(57)【要約】【課題】フィルタに依存せずにパティキュレートの除去と全ての処理が行なえる排気浄化装置を提供する。【解決手段】グランド電極を兼ね且つエンジンから排気Ｇが送り込まれる第１の排気通路１と、第１の排気通路１内に配置した帯電用電極２と、第１の排気通路１と帯電用電極２の間に負の極性の直流の高電圧を印加してパティキュレートを帯電させる第１の電源３と、グランド電極を兼ね且つ第１の排気通路１の下流に連なる第２の排気通路４と、第２の排気通路４の内側を覆い且つパティキュレートを捕集する誘電体５と、誘電体５の表面に設けた処理用電極６，７と、第２の排気通路４と処理用電極６，７の間に正の極性の交流の高電圧を印加してパティキュレートを燃焼させる第２の電源８と、排気Ｇを第２の排気通路４から送出する第３の排気通路９とを備え、各排気通路１，４，９によりサイクロンセパレータをなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド電極を兼ね且つエンジンから排気が送り込まれる第１の排気通路と、該第１の排気通路内に配置した帯電用電極と、第１の排気通路と帯電用電極の間に直流の高電圧を印加し得る第１の電源と、グランド電極を兼ね且つ第１の排気通路の下流に連なる第２の排気通路と、該第２の排気通路の内側を覆う誘電体と、該誘電体に接した処理用電極と、第２の排気通路と処理用電極の間に交流の高電圧を印加し得る第２の電源とを備え、第１、第２の電源の出力電圧を逆極性に設定したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
第２の排気通路を円筒形状とし、該第２の排気通路の接線方向に第１の排気通路の接線方向に連ね、排気を送出するための第３の排気通路を第２の排気通路の軸線方向に連ねてサイクロンセパレータをなした請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
円筒形状の第２の排気通路の内周壁を誘電体で覆い、処理用電極を誘電体に接するように配置した請求項２に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気（軽油の燃焼ガス）には、炭素質よりなる煤と、高沸点炭化水素成分からなるＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）を主な成分として、更に微量のサルフェート（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）が含まれているので、車両用ディーゼルエンジンの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み、大気中へのパティキュレートの拡散を抑制することが行なわれている。
【０００３】
一概にパティキュレートといっても、その粒径は微小なものから粗大なものまで多様であり、上記のフィルタを通過してしまうものもあるし、フィルタの再生を図るときに焼却されたパティキュレートの灰分が残り、フィルタに目詰まりを発現させる要因となることもある。
【０００４】
そこで、サイクロンセパレータとプラズマ発生装置をエンジン排気経路に組み込んで、排気中の粒径が大きなパティキュレートをサイクロンセパレータにより選択的に捕集し、これから外れた粒径が小さなパティキュレートを放電プラズマにより燃焼させて焼却する構成を採った装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−９２５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１のものは、サイクロンセパレータで捕集したパティキュレートを車上で処理することについて何も考慮されていないので、車両の管理者が適宜時期にパティキュレートをサイクロンセパレータから取り出す必要がある。
【０００６】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、フィルタに依存せずにパティキュレートの捕集とその処理が行なえる排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、グランド電極を兼ね且つエンジンから排気が送り込まれる第１の排気通路と、該第１の排気通路内に配置した帯電用電極と、第１の排気通路と帯電用電極の間に直流の高電圧を印加し得る第１の電源と、グランド電極を兼ね且つ第１の排気通路の下流に連なる第２の排気通路と、該第２の排気通路の内側を覆う誘電体と、該誘電体に接した処理用電極と、第２の排気通路と処理用電極の間に交流の高電圧を印加し得る第２の電源とを備え、第１、第２の電源の出力電圧を逆極性に設定している。
【０００８】
つまり、グランド電極を兼ねる第１の排気通路と帯電用電極の間に直流の高電圧を印加し、第１の排気通路内に発生するコロナ放電のプラズマでパティキュレートを帯電させて、第２の排気通路内の誘電体の表面に捕集する。
【０００９】
更に、グランド電極を兼ねる第２の排気通路と誘電体に接した処理用電極の間に交流の高電圧を印加し、誘電体の表面に発生する沿面放電のプラズマでパティキュレートを燃焼させる。
【００１０】
この他に、第２の排気通路を円筒形状とし、該第２の排気通路の接線方向に第１の排気通路を連ね、排気を送出するための第３の排気通路を第２の排気通路の軸線方向に連ねてサイクロンセパレータをなした構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
（１）排気が含んでいるパティキュレートを、第１の排気通路内に発生するコロナ放電のプラズマで帯電させて、第２の排気通路内の誘電体の表面に捕集し、当該誘電体の表面に発生する沿面放電のプラズマでパティキュレートの全量を燃焼させるので、フィルタに依存せずにパティキュレートの除去とその処理を確実に行なうことができる。
【００１３】
（２）第１、第２の電源の出力電圧を逆極性に設定してあるので、パティキュレートを誘電体の表面に効率よく捕集することができる。
【００１４】
（３）円筒形状の第２の排気通路の接線方向に第１の排気通路の接線方向に連ね、排気を送出するための第３の排気通路を第２の排気通路の軸線方向に連ねてサイクロンセパレータをなす構成を採れば、パティキュレートを誘電体の表面に更に効率よく捕集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１及び図２は本発明の排気浄化装置の一例であり、グランド電極を兼ね且つエンジンから排気Ｇが送り込まれる第１の排気通路１と、該第１の排気通路１内に配置した帯電用電極２と、第１の排気通路１と帯電用電極２の間に直流の高電圧を印加し得る第１の電源３と、グランド電極を兼ね且つ第１の排気通路１の下流に連なる第２の排気通路４と、該第２の排気通路４の内側を覆う誘電体５と、該誘電体５に接するように設けた処理用電極６，７と、第２の排気通路４と処理用電極６，７の間に交流の高電圧を印加し得る第２の電源８と、第２の排気通路４から排気Ｇを送出するための第３の排気通路９と、前記第１の排気通路１に付帯する温度センサ１０とを備えている。
【００１７】
帯電用電極２は、当該電極２と第１の排気通路１の間にコロナ放電が発生し得るように、平板から多数の線状体が突出する形状としてある。
【００１８】
第２の排気通路４は下端が全閉した円筒状構造体で、その側壁上部に接線方向に延びる第１の排気通路１が連なり、上下方向に延びる第３の排気通路９の中間が円筒状構造体の上端を貫通している。
【００１９】
すなわち、第１の排気通路１を、エンジン排気経路の前段から排気Ｇが送り込まれる導入路とし、第２の排気通路４が分離胴になり、第３の排気通路９を、エンジン排気経路の後段へ排気を送り出す排風路とした、サイクロンセパレータをなしている。
【００２０】
誘電体５は、第２の排気通路４の円筒状構造体内底面、並びに上端寄り部位を除く側壁内周面を覆っている。
【００２１】
誘電体５の表面は、パティキュレートが付着しやすくなるように、粗くしておくことが望ましい。
【００２２】
処理用電極６は、誘電体５のうち、第２の排気通路４の側壁内周面を覆っている部位の表面に接し、第２の排気通路４の軸線方向へ螺旋状に延びており、螺旋部分のピッチは、処理用電極６の線径方向へ沿面放電が拡がる範囲以下となるように、およそ１０ｍｍ程度に設定してある。
【００２３】
また、処理用電極７は、誘電体５のうち、第２の排気通路４の内底面を覆っている部位の表面に接し、第２の排気通路４の中心に向けて渦巻状に延びており、渦巻部分のピッチは、処理用電極７の線径方向へ沿面放電が拡がる範囲以下となるように、およそ１０ｍｍ程度に設定してある。
【００２４】
これら処理用電極６，７は、静電容量が小さくなるように、線径を細くしておくことが望ましい。
【００２５】
第１の電源３及び第２の電源８の出力電圧は逆極性に設定してあり、第１の排気通路１と帯電用電極２の間には直流の負の極性の高電圧が印加され、第２の排気通路４と処理用電極６，７の間には交流の正の極性の高電圧が印加される。
【００２６】
エンジンの運転中には、グランド電極を兼ねる第１の排気通路１と帯電用電極２の間に第１の電源３から直流の負の極性の高電圧を印加して、第１の排気通路１内にコロナ放電を発生させておく。
【００２７】
第１の排気通路１に流入した排気Ｇに含まれているパティキュレートは、コロナ放電のプラズマで負の極性に帯電し、小さなパティキュレートがいくつも集まり、数百μｍ程度の大きさに凝集する。
【００２８】
帯電したパティキュレートが凝集することは、佐藤聡、外４名，「二重管型放電反応器を用いたディーゼル微粒子分離及び捕集」，静電気学会講演論文集２００３．９，ｐ.187−ｐ.188にも記されてある。
【００２９】
このパティキュレートは排気Ｇに随伴され、サイクロンセパレータの導入路である第１の排気通路１から分離胴である第２の排気通路４へ流れ込む。
【００３０】
第２の排気通路４に入ったパティキュレートは、遠心力と負の極性に帯電していることの相乗的な効果によって、誘電体５のうち、第２の排気通路４の側壁内周面を覆っている部位の表面に付着し、あるいは誘電体５のうち、第２の排気通路４の内底面を覆っている部位の表面に堆積する。
【００３１】
パティキュレートが解離した排気Ｇは、第２の排気通路４からサイクロンセパレータの排風路である第３の排気通路９を経てエンジン排気経路の後段へと送出される。
【００３２】
誘電体５の表面にある程度の量のパティキュレートが捕集されたならば、グランド電極を兼ねる第２の排気通路４と処理用電極６，７の間に第２の電源８から交流の正の極性の高電圧を印加して、第２の排気通路４内に沿面放電を発生させ、誘電体５の表面に付着、あるいは堆積している捕集済みのパティキュレートの全量を沿面放電のプラズマによって燃焼させる。
【００３３】
よって、フィルタに依存せずにパティキュレートの除去とその処理を確実に行なうことができる。
【００３４】
誘電体５へのパティキュレートの捕集量は、温度センサ１０により得た排気Ｇの温度、第２の電源８の出力電圧、及び電力に基づき、既知の手法により求める。
【００３５】
誘電体５の表面に白金、銀、二酸化チタンなどの酸化触媒を担持させておくか、またはこれらの金属で処理用電極６，７の全体もしくは表層を形作るようにすれば、誘電体５の再生、すなわちパティキュレートの燃焼を促進させることができる。
【００３６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の排気浄化装置は、様々な車種に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の排気浄化装置の一例を示す概念図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  第１の排気通路（グランド電極）
２  帯電用電極
３  第１の電源
４  第２の排気通路（グランド電極）
５  誘電体
６  処理用電極
７  処理用電極
８  第２の電源
９  第３の排気通路
Ｇ  排気
【図１】
2007255295.tif 000003
【図２】
2007255295.tif 000004