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JP2006083751A - Exhaust emission control device - Google Patents

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JP2006083751A
JP2006083751A JP2004268634A JP2004268634A JP2006083751A JP 2006083751 A JP2006083751 A JP 2006083751A JP 2004268634 A JP2004268634 A JP 2004268634A JP 2004268634 A JP2004268634 A JP 2004268634A JP 2006083751 A JP2006083751 A JP 2006083751A
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JP
Japan
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exhaust
control device
emission control
opening
ground electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004268634A
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Japanese (ja)
Inventor
Miyao Arakawa
宮男 荒川
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a form of a grounded electrode (a metallic mesh 5) capable of obtaining desired coagulation effect without worsening pressure loss. <P>SOLUTION: A coagulation device 1 has a housing 3 connected with an exhaust pipe 2 to form a part of an exhaust passage, a discharge electrode 4 attached to the housing 3, and the grounded electrode arranged on the downstream side in the direction of flow of exhaust gas more than the discharge electrode 4 to apply high voltage between the discharge electrode 4 and the grounded electrode to generate corona discharge and coagulate PM in exhaust gas by static electricity. The grounded electrode is formed by the circular metallic mesh 5 having many ventilation holes. Rate of hole area of the ventilation hole of the metallic mesh 5 is set to 30 to 90%, and individual ventilation hole has such size that does not prevent groups of coagulated and bulky PMs from passing through. To explain concretely, when diameter of inscribed circle inscribed in the ventilation hole is defined as scale division opening, this scale division opening is set to 0.5 to 2 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、コロナ放電を利用して排気ガスに含まれる粒子状物質を凝集する凝集器を備えた排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device including an aggregator that aggregates particulate matter contained in exhaust gas using corona discharge.

近年、ディーゼルエンジンの排気ガスに対する規制が年々強化されており、特にカーボンを主成分とする粒子状物質(以下、PM)の低減が急務となっている。
排気ガスに含まれるPMを除去する装置として、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタが知られているが、このフィルタによるPMの捕集率を高めるために、コロナ放電を利用してPMを静電凝集させる方法が検討されている。この方法は、排気管の内部にコロナ放電場を形成し、そのコロナ放電場に排気ガスが流れる際に、排気ガスに含まれるPMが帯電することにより、その帯電したPMを静電力によって凝集する方法である。
また、特許文献1には、排気通路内の剪断方向に網体を配設し、その網体に高電圧の電流が流れる様に構成された排気ガス減少器が提案されている。
実開昭53−37813号公報
In recent years, regulations on exhaust gas from diesel engines have been strengthened year by year, and in particular, there is an urgent need to reduce particulate matter (hereinafter referred to as PM) mainly composed of carbon.
As a device for removing PM contained in exhaust gas, for example, a diesel particulate filter is known. In order to increase the PM collection rate by this filter, PM is electrostatically aggregated using corona discharge. A method is being considered. In this method, a corona discharge field is formed inside the exhaust pipe, and when the exhaust gas flows through the corona discharge field, the PM contained in the exhaust gas is charged, thereby aggregating the charged PM by electrostatic force. Is the method.
Patent Document 1 proposes an exhaust gas reducer that is configured such that a mesh body is disposed in a shearing direction in the exhaust passage and a high-voltage current flows through the mesh body.
Japanese Utility Model Publication No. 53-37813

上記のPMを静電凝集させる方法では、排気管の内周壁を集塵電極として利用しているため、帯電したPMが静電力によって集塵電極側へ移動する速度が遅く、効率良く凝集することが困難である。特に、排気流量が多くなると、PMが排気流れに押し流されて集塵電極側へ移動できず、凝集されないままフィルタに流入することがある。
これに対し、特許文献1に記載された網体を集塵電極として利用することが考えられる。この場合、網体は、排気流れと直交するように、排気通路内を横切って配置されるので、PMを効率良く凝集できると共に、排気流量が多い時でも、排気流れと直交する金属メッシュにおいてPMを静電凝集できる。
In the above-described method of electrostatically aggregating PM, the inner peripheral wall of the exhaust pipe is used as a dust collecting electrode, and therefore the charged PM moves slowly toward the dust collecting electrode by electrostatic force, and efficiently aggregates. Is difficult. In particular, when the exhaust flow rate increases, PM may be pushed away by the exhaust flow and cannot move to the dust collecting electrode side, and may flow into the filter without being aggregated.
On the other hand, it is conceivable to use the mesh body described in Patent Document 1 as a dust collecting electrode. In this case, since the mesh body is arranged across the exhaust passage so as to be orthogonal to the exhaust flow, the PM can be efficiently aggregated and the PM in the metal mesh orthogonal to the exhaust flow can be obtained even when the exhaust flow rate is large. Can be electrostatically aggregated.

しかし、上記の特許文献1には、排気通路内の剪断方向に網体を配設することが述べられているだけであり、網体の諸元(例えば、網目の開孔率、網目の形状、網目の大きさ等)までは全く開示されていません。また、特許文献1は、コロナ放電を利用してPMを静電凝集する技術ではないため、単純に、特許文献1に記載された網体を集塵電極として利用するだけでは、所望の凝集効果を期待できない。特に、凝集効果を高めるために網目の開孔率を小さくすると、圧損が上昇してエンジンの出力低下を招く恐れがある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、排気通路内を横切って配置される接地電極を有し、この接地電極が多数の開口部を有する導電性の構造体(例えば、金属メッシュ、多孔質体等)によって構成される排気浄化装置において、圧損を悪化させない範囲で所望の凝集効果を得ることができる接地電極の形態を提供することにある。
However, the above-mentioned Patent Document 1 only describes that the mesh body is disposed in the shearing direction in the exhaust passage, and the specifications of the mesh body (for example, the aperture ratio of the mesh, the shape of the mesh) , Mesh size, etc.) are not disclosed at all. In addition, Patent Document 1 is not a technique for electrostatically aggregating PM using corona discharge. Therefore, a desired aggregation effect can be obtained simply by using the mesh body described in Patent Document 1 as a dust collecting electrode. Can not expect. In particular, if the aperture ratio of the mesh is reduced in order to enhance the agglomeration effect, the pressure loss may increase, leading to a decrease in engine output.
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a conductive structure having a ground electrode disposed across the exhaust passage, the ground electrode having a number of openings. For example, in an exhaust gas purification apparatus constituted by a metal mesh, a porous body, and the like, it is an object of the present invention to provide a configuration of a ground electrode capable of obtaining a desired agglomeration effect within a range not deteriorating pressure loss.

(請求項1の発明)
本発明は、排気通路内に配設される放電電極と接地電極との間に高電圧を印加することで、排気通路内にコロナ放電場を形成し、そのコロナ放電場に排気ガスが流れる際に、その排気ガスに含まれる粒子状物質を静電凝集する凝集器を備えた排気浄化装置であって、接地電極は、放電電極より排気流れ方向の下流側に排気通路内を横切って配置されると共に、凝集した粒子状物質が通過できる開口部を多数有する導電性の構造体によって構成され、この構造体の排気流れ方向に対する全投影面積に占める開口部の面積割合が30%〜90%に設定されていることを特徴とする。
(Invention of Claim 1)
In the present invention, when a high voltage is applied between the discharge electrode and the ground electrode disposed in the exhaust passage, a corona discharge field is formed in the exhaust passage, and the exhaust gas flows through the corona discharge field. In addition, the exhaust gas purification apparatus includes an aggregator that electrostatically aggregates particulate matter contained in the exhaust gas, and the ground electrode is disposed downstream of the discharge electrode in the exhaust flow direction and across the exhaust passage. And an electrically conductive structure having a large number of openings through which the aggregated particulate matter can pass. The ratio of the area of the openings to the total projected area in the exhaust flow direction of the structure is 30% to 90%. It is characterized by being set.

上記の構成では、排気通路内を横切って接地電極を配置している、すなわち排気流れと直交して配置しているので、排気ガスに含まれる粒子状物質(PM)を接地電極において効果的に静電凝集できる。
また、接地電極は、多数の開口部を有する構造体によって構成され、その構造体の開孔率(構造体の排気流れ方向に対する全投影面積に占める開口部の面積割合)が30%〜90%に設定されるので、圧損を悪化させない範囲で所望の凝集効果を得ることができる。つまり、構造体の開孔率が30%を下回ると、構造体の表面積が広くなることで凝集効果は高くなるが、その反面、圧損が急激に増大する。また、構造体の開孔率が90%を超えると、構造体の製造自体が困難になる。従って、構造体の開孔率を30%〜90%に設定することで、圧損を悪化させることなく、凝集効果の高い凝集器を実現できる。
In the above configuration, since the ground electrode is disposed across the exhaust passage, that is, the ground electrode is disposed orthogonal to the exhaust flow, the particulate matter (PM) contained in the exhaust gas is effectively removed from the ground electrode. Capable of electrostatic aggregation.
The ground electrode is constituted by a structure having a large number of openings, and the hole area ratio of the structure (area ratio of the openings in the total projected area with respect to the exhaust flow direction of the structure) is 30% to 90%. Therefore, a desired agglomeration effect can be obtained within a range that does not deteriorate the pressure loss. That is, when the porosity of the structure is less than 30%, the surface area of the structure is increased, and the agglomeration effect is increased. However, on the other hand, the pressure loss is rapidly increased. In addition, when the opening ratio of the structure exceeds 90%, it is difficult to manufacture the structure itself. Therefore, by setting the opening ratio of the structure to 30% to 90%, an agglomerator having a high agglomeration effect can be realized without deteriorating pressure loss.

(請求項2の発明)
請求項1に記載した排気浄化装置において、接地電極を構成する構造体は、開口部の形状に内接する内接円の直径を目開きと定義した場合に、この目開きが0.5mm〜2mmに設定されていることを特徴とする。
目開きを小さくすると、凝集性能は向上するが、目詰まりを生じ易くなる(圧損が大きくなる)。一方、目開きを必要以上に大きくすると、凝集性能が低下する。そこで、排気流速との関係から目開きの最小値を求め、凝集性能との関係から目開きの最大値を求めると、目開き=0.5mm〜2mmに設定されることにより、目詰まりを生じることなく、所望の凝集性能を確保できる。
(Invention of Claim 2)
2. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the structure constituting the ground electrode has an opening of 0.5 mm to 2 mm when the diameter of an inscribed circle inscribed in the shape of the opening is defined as an opening. It is characterized by being set to.
If the opening is reduced, the agglomeration performance is improved, but clogging is likely to occur (pressure loss increases). On the other hand, if the opening is made larger than necessary, the agglomeration performance decreases. Therefore, when the minimum value of the opening is obtained from the relationship with the exhaust flow velocity and the maximum value of the opening is obtained from the relationship with the aggregation performance, the opening is set to 0.5 mm to 2 mm, thereby causing clogging. The desired agglomeration performance can be ensured without this.

(請求項3の発明)
請求項1または2に記載した排気浄化装置において、接地電極を構成する構造体は、開口部の形状が四角形または六角形を含む多角形、あるいは円形または楕円形を含む丸形に形成された金属メッシュであることを特徴とする。
接地電極を構成する構造体として金属メッシュを使用できる。その金属メッシュに形成される開口部の形状は、必ずしも網目状(四角形)である必要はなく、四角形または六角形を含む多角形、あるいは円形または楕円形を含む丸形などを採用できる。
(Invention of Claim 3)
3. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the structure constituting the ground electrode is a metal in which the shape of the opening is a polygon including a square or a hexagon, or a circle including an ellipse or a circle. It is a mesh.
A metal mesh can be used as the structure constituting the ground electrode. The shape of the opening formed in the metal mesh is not necessarily a mesh shape (square), and a polygon including a quadrangle or a hexagon, a round including an ellipse, or the like can be adopted.

(請求項4の発明)
請求項3に記載した排気浄化装置において、複数枚の金属メッシュを排気流れ方向に重ねて配置、あるいは所定距離だけ離して配置していることを特徴とする。
金属メッシュは、1枚である必要はなく、複数枚の金属メッシュを排気流れ方向に重ねて配置、あるいは所定距離だけ離して配置することにより、圧損を増加させることなく、凝集効果を高めることが可能である。
(Invention of Claim 4)
The exhaust emission control device according to claim 3 is characterized in that a plurality of metal meshes are arranged so as to overlap each other in the exhaust flow direction, or are separated by a predetermined distance.
The metal mesh does not need to be a single sheet, and by arranging a plurality of metal meshes in the exhaust flow direction or by separating them by a predetermined distance, the agglomeration effect can be enhanced without increasing pressure loss. Is possible.

(請求項5の発明)
請求項1または2に記載した排気浄化装置において、接地電極を構成する構造体は、排気流れ方向に奥行きを有する多孔質体であることを特徴とする。
接地電極を構成する構造体として、奥行きを有する多孔質体を使用することにより、接地電極の表面積が大きくなるので、凝集効率が高まると共に、多孔質体の内部をPMが通過する際に、壁面への衝突による凝集効果も期待できる。
(Invention of Claim 5)
The exhaust emission control device according to claim 1 or 2, wherein the structure constituting the ground electrode is a porous body having a depth in the exhaust flow direction.
By using a porous body having a depth as a structure constituting the ground electrode, the surface area of the ground electrode is increased, so that the aggregation efficiency is increased and the wall surface is passed when PM passes through the porous body. The agglomeration effect by the collision with can also be expected.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail by the following examples.

図1は排気浄化装置の構成を示す断面図である。
実施例1に示す排気浄化装置は、図1に示す様に、内燃機関(例えば、ディーゼルエンジン)の排気通路に配設される凝集器1を備えている。
この凝集器1は、排気管2に接続されて排気通路の一部を形成するハウジング3と、このハウジング3に取り付けられる放電電極4と、この放電電極4より排気流れ方向の下流側に配置される接地電極(金属メッシュ5)とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the exhaust emission control device.
As shown in FIG. 1, the exhaust emission control device shown in the first embodiment includes an aggregator 1 disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine (for example, a diesel engine).
The aggregator 1 is disposed on the downstream side of the discharge electrode 4 with respect to the housing 3 connected to the exhaust pipe 2 and forming a part of the exhaust passage, the discharge electrode 4 attached to the housing 3, and the discharge electrode 4. And a ground electrode (metal mesh 5).

ハウジング3は、金属製(例えばSUS)であり、排気管2より外径が大きい円筒形状に設けられて、アース接続されている。このハウジング3は、円筒形状の中心軸が天地方向を向いて配置されると共に、凝集器1より上流側に配設される排気管2がハウジング3の上部側面に接続されて、ハウジング3の内部を図1に示す上から下へ向かって排気ガスが流れる様に構成されている。   The housing 3 is made of metal (for example, SUS), is provided in a cylindrical shape having an outer diameter larger than that of the exhaust pipe 2, and is grounded. The housing 3 has a cylindrical central axis facing the top-and-bottom direction, and an exhaust pipe 2 disposed upstream of the aggregator 1 is connected to the upper side surface of the housing 3 so that the interior of the housing 3 As shown in FIG. 1, the exhaust gas flows from the top to the bottom.

放電電極4は、棒状に設けられて、筒状の碍子6に絶縁保持され、その碍子6を介してハウジング3の上端面3aの中央部に取り付けられている。放電電極4の一端側は、ハウジング3の内部に突出して、その先端部が碍子6より露出している。また、先端部には、例えば、星形状に径方向に突出する多数の突起7が設けられている。放電電極4の先端部に多数の突起7を設けることにより、放電率を高めることができ、且つハウジング3の内部に均等にコロナ放電を発生させることが可能となる。放電電極4の他端側は、ハウジング3の外部に取り出され、碍子6より露出する後端部が図示しない直流高電圧電源に接続される。   The discharge electrode 4 is provided in a rod shape, is insulated and held by a cylindrical insulator 6, and is attached to the central portion of the upper end surface 3 a of the housing 3 via the insulator 6. One end side of the discharge electrode 4 protrudes into the housing 3, and its tip is exposed from the insulator 6. In addition, for example, a large number of projections 7 projecting radially in a star shape are provided at the tip portion. By providing a large number of protrusions 7 at the tip of the discharge electrode 4, the discharge rate can be increased, and corona discharge can be evenly generated inside the housing 3. The other end side of the discharge electrode 4 is taken out of the housing 3 and the rear end portion exposed from the insulator 6 is connected to a DC high voltage power source (not shown).

接地電極は、図2に示す様に、多数の通気孔5a(本発明の開口部)を有する円形状の金属メッシュ5によって形成される。この金属メッシュ5は、ハウジング3の内部を流れる排気流れと直交するように、ハウジング3の内部を横切って配置され、自身の外周縁がハウジング3の内周面に固定されて、そのハウジング3を介してアース接続されている。なお、金属メッシュ5の通気孔5aは、特定の形状に限定されるものではなく、例えば、図3に示す様に、(a)四角形、(b)円形、(c)六角形等が考えられる。   As shown in FIG. 2, the ground electrode is formed of a circular metal mesh 5 having a large number of air holes 5a (openings of the present invention). The metal mesh 5 is arranged across the interior of the housing 3 so as to be orthogonal to the exhaust flow flowing through the interior of the housing 3, and its outer peripheral edge is fixed to the inner peripheral surface of the housing 3. Is connected to ground. In addition, the ventilation hole 5a of the metal mesh 5 is not limited to a specific shape. For example, as shown in FIG. 3, (a) a square, (b) a circle, (c) a hexagon, etc. are conceivable. .

この金属メッシュ5は、通気孔5aの開孔率(排気流れ方向に対する金属メッシュ5の全投影面積に占める全通気孔5aの面積割合)が30%〜90%に設定されている。
また、個々の通気孔5aは、凝集して粗大化したPM群の通過を妨げない程度の大きさを有している。具体的には、図3に示す様に、通気孔5aに内接する内接円の直径(通気孔5aが円形の場合は、その内径)を目開きdと定義した場合に、この目開きdが0.5mm〜2mmに設定されている。
In the metal mesh 5, the opening ratio of the vent holes 5a (the area ratio of the total vent holes 5a in the total projected area of the metal mesh 5 with respect to the exhaust flow direction) is set to 30% to 90%.
The individual vents 5a have a size that does not hinder the passage of the aggregated and coarsened PM group. Specifically, as shown in FIG. 3, when the diameter of an inscribed circle inscribed in the vent hole 5a (inner diameter when the vent hole 5a is circular) is defined as an aperture d, the aperture d Is set to 0.5 mm to 2 mm.

金属メッシュ5の取付け位置は、放電電極4の先端部(突起7)と金属メッシュ5との距離(軸方向距離)が、放電電極4の先端部(突起7)とハウジング3の内周面との距離(径方向距離)よりも長くなる様に配置することが望ましい。これにより、排気ガス流量が少ない低流量時には、主にハウジング3の内周面にてPMを凝集させ、排気ガス流量が多い高流量時には、排気流れによってハウジング3の内周面へ移動できないPMを、排気流れと直交する様に配置された金属メッシュ5で凝集させることができる。   The attachment position of the metal mesh 5 is such that the distance (axial distance) between the tip portion (projection 7) of the discharge electrode 4 and the metal mesh 5 is the tip portion (projection 7) of the discharge electrode 4 and the inner peripheral surface of the housing 3. It is desirable to arrange it to be longer than the distance (distance in the radial direction). As a result, when the exhaust gas flow rate is low, PM is aggregated mainly on the inner peripheral surface of the housing 3, and when the exhaust gas flow rate is high, PM that cannot move to the inner peripheral surface of the housing 3 due to the exhaust flow. The metal mesh 5 can be aggregated so as to be orthogonal to the exhaust flow.

次に、本実施例の排気浄化装置の作動を説明する。
a)排気ガス流量が少ない低流量時(図4参照)
放電電極4に直流高電圧電源から負の直流高電圧(例えば、−20KV)を印加すると、先端部(突起7)の近傍にコロナ放電が発生して電子が放射され(図中1)、電子親和性の高い酸素がマイナスイオン化する(図中2)。このイオン化した酸素が付近のPMに付着すると、負に帯電したPM(図中3)がクーロン力および排気流れによって移動する。但し、低流量時には、排気流れが弱いため、帯電したPMは、クーロン力によって主にハウジング3の内周面に引き付けられ(図中4)、PM同士が凝集して粗大化する(図中5)。粗大化したPM群は、アース接続されたハウジング3に電子を放出(図中6)した後、自重により、または排気流れにより、ハウジング3の内周面から離脱して、金属メッシュ5の通気孔5aを通過して下流へ移動する(図中7)。
Next, the operation of the exhaust purification system of this embodiment will be described.
a) At low flow rate with low exhaust gas flow rate (see Fig. 4)
When a negative DC high voltage (for example, −20 KV) is applied to the discharge electrode 4 from a DC high voltage power source, a corona discharge is generated in the vicinity of the tip (projection 7), and electrons are emitted (1 in the figure). Oxygen with high affinity is negatively ionized (2 in the figure). When this ionized oxygen adheres to nearby PM, the negatively charged PM (3 in the figure) moves due to the Coulomb force and the exhaust flow. However, since the exhaust flow is weak at a low flow rate, the charged PM is mainly attracted to the inner peripheral surface of the housing 3 by the Coulomb force (4 in the figure), and the PMs aggregate and become coarse (5 in the figure). ). The coarse PM group emits electrons to the grounded housing 3 (6 in the figure), and then leaves the inner peripheral surface of the housing 3 by its own weight or by an exhaust flow, and the ventilation holes of the metal mesh 5 It moves downstream through 5a (7 in the figure).

b)排気ガス流量が多い高流量時(図5参照)
この高流量時には、低流量時より排気流れが強くなるため、クーロン力によってハウジング3の内周面に引き付けられるPMが減少し、排気流れによって移動するPMが増大する(図中4)。その結果、排気流れによって移動するPMが金属メッシュ5に引き付けられ、その金属メッシュ5にてPM同士が凝集して粗大化する(図中5)。粗大化したPM群は、低流量時の場合と同様に、アース接続された金属メッシュ5に電子を放出(図中6)した後、自重により、または排気流れにより、金属メッシュ5から離脱して、金属メッシュ5の通気孔5aを通過して下流へ移動する(図中7)。
b) At high flow rate with large exhaust gas flow rate (see Fig. 5)
At this high flow rate, the exhaust flow becomes stronger than at the low flow rate, so that the PM attracted to the inner peripheral surface of the housing 3 by the Coulomb force decreases, and the PM that moves by the exhaust flow increases (4 in the figure). As a result, the PM that moves due to the exhaust flow is attracted to the metal mesh 5, and the PMs aggregate and coarsen in the metal mesh 5 (5 in the figure). The coarse PM group is released from the metal mesh 5 by its own weight or by exhaust flow after emitting electrons (6 in the figure) to the grounded metal mesh 5 as in the case of a low flow rate. Then, it moves downstream through the vent 5a of the metal mesh 5 (7 in the figure).

(実施例1の効果)
上記の凝集器1では、放電電極4の下流側に接地電極を形成する金属メッシュ5を有し、その金属メッシュ5がハウジング3の内部を流れる排気流れと直交するように、ハウジング3の内部を横切って配置されている。この構成によれば、例えば、排気流れが強くなる高流量時に、PMが排気流れに押し流されてハウジング3の内周面に凝集できなくなる場合でも、金属メッシュ5に引き付けられることで、その金属メッシュ5にて凝集できる。その結果、低流量時だけでなく、高流量時においても、効率良くPMを凝集できる。
(Effect of Example 1)
The aggregator 1 has a metal mesh 5 that forms a ground electrode on the downstream side of the discharge electrode 4, and the interior of the housing 3 is arranged so that the metal mesh 5 is orthogonal to the exhaust flow flowing inside the housing 3. It is arranged across. According to this configuration, for example, even when PM is pushed away by the exhaust flow and cannot be agglomerated on the inner peripheral surface of the housing 3 at a high flow rate at which the exhaust flow becomes strong, the metal mesh is attracted to the metal mesh 5. 5 can be agglomerated. As a result, PM can be efficiently aggregated not only at a low flow rate but also at a high flow rate.

また、実施例1に記載した金属メッシュ5は、通気孔5aの開孔率が30%〜90%に設定されるので、圧損を悪化させない範囲で所望の凝集効果を得ることができる。すなわち、通気孔5aの開孔率が小さくなると、金属メッシュ5の表面積が広くなることで凝集効果は高くなるが、その反面、圧損が増大する。そこで、開孔率と圧損との関係から開孔率の最小値を求めると、図6に示す様に、圧損既定値を満足できる最小の開孔率=30%となる。また、通気孔5aの開孔率が90%を超えると、圧損は小さくなるが、金属メッシュ5の製造自体が困難になる。従って、通気孔5aの開孔率を30%〜90%に設定することで、圧損を悪化させることなく、凝集効果の高い凝集器1を実現できる。   Moreover, the metal mesh 5 described in Example 1 can obtain a desired aggregating effect within a range in which the pressure loss is not deteriorated because the opening ratio of the air holes 5a is set to 30% to 90%. That is, when the opening ratio of the air holes 5a is reduced, the surface area of the metal mesh 5 is increased, so that the agglomeration effect is increased, but on the other hand, the pressure loss is increased. Therefore, when the minimum value of the hole area ratio is determined from the relationship between the hole area ratio and the pressure loss, the minimum hole area ratio that satisfies the predetermined value of the pressure loss is 30% as shown in FIG. In addition, when the opening ratio of the air holes 5a exceeds 90%, the pressure loss is reduced, but the manufacture of the metal mesh 5 is difficult. Therefore, by setting the aperture ratio of the vent hole 5a to 30% to 90%, the agglomerator 1 having a high aggregating effect can be realized without deteriorating the pressure loss.

さらに、金属メッシュ5は、通気孔5aの目開きdが0.5mm〜2mmに設定されている。この目開きdを小さくすると、凝集性能は向上するが、圧損が大きくなる。一方、目開きdを必要以上に大きくすると、凝集性能が低下する。そこで、排気流速との関係から目開きdの最小値を求めると、図7に示す様に、最大排気流速を20m/秒とした場合に、圧損既定値を満たす目開きdの最小値=0.5mmとなる。つまり、排気流速が最大20m/秒までの領域では、目開きdを0.5mm以上に設定すれば、圧損既定値を満たすことができる。   Further, in the metal mesh 5, the opening d of the vent hole 5a is set to 0.5 mm to 2 mm. If the opening d is reduced, the agglomeration performance is improved, but the pressure loss is increased. On the other hand, when the opening d is increased more than necessary, the aggregation performance is lowered. Therefore, when the minimum value of the opening d is obtained from the relationship with the exhaust flow rate, as shown in FIG. 7, when the maximum exhaust flow rate is 20 m / sec, the minimum value of the opening d that satisfies the pressure loss predetermined value = 0. .5mm. That is, in the region where the exhaust flow rate is up to 20 m / sec, the pressure loss predetermined value can be satisfied by setting the aperture d to 0.5 mm or more.

一方、凝集性能との関係から目開きdの最大値を求めると、図8に示す様に、凝集既定値を満たす目開きdの最大値=2mmとなる。つまり、目開きdが2mmを超えると、所望の凝集性能が得られなくなる。
上記の結果、通気孔5aの目開きd=0.5mm〜2mmに設定することにより、目詰まりを生じることなく、所望の凝集性能を確保できる。
On the other hand, when the maximum value of the opening d is obtained from the relationship with the aggregation performance, the maximum value of the opening d satisfying the predetermined aggregation value = 2 mm as shown in FIG. That is, when the mesh size d exceeds 2 mm, desired aggregation performance cannot be obtained.
As a result, by setting the aperture d of the vent hole 5a to 0.5 mm to 2 mm, desired aggregation performance can be ensured without causing clogging.

(変形例)
実施例1では、接地電極として金属メッシュ5を使用する例を記載したが、この金属メッシュ5を複数枚重ねて使用することもできる。あるいは、複数枚の金属メッシュ5を所定距離だけ離して配置することもできる。
また、金属メッシュ5以外にも、排気流れ方向に奥行きを有する多孔質体(例えば、メタルハニカム等)を接地電極として使用することもできる。
実施例1では、凝集器1を天地方向に向けて配置しているが、排気管2の延長方向(水平方向)に配置しても良い。
(Modification)
In Example 1, although the example which uses the metal mesh 5 as a ground electrode was described, the metal mesh 5 can also be used in piles. Alternatively, the plurality of metal meshes 5 can be arranged apart by a predetermined distance.
In addition to the metal mesh 5, a porous body (for example, a metal honeycomb) having a depth in the exhaust flow direction can be used as the ground electrode.
In the first embodiment, the aggregator 1 is disposed in the vertical direction, but may be disposed in the extending direction (horizontal direction) of the exhaust pipe 2.

排気浄化装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an exhaust gas purification apparatus. 金属メッシュの平面図である。It is a top view of a metal mesh. 目開きの定義を説明する通気孔の平面図である。It is a top view of the vent hole explaining the definition of the mesh opening. 凝集器の作動説明図である(低流量時)。It is operation | movement explanatory drawing of an aggregator (at the time of low flow rate). 凝集器の作動説明図である(高流量時)。It is operation | movement explanatory drawing of an aggregator (at the time of high flow rate). 金属メッシュの開孔率と圧損との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the aperture ratio of a metal mesh, and pressure loss. 排気流速と目開きとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an exhaust gas flow velocity and opening. 目開きと平均粒径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an opening and an average particle diameter.

符号の説明Explanation of symbols

1 凝集器
4 放電電極
5 金属メッシュ(接地電極、導電性の構造体)
5a 通気孔(開口部)
1 Aggregator 4 Discharge electrode 5 Metal mesh (ground electrode, conductive structure)
5a Vent (opening)

Claims (5)

排気通路内に配設される放電電極と接地電極との間に高電圧を印加することで、前記排気通路内にコロナ放電場を形成し、そのコロナ放電場に排気ガスが流れる際に、その排気ガスに含まれる粒子状物質を静電凝集する凝集器を備えた排気浄化装置であって、
前記接地電極は、前記放電電極より排気流れ方向の下流側に前記排気通路内を横切って配置されると共に、凝集した粒子状物質が通過できる開口部を多数有する導電性の構造体によって構成され、この構造体の排気流れ方向に対する全投影面積に占める前記開口部の面積割合が30%〜90%に設定されていることを特徴とする排気浄化装置。
By applying a high voltage between the discharge electrode disposed in the exhaust passage and the ground electrode, a corona discharge field is formed in the exhaust passage, and when exhaust gas flows through the corona discharge field, An exhaust purification device comprising an agglomerator that electrostatically aggregates particulate matter contained in exhaust gas,
The ground electrode is disposed across the exhaust passage downstream of the discharge electrode in the exhaust flow direction, and is configured by a conductive structure having many openings through which aggregated particulate matter can pass. An exhaust emission control device, wherein an area ratio of the opening to a total projected area of the structure with respect to an exhaust flow direction is set to 30% to 90%.
請求項1に記載した排気浄化装置において、
前記接地電極を構成する構造体は、前記開口部の形状に内接する内接円の直径を目開きと定義した場合に、この目開きが0.5mm〜2mmに設定されていることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 1,
The structure constituting the ground electrode is characterized in that when the diameter of an inscribed circle inscribed in the shape of the opening is defined as an opening, the opening is set to 0.5 mm to 2 mm. Exhaust purification device.
請求項1または2に記載した排気浄化装置において、
前記接地電極を構成する構造体は、前記開口部の形状が四角形または六角形を含む多角形、あるいは円形または楕円形を含む丸形に形成された金属メッシュであることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 1 or 2,
The structure constituting the ground electrode is a metal mesh formed with a polygonal mesh including a quadrangle or a hexagon, or a circular mesh including a circle or an ellipse. .
請求項3に記載した排気浄化装置において、
複数枚の前記金属メッシュを排気流れ方向に重ねて配置、あるいは所定距離だけ離して配置していることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 3,
An exhaust emission control device, wherein a plurality of the metal meshes are arranged so as to overlap each other in the exhaust flow direction, or are separated by a predetermined distance.
請求項1または2に記載した排気浄化装置において、
前記接地電極を構成する構造体は、排気流れ方向に奥行きを有する多孔質体であることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 1 or 2,
The exhaust purification apparatus according to claim 1, wherein the structure constituting the ground electrode is a porous body having a depth in the exhaust flow direction.
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