專利名稱：排氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
在柴油機(jī)的排氣(柴油的燃燒氣體)中，含有以碳素質(zhì)構(gòu)成的煤、
以及高沸點(diǎn)的碳?xì)浠衔锍煞謽?gòu)成的S0F (Soluble Organic Fraction:可溶性有機(jī)成分)為主要成分，并添加有微量的硫酸鹽(霧 狀的硫酸成分)的組成的微粒(Particulate Matter:粒子狀的物質(zhì))。
為了抑制這種微粒向大氣中擴(kuò)散，多在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中裝入 收集微粒用的過濾器。
作為這種微粒過濾器的一例，有通過堇青石等陶瓷形成蜂窩狀芯 軸，使發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣在被該蜂窩狀芯軸的多孔質(zhì)薄壁分開的多個(gè)通路 中流動(dòng)的形式。
在上述微粒過濾器中，將平行排列的多個(gè)通路的一端部分每隔一 個(gè)封閉起來，以便將發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣向與上述通路鄰接的氣體通路中未 封閉的一端部分引導(dǎo)，而且，將發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣流入的氣體通路的另一 端部分封閉，將與其鄰接的氣體通路的未封閉的另一端部分連接在消 音器上。
即，由多孔質(zhì)薄壁收集發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中包含的微粒，僅將透過該 多孔質(zhì)薄壁的排氣向大氣中排放。
另外，附著在多孔質(zhì)薄壁上的微粒在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移到排
氣溫度增高的區(qū)域中時(shí)自燃而被氧化處理。
但是，在主要是在市區(qū)道路上行駛的公交車等中，通常行駛速度 較低，持續(xù)能夠獲得適于微粒的氧化處理的排氣溫度的機(jī)會(huì)較少，所 以微粒的收集量大于氧化處理量，將導(dǎo)致多孔質(zhì)薄壁堵塞。
因此，近年來提出了即使排氣溫度較低也能夠?qū)ξ⒘＿M(jìn)行氧化處 理的等離子體輔助型的排氣凈化裝置(氣體反應(yīng)處理器)(例如參照 專利文獻(xiàn)l)。
在這種排氣凈化裝置中，將在不銹鋼制的圓筒體上實(shí)施了穿設(shè)加 工的外側(cè)電極以及內(nèi)側(cè)電極同軸地配置在腔室中，在該兩電極之間的
空隙中填充由介電體構(gòu)成的顆粒，以便處理對(duì)象的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣能夠 通過，將發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣向腔室和外側(cè)電極之間的空隙引導(dǎo)。
即，從腔室和外部電極之間送入顆粒填充層的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中所 包含的微粒附著在顆粒上，僅將通過了顆粒填充層的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣向 大氣中排放。
進(jìn)而，在內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極上外加高電壓，產(chǎn)生放電等離子體， 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣進(jìn)行激勵(lì)，將未燃燒的碳?xì)浠衔?、氧氣?一氧化氮 活化成含氧碳?xì)浠衔?、臭氧、二氧化氮?br> 這樣一來，即使在排氣溫度較低的情況下，附著在顆粒上的微粒 也能夠自然而被氧化處理。
專利文獻(xiàn)l:特表2002-501813號(hào)公報(bào)
但是，在現(xiàn)有方式的等離子體輔助型的排氣凈化裝置中，如果在 平時(shí)向內(nèi)側(cè)電極和外側(cè)電極外加高電壓，則電力消耗過大。
另外，在放電用的電力為交流電的情況下，雖然向由外側(cè)和內(nèi)側(cè) 的電極構(gòu)成的電容器外加交流高電壓的回路作為等價(jià)回路，但由于該 電容器的容量因微粒的收集量或排氣的成分等而變化，所以可預(yù)料到
回路的電抗變動(dòng)，在電壓波形和電流波形上產(chǎn)生偏差，功率降低。
而且，在現(xiàn)有方式的等離子體輔助型的排氣凈化裝置中，并未實(shí)
施掌握實(shí)際上收集了多少微粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種電力消耗 小，可避免因微粒收集量或排氣的成分為主要原因的功率降低，能夠 把握收集的微粒的量的排氣凈化裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的笫1技術(shù)方案中，包括電極， 用于在排氣中通過放電產(chǎn)生等離子體；收集體，捕獲伴隨排氣產(chǎn)生的 微粒；溫度傳感器，檢測排氣溫度；放電控制單元，基于該溫度傳感 器的檢測值調(diào)整向電極供應(yīng)的電力。
在本發(fā)明的第2技術(shù)方案中，包括電極，用于在排氣中通過放 電產(chǎn)生等離子體；收集體，捕獲伴隨排氣產(chǎn)生的微粒；收集量推定機(jī) 構(gòu)，推定該收集體捕獲的微粒的量；放電控制單元，基于該收集量推 定機(jī)構(gòu)的計(jì)算值調(diào)整向電極供應(yīng)的電力。
在本發(fā)明的第3技術(shù)方案中，包括收集室，在配置在排氣的流通路徑上的一對(duì)電極之間捕獲微粒；高電壓輸出機(jī)構(gòu)，向兩電極供應(yīng) 放電用交流電力；多個(gè)電感器，可并列地連接在該高電壓輸出機(jī)構(gòu)和 電極之間；電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)，電感器連接在高電壓輸出機(jī)構(gòu)和電極 上，檢測通入兩電極上的交流電力的相位，使電抗的變動(dòng)減小。
在本發(fā)明的第4技術(shù)方案中，包括收集室，在配置在排氣的流 通路徑上的一對(duì)電極之間捕獲微粒；高電壓輸出機(jī)構(gòu)，向兩電極供應(yīng) 放電用交流電力；可變電感器，設(shè)置在該高電壓輸出機(jī)構(gòu)和電極之間； 電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)，檢測通入兩電極上的交流電力的相位，并且調(diào)整 可變電感器，使電抗的變動(dòng)減小。
在本發(fā)明的第5技術(shù)方案中，包括收集室，在配置在排氣的流 通路徑上的一對(duì)電極之間捕獲微粒；高電壓輸出機(jī)構(gòu)，向兩電極供應(yīng) 放電用交流電力；多個(gè)可變電感器，可并列地連接在該高電壓輸出機(jī) 構(gòu)和電極之間；電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)，可變電感器連接在高電壓輸出機(jī) 構(gòu)和電極上，檢測通入兩電極上的交流電力的相位，并且調(diào)整可變電 感器，使電抗的變動(dòng)減小。
在本發(fā)明的第6技術(shù)方案中，包括 一方的電極，由可收集微粒 的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成，并且配置在排氣的流通路徑上；另一方的電極， 設(shè)置在上述電極的附近；放電控制單元，向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電用的 電力；收集量判定機(jī)構(gòu)，檢測向上述一方的電極通電時(shí)的阻抗值，判 定微粒的量。
在本發(fā)明的第7技術(shù)方案中，包括 一方的電極，由可收集微粒 的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成，并且配置在排氣的流通路徑上；另一方的電極， 設(shè)置在上述電極的附近；放電控制單元，向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電用的 電力；收集量判定機(jī)構(gòu)，檢測向上述一方的電極通電時(shí)的電流值，判 定微粒的量。
在本發(fā)明的笫8技術(shù)方案中，包括 一方的電極，由可收集微粒 的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成，并且配置在排氣的流通路徑上；另一方的電極， 設(shè)置在上述電極的附近；放電控制單元，向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電用的 電力；收集量判定機(jī)構(gòu)，檢測向上述一方的電極通電時(shí)的電壓值，判 定微粒的量。
在本發(fā)明的第1技術(shù)方案中，在由溫度傳感器得到的排氣溫度低 于規(guī)定值時(shí)，從放電控制單元向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電等離子體所必須
的電力，對(duì)收集體捕獲的微粒進(jìn)行氧化處理。
在本發(fā)明的第2技術(shù)方案中，在收集量推定機(jī)構(gòu)推定出微粒收集 量超過了規(guī)定值時(shí)，從放電控制單元向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電等離子體 所必須的電力，對(duì)收集體捕獲的微粒進(jìn)行氧化處理。
在本發(fā)明的第3技術(shù)方案中，檢測通入收集室的兩電極中的交流 電力的相位的電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)是將規(guī)定的電感器連接在高電壓輸出 機(jī)構(gòu)和電極上，以實(shí)現(xiàn)電抗變動(dòng)的減小。
在本發(fā)明的第4技術(shù)方案中，檢測通入收集室的兩電極中的交流 電力的相位的電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)對(duì)可變電感器進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電抗 變動(dòng)的減小。
在本發(fā)明的第5技術(shù)方案中，檢測通入收集室的兩電極中的交流 電力的相位的電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)是將規(guī)定的可變電感器連接在高電壓 輸出機(jī)構(gòu)和電極上，并且對(duì)該可變電感器進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)電抗變動(dòng) 的減小。
在本發(fā)明的第6技術(shù)方案中，如果由導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成的一方的 電極收集到的微粒增加，則向一方的電極通電時(shí)的阻抗值相應(yīng)地減 小。
在本發(fā)明的第7技術(shù)方案中，如果由導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成的一方的 電極收集到的微粒增加，則向一方的電極通電時(shí)的電流值相應(yīng)地增 加。
在本發(fā)明的第8技術(shù)方案中，如果由導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成的一方的 電極收集到的微粒增加，則向一方的電極通電時(shí)的電壓值相應(yīng)地減 小。
根據(jù)本發(fā)明的排氣凈化裝置，能夠獲得以下各種優(yōu)良的效果。 U)在本發(fā)明的笫1技術(shù)方案中，由于在由溫度傳感器得到的 排氣溫度低于規(guī)定值時(shí)，從放電控制單元向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電等離 子體所必須的電力，對(duì)收集體捕獲的微粒進(jìn)行氧化處理，所以能夠削 減消化電力，實(shí)現(xiàn)能量利用率的提高。
(2)在本發(fā)明的第2技術(shù)方案中，由于在收集量推定機(jī)構(gòu)推定 出微粒收集量超過了規(guī)定值時(shí)，從放電控制單元向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放 電等離子體所必須的電力，對(duì)收集體捕獲的微粒進(jìn)行氧化處理，所以 能夠削減消化電力，實(shí)現(xiàn)能量利用率的提高。
(3) 在本發(fā)明的第3技術(shù)方案中，由于電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)基于 交流電力的相位而將規(guī)定的電感器連接在高電壓輸出機(jī)構(gòu)和電極上， 使電抗變動(dòng)減小，所以能夠避免因微粒收集量或排氣的成分為主要原 因的功率的降低，提高能量效率。
(4) 在本發(fā)明的第4技術(shù)方案中，由于電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)基于 交流電力的相位而對(duì)可變電感器進(jìn)行調(diào)整，使電抗變動(dòng)減小，所以能 夠避免因微粒收集量或排氣的成分為主要原因的功率的降低，提高能 量效率。
(5) 在本發(fā)明的第5技術(shù)方案中，由于電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)基于 交流電力的相位而將規(guī)定的可變電感器連接在高電壓輸出機(jī)構(gòu)和電極 上，并且對(duì)該可變電感器進(jìn)行調(diào)整，使電抗變動(dòng)減小，所以能夠避免 因微粒收集量或排氣的成分為主要原因的功率的降低，提高能量效 率。
(6) 在本發(fā)明的第6技術(shù)方案中，由于如果由導(dǎo)電性過濾器構(gòu) 成的一方的電極捕獲到的微粒增加，則向一方的電極通電時(shí)的阻抗值 相應(yīng)地減小，所以能夠把握微粒的收集量，從而高效率地進(jìn)行放電用 電力向電極上的供應(yīng)。
(7) 在本發(fā)明的第7技術(shù)方案中，由于如果由導(dǎo)電性過濾器構(gòu) 成的一方的電極捕獲到的微粒增加，則向一方的電極通電時(shí)的電流值 相應(yīng)地增加，所以能夠把握微粒的收集量，從而高效率地進(jìn)行放電用 電力向電極上的供應(yīng)。
(8) 在本發(fā)明的第8技術(shù)方案中，由于如果由導(dǎo)電性過濾器構(gòu) 成的一方的電極捕獲到的微粒增加，則向一方的電極通電時(shí)的電壓值 相應(yīng)地減小，所以能夠把握微粒的收集量，從而高效率地進(jìn)行放電用 電力向電極上的供應(yīng)。


圖1為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第1實(shí)施例的概念圖。
圖2為表示排氣溫度和等離子體產(chǎn)生量的關(guān)系的一例的曲線圖。
圖3為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第2實(shí)施例的概念圖。
圖4為表示微粒收集量和等離子體產(chǎn)生量的關(guān)系的一例的曲線圖。
圖5為表示微粒收集量和等離子體產(chǎn)生量的關(guān)系的另一例的曲線
圖6為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第3實(shí)施例的概念圖。 圖7為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第4實(shí)施例的概念圖。 圖8為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第5實(shí)施例的概念圖。 圖9為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第6實(shí)施例的概念圖。 圖IO為與圖9相關(guān)的流程圖。
圖11為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的笫7實(shí)施例的概念圖。 圖12為與圖ll相關(guān)的流程圖。
圖13為表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第8實(shí)施例的概念圖。
圖14為與圖13相關(guān)的流程圖。
附圖標(biāo)記的說明
2 溫度傳感器
3 放電控制單元
5內(nèi)側(cè)電極(收集體)
6 外側(cè)電極
11收集量推定機(jī)構(gòu)
12放電控制單元
21收集室
22高電壓輸出才幾構(gòu)
23、 27、 28電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)
24、 25電極
32收集量判定機(jī)構(gòu)
33放電控制單元
35內(nèi)側(cè)電極(一方的電極)
36外側(cè)電極(另一方的電極)
41、 42收集量判定機(jī)構(gòu)
G排氣
L1~L6電感器 L7-L9可變電感器
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以說明。
實(shí)施例1
圖1和圖2表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第1實(shí)施例，這種排氣 凈化裝置備有收集室l，溫度傳感器2，以及放電控制單元3。
收集室1備有殼體4,其組裝在成為凈化的對(duì)象的排氣G的流 通路徑中；中空狀的內(nèi)側(cè)電極5，其由可收集微粒的導(dǎo)電性過濾器形 成，并且在殼體4的內(nèi)部同軸地配置；筒狀的外側(cè)電極6，其以在圓 周方向上包圍該內(nèi)側(cè)電極5的方式配置在殼體4的內(nèi)部；陶資等的介 電體7，其覆蓋該外側(cè)電極6的內(nèi)表面。
而且，在排氣G的流通路徑上，與收集室1分別地裝有適用堇青 石等的微粒過濾器。
作為上述導(dǎo)電性過濾器，有通過將纖維狀的金屬疊層并進(jìn)行燒結(jié) 而一體化的形式，通過將金屬粉末的燒結(jié)體、微細(xì)的金屬網(wǎng)疊層并進(jìn) 行燒結(jié)而一體化的形式，或者通過燒結(jié)使金屬粉末載放在微細(xì)的金屬 網(wǎng)上的形式，上述各形式均可確保氣體的通過性并收集微粒。
內(nèi)側(cè)電極5是排氣G的行進(jìn)方向上靠近上游的端部封閉、而靠近 下游的端部開口的形狀，在內(nèi)側(cè)電極5和外側(cè)電極6的排氣G的行進(jìn) 方向上靠近下游的部分上設(shè)置有環(huán)狀的絕緣材料8，與兩電極5、 6端 部的整周相接觸。
即，從發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)送出的排氣G流入收集室1的內(nèi)側(cè)電極 5的外表面和介電體7的內(nèi)表面之間的空隙9，在從外向內(nèi)通過了內(nèi) 側(cè)電極5后，經(jīng)過該內(nèi)側(cè)電極5的內(nèi)側(cè)空間而向收集室1的下游一側(cè) 的消音器(未圖示)流出，微粒被作為導(dǎo)電性過濾器的內(nèi)側(cè)電極5收 集。
溫度傳感器2設(shè)置在殼體1的排氣流入口上，檢測排氣G的溫度。 在放電控制單元3上連接有交流發(fā)電機(jī)等車載電源10和溫度傳 感器2。
這種放電控制單元3對(duì)向兩電極5、 6上供應(yīng)的電力進(jìn)行設(shè)定， 使溫度傳感器2得到的檢測值(排氣G的溫度)在不致于微粒自燃的 范圍內(nèi)時(shí)，放電等離子體的產(chǎn)生量使微粒充分氧化，溫度傳感器2得 到的檢測值在微粒氧化的溫度范圍內(nèi)時(shí)，減少向兩電極5、 6供應(yīng)的 電力，進(jìn)行抑制放電等離子體的產(chǎn)生量的控制(參照?qǐng)D2)。
作為上述供應(yīng)電力的控制，根據(jù)排氣G的溫度有如下的方式。 a. 增減單位時(shí)間內(nèi)向兩電極5、 6通電的時(shí)間的方式，
b. 增減向兩電極5、 6外加的電壓的方式，
c. 增減向兩電極5、 6外加的電流的方式，
d. 向兩電極5、 6供應(yīng)交流電、并且增減其頻率的方式，
e. 向兩電極5、 6供應(yīng)直流電、并且增減其占空比的方式，
f. 在上述e項(xiàng)中增減波形的上升時(shí)間的方式。
也就是說，由于放電控制單元3在排氣G的溫度較低的情況下， 通過放電等離子體產(chǎn)生臭氧或氧原子團(tuán)等，對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理，所 以能夠削減消耗電力。
實(shí)施例2
圖3至圖5表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第2實(shí)施例，這種排氣 凈化裝置備有收集室1、收集量推定機(jī)構(gòu)11、以及放電控制單元12， 收集室l、車載電源IO具有與圖1所示相同的結(jié)構(gòu)。
收集量推定機(jī)構(gòu)11計(jì)量殼體4的內(nèi)壓，內(nèi)側(cè)電極5的電氣特性 (通電時(shí)的電壓值、電流值、阻抗值)等參量，基于預(yù)先通過實(shí)測獲 得的內(nèi)側(cè)電極5的微粒的收集量與參量計(jì)量值的相互關(guān)系，計(jì)算出該 時(shí)刻的內(nèi)側(cè)電極5的微粒收集量。
放電控制單元12上連接有車栽電源10和收集量推定機(jī)構(gòu)11。
這種放電控制單元12在收集量推定機(jī)構(gòu)11得到的微粒的收集量 的計(jì)算值超過了預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，根據(jù)微粒收集量進(jìn)行增大向兩電 極5、 6上供應(yīng)的電力的控制，使放電等離子體的產(chǎn)生量增加(參照 圖4和圖5)。
作為上述供應(yīng)電力的控制，根據(jù)微粒的收集量，有如下的方式。
g. 增減單位時(shí)間內(nèi)向兩電極5、 6通電的時(shí)間的方式，
h. 增減向兩電極5、 6外加的電壓的方式，
i. 增減向兩電極5、 6外加的電流的方式，
j.向兩電極5、 6供應(yīng)交流電、并且增減其頻率的方式， k.向兩電極5、 6供應(yīng)直流電、并且增減其占空比的方式， 1.在上述k項(xiàng)中增減波形的上升時(shí)間的方式。 也就是說，由于放電控制單元12僅在內(nèi)側(cè)電極5的微粒收集量 增大時(shí)，通過放電等離子體產(chǎn)生臭氧或氧原子團(tuán)等，對(duì)微粒進(jìn)行氧化
處理，所以能夠削減消耗電力。
另外，用于產(chǎn)生放電等離子體的電極的形狀可以是平板對(duì)置型或 格子型，而且，微粒的收集體也可以采用陶瓷顆?；蛱沾煞涓C體。
實(shí)施例3
圖6表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第3實(shí)施例，這種排氣凈化裝 置備有收集室21，輸出放電用交流電的高電壓輸出機(jī)構(gòu)22，多個(gè)電 感器L1 L6，以及電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)23。
收集室21備有 一對(duì)電極24、 25，其配置在成為凈化的對(duì)象的 排氣G的流通路徑中；陶瓷等介電體26，其覆蓋一方的電極24,由 可收集微粒的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成另一方的電極25。
這些電極24、 25的形狀可以是圓筒型、平板對(duì)置型、或者格子 型的任一種。
作為上述導(dǎo)電性過濾器，有通過將纖維狀的金屬疊層并進(jìn)行燒結(jié) 而一體化的形式，通過將金屬粉末的燒結(jié)體、微細(xì)的金屬網(wǎng)疊層并進(jìn) 行燒結(jié)而一體化的形式，或者通過燒結(jié)使金屬粉末載放在微細(xì)的金屬 網(wǎng)上的形式，上述各形式均可確保氣體的通過性并收集微粒，而且， 微粒也附著在介電體26的表面上。
在電感器LI ~L6上串聯(lián)地連接有各開關(guān)SI ~S6，開關(guān)SI ~S6與 這些電感器LI ~L6的串聯(lián)連接體并列地連接在高電壓輸出機(jī)構(gòu)22以 及收集室21的電極25上。
電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)23在開關(guān)Sl-S6中的至少一個(gè)閉合的狀態(tài)下 檢測從高電壓輸出機(jī)構(gòu)22通入電極24、 25上的交流電的電壓波形和 電流波形的相位偏離，在算出使此時(shí)的電抗變動(dòng)減小所必須的電感系 數(shù)后，為了通過電感器L1~L6的單體或其組合獲得與該計(jì)算值近似 (或一致)的電感系數(shù)，關(guān)閉應(yīng)連接在回路上的電感器L1~L6上所 附帶的開關(guān)S1 S6。
即，在電感器L1 L6的電感系數(shù)相等的情況下，通過開關(guān)S1 S6 的開閉組合，獲得5種電感系數(shù)值，而且，在電感器Ll-L6的電感 系數(shù)不同的情況下，通過開關(guān)S1 S6的開閉組合，獲得最多35種電 感系數(shù)值。
這樣一來，由于電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)23為了實(shí)現(xiàn)電抗變動(dòng)的減小而將規(guī)定的電感器L1~L6連接在高電壓輸出機(jī)構(gòu)22和電極24、 25 上，所以能夠避免微粒收集量和排氣的成分為主要原因的功率降低， 實(shí)現(xiàn)能量效率的提高。
因此，在收集室21的微粒收集量過多，從高電壓輸出機(jī)構(gòu)22向 電極24、 25供應(yīng)交流電，產(chǎn)生放電等離子體時(shí)，通過臭氧或氧原子 團(tuán)等，能夠可靠地對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理。
實(shí)施例4
圖7表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第4實(shí)施例，這種排氣凈化裝 置備有收集室21，高電壓輸出機(jī)構(gòu)22，可變電感器L7，以及電感系 數(shù)控制機(jī)構(gòu)27，收集室21和高電壓輸出機(jī)構(gòu)22具有與圖6所示相同 的結(jié)構(gòu)。
電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)27檢測從高電壓輸出機(jī)構(gòu)22通入電極24、 25 中的交流電的電壓波形和電流波形的相位偏離，在算出使此時(shí)的電抗 變動(dòng)減小所必須的電感系數(shù)后，為了獲得與該計(jì)算值近似(或一致) 的電感系數(shù)，對(duì)電感器L7進(jìn)行調(diào)整。
即，獲得與可變電感器L7的設(shè)計(jì)條件相對(duì)應(yīng)的范圍的電感系數(shù)值。
這樣一來，由于電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)27為了實(shí)現(xiàn)電抗變動(dòng)的減小 而對(duì)可變電感器L7進(jìn)行調(diào)整，所以能夠避免微粒收集量和排氣的成 分為主要原因的功率降低，實(shí)現(xiàn)能量效率的提高。
因此，在收集室21的微粒收集量過多，從高電壓輸出機(jī)構(gòu)22向 電極24、 25供應(yīng)交流電，產(chǎn)生放電等離子體時(shí)，通過臭氧或氧原子 團(tuán)等，能夠可靠地對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理。
實(shí)施例5
圖8表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第5實(shí)施例，這種排氣凈化裝 置備有收集室21，高電壓輸出機(jī)構(gòu)22，可變電感器L8、 L9，以及電 感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)28，收集室21和高電壓輸出機(jī)構(gòu)22具有與圖6所示 相同的結(jié)構(gòu)。
在可變電感器L8、 L9上串聯(lián)地連接有各開關(guān)S8、 S9，開關(guān)S8、 S9與這些可變電感器L8、 L9的串聯(lián)連接體并列地連接在高電壓輸出 機(jī)構(gòu)22和收集室21的電極25上。
電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)28在開關(guān)S8、 S9中的至少一個(gè)閉合的狀態(tài)下 檢測從高電壓輸出機(jī)構(gòu)22通入電極24、 25中的交流電的電壓波形和 電流波形的相位偏離，在算出使此時(shí)的電抗變動(dòng)減小所必須的電感系 數(shù)后，為了通過電感器L8、 L9的單體或其組合獲得與該計(jì)算值近似 (或一致)的電感系數(shù)，關(guān)閉應(yīng)連接在回路上的可變電感器L8、 L9 上附帶的開關(guān)S8、 S9，并且對(duì)電感器L8、 L9進(jìn)行調(diào)整。
即，獲得與可變電感器L8、 L9的單體的設(shè)計(jì)條件或其組合相對(duì) 應(yīng)的范圍的電感系數(shù)值。
這樣一來，由于電感系數(shù)控制機(jī)構(gòu)28為了實(shí)現(xiàn)電抗變動(dòng)的減小 而對(duì)可變電感器L8、 L9進(jìn)行調(diào)整，所以能夠避免微粒收集量和排氣 的成分為主要原因的功率降低，實(shí)現(xiàn)能量效率的提高。
因此，在收集室21的微粒收集量過多，從高電壓輸出機(jī)構(gòu)22向 電極24、 25供應(yīng)交流電，產(chǎn)生放電等離子體時(shí)，通過臭氧或氧原子 團(tuán)等，能夠可靠地對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理。
實(shí)施例6
圖9和圖10表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第6實(shí)施例，這種排 氣凈化裝置備有收集室31，收集量判定機(jī)構(gòu)32，以及放電控制單元33。
收集室31備有殼體34，其組裝在成為凈化的對(duì)象的排氣G的 流通路徑中；中空狀的內(nèi)側(cè)電極35，其由可收集微粒的導(dǎo)電性過濾器 形成，并且在殼體34的內(nèi)部同軸地配置；筒狀的外側(cè)電極6，其以在 圓周方向上包圍該內(nèi)側(cè)電極35的方式配置在殼體34的內(nèi)部；陶瓷等 的介電體37，其覆蓋該外側(cè)電極36的內(nèi)表面。
而且，在排氣G的流動(dòng)路徑上，與收集室31分別地裝有適用堇 青石等的微粒過濾器。
作為上述導(dǎo)電性過濾器，有通過將纖維狀的金屬疊層并進(jìn)行燒結(jié) 而一體化的形式，通過將金屬粉末的燒結(jié)體、微細(xì)的金屬網(wǎng)疊層并進(jìn) 行燒結(jié)而一體化的形式，或者通過燒結(jié)使金屬粉末栽放在微細(xì)的金屬 網(wǎng)上的形式，上述各形式均可確保氣體的通過性并收集微粒。
內(nèi)側(cè)電極35是排氣G的行進(jìn)方向上靠近上游的端部封閉、而靠 近下游的端部開口的形狀，在內(nèi)側(cè)電極35和外側(cè)電極36的排氣G的
行進(jìn)方向上靠近下游的部分上設(shè)置有環(huán)狀的絕緣材料38，與兩電極 35、 36端部的整周相接觸。
即，從發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)送出的排氣G流入收集室31的內(nèi)側(cè)電 極35的外表面和介電體37的內(nèi)表面之間的空隙39，在從外向內(nèi)通過 了內(nèi)側(cè)電極35后，經(jīng)過該內(nèi)側(cè)電極35的內(nèi)側(cè)空間而向收集室31的 下游一側(cè)的消音器(未圖示)流出，微粒被作為導(dǎo)電性過濾器的內(nèi)側(cè) 電極35收集。
收集量判定機(jī)構(gòu)32向內(nèi)側(cè)電極35通入檢查用的電力，計(jì)量該電 氣回路的阻抗值，基于預(yù)先通過實(shí)測獲得的內(nèi)側(cè)電極35的微粒的收 集量與作為參量的上述阻抗值的相互關(guān)系，根據(jù)圖10中的步驟S10-S15,判定該時(shí)刻的內(nèi)側(cè)電極35的微粒收集量是否超過了設(shè)定值，并 輸出信號(hào)。
而且，使所計(jì)量的阻抗值與多個(gè)階段的設(shè)定值相比較，還能夠推 定內(nèi)側(cè)電極35的微粒收集量為何種程度。另外，在不通入檢查用的 電力時(shí)，收集量判定機(jī)構(gòu)32與上述電氣回路斷開。
由于微粒的主要成分是碳素(導(dǎo)電體)，所以內(nèi)側(cè)電極35捕獲到 的微粒的量越多，成為收集量的判定要素的阻抗值就越低。
即，通過以適當(dāng)?shù)拈g隔計(jì)量非放電時(shí)的內(nèi)側(cè)電極35的阻抗值， 能夠把握該內(nèi)側(cè)電極35是否收集了規(guī)定量的微粒。
在放電控制單元33上連接有上述的收集量判定機(jī)構(gòu)32和交流發(fā) 電才幾等車載電源40。
這種放電控制單元33在由收集量判定機(jī)構(gòu)32接收到微粒的收集 量超過判定信號(hào)時(shí)，向兩電極35、 36供應(yīng)電力，產(chǎn)生放電等離子體。
因此，放電控制單元33在內(nèi)側(cè)電極35所捕獲的微粒的量過多時(shí) 產(chǎn)生放電等離子體，通過臭氧或氧原子團(tuán)等，對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理。
實(shí)施例7
圖11和圖12表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第7實(shí)施例，這種排 氣凈化裝置備有收集室31，收集量判定機(jī)構(gòu)41，以及放電控制單元33， 收集室31，放電控制單元33和車載電源40具有與圖9所示相同的結(jié) 構(gòu)。
收集量判定機(jī)構(gòu)41向內(nèi)側(cè)電極35通入檢查用的電力，計(jì)量該電
氣回路的電流值，基于預(yù)先通過實(shí)測獲得的內(nèi)側(cè)電極35的微粒的收 集量與作為參量的上述電流值的相互關(guān)系，根據(jù)圖12中的步驟S20-S25,判定該時(shí)刻的內(nèi)側(cè)電極35的微粒收集量是否超過了設(shè)定值，并 輸出信號(hào)。
而且，使所計(jì)量的電流值與多個(gè)階段的設(shè)定值相比較，還能夠推 定內(nèi)側(cè)電極35的微粒收集量為何種程度。另外，在不通入檢查用的 電力時(shí)，收集量判定機(jī)構(gòu)41與上述電氣回路斷開。
由于微粒的主要成分是碳素(導(dǎo)電體)，所以內(nèi)側(cè)電極35捕獲到 的微粒的量越多，成為收集量的判定要素的電流值就越大。
即，通過以適當(dāng)?shù)拈g隔計(jì)量非放電時(shí)的內(nèi)側(cè)電極35的電流值， 能夠把握該內(nèi)側(cè)電極35是否收集了規(guī)定量的微粒。
在放電控制單元33上連接有上述的收集量判定機(jī)構(gòu)41和車載電 源40。
因此，放電控制單元33在內(nèi)側(cè)電極35所捕獲的微粒的量過多時(shí) 產(chǎn)生放電等離子體，通過臭氧或氧原子團(tuán)等，對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理。
實(shí)施例8
圖13和圖14表示本發(fā)明的排氣凈化裝置的第8實(shí)施例，這種排 氣凈化裝置備有收集室31，收集量判定機(jī)構(gòu)42，以及放電控制單元33, 收集室31，放電控制單元33和車載電源40具有與圖9所示相同的結(jié) 構(gòu)。
收集量判定機(jī)構(gòu)42向內(nèi)側(cè)電極35通入檢查用的電力，計(jì)量該電 氣回路的電壓值，基于預(yù)先通過實(shí)測獲得的內(nèi)側(cè)電極35的微粒的收 集量與作為參量的上述電壓值的相互關(guān)系，根據(jù)圖14中的步驟S30-S35，判定該時(shí)刻的內(nèi)側(cè)電極35的微粒收集量是否超過了設(shè)定值，并 輸出信號(hào)。
而且，使所計(jì)量的電壓值與多個(gè)階段的設(shè)定值相比較，還能夠推 定內(nèi)側(cè)電極35的微粒收集量為何種程度。另外，在不通入檢查用的 電力時(shí)，收集量判定機(jī)構(gòu)42與上述電氣回路斷開。
由于微粒的主要成分是碳素(導(dǎo)電體)，所以內(nèi)側(cè)電極35捕荻到 的微粒的量越多，成為收集量的判定要素的電壓值的下降就越顯著。
即，通過以適當(dāng)?shù)拈g隔計(jì)量非放電時(shí)的內(nèi)側(cè)電極35的電壓值， 能夠把握該內(nèi)側(cè)電極35是否收集了規(guī)定量的微粒。
而且，在放電控制單元33上連接有上述的收集量判定機(jī)構(gòu)42和 車栽電源40。
因此，放電控制單元33在內(nèi)側(cè)電極35所捕獲的微粒的量過多時(shí) 產(chǎn)生放電等離子體，通過臭氧或氧原子團(tuán)，對(duì)微粒進(jìn)行氧化處理。
用于產(chǎn)生放電等離子體的電極的形狀可以是平板對(duì)置型或格子型。
另外，本發(fā)明的排氣凈化裝置并不僅限于上述的實(shí)施例，可以在 不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)加以變更。
本發(fā)明的排氣凈化裝置能夠適用于各種各樣的車種。
權(quán)利要求
1.一種排氣凈化裝置，其特征是，包括一方的電極，由可收集微粒的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成，并且配置在排氣的流通路徑上；另一方的電極，設(shè)置在上述電極的附近；放電控制單元，向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生放電用的電力；收集量判定機(jī)構(gòu)，檢測向上述一方的電極通電時(shí)的阻抗值，判定微粒的量。
2. —種排氣凈化裝置，其特征是，包括 一方的電極，由可收 集微粒的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成，并且配置在排氣的流通路徑上；另一方 的電極，設(shè)置在上述電極的附近；放電控制單元，向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生 放電用的電力；收集量判定機(jī)構(gòu)，檢測向上述一方的電極通電時(shí)的電 流值，判定微粒的量。
3. —種排氣凈化裝置，其特征是，包括 一方的電極，由可收 集微粒的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成，并且配置在排氣的流通路徑上；另一方 的電極，設(shè)置在上述電極的附近；放電控制單元，向兩電極供應(yīng)產(chǎn)生 放電用的電力；收集量判定機(jī)構(gòu)，檢測向上述一方的電極通電時(shí)的電 壓值，判定微粒的量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電力消耗小的排氣凈化裝置，包括由可收集微粒的導(dǎo)電性過濾器構(gòu)成的中空狀的內(nèi)側(cè)電極(5)，在周向上包圍內(nèi)側(cè)電極(5)的筒狀的外側(cè)電極(6)，裝入排氣(G)的流通路徑中、收放兩電極(5、6)的殼體(4)，檢測排氣(G)的溫度的溫度傳感器(2)，基于溫度傳感器(2)的檢測值、對(duì)要向兩電極(5、6)供應(yīng)的電力進(jìn)行調(diào)整的放電控制單元(3)，在溫度傳感器(2)得到的排氣(G)的溫度降低時(shí)，從放電控制單元(3)向兩電極(5、6)供應(yīng)用于產(chǎn)生放電等離子體的電力，對(duì)內(nèi)側(cè)電極(5)收集的微粒進(jìn)行氧化處理。
文檔編號(hào)F01N3/02GK101182795SQ20071016217
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2004年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月3日
發(fā)明者下田正敏, 古川卓俊, 町田耕一 申請(qǐng)人:日野自動(dòng)車株式會(huì)社