの可燃性物質を酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ３を再生することが可能なことを特徴とする。本実施の形態におけるラジカルとは、分子、原子、及びイオンからなる群から選ばれる少なくとも一種が、一以上の不対電子を有する状態で存在する遊離基、及びこれら遊離基の集合体のことをいい、ラジカルがイオン化したイオン性ラジカルや、ラジカルの集合体であるラジカルクラスタ等を含んだものを意味する。
【００５１】このように構成することによって、排気ガス９に含まれる粒子状物質をハニカムフィルタ３にて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの煤等の可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタ３を再生することができるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して高効率化及び小型化が可能となる。また、本実施の形態においては、一部の排気ガス９ａが通過する分岐流路１２の内部にプラズマ発生電極６が配設されていることから、プラズマ発生電極６と接する排気ガス９ａの量を少なくすることができるために、プラズマ発生電極６の腐蝕や煤等による汚れを低減させることができる。
【００５２】また、本実施の形態においては、プラズマ発生電極６をケース体２内に配置する必要がないために、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して高効率化、小型化及び省電力化が可能となる。このために、車両への搭載時のスペース要求を満たし、かつ車両での使用可能な電力の範囲内で運用を実現することができる。
【００５３】また、本実施の形態においては、パルス電極４に電圧を印可するための電源７をさらに備えたものであることが好ましい。この排気ガス処理装置４１が自動車等に設置される場合は、自動車のバッテリー等の電源を共有することもできるが、このように構成することによって安定したノンサーマルプラズマを発生することができる。
【００５４】図８においては、分岐流路１２の内部に、一部の排気ガス９ａの流れ方向に平行となるようにパルス電極４とアース電極５が配設された構成となっているが、これに限定されることはなく、例えば、図９に示すように、分岐流路１２の内部の、一部の排気ガス９ａが流入する側にパルス電極４が配設され、分岐流路１２の内部の、排気系８に向かって一部の排気ガス９ａが流出する側にアース電極５が配設された構成としてもよく、図１０に示すように、分岐流路１２の内部の、一部の排気ガス９ａが流入する側にアース電極５が配設され、分岐流路１２の内部の、排気系８に向かって一部の排気ガス９ａが流出する側にパルス電極４が配設された構成としてもよい。図９及び図１０においては、図８に示す排気ガス処理装置４１を構成する構成要素と同一に構成されたものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】また、図８〜図１０に示すように、本実施の形態においては、分岐流路１２を通過する一部の排気ガス９ａの流量が、メーン流路を通過する排気ガス９の流量、即ち、ハニカムフィルタ３を通過する排気ガス９の流量に対して１／１０以下であることが好ましい。このように構成することによって、低エネルギーでハニカムフィルタ３の再生を行うことができるとともに、プラズマ発生電極６を小型化することができ排気ガス処理装置１をさらに小型化することができる。本実施の形態にいう流量とは、質量流量のことを意味する。
【００５６】また、本実施の形態においては、電源７から供給される電流が、電圧が１ｋＶ以上の直流電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ１秒あたりのパルス数が１以上であるパルス電流、ピーク電圧が１ｋＶ以上かつ周波数が１以上である交流電流、又はこれらのいずれか二つを重畳してなる電流であることが好ましい。このように構成することによって、効率よく活性酸素等のラジカルを生成することができるノンサーマルプラズマを発生させることができ、生成したラジカルによってＮＯをＮＯ２に酸化し、ハニカムフィルタ３の再生に必要とされる十分なＮＯ２を得ることができる。
【００５７】パルス電極４の材料としては、導電性の高い金属を用いることが好ましく、例えば、鉄、金、銀、銅、チタン、アルミニウム、ニッケル、及びクロムからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む金属を好適例して挙げることができる。また、パルス電極４の形状としては、効率的にノンサーマルプラズマを発生させることができる形状であれば特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。また、本実施の形態においては、金属板４ａに導電性の針４ｂを複数配設した形状のパルス電極４を示している。この場合、針４ｂの数は、分岐流路１２の大きさによっても異なるが、１０〜５００本であることが好ましい。また、図９及び図１０に示すようにパルス電極４を配設する際は、パルス電極４の形状を、分岐流路１２を通過する一部の排気ガス９ａの抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。本実施の形態のパルス電極４においては、針４ｂの数は１００本である。
【００５８】また、アース電極５の材料としては、アルミナ、チタン酸バリウム、コージェライト、ムライト、窒化珪素、サイアロン、及びジルコニアガラスからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含む化合物を好適例して挙げることができる。また、アース電極５の形状としては、特に限定されることはないが、例えば、ワイヤ平板形状、コイル形状等を好適例として挙げることができる。また、本実施の形態においては、平板状のアース電極５を示している。この場合、その面積は、分岐流路１２の大きさによっても異なるが、５０〜５００ｃｍ２であることが好ましく、その厚さは、０．５〜２ｍｍであることが好ましい。また、図２及び図３に示すようにアース電極５を配設する際は、アース電極５の形状を、分岐流路１２を通過する一部の排気ガス９ａの抵抗とならないような形状、例えば、網状やストライプ状とすることが好ましい。本実施の形態のアース電極５においては、面積は１６９ｃｍ２であり、厚さは２ｍｍである。
【００５９】プラズマ発生電極６を構成するパルス電極４とアース電極５との少なくとも一方が誘電体によりバリアされていてもよい。
【００６０】また、パルス電極４とアース電極５との距離については、特に限定されることはないが、使用されるパルス電極４とアース電極５の形状及び電源７の種類等により効率よくノンサーマルプラズマを発生させることができる距離であればよく、例えば、上述した形状のパルス電極４とアース電極５とを用いる場合は、パルス電極４を構成する針４ｂの先端とアース電極５との距離が、１〜２５ｍｍであることが好ましい。本実施の形態においては、その距離が１０ｍｍである。
【００６１】また、本実施の形態においては、電源７から供給される電流が、図１に示した電源７と同様に構成されたものを好適に用いることができる。
【００６２】本実施の形態に用いられるケース体２の材料としては、特に制限はないが、これを導電性を有する金属とし、アース電極５と接続し、自動車等のアースに電気的に接続させた構成としてもよい。
【００６３】本実施の形態に用いられるハニカムフィルタ３は、図１に示した排気ガス処理装置１に用いられるハニカムフィルタ３と同様に構成されたものを好適に用いることができる。また、ハニカムフィルタ３の形状も、上述したように、円筒状に限定されることはない。
【００６４】また、本実施の形態に用いられるハニカムフィルタ３は、ハニカムフィルタ３を構成する隔壁の表面及び／又は内部に、触媒が担持されることが好ましい。このように構成することによって、図１に示した排気ガス処理装置１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】また、本実施の形態の排気ガス処理装置４１は、図１１に示すように、分岐流路１２の、プラズマ発生電極６が配設された部位より上流側に、分岐流路１２を通過する一部の排気ガス９ａの水分を除去するための脱水手段３０をさらに備えたものであることが好ましい。本実施の形態に用いられた脱水手段３０は、熱交換器により排気ガス９ａを冷却し、液化した水分をドレン３１により排出するものである。本来、ノンサーマルプラズマは、ＮＯを酸化するのに有効な酸素以外の、直に安定化状態に戻ってしまう水等の分子も励起することから、大量の水分を含んだ排気ガス９ａは、ハニカムフィルタ３を再生させる効率を低下させることとなる。特に、燃焼による排気ガス９ａには大量の水分を含んでいることが多く、排気ガス処理装置４１が脱水手段３０をさらに備えた構成とすることによって、ＮＯをＮＯ２に酸化する効率を向上させるとともに、ノンサーマルプラズマを発生するための電力消費を低減させることができる。
【００６６】図１１において、排気ガス９ａを冷却して脱水する脱水手段３０について説明したが、排気ガス９ａ中の水分を除去することができるものであれば、例えば、排気ガス９ａを圧縮して水分の分圧を上昇させて脱水する脱水手段や、吸着剤に水分を吸着させる脱水手段であってもよい。また、脱水手段３０は、分岐流路１２の、プラズマ発生電極６が配設された部位より上流側に位置していればどのような位置に配設してもよい。
【００６７】また、本実施の形態の排気ガス処理装置４１は、図１２に示すように、ケース体２の、排気系８の下流側に、ＮＯＸ処理手段３２をさらに備えたものであることが好ましい。このように構成することによって、排気ガス処理装置４１にて処理したガスを、有害物質であるＮＯＸを含まない状態で外部に排出することができる。ＮＯＸ処理手段３２としては、例えば、ＮＯＸ吸蔵還元触媒を担持したハニカム構造体や、尿素ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）等を好適例として挙げることができる。また、ケース体２とＮＯＸ処理手段３２とは、ＮＯＸ処理手段３２が排気系８の下流側に位置していればどのような位置関係でもよく、ケース体２とＮＯＸ処理手段３２とは接していても離れていてもよい。
【００６８】また、本実施の形態の排気ガス処理装置４１は、図１３に示すようにハニカムフィルタ３を通過した後のＮＯｘを含む排気ガス９ｂを排気系８の上流側に戻すバイパス３３を設け、排気ガス９が排気系８を循環する構成としてもよい。ノンサーマルプラズマによって生成したＮＯ２は、ハニカムフィルタ３の隔壁に堆積した煤等の可燃性物質と反応することによってＮＯに還元されることから、ハニカムフィルタ３を通過した後の排気ガス９ｂを、再度、排気系８の上流側に戻し、再循環させることによって煤等を除去する効率を上昇させることができる。
【００６９】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００７０】
（実施例）
本実施例においては、図１４に示すような、排気ガス４９のメーン流路となるステンレス製のケース体４２を形成し、このケース体４２の内部に、メーン流路を遮断するように、コージェライトを用いて形成したハニカムフィルタ４３を配設した。このハニカムフィルタ４３は、排気ガス４９の流れ方向の長さが５０ｍｍ、端面の直径が４６ｍｍ、セル密度が１５．５セル／ｃｍ２、隔壁の厚さが０．４３ｍｍとなるように、金属製の口金を用いて押し出し成形して形成し、予め０．１７１ｇの煤を表面に付着させた。また、ケース体４２の外周にはヒータを配設し、ハニカムフィルタ４３及びケース体４２の内部を通過するガスを３００℃に加熱することができるようにした。
【００７１】また、図１５に示すような、その内部を外気５０（外部空気）が通過する注入流路７９を形成した。この注入流路７９の内部には、網状のステンレス板４４ａに長さ２５ｍｍのステンレス製の針４４ｂを１００本設置して構成されたパルス電極４４と、縦１３０ｍｍ、横１３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのステンレスにフッ素樹脂をコーティングしたアース電極４５とからなるプラズマ発生電極６を配設した。また、パルス電極４４を構成する針４４ｂとアース電極４５との距離は１０ｍｍとした。アース電極４５の表面は、厚さ２ｍｍのアクリル板でバリアされている。
【００７２】このように構成されたケース体４２と注入流路７９とを用いて、図１６に示すような排気ガス処理装置７８を製作した。本実施例においては、コンプレッサ７１にて圧縮した乾燥空気を注入流路７９の内部を通過させ、注入流路７９を通過した乾燥空気に、所定濃度に調整されたＮＯ混合ガスを合流させた後にケース体４２に導入してハニカムフィルタ４３を再生させるものである。具体的には、外部空気をコンプレッサ７１にて圧縮し、フィルタ７２にて微粒子を除去し、乾燥剤にて水分を除去して乾燥空気（相対湿度１０％、温度２０℃）を製造し、この乾燥空気のうちの一部を、流量１Ｌ／ｍｉｎで注入流路７９を通過させた。また、２％のＮＯ混合ガスが充填されたガスボンベ７３から供給されたＮＯガスを、コンプレッサ７１から別途供給した乾燥空気にて希釈した希釈ＮＯ混合ガスを作製し、作製した希釈ＮＯ混合ガスを、注入流路７９を通過した乾燥空気に流量９Ｌ／ｍｉｎで合流させた。このようにして得られた合流混合ガスをケース体４２内のハニカムフィルタ４３に通気した。合流混合ガスのＮＯ濃度は３００ｐｐｍであった。
【００７３】プラズマ発生電極４６に用いる電源４７としては、スイッチング素子としてＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた高電圧パルス電源（（株）増田研究所製）を用いた。この高電圧パルス電源は、定格負荷に最大約４５ｋＶ電圧を印加することができ、本実施例においては、周波数８４０Ｈｚ、放電電力１３Ｗとした。乾燥空気が注入流路７９の内部を通過する際には、プラズマ発生電極４６の印加電圧と電流とを、オシロスコープ（横河電気（株）製：ＤＬ１７４０−１ＧＳ／ｓ）７５と、高電圧プローブ（ソニー  テクトロニクス（株）製：Ｐ６０１５Ａ）と、電流プローブ（ソニー  テクトロニクス（株）製：Ｐ６０２１）とを用いて測定した。電源４７による、電流電圧波形を図１７に示す。
【００７４】また、合流混合ガスが通過する間のハニカムフィルタ４３の圧力損失を測定した。時間経過によるハニカムフィルタ４３の圧力損失の測定結果、及びその際のケース体４２内部のガス温度を図１８に示す。
【００７５】また、ケース体４２から排出されたガスをオゾン除去用ヒータ７６（図１６参照）を通過させた後、そのガスに含まれる、ＮＯ、ＮＯＸ、Ｎ２Ｏ、ＣＯ、ＣＯ２、及びＯ２の濃度を、ガス分析器７７（図１６参照）を用いて測定した。測定結果を図２０に示す。
【００７６】また、時間経過による、ハニカムフィルタ４３（図１４参照）に付着させた煤の減少量（ｍｇ）及び減少率（質量％）を図１９に示す。
【００７７】
（比較例）
実施例と同量の煤を付着させたハニカムフィルタをケース体の内部に配設し、ケース体の内部に酸素を供給しつつヒータにより加熱を行うことにより、ハニカムフィルタに付着させた煤を酸化燃焼除去する排気ガス処理装置を製造した。図１９に、時間経過による、ハニカムフィルタに付着させた煤の減少量（ｍｇ）及び減少率（％）を示す。
【００７８】図１８に示したグラフから、ノンサーマルプラズマ発生時にハニカムフィルタ４３（図１４参照）の圧力損失が低下し、ハニカムフィルタ４３（図１１参照）の再生が行われていることがわかる。
【００７９】また、図１９に示したグラフから、ノンサーマルプラズマ発生時において、ＮＯの濃度が減少しているとともに、ＣＯ２及びＣＯの濃度が増加していることから、ノンサーマルプラズマにより生成したラジカルよって酸化されたＮＯ２が煤と反応していることがわかる。
【００８０】図２０に示したグラフから、本実施例の排気ガス処理装置は、ハニカムフィルタ４３（図１４参照）に付着させた煤の９７％を、４．６時間で酸化燃焼除去することができた。本比較例の排気ガス処理装置は、６．６時間経過しても、７５％の煤しか酸化燃焼除去することができなかった。
【００８１】上述した測定を終えた後、ハニカムフィルタ４３（図１４参照）を排気ガス処理装置７８（図１６参照）から取り出して、ハニカムフィルタ４３（図１４参照）の内面及び外面を目視にて確認したところ、煤が除去されていることが確認できた。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、排気ガスに含まれる粒子状物質をハニカムフィルタにて高精度に捕集し、捕集した粒子状物質のうちの可燃性物質を簡便かつ低エネルギーで酸化燃焼除去して、ハニカムフィルタを再生することが可能であるとともに、従来のノンサーマルプラズマを用いた排気ガス処理装置と比較して耐久性及び処理性能に優れかつ小型化が可能な排気ガス処理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（第一の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態に用いられるハニカムフィルタを示す斜視図である。
【図５】本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらに脱水手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらにＮＯＸ処理手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明（第一の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、バイパスを備えた状態を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の他の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらに脱水手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、さらにＮＯＸ処理手段を備えた状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明（第二の発明）の排気ガス処理装置の一の実施の形態が、バイパスを備えた状態を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例における、排気ガス処理装置を構成するケース体を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施例における、排気ガス処理装置を構成する注入流路を模式的に示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例における、排気ガス処理装置の各種測定を行うための全体概要構成図である。
【図１７】本発明の実施例における、排気ガス処理装置に用いられる電源の電流電圧波形を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施例における、プラズマ発生電極にてノンサーマルプラズマを発生させた際の、ケース体内に配設されたハニカムフィルタの圧力損失と経過時間との関係、及びその際の温度を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施例及び比較例における、時間経過による、ハニカムフィルタに付着させた煤の減少量及び減少率を示すグラフである。
【図２０】本発明の実施例における、ハニカムフィルタにスート付着させた状態でノンサーマルプラズマを発生させた際の、ＮＯ、ＮＯＸ、Ｎ２Ｏ、ＣＯ、ＣＯ２、及びＯ２の濃度と経過時間との関係を示すグラフである。
【図２１】従来の排気ガス処理装置に用いられるハニカムフィルタを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…排気ガス処理装置、２…ケース体、３…ハニカムフィルタ、４…パルス電極、４ａ…金属板、４ｂ…針、５…アース電極、６…プラズマ発生電極、７…電源、８…排気系、９，９ａ，９ｂ…排気ガス、１０…外気、１１…注入流路、１２…分岐流路、２１…隔壁、２２…セル、２３，２３ａ，２３ｂ…端面、３０…脱水手段、３１…ドレン、３２…ＮＯＸ処理手段、３３…バイパス、４１…排気ガス処理装置、４２…ケース体、４３…ハニカムフィルタ、４４…パルス電極、４４ａ…ステンレス板、４５…アース電極、４６…プラズマ発生電極、４９…排気ガス、５０…外気、７１…コンプレッサ、７２…フィルタ、７３…ガスボンベ、７４…マスフローコントローラ、７５…オシロスコープ、７６…オゾン除去用ヒータ、７７…ガス分析器、７８…排気ガス処理装置、７９…ケース体、８０…ハニカムフィルタ、８１…隔壁、８２…セル、８３…排気ガス流入側端面、８４…排気ガス流出側端面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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