(57)【要約】【課題】  排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）およびＮＯｘを連続的に浄化可能である排気ガス浄化システムおよび排気ガス浄化方法を提供する。【解決手段】  排気ガスが流通する上流側から下流側に向かって、プラズマにより、第１プラズマ励起種を発生させる第１プラズマ発生ユニット１０と、第２プラズマ励起種を発生させる第２プラズマ発生ユニット２０と、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０と、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０と、最下流の酸化触媒ユニット５０と、還元剤添加手段６０と、ＥＣＵ７０を備え、第１プラズマ発生ユニット１０のプラズマ空間電力密度は、０．８Ｗ／ｃｍ3以上であり、第２プラズマ発生ユニット２０のプラズマ空間電力密度は、０．４〜９．５Ｗ／ｃｍ3であり、粒子状物質およびＮＯｘを連続的に浄化する排気ガス浄化システムＳ１である。【選択図】      図１
2005291071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスが流通する上流側から下流側に向かって、
プラズマにより、前記排気ガス中の粒子状物質およびＮＯｘに作用するプラズマ励起種を発生させるプラズマ発生ユニットと、
前記排気ガスに作用する排気ガス浄化触媒を有する排気ガス浄化触媒ユニットと、
を備え、
前記粒子状物質および前記ＮＯｘを連続的に浄化することを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項２】
前記プラズマ発生ユニットは、
前記粒子状物質に主として作用する第１プラズマ励起種の発生率が上流側で高く、
前記ＮＯｘに主として作用する第２プラズマ励起種の発生率が下流側で高くなるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項３】
前記プラズマ発生ユニットは、
前記第１プラズマ励起種を発生させる上流側の第１プラズマ発生ユニットと、
前記第２プラズマ励起種を発生させる下流側の第２プラズマ発生ユニットと、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項４】
前記第１プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度は、０．８Ｗ／ｃｍ3以上であり、
前記第２プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度は、０．４〜９．５Ｗ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項５】
前記排気ガス浄化触媒は、ＮＯｘ選択還元触媒であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項６】
前記第２プラズマ発生ユニットと前記ＮＯｘ選択還元触媒を有する前記排気ガス浄化触媒ユニットとの間に、ＮＯｘ吸着触媒を有するＮＯｘ吸着触媒ユニットを、さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項７】
前記ＮＯｘ選択還元触媒の温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記ＮＯｘ選択還元触媒の温度が、所定の活性温度以上のとき、前記第２プラズマ発生ユニットを作動させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項８】
前記ＮＯｘ選択還元触媒を有する前記排気ガス浄化触媒ユニットの上流側で、前記排気ガスに還元剤を添加する還元剤添加手段をさらに備え、
前記ＮＯｘ選択還元触媒が前記活性温度以上のとき、前記還元剤を添加することを特徴とする請求項７に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項９】
前記ＮＯｘ選択還元触媒を有する前記排気ガス浄化触媒ユニットの下流側に、酸化触媒を有する酸化触媒ユニットを、さらに備えたことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の排気ガス浄化システム。
【請求項１０】
粒子状物質およびＮＯｘを含む排気ガスを連続的に浄化する排気ガス浄化方法であって、
プラズマにより、前記排気ガス中の粒子状物質およびＮＯｘに作用するプラズマ励起種を発生させる第１工程と、
排気ガス浄化触媒により、排気ガスを浄化する第２工程と、
を有することを特徴とする排気ガス浄化方法。
【請求項１１】
前記第１工程は、
前記粒子状物質に主として作用する第１プラズマ励起種を発生させる第１Ａ工程と、
前記ＮＯｘに主として作用する第２プラズマ励起種を発生させる第１Ｂ工程と、
を有することを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマと排気ガス浄化触媒によって、自動車のディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガス中の粒子状物質（Particulate Matter、以下適宜ＰＭとする）および窒素酸化物（以下、ＮＯｘとする）を浄化する排気ガス浄化システムおよび排気ガス浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のディーゼルエンジンやリーンバーンエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガスには、ＰＭが含まれている。このＰＭを低減させるため、内燃機関の下流位置に、ディーゼル微粒子フィルタ（Diesel Particulate Filter、以下ＤＰＦとする）を設ける技術が知られている。ＤＰＦは、一般に、セラミック製の多孔質フィルタからなり、これに排気ガスを通過させることによって、ＰＭを分離、捕集し、ＰＭを低減させて排気ガスを浄化する。
そして、ＤＰＦが所定量のＰＭを捕集したとき、例えばエンジンを所定に制御して排気ガス温度を上昇させ、前記捕集したＰＭを燃焼させることによって、ＤＰＦの再生を行っている。
【０００３】
また、内燃機関から排出される排気ガスには、ＮＯｘが含まれている。このＮＯｘを低減する第１の方法としては、排気ガスに含まれる未燃焼の炭化水素（以下、ＨＣという）、または、排気ガス中に添加された軽油、ガソリンなどのＨＣと、ＮＯｘとを、ＮＯｘ選択還元触媒にて反応させることによって、ＮＯｘを浄化するＨＣ−ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）が知られている。第２の方法としては、ＮＯｘを一時的に吸着するＮＯｘ吸着触媒を使用し、リーン（酸素過剰雰囲気）状態でＮＯｘを吸着させ、リッチ（酸素不足雰囲気）状態で吸着したＮＯｘを放出させると共に、ＨＣを添加する方法が知られている。第３の方法としては、尿素（Ｕｒｅａ）を排気ガスに添加し、触媒にて尿素からアンモニア（ＮＨ3）に変換させると共に、このアンモニアとＮＯｘと反応させる尿素還元型選択還元触媒（Ｕｒｅａ−ＳＣＲとも言われる）が提案されている。第４の方法としては、プラズマを利用したＮＯｘ浄化用プラズマアシスト触媒が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２１０３６６号公報（段落番号００１２〜００２３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、多孔質フィルタからなるＤＰＦを使用すると、排気ガスの抵抗（圧力圧損）が高いため、排気ガスの流通性が低下し、その結果、エンジンパワーが十分に活かせないという問題があった。また、ＤＰＦを再生するには、前記したようにエンジンを制御しなければならない上、ＤＰＦの再生時に、ＤＰＦが１０００℃を超えることもあり、ＤＰＦが溶損や破損してしまうという場合があった。
【０００５】
一方、ＮＯｘを低減する第１の方法では、排気ガス中には未燃焼のＨＣが少ないという問題があった。また、第２の方法では、排気ガス中の酸素濃度を制御する必要がある上、吸入される空気量に対して過剰のＨＣを添加するため、燃費が大きく悪化するという問題があった。第３の方法では、尿素を貯溜するタンクや排気系への供給システム、および、尿素を供給するインフラ設備が必要な上、アンモニアが車外に放出されてしまう場合（アンモニアスリップ）もあった。さらに、第１から第４の方法では、ＰＭを除去できなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、排気ガス中のＰＭおよびＮＯｘを連続的に浄化可能である排気ガス浄化システムおよび排気ガス浄化方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、排気ガスが流通する上流側から下流側に向かって、プラズマにより、前記排気ガス中の粒子状物質およびＮＯｘに作用するプラズマ励起種を発生させるプラズマ発生ユニットと、前記排気ガスに作用する排気ガス浄化触媒を有する排気ガス浄化触媒ユニットと、を備え、前記粒子状物質および前記ＮＯｘを連続的に浄化することを特徴とする排気ガス浄化システムである。
【０００８】
このような排気ガス浄化システムによれば、プラズマ発生ユニットによって、粒子状物質およびＮＯｘに作用するプラズマ励起種が発生する。そして、プラズマ励起種が粒子状物質を酸化し、その結果、排気ガスが浄化される。また、プラズマ励起種がＮＯｘと作用し、ＮＯ2などに変換する。次いで、このＮＯ2は、排気ガス浄化触媒にて還元され浄化される。このようにして、粒子状物質（ＰＭ）およびＮＯｘを連続的に浄化することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記プラズマ発生ユニットは、前記粒子状物質に主として作用する第１プラズマ励起種の発生率が上流側で高く、前記ＮＯｘに主として作用する第２プラズマ励起種の発生率が下流側で高くなるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システムである。
【００１０】
このような排気ガス浄化システムによれば、第１プラズマ励起種がプラズマ発生ユニットの上流側において発生しやすくなる。そして、第１プラズマ励起種が粒子状物質と作用し、排気ガスが浄化される。すなわち、プラズマ発生ユニットの上流側において、粒子状物質が浄化されやすくなる。したがって、プラズマを発生させる電極などに、粒子状物質が付着しにくくなり、プラズマ発生ユニットの耐久性が高くなる。
一方、第２プラズマ励起種はプラズマ発生ユニットの下流側で発生しやすくなる。そして、第２プラズマ励起種がＮＯｘと作用してＮＯ2などに変換し、ＮＯ2は排気ガス浄化触媒により浄化される。
なお、このように第１プラズマ励起種の発生率が上流側で、第２プラズマ励起種の発生率が下流側で高くなるように構成するためには、例えば、プラズマを発生させる電極の数、大きさ、間隔、印加する電圧などを、上流側から下流側に流通する排気ガスの流れに対して、連続的、段階的に変化させて、プラズマ空間密度が、下流に向かうにつれ低くなるように構成するなどが挙げられる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記プラズマ発生ユニットは、前記第１プラズマ励起種を発生させる上流側の第１プラズマ発生ユニットと、前記第２プラズマ励起種を発生させる下流側の第２プラズマ発生ユニットと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化システムである。
【００１２】
このような排気ガス浄化システムによれば、上流側の第１プラズマ発生ユニットにより第１プラズマ励起種を、下流側の第２プラズマ励起種により第２プラズマ励起種を、別々により確実に発生させることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記第１プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度は、０．８Ｗ／ｃｍ3以上であり、前記第２プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度は、０．４〜９．５Ｗ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化システムである。
【００１４】
このような排気ガス浄化システムによれば、第１プラズマ発生ユニットで発生する第１プラズマ励起種によりＰＭを高い浄化率で浄化し、第２プラズマ発生ユニットで発生する第２プラズマ励起種によりＮＯｘをＮＯ2などに高い変換率で変換することができる。
また、一般に、ＮＯｘをＮＯ2などに変換するには、ＰＭの浄化に対して、高いプラズマ空間電力密度を必要としないため、第２プラズマ発生ユニットにおけるプラズマ空間電力密度が、第１プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度以下に設定された場合には、ＰＭが浄化された排気ガスが流通する第２プラズマ発生ユニットにおいて、プラズマを発生させるために、無駄なく電力を消費することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記排気ガス浄化触媒は、ＮＯｘ選択還元触媒であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の排気ガス浄化システムである。
【００１６】
このような排気ガス浄化システムによれば、ＮＯｘ選択還元触媒によって、ＮＯ2などのＮＯｘを良好に分解することで排気ガスを浄化することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、前記第２プラズマ発生ユニットと前記ＮＯｘ選択還元触媒を有する前記排気ガス浄化触媒ユニットとの間に、ＮＯｘ吸着触媒を有するＮＯｘ吸着触媒ユニットを、さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の排気ガス浄化システムである。
【００１８】
このような排気ガス浄化システムによれば、ＮＯｘ選択還元触媒の活性が低く、ＮＯｘを好適に分解できない場合、ＮＯｘ吸着触媒によってＮＯｘを一時的に吸着することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、前記ＮＯｘ選択還元触媒の温度を検出する温度センサをさらに備え、前記ＮＯｘ選択還元触媒の温度が、所定の活性温度以上のとき、前記第２プラズマ発生ユニットを作動させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の排気ガス浄化システムである。
【００２０】
このような排気ガス浄化システムによれば、温度センサによってＮＯｘ選択触媒の活性状況を監視し、ＮＯｘ選択還元触媒が活性を有するときにのみ、第２プラズマ発生ユニットを作動させて、第２プラズマ励起種を発生させてＮＯ2などを生成可能となり、第２プラズマ発生ユニットにおいて無駄なく電力を消費することができる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、前記ＮＯｘ選択還元触媒を有する前記排気ガス浄化触媒ユニットの上流側で、前記排気ガスに還元剤を添加する還元剤添加手段をさらに備え、前記ＮＯｘ選択還元触媒が前記活性温度以上のとき、前記還元剤を添加することを特徴とする請求項７に記載の排気ガス浄化システムである。
【００２２】
このような排気ガス浄化システムによれば、ＮＯｘ選択還元触媒が所定活性温度以上のときのみに還元剤を添加し、添加した還元剤とＮＯｘとをＮＯｘ選択還元触媒にて作用させ、排気ガスを浄化することができ、無駄なく還元剤を添加することができる。
また、還元剤添加手段により、第２プラズマ発生ユニットの上流側で、還元剤を添加可能に構成し、例えば、還元剤としてＨＣを使用した場合には、第２プラズマ発生ユニットによる第２プラズマ励起種とＨＣとが作用して、アルデヒド種、含窒素酸化物炭化水素など反応性の高い物質が生成し、この物質は、ＮＯｘ選択還元触媒にてＮＯｘを高効率で分解するため、さらに好適に排気ガスを浄化することができる。
【００２３】
請求項９に係る発明は、前記ＮＯｘ選択還元触媒を有する前記排気ガス浄化触媒ユニットの下流側に、酸化触媒を有する酸化触媒ユニットを、さらに備えたことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の排気ガス浄化システムである。
【００２４】
このような排気ガス浄化システムによれば、酸化触媒によって、排気ガスをさらに酸化浄化することができる。
【００２５】
請求項１０に係る発明は、粒子状物質およびＮＯｘを含む排気ガスを連続的に浄化する排気ガス浄化方法であって、プラズマにより、前記排気ガス中の粒子状物質およびＮＯｘに作用するプラズマ励起種を発生させる第１工程と、排気ガス浄化触媒により、排気ガスを浄化する第２工程と、を有することを特徴とする排気ガス浄化方法である。
【００２６】
このような排気ガス浄化方法によれば、プラズマにより、粒子状物質およびＮＯｘに作用するプラズマ励起種が発生する（第１工程）。この粒子状物質は、プラズマ励起種と作用し、その結果排気ガスは浄化される。一方、ＮＯｘは、プラズマ励起種と作用しＮＯ2などに変換される。次いで、このＮＯ2は、排気ガス浄化触媒にて還元され浄化される（第２工程）。このように粒子状物質（ＰＭ）およびＮＯｘを連続的に浄化することができる。
【００２７】
請求項１１に係る発明は、前記第１工程は、前記粒子状物質に主として作用する第１プラズマ励起種を発生させる第１Ａ工程と、前記ＮＯｘに主として作用する第２プラズマ励起種を発生させる第１Ｂ工程と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の排気ガス浄化方法である。
【００２８】
このような排気ガス浄化方法によれば、第１Ａ工程において、第１プラズマ励起種を発生させて、粒状物質を浄化することができる。そして、第１Ｂ工程において、第２プラズマ励起種を発生させてＮＯｘに作用させて、ＮＯ2などの反応性の高い物質を生成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、排気ガス中のＰＭおよびＮＯｘを連続的に浄化可能である排気ガス浄化システムおよび排気ガス浄化方法を提供することができる。
すなわち、請求項１および請求項１０に係る発明によれば、プラズマ励起種により、ＰＭおよびＮＯｘを連続的に浄化することができる。
請求項２に係る発明によれば、粒子状物質がプラズマを発生させる電極に付着しにくくなり、耐久性が高くなる。
請求項３および請求項１１に係る発明によれば、第１プラズマ励起種と第２プラズマ励起種を、別々により確実に発生させることができる。
請求項４に係る発明によれば、ＰＭを高い浄化率で浄化し、ＮＯｘをＮＯ2などに高い変換率で変換することができる。
請求項５に係る発明によれば、ＮＯｘ選択還元触媒により、排気ガスを浄化することができる。
請求項６に係る発明によれば、ＮＯｘを一時的に吸着することができる。
請求項７に係る発明によれば、電力を節約し、第２プラズマ発生ユニットを無駄なく作動させることができる。
請求項８に係る発明によれば、無駄なく還元剤を添加することができる。
請求項９に係る発明によれば、酸化触媒によって、排気ガスをさらに酸化浄化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本実施形態に係る排気ガス浄化システムの全体構成図である。図２は、図１に示すＮＯｘ吸着触媒ユニットに内蔵されたＮＯｘ吸着触媒ユニット本体の断面図である。
【００３１】
＜排気ガス浄化システムの構成＞
図１に示すように、本実施形態に係る排気ガス浄化システムＳ１は、エンジン（内燃機関）を有する車両に搭載されており、エンジンから排出される排気ガス中のＰＭおよびＮＯｘを連続的に浄化するシステムである。
排気ガス浄化システムＳ１は、主として、排気ガス発生側（上流側）から排気側（下流側）に向かって、第１プラズマ発生ユニット１０と、第２プラズマ発生ユニット２０と、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０と、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０（排気ガス浄化触媒ユニット）と、酸化触媒ユニット５０とを備え、さらに、第１プラズマ発生ユニット１０と第２プラズマ発生ユニット２０の間（第２プラズマ発生ユニット上流側）で排気ガスに還元剤であるＨＣを添加する還元剤添加手段６０と、制御ユニット７０（以下、ＥＣＵという）を備えて構成されている。
【００３２】
［第１プラズマ発生ユニット］
第１プラズマ発生ユニット１０は、前記エンジンから排出された排気ガスが流通する配管１０ａの下流側に接続している。また、第１プラズマ発生ユニット１０は、ＥＣＵ７０と電気的に接続しており、ＥＣＵ７０は第１プラズマ発生ユニット１０を作動を制御可能となっている。
第１プラズマ発生ユニット１０は、プラズマを発生可能な電極板を内蔵し、プラズマにより、主としてＰＭに作用するＯ（酸素原子）励起種、ＯＨ（ハイドロオキサイド）励起種、ＯＯＨ（パーハイドロオキサイド）励起種、などの第１プラズマ励起種を生成させるものである。詳細には、例えば、所定間隔に配置された電極板間に所定電圧を印加することでプラズマが発生し、これにより、電極板から飛び出した電子が、排気ガス中の分子に衝突することで、主として前記第１プラズマ励起種を生成可能となっている。そして、この第１プラズマ励起種は、高い酸化力を有するため、逐次、排気ガス中のＰＭと接触することによって、ＰＭを酸化し浄化可能となっている。ここで、プラズマを発生させる形式は、本発明では特に限定はないが、例えば、コロナ放電形式、パルス放電方式、バリア放電方式などを採用することができる。
【００３３】
第１プラズマ発生ユニット１０におけるプラズマ空間電力密度は、０．８Ｗ／ｃｍ3以上に設定されている。これは、後記する実施例で説明するように、プラズマ空間電力密度が０．８Ｗ／ｃｍ3以上において、ＰＭが８０％以上浄化されたからである（図５参照）。
なお、プラズマ空間電力密度とは、プラズマを発生するにときに消費された電力を、プラズマが発生する空間の体積（以下、プラズマ空間体積）で除算した値である。プラズマ空間Ｓとは、例えば、後記実施例のように、プラズマを発生させる電極板１１２、１１２…を所定間隔で平行に配置された場合には（図４参照）、電極板１１２、１１２…間の空間の体積が相当する。そして、プラズマ空間電力密度が高いほど、プラズマ中に高いエネルギーを有する電子が存在していることを意味し、第１プラズマ励起種を効率的に生成可能であることを意味する。
【００３４】
［第２プラズマ発生ユニット］
第２プラズマ発生ユニット２０は、第１プラズマ発生ユニット１０の後段に配管１０ｂを介して接続している。また、第２プラズマ発生ユニット２０は、ＥＣＵ７０と電気的に接続しており、ＥＣＵ７０は第２プラズマ発生ユニット２０の作動を制御可能となっている。
第２プラズマ発生ユニット２０は、プラズマにより、主として、排気ガス中のＮＯｘ、還元剤添加手段６０から添加されたＨＣに作用するＯ（酸素原子）励起種、ＯＨ（ハイドロオキサイド）励起種、ＯＯＨ（パーハイドロオキサイド）励起種、ＮＯｘ励起種などの第２プラズマ励起種を生成させるものである。これら第２プラズマ励起種のうち、主として、Ｏ励起種がＯ2（酸素）と反応し、Ｏ3（オゾン）が生成する。Ｏ3は、排気ガス中のＮＯｘと直ちに反応し、ＮＯ2が生成可能となっている。また、Ｏ3は、燃料添加手段から添加されたＨＣと反応して、アセトアルデヒド（ＣＨ3ＣＨＯ）などのアルデヒド種や、プラズマ中に存在するＮＯｘ励起種と反応して窒素酸化物を含む炭化水素（以下、含窒素酸化物炭化水素という）を生成可能となっている。
【００３５】
さらに、第２プラズマ発生ユニット２０におけるプラズマ空間電力密度は、０．４〜９．５Ｗ／ｃｍ3の範囲内に設定されている。これは、後記する実施例で説明するように、プラズマ空間電力密度が０．４〜９．５Ｗ／ｃｍ3の範囲内で、第２プラズマ励起種と反応しＮＯｘが消費されたことに基づくＮＯ2の生成率が８０％以上となるからである（図５参照）。
【００３６】
このように本実施形態に係る排気ガス浄化システムＳ１は、プラズマ発生ユニットとして、第１プラズマ発生ユニット１０と、第２プラズマ発生ユニット２０とを備えたことによって、これらを独立して制御可能となり、第１プラズマ発生ユニット１０によってＰＭを浄化し、第２プラズマ発生ユニット２０によって、反応性の高いＮＯ2などを生成可能となっている。
【００３７】
［ＮＯｘ吸着触媒ユニット］
ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０は、第２プラズマ発生ユニット２０の後段に配管２０ａを介して接続されており、所定温度（ＮＯｘ選択還元触媒の活性温度）以下ではＮＯｘを一時的に吸着し、前記所定温度以上では吸着したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸着触媒を有している。
さらに説明すると、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０は、その内部に、排気ガスが流通する複数の細孔３２ａを有する支持体３２を含むＮＯｘ吸着触媒ユニット本体３１を備えている（図２参照）。ＮＯｘ吸着触媒ユニット本体３１は、支持体３２と、支持体３２の複数の細孔３２ａを取り囲む内壁面３２ｂを覆うように層状で形成されたＮＯｘ吸着触媒３３を有している。ここで、ＮＯｘ吸着触媒３３は、後記実施例で記載するように、支持体３２をスラリ状のＮＯｘ吸着触媒スラリに含浸して製造されるため、ウォッシュコート（層）、と称されることもある。
【００３８】
支持体３２の形状は、排気ガスが流通する空間を有していれば、本発明では特に限定されないが、本実施形態では図２に示すように、排気ガスとの接触面積および機械的強度を考慮し、複数の細孔３２ａが形成されたハニカム状のものを使用している。また、支持体３２は、耐熱性を有する材料から形成されることが好ましく、このような材料としては、例えば、コージエライト、ムライト、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）などの多孔質担体（セラミックス）や、ステンレスなどのメタルが挙げられる。
また、ＮＯｘ吸着触媒３３としては、例えば、触媒活性物質として、アルカリ金属やアルカリ土類金属を担持した多孔質担体を使用することができる。多孔質担体としては、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライト等が挙げられる。
【００３９】
［ＮＯｘ選択還元触媒ユニット］
図１に戻って説明を続ける。
ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０は、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０の後段に配管３０ａを介して接続されており、ＮＯｘを選択的に浄化するＮＯｘ選択還元触媒（排気ガス浄化触媒）を有している。
さらに説明すると、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０は、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０と同様の構造であり、その内部にハニカム状のＮＯｘ選択還元触媒ユニット本体を内蔵している。このＮＯｘ選択還元触媒ユニット本体は、前記ＮＯｘ吸着触媒に代えてＮＯｘ選択還元触媒を有している。ＮＯｘ選択還元触媒は、例えば、触媒活性物質として、銀（Ａｇ）を担持した多孔質担体を使用することができる。多孔質担体としては、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライト等が挙げられる。また、銀に代えて酸点を有するゼオライト（例えば、モデルナイト）がアルミナに担持されたものを使用することができる。
また、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０には、前記ＮＯｘ選択還元触媒の温度を検出する温度センサ４０ｂが内蔵されており、この温度センサ４０ｂは電気的にＥＣＵ７０と接続している。したがって、ＥＣＵ７０は、温度センサ４０ｂを介してＮＯｘ選択還元触媒の温度を監視することによって、ＮＯｘ選択還元触媒の活性状態を把握可能となっている。
【００４０】
［酸化触媒ユニット］
酸化触媒ユニット５０は、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０の後段に配管４０ａを介して接続されており、排気ガスを補助的に酸化浄化する酸化触媒を内蔵する。そして、酸化触媒ユニット５０の下流側には、排気用の配管５０ａが設けられている。
さらに説明すると、酸化触媒ユニット５０は、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０と同様の構造であり、その内部にハニカム状の酸化触媒ユニット本体を有している。この酸化触媒ユニット本体は、前記ＮＯｘ吸着触媒に代えて、酸化触媒を有している。酸化触媒は、前記セシウム（Ｃｓ）に代えて、触媒活性物質として、例えば、白金（Ｐｔ）がベースのアルミナに担持されたものを使用することができる。
【００４１】
［還元剤添加手段］
還元剤添加手段６０は、第２プラズマ発生ユニット２０の直上流側で、排気ガスに還元剤としてＨＣを添加する手段であり、本実施形態ではＨＣとして軽油、ガソリンなどの燃料を使用している。還元剤添加手段６０は、下流側に向かって、燃料タンク６１、燃料ポンプ６２、流量調整弁６３、気化器６４と、これら機器を接続させる配管を備えて構成されている。燃料ポンプ６２および流量調整弁６３は、ＥＣＵ７０と電気的に接続しており、ＥＣＵ７０により制御可能となっている。また、気化器６４自体は流通する排気ガスの熱により、所定に加熱され、燃料を気化可能となっている。したがって、ＥＣＵ７０により、燃料ポンプ６２を適宜作動させ、流量調整弁６３を所定の開度に制御することで、所定量のＨＣを排気ガスに添加可能となっている。
【００４２】
［ＥＣＵ７０］
ＥＣＵ７０は、排気ガス浄化システムの動作を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏなどから構成されている。ＥＣＵ７０は、第１プラズマ発生ユニット１０と、第２プラズマ発生ユニット２０と、温度センサ４０ｂと、燃料ポンプ６２と、流量調整弁６３と電気的に接続している。なお、ＥＣＵ７０の機能は、次の動作の記載において詳細に説明する。
【００４３】
＜排気ガス浄化システムの動作＞
続いて、排気ガス浄化システムＳ１の動作とともに、本実施形態に係る排気ガス浄化方法について、図１を参照して説明する。
【００４４】
作動するエンジン（図示しない）から排出された排気ガスが、配管１０ａを経由して、排気ガス浄化システムＳ１の上流側から導入される。排気ガスの導入にともなって、ＥＣＵ７０は、第１プラズマ発生ユニット１０を、プラズマ空間電力密度０．８Ｗ／ｃｍ3以上にて作動させる。そうすると、第１プラズマ発生ユニット１０では、Ｏ（酸素原子）励起種、ＯＨ（ハイドロオキサイド）励起種、ＯＯＨ（パーハイドロオキサイド）励起種、などの第１プラズマ励起種が生成する。この第１プラズマ励起種（特にＯ励起種）は、排気ガス中のＰＭに作用し、ＰＭを酸化浄化する。なお、この工程が特許請求の範囲における第１Ａ工程に相当する。
【００４５】
そして、ＥＣＵ７０は、燃料ポンプ６２および流量調整弁６３を所定に制御し、所定量のＨＣを排気ガスに添加する。なお、ＥＣＵ７０は、温度センサ４０ｂにより検出されたＮＯｘ選択還元触媒の温度が所定の活性温度より低い場合、ＨＣを添加しない。これにより、無駄なくＨＣを添加可能であるため、燃費が大幅に悪化することはない。
【００４６】
そして、ＥＣＵ７０は、第２プラズマ発生ユニット２０を、プラズマ空間電力密度０．４〜９．５Ｗ／ｃｍ3にて作動させる。そうすると、第２プラズマ発生ユニット２０では、Ｏ励起種、ＯＨ励起種、ＯＯＨ励起種、ＮＯｘ励起種などの第２プラズマ励起種が生成する。
このうち、Ｏ励起種は酸素（Ｏ2）と反応し、オゾン（Ｏ3）が生成する。オゾン（Ｏ3）は、排気ガス中のＮＯｘと直ちに反応し、ＮＯ2が生成する。また、Ｏ3は添加されたＨＣと反応して、アセトアルデヒド（ＣＨ3ＣＨＯ）などのアルデヒド種や、ＮＯｘ励起種と反応して含窒素酸化物炭化水素が生成する。なお、この工程が特許請求の範囲における第１Ｂ工程に相当する。
一方、ＥＣＵ７０は、エンジンの作動直後など排気ガスの温度が低く、温度センサ４０ｂにより検出されたＮＯｘ選択還元触媒の温度が所定の活性温度より低い場合、第２プラズマ発生ユニット２０を作動させない。これにより電力を節約することができる。
【００４７】
そして、ＮＯｘ吸着触媒ユニット３０は、前記エンジンの作動直後などＮＯｘ選択還元触媒の温度が低いときは、排気ガス中のＮＯｘを一時的に吸着する。
一方、排気ガスの温度が上昇し、ＮＯｘ選択還元触媒の温度も上昇し、所定の触媒活性を有するとき、吸着したＮＯｘを放出する。
【００４８】
次いで、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット４０では、ＮＯｘ選択還元触媒上にて、アルデヒド種および含窒素酸化物炭化水素によるＮＯ2の還元反応が生じる。そして、この反応による反応熱を基にして、排気ガスに含まれるＮＯや他のＨＣ種との反応も開始することになり、全体として低温からＮＯｘを高い浄化率で浄化することができる。
なお、この工程が特許請求の範囲における第２工程に相当する。
【００４９】
その後、酸化触媒ユニット５０により、排気ガスは補助的に酸化浄化された後、配管５０ａを介して、外部に排出される。
【００５０】
このように本実施形態に係る排気ガス浄化システムＳ１によれば、排気ガス中のＰＭおよびＮＯｘを連続的に浄化することができる。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような変更をすることができる。
【００５２】
前記した実施形態では、自動車のエンジンから排出される排気ガス中のＰＭおよびＮＯｘを浄化するとしたが、排気ガス浄化システムＳ１の適用はこれに限定されず、その他に例えば、工場などから排出される煤煙中のＰＭおよびＮＯｘを除去するために適用してもよい。
【００５３】
前記した実施形態では、排気ガス浄化システムＳ１は、第１プラズマ発生ユニット１０と、第２プラズマ発生ユニット２０とを別々に備えて構成されたとしたが、これに限定されず一体的に構成されてもよい。
【００５４】
その他、１つのプラズマ発生ユニットの内部に、プラズマを発生させる電極の数、間隔、配置、電極に印加する電圧を、下流側に向かって連続的、段階的に設定し、第１プラズマ励起種の発生率が上流側で、第２プラズマ励起種の発生率が下流側で、高くなるように設定してもよい。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。
【００５６】
（１）排気ガス浄化システム
（１−１）排気ガス浄化システムの構成
まず、実施例において使用した排気ガス浄化システムＳ２の構成について、図３を参照して説明する。
排気ガス浄化システムＳ２は、最上流側の排気ガス発生部２００で発生した排気ガスを浄化するシステムであり、下流側に向かって、主として、第１プラズマ発生ユニット１１０と、第２プラズマ発生ユニット１２０と、ＮＯｘ吸着触媒ユニット１３０と、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット１４０と、酸化触媒ユニット１５０と、排気ガス量を測定する最下位置の流量計１６１と、これら機器を接続させる配管１１０ｂ、１２０ａ、１３０ａ、１４０ａ、１５０ａを備えており、図示しない還元剤添加手段により、第１プラズマ発生ユニット１１０と第２プラズマ発生ユニット１２０の間で、排気ガスにＨＣ（還元剤）を添加可能となっている。ＨＣとしては、ノルマルデカン（ｎ−Ｃ10Ｈ22）を使用した。また、第１プラズマ発生ユニット１１０を迂回するように、開閉弁Ｖ６を有する配管１１０ｄが設けられている。
【００５７】
（１−２）プラズマ発生ユニット
次に、プラズマ発生ユニットについて説明する。
第１プラズマ発生ユニット１１０は、その内部に、図４に示す第１プラズマ発生ユニット本体１１１を内蔵している。なお、図４は第１プラズマ発生ユニット本体の構成を部分的に示す断面図である。
第１プラズマ発生ユニット本体１１１は、片面が誘電体１１３で被覆された金属製の電極板１１２、１１２…を同一の向きにて所定間隔（ｄ１）で配置し、１枚おきに電極板１１２、１１２…を高電圧入力側に接続し、高電圧入力側に接続しない電極板１１２、１１２…をアース側（ＧＮＤ）に接続し、誘電体１１３、１１３…と、前記所定間隔（ｄ１）を隔てて対向した電極板１１２、１１２…との間をプラズマが発生するプラズマ空間Ｓとなるように構成した。電極板１１２、１１２…は、ＳＵＳ３１６で形成し、厚さは１．０ｍｍ、大きさは２０ｍｍ×５０ｍｍとした。一方、誘電体１１３、１１３…は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）で形成し、厚さは０．５ｍｍとした。そして、第１プラズマ発生ユニット１１０では、前記所定間隔ｄ１（プラズマ空間Ｓの厚み）を０．５ｍｍに設定し、プラズマ空間Ｓが１０層となるように、電極板１１２、１１２…を配置した。したがって、第１プラズマ発生ユニット１１０において、１層あたりのプラズマ空間Ｓの体積は０．５ｃｍ3となり、プラズマ空間Ｓの総体積は５．０ｃｍ3となる（後記する表３参照）。
【００５８】
一方、第２プラズマ発生ユニット１２０は、第１プラズマ発生ユニット１１０と同様の構成であるが、前記所定間隔ｄ１を１．５ｍｍに設定し、プラズマ空間Ｓが３層となるように電極板１１２、１１２…を配置した。したがって、第２プラズマ発生ユニット１２０において、１層あたりのプラズマ空間Ｓの体積は１．５ｃｍ3となり、プラズマ空間Ｓの総体積は４．５ｃｍ3となる（後記する表３参照）。
【００５９】
（１−３）排気ガス発生部
図３に戻って排気ガス発生部２００について説明する。
排気ガス発生部２００は、主として、次の表１に示す仕様のディーゼルエンジン２０１と、高圧の窒素が貯蔵されたＮ2タンク２０２と、高圧の酸素が貯蔵されたＯ2タンク２０３と、ヒータ２０４を備えて構成されている。ディーゼルエンジン２０１は、流量調整弁２０１ｂを有する配管２０１ａを介して、第１プラズマ発生ユニット１１０に接続している。Ｎ2タンク２０２、Ｏ2タンク２０３は、流量調整弁２０１ｂの下流側で配管２０１ａに接続しており、ディーゼルエンジン２０１で発生した排気ガスに、所定量の窒素、酸素を添加可能となっている。ヒータ２０４は、排気ガス浄化システムＳ２に導入される排気ガスを所定温度に加熱可能となるように、配管２０１ａの近傍に設けられている。
【００６０】
【表１】
2005291071.tif 000003
【００６１】
また、実施例では、排気ガスが次の表２の成分割合となるように、窒素、酸素を添加した。なお、表２に示す成分割合は、排気ガスが２５℃、１０１３ｈＰａ（１気圧）のときの値である。
【００６２】
【表２】
2005291071.tif 000004
【００６３】
（１−４）排気ガス分析部
次に、このように構成された排気ガス浄化システムＳ２を流通する排気ガスを分析する排気ガス分析部について説明する。
まず、ヒータ２０４の下流側において、配管２０１ａから分岐するように、開閉弁Ｖ１を有する配管２０１ｃが設けられている。配管２０１ｃは、その下流側でガス分析計１６２（堀場製作所社製、ＭＥＸＡ-４３００ＦＴ）と接続している。したがって、開閉弁Ｖ１を適宜開放することで、第１プラズマ発生ユニット１１０に導入される排気ガスの組成を分析可能となっている。なお、ＮＯｘ濃度は、ＮＯとＮＯ2の和として算出した。
【００６４】
また、第１プラズマ発生ユニット１１０と第２プラズマ発生ユニット１２０とを接続する配管１１０ｂには開閉弁Ｖ２を有する配管１１０ｃが、第２プラズマ発生ユニット１２０とＮＯｘ吸着触媒ユニット１３０を接続する配管１２０ａには開閉弁Ｖ３を有する配管１２０ｃが、酸化触媒ユニット１５０と流量計１６１とを接続する配管１５０ａには開閉弁Ｖ４を有する配管１５０ｃが、それぞれ分岐するように設けられており、配管１１０ｃ、配管１２０ｃ、配管１５０ｃは、その下流で配管２０１ｃに合流している。したがって、開閉弁Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を適宜開閉させることで、所定位置の排気ガスをサンプリングし、ガス分析計１６２により排気ガスの組成を分析可能となっている。
【００６５】
さらに、配管２０１ｃに分岐するように、開閉弁Ｖ５を有する配管１６３ａが設けられている。この配管１６３ａの下流側に順に、フィルタ１６３、配管１６３ｂ、吸引ポンプ１６４が接続している。そして、開閉弁Ｖ５を開放した状態で吸引ポンプ１６４を作動させることで配管２０１ｃを流通するガスを吸引し、このガス中のＰＭをフィルタ１６３で捕集することによって、捕集前後の質量差に基づく質量法により、排気ガス中のＰＭ質量を測定可能となっている。なお、フィルタ１６３は、０．３μｍメッシュのものを使用した。
【００６６】
（１−５）各触媒ユニットの製造
次に、ＮＯｘ吸着触媒ユニット１３０、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット１４０、酸化触媒ユニット１５０の製造方法について説明する。
【００６７】
（１−５−１）ＮＯｘ吸着触媒ユニット本体の製造
ＮＯｘ吸着触媒としては、Ｃｓ−ＵＳＹ型ゼオライト触媒粉末を使用した。その調製方法は次の通りである。
Ｎａ−ＵＳＹ型ゼオライト粉末１００ｇ、硝酸セシウム２５７ｇ、イオン交換水１０００ｇをセパラブルフラスコに入れ、９０℃に加熱しながら１４時間撹拌し、濾過、純水洗浄した後、乾燥炉にて１５０℃で２時間、さらにマッフル炉にて４００℃で１２時間乾燥して、粉末状のＣｓイオン交換ＵＳＹ型ゼオライト触媒粉末（ＮＯｘ吸着触媒粉末）を得た。
【００６８】
そして、Ｃｓイオン交換ＵＳＹ型ゼオライト触媒粉末９０ｇ、Ａｌ2Ｏ3バインダ（２０ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3）５０ｇ、イオン交換水１５０ｇを所定容器にて混合した後、アルミナボールにて１２時間、湿式粉砕することによって、Ｃｓイオン交換ＵＳＹ型ゼオライト触媒スラリ（ＮＯｘ吸着触媒スラリ）を得た。
【００６９】
そして、Ｃｓイオン交換ＵＳＹ型ゼオライト触媒スラリに、単位体積当りの細孔の密度が６２セル／ｃｍ2（４００セル／ｉｎｃｈ2）であり、細孔の開口径が１５２．４μｍ（６ミル）のコージエライト製ハニカム支持体（直径２５．４ｍｍ、長さ６０ｍｍ、）を浸漬させた。
次いで、ハニカム支持体をＮＯｘ吸着触媒スラリから取り出して、ハニカム支持体に付着した過剰のスラリを、エア噴射により除去した後、１５０℃、１時間焼成した。そして、この操作を所定の担持量が得られるまで繰り返した。所定の担持量が得られた後、マッフル炉にて５００℃で２時間焼成した。
このようなウォッシュコート法で形成したＮＯｘ吸着触媒の量は、細孔の単位体積当りのＮＯｘ吸着触媒の質量に換算して１００ｇ／Ｌであった。
【００７０】
（１−５−２）ＮＯｘ選択還元触媒ユニット本体の製造
ＮＯｘ選択還元触媒としては、アルミナに銀（Ａｇ）を担持したもの使用した。その調整方法は次の通りである。
硝酸銀（ＡｇＮＯ3）４．７２ｇ、γ−Ａｌ2Ｏ3９７ｇ、イオン交換水１０００ｇをナス型フラスコに入れ、所定に混合した後、ロータリエバポレータで余計な水分を除去した。そして、所定の乾燥機により、２００℃で２時間、乾燥した後、マッフル炉にて６００℃で２時間焼成し、Ａｇ担持アルミナ粉末を得た。
【００７１】
次に、このＡｇ担持アルミナ粉末９０ｇ、γ−Ａｌ2Ｏ3バインダ（２０ｗｔ％Ａｌ2Ｏ3）５０ｇ、イオン交換水１５０ｇを所定容器にて混合した後、アルミナボールにて１２時間、湿式粉砕することによって、Ａｇ担持アルミナ触媒スラリを得た。
【００７２】
そして、Ａｇ担持アルミナ触媒スラリに、単位体積当りの細孔の密度が６２セル／ｃｍ2（４００セル／ｉｎｃｈ2）であり、細孔の開口径が１５２．４μｍ（６ミル）のコージエライト製ハニカム支持体（直径２５．４ｍｍ、長さ６０ｍｍ、）を浸漬させた。
次いで、ハニカム支持体をＡｇ担持アルミナ触媒スラリから取り出して、ハニカム支持体に付着した過剰のスラリを、エア噴射により除去した後、１５０℃、１時間焼成した。そして、この操作を所定の担持量が得られるまで繰り返した。所定の担持量が得られた後、マッフル炉にて５００℃で２時間焼成した。
このようなウォッシュコート法で形成したＮＯｘ選択還元触媒の量は、細孔の単位体積当りのＮＯｘ選択還元触媒の質量に換算して２００ｇ／Ｌであり、Ａｇ担持量は３ｇ／Ｌであった。
【００７３】
（１−５−３）酸化触媒ユニット本体の製造
酸化触媒としては、アルミナに白金（Ｐｔ）を担持したものを使用した。その調整方法は、次の通りである。
白金（Ｐｔ）を５ｗｔ％含有したジニトロジアミン白金硝酸溶液（Ｐｔ（ＮＨ3）2（ＮＯ2）・ＨＮＯ3）８０ｇ、γ−Ａｌ2Ｏ3９６ｇ、イオン交換水１０００ｇをナス型フラスコに入れ、所定に混合した後、ロータリーエバポレータで余計な水分を除去した。そして、所定の乾燥機により、２００℃で２時間乾燥した後、マッフル炉にて６００℃で２時間焼成し、Ｐｔ担持アルミナ粉末を得た。
【００７４】
次に、Ｐｔ担持アルミナ粉末９０ｇ、ＳｉＯ2バインダ（２０ｗ％ＳｉＯ2）５０ｇ、イオン交換水１５０ｇを所定容器にて混合した後、アルミナボールにて１２時間、湿式粉砕することによって、Ｐｔ担持アルミナ触媒スラリを得た。
【００７５】
そして、Ｐｔ担持アルミナ触媒スラリに、前記ハニカム支持体と同様のハニカム支持体を漬浸させた。次いで、ハニカム支持体をＰｔ担持アルミナ触媒スラリから取り出して、ハニカム支持体に付着した過剰のスラリを、エア噴射により除去した後、１５０℃、１時間焼成した。そして、この操作を所定の担持量が得られるまで繰り返した。所定の担持量が得られた後、マッフル炉にて５００℃で２時間焼成した。
このようなウォッシュコート法で形成した酸化触媒の量は、細孔の単位体積当りの酸化触媒の質量に換算して１００ｇ／Ｌであり、Ｐｔ担持量は４ｇ／Ｌであった。
【００７６】
（２）プラズマ空間電力密度の検証
次に、このような排気ガス浄化システムＳ２を使用して、第１プラズマ発生ユニット１１０および第２プラズマ発生ユニット１２０におけるプラズマ空間電力密度の設定範囲を検証するため、第１プラズマ発生ユニット１１０、第２プラズマ発生ユニット１２０単体について以下の試験を行った。
【００７７】
（２−１）第１プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度
第１プラズマ空間電力密度は、前記した表１に示す排気ガスを第１プラズマ発生ユニット１１０に導入し、第１プラズマ発生ユニット１１０、ＮＯｘ吸着触媒ユニット１３０、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット１４０および酸化触媒ユニット１５０を作動させ、開閉弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５を適宜に開閉させることによって、次の式（１）に基づいて、ＰＭ浄化率を測定した。すなわち、この検証において、第２プラズマ発生ユニット１２０は作動させなかった。そして、第１プラズマ発生ユニット１１０のプラズマ空間電力密度を、所定に変化させた。試験結果を図５に示す。
【００７８】
【数１】
2005291071.tif 000005
【００７９】
図５より明らかなように、第１プラズマ発生ユニット１１０において、プラズマ空間電力密度が０．８（Ｗ／ｃｍ3）以上の範囲（好適範囲）では、ＰＭ浄化率が８０％以上となり、排気ガス中のＰＭを好適に浄化できたことがわかる。
【００８０】
（２−２）第２プラズマ発生ユニットのプラズマ空間電力密度
次に、開閉弁Ｖ６を開き、排気ガスを第１プラズマ発生ユニット１１０を迂回させて第２プラズマ発生ユニット１２０に導入し、開閉弁Ｖ３を開放した状態において、次の式（２）に基づいて、ＮＯ2生成率を算出した。なお、ＮＯ2生成率は、ガス中の全ＮＯｘ量に対して、どれだけのＮＯ2が生成したか示す値であり、ＮＯｘ量は前記したようにＮＯとＮＯ2の和とした。試験結果を図５に示す。
【００８１】
【数２】
2005291071.tif 000006
【００８２】
図５より明らかなように、第２プラズマ発生ユニット１２０において、プラズマ空間電力密度が、０．４〜９．５（Ｗ／ｃｍ3）の範囲内（好適範囲）では、ＮＯ2生成率が８０％以上となり、排気ガス中のＮＯｘに作用し、反応性の高いＮＯ2を好適に生成できたことがわかる。
【００８３】
（３−１）実施例１
前記したプラズマ空間電力密度の検証を考慮して、排気ガス浄化システムＳ２の第１プラズマ発生ユニット１１０におけるプラズマ空間電力密度を６．０（Ｗ／ｃｍ3）、第２プラズマ発生ユニット１２０におけるプラズマ空間電力密度を２．２（Ｗ／ｃｍ3）に設定したものを実施例１とした。この設定において、第１プラズマ発生ユニット１１０には、６００Ｈｚの正弦波の交流を６．６ｋＶppの交流電圧で印加し、１５ｍＡrmsの電流を通電させた。第２プラズマ発生ユニット１２０には、８００Ｈｚの正弦波の交流を９．２ｋＶppの交流電圧で印加し、５．３ｍＡrmsの電流を通電させた。
そして、表１に示す排気ガスを導入し、開閉弁Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５を適宜開閉させて、前記した式（１）および次の式（３）に基づいて、ＰＭ浄化率およびＮＯｘ浄化率を測定した。
なお、排気ガスは、流量１５Ｌ／ｍｉｎ、３００℃にて導入し、ＨＣ（ｎ−Ｃ10Ｈ22）の添加量は３０００ｐｐｍＣとした。また、ＮＯｘ選択還元触媒ユニット１４０に内蔵されるＮＯｘ選択還元触媒が２００℃以上になったとき、ＨＣを添加し、第２プラズマ発生ユニット１２０を作動させた。測定結果を図６に示す。
【００８４】
【数３】
2005291071.tif 000007
【００８５】
（３−２）実施例２
第１プラズマ発生ユニット１１０におけるプラズマ空間電力密度を８．０（Ｗ／ｃｍ3）、第２プラズマ発生ユニット１２０におけるプラズマ空間電力密度を２．２（Ｗ／ｃｍ3）に設定した排気ガス浄化システムＳ２を実施例２とした。この設定において、第１プラズマ発生ユニット１１０には、３０００Ｈｚの正弦波の交流を７．０ｋＶppの交流電圧で印加し、３０ｍＡrmsの電流を通電させた。第２プラズマ発生ユニット１２０については、実施例１と同一である。
そして、実施例１と同様に、ＰＭ浄化率およびＮＯｘ浄化率を測定した。測定結果を図６に示す。
【００８６】
（３−３）比較例１
第１プラズマ発生ユニット１１０および第２プラズマ発生ユニット１２０を作動させず、ＨＣを添加しない排気ガス浄化システムＳ２を比較例１とした。そして、実施例１と同様に、ＰＭ浄化率およびＮＯｘ浄化率を測定した。測定結果を図６に示す。
【００８７】
ここで、実施例１、実施例２および比較例１の設定をまとめて、表３に示す。
【００８８】
【表３】
2005291071.tif 000008
【００８９】
（４）排気ガス浄化システムの測定結果
図６より明らかなように、実施例１および実施例２では、ＰＭおよびＮＯｘの浄化率が８０％以上となり、好適に排気ガスを浄化できたことがわかった。一方、比較例１では、特にＰＭ浄化率が３０％と低く、ＮＯｘ浄化率も６０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本実施形態に係る排気ガス浄化システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１に示すＮＯｘ吸着触媒ユニットに内蔵されたＮＯｘ吸着触媒ユニット本体を部分的に示す部分断面図である。
【図３】実施例に係る排気ガス浄化システムの構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】図３に示す第１プラズマ発生ユニットに内蔵された第１プラズマ発生ユニット本体の構成を部分的に示す断面図である。
【図５】第１プラズマ発生ユニットおよび第２プラズマ発生ユニットにおけるプラズマ空間電力密度の検証結果を示すグラフである。
【図６】実施例および比較例に係る排気ガス浄化システムのＰＭおよびＮＯｘ浄化率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
Ｓ１、Ｓ２  排気ガス浄化システム
１０    第１プラズマ発生ユニット
２０    第２プラズマ発生ユニット
３０    ＮＯｘ吸着触媒ユニット
４０    ＮＯｘ選択還元触媒ユニット
５０    酸化触媒ユニット
６０    還元剤添加手段
７０    ＥＣＵ
【図１】
2005291071.tif 000009
【図２】
2005291071.tif 000010
【図３】
2005291071.tif 000011
【図４】
2005291071.tif 000012
【図５】
2005291071.tif 000013
【図６】
2005291071.tif 000014