专利名称：柴油发动机排放气体的电气式处理方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及把柴油发动机的排放气体中包含的以碳为主体的颗粒物质(Particulate Matter以下称为“PM”)除去进行净化的排放气体处理技术，更为详细地说，涉及利用电晕放电的柴油发动机排放气体的电气式处理方法以及电气式处理装置。
背景技术：
柴油发动机作为各种船舶、发电机以及大型建筑机械以至各种汽车等的动力源被广泛使用，但是，众所周知，从所述柴油发动机排出的排放气体所包含的PM不仅会造成大气污染，而且由于其是对人体非常有害的物质，所以所述排放气体的净化非常重要。因此，已经提出了很多关于改善柴油发动机的燃烧方式或采用各种过滤、或者利用电晕放电进行电气处理的方法等，其中的一部分被用于实际应用。
但是，仅仅改善燃烧方式，不可能对应于柴油发动机冷温起动时或爬坡时、过载时等的多种运行操作，难以大幅度地削减PM。而且，例如通过陶瓷过滤器等捕集PM的方式，由于是通过微细的孔或者间隙来捕集PM，所以，捕集了一定量的PM的话排放气体的压力损失(通气阻力)激增，成为燃费恶化、发动机故障的原因。进而，将捕集的PM通过触媒进行燃烧的过滤再生方式，存在着因长期使用触媒而造成触媒劣化、排放气体压力损失上升这样的不良问题。
另一方面，作为利用电晕放电的电气处理方法，如图15所示的一例那样，已知这样的柴油发动机的排放气体PM捕集装置(例如参照专利文献1)，该装置设有用来在针尖121a周围产生电晕放电而使得排放气体中的PM123带电的针电极121、用来通过静电捕集带了电的PM123a的捕集电极124、用来在所述针电极121和所述捕集电极124之间施加规定的直流高压的高压直流电源125。另外，提出了具备构成设置在排放气体路径中的PM捕集用的收集电极对的一方的圆筒体、构成在该圆筒体的中心部在轴向上延伸设置着的收集电极对的另一方的电极体、在所述收集电极对之间形成静电场并把排放气体中的PM集中在所述圆筒体内面上的高压电源部、沿着所述圆筒体内面相对于该圆筒体旋转并将堆积在该圆筒体内面上的PM刮掉的刮落部的排放气体净化装置(例如，参照专利文献2)，或者具备设有电绝缘体层以及触媒层的多个PM捕集电极，和分别与所述PM捕集电极组合并朝向所述电绝缘体层突出的多个针状电极的排放气体净化装置(例如，参照专利文献3)等大量的提案。
专利文献1日本特开平9-112246号公报专利文献2日本特开平6-173637号公报专利文献3日本特开2003-269133号公报发明内容但是，即使在利用电晕放电进行电气处理的现有的柴油发动机的排放气体处理技术中，也存在着各种期望改善的问题，例如，上述专利文献1以及专利文献2中记载的排放气体PM捕集装置，采用的是被称作所谓的一级式的电气集尘机方式，其基本问题是，放电电压和捕集偏向电压为相同电位，所以难以将两个电压分别设定成合适的条件，而且，为了防止偏向电极与捕集电极之间产生火花需要加大其间隔。因此，上述专利文献1和2中记载的排放气体PM捕集装置，存在着没有被捕集而穿过捕集区间的颗粒较多、捕集效率低这样的缺点。另外，为了提高捕集效率，必须加大捕集部的容量，这必然造成装置大型化，不适于用作期望小型轻量化的汽车部件。进而，专利文献3中记载的排放气体净化装置采用的是被称作所谓的二级式的电气集尘机的方式，由于没有实施针状电极的污染对策，所以存在着当放电电极上施加了数万伏特的高压时，会因污染而招致电绝缘性降低、无法发挥PM捕集性能的缺点。而且，放电电极不能避免具有腐蚀性的排放气体的污损，长期使用无法维持稳定的性能。再则，在线状电极的情况下，汽车等在行驶中的振动或冲击容易造成断线，还存在强度方面的问题。即，现有的利用电晕放电进行电气处理的排放气体处理机构难以确保放电电极的高的绝缘性，在实用性上还存在着期待进一步被解决的课题。
本发明解决了用电晕放电的现有的柴油发动机的排放气体处理技术的上述问题，提供一种可以将柴油发动机的排放气体中的PM高效率地除去，而且长期使用可以发挥稳定性能的柴油发动机排放气体的电气式处理方法及其装置。
为了解决上述课题，本发明的柴油发动机排放气体的处理方法是，通过电器机构把柴油发动机排放气体中含有的以碳为主体的粒状物质除去，其特征在于，在电气式排放气体处理装置中的排放气体通路的上游侧配置外周被多层构造的覆膜覆盖着的电极针，设置由电晕放电部和带电部构成的放电带电部，所述电晕放电部通过该电极针产生的电晕放电将电子放出，所述带电部使放出的电子在所述粒状物质上带电；使在该电晕放电部被电晕放电的电子在带电部的排放气体中的所述粒状物质上带电，借助配置在所述排放气体通路下游侧的捕集部捕集带了电的所述粒状物质。
本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理方法的特征在于，覆盖所述电极针外周的多层构造的覆膜由绝缘体形成的第一层绝缘体被覆、将其外侧覆盖的由导体形成的第二层导体被覆以及进一步将其外侧用绝缘体覆盖的第三层绝缘体被覆构成。
另一方面，本发明的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的主旨是，用于通过电器机构把柴油发动机排放气体中含有的以碳为主体的粒状物质除去，其特征在于，在该处理装置本体内的排放气体通路的上游侧配置外周被多层构造的覆膜覆盖着的电极针，设置由电晕放电部和带电部构成的放电带电部，所述电晕放电部通过该电极针产生的电晕放电将电子放出，所述带电部使放出的电子在所述粒状物质上带电；在所述排放气体通路的下游侧配置有捕集带了电的所述粒状物质的捕集部。
另外，本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置的特征在于，覆盖所述电极针外周的多层构造的覆膜由绝缘体形成的第一层绝缘体被覆、将其外侧覆盖的由导体形成的第二层导体被覆以及进一步将其外侧用绝缘体覆盖的第三层绝缘体被覆构成，其特征是，所述电极针的第一层绝缘体被覆以及第三层绝缘体被覆为石英玻璃、氧化铝、陶瓷等，第二层导体被覆为金属薄板、薄壁的金属管或金属网等导体形成的。
进而，本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置的特征在于，把所述电晕放电部的电极针的放电侧前端朝向排放气体气流的下游侧，并配置在密封气流的等速区内或所述等速区的下游侧，使电晕电子朝向下游侧放电，其特是，把所述电极针插通配置在绝缘体制的密封气管内，用氧化铝等的绝缘体材质制成所述密封气管，使从所述电极针的密封气管端突出的突出部位于密封气管内的气流的等速区内等。
本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置的特征还在于，所述捕集部为单层板构造，还具有以下特征，所述捕集部由冲孔金属形式的捕集板或狭缝形式的捕集板构成，而且，使得由开孔部总面积/捕集部实际正面面积所定义的开孔率为3～20％，由捕集面具有蜂窝构造的捕集板构成所述捕集部，把所述单层板构造的捕集部固定部上的捕集板保持棒配置在绝缘体制的密封管内等。
进而，本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置的特征在于，在位于与所述密封气管的电极针前端侧相反侧的管端、与排放气体气流方向平行地设置装配用管部，优选为，具有所述装配用管部的密封气管在以密封气管的内径为D、密封气管的装配用管部的长度为L2、该装配用管部到前端部为止的长度为L1的情况下，满足L1/D＞1.5、L2/D＞0.5的条件。
另外，本发明的柴油发动机排放气体的电气式处理装置优选为，在所述排放气体用电气式处理装置的后段附设旋风集尘器，优选为，把所述排放气体的电气式处理装置上的所述捕集部配置成，通过在捕集面上没有开口的一张板构成的底板、或该底板与设置在该底板的捕集面侧的格子状的凸片的组合与所述装置本体内壁之间形成间隙地配置一张以至多张。
本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置的特征在于，所述底板在捕集面上配置绝缘体材质、在其背面配置接地的导体材质从而构成双层构造。
进而，按照本发明涉及的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置，优选为，把颗粒凝集粗大化机构配设在所述旋风集尘器的前段的位置，而且，作为该颗粒凝集粗大化机构，可采用通过把蜂窝构造的颗粒凝集管或多张冲孔金属、金属网按规定间隔进行配置而构成的颗粒凝集板等。
根据本发明的上述柴油发动机排放气体的电气式处理装置，也可以使该装置本体的内壁面具有所述粒状物质的捕集面或者捕集部的功能，另一方面，作为所述排放气体的电气式处理装置上的粒状物质捕集板的维护检查方法，可以采用把排放气体的歧管管路并排设置在所述装置的上游侧和下游侧之间、在通过气体切换阀使排放气体在所述歧管管路中流动期间进行所述捕集板的维护检查的方法，所述排放气体电气式处理装置至少配置两台，以并列状态配置在同一系统内，通过设置在排放气体气流的上游侧的切换阀对该排放气体气流进行控制，可以使两台排放气体电气式处理装置交替工作，或者使两台同时工作。
根据本发明涉及的柴油发动机排放气体的电气式处理方法以及装置，作为船舶、发电机以及大型建筑机械以至各种汽车的动力源被广泛使用的柴油发动机排放气体的净化处理机构，可以将所述排放气体中包含的以碳为主成分的有害粒状物质PM有效地除去，达到高水平的排放气体净化率。进而，不仅可以在长时间内以高净化率稳定地持续进行对柴油发动机排放气体中含有的PM的除去，而且，可以具有可以达到例如作为汽车部件所要求的实际上免维护等的优异效果。不必说，本发明涉及的排放气体的电气式处理方法及处理装置，不仅在柴油发动机中，而且在各种排放气体的净化中也可以有效使用。
图1是表示本发明涉及的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的第一实施例装置的概略图。
图2是表示同上的第一实施例装置中的放电极的电极针和密封管前端部的构造的说明图，(a)是表示包含被多层构造的覆膜覆盖着的电极针的放电极前端部整体的模式的侧面图，(b)是表示到同一电极针的前端部分上的第二层导体被覆为止的模式的主要部分侧面图，(c)是同图(b)上的电极针的Rc区域的模式的横截面图，(d)是同图(b)上的电极针的Ra区域的模式的横截面图，(e)是同图(a)上的电极针的Ra区域中间部分的模式的横截面图。
图3是表示同上的第一实施例装置中的密封气管的另一实施例的概略图。
图4是表示同上的第一实施例装置中的密封气管的另一实施例的概略图。
图5是表示同上的第一实施例装置中的PM捕集板的概略说明图。
图6是同上的第一实施例装置中的PM捕集板的贯通孔的说明图，(a)是表示PM捕集板的贯通孔位置以及孔径的说明图，(b)是(a)的A-A线截面图。
图7是表示同上的第一实施例装置中的另一PM捕集板的概略图，(a)是正面图，(b)是侧面图。
图8是表示本发明装置中的捕集板的PM氧化除去机构的一例的概略说明图。
图9是表示本发明涉及的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的第二实施例装置(带有旋风集尘器)的概略图。
图10是放大表示图9所示第二实施例装置中的捕集板的图，(a)是在底板上配置了格子状凸片的概略轴测图，(b)是表示底板的单体的模式的轴测图。
图11是举例表示设置在图9所示第二实施例装置中的旋风集尘器的前段的颗粒凝集粗大化机构的图，本图是表示蜂窝构造的颗粒凝集管的概略轴测图。
图12是举例表示设置在图9所示第二实施例装置中的旋风集尘器的前段的颗粒凝集粗大化机构的图，本图是表示间隔地配置多张冲孔金属而构成的颗粒凝集板的概略轴测图。
图13是表示本发明装置中的捕集板的维护检查方法的一个实施例的概略图。
图14是表示在本发明装置中，把至少两台排放气体电气处理装置以并列状态配置在同一系统内进行使用的例子的概略图。
图15是表示作为本发明的对象的现有的柴油发动机的排放气体PM捕集装置的一例的概略说明图。
具体实施例方式
图1是表示本发明涉及的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的第一实施例装置的概略图。图2是表示同上的第一实施例装置中的放电极的电极针和密封管前端部的构造的说明图，(a)是表示包含被多层构造的覆膜覆盖着的电极针的放电极前端部整体的模式的侧面图，(b)是表示到同一电极针的前端部分上的第二层导体被覆为止的模式的主要部分侧面图，(c)是同图(b)上的电极针的Rc区域的模式的横截面图，(d)是同图(b)上的电极针的Ra区域的模式的横截面图，(e)是同图(a)上的电极针的Ra区域中间部分的模式的横截面图。图3是表示同上的第一实施例装置中的密封气管的另一实施例的概略图。图4是表示同上的第一实施例装置中的密封气管的另一实施例的概略图。图5是表示同上的第一实施例装置中的PM捕集板的概略说明图。图6是同上的第一实施例装置中的PM捕集板的贯通孔的说明图，(a)是表示PM捕集板的贯通孔位置以及孔径的说明图，(b)是(a)的A-A线截面图。图7是表示同上的第一实施例装置中的另一PM捕集板的概略图，(a)是正面图，(b)是侧面图。图8是表示本发明装置中的捕集板的PM氧化除去机构的一例的概略说明图。图9是表示本发明涉及的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的第二实施例装置(带有旋风集尘器)的概略图。图10是放大表示图9所示第二实施例装置中的捕集板的图，(a)是在底板上配置了格子状凸片的概略轴测图，(b)是表示底板的单体的模式的轴测图。图11是举例表示设置在图9所示第二实施例装置中的旋风集尘器的前段的颗粒凝集粗大化机构的图，本图是表示蜂窝构造的颗粒凝集管的概略轴测图。图12是举例表示设置在图9所示第二实施例装置中的旋风集尘器的前段的颗粒凝集粗大化机构的图，本图是表示间隔地配置多张冲孔金属而构成的颗粒凝集板的概略轴测图。图13是表示本发明装置中的捕集板的维护检查方法的一个实施例的概略图。图14是表示在本发明装置中，把至少两台排放气体电气处理装置以并列状态配置在同一系统内进行使用的例子的概略图。
本发明的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的基本构造为，如图1所示，由从装置本体的本体壁1-1向本体内突出设置着的排放气体感应管7；贯穿该排放气体感应管7的本体壁1-1外侧的外周部侧壁嵌插着的密封气管5，该密封气管5的前端设置到所述排放气体感应管7内的前端开口部附近；被该密封气管5局部地从排放气体通路1隔开的电极针4，该电极针4的放电极的前端从所述密封气管5的前端开口朝排放气体通路1的下游侧突出配置；配设在该排放气体处理装置本体内的排放气体通路1的下游侧的捕集板3；和在所述电极针4上施加高压直流电压的单独设置的高压电源装置6构成。
按照根据上述本发明的第一实施例的排放气体处理装置，如图1所示，在该处理装置本体内的排放气体通路1的上游侧通过排放气体感应管7和密封气管5配置着的所述电极针4，其外周被多层构造的覆膜覆盖着，设有由借助该电极针4产生的电晕放电释放出电子10的电晕放电部2-1，和使得被释放出的电晕电子10在所述排放气体G1中的以碳为主体的粒状物质S上带电的带电部2-2构成的放电带电部2，构成在该排放气体通路1的下游侧把捕集所述带了电的粒状物质S的捕集板3配置在装置本体的本体壁1-1内这样的所谓的二级式构造，构成放电极的所述电极针4穿到由氧化铝等的陶瓷、耐热玻璃等绝缘体制成的密封气管5内，在排放气体通路1内被配置成朝向排放气体气流的下游，前端部从密封气管5的开口端突出规定长度，以可以从外部的高压电源装置6施加数万伏特的直流高压的方式进行布线。
所述电极针4的材质最好使用不锈钢、超硬质合金等的导电材质，根据本发明的该电极针4，如图2(a)～(e)所示由形成放电极的电极针4和用绝缘体等将其表面覆盖着的多层被覆层构成电极针部件。如图2(a)所示，该电极部件被分为电极针中间部Ra和由电晕放电释放出电晕电子的前端部Rb，所述电极针中间部Ra在电极针4的外周部形成由绝缘材质覆盖着的第一层绝缘体被覆4-a、接着用导体材质将所述第一层绝缘体被覆覆盖形成第二层导体被覆4-b、进而由绝缘材质将所述第二层导体被覆覆盖形成第三层绝缘体被覆4-c。
作为形成第一层绝缘体被覆4-a的被覆材质，适合使用具有电绝缘性和耐腐蚀性的材质，例如石英玻璃、氧化铝、陶瓷等，对于第一层绝缘体被覆4-a的厚度，受到电极针4的施加电压及其材质的绝缘破坏强度或温度的左右，因而无法规定作为适当厚度的固定的绝对尺寸，但是，由于过于薄的话会担心电破坏被覆材质的绝缘而丧失绝缘性，所以，从实用考虑期望是绝缘破坏临界厚度的1.1～3倍左右。另外，作为形成第二层导体被覆4-b的被覆材质，使用金属制的薄板或金属网卷成的或者薄壁的金属管等的导体，只要将所述第一层绝缘体被覆4-a的外周面覆盖即可，对于该第二层导体被覆4-b的厚度在功能上无特别规定，然而，如同图(d)所示那样，第二层导体被覆4-b上必须由导线4-d对装置本体接地，该接地导线4-d使用外表面被绝缘覆盖着的导线，通过将其穿过密封气管5与装置本体连结而进行接地。进而，作为形成第三层绝缘体被覆4-c的材质，使用与在所述第一层绝缘体被覆4-a中使用的材质相同的材质，该第三层绝缘体被覆4-c的厚度也与第一层绝缘体被覆相同，不对其合适的厚度规定固定的绝对尺寸，可以选择与第一层绝缘材质相同的程度。
在本发明的电极针4的外表面上顺次形成上述第一层被覆、第二层被覆和第三层被覆，形成了多层被覆层，而在电极针4外表面上完全没有被覆的剥出的情况下，密封气管5的外表面对PM的附着防止处置无从谈起，因而，不能避免排放气体中的PM附着堆积，因此位于密封气管5的前端部与该前端部正下方的剥出的电极针4的外表面之间产生火花，所述火花造成电极针前端4-1处的正常电晕放电无法进行，电晕电子向PM的带电不能充分进行，PM的捕集效率显著降低。
在如图2(c)所示仅对电极针4施加了第一层绝缘体被覆4-a的情况下，在密封气体(シ一ルガス)的流体力的作用下，PM向处于密封气管5出口的密封气体等速区区域Pc内的电极针中间部的附着显著减少，所以，通过实施第一层绝缘体被覆4-a，与在电极针4的外表面上完全没有绝缘体被覆的情况相比，可以在较长时间内维持高的PM捕集效率。因此，在如实际的发动机那样的长时间运转期间，PM向从密封气管5的前端开口部突出的电极针中间部Ra的附着逐渐增大，最终招致产生火花的情况。这一现象如图2(c)的横截面所示那样，在仅对电极针4的外表面上施加一层绝缘体被覆4-a的情况下，通过对电极针4施加高压，在绝缘体被覆4-a的外表面侧产生感应极化现象，从而产生与电极针相同极性的电位(在此，举例示出了在电极针4上施加负电位的例子)，所述电位产生的电场使得在绝缘体被覆4-a的外表面上产生吸引排放气体中的PM的电力，然而，如果所述电气吸引力大于密封气流产生的防止PM附着的流体力的话，PM就被吸引附着到绝缘体被覆4-a的外表面上。所述电气吸引力相当强，试验结果表明，仅由密封气流不能完全防止PM的附着。
在电极针4的外表面上的上述第一层绝缘体被覆4-a的上面如图2(d)所示那样施加了第二层导体被覆4-b的情况下，即，在该第二层导体被覆的外周面上施加第三层绝缘体被覆4-c之前的状态下，即使在该电极针4上施加高压，在静电保护的作用下，同图(d)所示那样在第二层导体被覆4-b的外表面上不会产生电位，当该第二层导体被覆4-b从第一层绝缘体被覆4-a伸出进行覆盖时，会招致电极针4与第二层导体被覆4-b接触的情况发生，使得从电极针4直接向第二层导体被覆4-b流动电流，丧失第一层绝缘体被覆4-a的功能，所以，在本发明中的电极针4的多层被覆构造中，如同图(b)所示那样，必须存在没有第二层导体被覆4-b而只有第一层绝缘体被覆4-a的区域Rc。在该区域Rc当然没有静电保护的功能，其结果，因上述理由，PM会附着到从电极针前端4-1到第二层导体被覆与第一层绝缘体被覆4-a的边界为止的区域Rb和Rc上，电流从电极针前端4-1通过所述附着PM和接了地的第二层导体被覆4-b进行流动，而不能在电极针前端4-1进行正常的电晕放电。
为了避免上述事态，在本发明的多层构造的电极针部件中，如图2(a)和(e)所示那样，必须要第三层绝缘体被覆4-c。在存在接地的第二层导体被覆4-b的部位实现了静电保护，所以，在位于所述部位的第三层绝缘体被覆4-c的外表面上已经不作用电气吸引力了，通过密封气体的流体力，可以完全防止PM向密封气体等速区区域Pc的电极针中间部附着。即使PM附着到密封气体等速区区域Pc未涉及到的区域的电极针中间部Ra上，由于所述部分与密封气管5的出口间的距离远远大于产生火花的临界距离，所以实际使用中施加的电压已经不可能造成火花现象的发生。另外，在第二层导体被覆4-b和电极针4之间通过第一层绝缘体被覆4-a进行绝缘，而且，第二层导体被覆4-b被第三层绝缘体被覆4-c覆盖着，第二层导体被覆4-b的外表面没有露出到排放气体气氛中是必须的条件。总之，如图2(a)以及(e)所示，第二层导体被覆4-b除了通过密封气管5与装置本体接地，构成为通过第一层绝缘体被覆4-a和第三层绝缘体被覆4-c与电极针4或排放气体气氛电绝缘开的三明治构造。
根据本发明的上述实施例的电极针4，在该电极针前端4-1上的电极针前端部Rb的区域，通过电晕放电释放出电子，所述电极针4如果在裸露状态下长时间持续进行电晕放电的话，电极针前端4-1会与大气中的氮气反应而生成硝酸盐，造成放电特性劣化，因此，为了实现长时间免维护必须施加用来防止腐蚀的被覆，作为其被覆材料，适合用具有电绝缘性和耐腐蚀性的材料，例如石英玻璃、氧化铝、陶瓷等，关于被覆层的厚度，存在着厚度太厚的话被覆外表面部的电场强度在电晕放电开始电场强度Ec以下等依存于电极的形状、施加到电极针上的电压、排放气体条件的适当厚度，然而，在实用中厚度为0.1～0.5mm左右就足够。所述电极针4如上所述那样从中间部开始到前端部的全长都被绝缘材料覆盖，中间部和前端部的覆盖条件的基本差异为覆盖厚度的大小，优选为，中间部为了防止火花造成绝缘破坏而选择覆盖得较厚，前端部选择覆盖得较薄，从而使得前端部处于电晕放电开始电场强度Ec以下。另外，上述实施例中的电极针4为多层被覆的形式的三层构造，但是，本发明中的电极针用超过三层的被覆层进行覆盖也无妨。进入到电极针部件的密封气管5的深处的区域Rd的被覆，也可以仅仅是第一层绝缘体被覆4-a，其理由是，密封气管5的出口附近为上述那样的多层被覆构造，所以，构造上PM不可能从密封气管5的出口进入到密封气管5的内部。使电晕放电产生的本发明中的电极针的形状，只要是不平等电场即可而无须特别限定，例如，也可以选择在棒状的电极前端带有小球或电极短线的构造(未图示)。
在根据本发明的上述实施例中，作为促进电晕电子10的带电的手段，在排放气体通路1的途中设置着的本体壁1-1的内部突出设置排放气体感应管7，排放气体G1流过电极针4的前端附近，而该本体壁1-1部的内径1与所述排放气体感应管7的下游侧前端出口部的内径2的关系优选为，2/1＜0.5左右，为了更为有效的捕集粒状物质S，使电极针4的前端与捕集板3的距离La、电极针4的前端与本体内壁的距离Lb的关系为La＜Lb。在本发明装置中，也可以使所述本体壁1-1的内壁面起到粒状物质S的捕集面的功能，而且，也可以如后述的图10所示那样将捕集板71-1贴在本体壁1-1的内壁面上作为捕集面。
密封气管5的密封气体G2流出口的朝向，为了防止电极针4污损而如图2(a)所示那样朝向排放气体G1气流的下游侧进行配置，流过密封气管5内的密封气体G2的流速Qs(图2)与在该密封气管5外流动的排放气体G1的平均流速Qo之比(Qs/Qo)为0.15以上，由此，可以防止排放气体G1卷入密封气管5内部。可以使用空气等具有绝缘性的气体作为该密封气体G2。
从装置本体内的电极针4的密封气管5前端突出的长度L，如图2(a)所示，考虑到该电极针4的污损，优选为使其位于密封气管5内的密封气体G2气流的等速区Pc内，不妨碍电极针前端部4-1附近探到等速区Pc的下游侧的外侧，实际使用上的突出长度L因密封气管5的内径D的大小而不同，处于50～200mm的范围内。本实施例中的等速区Pc可以是，当从密封气管5喷出密封气体G2(流体)时密封气管5的出口的流速和气体成分与喷嘴的内部相同的均匀的圆锥形状的气流场，由所述圆锥形的气流的场形成的区域被称作等速区，在从内径为D的管喷出的气体的气流的场合，该等速区Pc的区域的长度通常约为密封气管5的内径D的5倍，密封气管5的内径D只要选择成使得从该管出口上的电极针4附着到管外周面上的PM上不产生火花的内径尺寸即可，在施加数万伏特电压的情况下，实用上的密封气管5的内径D也因排放气体的流量而不同，为20～100mm左右即可。
根据本发明的上述第一实施例的柴油发动机排放气体的电气式处理装置中，作为在密封气管5的出口使密封气体的气流更为稳定化的手段，如图3所示，在密封气管5内例如配置由板状部件或蜂窝部件构成的整流部件5-1，该整流部件5-1不必设置在密封气管5的全长上，即使仅仅设置在密封气管5的弯曲部等气体气流方向改变的部分也可以，通过所述整流板5-1的作用，可以使得密封气管5出口处的密封气体气流更为稳定，在密封气管5出口部形成极为稳定的等速区Pc。
另外，因与上述相同的目的，如图4所示，在密封气管5的弯曲部设置在排放气体通路1的上游侧突出的装配用管部5-2，在该装配用管部5-2的作用下，可以谋求密封气管5内的气流的稳定化。在此，根据为了确立使密封气流稳定化的条件而重复进行各种试验的结果，判明了，在密封气管5的内径为D时，将密封气管5部的装配用管部5-2的长度L2与从该装配用管部到前端部为止的长度L1分别设定成L1/D＞1.5、L2/D＞0.5即可。装配用管部5-2的内径di可以大于密封气管5的内径D或者也可以小于密封气管5的内径D。在所述装配用管部5-2的作用下，与设有所述整流板5-1的密封气管同样，密封气管5出口处的密封气流稳定，在密封气管5出口部形成了极为稳定的等速区Pc。之所以通过在密封气管5上设置装配用管部5-2而使密封气流稳定，可以考虑成是因为产生了使得密封气流弯曲所产生的密封气管截面的压力变动衰减的所谓的阻尼效果。另外，设置成L1/D＞1.5、L2/D＞0.5的理由是，如果L1/D不足1.5的话，不能消除密封气流的弯曲的影响，另一方面，L2/D不足0.5的话，不能获得充分的阻尼效果。装配用管部5-2的上游侧端面不限于扁平状，也可以是在上游侧鼓出的半圆形或者椭圆形。
另一方面，当发动机停止时也停止供给密封气体，然而密封气体停止时间最好是在发动机停止之后经过少许时间再将密封气体停止。如果发动机和密封气体同时停止的话，担心残留在排放气体管或捕集装置中的排放气体会侵入密封气管5内部污损密封气管内部或电极针4。另外，当密封气管5贯通所述捕集装置本体时，管的朝向最好是从上部朝向下部进行贯通，其理由是为了使排放气体结露生成的水滴向密封气管出口侧流出。
另外，在本发明装置中，配置在电极针4的下游侧的捕集板3配置成使得捕集面与排放气体气流垂直，使得电极针4的直流电压与该捕集板之间产生电场，由库仑力捕集在放电带电部2带电的PM8，本实施例中可列举如图5和图6所示的冲孔金属式样的捕集板3a、3b，和图7所示的狭缝式样的捕集板3c这三种。图5、图6所示的冲孔金属式样的捕集板3a、3b，分别在一张板上设置了多个贯通孔3a-1以及3b-1，其中图6所示的捕集板3b在贯通孔3b-1周围设置了突起凸缘(翻边壁)3b-2，通过设置该突起凸缘3b-2可以在气流中产生涡流或滞流，可以提高捕集带了电的PM8的效率。所述突起凸缘3b-2的高度h在实用上为0.1～5mm左右。
在上述图5和图6举例示出的冲孔金属式样的捕集板3a、3b的情况下，当贯通孔3a-1的开孔面积为S，孔数为N时，开口部的总面积为NS，设捕集部的实际的正面面积为SO的话，可以把开孔率定义为开口部总面积NS/捕集部实际正面面积SO。另外，在狭缝式样的捕集板3c的情况下，与冲孔金属式样的捕集板3a同样，开孔率可以定义为开口部总面积NS/捕集部实际正面面积SO，开孔金属式样的捕集板和狭缝式样的捕集板的上述开孔率最好都是3～20％，开孔率不足3％时PM8的捕集量变高而压力损失变大，超过20％的话不能得到足够的PM8的捕集量。
在根据本发明的上述实施例装置中，流过捕集部的排放气体G1的平均流速，从捕集效率出发流速慢较好，实用上最好是，使得该捕集部的实际正面面积SO为本实施例的排放气体处理装置本体壁1-1前面的排放气体感应管7的横截面积的1.5倍以上，而且横截面积最好是使得流过捕集部的排放气体G1的平均流速为20m/sec以下。
对所述捕集板3a、3b以及3c的材质不作特别限定，然而优选使用耐热·耐腐蚀性优异的铁素体系不锈钢钢板、奥氏体系不锈钢钢板、作为高合金发热体材料的镍铬等的金属板，另外，该捕集板3a、3b以及3c也可以覆盖蚀洗用涂层(ウオッシユコ一ト )并载以触媒。
所述捕集板3的正面形状只要是能使排放气体G1不受阻力进行流动的形状即可，无特别限定，通常为圆形、四边形及其他的形状或者与装置本体部的截面形状等相吻合的形状。
在图1所示的根据本发明的第一实施例的装置中，如果从外部的高压电源装置6向电极针4施加数万伏特的直流高压的话，在电极针前端4-1产生电晕放电现象而释放出电晕电子10，流过放电带电部2的空间的排放气体G1中的PM8因电晕电子10而带电。此时，施加到电极针4上的直流电压设定成使得电极前端附近的电场强度在电晕开始电场强度以上，该直流电压的设定值也因排放气体G1的条件(流速、PM含量、温度等)而不同，但是实用中为20～70kV左右就足够。
在本发明涉及的所述实施例的排放气体处理装置中，一度被捕集到捕集板上的带了电的PM8，不会因重力或气流的流体力的作用而脱落，其主要原因在于微粒附着特征，粒径30微米以下的颗粒，因吹风(フアン)·得鲁(デル)·涡旋力(ワ一ルスカ)而产生的附着力大于重力，其比率与被称为对人体有害的2.5微米以下相比非常大(100倍以上)，在行驶中不会因振动等而使得捕集了的PM8脱落。
根据上述实施例的排放气体处理装置的捕集部，由于构成为压损非常小的构造，所以，即使PM8堆积在捕集板上也几乎不会产生伴随压损而出现的问题，在通常的运行状态下，只要高速运行或高负荷运行等产生的排放气体温度变为高温，PM8就自然被氧化除去。但是，当城市道路等处长时间持续交通堵塞的情况下，有时PM8不能自然被氧化除去，在该状况下可以通过对捕集板上堆积着的PM8进行电加热而强制地将其氧化除去。
在本发明的第一实施例装置中的捕集板的PM氧化除去机构的一例如图8所示，作为捕集板3的材料，采用耐热·耐腐蚀性优异的铁素体系不锈钢、奥氏体系不锈钢、作为高合金发热体材料的镍铬等的薄板，把该捕集板3当作加热器使用。作为用该捕集板3对PM进行氧化除去的方法，可以采用在捕集板3的保持棒3-1的端部设置切换开关40，在将该捕集板3进行电加热的情况下，与加热电源装置41侧的端子40a接通，在捕集PM的情况下，与接地侧的端子40b接通的方式，由于用于所述电加热的所需电力较小，为1～4KW，所以，车载电瓶等可以用作加热电源，而且，被捕集到捕集板3上的PM8在650～700℃左右的温度下不会产生火焰，可在安全的状态下进行氧化除去。为了避免不必要的温度上升，最好在该捕集板3上设置热电对等的温度测量仪器(未图示)，控制电加热时的温度。
捕集板3的保持棒3-1的电绝缘基本上与所述实施例1中的电极针4的绝缘的情况相同，覆盖着具有电绝缘性和耐腐蚀性的石英玻璃、氧化铝、陶瓷等。另外，保持棒3-1配置在由氧化铝、陶瓷等电绝缘体制成的保持棒密封管9中，在该保持棒密封管9中流过空气等的具有绝缘性的密封气体G2。
根据上述本发明的第一实施例装置，可以在捕集板上有效捕集柴油发动机的排放气体中的PM，因此，因柴油发动机的燃烧条件有时会成为电阻率ρ变低的情况，在该情况下，有时会产生上述捕集板不足以应对的情况。在此，在本发明涉及的另一实施例中，在所述排放气体用电气式处理装置的后段上附设了旋风集尘器。柴油发动机的排放气体因运行条件等而使得PM的电阻率ρ大幅变动，有电阻率ρ高的PM，也有电阻率ρ低的PM，一般在高速运行时的高温燃烧时有电阻率ρ小的倾向，而且在低温燃烧时有电阻率ρ大的倾向，因此，作为将柴油发动机排放气体中包含的PM除去的手段，不仅要具备能捕集电阻率ρ高的PM的性能，而且也必须具备能高效率捕集电阻率ρ低的PM的性能。在此，本发明通过在所述排放气体用电气式处理装置的后段附设旋风集尘器，可以提供即使在电阻率ρ高的情况下也可以充分应对的柴油发动机排放气体的电气式处理装置。
本发明涉及的第二实施例装置如图9所示，举例示出了即使对于电阻率ρ高的情况也可以充分应对的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，是在实际上与所述构成相同的排放气体电气式处理装置61的后段配置旋风集尘器62而构成的。所述排放气体电气式处理装置61上的捕集板71-1，捕集面实际上与排放气体气流垂直地配置而构成捕集部，如图10(a)中放大表示的那样，仅由在捕集面上没有孔等的开口的一张板构成的底板71-1a，或者由该底板71-1a和在该底板71-1a的捕集面侧设置的格子状凸片71-1b构成，而且，该捕集板71-1在与排放气体电气式处理装置61的本体壁61-1的内壁之间配置适当间隔，从而形成用来使排放气体流通的间隙61-2，所述间隙61-2的大小本质上不影响集尘效率，所以，只要考虑压力损失决定即可，之所以在该捕集板71-1上设置了格子状凸片71-1b，是因为在通过气体G1的气流中产生滞流效果，而在底板71-1a上高效捕集带电PM。
所述格子状凸片71-1b的实用的尺寸处在格子的高度为3～10mm、格子的宽度为10～30mm的范围内即可，而且格子的形状也不必限定成方形，例如是蜂窝状六边形也无妨。另外，所述格子状凸片71-1b的材质例如最好是陶瓷等的绝缘体，其理由是，在该格子状凸片71-1b为金属制的情况下，电力线集中到电极针4的前端附近的格子状凸片71-1b的前端，所以，带了电的PM朝向格子状凸片71-1b的前端流动，该部位气体G1的流动快，所以PM难以到达底板71-1a，容易不被捕集到而向后方散逸流出，所以，底板71-1a处的捕集效率变差。在图9所示本实施例的排放气体电气式处理装置61的本体内，也可以分别在上游侧设置用来促进排放气体G1的流动和带电的带有导向孔的板61-3，在捕集板71-1和捕集板71-1之间设置用来促进PM的流动和捕集的带有导向孔的板61-3和以赋予电场为目的的电场板61-4，在此情况下，从高压电源装置(未图示)在电场板61-4上供给高压。另外，优选为由绝缘体覆盖电场板61-4。
上述第二实施例装置中，把构成捕集板71-1的底板71-1a如图10(b)所示那样构成为双层构造，在与电晕放电的电极针对着的面，即带电PM的捕集面上配置陶瓷等的绝缘体材料71-1a-1，在其背面配置接地的不锈钢钢板等的导体材料71-1a-2。按照所述双层构造的本例中的底板71-1a，电极针产生的电力线(电场)通过构成底板71-1a的所述绝缘体材料71-1a-1而到达导体材料71-1a-2。结果，带了电的PM颗粒在所述电场的电晕力作用下朝向底板71-1a移动，到达底板71-1a的绝缘体材料71-1a-1的壁面。这样，一度到达了该绝缘体材料71-1a-1的壁面的PM，在由绝缘体构成的该壁面上，可以失去带了电的电荷的逃逸场所而在长时间内保持该壁面的附着力，有效地进行PM的捕集堆积。通过这样的本例的双层构造的底板71-1a，不论是在PM的电阻率ρ高的情况下，还是在PM的电阻率ρ低的情况下都可以高效地捕集PM。而且，构成捕集板的底板71-1a也可以把接了地的导体材料71-1a-2的两面用绝缘体材料71-1a-1覆盖。
针对静电集尘中的现有的定论参考文献(“新版静电手册”第一版，静电学会编，1998年11月发行)对上述第二实施例装置中的所述底板71-1a的PM捕集的装置进行整理的话，已知，为了在静电集尘中获得良好的捕集效率，成为捕集对象的微粒的电阻率ρ存在适当范围。即，上述的静电手册的第49页中，记载了所述适当的范围是104Ω·cm＜适当ρ＜1011Ω·cm。已知，电阻率ρ低于104Ω·cm的话，颗粒到达铁板等的捕集板之后，由于其电阻率低，所以会发生带电电荷立即消失而使得电气附着力散逸(飛散する)失去的所谓再散逸现象，相反，电阻率ρ高于1011Ω·cm的情况下，由于堆积在捕集板上的颗粒层的电阻率高，所以电荷蓄积过多，会发生在与捕集板之间产生火花而散逸的反电离现象，结果，会造成捕集效率降低。另外，一般在柴油发动机的排放气体中，PM的电阻率ρ低于适当值，可说是由于发生再散逸现象因而静电集尘中不能进行捕集，然而，本发明的发明人对电阻率ρ进行测定的结果确认了在试验中使用的后述的发动机中约为102Ω·cm～103Ω·cm左右，从静电集尘中适合的上述的电阻率ρ的范围向数值低的方向偏离。而且，电阻率ρ的测定方法采用的是上述静电手册(第486页，图13·20)中记载的方法。
图9所示的上述第二实施例装置所进行的试验方法，是从柴油发动机排出的排放气体经由气体配管导入到第二实施例的排放气体电气式处理装置中将PM捕集除去之后，将排放气体向外气放出。试验中使用的主要的装置是柴油发动机、动力表、烟度计以及压力表。柴油发动机采用汽车用发动机(搭载在五十铃轻型卡车(エルフ)上的发动机，型号为4HF1，4300CC)，发动机的负荷由动力表(明電社制造，涡电流式动力表)施加规定的扭矩和转速，排放气体的烟浓度用光学式烟度计(堀場制作所制造，MEXA-130S)进行测定，由下述定义式计算出捕集效率η，从设置在排放气体处理装置的入侧和出侧的压力表的压差计算出排放气体电气式处理装置的压损。对于捕集效率定义为下述数式捕集效率＝[1-(通过排放气体电气式处理装置后的排放气体烟浓度)/(发动机的排放气体烟浓度)]×100(％)。发动机的运行条件为转速1100rpm、扭矩＝170N·m的固定的负荷条件，而且燃料使用柴油(JIS2号)。排放气体电气式处理装置61的主要尺寸为，宽200mm、高200mm、长250mm，旋风集尘器62的主要尺寸为，圆筒内径185mm、高800mm，对电极针施加负4万伏特直流电压。
进一步对图9所示上述第二实施例装置进行试验的经过详细说明。首先，在捕集板的底板71-1a和本体内壁61-1上用导体(不锈钢钢板)进行试验。结果看到，即使从试验开始经过30小时左右，PM也几乎不附着到捕集板和本体内壁上，作为捕集效率几乎看不出捕集的成果，在这个阶段可看出与现有的定论是一致的。但是，仔细观察捕集板的表面的话，虽然是极微量的，但可观察到在其壁面上附着了PM，然后，进一步继续进行捕集试验的话，发现了从某个阶段开始PM的附着量以加速度的方式增加的现象。借助感觉上的表现来说，有“PM被PM拉进来”即物以类聚的感觉，结果，捕集效率达到了约35％的相当高的水平。
对于这一现象可进行下述说明。即可以考虑为，PM的附着量增加，其附着层的厚度达到某种程度的话，尽管各个颗粒的电阻率ρ低，但是作为附着堆积层的电阻率ρ比较高。结果，可以考虑为虽然适合电气集尘的电阻值的条件不充分但可使其满足条件，但是，无法获得比其更高的捕集效率，可推定为，在此阶段达不到适合电气集尘的电阻值的结果是，附着堆积层的附着力弱而容易剥离。
本发明的发明人注意到上述试验结果，把底板71-1a的构造制成图10-(b)所示那样的双层构造。即，在与电晕放电的电极针对合那侧的面上配置陶瓷等的绝缘体材料71-1a-1，在其背面配置接地的不锈钢等的导体材料71-1a-2。按照同图所示的底板构造，从电极针产生的电力线(电场)通过绝缘体材料71-1a-1到达导体材料71-1a-2，结果，带了电的PM颗粒通过所述电场的电晕力朝向底板71-1a移动，到达底板的71-1a-1壁面。一度到达底板71-1a-1壁面的PM，由于捕集面为绝缘体材料71-1a-1，所以该PM上带了电的电荷失去逃逸场所而长时间保持对壁面的附着力，可以效率良好地捕集堆积PM。通过这样的双层构造的底板71-1a，不论在PM的电阻率ρ高的情况下还是在电阻率ρ低的情况下都可以效率良好地捕集PM。而且，本实施例装置中的格子状凸片71-1b最好是陶瓷等的绝缘体，进而，本体壁61-1的内壁最好是与所述底板71-1a同样为双层构造。即，与排放气体接触的本体内壁为绝缘体材料，在其背面配置接了地的导体材料，由此，即使在本体内壁面上也可以效率良好地捕集带了电的PM颗粒，结果，可以达到使捕集效率约满足70～80％的结果。在所述条件下实施了三次连续30小时长时间的试验，确认出，三次都达到了约70～80％的较高捕集效率。另外，按照图10所示的所述双层构造的底板71-1a，还确认了，试验刚刚开始就达到了较高的捕集效率。另外，排放气体处理装置的压损在试验期间大致处于5kPa这一固定的较低值。
在使用上述图9、图10所示的第二实施例及其装置进行试验的柴油发动机排放气体的电气式处理装置的情况下，如果底板71-1a上捕集的PM的堆积量超过增加界限量(约1mm左右的堆积厚度)的话，会自然地层状脱落，其脱落的粗大颗粒的PM被配置在所述排放气体电气式处理装置61的后段的旋风集尘器62捕集。在上述第二实施例中，将PM捕集堆积到捕集板底板71-1a，接着堆积层层状脱落，层状脱落了的粗大颗粒PM最终被后段的旋风集尘器62捕集，从试验观察结果表明了所述一连串的反复动作为第二实施例的捕集装置，经确认，在所述试验条件下层状脱落的时间间隔约为2～3小时。捕集在旋风集尘器62上的PM可以定期取出进行回收，而且也可以在该旋风集尘器中设置加热器等，在运行中或者停机的时候进行燃烧。
随附着本实施例的上述排放气体用电气式处理装置61，在旋风集尘器62的前段，设置如图11所示那样的作为颗粒凝集粗大化机构的蜂窝构造的颗粒凝集管80，该颗粒凝集管80是利用气体G1流动的速度梯度产生的凝集作用的部件，使排放气体通过所述蜂窝构造的颗粒凝集管80内的话，利用此时产生的边界层的速度梯度有效地进行冲撞凝集。另外，图12所示的颗粒凝集板90是利用紊流产生的凝集作用的部件，把多张(本实施例中为3张)冲孔金属90-1隔开所期望的间隔进行配置，使排放气体G1通过这3张冲孔金属90-1构成的颗粒凝集板90，从而产生强紊流而有效地进行冲撞凝集。作为由紊流引起凝集作用的方法，也可以替代所述冲孔金属，改而采用把金属网或者金属细线以三维方式绑束成的部件等。本发明涉及的上述实施例中，通过上述的蜂窝构造的颗粒凝集管80或者颗粒凝集板90等的颗粒凝集粗大化机构，可以使得排放气体电气式处理装置61排出的PM颗粒成长为更大的颗粒，所以，大幅提高了后段的旋风集尘器62的捕集效率。
另一方面，作为本发明涉及的上述实施例中的排放气体电气式处理装置中设置着的各个捕集板，即捕集板3、3a、3b、3c、71-1的维护检查方法，可以采用这样的方法，即，如图13中所示的一个实施例那样，在排放气体电气式处理装置61的上游侧和下游侧之间并排布置不存在排放气体用电气式处理装置的歧管管路55，使用设置在上游侧的排放气体管路中的切换阀V对排放气体的气流进行控制，进行PM捕集和维护检查。即，在通过排放气体电气式处理装置61进行PM8的捕集的情况下，在切换阀V上使用A路径，在进行捕集板的维护检查的情况下，在切换阀V上使用歧管管路55的B路径。由于在B路径上的歧管管路55上没有排放气体用电气式处理装置，所以，使用该路径时PM不被捕集而被排出，但是，由于捕集板的维护检查时间在较短时间内进行，经确认，大气污染等的实际危害可控制在几乎可以忽视的范围。
另外，虽然在图示中省略了，但是在上述图13所示维护检查方式之外，还存在例如在所述B路径的歧管管路55上也设置排放气体电气式处理装置61交互进行捕集和维护检查的方式，或者串联设置两台排放气体电气式处理装置61交互进行捕集和维护检查的方式等，其中串联设置两台排放气体电气式处理装置61的方式，不仅提高了PM8的捕集效率，而且，当一个排放气体电气式处理装置发生故障的时候可以由另一台装置进行捕集，所以，从防止大气污染的方面考虑，更为安全优异。
另一方面，也可以如图14所示，是把排放气体电气式处理装置61配置成并列状态，在其下游侧配设旋风集尘器62，使设置在排放气体G1气流的上游侧的切换阀V1动作而控制排放气体G1的气流，交互使用两排放气体电气式处理装置的构造。在此情况下，一个排放气体电气式处理装置61为了捕集PM而继续进行本来的运行，在另一个电气式处理装置61上实施维护。另外，也可以同时使用两台排放气体电气式处理装置捕集PM，进而，也可以以图14所示的构造为基础再追加配置3台以上的多台排放气体电气式处理装置61。
工业可利用性本发明的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，可以可靠地捕集排放气体中的PM而且进行氧化去除，这一点自不必说，通过在该装置上组合各种触媒技术，还可以有效地去除PM以外的有害气体成分，进而，通过组合旋风集尘器或颗粒凝集粗大化机构可以更为有效地捕集PM颗粒，而且，可以实现理想的免维护，所以，不仅适用于船舶、发电机、大兴建筑机械以及汽车用柴油发动机，而且，也可广泛适用于对含有有害成分的各种排放气体的净化处理，在防止大气污染产生的公害方面可寄予厚望。
权利要求
1.一种柴油发动机排放气体的电气式处理方法，所述柴油发动机排放气体的电气式处理方法通过电器机构把柴油发动机排放气体中含有的以碳为主体的粒状物质除去，其特征在于，在电气式排放气体处理装置中的排放气体通路的上游侧配置外周被多层构造的覆膜覆盖着的电极针，设置由电晕放电部和带电部构成的放电带电部，所述电晕放电部通过该电极针产生的电晕放电将电子放出，所述带电部使放出的电子在所述粒状物质上带电；使在该电晕放电部被电晕放电的电子在带电部的排放气体中的所述粒状物质上带电，借助配置在所述排放气体通路下游侧的捕集部捕集带了电的所述粒状物质。
2.如权利要求1所述的柴油发动机排放气体的电气式处理方法，其特征在于，覆盖所述电极针外周的多层构造的覆膜由绝缘体形成的第一层绝缘体被覆、将其外侧覆盖的由导体形成的第二层导体被覆，以及进一步将其外侧用绝缘体覆盖的第三层绝缘体被覆构成。
3.一种柴油发动机排放气体的电气式处理装置，所述柴油发动机排放气体的电气式处理装置用于通过电器机构把柴油发动机排放气体中含有的以碳为主体的粒状物质除去，其特征在于，在该处理装置本体内的排放气体通路的上游侧配置外周被多层构造的覆膜覆盖着的电极针，设置由电晕放电部和带电部构成的放电带电部，所述电晕放电部通过该电极针产生的电晕放电将电子放出，所述带电部使放出的电子在所述粒状物质上带电；在所述排放气体通路的下游侧配置有捕集带了电的所述粒状物质的捕集部。
4.如权利要求3所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，覆盖所述电极针外周的多层构造的覆膜由绝缘体形成的第一层绝缘体被覆、将其外侧覆盖的由导体形成的第二层导体被覆，以及进一步将其外侧用绝缘体覆盖的第三层绝缘体被覆构成。
5.如权利要求3或4所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，所述电极针的第一层绝缘体被覆以及第三层绝缘体被覆为石英玻璃、氧化铝、陶瓷等，第二层导体被覆为金属薄板、薄壁的金属管或金属网等导体形成的。
6.如权利要求3～5中的任一项所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，把所述电晕放电部的电极针在绝缘体制的密封气管内插通配管，使该电极针的放电侧前端朝向排放气体气流的下游侧，并配置在密封气流的等速区内或所述等速区的下游侧，使电晕电子朝向下游侧放电。
7.如权利要求3～6中的任一项所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，整流部件在所述密封气管内配置在整个所述管内或配置在所述管内的一部分，该整流部件使用板状部件或蜂窝状部件。
8.如权利要求3～7中的任一项所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，在位于与所述密封气管的电极针前端侧相反侧的管端、与排放气体气流方向平行地设置装配用管部，而且，具有所述装配用管部的密封气管在以密封气管的内径为D、密封气管的装配用管部的长度为L2、该装配用管部到前端部为止的长度为L1的情况下，满足L1/D＞1.5、L2/D＞0.5的条件。
9.如权利要求3～8中的任一项所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，在所述排放气体用电气式处理装置的后段附设旋风集尘器。
10.如权利要求9所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，通过在捕集面上没有开口的一张板构成的底板、或所述一张板构成的底板与设置在该底板的捕集面侧的格子状的凸片的组合而构成捕集板，配置一张以至多张所述捕集板使得与所述装置本体内壁之间形成间隙从而构成所述排放气体用电气式处理装置的所述捕集部，进而，所述底板在捕集面上配置绝缘体材质、在其背面配置接地的导体材质从而构成双层构造。
11.如权利要求9或10所述的柴油发动机排放气体的电气式处理装置，其特征在于，颗粒凝集粗大化机构被配设在所述旋风集尘器的前段的位置，而且，作为该颗粒凝集粗大化机构，采用通过把蜂窝构造的颗粒凝集管、多张冲孔金属或金属网按规定间隔进行配置而构成的颗粒凝集板中的任一个。
全文摘要
本发明提供一种可以将柴油发动机的排放气体中的PM高效率地除去，而且长期使用可以发挥稳定性能的柴油发动机排放气体的电气式处理方法及其装置。在柴油发动机排放气体的电气式处理装置中的排放气体通路的上游侧配置外周被多层构造的覆膜覆盖着的电极针，设置由电晕放电部和带电部构成的放电带电部，所述电晕放电部通过该电极针产生的电晕放电将电子放出，所述带电部使放出的电子在所述粒状物质上带电；使在该电晕放电部被电晕放电的电子在带电部的排放气体中的所述粒状物质上带电，借助配置在所述排放气体通路下游侧的捕集部捕集带了电的所述粒状物质。
文档编号H01T19/04GK101089373SQ20071011211
公开日2007年12月19日 申请日期2007年6月14日 优先权日2006年6月14日
发明者古坚宗胜 申请人:古坚宗胜