JPH056012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車の排気ガスをコロナ放電に
よつて清浄化する為等に用いられるコロナ発生装
置及び排気ガス浄化装置に関し、特に払子コロナ
放電を長期間安定維持して発生することのできる
払子コロナ発生装置及び排気ガス浄化装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の技術としては特開昭57−20510
号に開示されたものがあつた。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
で構成され、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、円筒型集塵筒と
放電線との間に生じた強い静電場の作用によつて
排気ガス中に浮遊する微粒子を集塵筒内壁に吸引
付着し、除塵するようにしたものであつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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が
断線する危険が有つた。

又、排気ガス中のNOxやCOx等の有害ガスを
除却するには吸引付着力が弱く不充分なものであ
つた。

この様な有害ガスを活性化し解離除却する有力
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、一般的なコロナ放電現象で
は、排気ガス中に包含する塵埃等の吸引力や解離
力において所期の値を確保できなかつた。

しかして、当該コロナ放電によつて有害ガスを
解離除却する技術を実用化するためには特異なコ
ロナ、すなわち、払子コロナを発生する必要があ
り、払子コロナの増発を確保する必要があつた。

そして、前記払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
払子コロナの発生に与える影響を排除する必要が
あつた。

〔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発明されたもの
であり、表面に凸部を有する導電体からなる第１
の電極と、該第１の電極に対向し配設される導電
体からなる第２の電極と、該第２の電極の少なく
とも前記第１の電極に対向する面に被着する絶縁
部と、前記第１の電極及び第２の電極に接続する
高圧電源と、前記絶縁部の前記第１の電極側の面
に粘性油を注入する手段を有した払子コロナ発生
装置を提供し、もつて絶縁部の第１の電極側の面
の付着物による凹凸を平滑化し払子コロナ放電の
安定維持に寄与するものである。

また、自動車のエンジンに接続した排気ガス管
と、該排気ガス管に接続した払子コロナ発生装置
とからなる排気ガス浄化装置に於いて、前記払子
コロナ発生装置は、表面が凸部形状に形成された
導電体からなる第１の電極と、該第１の電極に対
向して配設される導電体からなる第２の電極と、
該第２の電極の少なくとも前記第１の電極側の面
に被着する絶縁部と、前記第１の電極及び第２の
電極に接続する高圧電源と、前記絶縁部の前記第
１の電極側の面に粘性油を注入する手段とを有
し、かつ前記排気ガス管に所望数個の払子コロナ
発生装置を接続した排気ガス浄化装置を提供し、
自動車の排気ガスの清浄化に寄与するものであ
る。

〔作用〕

上述の構成からなるこの発明に係る払子コロナ
発生装置は次のように作用する。

すなわち、高圧電源によつて第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の電極との間に払子
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
下これを説明する。

第３図は、高圧電源４によつて第１の電極１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１及
び第２の電極２間に印加される高電圧によつて発
生する電界の方向を示し、ESで示す矢印は粘性
油膜５ａによつて覆われた絶縁部３の表面に蓄積
された電荷によつて生じる逆電界の方向を示し、
Ｐは絶縁部３の表面に蓄積されたプラス電荷を示
し、Ｃ１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払子コロナを示す。

当該第３図で示す状態では、払子コロナＣ１が
発生すると共に絶縁部３の表面にプラス電荷Ｐが
蓄積され、該プラス電荷Ｐの量に応じて逆電界
ESが大きくなり払子コロナＣ１を抑制し、時間
の経過と共に払子コロナ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。

この払子コロナ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じ
るわけであり、この過剰なプラス電荷Ｐを少なく
する手段を講じることによつて払子コロナ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電荷Ｐを中和
し、減少することによつて払子コロナ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、コロナの発生は一旦停止する。

第５図は、前記第３図に示す状態とは逆極性で
あり、高圧電源４によつて第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
ナを示す。

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。

このことによつ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は発生する。

以上、第３図ないし第５図に示す状態の繰返し
によつて払子コロナＣ１の継続的な発生が維持、
確保できる。そして、前記粘性油膜５ａにより絶
縁部３に付着した炭化粒子等による凹凸が平滑化
され、払子コロナＣ１を長期間安定して発生する
ことができる。

〔実施例〕

当該実施例に於いては、この発明を自動車の排
気ガス中の有害ガスの浄化装置として応用した実
施例を説示する。

第１図は、排気ガス管中に形成したこの発明に
よる払子コロナ発生装置６の垂直断面図である。

第１の電極１は、例えばステンレス棒をネジ切
り形状に加工したものである。ネジ切り形状の加
工は、フ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、ネジ切りの山ピ
ツチを変えることによつて第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。

該第１の電極１は、絶縁材料でなる支持部７に
より、円筒状に形成された例えばセラミツクス等
の材料で形成した絶縁部３の中央に支持する。

該絶縁部３の外側には第２の電極２を被着形成
する。

そして、前記第２の電極２は、例えば先ずセラ
ミツクス等の絶縁部３の表面に金属ペーストを印
刷し、焼成して成形する。あるいは、予め金属パ
イプで第２の電極２を作成し、次にこの第２の電
極２の表面に有機ガラス等によつて琺瑯加工を加
えて絶縁部３を形成する。なお、絶縁パイプと金
属パイプの単なる組合せであつてもよい。

前記第１の電極１と第２の電極２とは、高圧電
源４を介して電気的結線されている。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
ずれのものであつてもよい。

又、周波数は一定したものでもよく、イグニシ
ヨンコイル出力等のエンジン回転数に同期した周
波数であつてもよい。

また、第１図に於いて８は、前記絶縁部３の表
面に粘性油膜５ａを形成する手段としての注油パ
イプであり、該注油パイプ８は支持部７に固着し
ている。

そして注油パイプ８は、絶縁部３の上端部から
エンジンオイル等の所定の粘性を有する粘性油５
を滴下すべく、前記絶縁部３に接近して滴下孔８
ａを有する。

また、９は粘性油５の受部であり、該受部９に
は粘性油５を排出するためのキヤツプ１０が螺着
されている。

更に、前記絶縁部３の上下位置には各々後述す
る排気ガス管１３に接続するための接続孔３ａ，
３ｂを有する。

この様に構成された払子コロナ発生装置６は、
第２図に示すごとくエンジン１１と消音器１２と
を連結する排気ガス管１３の経路に介在する。

そして、払子コロナ発生装置６の注油パイプ８
は、粘性油５を溜めたタンク１４に接続する。

第２図に於いて払子コロナ発生装置６は、排気
ガス管１３の経路に並列に３つ設置しているが、
エンジンの排気量等に応じて設置数を調整する。
この場合、前記排気ガス管１３は、払子コロナ発
生装置６との接続箇所に於いて払子コロナ発生装
置６の設置個数に応じた本数に分岐される。

また、払子コロナ発生装置６と消音器１２とも
一体化してもよい。

而して、コロナ発生装置６の第１の電極１と絶
縁層３とで形成した空間には、大規模な払子コロ
ナＣ１が安定維持して発生でき、この中を排気ガ
スが通過するとNOxやCOx等の有害ガスは払子
コロナＣ１の作用によつて活性化され、かつ、解
離されて他の浄化されたガスや水に変化し、大気
中への有害ガスの排出を未然に防止する。

更に、絶縁部３の表面に付着した炭化粒子等が
形成する凹凸は払子コロナＣ１の発生を抑制し、
排気ガスの浄化機能を低下するが、前記炭化粒子
等の付着物が形成する凹凸は絶縁部３の上端部か
ら滴下された粘性油５による粘性油膜５ａによつ
て平滑化され、前記払子コロナＣ１の発生が維持
される。

更にまた、前記粘性油５は第１及び第２の電極
１及び２間の誘電率を大きくし、払子コロナＣ１
の発生効率を向上する。

当該発明者の実験によれば、第１図に示す高圧
電源４によつて周波数が50Hzの交流を10〜15Kv
位に昇圧し、第１の電極１及び第２の電極２間に
印加した所、広範囲に渉つて大規模な払子コロナ
放電現象が惹起され観測された。

そして、得られた払子コロナＣ１も減衰するこ
となく、また、粘性油膜５ａによる絶縁部３の表
面の平滑作用によつて安定維持かつ確保すること
が確認された。

尚、注油パイプ８によつて粘性油５を滴下する
タイミングは、最低限絶縁部３の第１の電極側の
面に凹凸が生じ払子コロナＣ１が火花放電に変化
する時でよく、例えば、前記火花放電の発生をセ
ンサによつて電気的信号として検知し、時限回路
によつて注油パイプ８のバルブを所定時間開放
し、絶縁部３に一定量の粘性油５を滴下するとよ
い。これにより、絶縁部３の表面に効率良く粘性
油膜５ａを形成できる。

あるいは、粘性油５の滴下によつて受部９に溜
まつた粘性油５は、ポンプ等によつて注油パイプ
８側に汲み上げ、循環してもよい。

この場合、前記受部９に溜まつた粘性油５はフ
イルタを介して注油パイプ８側に帰還し、粘性油
５の清浄化を行なうとよい。

又、前記した実施例に於いて、粘性油５の滴下
孔８ａは第１図に示すごとく環状に設けたが、粘
性油５は高圧電源４による電場の中でクーロンカ
を受け、絶縁部３の第１の電極１側の面上に拡散
するため、前記滴下孔８ａは単一の孔又は注入孔
や垂下した注入管であつてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は、払子コロナ発生装置の絶縁部の第
１の電極側の面に粘性油を注入する手段を有した
ことに特徴があり、その為、絶縁部の第１の電極
側の面の付着物による凹凸を前記粘性油膜によつ
て平滑化することができ、その為、大規模な払子
コロナ放電を長期に亘つて安定維持かつ確保して
発生することができる。

又、この発明による払子コロナ発生装置を自動
車の排気ガス管に装着すれば、排気ガス中の有害
ガスを解離又は除塵し、除却できるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の好適な実施例の垂直断面
図である。第２図は、第１図に示す払子コロナ発
生装置を自動車の排気ガス管に介在させた状態を
示す説明図である。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……粘性油、５ａ…
…粘性油膜、６……払子コロナ発生装置、７……
支持部、８……注油パイプ、８ａ……滴下孔、９
……受部、１０……キヤツプ、１１……エンジ
ン、１２……消音器、１３……排気ガス管、１４
……タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面が凸部形状に形成された導電体からなる
   第１の電極と、該第１の電極に対向して配設され
   る導電体からなる第２の電極と、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
   部と、前記第１の電極及び第２の電極に接続する
   高圧電源とからなる払子コロナ発生装置に於い
   て、前記絶縁部の前記第１の電極側の面に粘性油
   を注入する手段を有したことを特徴とする払子コ
   ロナ発生装置。 ２ 前記第１の電極、第２の電極及び絶縁部は略
   垂直方向に設置され、かつ前記粘性油を注入する
   手段は前記絶縁部の上端部から粘性油を滴下する
   注油パイプで構成したことを特徴とする請求第１
   記載の払子コロナ発生装置。 ３ 自動車のエンジンに接続した排気ガス管と、
   該排気ガス管に接続した払子コロナ発生装置とか
   らなる排気ガス浄化装置に於いて、前記払子コロ
   ナ発生装置は、表面が凸部形状に形成された導電
   体からなる第１の電極と、該第１の電極に対向し
   て配設される導電体からなる第２の電極と、該第
   ２の電極の少なくとも前記第１の電極側の面に被
   着する絶縁部と、前記第１の電極及び第２の電極
   に接続する高圧電源と、前記絶縁部の前記第１の
   電極側の面に粘性油を注入する手段とを有し、か
   つ、前記排気ガス管に所望数個の払子コロナ発生
   装置を接続したことを特徴とする排気ガス浄化装
   置。