JPH02207812A - 一酸化炭素および他の有害排気物の濃度を連続的に減少させるための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、種々の源からの有害な排出による環境汚染を
減少せんとする課題、特に−酸化炭素濃度の減少課題を
解決するものである。これとは別に、他の有害物質例え
ば窒素酸化物（ＮＯｘ　）　、炭化水素（Ｃ１，）　、
鉛化合物、固体および液体の双方の粒子も環境汚染をも
たらす。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕工業的
規模で、有害なガス放出は特に種々の分離器により防止
が努められている。道路交通における汚染物濃度の減少
を目的とする主な手段は、排気マニホールド中で即座に
そのような物質を燃焼させるように内部燃焼エンジンの
構造的適合に向けられている。これは、熱的および触媒
的反応器を適用することにより、並びに電気的放電を用
いることにより達成可能である。

チェコスロバキア国発明者証第１７８．５６６号は、排
気ガス中の多環芳香族炭化水素を同軸配置のコロナ放電
に導き、ガスを純粋空気と混合することにより、それら
の濃度を減少させるプロセスを開示している。このプロ
セスは、いわゆる電子の風並びに多環芳香族炭化水素の
芳香族結合の酸化に基礎を置き、その際酸化生成物が発
生する。しかしこのプロセスは、−酸化炭素（Ｃｏ）、
酸化窒素（ＮＯＸ　）および鉛化合物を完全に処理する
ことには失敗している。排気ガス中の多環芳香族炭化水
素の濃度は、０．３〜０．５％の値に達している。この
ような値は、前記発明証中で言及されるような単一の放
出管を用いることにより抑制できる。これに反し、排気
ガス中の一酸化炭素濃度は２〜６％の範囲内又はそれ以
上に変化する。このような量を排除するためには、約５
０−の全エンジン容積により生じる排気ガスを処理する
ことのできる同一の放電管の複数からなるシステムを用
いる必要がある。この場合、空気の存在は、幾つかの理
由により更に特に次の理由のための装置の有効性を損な
っているニー酸化炭素を分散させるために、ＣＯ＋ＯＨ
の基本的反応に対し、水蒸気の分解が必要である。しか
し、空気の存在は、水の分解度を減少させ、更にｃｏ　
十〇）ｌの反応がｃｏ”＋ｏ−の反応によって置換され
、その速度はＣＯ＋　ＯＨの反応速度よりも１４ケタよ
り遅い。

チェコスロバキア国発明者証第１９５．１１５号によれ
ば、別の配置の電極、すなわち、特に排気ガス流に向け
られたグリッド、並びに排気マニホールドと同一のシリ
ンダーが用いられている。これらの条件のもとでここで
関係している半開口放電がある。何故なら、排気ガスに
関する軸方向の効果は生じないからである。これとは別
に、用いられた源は不十分な出力を有し、その結果パル
ス型放電が生じるであろう。この放電はコロナ放電のみ
の予備初期又は初期工程に対し特徴的である。この場合
、電子の風はその機能を果しておらず；放電は固体およ
び液体成分に影響を与えず、−酸化炭素に対するその効
果は殆ど観案されていない。

装置の効率の測定又は操作機構のいずれも言及されてい
ない。

ＰＣＴ　ＷＯ８４１０２７４３において、結合した装置
が開示されており、ここにおいて化学的フィルター（活
性炭）およびコロナ放電の形の電気的フィルターが利用
されている。装置は、負に帯電した高圧電極からなりこ
の電極は電位が同じであるように互いに電気的に直接結
合された数個のグリッドから成る。内部電極空間内には
、活性炭が存在し、これは固体粒子、数種のガス成分（
ＣＯ１炭化水素）および特に水分を保持する。グリッド
は、不完全サイクルを形成する。低部の円形くぼみ内に
は、容器が備えられこの中に固体粒子又は水がビヒクル
の振動のもとてそれぞれ落下してくる。このような負に
帯電した電極は、環状コレクターアース電極から電気吸
に絶縁されている。不完全にクローズしたコロナ放電は
２つの電極の間で燃焼する。

電子の風はシステム内でそれ自身出現しないが部分的に
は存する。４０−６０　Ｗの出力および放電帯の上流で
の化学フィルターの存在の結果、放電は水および固体粒
子の存在しない空間内で燃焼し、その結果ＣＯ＋ＯＨの
反応はおこらない。−酸化炭素の処理は、部分的には炭
酸炭に吸着させることにより、又は部分的には、ｃｏ”
＋ｏ−の反応（この反応はＣＯ＋ＯＨの反応よりもはる
かに遅い）により達成される。

同時出願のソ連国発明者証第９７７．８４２号および第
９７７．８４３号には、それぞれ１種でかつ同じ原理で
操作する装置が開示されている。装置は正のコロナ放電
に基づいており　（１８４３号には異った装置での２種
の放電が開示されている）、この放電は排気ガス中で燃
焼しかつ電気的ポイント／面の配置を有する。系は排気
マニホールド内で軸方向に位置づけられており、これに
より排気ガスの混合物は活性化され、正のＣｎ８ｍイオ
ンを生じさせる。

この混合物内で、新鮮な空気が混合されるが、これは混
合する前に負のコロナ放電は点７面の配置内で燃焼する
（０−の発生）。２種の混合物は互いにプラズマ化学的
に反応する。空気の存在のため、反応ｃｏ　＋　ｏｎは
おこらない。明白には言及しないけれども、おそらく反
応ＣＯ″″＋０−が起こっているであろう。ポイント７
面系は小さくかつ電極の１つは排気系壁と反応しないの
で、電子の風は明らかにされない。

排気系の内で、最も有効と考えられる軸配置のコロナ放
電に基づく装置が存在する。このような装置は、別途の
空気と共に操作され、多環芳香族炭化水素に影響する。

単一装置のこのタイプの欠点は次の通り：更に空気の供
給が必要なため、−酸化炭素に対する装置の効果が限定
されている。

更に、より広いマニホールド、従って排気ガスの大きな
流れの場合には、単一の放電管は装置の十分な効率を与
えることができない。使用する管の直径に相当する比較
的大きな内部電極の距離を考慮すると、放電に対し必要
な電圧は急速に上昇する。もしもより長い放電管を用い
ると生成物の逆の分解、例えば二酸化炭素から一酸化炭
素が生じる。

〔課題を解決するための手段、発明の作用および効果〕

本発明の目的は上記従来技術の欠点を解決することにあ
り更に一酸化炭素および他の有害排気タイプの濃度を連
続的に減少せしめるための装置を提供することにある。

この装置においては、排気はワイヤ／シリンダー型の複
数同軸コロナ放電管を含んでなるシステム内を流れ、該
個々のコロナ放電管は平行に延びかつ互いに平行に接続
されており、かつそれらの各々は抵抗器を介して通常の
高圧源に接続されている。システムの外部電極はコンデ
ンサーによって他の一方に接続されている。

本発明に係る、平行かつ同軸のコロナ放電を備えた一酸
化炭素および他の有害排気物の濃度を連続的に減少させ
る装置の利点は次の如くである。比較的に高い排出流の
大きな径のマニホールドの場合においても、装置は殆ど
一定の機作圧力で十分な有効性を有する。装置のより高
い排出が、放電管系により大きな電流を通用することに
よって達成でき、電流は全ての放電管内の電流の合計で
ある。システム（系）内の個々の放電管の適当な数およ
びその直径を選びことにより、広範囲の径の排気マニホ
ールドにおける高圧源の特に一定の高い圧力並びに高い
排出流速割合を装置に付与することが可能である。この
事実は、幾つかの面、例えば高圧源の実現化、系の安全
性および適当な電気絶縁材料の使用の面から極めて重要
である。

本発明のより良き理解のためかつ実施化のため、図面を
参照しつつその好ましい態様につい゛ζ説明する。

第１図は、システム内の単一のコロナ放電管の断面図で
あり、 第２図は幾可学的配置の幾つかの放電管の断面図であり
、さらに 第３図はコロナ放電管システムの別の配置を示す断面図
である。

図面、特に第１図から明らかなように、小さな屈曲半径
を有する高圧電極ｌ、外部同軸円筒電極２、高圧電極ｌ
用の支持部材３、電気絶縁材料４を含んでなり、抵抗器
５はこの放電管および高圧源６に接続されている。

第２図は円形状に配置された１９個の平行配列同軸放電
管のシステムを示し、個々の管は電気絶縁材料のブロッ
ク内に設けられている。第３図は長円形に配設された放
電管の同様のシステムを示す。

本発明の装置は、原型の形で実施され、そして上記第２
図および第３図に関して記載した如く特に２種の態様で
自動車の排気マニホールドに適用された。前述のように
、個々の放電管には電気絶縁材料４が取りつけられ、こ
れは第１図から明らかなように２種の電極１および２を
互いに絶縁し、更に２種のブロックを形成しており、こ
の一方はフランジと自動車の排気マニホールドへの補助
パイプ管によって取りつけられている。高圧電極ｌの支
持部材３の一つは、放電管の各々に接続された抵抗器５
を介して高圧源６に接続している。抵抗器５は放電燃焼
に関してつり合いをとりかつ安定化機能を有する。

個々の放電管の長さを１００　鶴、外部円筒電極２の直
径１０鶴、および中央高圧電極１の長径０．２鶴と考え
ると、高圧源に関しての請求の範囲の装置は次の通りで
ある：空気中の機作電圧は約６ｋｖであり全電流は４．
２＋ｓＡである。一方、放出混合物中の値は相当の程度
に個々に変化しかつ与えられた混合物の実際の組成に依
然するが、自動車の排気ガスと共に空気中の値からの偏
差は大きくはない。高圧源を操作させた後、排出混合物
中で燃焼を始めるコロナ放電は、水蒸気の存在下で一酸
化炭素並びに蒸気およびばい煙の如き他の放出物の濃度
を減少させる。

実際、本発明に係る装置は、種々の直径の排気マニホー
ルド、排気ガスの流れおよびその種々の源に適用できる
。その原型を小型バイツと自動車の排気ガスについて試
験した、５０ｃｊのシリンダー容積を備えた小型バイツ
に対し、ワイヤー−シリンダータイプの単一同軸金属放
電管を使用することは、完全に十分である。自動車に対
し、エンジンの各５０ｃｄシリンダー容積に対し約１個
のコロナ放電管を用いることが必要である。

装置を工場の煙突から排出を処理するために用いる場合
、７０００個までの同軸放電管を利用すべきである。

排気ガスの特定成分の数滴の濃度を、赤外吸収スペクト
ルにより決定した。以下の内容が確認された、すなわち
、放電の両方の極性における特定成分の濃度は次の各々
の範囲内で減少したニー酸化炭素５０％から１００％；
窒素酸化物（ＮＯｘ　）４５％から１００％；炭化水素
（ＣＯＸ）９０％以上；鉛（２種のタイプの化合物）８
０％以上；油煙、煙、固体および液体粒子９０％以上。

【図面の簡単な説明】

第１図は、システム内の単一のコロナ放電管の断面図で
あり、 第２図は幾可学的配置の幾つかの放電管の断面図であり
、さらに 第３図はコロナ放電管システムの別の配置を示す断面図
である。 ■・・・高圧電極、　　　　　２・・・外部電極、５・
・・抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ワイヤ／シリンダー型の複数同軸コロナ放電管を含
   んでなる一酸化炭素および他の有害排気物の濃度を連続
   的に減少せしめるための装置であって、個々のコロナ放
   電管が幾可学的配置に配設され更に互いに平行に接続さ
   れており、かつそれらの各々は抵抗器（５）を介して通
   常の高圧源（６）に接続されており、外部電極（２）が
   コンデンサーに接続されていることを特徴とする、前記
   装置。