JP5407733B2 - 排気浄化装置 - Google Patents
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Description
請求項4記載の発明では、空気供給部は、加圧した空気を供給するポンプを有している。例えば排気通路を流れる排気の温度に応じてポンプの運転を調整することにより、活性物質生成部へ供給される空気の流量が調整される。したがって、活性物質生成部への過剰な空気の供給を抑えることができ、排気の温度の低下を抑えることができる。
請求項5記載の発明では、空気供給部は、熱交換部を有する。これにより、空気は、予め熱交換部で加熱された後に活性物質生成部へ供給される。したがって、温度の低い空気の供給を低減することができ、排気の温度の低下を抑えることができる。
(第1実施形態)
第1実施形態による排気浄化装置を図1に示す。排気浄化装置10は、排気管11、活性物質生成部12、空気供給部13および制御装置14を備えている。排気管11は、図示しない内燃機関に接続している。排気管11は、管状に形成され、内部に内燃機関から排出される排気が流れる排気通路15を形成している。内燃機関は、例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジンあるいはガスタービンエンジンなど任意に適用することができる。排気通路15は、内燃機関と大気との間を接続している。排気通路15は、排気通路15における排気の流れ方向において活性物質生成部12の下流側に触媒16が設けられている。触媒16は、例えば三元触媒、還元触媒あるいは酸化触媒など内燃機関の種類に応じた各種の触媒、ならびにDPF(Diesel Particulate Filter)などの各種のフィルタなどから構成されている。触媒16は、内燃機関の種類に応じて排気の流れ方向において活性物質生成部12の下流側に限らず、上流側に設けてもよい。排気管11は、排気通路15の内側と外側とを接続する開口17を有している。排気管11は、この開口17の外側に台座部18を有している。排気管11と台座部18との間には断熱材19が設けられている。
制御装置14は、内燃機関が運転中であるか否かを判断する(S101)。制御装置14は、内燃機関が運転中でないと判断すると(S101:No)、処理を終了する。一方、制御装置14は、内燃機関が運転中であると判断すると(S101:Yes)、調整弁部36により廃棄通路部35を閉鎖するとともに(S102)、ポンプ31の作動をオンにする(S103)。このとき、制御装置14は、ポンプ31を最小限の空気吐出量Maiで作動させる。
内燃機関の運転が開始されると、排気通路15を流れる排気の温度、すなわち排気温度Teは徐々に上昇する。そのため、排気管11の台座部18に設けられている取付部21の温度Tは、排気温度Teの上昇にともなって徐々に上昇する。制御装置14は、内燃機関の運転が開始されると、取付部21の温度が上限温度Tmaに到達するまで、ポンプ31を最小の空気吐出量Maiで駆動する。この最小の空気吐出量Maiは、活性物質生成部12への汚れの付着を防止し、活性物質を生成するために必要な空気の供給量に相当する。このとき、取付部21の温度が上限温度Tmaに到達するまでポンプ31から冷却通路部32へ供給される空気量は一定であるため、取付部21の温度は排気の温度の上昇にともなって徐々に上昇する。
第1実施形態では、空気供給部13は、廃棄通路部35を有している。これにより、空気供給部13は、活性物質生成部12の冷却に余剰となる空気を活性物質生成部12よりも大気側である触媒16の下流側に排出する。これにより、余剰となった空気は触媒16の上流側において排気に混合されることがなく、排気の温度の低下が抑えられる。
第2実施形態による排気浄化装置を図4に示す。
第2実施形態の場合、空気供給部13の構成が第1実施形態と異なる。第2実施形態の場合、ポンプ31は、例えば燃料を噴霧するために用いられるブラストポンプなど、内燃機関に設けられている他のポンプと共用されている。これにより、排気浄化装置10の部品点数を低減することができる。
さらに、第2実施形態の場合、排気通路15において活性物質生成部12の下流側に触媒16が設けられていない。そのため、冷却通路部32から分岐する廃棄通路部35は、冷却通路部32と反対側の端部が排気通路15に合流することなく大気に開放されている。
第3実施形態による排気浄化装置を図5に示す。
第3実施形態の場合、空気供給部13の構成が第1実施形態と異なる。第3実施形態の場合、空気を加圧するためのポンプに相当する構成を備えていない。第3実施形態の場合、排気管11は、排気通路15において活性物質生成部12の上流側に偏流板51を有している。偏流板51は、図5の矢印で示すように排気通路15を流れる排気の方向を変更する。これにより、排気通路15における排気の流れ方向において偏流板51の下流側すなわち偏流板51の活性物質生成部12側は、排気通路15の他の部分と比較して圧力が低下する。そのため、冷却通路部32および空気排出部33と排気通路15との間には圧力差が生じ、冷却通路部32および空気排出部33の空気は排気通路15側に吸引される。その結果、ポンプなど空気を加圧する構成を備えていなくても、排気通路15へ空気が供給される。
第4実施形態による排気浄化装置を図6に示す。
第4実施形態は、第3実施形態の変形例である。第4実施形態の場合、排気管11は、排気の流れ方向において活性物質生成部12の上流側で屈曲している。そのため、排気通路15を流れる排気の圧力は、屈曲する排気管11の下流側すなわち活性物質生成部12の近傍において低下する。これにより、冷却通路部32および空気排出部33と排気通路15との間には圧力差が生じ、冷却通路部32および空気排出部33の空気は排気通路15側に吸引される。その結果、第4実施形態の場合も、第3実施形態と同様にポンプに相当する構成が不要となる。また、第4実施形態も、暖気通路部54に熱交換部57が設けられている。そのため、ポンプや過剰な空気を排気する構成を用いない場合でも、供給される空気による排気の過剰な冷却が防止される。したがって、電極部23をはじめとする活性物質生成部12の冷却を図りつつ、電極部23の放電による活性物質の生成を促進することができる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
上記の複数の実施形態は、個別に説明したが、複数の実施形態を組み合わせて排気浄化装置10を構成してもよい。
Claims (5)
- 内燃機関の排気が流れる排気通路を形成している排気管と、
前記排気管に設けられ、前記排気管に接する取付部、および前記取付部の先端に前記排気通路へ露出して放電を発生する電極部を有し、前記電極部の放電により前記排気通路を流れる排気中に活性物質を生成する活性物質生成部と、
前記取付部に冷却用の空気を供給するとともに、前記取付部を冷却した空気を前記活性物質の原料として前記電極部へ供給する空気供給部と、を備え、
前記空気供給部は、前記活性物質生成部の冷却に余剰となる空気を前記活性物質生成部よりも大気側に廃棄する廃棄通路部を有することを特徴とする排気浄化装置。 - 前記空気供給部は、
前記取付部の外周側を包囲して設けられ、前記空気供給部から供給された空気が周回する冷却通路部と、
前記冷却通路部の端部に設けられ、前記冷却通路部を通過した空気が前記排気通路へ露出する前記電極部の周囲に排出される空気排出部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の排気浄化装置。 - 前記空気供給部は、前記廃棄通路部に設けられ廃棄される空気の流量を調整する調整弁部を有することを特徴とする請求項1または2記載の排気浄化装置。
- 前記空気供給部は、加圧した空気を供給するポンプを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の排気浄化装置。
- 前記空気供給部は、供給する空気を前記排気管を流れる排気との間で熱交換する熱交換部を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の排気浄化装置。
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