JPH0447110A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、車両及び船舶に搭載したエンジンや、自家
発電用のエンジン等に於ける排気ガスをコロナ放電によ
って清浄化する排気カス浄化装置に間し、特に払子コロ
ナ放電を長期間安定維持しで発生することのできる払子
コロナ発生部を有した排気カス浄化装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の技術としては特開昭５７　２０５１０号
公報に開示されたものがあった。当該従来の技術によれ
ば、波型に成形した円筒型集塵筒と、該円筒型集塵筒の
中空部に張設された所望数の放電線とて構成され、該放
電線に高電圧を印加し、排気ガス中の例えばタール粒子
や黒鉛等の微粒子を除塵するようにしていた。すなわち
、円筒型集塵引付着し、除塵するようにしたものであっ
た。

［発明が解決し５ようとする問題点］ しかし、前記し・た従来の技術によれば、集塵筒と放電
線との間に火花放電が生じ・たとき放電線か断線する危
険が有った。

また、排気ガス中のＮ０８やＣＯｘ等の有害カスを除却
するには、浄化能力が弱く不充分なものであった。

この様な有害ガスを活性化し除却する有力な放電発生形
態として、近時コロナ放電によるものが考えられたが、
−船釣なコロナ放電現象では、所期の値を確保できなか
った。

その為、当該コロナ放電によって有害ガスを除却する技
術を実用化すべく特異なコロナ、すなわち、電子コロナ
を発生する必要があり、電子コロナの増発を確保する必
要があった。

更に、前記電子コロナを長時間安定して発生するには、
例えば、炭化粒子等の付着による前記電子コロナの発生
に与える影響を排除する必要があった。

［問題点を解決するための手段］ この発明は前述の問題点に鑑み創作されたものであり、 表面に凸部を有する第１の電極、該第１の電極に対向す
る第２の電極、該第２の電極の少なくとも前記第１の電
極側の面に被着する絶縁部、及び前記両電極間に接続す
る高圧電源からなる電子コロナ発生部と、 該電子コロナ発生部に燃料液を注入する注入手段と、 前記電子コロナ発生部から流出した燃料液をエンジンに
供給する供給手段と、 を有した排気ガス浄化装置を提供する。

この発明は、上記構成手段によって電子コロナを安定維
持して発生するとともに、該電子コロナによって排気ガ
スを長期に亘って清浄化するものであり、燃料液を電子
コロナ発生部の洗浄に用いた後、エンジンの燃料として
再使用することを目的としたものである。

［作　　　　　　　用　　］ 上述の構成からなるこの発明に係る排気ガス浄化装置は
次のように作用する。

先ず、電子コロナ発生部に於いて、第１の電極及び第２
の電極間に高電圧を印加すると第２の電極の内面部に被
着する絶縁部と第１の電極との間に電子コロナが発生す
る。

この状態は、第３図ないし第５図に示され、以下にこれ
を説明する。

第３図は、高圧電Ｒ４によって第１の電極ｌにはプラス
電圧が、第２の電極２にはマイナス電圧がそれぞれ印加
された状態を示す。

第３図中にＥＯで示す矢印は、第１の電極】及び第２の
電極２間に印加される高電圧によって発生する電界の方
向を示し、ＥＳて示す矢印は燃料液５によって覆われた
絶縁部３の表面に蓄積された電荷によって生しる逆電界
の方向を示し、Ｐは絶縁部３０表面に蓄積されたプラス
電荷を示し、ＣＩは正極性コロナを示し、ここでは特に
正極性コロナが最も生長した電子コロナを示す。

当該第３図で示す状態では、電子コロナＣＩが発生する
とともに絶縁部３の表面にプラス電荷Ｐが蓄積され、該
プラス電荷Ｐの量に応して逆電界ｐｃ；−ｂイ＋舎どた
ＩＱ　ｉ！、♀１０十ｒ１ル抑陶目、−熱間の経過とと
もに電子コロナＣ１は第１の電極１の近辺にだけ生じる
ブラシコロナ若しくは膜状コロナへと変化減衰してゆく
。

この電子コロナＣ１の変化減衰現象は、結局プラス電荷
Ｐの蓄積量が多く成りすぎたために生しるわけてあり、
この過剰なプラス電荷Ｐを少なくする手段を講しろこと
によって電子コロナＣ１は増加かつ生長する。

この発明に於いては、後述する第４図及び第５図で示す
段階を経て過剰なプラスを荷Ｐを中和し、減少すること
によって電子コロナＣ１の発生を確保している。

第４図は、高圧電源４の出力の極性が切換わる所謂零点
の状態を示す。当該第４図に示す状態では、コロナの発
生を一旦停止する。

第５図は、前記第３図に示す状態とは逆極性であり、高
圧側１によって第１の電極１にはマイナス電圧が、第２
の電極２にはプラス電圧がそれぞれ印加された状態を示
す。

第５図中のｅは電子を示し、Ｃ２は負極性コロすを示す
。

当該第５図で示す状態では、第１の電極１から負極性コ
ロナＣ２及び電子ｅが生じ、電子ｅは絶縁部３の表面に
蓄積したプラス電荷Ｐと結合し中和する。

このことによって過剰なプラス電荷Ｐは減少され、再び
第３図で示す状態に進行したとき払子コロナＣ１は再び
発生する。

上述のごとく、払子コロナ発生部では第３図ないし第５
図に示す状態の繰返しによって払子コロナＣ１が継続的
に発生されるが、絶縁部３に炭化粒子等が付着し、絶縁
部３の表面に凹凸が生じると前記払子コロナＣ１が消失
し、火花放電へと移行する。しかしながら、この発明で
は、燃料液５を注入手段によって前記払子コロナ発生部
６に注入しており、前記絶縁部３の表面の付着物は、燃
料液５によって常に洗浄されている。その為、払子コロ
ナ発生部６ては払子コロナＣＩが長期間安定しＩて発生
される。

そして、前記払子コロナ発生部６に排気カスを通気する
と、排気ガス中のＮ　Ｏ，、Ｓ　Ｏ，、ＣＯ，等の有害
ガスは払子コロナによって発生する０３（オゾン）によ
り酸化されて安定したガスに変化し、あるいはイオン風
により払子コロナ発生部６に吸着されるなどして清浄化
される。

［第１実施例コ 第１図は、この発明の第１実施例を示した垂直断面図で
ある。

同図に於いて、６は、高圧電ｓｉ４の印加によって払子
コロナＣ１を発生する払子コロナ発生部であり、第１の
電極ｌ、第２の電極２、絶縁部３、高圧電Ｒ４、及び支
持部７によって構成している。

詳述すると、前記第１の電極ｌは、例えばステンレス棒
をネジのごとく螺旋加工したものである。

この螺旋加工は、尖ライス盤等の切削加工機を用いて行
なう方法や、焼結等の型加工機を用いて行なう方法等を
適宜選択すればよい。そして、ネジ山のピッチを変える
ことによって第１の電極１の表面における断面形状が三
角形状の凸部や、断面形状が台形状の凸部を形成する。

次に、該第１の電極ｌは、絶縁材料でなる支持部７によ
り、円筒状に形成した例えばセラミックス等の材料で形
成した絶縁部３の中央に支持する。

そして、該絶縁部３の外側には第２の電極２を被着形成
する。

前記第２の電極２は、例えばセラミックス等の絶縁部３
０表面に金属ペーストを印刷し、焼成して形成したもの
である。あるいは、予め金属バイブで第２の電極２を作
成し、次にこの第２の電極φ の表面に有機ガラス等によって琺瑯加工を加えてと 絶縁部３娑形成する。また、絶縁バイブと金属バイブの
単なる糾合せてあってもよい。

前記第１の電極ｌと第２の電極２は、それぞれ高圧側１
に電気的結線している。該高圧電源４は、ある周波数で
正負両極の高電圧を発生する回路であり、その波形は正
弦波やパルス波等のいずれのものであってもよい。

前記した周波数は、一定した周波数、若しくはノＮ　−
、Ｈノ！１２１，１ノｒｌ中＋１竺／ｎ　Ｔ　’／　Ｘ
；　”ノｌ’Ｆｉｌ鮭Ｍ＋７５期した周波数である。

５は、燃料液である。該燃料液５は、前記払子コロナ発
生部６の絶縁部３の付着物の洗浄に適したものであれば
よく、例えば軽油等を使用することができる。

８は、注入手段である。該注入手段８は、前記絶縁部３
の第１の電極１側の面に燃料液５を注入するものであり
、滴下孔８ａを有する。

９は、サブタンクであり、後述するメインタンク１０と
ともに液溜め手段１１を構成している。該サブタンク９
は、払子コロナ発生部６から流出した燃料Ｈ１５を溜め
るためのものであり、沈澱物５ｂを排出するキャップ１
２を螺着し、供給手段Ｉ３と循環バイブ１４を接続して
いる。供給手段１３は、上記サブタンク９に溜めた燃料
液５をエンジン１５に供給すべく、サブタンク９とエン
ジン１５を接続するバイブによって構成している。エン
ジン１５は、ティーゼルエンジンである。また、循環バ
イブ１４は、サブタンク９に溜めた燃料液５をポンプ１
６によっメインタンクＩＯを接続している。

そして、上記供給手段１３及び循環バイブ１４の各先端
部１３ａ及び１４ａは、サブタンク９の底面９ａより若
干高い位置に設定してあり、沈澱物５ｂの吸込みを防止
している。更に、サブタンク９は、排気ガス中に含まれ
た燃料液等のミストな分離する衝突板９ｂを有する。

ｌＯは、メインタンクである。該メインタンク１０は、
外部から容易に給油し得るように成したタンクであり、
添加剤タンク１７とともに注入手段８に接続している。

添加剤タンク１７は、清浄分散剤等の添加剤を燃料液５
に添加するためのタンクであ散 る。ここでいう清浄分番剤は、堆積物プリカーサや油酸
化物を中和若しくは微粒子の状態のまま焼散 粉液５中に分會させるものである。

１８は、下部ダクト、１９は、上部ダクトである。

該下部ダクト１８及び上部ダクト】９は、排気ガスの通
路であり、下部タクト１８はサブタンク９に接続し、上
部ダクト１９はエンジン１５に接続している。

そして、下部ダクト１８と、上部ダクト１９の間には払
子コロナ発生部６を挟持している。詳述すると、前記払
子コロナ発生部６の下部はシリコンゴム製のバ・ンキン
グ２０ａを介して下部ダクト１８に圧接し、同じく上部
はバッキング２０ｂを介してセット部材２１に圧接して
いる。更に、前記セット部材２１はネジ２１ａによって
上部ダクト１９に固定している。

前記セット部材２１は、金属製の部材であり、メンテナ
ンス時に於いて、払子コロナ発生部６の取外し及び装着
を容易にしている。

前記下部ダクト１８と上部ダク）１９の間には、複数の
払子コロナ発生部６を挿通ずるアースプレート２２が設
けられている。該アースプレート２２は、各払子コロナ
発生部６の第２の電極２を高圧電源４の一端餌とともに
接地するための部材であり、該アースプレート２２はコ
ンタクト部材２３を介して前記第２の電極２に電気的接
続している。前記コンタクト部材２３は、略Ｕ字状に成
形した、例えばヘリリウム、カッパー合金材等の金属材
から成る部材であり、払子コロナ発生部６のメンテナン
ス時に於いて、払子コロナ発生部６の取外し及び装着を
容易にしている。

次に、前記した各構成から成る排気ガス浄化装置の作動
を第１図により説明する。

先ず、エンジン＋５から入口孔２４を介して矢印Ｂで示
すことく上部ダクト１９内に送られてきた排気ガスは、
矢印Ｃて示すごとく複数の電子コロナ発生部６内を通過
する。このとき、払子コロナ発生部６の内部は放電現象
により払子コロナＣ１が群列しており、前記排気カスは
全て前記払子コロナＣ１の雰囲気中を通過することと成
る。

前記排気ガスには窒素化合物（Ｎｏ、、）等の有害カス
が含まれているが、これらの有害ガスは前記電子コロナ
発生部６内で発生するオゾンやイオン風等により排気ガ
スから除去される。

そして、前記払子コロナ発生部６を通過した排気ガスは
清浄化され、矢印りて示すことく下部ダクト１８に達し
、矢印Ｅ及び矢印Ｆて示すごとくサブタンク９を介して
排気孔２５に排出される。

一方、燃料液５は、メインタンク１０から注入手に滴下
される。

電子コロナ発生部６内に滴下した燃料液５は、払子コロ
ナＣＩが発生する両電極間に於いて、クーロン力を受け
、あるいはイオン風によって絶縁部３の表面に拡散及び
吸着される。

これにより、絶縁部３０表面は前記燃料液５によって常
に洗浄され、平滑化されることと成る。

そして、前記払子コロナ発生部６から流出した燃↓ 料１ｌＩ５は下部ダクト１８を介しサブタンク９シこ達
する。この時、燃料液５の一部は排気ガス中にミストと
して含まれており、このミストはサブタンク９に設けら
れた衝突板９ｂに衝突し、失速されてサブタンク９内に
回収される。これにより、燃料液５を有効活用できる。

そして、サブタンク９に滞溜した燃料液５はポンプ１６
によってメインタンクｌＯに汲み上げられ、再び払子コ
ロナ発生部６に注入される。

また、サブタンク９に滞溜した燃料液５は、供給手段１
３を介し・てエンジン１５にも供給される。す構成した
フィード・ポンプ（Ｆｅｅｄ　Ｐｕｍｐ＋図示せず）が
作動すると、該フィードポンプが供給手段１３に負圧を
働かせ、これによりサブタンク９に滞溜した燃料液５を
吸い上げる。而して、払子コロナ発生部６を洗浄した燃
料液５は、−旦サブタンク９に溜めた後、エンジン１５
に供給して燃焼される。

［第２実施例］ 第２図は、この発明の第２実施例を示した垂直断面図で
ある。該第２実施例は、前述の第１実施例とほぼ同じ構
成から成るものであり、ここでは共通部分についての説
明を省略し、相違部分について説明を行なう。

第２実施例では、メインタンクｌＯの接続位置が第１実
施例と相違している。すなわち、第２実施例のメインタ
ンク１０は供給手段１３の途中に設けである。該メイン
タンクｌＯは、サブタンク９とほぼ同じ高さに設置し、
かつ、メインタンク１０とサブタンク９を連絡する供給
手段１３の直径を比較的大口径に設定している。そのた
め、例えば車両が加速及び制動を行なうとき、燃料液５
が慣性力を受けてメインタンク１０とサブタンク９の間
を往来し、メインタンク１０中の燃料液５によってサブ
タンク９中の燃料液５が希釈される。

［発明の効果］ この発明は、排気ガス浄化装置を構成する払子コロナ発
生部に燃料液を注入する注入手段を有するとともに、前
記払子コロナ発生部から流出した燃料液をエンジンに供
給する供給手段を有したことに特徴がある。

規模な払子コロナ放電を長期に亘って安定維持かつ確保
して発生することができ、前記コロナ発生部に自動車の
排気ガスを通過することによって排気ガス中の有害ガス
を長期間安定して除去できるとともに、燃料液をエンジ
ンの燃料として再使用することができるため経済的効果
が大きいどいつた優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例の垂直断面図、第２図
は、この発明の第２実施例の垂直断面図である。 第３図ないし第５図は、この発明のコロナ発生状態を説
明するための模式図であり、第３図は正極性コロナ発生
状態を示した図、第４図は零点状態を示した図、第５図
は負極性コロナ発生状態をそれぞれ示した図である。 １・・・第１の電極、２・・・第２の電極、３・・・絶
縁部、４・・・高圧電源、５・・・燃料液、６・・・払
子コロナ発生部、７・・・支持部、８・・・注入手段、
８ａ・・・滴下孔、９・・・サブタンク、ｌＯ・・・メ
インタンク、１１・・・液溜め手段、１３・・・供給手
段、＋４・・・循環パイプ、１５・・・エンジン、１８
・・・下部ダクト、１９・・・上部ダクト以　　　上 第 図 第 図 第 図 手 続 補 正 書 （自発） １、事イｈζ）ん示 平成　２年特許願第１５３７９２ 号 ２、発明の名称 排気ガス浄化装置 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表面に凸部を有する第１の電極、該第１の電極に対向す
   る第２の電極、該第２の電極の少なくとも前記第１の電
   極側の面に被着する絶縁部、及び前記両電極間に接続す
   る高圧電源からなる払子コロナ発生部と、 該払子コロナ発生部に燃料液を注入する注入手段と、 前記払子コロナ発生部から流出した燃料液をエンジンに
   供給する供給手段と、 を有したことを特徴とする排気ガス浄化装置。