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JP4703309B2 - Exhaust gas treatment apparatus, treatment method thereof, and automobile - Google Patents

Exhaust gas treatment apparatus, treatment method thereof, and automobile Download PDF

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JP4703309B2 JP2005226154A JP2005226154A JP4703309B2 JP 4703309 B2 JP4703309 B2 JP 4703309B2 JP 2005226154 A JP2005226154 A JP 2005226154A JP 2005226154 A JP2005226154 A JP 2005226154A JP 4703309 B2 JP4703309 B2 JP 4703309B2
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Description

本発明は、放電により排気ガス中に含まれる有害物質等を処理する排ガス処理装置とその処理方法、および自動車に関する。   The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus that treats harmful substances contained in exhaust gas by discharge, a treatment method thereof, and an automobile.

環境保全の観点から、自動車の排気ガス中に含まれる有害物質を分解したり、工場から排出されるガス中の有害物質を分解したり又は悪臭成分を含むガスの脱臭を処理することが強く求められている。   From the viewpoint of environmental conservation, it is strongly required to decompose harmful substances contained in automobile exhaust gases, decompose harmful substances contained in gas discharged from factories, or treat deodorized gases containing malodorous components. It has been.

この種の装置としては、ガス中の有害物質を取り除いたり、脱臭を行う方式の一つとして、活性炭等による吸着方式が知られている。   As this type of device, an adsorption method using activated carbon or the like is known as one of methods for removing harmful substances in gas or performing deodorization.

また、放電を利用する方式が最近注目を浴びてきている(例えば、特許文献1及び2参照)。この放電を利用する方法は、吸着方式に比較して、吸着剤を交換する必要がなく、処理コストも低減できるという利点がある。   In addition, a method using electric discharge has recently attracted attention (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Compared with the adsorption method, this method using discharge has the advantage that it is not necessary to replace the adsorbent and the processing cost can be reduced.

しかし、排ガス中には各種の成分が含まれていたり、ガス温度が高温になったりして、放電が不安定になり易いという欠点がある。この課題を解決する一つの手段として、バリヤ放電(誘電体障壁放電)と呼ばれる放電方式がある。このバリヤ放電方式の典型的な電極構成を図6に示す。2枚の平板電極3、5には、高周波数電源4から交流電圧が印加されて、2枚の電極3、5の間で放電を発生させる。この放電により、平板電極3、5の間を流れる排ガス6を処理するものである。
特開平2−258014号公報 特開平6−178914号公報
However, there are drawbacks that various components are contained in the exhaust gas or the gas temperature becomes high, so that the discharge tends to become unstable. As one means for solving this problem, there is a discharge system called barrier discharge (dielectric barrier discharge). A typical electrode configuration of this barrier discharge system is shown in FIG. An AC voltage is applied to the two plate electrodes 3 and 5 from the high-frequency power source 4 to generate a discharge between the two electrodes 3 and 5. By this discharge, the exhaust gas 6 flowing between the plate electrodes 3 and 5 is treated.
JP-A-2-258014 JP-A-6-178914

しかしながら、上述した従来のバリヤ放電方式においては、2枚の平板電極3、5の間で印加電圧を下げるためには、2枚の電極3、5の間隔を狭くする必要がある。一方で、対向する2枚の電極3、5の間隔を狭くすると、対向する電極間の静電容量が大きくなる。静電容量が大きくなると、電源から流れる無効電流が増えることになり、電源装置が大型化しコスト高になる、という課題があった。   However, in the above-described conventional barrier discharge method, in order to reduce the applied voltage between the two flat plate electrodes 3 and 5, it is necessary to narrow the distance between the two electrodes 3 and 5. On the other hand, if the interval between the two electrodes 3 and 5 facing each other is narrowed, the capacitance between the electrodes facing each other increases. When the capacitance increases, the reactive current flowing from the power source increases, and there is a problem that the power supply device becomes large and expensive.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、放電が不安定になり易いガス条件でも安定に放電を持続して、放電の印加電圧を下げ且つ電極間の静電容量を下げることにより電源の小型化及び低コスト化を図れる排ガス処理装置とその処理方法、および自動車を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and maintains discharge stably even under gas conditions in which discharge tends to become unstable, thereby reducing the applied voltage of discharge and reducing the capacitance between electrodes. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas treatment apparatus, a treatment method thereof, and an automobile that can reduce the size and cost of a power source.

上記目的を達成するため、本発明の排ガス処理装置においては、誘電体を有する第1の平板電極と、この第1の平板電極に対向して配設され複数の貫通する空隙が設けられた第2の平板電極と、この第1の平板電極と第2の平板電極との間に排ガスを流す排ガス供給手段と、前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に交流電圧を印加して放電させて前記第1の平板電極と第2の平板電極との間を流れる排ガスを処理する電源装置と、を有し、前記第2の平板電極に複数の楕円又は長方形の長穴を開け、この長穴の長軸方向が前記排ガスの流れ方向に略平行になるように配置されること、を特徴とするものである。
また、本発明の排ガス処理装置においては、前記第2の平板電極は、複数の各々略平行に配設された細線で構成され、さらに前記排ガスの流れ方向に略平行になるように配設されること、を特徴とするものである。
In order to achieve the above object, in the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, a first flat plate electrode having a dielectric, and a plurality of voids that are disposed to face the first flat plate electrode and that penetrate therethrough are provided. An AC voltage is applied between the first plate electrode and the second plate electrode; and an exhaust gas supply means for flowing exhaust gas between the first plate electrode and the second plate electrode; a power supply device for treating an exhaust gas flow between said first plate electrode by discharging to the second plate electrodes, have a, the elongated hole of the second plurality of elliptical flat plate electrode or rectangular The long hole is arranged so that the long axis direction of the long hole is substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas .
In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the second plate electrode is composed of a plurality of thin wires arranged substantially in parallel with each other, and further arranged so as to be substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas. It is characterized by that.

また、上記目的を達成するため、本発明のガス処理方法においては、誘電体を有する第1の平板電極に対向して複数の貫通する空隙を設けた第2の平板電極を用いた排ガス処理方法であって、前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に排ガスを流し、前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に交流電圧を印加して放電させ、前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に供給された排ガスを処理し、前記第2の平板電極に設けられた空隙は、複数の楕円又は長方形の長穴であって、かつこの長穴の長軸方向は前記排ガスの流れ方向に略平行に配置されていること、を特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the gas treatment method of the present invention, an exhaust gas treatment method using a second flat plate electrode provided with a plurality of through holes facing the first flat plate electrode having a dielectric. An exhaust gas is allowed to flow between the first plate electrode and the second plate electrode, an alternating voltage is applied between the first plate electrode and the second plate electrode, and the discharge is performed. The exhaust gas supplied between the first flat plate electrode and the second flat plate electrode is treated, and the gap provided in the second flat plate electrode is a plurality of elliptical or rectangular slots, and this The long axis direction of the long hole is arranged substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas .

本発明の排ガス処理装置及びその処理方法によれば、放電が不安定になりやすいガス条件でも安定に放電を持続できることにより、放電の印加電圧を下げ且つ電極間の静電容量を下げることにより、電源の小型化及び低コスト化を達成できる。   According to the exhaust gas treatment apparatus and the treatment method of the present invention, the discharge can be stably maintained even under gas conditions where the discharge is likely to be unstable, thereby reducing the applied voltage of the discharge and reducing the capacitance between the electrodes, The power supply can be reduced in size and cost.

以下、本発明に係る排ガス処理装置及びその処理方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of an exhaust gas treatment apparatus and a treatment method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本発明の実施の形態の排ガス処理装置の構成を示す斜視図である。本図に示すように、バリヤ放電(誘電体障壁放電)と呼ばれる放電方式による排ガス処理装置の代表的な実施の形態を示す。この放電方式による排ガス処理装置は、対向する2枚の第1の平板電極13、第2の平板電極11から構成される。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, a typical embodiment of an exhaust gas treatment apparatus using a discharge method called barrier discharge (dielectric barrier discharge) is shown. The exhaust gas treatment apparatus using this discharge method is composed of two opposing first plate electrodes 13 and second plate electrodes 11.

一方の第1の平板電極13は、図2に示すように、例えば、電極板13aを誘電体19、19で挟んで製作される。ここでは、一方の電極板13aを誘電体19、19で挟んで製作した平板電極13を使用したが、放電が安定につくられるならば、必ずしも誘電体19で挟む必要はない。電極11、13の間の静電容量を下げ、かつ、ガスの流れ15による圧力損失を低下できることが重要である。また、この電極板13aには、導線18が接続される。   As shown in FIG. 2, one first flat plate electrode 13 is manufactured, for example, by sandwiching an electrode plate 13 a between dielectrics 19 and 19. Here, the flat plate electrode 13 produced by sandwiching one electrode plate 13a between the dielectrics 19 and 19 is used. However, it is not always necessary to sandwich the electrode plate 13a with the dielectric 19 if the discharge can be stably generated. It is important that the capacitance between the electrodes 11 and 13 can be reduced and the pressure loss due to the gas flow 15 can be reduced. A conductive wire 18 is connected to the electrode plate 13a.

これに対向する第2の平板電極11には、静電容量と圧力損失を下げるために平板電極11の表面に複数の貫通した空隙である長穴16が開けられる。この長穴16の形状は、楕円あるいは長方形等の長穴とし、さらに、長穴16の長軸方向が電極11、13の間を流れる排ガス15の流れ方向に略平行になるように配置している。   The second flat plate electrode 11 facing this is formed with a plurality of elongated holes 16 which are a plurality of through holes in the surface of the flat plate electrode 11 in order to reduce capacitance and pressure loss. The shape of the elongated hole 16 is an elongated hole such as an ellipse or a rectangle, and is further arranged so that the major axis direction of the elongated hole 16 is substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas 15 flowing between the electrodes 11 and 13. Yes.

2枚の平板電極11、13には、電源装置である高周波数電源14から導線18、18が接続されて交流電圧が印加される。排ガス15が矢印のように電極11、13の間を流れている状態において、この交流電圧が印加されると、放電が発生する。   Conductive wires 18 and 18 are connected to the two plate electrodes 11 and 13 from a high-frequency power source 14 which is a power supply device, and an AC voltage is applied thereto. In the state where the exhaust gas 15 flows between the electrodes 11 and 13 as shown by the arrows, discharge occurs when this AC voltage is applied.

この電極11、13に開ける長穴16の形状は原理的にはどのような形であってもよく、電極の実質的な面積が小さくなればよい。例えば、丸穴を複数開けてもよいし、角穴を複数開けても良い。要は、電極の実質的な面積が小さくなればよい。しかし、対向する電極11、13の間の静電容量を小さくする効果を持たせるためには、穴の径等が、電極間距離よりも十分大きくないと、静電容量が小さくなるという効果は十分得られない。静電容量を小さくするという効果を得るためには、穴の径や大きさは、実用的には、電極間距離の数倍以上は必要である。   In principle, the shape of the long hole 16 opened in the electrodes 11 and 13 may be any shape as long as the substantial area of the electrode is reduced. For example, a plurality of round holes may be formed or a plurality of square holes may be formed. In short, it is sufficient that the substantial area of the electrode is reduced. However, in order to have the effect of reducing the capacitance between the electrodes 11 and 13 facing each other, the effect that the capacitance is reduced unless the diameter of the hole is sufficiently larger than the distance between the electrodes. Not enough. In order to obtain the effect of reducing the electrostatic capacity, the diameter and size of the hole are practically required to be several times or more the distance between the electrodes.

また、対向する平板電極11、13の間の静電容量を小さくすることだけが目的ならば、穴の形状は原理的にはどのような形であってもよい。しかし、狭い電極11、13の間に排ガス15を流すためには、放電部の圧力損失をできるだけ小さくすることが望ましい。この排ガスの流れによる圧力損失を下げるためには、平板電極11、13の間の距離を広くするほうがよいが、放電電圧が高くなり、電源装置14が大型になってしまう。   In addition, the shape of the hole may be any shape in principle if the purpose is only to reduce the capacitance between the opposed flat plate electrodes 11 and 13. However, in order to allow the exhaust gas 15 to flow between the narrow electrodes 11 and 13, it is desirable to reduce the pressure loss of the discharge part as much as possible. In order to reduce the pressure loss due to the flow of the exhaust gas, it is better to increase the distance between the plate electrodes 11 and 13, but the discharge voltage becomes higher and the power supply device 14 becomes larger.

このためには、電極の間の距離は小さくする必要がある。上述のように、狭い電極の間の距離であっても排ガス15の流れによる圧力損失を下げるためには、穴の形状にも工夫が必要である。排ガス15の流れの中に、棒や板が置かれていると、棒や板の前後で渦が発生して圧力損失の原因となる。このためには、本図に示すように、電極に設けた複数の長穴16の形状を楕円又は長方形等の長穴とし、長穴16の長軸方向が電極間を流れるガスの流れ方向にほぼ平行になるようにする。   For this purpose, it is necessary to reduce the distance between the electrodes. As described above, in order to reduce the pressure loss due to the flow of the exhaust gas 15 even at a distance between narrow electrodes, it is necessary to devise the shape of the hole. If a rod or plate is placed in the flow of the exhaust gas 15, vortices are generated before and after the rod or plate, causing pressure loss. For this purpose, as shown in this figure, the shape of the plurality of elongated holes 16 provided in the electrodes is an elongated hole such as an ellipse or a rectangle, and the major axis direction of the elongated holes 16 is the flow direction of the gas flowing between the electrodes. Make them almost parallel.

さらに、この電極11、13の構成材料としては、ステンレス鋼、インコネル、ハステロイ等の耐食性の高い金属を用いることが好適である。   Further, as the constituent material of the electrodes 11 and 13, it is preferable to use a metal having high corrosion resistance such as stainless steel, Inconel and Hastelloy.

このように構成された本実施の形態において、電極11、13の内、少なくとも片側の平板電極に複数の長穴16を開けた電極で構成される。このように形成することにより、排ガス15による渦の発生が長穴の前後のみとなり、渦の発生量を最小限に抑制することができ、圧力損失を下げることが可能となるからである。こうして、対向する2枚の電極11、13の間の距離を狭くしても静電容量を抑制できる電極構成を得ることができる。   In the present embodiment configured as described above, the electrodes 11 and 13 are configured by an electrode in which a plurality of long holes 16 are formed in at least one flat plate electrode. By forming in this way, the vortex generated by the exhaust gas 15 is only before and after the elongated hole, the amount of vortex generation can be suppressed to the minimum, and the pressure loss can be reduced. In this way, it is possible to obtain an electrode configuration that can suppress capacitance even when the distance between the two electrodes 11 and 13 facing each other is narrowed.

本実施の形態によれば、上記の長穴16の前後のみで渦が発生するようになり、渦の発生量を最小限に抑えることができ、圧力損失を下げることが可能となる。このようにして、電極11、13に係る実質的な電極面積が小さくなり、対向する電極間の静電容量を小さくすることができる。こうして、放電が不安定になりやすいガス条件であっても安定に放電を持続できることにより、放電の印加電圧を下げ且つ電極間の静電容量を下げることができる。このようにして、電源の小型化及び低コスト化を達成できる。また、この排ガス処理装置及びその処理方法は、自動車の排ガス処理をはじめ各種分野における排ガス処理や脱臭処理への応用が可能となる。   According to the present embodiment, vortices are generated only before and after the long hole 16, and the amount of vortices generated can be minimized and pressure loss can be reduced. In this way, the substantial electrode area related to the electrodes 11 and 13 is reduced, and the capacitance between the opposing electrodes can be reduced. In this way, the discharge can be stably maintained even under gas conditions where the discharge is likely to be unstable, whereby the applied voltage of the discharge can be lowered and the capacitance between the electrodes can be lowered. In this way, the power supply can be reduced in size and cost. Further, the exhaust gas treatment apparatus and the treatment method can be applied to exhaust gas treatment and deodorization treatment in various fields including automobile exhaust gas treatment.

また、この実施例において、一方の電極板13aを誘電体19、19で挟んで製作した平板電極13を使用したが、放電が安定につくならば必ずしも誘電体19で挟む必要はない。平板電極11、13間の静電容量を下げ、且つ圧力損失を下げられることが重要である。   Further, in this embodiment, the plate electrode 13 produced by sandwiching one electrode plate 13a between the dielectrics 19 and 19 is used. However, it is not always necessary to sandwich the electrode plate 13a with the dielectric 19 if the discharge is stable. It is important that the capacitance between the plate electrodes 11 and 13 can be reduced and the pressure loss can be reduced.

図3は、本発明の他の実施の形態の排ガス処理装置の構成を示す斜視図である。本図は、図1の構成の平板電極11を直線状の細線17で構成される電極12に置き換えたもの示し、主に、図1と相違する構成について説明する。   FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to another embodiment of the present invention. This figure shows a configuration in which the plate electrode 11 having the configuration shown in FIG. 1 is replaced with an electrode 12 constituted by linear thin wires 17, and a configuration different from that shown in FIG. 1 will be mainly described.

本図に示すように、バリヤ放電方式による排ガス処理装置は、2枚の平板電極12、13から構成される。一方の平板電極13は、図2に示す誘電体19、19で挟んで製作される。この2枚の平板電極電極の他方12は、一例として、静電容量を小さくするために直線状の細線17又は棒で構成される。この直線状の細線17は対向する平板電極13に平行に並設され、さらに細線17同士がお互いに平行に並設するように構成されている。さらに、細線17の方向がガスの流れ15の方向にほぼ平行になるように配置される。   As shown in this figure, the exhaust gas treatment apparatus by the barrier discharge method is composed of two flat plate electrodes 12 and 13. One plate electrode 13 is produced by being sandwiched between dielectrics 19 and 19 shown in FIG. For example, the other 12 of the two plate electrode electrodes is composed of a linear thin wire 17 or a rod in order to reduce the capacitance. The linear thin wires 17 are arranged in parallel to the opposing flat plate electrodes 13, and the thin wires 17 are arranged in parallel to each other. Further, the fine wires 17 are arranged so that the direction of the thin wires 17 is substantially parallel to the direction of the gas flow 15.

この平板電極12を細線17で構成するときも、構成の形状には特に制限はない。要は、電極の実質的な面積が小さくなればよい。例えば、直線状の細線又は細い棒を、複数並べて電極を作っても良いし、メッシュ状金属材料で構成してもよい。   Even when the plate electrode 12 is constituted by the thin wires 17, the shape of the constitution is not particularly limited. In short, it is sufficient that the substantial area of the electrode is reduced. For example, an electrode may be made by arranging a plurality of straight thin wires or thin bars, or may be made of a mesh-like metal material.

なお、細線17の並設する間隔やメッシュの粗さ等が、電極12、13の間の距離よりも十分大きくないと、静電容量が小さくなるという効果は十分には得られない。具体的には、十分な効果を得るためには、細線17の並設する間隔等の大きさは、電極12、13の間の距離は数倍以上は必要である。   Note that if the interval between the thin wires 17 and the roughness of the mesh are not sufficiently larger than the distance between the electrodes 12 and 13, the effect of reducing the electrostatic capacity cannot be sufficiently obtained. Specifically, in order to obtain a sufficient effect, the distance between the electrodes 12 and 13 needs to be several times as large as the distance between the thin wires 17 arranged side by side.

このように構成された本実施の形態において、細線17の方向が排ガス15の流れ方向にほぼ平行に並ぶように構成することにより、細線17を固定する両端の支持部のみで排ガスの流れによる渦が発生するようになる。このようにして、排ガス15の流れによる渦の発生量を最小限に抑えることができ、圧力損失を下げることが可能となる。また、電極12、13の内、少なくとも片側の電極に、細線17で構成した電極を用いることにより、対向する2枚の電極間距離を狭くしても静電容量を小さくできる。   In the present embodiment configured as described above, by configuring so that the direction of the fine line 17 is arranged substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas 15, the vortex due to the flow of the exhaust gas can be obtained only by the support portions at both ends fixing the fine line 17. Will occur. In this way, the amount of vortex generated by the flow of the exhaust gas 15 can be minimized, and the pressure loss can be reduced. Further, by using an electrode composed of the thin wire 17 as at least one of the electrodes 12 and 13, the capacitance can be reduced even if the distance between the two opposing electrodes is reduced.

本実施の形態によれば、電極12、13に係る実質的な電極面積が小さくなり、対向する電極間の静電容量を小さくすることができる。このようにして、放電が不安定になり易いガス条件でも安定して放電を持続できることにより、放電の印加電圧を下げ且つ電極間の静電容量を下げることにより、電源の小型化及び低コスト化を達成できる。   According to this Embodiment, the substantial electrode area which concerns on the electrodes 12 and 13 becomes small, and the electrostatic capacitance between the electrodes which oppose can be made small. In this way, the discharge can be stably maintained even under gas conditions where the discharge is likely to be unstable, thereby reducing the voltage applied to the discharge and reducing the capacitance between the electrodes, thereby reducing the size and cost of the power supply. Can be achieved.

図4は、本発明のさらに他の実施の形態の排ガス処理装置の構成を示す斜視図である。本図は、図1の構成の平板電極11、13を複数段並設して構成される実施の形態を示し、主に、図1と相違する構成について説明する。   FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of an exhaust gas treatment apparatus according to still another embodiment of the present invention. This figure shows an embodiment configured by arranging a plurality of plate electrodes 11 and 13 having the configuration shown in FIG. 1 in parallel, and the configuration different from that shown in FIG. 1 will be mainly described.

図4に示すように、この多段排ガス処理装置は、対向する2枚の平板電極11、13から構成される排ガス処理装置を5段併設して構成される。例えば、一方の平板電極13は、図2に示すように、電極板13aを誘電体19、19で挟んで製作される。これに対向する平板電極11は、静電容量と圧力損失を下げるために電極11に複数の長穴16を開けて製作される。このように構成された排ガス処理装置は、複数の穴を開けた平板電極11と誘電体19、19の板で平板電極板13aを挟んで製作した平板電極13を互いに交互に対向させるように多段に積み重ねて構成される。それぞれの平板電極11、13の間を排ガス15が流れる。   As shown in FIG. 4, this multistage exhaust gas treatment apparatus is configured by arranging five stages of exhaust gas treatment apparatuses composed of two opposing flat plate electrodes 11 and 13. For example, one plate electrode 13 is manufactured by sandwiching an electrode plate 13a between dielectrics 19 and 19, as shown in FIG. The flat plate electrode 11 facing this is manufactured by opening a plurality of elongated holes 16 in the electrode 11 in order to reduce the capacitance and pressure loss. The exhaust gas treatment apparatus configured as described above is multi-stage so that the flat plate electrodes 11 having a plurality of holes and the flat plate electrodes 13 produced by sandwiching the flat plate electrode plates 13a between the plates of the dielectrics 19 and 19 are alternately opposed to each other. It is configured by stacking. Exhaust gas 15 flows between the flat plate electrodes 11 and 13.

本実施の形態において、大量の排ガス15を処理することが可能となる。図1に示すように、各排ガス処理装置は、高周波数電源14からの導線18が接続されて交流電圧が印加される。このため、排ガス15が矢印のように電極11、13の間を流れている状態で、複数の穴を開けた平板電極11をすべて同一電位となる。また、誘電体19で挟んで形成した平板電極13も同一電位となる。   In the present embodiment, a large amount of exhaust gas 15 can be processed. As shown in FIG. 1, each exhaust gas treatment apparatus is connected to a conductive wire 18 from a high frequency power supply 14 and applied with an AC voltage. For this reason, in the state which the exhaust gas 15 is flowing between the electrodes 11 and 13 as shown by the arrow, all the plate electrodes 11 having a plurality of holes have the same potential. In addition, the plate electrode 13 formed between the dielectrics 19 has the same potential.

また、電源の容量が小さいときは、複数の穴を開けた平板電極11と誘電体19で挟んで形成した平板電極13を互いに交互に対向させるように多段に積み重ねたものの一部を1組のブロックとして電源に接続して、別のブロックを別の電源に接続してもよい。または、複数の穴を開けた平板電極11と誘電体19で挟んで形成した平板電極13の1組毎に別々の電源に接続してもよい。   Further, when the capacity of the power source is small, a part of a plurality of stacked plate electrodes 11 formed by sandwiching a plurality of perforated plate electrodes 11 and dielectric plates 19 so as to alternately face each other is set as one set. A block may be connected to a power source, and another block may be connected to another power source. Alternatively, each set of the plate electrode 11 formed by sandwiching the plate electrode 11 having a plurality of holes and the dielectric 19 may be connected to different power sources.

また、本実施の形態において、図1に示す複数の長穴16を開けて構成する平板電極11の代わりに、図3に示す細線17で構成された平板電極12を適用して、誘電体19で挟んで構成しで平板電極13を互いに交互に対向させるように多段に積み重ねて構成することもできる。この場合も、それぞれの平板電極12、13の間を排ガスが流れる構成とする。   Further, in the present embodiment, instead of the plate electrode 11 formed by opening a plurality of elongated holes 16 shown in FIG. 1, the plate electrode 12 constituted by the thin wires 17 shown in FIG. The plate electrodes 13 may be stacked in multiple stages so as to alternately face each other. Also in this case, the exhaust gas flows between the plate electrodes 12 and 13.

このような構成とすることにより、排ガスを大量に処理することが可能となる。   With such a configuration, it becomes possible to treat a large amount of exhaust gas.

また、排ガス15の処理量を増加するには、放電部における放電入力を大きくする必要がある。このためには、放電電流を大きくとることが必要とされる。この放電電流を大きくするためには、1つの手段として、電源の周波数を高くして対応することが挙げられる。しかし、周波数を高くすると、プラズマの特性が変化してしまい、排ガスの処理性能が変化してしまう恐れがある。最適な周波数の値は数百Hz〜数十kHzと考えられる。   Moreover, in order to increase the processing amount of the exhaust gas 15, it is necessary to increase the discharge input in the discharge part. For this purpose, it is necessary to increase the discharge current. One way to increase the discharge current is to increase the frequency of the power supply. However, if the frequency is increased, the plasma characteristics may change, and the exhaust gas treatment performance may change. The optimum frequency value is considered to be several hundred Hz to several tens kHz.

周波数を固定した場合に、放電電流は、平板電極11を構成する誘電体19で挟まれた電極板13aの面積の大きさによりほぼ決定される。誘電体19で覆われていない平板電極11の面積はあまり影響を与えない。すなわち、誘電体19で電流密度が制限されるためである。   When the frequency is fixed, the discharge current is substantially determined by the size of the area of the electrode plate 13 a sandwiched between the dielectrics 19 constituting the plate electrode 11. The area of the plate electrode 11 that is not covered with the dielectric 19 has little influence. That is, the current density is limited by the dielectric 19.

この観点からも、誘電体19で覆われていない平板電極11の実質的な面積を軽減し、誘電体19で挟まれた平板電極13の面積を軽減しないような構造とすることが望ましい。   From this point of view, it is desirable that the substantial area of the plate electrode 11 not covered with the dielectric 19 is reduced and the area of the plate electrode 13 sandwiched between the dielectrics 19 is not reduced.

また、電極に複数の長穴16を開けて構成した平板電極11又は細線17で構成した平板電極12を採用することにより、電極全体の大きさを変更せずに、実質的な電極面積を軽減することができる。この電極面積を軽減することにより、平板電極11、12と平板電極13との間の静電容量を軽減することができる。   Further, by adopting the plate electrode 11 formed by opening a plurality of long holes 16 in the electrode or the plate electrode 12 formed by the thin wires 17, the substantial electrode area is reduced without changing the size of the entire electrode. can do. By reducing the electrode area, the capacitance between the plate electrodes 11 and 12 and the plate electrode 13 can be reduced.

図5は、図3の平板電極近傍に係る電界強度の計算結果を示すグラフである。   FIG. 5 is a graph showing the calculation result of the electric field strength in the vicinity of the flat plate electrode of FIG.

電源を小型化するためには、放電電圧を下げることが効果的である。電極間の距離一定のときに、放電電圧を降下するための一つの方法として、電極近傍の電界を高める方法がある。この電極近傍の電界について検討する。   In order to reduce the size of the power supply, it is effective to lower the discharge voltage. One method for reducing the discharge voltage when the distance between the electrodes is constant is to increase the electric field in the vicinity of the electrodes. Consider the electric field near this electrode.

本図において、○印は、細線17を並設して構成した平板電極12に係る細線17近傍の電界強度の計算例を示す。比較例として、●は、従来の平板電極と平板電極との組み合わせに係る電界強度の計算例を示す。本図から、細線17を並設して構成した平板電極12に係る電界強度の方が、従来の平板電極と平板電極との組み合わせに係る電界強度より2倍以上の高電界が得られることが分かる。   In this figure, the circles indicate calculation examples of the electric field strength in the vicinity of the thin wire 17 related to the plate electrode 12 configured by arranging the thin wire 17 side by side. As a comparative example, ● indicates a calculation example of the electric field strength related to a combination of a conventional flat plate electrode and a flat plate electrode. From this figure, it can be seen that the electric field strength of the plate electrode 12 configured by arranging the thin wires 17 in parallel can obtain a higher electric field twice or more than the electric field strength of the combination of the conventional plate electrode and the plate electrode. I understand.

本実施の形態によれば、バリヤ放電方式に係り放電型排ガス処理装置において、電極近傍の電界を高めることにより、放電が不安定になり易いガス条件でも安定して放電が持続される。さらに、放電に係る印加電圧を下げ且つ平板電極の間の静電容量を下げることにより電源の小型化と低コスト化を達成できる。このため、自動車の排ガス処理をはじめさまざまな排ガス処理や脱臭処理への応用が可能となる。   According to the present embodiment, in the discharge type exhaust gas treatment apparatus according to the barrier discharge method, by increasing the electric field in the vicinity of the electrode, the discharge is stably maintained even under gas conditions where the discharge tends to become unstable. Further, the power supply can be reduced in size and cost by lowering the applied voltage for discharging and lowering the capacitance between the plate electrodes. For this reason, it becomes possible to apply to various exhaust gas treatments and deodorization treatments including automobile exhaust gas treatment.

さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、第2の平板電極12を構成する細線をステンレス鋼製の金網に変更してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the thin wire constituting the second flat plate electrode 12 may be changed to a stainless steel wire mesh. Various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

本発明の実施の形態の排ガス処理装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the waste gas processing apparatus of embodiment of this invention. 図1の平板電極を誘電体で挟んで製作した構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure manufactured by pinching | interposing the flat electrode of FIG. 1 with a dielectric material. 本発明の他の実施の形態の排ガス処理装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the exhaust gas processing apparatus of other embodiment of this invention. 本発明のさらに他の実施の形態の排ガス処理装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the waste gas processing apparatus of further another embodiment of this invention. 図3の細線による平板電極近傍に係る電界強度の計算結果を示すグラフ。The graph which shows the calculation result of the electric field strength concerning the flat-plate electrode vicinity by the thin wire | line of FIG. 従来の排ガス処理装置の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the conventional waste gas processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11、12…第2の平板電極、13…第1の平板電極、13a…電極板、14…高周波電源、15…排ガス、16…長穴、17…細線、18…導線、19…誘電体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 ... 2nd flat plate electrode, 13 ... 1st flat plate electrode, 13a ... Electrode plate, 14 ... High frequency power supply, 15 ... Exhaust gas, 16 ... Long hole, 17 ... Fine wire, 18 ... Conductor, 19 ... Dielectric.

Claims (4)

誘電体を有する第1の平板電極と、
この第1の平板電極に対向して配設され複数の貫通する空隙を設けた第2の平板電極と、
この第1の平板電極と第2の平板電極との間に排ガスを流す排ガス供給手段と、
前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に交流電圧を印加して放電させて前記第1の平板電極と第2の平板電極との間を流れる排ガスを処理する電源装置と、
を有し、
前記第2の平板電極に複数の楕円又は長方形の長穴を開け、この長穴の長軸方向が前記排ガスの流れ方向に略平行になるように配置されること、
を特徴とする排ガス処理装置。
A first plate electrode having a dielectric;
A second flat plate electrode arranged opposite to the first flat plate electrode and provided with a plurality of penetrating gaps;
Exhaust gas supply means for flowing exhaust gas between the first plate electrode and the second plate electrode;
A power supply apparatus for treating exhaust gas flowing between the first plate electrode and the second plate electrode by applying an AC voltage between the first plate electrode and the second plate electrode to cause discharge.
Have
A plurality of elliptical or rectangular long holes are formed in the second flat plate electrode, and the long axis direction of the long holes is arranged substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas;
An exhaust gas treatment apparatus characterized by.
前記第1の平板電極と第2の平板電極が、対向して多段に積み重ねられて構成されることを特徴とする請求項1に記載の排ガス処理装置。   2. The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the first flat plate electrode and the second flat plate electrode are configured to be stacked in multiple stages so as to face each other. 誘電体を有する第1の平板電極に対向して複数の貫通する空隙を設けた第2の平板電極を用いた排ガス処理方法であって、
前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に排ガスを流し、
前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に交流電圧を印加して放電させ、前記第1の平板電極と第2の平板電極との間に供給された排ガスを処理し、
前記第2の平板電極に設けられた空隙は、複数の楕円又は長方形の長穴であって、かつこの長穴の長軸方向は前記排ガスの流れ方向に略平行に配置されていることを特徴とする排ガス処理方法
An exhaust gas treatment method using a second flat plate electrode provided with a plurality of air gaps facing the first flat plate electrode having a dielectric,
Flowing exhaust gas between the first plate electrode and the second plate electrode;
An alternating voltage is applied between the first flat plate electrode and the second flat plate electrode for discharging, and the exhaust gas supplied between the first flat plate electrode and the second flat plate electrode is treated,
The gap provided in the second plate electrode is a plurality of elliptical or rectangular long holes, and the long axis direction of the long holes is arranged substantially parallel to the flow direction of the exhaust gas. Exhaust gas treatment method .
請求項1又は2に記載の排ガス処理装置を備えてなる自動車。   An automobile comprising the exhaust gas treatment apparatus according to claim 1.
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