(57)【要約】【課題】  排ガス中の水分による回路の短絡を防止することができる、プラズマ放電を利用した排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】  絶縁性ハニカム構造体、前記ハニカム構造体の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース、及び前記ケースの中心軸上に保持されている棒状の放電電極を有する排ガス浄化装置において、前記ケースを絶縁性ハニカム構造体部を下にして水平面に対して３０〜９０°の角度をなすように配置し、前記放電電極を上部からケース内に前記絶縁性ハニカム構造体と接触しないように挿入する。【選択図】      図３
2007090240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ハニカム構造体、
前記ハニカム構造体の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース、及び
前記ケースの中心軸上に保持されている棒状の放電電極
を有する排ガス浄化装置であって、前記ケースが絶縁性ハニカム構造体部を下にして水平面に対して３０〜９０°の角度をなすように配置され、前記放電電極を上部からケース内に前記絶縁性ハニカム構造体と接触しないように挿入している排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記放電電極のケースへの挿入部位を、排ガス流に直接さらされない部位に設ける、請求項１記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ放電を利用して内燃機関等からの排ガス中の有害成分を浄化する排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等において使用される内燃機関や焼却設備から排出される排ガスには、様々な有害成分が含有されている。この有害成分のうち、特にＮＯx、ＳＯx、及び粒状物質（又はパティキュレート、以下「ＰＭ」とする）の排出を低減させることが望まれている。ディーゼルエンジンでは。近年特にＰＭの排出を低減することが強く望まれており、このＰＭを除去するためにパティキュレートフィルターが用いられている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルターは、コージェライト等のセラミックからなる多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路においては出口が目封じされており、各流路を区画する多孔質壁を透過した排ガスのみが下流側へ排出される。そして、排ガス中のＰＭは前記多孔質壁を通過することができないため、この多孔質壁の内側表面においてＰＭが捕集される。
【０００４】
このようなフィルターでは、捕集されたＰＭによりフィルターが目詰まりを起こし、通気抵抗が増加し、エンジンに負担をかける結果となるため、この目詰まりによる通気抵抗が増加する前にＰＭを適宜に燃焼除去し、フィルターの再生を図る必要がある。ところが、通常のディーゼルエンジンの運転状態では、ＰＭが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られない。
【０００５】
そこで最近、放電によってプラズマを発生させ、このプラズマの酸化作用によってＰＭを燃焼除去し、かつプラズマの酸化作用と触媒の還元作用によってＮＯx等を浄化することが提案されている。
【０００６】
このような放電プラズマを用いた排ガス浄化方法には様々な様式があり、例えば図１に示すような、筒状の外周電極１と、この外周電極の中心軸上の放電電極２を有するプラズマリアクターを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３３５６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２に、プラズマリアクターを利用した従来の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置では排ガス流路に放電プラズマ装置３とＰＭ捕集部もしくは排ガス浄化触媒４が外周電極として機能するケース内に一体として連続的に配置され、コロナ放電によりＰＭ捕集部もしくは排ガス浄化触媒４におけるＰＭやＮＯx等の浄化を促進している。しかしながら、このような排ガス浄化装置においては、エンジン停止後に排気管内で結露した水分により、放電電極２と外周電極１との間において短絡することがあり、高電圧の印加ができなくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題を解消し、排ガス中の水分による回路の短絡を防止することができる、プラズマ放電を利用した排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために１番目の発明によれば、
絶縁性ハニカム構造体、
前記ハニカム構造体の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース、及び
前記ケースの中心軸上に保持されている棒状の放電電極
を有する排ガス浄化装置において、前記ケースを絶縁性ハニカム構造体部を下にして水平面に対して３０〜９０°の角度をなすように配置し、前記放電電極を上部からケース内に前記絶縁性ハニカム構造体と接触しないように挿入している。
【００１１】
上記問題点を解決するために２番目の発明によれば、１番目の発明において前記放電電極のケースへの挿入部位を、排ガス流に直接さらされない部位に設けている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放電プラズマ装置とハニカム構造体をケース内に一体として連続的に配置した排ガス浄化装置において、このケースを絶縁性ハニカム構造体部を下にして水平面に対して３０〜９０°の角度をなすように配置し、放電プラズマ装置の放電電極を上部からケース内に前記絶縁性ハニカム構造体と接触しないように挿入することにより、排ガスとともに水分がこの装置内に流入してきても底部から排出され、放電電極とケースとの間に短絡が生ずることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の排ガス浄化装置を図面を参照して説明する。この排ガス浄化装置の一態様は、図３に示すように、絶縁性ハニカム構造体５、前記ハニカム構造体５の外周部に配置され外周電極として機能する、前記ハニカム構造体を収納するケース６、及び前記ケース６の中心軸上に保持されている棒状の放電電極７を有している。そしてケース６は絶縁性ハニカム構造体５を下にして水平面に対して３０〜９０°の角度をなすように配置され、放電電極７はケース６の上部からケース内に前記絶縁性ハニカム構造体５と接触しないように挿入され、絶縁用のアルミナ管もしくは碍子８により保持されている。
【００１４】
放電電極７は電源９に電気的に接続されており、外周電極であるケース６は接地されており、図示していないコントロールユニットからの制御信号に基づいて電源９を作用させることにより、放電電極７とケース６の間でコロナ放電を起こさせ、プラズマを発生させることができるようになっている。
【００１５】
絶縁性ハニカム構造体５としては、コージェライト等のセラミックからなる多孔質のパティキュレートフィルター又はセラミック製のハニカムに貴金属等の触媒金属を担持させた排ガス浄化触媒を用いることができる。
【００１６】
この排ガス浄化装置において、エンジン等から排出された排ガスが流入すると、排ガス中の有害成分の量に応じてコントロールユニットからの制御信号により電源９が作用され、放電電極７とケース６の間にコロナ放電が比較的広範囲にわたって持続される。するとこの部位を通過する排ガスは励起され、排ガス中に含まれるＮＯ等がコロナ放電によりプラズマとして活性化され、活性の高い成分がハニカム構造体５に流入する。
【００１７】
絶縁性ハニカム構造体５としてパティキュレートフィルターを用いる場合、このパティキュレートフィルターに捕集されたＰＭの酸化反応が上記の活性の高い成分により促進される結果、従来よりも低い温度でＰＭが着火して燃焼除去されることになる。また絶縁性ハニカム構造体５として排ガス浄化触媒を用いる場合、排ガス中の成分は活性の高い成分として流入するため、効率よく排ガス中の有害成分の酸化もしくは還元を行い、無害化することができる。
【００１８】
ところで、図２に示すような従来の排ガス浄化装置は、自動車に設置する場合、車両の床面に対して平行に設置し、この平行な方向に排ガスを通して浄化を行っていた。排ガス中には水蒸気も含まれ、従ってエンジン停止後にこの水蒸気は排気管内で結露して水滴を形成し、この水分が排ガス浄化装置に入ると、外周電極であるケース１の底にたまり、放電電極２との間で回路を形成してしまう。その結果、高電圧を加えることができない状態が発生してしまう。
【００１９】
本発明の排ガス浄化装置では、ケースを水平面に対して３０〜９０°の角度をなすように、車両床面に対して縦に配置されているため、水分が流入しても底から容易に流出し、回路の短絡を防止することができる。さらに放電電極７はハニカム構造体５と接触しないように挿入されているため、ハニカム構造体５の上に水分がたまっても、この水分が放電電極５と接することがなく、回路の短絡を防ぐことができる。
【００２０】
放電電極５と外周電極であるケース６との間で短絡が最も起こりやすいのは、放電電極５のケース６への取り付け部であり、この取り付け部では短絡を防ぐため、アルミナ管や碍子等８によって放電電極５がケース６に固定されている。この取り付け部に水分が付着することを防止すれば、回路の短絡をより効果的に防止することができる。そこで、放電電極７のケース６への挿入部位を、排ガス流に直接さらされない部位に設けることが好ましい。換言すれば、図３に示すように、放電電極７のケース６への挿入部位に排ガス流があたらないように、排ガスを導入することが好ましい。
【実施例】
【００２１】
セラミック製パティキュレートフィルターに水を十分吸収させ、図３に示すように排ガス浄化装置に配置し、エンジンをスタートさせ、電圧を印加し、フィルターにおけるＰＭの捕集が機能するまでの時間を測定した。但し、電流値が１０ｍＡを超えると高電圧を印加することができないので、電流値が１０ｍＡ以下になり、３０秒おきに電源スイッチを入れて、静電捕集が機能するようになるまでの時間を測定した。比較として、同じパティキュレートフィルターを用い、図２に示す従来の排ガス浄化装置において同様に測定を子なった。この結果を以下の表１に示す。
【００２２】
【表１】
2007090240.tif 000003
【００２３】
この結果より、本発明の排ガス浄化装置では、エンジン始動と同時にＰＭの静電捕集が可能であり、水分による短絡を防ぐことができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のプラズマ発生装置の斜視図である。
【図２】従来の排ガス浄化装置の略図である。
【図３】本発明の排ガス浄化装置の略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    外周電極
２    放電電極
３    放電プラズマ装置
４    ＰＭ捕集部
５    ハニカム構造体
６    ケース
７    放電電極
８    アルミナ管
９    電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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