专利名称：排气净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种排气净化装置。
背景技术：
在柴油机的排气(柴油的燃烧气体)中，含有以碳素质构成的煤、以及高沸点的碳氢化合物成分构成的SOF(Soluble OrganicFraction可溶性有机成分)为主要成分，并添加有微量的硫酸盐(雾状的硫酸成分)的组成的微粒(Particulate Matter粒子状的物质)。
为了抑制这种微粒向大气中扩散，多在发动机的排气系统中装入收集微粒用的过滤器。
作为这种微粒过滤器的一例，有通过堇青石等陶瓷形成蜂窝状芯轴，使发动机的排气在被该蜂窝状芯轴的多孔质薄壁分开的多个通路中流动的形式。
在上述微粒过滤器中，将平行排列的多个通路的一端部分每隔一个封闭起来，以便将发动机的排气向与上述通路邻接的气体通路中未封闭的一端部分引导，而且，将发动机的排气流入的气体通路的另一端部分封闭，将与其邻接的气体通路的未封闭的另一端部分连接在消音器上。
即，由多孔质薄壁收集发动机的排气中包含的微粒，仅将透过该多孔质薄壁的排气向大气中排放。
另外，附着在多孔质薄壁上的微粒在发动机的运行状态转移到排气温度增高的区域中时自燃而被氧化处理。
但是，在主要是在市区道路上行驶的公交车等中，通常行驶速度较低，持续能够获得适于微粒的氧化处理的排气温度的机会较少，所以微粒的收集量大于氧化处理量，将导致多孔质薄壁堵塞。
因此，近年来提出了即使排气温度较低也能够对微粒进行氧化处理的等离子体辅助型的排气净化装置(气体反应处理器)(例如参照专利文献1)。
在这种排气净化装置中，将在不锈钢制的圆筒体上实施了穿设加工的外侧电极以及内侧电极同轴地配置在腔室中，在该两电极之间的空隙中填充由介电体构成的颗粒，以便处理对象的发动机的排气能够通过，将发动机的排气向腔室和外侧电极之间的空隙引导。
即，从腔室和外部电极之间送入颗粒填充层的发动机的排气中所包含的微粒附着在颗粒上，仅将通过了颗粒填充层的发动机的排气向大气中排放。
进而，在内侧电极和外侧电极上外加高电压，产生放电等离子体，对发动机的排气进行激励，将未燃烧的碳氢化合物、氧气、一氧化氮活化成含氧碳氢化合物、臭氧、二氧化氮。
这样一来，即使在排气温度较低的情况下，附着在颗粒上的微粒也能够自然而被氧化处理。
专利文献1特表2002-501813号公报但是，在上述的等离子体辅助型的排气净化装置中，由于收集的颗粒的量的分布并非一定是在排气的流动方向上是均匀的，所以在整个内侧电极和外侧电极上产生放电等离子体，从而电力的消耗过大。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种电力消耗小的排气净化装置。
为了实现上述目的，在本发明的第1技术方案中，备有一体电极，其沿着排气流动方向延伸；多个分离电极，其由可收集微粒的导电性过滤器构成，并且沿着排气流动方向排列；放电控制单元，其向一体电极和任意的分离电极供应用于产生放电的电力。还设置有推定各分离电极所捕获到的微粒的量的收集量推定机构，基于该收集量推定机构的计算值，向上述一体电极和任意的分离电极提供用于产生放电的电力。
在本发明的第2技术方案中，备有一体电极，其沿着排气流动方向延伸；多个分离电极，其沿着排气流动方向排列；过滤器，其夹在两电极之间，并且可收集微粒；放电控制单元，其向一体电极和任意的分离电极供应用于产生放电的电力。还设置有推定上述过滤器的微粒收集量分布的收集量推定机构，基于该收集量推定机构的计算值，向上述一体电极和任意的分离电极提供用于产生放电的电力。
在本发明的第1技术方案中，相对于一体电极以及微粒收集量过多的特定的分离电极，从放电控制单元供应用于产生放电的电力，对微粒进行氧化处理。能够通过收集量推定机构计算出分离电极所收集的微粒的量。
在本发明的第2技术方案中，相对于一体电极以及与过滤器的微粒收集量过多的部分相对应的特定的分离电极，从放电控制单元供应用于产生放电的电力，对微粒进行氧化处理。能够通过收集量推定机构计算出过滤器的微粒收集量分布。
根据本发明的排气净化装置，能够获得以下各种优良的效果。
(1)在本发明的第1技术方案中，由于相对于一体电极以及微粒收集量过多的特定的分离电极，从放电控制单元供应用于产生放电的电力，所以能够实现消耗电力的降低。
(2)能够通过收集量推定机构计算出分离电极所收集的微粒的量。
(3)在本发明的第2技术方案中，由于相对于一体电极以及与过滤器的微粒收集量过多的部分相对应的特定的分离电极，从放电控制单元供应用于产生放电的电力，所以能够实现消耗电力的降低。
(4)能够通过收集量推定机构计算出过滤器的微粒收集量分布。
图1为表示本发明的排气净化装置的第1实施例的示意图。
图2为表示本发明的排气净化装置的第2实施例的示意图附图标记的说明2收集量推定机构3放电控制单元5内侧电极(分离电极)6内侧电极(分离电极)7外侧电极(一体电极)22 收集量推定机构23 放电控制单元25 内侧电极(分离电极)26 内侧电极(分离电极)27 内侧电极(分离电极)28 外侧电极(一体电极)30 过滤器
G排气具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例加以说明。
图1表示本发明的排气净化装置的第1实施例，这种排气净化装置备有收集室1，收集量推定机构2，以及放电控制单元3。
收集室1备有壳体4，其组装在成为净化的对象的排气G的流通路径中；多个中空状的内侧电极(分离电极)5、6，其由可收集微粒的导电性过滤器形成，并且在壳体4的内部沿着排气G的流动方向同轴地排列；筒状的外侧电极(一体电极)7，其以在圆周方向上包围该内侧电极5、6的方式设置在壳体4的内部；陶瓷等的介电体8，其覆盖该外侧电极7的内表面。
而且，在排气G的流通路径上，与收集室1分别地装有适用堇青石等的微粒过滤器。
作为上述导电性过滤器，有通过将纤维状的金属叠层并进行烧结而一体化的形式，通过将金属粉末的烧结体、微细的金属网叠层并进行烧结而一体化的形式，或者通过烧结使金属粉末载放在微细的金属网上的形式，上述各形式均可确保气体的通过性并收集微粒。
内侧电极5是排气G的行进方向上靠近上游的端部封闭、而靠近下游的端部开口的形状，内侧电极6是两端部分别开口的形状。
内侧电极5、6经由环状的绝缘材料9连接在一起，而且，在内侧电极6和外侧电极7的排气G的行进方向上靠近下游的部分上，以与这些电极6、7的端部的整周相接触的方式设置有环状的绝缘材料10。
绝缘材料9不仅保证内侧电极5、6相互之间的电绝缘性，而且还使两电极5、6充分离开，以便在两电极5、6之间不产生放电。
即，从发动机(未图示)送出的排气G流入收集室1的内侧电极5、6的外表面和介电体8的内表面之间的空隙11，在从外向内通过了内侧电极5、6后，经过这些内侧电极5、6的内侧空间而向收集室1的下游一侧的消音器(未图示)流出，微粒被作为导电性过滤器的内侧电极5、6收集。
收集量推定机构2向内侧电极5、6通入检查用的电力，计量这些检体的电气特性(阻抗值、电流值、电压值)，基于预先通过实测获得的两电极5、6的微粒的收集量与作为参量的电气特性的相互关系，计算出该时刻的内侧电极5、6的微粒收集量，并输出信号。
由于微粒的主要成分是碳素(导电体)，所以内侧电极5捕获到的微粒的量越多，成为收集量的判定要素的阻抗值就越低，而且电流值增加，进而电压值的降低明显。
即，通过以适当的间隔计量非放电时的内侧电极5、6的电气特性，能够推定出内侧电极5、6捕获到的微粒的量。
在放电控制单元3上连接有上述的收集量推定机构2和交流发电机等车载电源12。
在由收集量推定机构2获得的当时的内侧电极5、6的微粒收集量超过了预定值的情况下，该放电控制单元3向外侧电极7和微粒收集量过多的内侧电极5、6供应电力，产生放电等离子体。
因此，在内侧电极5、6中与外侧电极7之间仅产生与微粒收集量相符的放电等离子体，可通过臭氧或氧原子团等对微粒进行氧化处理。
图2表示本发明的排气净化装置的第2实施例，这种排气净化装置备有收集室21、收集量推定机构22、以及放电控制单元23。
收集室21备有壳体24，其组装在成为净化的对象的排气G的流通路径中；多个中空状的内侧电极(分离电极)25～27，其在壳体24的内部沿着排气G的流动方向同轴地排列；筒状的外侧电极(一体电极)28，其以在圆周方向上包围该内侧电极25～27的方式设置在壳体24的内部；陶瓷等的介电体29，其覆盖该外侧电极28的内表面；用于收集微粒的过滤器30，其夹在上述内侧电极25～27的外表面和介电体29之间。
上述内部电极25～27由具有刚性的多孔材料形成，以使排气G从其外表面一侧向内表面一侧通过，并且保持过滤器30。
而且，过滤器30采用陶瓷颗粒、堇青石蜂窝体等。
内侧电极25是排气G的行进方向上靠近上游的端部封闭、而靠近下游的端部开口的形状，内侧电极26、27是两端部分别开口的形状。
内侧电极25、26经由环状的绝缘材料31连接在一起，而且，内侧电极26、27经由环状的绝缘材料32连接在一起。
而且，在内侧电极27和外侧电极28的排气G的行进方向上靠近下游的部分上，以与这些电极27、28的端部的整周相接触的方式设置有环状的绝缘材料33。
各绝缘材料31、32不仅保证内侧电极25～27相互之间的电绝缘性，而且还使这些电极25～27充分离开，以便在电极25、26之间以及电极26、27之间不产生放电。
即，从发动机送出的排气G流入收集室21的内侧电极25～27的外表面和介电体29的内表面之间的过滤器30的内部，在从外向内通过了内侧电极25～27后，经过这些内侧电极25～27的内侧空间而向收集室21的下游一侧的消音器(未图示)流出，微粒被过滤器30收集。
收集量推定机构22检测发动机转速或排气路径的内压等负荷信息，基于预先通过实测获得的过滤器30的微粒的收集量与作为参量的负荷信息的相互关系，计算出过滤器30的微粒收集量分布，并输出信号。
在放电控制单元23上连接有上述的收集量推定机构22和交流发电机等车载电源34。
这种放电控制单元23基于上述的微粒收集量分布的数据，向与外侧电极28和过滤器30的微粒收集量过多的部分相对应的内侧电极25～27供应电力，产生放电等离子体。
因此，仅在内侧电极25～27中与外侧电极28之间产生放电等离子体，可通过臭氧或氧原子团等对微粒进行氧化处理。
另外，本发明的排气净化装置并不仅限于上述的实施例，作为用于产生放电等离子体的电极，以及作为平板对置型或格子型等的实施方式，采用与图示的圆筒型不同的形状，以及适当地改变分离电极的长度的比例，除此之外，当然也可以在不脱离本发明的宗旨的范围内加以变更。
本发明的排气净化装置能够适用于各种各样的车种。
权利要求
1.一种排气净化装置，其特征是，备有一体电极，其沿着排气流动方向延伸；多个分离电极，其由可收集微粒的导电性过滤器构成，并且沿着排气流动方向排列；放电控制单元，其向一体电极和任意的分离电极供应用于产生放电的电力。
2.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征是，还备有推定各分离电极所捕获到的微粒的量的收集量推定机构，基于该收集量推定机构的计算值，向上述一体电极和任意的分离电极提供用于产生放电的电力。
3.一种排气净化装置，其特征是，备有一体电极，其沿着排气流动方向延伸；多个分离电极，其沿着排气流动方向排列；过滤器，其夹在两电极之间，并且可收集微粒；放电控制单元，其向一体电极和任意的分离电极供应用于产生放电的电力。
4.如权利要求3所述的排气净化装置，其特征是，还备有推定上述过滤器的微粒收集量分布的收集量推定机构，基于该收集量推定机构的计算值，向上述一体电极和任意的分离电极提供用于产生放电的电力。
全文摘要
本发明提供一种电力消耗小的排气净化装置，备有沿着排气(G)流动方向延伸的筒状的外侧电极(7)；由可收集微粒的导电性过滤器构成，并且沿着排气(G)流动方向排列在外侧电极(7)的内部的多个内侧电极(5、6)；推定内侧电极(5、6)的微粒收集量的收集量推定机构(2)；基于收集量推定机构(2)的计算值，向外侧电极(7)和任意的内侧电极(5、6)供应用于产生放电的电力的放电控制单元(3)。
文档编号F01N3/01GK1798908SQ200480015530
公开日2006年7月5日 申请日期2004年6月2日 优先权日2003年6月4日
发明者竹中嘉英, 町田耕一 申请人:日野自动车株式会社