(57)【要約】【課題】サイクロン捕集器の遠心分離作用を利用する排ガス浄化装置において、粒子凝縮のための特別な媒体を用いることなく、多様な運転条件に対応できるような新規な手段を提供する。【解決手段】サイクロン捕集器３０の上流側に、放電電極２２およびハニカム構造体２４を設置する。放電電極２２からの放電によって排ガス中のＰＭが帯電させられ、静電気力によってハニカム構造体２４に吸着されて、その隔壁表面や前端面に一時的に保持される。ハニカム構造体２４に堆積したＰＭは、粒径が増大すると流体抵抗が増すため、排ガス流によって保持手段から引き離され、サイクロン捕集器３０に供給される。ＰＭの粒径が吸着の際に増大させられているため、サイクロン捕集器３０による捕集が促進される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気通路にサイクロン捕集器が設置されている排ガス浄化装置であって、
前記サイクロン捕集器よりも上流側の前記排気通路中に、排ガス中の粒子状物質を帯電させるための帯電手段と、排ガス中の粒子状物質を吸着して一時的に保持するための保持手段と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガス浄化装置であって、
前記エンジンの状態を示す所定の物理量に基づいて、前記帯電手段を制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排ガス浄化装置であって、
前記サイクロン捕集器に流入する排ガスの流速を変更する流速変更手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排ガス制御装置であって、
排ガスの温度および流速のうち少なくともいずれかに基づいて、前記流速変更手段を制御する流速制御手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の排ガス浄化装置であって、
前記流速変更手段は、前記排気通路の断面積を変更可能であり、
前記流速制御手段は、排ガスの流量に基づいて前記流速変更手段を制御し、且つ排ガスの流量が大きいときほど前記排気通路の断面積を漸増させることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の排ガス浄化装置であって、
前記サイクロン捕集器に酸化剤を供給する酸化剤供給手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項７】
請求項６に記載の排ガス浄化装置であって、
前記サイクロン捕集器における分離筒の下端部と、前記サイクロン捕集器における粒子状物質収容部との間に、触媒物質を配置したことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の排ガス浄化装置であって、
前記酸化剤供給手段は、前記サイクロン捕集器における分離筒の内側に連通する供給管を備え、当該供給管は、前記分離筒における流れ方向と同方向に向けられて設置されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の排ガス浄化装置であって、
前記粒子状物質収容部の近傍に、帯電除去手段をさらに備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の排ガス浄化装置であって、
前記帯電除去手段は導電体からなることを特徴とする排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に用いられ、排ガス中に含まれる所定物質を除去する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排ガスに含まれる粒子状物質（ＰＭ; Particulate Matter）を除去するための技術として、特許文献１はサイクロン捕集器の遠心分離作用を利用する装置を開示している。また特許文献２は、サイクロン捕集器の前段に、電極によって帯電させられた吸着性粉体やバインダー液滴を供給することで、粒子状物質を凝集させる装置を開示している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４‐３１６５１３号公報
【特許文献２】特開２００３‐１９０８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、ＰＭの粒径が小さい場合や流速が小さい場合に捕集が困難になる。また特許文献２の装置では、粒径や流速についての多様な運転条件に対応できる反面、供給できる吸着性粉体やバインダー液滴の量に限界があるため、長い航続距離を要求されうる車載用としては必ずしも好ましくない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、サイクロン捕集器の遠心分離作用を利用する排ガス浄化装置において、粒子凝縮のための特別な媒体を用いることなく、多様な運転条件に対応できるような新規な手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明は、エンジンからの排気通路にサイクロン捕集器が設置されている排ガス浄化装置であって、前記サイクロン捕集器よりも上流側の前記排気通路中に、排ガス中の粒子状物質を帯電させるための帯電手段と、排ガス中の粒子状物質を吸着して一時的に保持するための保持手段と、を備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【０００７】
第１の本発明では、帯電手段が排ガス中の粒子状物質を帯電させ、保持手段が、排ガス中の粒子状物質を吸着して一時的に保持する。保持手段に堆積した粒子状物質は粒径が増大すると流体抵抗が増すため、排ガス流によって保持手段から引き離され、サイクロン捕集器に供給される。そして粒子状物質の粒径が吸着の際に増大させられているため、サイクロン捕集器による捕集が促進される。このように本発明によれば、粒子状物質の粒径を増大させるために粒子状物質自体を帯電させるので、粒子凝縮のための特別な媒体を用いることなしに、多様な運転条件に対応することが可能になる。
【０００８】
第２の本発明は、前記エンジンの状態を示す所定の物理量に基づいて、前記帯電手段を制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【０００９】
第２の本発明では、エンジンの状態を示す所定の物理量に基づいて、前記帯電手段を制御する制御手段を更に備えたので、エンジンの状態に応じた適切な運転を行うことが可能になる。
【００１０】
第３の本発明は、前記サイクロン捕集器に流入する排ガスの流速を変更する流速変更手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００１１】
第３の本発明では、サイクロン捕集器に流入する排ガスの流速を変更することにより、捕集に適した流速にすることが可能になる。
【００１２】
第４の本発明は、排ガスの温度および流速のうち少なくともいずれかに基づいて、前記流速変更手段を制御する流速制御手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００１３】
第４の本発明では、排ガスの温度および流速のうち少なくともいずれかに基づいて、流速制御手段が前記流速変更手段を制御するので、排ガスの状態に応じた適切な運転を行うことが可能になる。
【００１４】
第５の本発明は、前記流速変更手段は、前記排気通路の断面積を変更可能であり、前記流速制御手段は、排ガスの流量に基づいて前記流速変更手段を制御し、且つ排ガスの流量が大きいときほど前記排気通路の断面積を漸増させることを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００１５】
第５の本発明では、流速制御手段が、排気通路内の排ガスの流量が大きいときほど前記排気通路の断面積を漸増させるので、サイクロン捕集器に供給される排ガスの流速を捕集に適した速度にすることが可能になる。
【００１６】
第６の本発明は、前記サイクロン捕集器に酸化剤を供給する酸化剤供給手段を更に備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００１７】
第６の本発明では、酸化剤の作用によって、サイクロン捕集器に捕集された粒子状物質の酸化を促進できる。
【００１８】
第７の本発明は、前記サイクロン捕集器における分離筒の下端部と、前記サイクロン捕集器における粒子状物質収容部との間に、触媒物質を配置したことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００１９】
第７の本発明では、サイクロン捕集器における分離筒の下端部と、前記粒子状物質収容部との間に、触媒物質を配置したので、より好適に排ガスを浄化でき、また粒子状物質の酸化温度を低減することが可能になる上、サイクロン捕集器よりも後段に別途の触媒装置を設ける場合には、当該別途の触媒装置における触媒量を抑制することができる。
【００２０】
第８の本発明は、前記酸化剤供給手段は、前記サイクロン捕集器における分離筒の内側に連通する供給管を備え、当該供給管は、前記分離筒における流れ方向と同方向に向けられて設置されていることを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００２１】
第８の本発明では、酸化剤供給手段の供給管を分離筒の内部に接続したので、分離筒外に酸化剤を供給する場合に比べ、粒子状物質収容部内の気圧の上昇に伴う捕集率の低下を抑制することができる。また、酸化剤が分離筒の内周面に沿って流れることが期待できるため、粒子状物質の酸化を促進することができる。
【００２２】
第９の本発明は、前記粒子状物質収容部の近傍に、帯電除去手段をさらに備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００２３】
第９の本発明では、帯電除去手段によってＰＭの浮上を抑制し、その浄化を促進することができる。帯電除去手段としては、第１０の本発明のように導電体を用いるのが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態につき、以下に図面に従って説明する。図１に示される本実施形態の排ガス処理装置１は、車両に適用されると好適なものであり、ディーゼルエンジンであるエンジン１０の燃焼室から排出される排ガスを浄化するために、当該エンジン１０の排気通路１２中に組み込まれる。エンジン１０はユーザの操作状態を含む車両の状態に応じて燃料噴射量とバルブタイミングを変更可能である。エンジン１０からの排気通路１２には、上流側から三元触媒２０、サイクロン捕集器３０、ＮＯｘ触媒４０、および酸化触媒５０がこの順に直列に設置されている。酸化触媒５０の下流側は、不図示の消音器を介して大気に開放している。三元触媒２０とサイクロン捕集器３０との間には、放電電極２２およびハニカム構造体２４が、この順に設置されている。
【００２５】
三元触媒２０としては、例えばセラミックハニカム構造体の表面に形成されたアルミナなどの被覆層に白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属微粒子が担持された貴金属触媒を用いるのが好適である。
【００２６】
放電電極２２は、高電圧の印加に伴う放電により排ガス中のＰＭを帯電させるために設置されている。ハニカム構造体２４はセラミックス材料からなり、具体的にはコーディエライトやＳｉＣ（炭化珪素）等を用いるのが好適である。ハニカム構造体２４は、排ガスの流れ方向に沿って形成された多数の互いに平行な隔壁を有し、これらの隔壁によって囲まれた空間は、それぞれ前後に連通した排ガス経路をなしている。
【００２７】
サイクロン捕集器３０は、流入する気体によって生成される渦状の流れに伴って生じる遠心力によって気体中の粒子を捕捉する装置であり、図２および図３に示されるように、筒状の外装体３１の内部に、下方に向かって縮径すると共に下端部が開口した分離筒３２を有する。分離筒３２は、その上端部分にその接線方向に向けて設置された筒状の入口管３２ａを有する。分離筒３２の外周には、外装体３１の内部を上下に区画する板状のセパレータ３１ａ，３１ｂが設けられている。外装体３１の底面には、凹状のＰＭ収容部３３が形成されている。
【００２８】
ＰＭ収容部３３の表面、すなわち外装体３１の底面には、触媒物質が担持されている。触媒物質としては、Ｐｔ・Ｐｄなどの貴金属、ｐｔ担持ジルコニア、ａｇ担持ジルコニア、またはＯ３の使用に適したＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ２、ＮｉＯ等を用いることができる。
【００２９】
サイクロン捕集器３０の入口部分には、流速制御弁３４が設置されている。流速制御弁３４は、排気通路１２の実質的な断面積（すなわち、体積流量を流速で除した値）を変更可能である。流速制御弁３４は、図４ないし図６に示されるフラップ状の弁体３４ａを有し、弁体３４ａは、略円盤状であって端部が下流側に屈曲した本体３５と、この本体３５の上流側の面に固定された先端下向きの偏向板３６を有する。本体３５には、全閉時の最低流量を規定するための通孔３５ａが設けられている。弁体３４ａはステップモータ３７によって、軸３５ｂの周りで旋回方向に駆動され、その開度はＥＣＵ２５によって制御される。
【００３０】
サイクロン捕集器３０のＰＭ収容部３３に酸化剤を供給するために、オゾン発生器６０が設置されている。オゾン発生器６０は、概ね円筒形の容器と、容器の内部に配置された概ね円筒形の外周電極と、外周電極の長手方向軸心上に位置するように挿通された細径棒状の中心電極と、処理された気体を吐出するためのポンプとを有する。オゾン発生器６０は、その外部から取り込まれた外気を、高電圧の印加に伴う放電によりラジカル化し、Ｏ３を生成させるものである。オゾン発生器６０の吐出側は、オゾン供給管６１を介して、サイクロン捕集器３０の外装体に接続されている。
【００３１】
ＮＯｘ触媒４０としては、選択還元触媒（ＳＣＲ）を用いることができる。選択還元触媒は、排ガス中のＮＯ２に対して還元剤を添加してガス混合物を形成し、このガス混合物によりＮＯｘをＮ２に転化させるものである。選択還元触媒には、酸化ガリウム−アルミナ触媒を用いることができる。還元剤としては、アンモニア・尿素のほか、ＨＣを含んだ燃料（軽油）を用いることができる。
【００３２】
酸化触媒５０は、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの物質を処理してＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2等にする触媒装置であり、本実施形態ではいわゆるスイーパとして用いられる。酸化触媒５０の触媒物質としては、例えばＰｔ／ＣｅＯ２、Ｍｎ／ＣｅＯ２、Ｆｅ／ＣｅＯ２、Ｎｉ／ＣｅＯ２、Ｃｕ／ＣｅＯ２等を用いることができる。
【００３３】
放電電極２２に対して高電圧を印加するための高電圧電源２３は、インバータ回路・トランス・整流用のダイオード等を含む。高電圧電源２３には、これに給電するための直流電源（不図示）、例えば車載のバッテリが接続されている。
【００３４】
装置全体を制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）２５は、図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび不揮発性メモリ等を含むものである。ＥＣＵ２５の入力ポートには、エンジン１０のクランク軸の近傍に設置されたクランク角センサ４１、スロットル弁の近傍に設けられたスロットル開度センサ４２、吸気側に設けられたエアフローメータ４３、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ４４等の各種センサ類がＡ／Ｄ変換器を介して接続されている。ＥＣＵ２５では、エンジン１０の状態を示すこれらの検出信号に基づいて夫々の値が算出され、後述のとおり処理される。
【００３５】
ＥＣＵ２５の出力ポートには、上述した高電圧電源２３に加え、流速制御弁３４を駆動するためのステップモータ３７と、オゾン発生器６０とがＤ／Ａ変換器および駆動回路を介して接続されている。
【００３６】
ＥＣＵ２５のＲＯＭには、エンジン１０の燃料噴射量やバルブタイミング等を制御するための各種の制御プログラムと共に、各種の関数や基準値が予め格納されている。ＥＣＵ２５のＲＯＭには、放電電極２２の電圧値を設定するための放電電圧マップ、流速制御弁３４の開度を設定するための流速制御弁開度マップ、およびオゾン発生器６０によるオゾン供給量を設定するためのオゾン供給量マップが予め格納されている。
【００３７】
放電電圧マップは、例えばエンジン回転数、燃料噴射量、吸入空気量、エンジン水温およびバルブタイミングなどのエンジン運転条件に基づいて算出されるＰＭ発生量と、放電電極２２の目標電圧値とが互いに関連付けられたものであり、同マップをＰＭ発生量によって参照することにより、放電電極２２の最適な電圧値が算出できるようにされている。同マップでは、ＰＭ発生量が大きいときほど放電電極２２の目標開度が大きくなるように設定されている。オゾン供給量マップは、ＰＭ発生量と、オゾン発生器６０の目標電圧値およびポンプ速度とが互いに関連付けられたものであり、同マップをＰＭ発生量によって参照することにより、最適なオゾン発生器６０の目標電圧値およびポンプ速度が算出できるようにされている。同マップでは、ＰＭ発生量が大きいときほど目標電圧値およびポンプ速度が大きくなるように設定されている。
【００３８】
流速制御弁開度マップは、例えばエンジン回転数、燃料噴射量および吸入空気量などのエンジン運転条件に基づいて算出される排ガス流量と、流速制御弁３４の目標開度とが互いに関連付けられたものであり、同マップを排ガス流量によって参照することにより、流速制御弁３４の最適な目標開度が算出できるようにされている。図７に示されるように、同マップでは、排ガス流量が大きいときほど流速制御弁３４の目標開度が大きくなるように（すなわち、排気通路の断面積が漸増するように）設定されている。なお、流速制御弁３４の目標開度を算出するために、エンジン水温、排気温度などの他のパラメータを考慮してもよい。
【００３９】
またＥＣＵ２５は、高電圧電源２３のインバータ回路を駆動するための駆動パルス信号（ゲート信号）や電圧指示信号を算出し出力する。高電圧電源２３では、直流電源からの直流電圧がインバータ回路によって交流電圧に変換され、トランスによって昇圧させられると共にダイオードにより整流されて出力され、これにより放電電極２２に電圧が印加されることになる。
【００４０】
以上のとおり構成された本実施形態の動作について、以下に説明する。本実施形態におけるＥＣＵ２５では、各センサの検出値に基づいて、上述した各マップによって放電電極２２、オゾン発生器６０、および流速制御弁３４の制御目標値が算出され、ＥＣＵ２５の制御出力により、これら各装置が制御目標値に一致するように制御される。
【００４１】
三元触媒２０によって処理されたＰＭを含む排ガスが放電電極２２の近傍に到達すると、そこで放電電極２２からの放電によって排ガス中のＰＭが帯電させられ、静電気力によってハニカム構造体２４に吸着されて、その隔壁表面や前端面に一時的に保持される。ハニカム構造体２４に堆積したＰＭは、粒径が増大すると流体抵抗が増すため、排ガス流によって保持手段から引き離され、サイクロン捕集器３０に供給される。そしてＰＭの粒径が吸着の際に増大させられているため、サイクロン捕集器３０による捕集が促進されることになる。
【００４２】
サイクロン捕集器３０の入口部分に設けられている流速制御弁３４は、ＥＣＵ２５によって制御され、排ガス流量にほぼ比例して流路の実質的な断面積（すなわち、体積流量を流速で除した値）が変更される。その結果、排ガス流量が低い場合には流路の断面積が狭くされ、サイクロン捕集器３０の分離筒３２内における排ガスの流速の低下が抑制される。
【００４３】
サイクロン捕集器３０の入口管３２ａから分離筒３２内に導入された排ガスは、自由渦流を形成して、図３に示される下降旋回流（矢印ａ）となり、その遠心力により排ガス中のＰＭは分離筒３２の内壁に沿って自然落下（矢印ｂ）して、ＰＭ収容部３３に収容される。また、ＰＭが分離した後の清浄ガスは、分離筒３２の途中で発生する上昇流（矢印ｃ）によって、排出筒３２ｂを通ってサイクロン捕集器３０から出て、下流側へと排出される。
【００４４】
サイクロン捕集器３０から排出された排ガスは、ＮＯｘ触媒４０および酸化触媒５０を経て外部に排出されることになる。
【００４５】
以上のとおり、本実施形態では、ＰＭの粒径を増大させるためにＰＭ自体を帯電させるので、粒子凝縮のための特別な媒体を用いることなしに、多様な運転条件に対応することが可能になる。
【００４６】
また、本実施形態では、エンジン１０の状態を示す所定の物理量に基づいて、ＥＣＵ２５によって放電電極２２を制御するので、エンジン１０の状態に応じた適切な運転を行うことが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態では、流速制御弁３４によって、サイクロン捕集器３０に流入する排ガスの流速を変更するので、サイクロン捕集器３０による捕集に適した流速にすることにより、排ガス流量が低い低回転時にもサイクロン捕集器３０内における十分な遠心力を得ることができる。
【００４８】
また本実施形態では、排ガスの温度および流速のうち少なくともいずれかに基づいて、ＥＣＵ２５が流速制御弁３４を制御するので、排ガスの状態に応じた適切な運転を行うことが可能になる。
【００４９】
また本実施形態では、流速制御弁３４が、排気通路１２内の排ガスの流量が大きいときほど排気通路１２の断面積を漸増させるので、サイクロン捕集器３０に供給される排ガスの流速を捕集に適した速度にすることが可能になる。
【００５０】
また本実施形態では、酸化剤としてのオゾンの作用によって、サイクロン捕集器３０に捕集されたＰＭの酸化を促進できる。
【００５１】
また本実施形態では、流速制御弁３４の上流側の側面に、先端が下向きの偏向板３６を設けたので、分離筒３２内の旋回流を促進できる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、放電電極２２の電圧値、流速制御弁３４の開度、およびオゾン発生器６０によるオゾン供給量を設定するための入力変数は上記に例示したものに限られない。また、上記実施形態では放電電極２２への印加電圧を可変としたが、固定値としてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、流速制御弁３４の開度をエンジン運転条件に基づいてＥＣＵ５によって制御することとしたが、流速制御弁は、例えばバネなどの弾性体によって常時付勢されたものであってもよい。この場合には、流速制御弁は上流側に向けて常時付勢され、且つ排ガス流により下流側に向けて開くように設置することにより、排ガス流量に概ね比例した開度を実現することが可能になる。
【００５４】
また、上記実施形態では、サイクロン捕集器３０のＰＭ収容部３３の表面、すなわち外装体３１の底面に触媒物質を担持させたが、このような構成に代えて、またはこのような構成に加えて、図８に示されるように、サイクロン捕集器３０における分離筒３２の下端部と、ＰＭ収容部３３との間に、触媒物質を担持させたハニカム構造体５１を配置してもよい。この場合の好適な触媒物質は上記実施形態のものと同様である。このような構成によれば、さらに好適に排ガスを浄化でき、また粒子状物質の酸化温度を低減することが可能になる上、サイクロン捕集器３０よりも後段の触媒装置における触媒量を抑制することができる。なお、このように触媒物質を担持させたハニカム構造体５１を設置する構成に代えて、ハニカム構造体５１を用いずに、外装体３１の内壁面であって分離筒３２の下端部とＰＭ収容部３３との間の領域に、触媒物質を担持させてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態においてはオゾン供給管６１を外装体３１に固定し、ＰＭ収容部３３に向けてオゾンを供給するようにしたが、このような構成に代えて、図９に示される変形例のサイクロン捕集器１３０のように、オゾン供給管６１を分離筒３２に固定し、分離筒３２内に向けてオゾンを供給するようにしてもよい。また、図１０に示されるように、オゾン供給管６１を分離筒３２の接線方向に向けて設置するのが好適である。この場合には、オゾンが分離筒３２の内周面に沿って流れることが期待できるため、ＰＭおよび排ガス中の他の物質の酸化を促進することができ、また分離筒３２外であるＰＭ収容部３３にオゾンを供給する場合に比べ、ＰＭ収容部３３内の気圧の上昇に伴うＰＭ捕集率の低下を抑制することができる。
【００５６】
また、サイクロン捕集器のＰＭ収容部３３にある程度の量のＰＭが溜まると、帯電した電荷によってＰＭが互いに反発し、分離筒３２から落下してきたＰＭが外装体３１内で沈降せず、雲状に滞留するという現象が生じうる。このような現象を抑制するためには、図９に示されるように、ＰＭ収容部３３の近傍に、帯電除去手段としての導電性スクリーン７０を設置してもよい。
【００５７】
導電性スクリーン７０は、図１１および図１２に示されるように、環状の外枠７１と、その内部に配置された導電性網体７２とを有する。外枠７１の上面および下面には、概ね半球形の多数の突起７３が設置されている。外枠７１、導電性網体７２および突起７３は、いずれもステンレス鋼などの導電体からなる。図１３に示されるように、外装体１３１は上下に分割可能とされており、上部１３１ａのフランジ１３２ａと、下部１３１ｂのフランジ１３２ｂとが、不図示のボルトによって締結されている。両フランジ１３２ａ，１３２ｂの間にリング１３３が挟まれて固定されている。導電性スクリーン７０は、リング１３３と下部１３１ｂとの間に、所定の隙間を介して収容されており、これによって外装体１３１に遊動可能に保持されている。
【００５８】
このような構成によれば、分離筒３２から落下してきたＰＭが導電性スクリーン７０に接触することで除電され、外装体３１内で雲状に滞留するという現象を抑制することができる。また、導電性スクリーン７０を外装体１３１内で遊動可能に保持したので、走行中やエンジン運転中の振動に伴う導電性スクリーン７０の振動により、導電性スクリーン７０上のＰＭの堆積を抑制することができる。なお、導電性スクリーン７０を振動させるためにモータやソレノイドなどのアクチュエータを設置し、これを適宜のタイミングで駆動してもよい。
【００５９】
また、図１４に示されるように、サイクロン捕集器２３０は、単一の外装体２３１内に複数の分離筒２３２を有していてもよい。
【００６０】
また、図１５に示されるように、サイクロン捕集器３３０は、消音器３３１の内部に形成されていてもよい。
【００６１】
また、帯電手段・保持手段およびサイクロン捕集器の組合せが設置される排気経路中の位置は上記実施形態のものに限られず、例えば図１６に示されるように、ＮＯｘ触媒４０よりも下流側であってもよい。この場合におけるサイクロン捕集器４３０の構成は、上記各変形例のいずれであってもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では帯電手段として放電電極２２を利用したが、本発明では排ガス流を利用した摩擦によりＰＭの帯電を促進するための帯電性部材など、ＰＭ自体の帯電を促進する構成であれば他の各種の帯電手段を利用可能である。また、オゾンを外気から生成する構成に代えて、排ガスから生成する構成や、タンクから供給する構成としてもよい。また、上記実施形態では放電電極２２に対し直流の高電圧を印加することとしたが、放電電極２２に対する印加電圧の種類や波形は、交番状のパルスなど任意のものを採用することができる。また、三元触媒および選択還元触媒の種類も、上記実施形態に挙げたもののほか他の各種の公知のものを広く利用でき、そのような変形も本発明の範疇に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態の排ガス浄化装置を示す概略構成図である。
【図２】サイクロン捕集器を示す概略平面図である。
【図３】サイクロン捕集器を示す概略側面図である。
【図４】サイクロン捕集器の流速制御弁を示す概略平面図である。
【図５】流速制御弁を示す平面図である。
【図６】流速制御弁を示す正面図である。
【図７】流速制御弁開度マップの設定例を示すグラフである。
【図８】サイクロン捕集器の変形例の要部を示す概略側面図である。
【図９】サイクロン捕集器の別の変形例を示す概略側面図である。
【図１０】図９のサイクロン捕集器の要部を示す平面断面図である。
【図１１】導電性スクリーンを示す平面図である。
【図１２】導電性スクリーンを示す一部切欠した側面図である。
【図１３】導電性スクリーンの設置状態の要部を示す一部切欠した側面図である。
【図１４】サイクロン捕集器の変形例であって、単一の外装体内に複数の分離筒を有するものを示す概略斜視図である。
【図１５】サイクロン捕集器の変形例であって、消音器の内部に形成されたものを示す概略側面図である。
【図１６】帯電手段・保持手段およびサイクロン捕集器の組合せをＮＯｘ触媒よりも下流側に設置した変形例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１      排ガス処理装置
１０    エンジン
１２    排気通路
２２    放電電極
２３    高電圧電源
２４    ハニカム構造体
２５    ＥＣＵ
３０，１３０，２３０，３３０，４３０    サイクロン捕集器
３２，２３２    離筒
３４    流速制御弁
３７    ステップモータ
【図１】
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【図２】
2007187132.tif 000004
【図３】
2007187132.tif 000005
【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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