JP4345568B2 - 排気処理装置用凝集器 - Google Patents

Description

本発明は、排気処理装置用凝集器に関し、例えば内燃機関の排気ガスに含まれるパティキュレート等の排気微粒子を浄化する排気処理装置に用いられる凝集器に適用して好適なものである。

内燃機関の排気ガスに含まれるパティキュレート等の排気微粒子の大気中への放出を削減させることが大きな課題となっている。

特許文献１では、パティキュレート等の排気微粒子を帯電させるコロナ放電電極と、旋回気流を発生するサイクロンを組合わせた技術が開示されている。排気ガスが流通する筒内面へ、サイクロンにより筒内面に沿って旋回する排気ガスの旋回流を発生させる。排気ガスの旋回流の発生により、コロナ放電電極のコロナ放電による排気微粒子へのマイナス帯電させる電子帯加時間を確保している。その結果、マイナス帯電した排気微粒子が筒内面へ静電捕集される。
特開２００３−１４４９７９号公報

しかしながら、従来技術では、排気微粒子を筒内面へ静電捕集を行なうことができるが、排気微粒子の大きさの大粒子化など凝集性を向上させるものではない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、コロナ放電を利用して排気微粒子を浄化するものにおいて、排気微粒子の凝集性の向上が図れる排気処理装置用凝集器を提供することにある。

本発明の請求項１によると、帯電部と、凝集部と、筒状を呈し、内部に排気通路を形成する内周壁を有するケーングと、を備え、帯電部に発生するコロナ放電を利用して内燃機関からの排気ガス中に含まれる排気微粒子を浄化する排気処理装置に用いられ、コロナ放電により帯電された排気微粒子を凝集部により凝集する排気処理装置用凝集器において、
凝集部は、帯電部の排気ガス流れの下流側に配置される導電性体であって、正電位に印加されている導電性体を備え、
帯電部は、先端部に複数の突起を有する放電電極と、放電電極からコロナ放電を受ける接地電極であって、ケーシングの内周壁で構成される接地電極とを有し、放電電極において複数の突起部は、接地電極である前記内周壁に対し中央部に配置され、かつ内周壁内の同一平面上のみに放射状に配置されていることを特徴とする。

これによると、帯電部と、凝集部とを備え、帯電部に発生するコロナ放電により帯電された排気微粒子を凝集部により凝集する排気処理装置用凝集器において、凝集部には、帯電部の排気ガス流れの下流側に配置される導電性体であって、正電位に印加されている導電性体を備えているので、帯電部のコロナ放電により負電荷の単極性に帯電された排気微粒子は、静電気力で、正電極である導電性体に引き寄せられ易くなる。さらに、排気微粒子が導電性体に引き付けられると、排気微粒子に帯電している負電荷の電子は、導電性体とは逆極性であるために直ちに導電性体に移動し、負電荷が失われた排気微粒子が導電性体に堆積していく。したがって、負電荷が失われた排気微粒子が導電性体に堆積するので、排気微粒子を大粒子化するための凝集性が向上する。

なお、堆積した排気微粒子は、負電荷が失われているので、所定の大きさの粒子に成長すると、排気ガスの流れ等によって導電性体から剥離する。例えば大粒子化した排気微粒子が排気処理装置のパティキュレートフィルタに供給されることで、排気処理装置の排気微粒子の捕集効率が向上される。
本発明の請求項２によると、上記導電性体は、排気ガス流れの流路断面に沿って所定距離の間隔を置いて複数配置されていることを特徴とする。

本発明の請求項３によると、凝集部は、前記導電性体である第１の導電性体とは異なる電位に印加されている第２の導電性体を更に備え、第２の導電性体は、前記第１の導電性体の排気ガス流れの位置に前記第１の導電性体に対向して配置されていることを特徴とする。

これによると、第１の導電性体と第２の導電性体との間で所定の電位差が生じるので、いずれか正電位の高い側、例えば第１の導電性体に引き寄せられ易くすることができる。その結果、第１の導電性体および第２の導電性体のいずれか、例えば第１の導電性体に堆積し易くなるので、排気微粒子の凝集性が更に高められる。

本発明の請求項４によると、第２の導電性体は、負電位に印加されていることを特徴とする。

これによると、第２の導電性体は、負電位に印加されていることが好ましい。これにより、第１の導電性体および第２の導電性体とも正電位を印加されるものに比べて、印加する電力装置を大型化することなく、第１の導電性体と第２の導電性体との電位差を所定の大きさにすることができる。その結果、第１の導電性体に排気微粒子を引き寄せし易くし、排気微粒子の凝集性が更に高められる。

本発明の請求項５によると、第１の導電性体と第２の導電性体は、排気ガス流れの流路断面に沿って交互に配置されていることを特徴とする。

これにより、第１の導電性体と第２の導電性体が排気ガス流れの流路断面に複数配置される場合においても、第１の導電性体と第２の導電性体との間には、所定の電位差を確保することができるので、例えば流路断面に配置される各第１の導電性体へ効率的に排気微粒子を引き寄せることができる。

本発明の請求項６によると、排気ガス流れの流路断面にほぼ沿って配置されるメッシュ状の複数の窓を有する隔壁を備え、第１の導電性体および第２の導電性体は、それぞれ、窓のいずれかに配置されていることを特徴とする。

これによると、排気ガス流れの流路断面にほぼ沿って配置されるメッシュ状の複数の窓を有する隔壁を備え、第１の導電性体および第２の導電性体は、それぞれ、窓のいずれかに配置されていることが好ましい。これにより、隔壁は、第１の導電性体および第２の導電性体が配置されていない窓から排気ガスを流通させることができる。さらに、メッシュ状の隔壁の窓自体は、排気微粒子の捕集を目的とするものではないので、内燃機関の性能等に影響を及ぼさない開口面積つまり流路面積を確保することが容易である。

本発明の請求項７によると、前記導電性体は、略板状または略棒状の断面形状を有することを特徴とする。

これによると、第１の導電性体は、略板状または略棒状の断面形状を有するので、例えば排気ガス流れの流路に対して、内燃機関の性能等に影響を及ぼさない流路面積を確保しながら、第１の導電性体を複数配置することが可能である。

本発明の請求項８によると、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の排気処理装置は、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタを備えており、凝集器とパティキュレートフィルタは、排気ガスの流れ方向に向かって、凝集器、パティキュレートフィルタの順に配置されていることを特徴とする。

これによると、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタを備えており、排気ガスの流れ方向に凝集器、パティキュレートフィルタの順に配置されているので、凝集器で凝集され大粒子化された排気微粒子を、パティキュレートフィルタが補足し易くなり、排気処理装置の浄化性能が向上する。

本発明の請求項９によると、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の排気処理装置は、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタを備えており、凝集器とパティキュレートフィルタは、排気ガスの流れ方向に向かって、パティキュレートフィルタ、凝集器の順に配置されていることを特徴とする。

これによると、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタを備えており、排気ガスの流れ方向にパティキュレートフィルタ、凝集器の順に配置されているので、パティキュレートフィルタを流れる排気微粒子が、パティキュレートフィルタの捕集可能な微粒子の大きさよりも小さい微細なものを含む場合であっても、排気ガス流れの下流側にある凝集器で、微細な排気微粒子を凝集させて大粒子化できる。したがって、例えば人体等に無害な微粒子の大きさ程度に凝集させることが可能であるので、排気処理装置から排出される排気微粒子の浄化が図れる。

以下、本発明の排気処理装置用凝集器を、ディーゼルエンジンの排気処理装置に適用して具体化した実施形態を図面に従って説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の排気処理装置用凝集器の概略構成を示す図であって、図１（ａ）は構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂからみた断面図である。図２は、図１中の凝集部の第１の導電性体を示す模式的断面図である。図３は、図２中の第１の導電性体間の離間距離と、圧損および静電捕集率との関係を説明する図であって、図３（ａ）は離間距離と圧損のグラフ、図３（ｂ）は圧損と静電捕集率のグラフである。図４は、図３（ｂ）において静電捕集率が１００％となる第１の導電性体間の離間距離を説明する図であって、図４（ａ）は離間距離と圧損のグラフ、図４（ｂ）は圧損と静電捕集率のグラフである。図５は、図１中の第１の導電性体に印加する電位を示すグラフである。図６は、本発明の作動を説明するための図であって、図１（ａ）の凝集器内の作動を示す模式図である。

排気処理装置用凝集器（以下、凝集器と呼ぶ）１は、内燃機関（本実施例ではディーゼルエンジン、以下、エンジンと呼ぶ）の排気管（図示せず）の途中に設けられている。図１（ａ）に示すように、凝集器１は、排気管の一部を構成する筒状のケーシング１１と、コロナ放電を発生する帯電部２と、コロナ放電により帯電された排気微粒子を凝集する凝集部４とを含んで構成されている。

なお、排気微粒子は、排気ガスに含まれるパティキュレート等の微粒子であって、炭化系物質を主とする粒子状物質（以下、ＰＭと呼ぶ）、例えばカーボン、ＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｃｔｉｏｎ）、高分子有機化合物、硫酸ミストなどからなる。排気粒子は、０．１μｍから数十μｍ程度の粒径であり、凝集した微粒子は、 １μｍから数百μｍ程度の粒径の粗大粒子となる。

帯電部２は、筒状硝子２２と、筒状硝子２２から露出する先端部２１とを有する放電電極と、接地電極３とから構成されている。放電電極２１、２２は、図示しない直流高電圧電源に接続されている。接地電極３は、導電性材からなり、電気的に接地されている。なお、本実施例では、この接地電極３は、図１（ａ）に示すように、ケーシング１１の内周壁で構成されている。また、本実施例では、放電電極２１、２２を負極とし、直流高圧電源からの負の直流高電圧を印可することにより、放電電極２１、２２の先端部２１と、ケーシング１１内周壁からなる接地電極３の間でコロナ放電を発生させる構成となっている。なお、詳しくは、放電電極は、略棒状であり、両端を除く部位を筒状硝子２２内に絶縁保持した状態でケーシング１１に固定されている。両端のうちケーシング１１内に突き出ている先端部２１をＬ字状に屈曲させて、ケーシング１１から外部へ筒状硝子２２が取り出されるように形成されている。先端部２１には、多数の突起２１ａが設けられており、突起２１は星型状に径方向に突出する形状となっている。このように、先端部２１を、鋭角な突起２１ａを多数有する形状とすることで、放電率を高めるとともに、ケーシング１１内に略均等にコロナ放電をさせて、ケーシング１１内に導かれる排気ガスに含まれる排気微粒子を負（マイナス）帯電させることができる。なお、先端部２１は、星型状に限らず、複数の突起２１が放射状に位置する形状であればよい。突起２１ａの数や形状も、必要に応じて適宜設定変更することができる。なお、この先端部２１には、直流高圧電源から負の直流高電圧（例えば、−２０ＫＶ）を印可され、先端部２１の突起２１ａの近傍においてコロナ放電を発生させる。

凝集部４は、図１（ａ）に示すように、放電電極２１、２２の先端部２１の排気ガス流れの下流に設けられた導電性体（以下、第１の導電性体と呼ぶ）４１を有している。図１（ｂ）に示すように、第１の導電性体４１は略板状に形成される導電性材からなり、直流電源９０に接続されている。第１の導電性体４１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ケーシング１１内に複数個（本実施例では６個）に設けられ、排気ガス流れの流路断面に沿って配置されている。なお、これら第１の導電性体４１は、直流電源９０からの直流電圧Ｅ（図５参照）が印可されている。図１（ｂ）に示すように、第１の導電性体４１とケーシング１１内周壁との間は、絶縁性材からなる絶縁性体４９で接続されている。

図１（ｂ）および図２に示すように、第１の導電性体４１間は所定の距離（以下、メッシュギャップと呼ぶ）Ｇａに離間されており、排気ガスの流れ方向（図２の白抜き矢印方向）に所定の長さ（以下、メッシュ長と呼ぶ）Ｌに第１の導電性体４１が形成されている。第１の導電性体４１のメッシュ長さＬが大きいほど、正（プラス）電荷の界面の面積が拡大される。なお、以下の図３および図４における第１の導電性体４１のメッシュ長さＬを、凝集器１内に搭載可能な大きさの上限とする。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すグラフの横軸は、それぞれ、メッシュギャップＧａ、帯電部２により負（マイナス）帯電した排気微粒子を第１の導電性体４１に静電捕集する静電捕集率を示し、縦軸は第１の導電性体４１を流通する排気流れ（流量）の圧損を示している。図３（ａ）においては、メッシュギャップＧａを小さく設定するほど、圧損が大きくなる。廃棄管内に流通する排気ガスの排気流量が所定量以上確保可能な所定の圧損量を、圧損上限とする。図３（ｂ）においては、第１の導電性体４１の正（プラス）電荷の界面に、負（マイナス）帯電した排気微粒子が捕集され、堆積すると、実際のメッシュギャップＧａが小さくなるため、静電捕集率が大きくなるほど、圧損が大きくなる。所定の圧損量（本実施例では、圧損上限より小さい圧損量）以上の圧損範囲では、静電捕集率が１００％となる。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、メッシュギャップＧａがＧａ＝ａのとき、静電捕集率は、ｂ％となる。そのため、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、静電捕集率１００％になる、メッシュギャップＧａを、Ｇａ＝ｃ〜ｄの範囲になるように、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す６個の第１の導電性体４１を配設する。

次に、上述した構成を有する本実施形態の凝集器１の作動を、以下図１（ａ）および図６に従って説明する。放電電極２１、２２に、直流高圧電源から負の直流高電圧（本実施例では、−２０ＫＶ）を印可すると、先端部２１の突起２１ａ（図１（ａ）参照）近傍において、コロナ放電が発生する（図６中１）。コロナ放電が発生すると、先端部２１（詳しくは、突起２１ａ）から電子が放射される。電子がケーシング１１内に流れる排気ガスに放出されるため、電子親和性の高い酸素などの気体分子がマイナスイオン化し（図６中２）、付近の排気微粒子（ＰＭ）に付着して排気微粒子（ＰＭ）を負（マイナス）に帯電させる（図６中３）。排気微粒子（ＰＭ）は、クーロン力と排気ガス流によって、排気ガス流れの下流側に移動する（図６中４）。なお詳しくは、この下流側には、正電位に印加される第１の導電性体４１が配置されており、排気微粒子（ＰＭ）には主にクーロン力が作用する。ここで、クーロン力Ｆおよび排気ガス流から受ける力Ｆｍは、それぞれ次のように表される。Ｆ＝ｑ×Ｅ、Ｆｍ＝６×ｆ×ａ×Ｖであり、ｑは電荷量、Ｅは電界強度、ｆは粘性係数、ａは粒子径、Ｖは排気ガス流れの流速を表す。負（マイナス）に帯電した排気微粒子（ＰＭ）の下流側には、正電位に印加される第１の導電性体４１が配置されているので、排気ガス流れが低流量、高流量に係わらず、クーロン力Ｆによって第１の導電性体４１に引き付けられ、凝集する。第１の導電性体４１は、アース接地された接地電極３に比べて、負（マイナス）に帯電した排気微粒子（ＰＭ）に作用する電位差が大きいため（クーロン力Ｆが大）、効果的に排気微粒子（ＰＭ）が第１の導電性体４１に静電捕集される（図６中５）。静電捕集されると、排気微粒子（ＰＭ）は第１の導電性体４１の界面に堆積する。堆積した排気微粒子（ＰＭ）は負電荷が失われ、電子を放出し（図６中６）、第１の導電性体４１側に電子が移動する。排気微粒子（ＰＭ）は、排気微粒子（ＰＭ）が堆積していない界面に主に堆積していく。負電荷が失われ、堆積した排気微粒子（ＰＭ）は、所定の大きさに凝集し、粗大化されると、排気ガスの流れ等によって第１の導電性体４１から剥離し、凝集微粒子（凝集ＰＭ）が第１の導電性体４１から放出され、粗大化された凝集微粒子（凝集ＰＭ）が第１の導電性体４１のメッシュギャップＧａを通過して下流側へ移動する。その結果、粗大化された凝集微粒子（凝集ＰＭ）が凝集器１で生成される。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）帯電部２と、凝集部４とを備え、帯電部２に発生するコロナ放電により帯電された排気微粒子（ＰＭ）を凝集部４により凝集する凝集器１において、凝集部４には、帯電部２の排気ガス流れの下流側に配置される第１の導電性体４１を備え、第１の導電性体４１は、正電位に印加されているので、帯電部２のコロナ放電により負電荷の単極性に帯電された排気微粒子（ＰＭ）は、静電気力としてのクーロン力Ｆで、正電極である第１の導電性体４１に引き寄せられ易くなる。さらに、第１の導電性体４１に引き寄せられ、排気微粒子（ＰＭ）が第１の導電性体４１に引き付けられると、排気微粒子（ＰＭ）に帯電している負電荷の電子は、第１の導電性体４１とは逆極性であるために直ちに第１の導電性体４１に移動し、負電荷が失われた排気微粒子（ＰＭ）が第１の導電性体４１に堆積していく。したがって、負電荷が失われた排気微粒子（ＰＭ）が第１の導電性体４１に堆積するので、排気微粒子（ＰＭ）を凝集・大粒子かした凝集微粒子（凝集ＰＭ）にするための凝集性が向上する。

（２）なお、堆積した排気微粒子（ＰＭ）は、負電荷が失われているので、所定の大きさの粗大化された凝集微粒子（凝集ＰＭ）に成長すると、排気ガスの流れ等によって第１の導電性体４１から剥離する。例えば大粒子化した排気微粒子（凝集ＰＭ９が排気処理装置の図示しないパティキュレートフィルタに供給されることで、排気処理装置の排気微粒子の捕集効率が向上される。

（３）さらになお、本実施形態では、第１の導電性体４１は、略板状の断面形状を有するので、排気ガス流れの流路に対して、エンジンの性能等に影響を及ぼさない流路面積を確保しながら、第１の導電性体４１をケーシング１１内に複数（本実施例では６個）配置することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。

第２の実施形態では、図７に示すように、凝集部４において、第１の実施形態で説明した第１の導電性体４１の排気流れの位置に第１の導電性体４１に対向して配置され、異なる電位の第２の導電性体４２が設けられている。図７は、本実施形態の排気処理装置用凝集器を示す図であって、図７（ａ）は構成図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂからみた断面図である。

図７に示すように、第２の導電性体４２は、略板状に形成される導電性材からなり、電気的に接地している。第１の導電性体４１には正電位Ｅが印加されているため、第１の導電性体４１と第２の導電性体４２との電位差は、所定の電位差Ｅが生じている。

なお、本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、第１の導電性体と第２の導電性体は、排気ガス流れの流路断面に沿って交互に配置されている
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）第１の導電性体と第２の導電性体との間で所定の電位差Ｅが生じるので、コロナ放電により負（マイナス）帯電した排気微粒子（ＰＭ）を、第１の導電性体４１に引き寄せられ易くすることができる。

（２）なお、第１の導電性体４１と第２の導電性体４２の組合せが、アース接地されている第２の導電性体４２に比べて電位が高い第１の導電性体４１の場合に限らず、第１の導電性体４１および第２の導電性体４２のうち、いずれか一方が他方に比べて正電位の高い場合であてもよい。これにより、いずれか正電位の高い側、例えば第１の導電性体４１に引き寄せられ易くすることができる。その結果、第１の導電性体４１および第２の導電性体４２のいずれか、例えば第１の導電性体４１に堆積し易くなるので、排気微粒子（ＰＭ）の凝集性が更に高められる。

（３）さらになお、第１の導電性体４１と第２の導電性体４２が排気ガス流れの流路断面に複数配置される場合において、第１の導電性体と第２の導電性体は、排気ガス流れの流路断面に沿って交互に配置されているため、第１の導電性体４１と第２の導電性体４２との間には、所定の電位差Ｅを確保することができるので、流路断面に配置される各第１の導電性体４１へ効率的に排気微粒子を引き寄せることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第２の実施形態で説明した第２の導電性体４２を、電気的に接地させるものに代えて、図８に示すように、負電位に印加されているものとする。図８は、本実施形態に係わる第１の導電性体および第２の導電性体に印加する電位を示すグラフである。

図８に示すように、第２の導電性体４２には、負電位Ｅ０に印加されている。

なお、本実施形態では、負電位Ｅ０は、第２の導電性体４２に直流電圧−Ｅが印加されていることが好ましい。これにより、第１の導電性体４１および第２の導電性体４２には、それぞれ、直流電源９０からの直流電圧Ｅ、直流電圧Ｅ０（詳しくは−Ｅ）（図８参照）を印可することができる。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）負（マイナス）帯電した排気微粒子（ＰＭ）に対して、第１の導電性体４１および第２の導電性体４２を、それぞれ、逆極性、同じ極性に設定するので、第１の導電性体４１と第２の導電性体４２の間に作用する電界に沿って、負（マイナス）帯電した排気微粒子（ＰＭ）を第１の導電性体４１に効率的に引き付けることができる。したがって、第１の導電性体４１への静電捕集性の向上が図れるので、第１の導電性体４１における排気微粒子（ＰＭ）の凝集性が高められる。

（２）なお、本実施形態では、所定の電位差を第１の導電性体４１と第２の導電性体４２の間に発生する場合において、第１の導電性体４１および第２の導電性体４２とも正電位を印加されるものに比べて、印加する電力装置を大型化することなく、第１の導電性体４１と第２の導電性体４２との電位差を所定の大きさにすることができる。

（３）その結果、第１の導電性体４１に排気微粒子（ＰＭ）を引き寄せし易くし、排気微粒子（ＰＭ）の凝集性が更に高められる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１の実施形態で説明した略板状の第１の導電性体４１に代えて、図９に示すように、略棒状の第１の導電性体１４１とする。図９は、本実施形態の排気処理装置用凝集器を示す模式的断面図である。

図９に示すように、第１の導電性体１４１は、排気ガス流れの流路断面に沿って複数個（本実施例では、２５個）配置されている。略棒状の第１の導電性体１４１は、排気ガスの流れ方向に延在している。なお、詳しくは、図９に示すように、排気ガス流れの流路断面にほぼ沿って隔壁１４０が設けられており、隔壁１４０には排気ガス流れの流路断面にほぼ沿って配置されるメッシュ状の複数の開口部（以下、窓と呼ぶ）を有する。第１の導電性体１４１は、隔壁１４０の窓のいずれかに配置されている。

なお、隔壁１４０は、絶縁性材で形成されていることが好ましい。これにより、第１の導電性体４１と接地電極３（詳しくは、ケーシング１１内周壁）との短絡防止が図れる。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）第１の導電性体１４１は略板状の断面形状を有するものに限らず、略棒状の断面形状を有するものであっても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

（２）なお、メッシュ状の隔壁１４０の窓自体は、略棒状の第１の導電性体１４１を配置可能な窓の大きさを有するため、排気微粒子（ＰＭ）の捕集を目的とするものではないので、エンジンの性能等に影響を及ぼさない開口面積つまり流路面積を確保することが容易である。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、第４の実施形態で説明したメッシュ状の複数の窓を有する隔壁１４０において、図１０に示すように、第２の導電性体１４２が隔壁１４０の窓のいずれかに配置さている。図１０は、本実施形態の排気処理装置用凝集器を示す模式的断面図である。

図１０に示すように、隔壁１４０の窓には、略棒状の第２の導電性体１４２が配置されており、第２の導電性体１４２には負電位−Ｅが印加されている。なお、第２の導電性体１４２は電気的に接地されていてもよい。

これにより、隔壁１４０は、第１の導電性体１４１および第２の導電性体１４２が配置されていない窓から排気ガスを流通させることができる。さらに、メッシュ状の隔壁１４０の窓自体は、排気微粒子（ＰＭ）の捕集を目的とするものではないので、エンジンの性能等に影響を及ぼさない流路面積を確保することが容易である。

なお、第１の導電性体１４１と第２の導電性体１４２の間に作用する電界に沿って、負（マイナス）帯電した排気微粒子（ＰＭ）を第１の導電性体１４１に効率的に引き付けることができる。したがって、第１の導電性体１４１への静電捕集性の向上が図れるので、第１の導電性体１４１における排気微粒子（ＰＭ）の凝集性が高められる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、第１の実施形態で説明した凝集器１を、図１１に示すように、エンジン１００の排気管３途中に、排気ガスの流れ方向に向かって、凝集器１、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦと呼ぶ）１１４の順で配置している。図１１は、本実施形態に係わる排気処理装置を示す模式的構成図である。

図１１に示すように、エンジン１００は、吸気管（以下、吸気通路と呼ぶ）１０２と排気管（以下、排気通路と呼ぶ）１０３を備え、吸気通路１０２を通して外部の空気を吸入空気として吸入し、排気通路１０３を通して排気ガスを排出する。排気通路１０３には、図１１に示すように、排気ガスの流れ方向に凝集器１、酸化触媒１０４、ＤＰＦ１１４の順で配置されている。なお、ＤＰＦ１１４は、周知の構成のものであって、例えば、排気ガスが流通可能なセラミック等の多孔質体に白金等の酸化触媒を担持したものが用いられている。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）排気処理装置には、凝集器１と、排気微粒子を捕集可能なＤＰＦ１１４を備えており、排気ガスの流れ方向に凝集器１、ＤＰＦ１１４の順に配置されているので、凝集器１で凝集され大粒子化された排気微粒子（凝集ＰＭ）を、ＤＰＦ１１４が補足し易くなり、排気処理装置の浄化性能が向上する。

（第７の実施形態）
第７の実施形態では、第１の実施形態で説明した凝集器１を、図１２に示すように、エンジン１００の排気通路３途中に、排気ガスの流れ方向に向かって、ＤＰＦ１１４、凝集器１の順で配置している。図１２は、本実施形態に係わる排気処理装置を示す模式的構成図である。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）排気処理装置には、凝集器１と、排気微粒子を捕集可能なＤＰＦ１１４を備えており、排気ガスの流れ方向にＤＰＦ１１４、凝集器１の順に配置されているので、ＤＰＦ１１４を流れる排気微粒子（ＰＭ）が、ＤＰＦ１１４の捕集可能な微粒子の大きさよりも小さい微細なものを含む場合であっても、排気ガス流れの下流側にある凝集器１で、微細な排気微粒子（ＰＭ）を凝集させて大粒子化できる。したがって、例えば人体等に無害な微粒子の大きさ程度に凝集させることが可能であるので、排気処理装置から排出される排気微粒子（ＰＭ）の浄化が図れる。

（その他の実施形態）
以上説明した第６および第７実施形態では、凝集器１として、第１の実施形態で説明した凝集器１を用いたが、凝集器１は、第１の実施形態で説明した凝集器１に限らず、第２の実施形態から第５の実施形態で説明したいずれの凝集器１であってもよい。

本発明の第１の実施形態の排気処理装置用凝集器の概略構成を示す図であって、図１（ａ）は構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂからみた断面図である。 図１中の凝集部の第１の導電性体を示す模式的断面図である。 図２中の第１の導電性体間の離間距離と、圧損および静電捕集率との関係を説明する図であって、図３（ａ）は離間距離と圧損のグラフ、図３（ｂ）は圧損と静電捕集率のグラフである。 図３（ｂ）において静電捕集率が１００％となる第１の導電性体間の離間距離を説明する図であって、図４（ａ）は離間距離と圧損のグラフ、図４（ｂ）は圧損と静電捕集率のグラフである。 図１中の第１の導電性体に印加する電位を示すグラフである。 本発明の作動を説明するための図であって、図１（ａ）の凝集器内の作動を示す模式図である。 第２の実施形態の排気処理装置用凝集器を示す図であって、図７（ａ）は構成図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂからみた断面図である。 第３の実施形態に係わる第１の導電性体および第２の導電性体に印加する電位を示すグラフである。 第４の実施形態の排気処理装置用凝集器を示す模式的断面図である。 第５の実施形態の排気処理装置用凝集器を示す模式的断面図である。 第６の実施形態に係わる排気処理装置を示す模式的構成図である。 第７の実施形態に係わる排気処理装置を示す模式的構成図である。

符号の説明

１ 凝集器
１１ ケーシング
２ 帯電部
２１ 先端部
２１ａ 突起
２２ 筒状硝子
３ ケーシング１１の内周壁（接地電極）
４ 凝集部
４１ 第１の導電性体（導電性体）
９０ 直流電源

Claims (9)

1. 帯電部と、凝集部と、筒状を呈し、内部に排気通路を形成する内周壁を有するケーングと、を備え、前記帯電部に発生するコロナ放電を利用して内燃機関からの排気ガス中に含まれる排気微粒子を浄化する排気処理装置に用いられ、前記コロナ放電により帯電された排気微粒子を前記凝集部により凝集する排気処理装置用凝集器において、
   前記凝集部は、前記帯電部の排気ガス流れの下流側に配置される導電性体であって、正電位に印加されている導電性体を備え、
   前記帯電部は、先端部に複数の突起を有する放電電極と、前記放電電極から前記コロナ放電を受ける接地電極であって、前記ケーシングの前記内周壁で構成される接地電極とを有し、
   前記放電電極において前記複数の突起部は、前記接地電極である前記内周壁に対し中央部に配置され、かつ前記内周壁内の同一平面上のみに放射状に配置されていることを特徴とする排気処理装置用凝集器。
2. 前記導電性体は、排気ガス流れの流路断面に沿って所定距離の間隔を置いて複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排気処理装置用凝集器。
3. 前記凝集部は、
   前記導電性体である第１の導電性体とは異なる電位に印加されている第２の導電性体を更に備え、
   前記第２の導電性体は、前記第１の導電性体の排気ガス流れの位置に前記第１の導電性体に対向して配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気処理装置用凝集器。
4. 前記第２の導電性体は、負電位に印加されていることを特徴とする請求項３に記載の排気処理装置用凝集器。
5. 前記第１の導電性体と前記第２の導電性体は、排気ガス流れの流路断面に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の排気処理装置用凝集器。
6. 排気ガス流れの流路断面にほぼ沿って配置されるメッシュ状の複数の窓を有する隔壁を備え、
   前記第１の導電性体および前記第２の導電性体は、それぞれ、前記窓のいずれかに配置されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の排気処理装置用凝集器。
7. 前記導電性体は、略板状または略棒状の断面形状を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の排気処理装置用凝集器。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の排気処理装置は、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタを備えており、
   前記凝集器と前記パティキュレートフィルタは、排気ガスの流れ方向に向かって、前記凝集器、前記パティキュレートフィルタの順に配置されていることを特徴とする排気処理装置用凝集器。
9. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の排気処理装置は、排気微粒子を捕集可能なパティキュレートフィルタを備えており、
   前記凝集器と前記パティキュレートフィルタは、排気ガスの流れ方向に向かって、前記パティキュレートフィルタ、前記凝集器の順に配置されていることを特徴とする排気処理装置用凝集器。

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