JP2503839Y2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、自動車の排気ガスをコロナ放電によって
清浄化する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
ナ発生部を有した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
よっ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った。

［考案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
が有った。

又、排気ガス中のNOxやCOx等の有害ガスを除去するに
は吸引付着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去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
る塵埃等の吸引力において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、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
必要があった。

更に、前記払子コロナを長期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った。

［課題を解決するための手段］ この考案は、前述の問題点に鑑み案出されたものであ
り、ネジ切り形状の導電体からなる第１の電極、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、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第１の電極及び第２の電極に接
続する高圧電源からなる払子コロナ発生部と、前記絶縁
部の前記第１の電極側の面に粘性油膜を形成すべく前記
払子コロナ発生部内に発生する払子コロナの雰囲気中に
粘性油を注入する注入手段と、前記払子コロナ発生部か
ら流出した粘性油を前記注入手段側に循環する循環手段
とを有したことを特徴とする排気ガス浄化装置を提供
し、払子コロナを安定維持して発生すると共に、該払子
コロナによって排気ガスを長期に亘って浄化することを
目的としたものである。

［作用］ 上記の構成からなるこの考案に係る排気ガス浄化装置
は次のように作用する。

先ず、払子コロナ発生部に於いて、ネジ切り形状の導
電体からなる第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前記第
１の電極との間に払子コロナが発生する。

この状態は、第４図ないし第６図に示され、以下これ
を説明する。

第４図は、高圧電源４によって第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４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っ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４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
によって払子コロナC1は増加かつ生長する。

この考案に於いては、後述する第５図及び第６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
とによって払子コロナC1の発生を確保している。

第５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５図に示す状態では、コロナの
発生は一旦停止する。

第６図は、前記第４図に示す状態とは逆極性であり、
高圧電源４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６図中のｅは電子を示し、C2は負極性コロナを示
す。

当該第６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４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４図ないし第
６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、この考案で
は、循環手段によって循環した粘性油５を注入手段、例
えば、注油パイプによって前記払子コロナ発生部に注入
しており、前記絶縁部３の表面は粘性油膜5aによって常
に平滑化されている。その為、払子コロナ発生部６では
払子コロナC1が長期間安定して発生される。

そして、前記払子コロナ発生部６に排気ガスを通気す
ると、排気ガス中のイオン化された有害ガスは払子コロ
ナ発生部の内壁に吸引され、排気ガスは清浄化される。

［実施例］ 第１図ないし第３図は、この考案の好適な実施例を示
した図面である。

当該実施例は、自動車の排気ガス中の有害ガスを浄化
すべく構成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考案による排
気ガス浄化装置Ａの全体を示す垂直断面図である。

同図に於いて、６は高圧電源４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
１、第２の電極２、絶縁部３、高圧電源４、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１は、ネジ切り形状の導
電体でなり、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。前記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の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
よって琺瑯加工を加えて絶縁部３を形成する。また、絶
縁パイプと金属パイプの単なる組合せであってもよい。

前記ネジ切り形状の導電体でなる第１の電極１と第２
の電極２は、それぞれ高圧電源４に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
いずれのものであってもよい。

前記した周波数は、一定した周波数、若しくは、イグ
ニションコイル出力等のエンジン回転数に同期した周波
数である。

次に、第１図に於いて８は、前記絶縁部３の前記第１
の電極１側の面に粘性油５を注入する手段として注油パ
イプである。

該注油パイプ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、滴
下孔8aを有する。

ちなみに、前記滴下孔8aから滴下された粘性油５は前
記第１の電極１と第２の電極２が形成する電場の中に達
したとき、クーロン力を受けて絶縁部３の第１の電極１
側の面上に拡散する。

また、９は粘性油５の受部であり、該受部９には粘性
油５及び受部９の底の沈殿物5bを排出するためのキャッ
プ10が螺着されている。

該受部９には、更に、粘性油５を循環する手段として
のポンプ11に接続する循環パイプ12が連結されている。

該循環パイプ12は、ポンプ11を介して受部９とタンク
13を接続するパイプであり、前記受部９に連結された側
の先端部12aは、受部９の底面9aより高い位置に設定さ
れており、前記沈殿物5bの吸込みを排除している。

また、前記受部９は、排気ガス中に含まれた粘性油５
等のミストを分離する衝突板9bを有する。

前記受部９は、排気ガスの通路である下部ダクト14に
接続されており、該下部ダクト14と相対する位置に設け
られた上部はダクト15によって前記払子コロナ発生部６
が挟持されている。

詳述すると、前記払子コロナ発生部６の下部はシリコ
ンゴム製のパッキング16aを介して下部ダクト14に圧接
され、同じく上部はパッキング16bを介してセット部材1
7に圧接され、更に、前記セット部材17はネジ17aによっ
て上部ダクト15に固定されている。

前記セット部材17は、第２図に示すごとき形状から成
る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。そ
して、ネジ17aが螺合される穴17bに有した鍔部17cと、
Ｏリング17dが装着される溝17eを有した押圧部17fとに
よって構成したものである。

また、前記下部ダクト14と上部ダクト15の間には、複
数の払子コロナ発生部６が挿通されるアースプレート18
が設けられている。

該アースプレート18は、各払子コロナ発生部６の第２
の電極２を高圧電源４の一端側とともに接地するための
部材であり、該アースプレート18はコンタクト部材19を
介して前記第２の電極２に電気的に接続している。前記
コンタクト部材19は、第３図に示すごとく略Ｕ字状に成
形した、例えばベリリウム、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。

尚、第１図に於いて図示していないが、上部ダクト15
の前段には除湿装置を設けており、これにより払子コロ
ナ発生部６に於ける露滴の発生を防止している。

また、前記上部ダクト15はエンジン（図示せず）に接
続し、前記下部ダクト14は排気孔（図示せず）に接続し
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。

例えば、自動車のエンジン（図示せず）から入口孔20
を介して矢印Ｂで示すごとく上部ダクト15内に送られて
きた排気ガスは、矢印Ｃで示すごとく複数の払子コロナ
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、
前記排気ガ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（NOx）等の有害ガスの
不純物が含まれているが、これらイオン化された有害ガ
スは前記払子コロナ発生部６内の電界の放電作用等によ
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、矢印Ｄで示すごとく、下部ダクト14に達し、矢印Ｅ
及び矢印Ｆで示すごとく受部９を介して後段の排気孔21
に排出される。

一方、粘性油５は、タンク13から注油パイプ８及び滴
下孔8aを介して払子コロナ発生部６に注入されている。
前記粘性油５は払子コロナ発生部６内に滴下されること
により、払子コロナC1が発生する両電極間に於いて、ク
ーロン力を受け、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３の表面は前記粘性油５によって
常に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から流出した粘性油５は下部ダクト14を介して
受部９に達する。この時、粘性油５の一部は排気ガス中
にミストとして含まれており、このミストは受部９に設
けられた衝突板9bに衝突し、失速されて受部９内に回収
される。これにより、粘性油５を有効活用できる。そし
て、受部９に滞留した粘性油５はポンプ11によってタン
ク13に汲み上げられ、再び払子コロナ発生部６に注入さ
れる。

［考案の効果］ この考案のは、ネジ切り形状の導電体からなる第１の
電極、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、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第１の電極及び第２
の電極に接続する高圧電源からなる払子コロナ発生部
と、前記絶縁部の前記第１の電極側の面に粘性油膜を形
成すべく前記払子コロナ発生部内に発生する払子コロナ
の雰囲気中に粘性油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粘性油を前記注入手段側に循環
する循環手段とを有したことに特徴があり、特に第１の
電極がネジ切り形状の導電体であり、ネジ山がネジ棒の
表面に一連かつ一条の尖鋭突起体部分として構成してい
る。

而して、平面状の第２の電極と相俟ち構成したので、
コロナ放電の放電現象が極めて平滑化すると共にコロナ
放電能力が高いという優れた効果がある。又、粘性油膜
によって更に、長期間に亘って大規模な払子コロナ放電
の発生を安定維持しかつ確保することができ、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例えばNOx等の不純物を長期間に
亘って安定して除去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、この考案の好適な実施例の垂直断面図、第２
図は、第１図に示すセット部材の一部切欠した側面図、
第３図は、第１図に示すコネクタ部材の一実施例の斜視
図である。 第４図ないし第６図は、この考案のコロナ発生状態を説
明するための模式図であり、第４図は正極コロナ発生状
態を示した図、第５図は零点状態を示した図、第６図は
負極コロナ発生状態をそれぞれ示した図である。 １……ネジ切り形状の導電体からなる第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……払子コロナ発生部、７
……支持部、８……注油パイプ、8a……滴下孔、９……
受部、10……キャップ、11……ポンプ、12……循環パイ
プ、13……タンク、14……下部ダクト、15……上部ダク
ト、17……セット部材、18……アースプレート、19……
コンタクト部材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ネジ切り形状の導電体からなる第１の電
   極、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、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第１の電極及び第２の
   電極に接続する高圧電源からなる払子コロナ発生部と、
   前記絶縁部の前記第１の電極側の面に粘性油膜を形成す
   べく前記払子コロナ発生部内に発生する払子コロナの雰
   囲気中に粘性油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粘性油を前記注入手段側に循環する
   循環手段とを有したことを特徴とする排気ガス浄化装
   置。