JP2001248420A - ジーゼルエンジン排出の微粒子除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低価格で軽量で、かつ高密度で軽量な微細微粒
子の捕集も十分に行え、自動車走行中も又追突事故に際
しても、出火等の危険性のない、耐久性のある球形サイ
クロンの原理応用の微粒子除去装置を得ることを目的と
している。 【構成】ジーゼルエンジンより排出する微粒子を含んだ
気体は、まず高電圧処理装置を通過して微粒子が帯電す
る。次にこの空気は、空気取入口から球又は楕円形の分
離器に入り、分離器の内部で内壁面に沿って旋回、移動
する間に遠心力によって、微粒子が壁面に移動しようと
する。この際、微粒子は帯電により忌水性が親水性に変
化する。球又は楕円形サイクロンの分離器内に取付けら
れた水噴射ノズルによって、水とともに微粒子は集塵部
に回収される。回収された微粒子と水は排水口により外
部循環水タンクに集められる。循環水タンクには循環用
パイプに循環水ポンプが取付けてあり、循環用パイプは
水噴射ノズルに接続され、水が劣化するまで使用され
る。又微粒子の取り除かれた空気は、処理空気排出口よ
り外部に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジーゼルエンジン微粒
子除去装置に係る。さらに詳細には、流体中に包含され
ている微粒子を帯電させて球形又は楕円形サイクロンよ
りなる分離器中で分離除去するジーゼルエンジン微粒子
除去装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来ジーゼルエンジン自動車の排出する
微粒子除去に関しては、殆ど対策らしい対策が立てられ
ておらず、幹線道路の沿線住民に多大の被害を与え、社
会問題化しており、裁判でも国の加害責任を問われてい
た。最近になって、遅ればせ乍ら対策が立ち始めている
が、その多くは、多孔質セラミックによるフイルター除
去方法で多孔質の特性を生かし、多孔質の孔部分に微粒
子が滞積すると、排気が出来なくなる為、２筒方式を採
り、１筒が詰まった時に別の筒に切り替えるスウイング
方式にし、閉塞した筒内のハイドロカーボンをバーナー
等で加熱燃焼し、灰化して大気放出する方法であり、ハ
イドロカーボンとして排出することはないが、灰化した
物質は大気放出することになる。排出する時の物質が替
わることと、排出量は減量するが排出することに変わり
がない。尚走行中の自動車は可燃物を搭載しており、ハ
イドロカーボンの燃焼処理中に追突事故等が起きた場合
火災の危険がある。又セラミックスは耐熱性に優れてい
るが、衝突に弱い欠点もある等、改善が必要とされてい
た。

【０００３】さらに本発明者が先に発明した特許第１９
９９７４１号取得の球形サイクロンを使って流体中に混
在する微粒子を除去する方法では、微粒子がある程度の
大きさがあるかまたは比重の大きい物質であるときに
は、球形サイクロンが極めて有効な方法であるが、比重
の小さい微粒子状の油滴、有機物等の微細粉を除去する
ためには、空気流を高速で処理するかサイクロンを大型
化することが必要であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの欠点
を解決するためになされたものであり、任意の大きさの
球形又は楕円形サイクロン意匠第８７１０４８号を用い
て、大量の微粒子を含む空気でも迅速に効率的にかつほ
ぼ完全に除去できる方法を提供することを目的としてな
されたものである。本発明者はこれらの欠点を十分に検
討し、球形又は楕円形サイクロンを大型化したり大規模
な改造を加えることをせずにこれらの欠点を解消する理
想的な浄化装置を創作することを思索し、種々検討を行
うことによって下記のような発明を完成させた。

【０００５】

【問題を解決するための手段】すなわちジーゼルエンジ
ンの排気中に浮遊する高密度で軽量な微粒子を球形又は
楕円形サイクロンに導入して、このサイクロン中で旋回
させることによって、この微粒子を遠心力によってサイ
クロンの内壁面の方に移動させるだけでなく、この微粒
子を球形又は楕円形サイクロンの空気取入口で高電圧で
帯電させ、ハイドロカーボン等の微粒子を親水性にし、
水と共に回収することによって通常のサイクロンによる
処理だけでは十分に満足できるほどには除去することが
できなかった微粒子を効率的に迅速に捕集することがで
きることを見出した。また捕集され堆積した微粒子によ
ってサイクロンの集塵部の捕集効率が阻害されないよう
に、かつまたサイクロンを停止させて捕集された微粒子
を定期的に除去することを避けてサイクロンを作動させ
たままこの捕集微粒子を効率よく除去するため、サイク
ロンの中に水噴射ノズルによって親水性の微粒子は水と
共に循環タンクに回収されその水は循環ポンプから送ら
れ、水噴射ノズルで繰り返し、微粒子を補捉させること
に成功して本発明を完成させた。

【０００６】この球形サイクロン中に導入されるジーゼ
ルエンジン排出微粒子の帯電化に用いる高電圧付与装置
は公知の方法が利用できる。例えばコロナ放電処理装置
を利用して、前記サイクロンに導入される空気導入管の
途中にこのコロナ放電を発生させる装置を取付けこの電
極間を通過する時空気流中に包含される微粒子を所定の
電荷に帯電させる。

【０００７】次にこの帯電した微粒子を包含する空気流
を前記球形又は楕円形サイクロン中に導入してサイクロ
ン中を旋回、通過させる。この時このサイクロン中の旋
回、通過によって生じる遠心力によって前記帯電した微
粒子は徐々にサイクロンの内部壁面に接近するように移
動しながら前記集塵部に捕集される。しかし微粒子の比
重が小さかったり粒子径が微細である場合には、この微
粒子は容易にサイクロンの内部壁面に接近できず、また
接近できても前記サイクロンの内部壁面に接触して固着
することができず空気流と同伴して流出する割合が多か
った。このため前記サイクロンの内部壁面の下部に集塵
部を設け、この集塵部を前記微粒子が帯電した為に忌水
性から親水性に変化する特質を利用して、水噴射ノズル
により水噴霧を行い微粒子を水と共に回収することで微
粒子除去装置を完成させた。

【０００８】さらに捕集された微粒子はハイドロカーボ
ンであり１ｋｇ当たり１万ＫｃａＩの熱量を持つことが
公知されており尚且つカーボンは脱臭剤としても知られ
ている。従って、下水汚泥等に混入撹拌し、乾燥すると
石炭の８０％程度の熱源として有効利用される。本発明
はジーゼルエンジンの微粒子除去と共に回収した微粒子
混入水は産業廃棄物の処理方法に有効利用され最後は石
灰の焼成炉や発電機の固形燃料として最後まで環境に易
しい処理方法にすることができる。

【０００９】このようにして分離器中で分離され、洗浄
液によって流下、除去、捕集された微粒子は前記分離器
の下部に設けられた排水口を介して排出させる。本発明
の構成、作用、および効果をより明確に理解するため
に、以下に実施例および添付図面に基づいて詳細に説明
する。

【００１０】

【実施例】第１図において、ジーゼルエンジン微粒子除
去装置は浮遊する微粒子を有する空気を取入れる空気取
入れ口（３）と、前記浮遊する微粒子を分離、除去され
た空気を取出す空気取出し口（１０）と、分離、捕集さ
れ、場合によっては洗浄液で洗浄、除去された微粒子を
取出す排出口（６）とを有する球形又は楕円形サイクロ
ンよりなる分離器（１）と前記空気取入れ口（３）の途
中に設けられた空気中に含まれている浮遊する微粒子を
帯電させる高電圧処理装置（２）と、で帯電化された微
粒子は忌水性から親水性に変化することで回収を容易に
し、前記サイクロンよりなる分離器（１）中で高速で旋
回、通過させられた微粒子を効率的に水と共に捕集する
集塵部（５）とを有している。

【００１１】この分離器（１）には、さらに前記集塵部
（５）に捕集された微粒子を洗浄除去し、この集塵部
（７）を常時、清浄に保持して捕集を効率的にするため
に、この球形又は楕円形サイクロンよりなる分離器
（１）中に洗浄水を取入れる水噴射ノズル（４）が設け
られている。また前記微粒子を効率的に捕集し回収する
集塵部（５）を有している。

【実施例１】以下に本発明の実施の例を図によって説明
する。

【００１２】高電圧処理装置（２）を通過した空気は、
包含して浮遊する微粒子が帯電し、空気取入れ口（３）
より、球形又は楕円形サイクロンよりなる分離器（１）
中に入る。前記空気は、この球形又は楕円形サイクロン
よりなる分離器（１）中を、上方から下方へサイクロン
の内壁面に沿って層流をなして渦巻状に旋回、移動す
る。そしてこの間に受ける遠心力によって、その内部に
浮遊、包含する微粒子は空気流に従って前記球形又は楕
円形サイクロンよりなる分離器（１）中を壁面の方へ移
動する。この壁面の方へ移動した微粒子は、前記球形又
は楕円形サイクロンよりなる分離器（１）中の水噴射ノ
ズル（４）によって噴射された水は帯電して親水性にな
った微粒子は集塵部（７）で水と共に効率的に捕集さ
れ、除去される。この後、微粒子を捕集、除去された空
気流は、前記球形又は楕円形サイクロンよりなる分離器
（１）中の下方から上方へ貫通する管を経て、この分離
器（１）の上方に設けられた空気取出し口（１０）を経
て外部に排出される。またこのようにして分離、除去さ
れ、水噴射ノズル（４）で集塵した微粒子は噴射水と共
に球形又は楕円形サイクロンよりなる分離器（１）の下
方に設けられた微粒子排出口（６）を経て外部循環水タ
ンク（７）に回収され、回収された水は循環水ポンプ
（９）により繰り返し利用される。

【００１３】

【発明の効果】以上の記述によって明らかなようにジー
ゼルエンジン排出の微粒子は油性煤塵なので水になじま
ない。高電圧の電荷をかけると親水性になることを見出
したので、帯電させ、さらに球形又は楕円形サイクロン
に導入して前記サイクロン中を旋回、通過させながらサ
イクロンの壁面へ移動させ、帯電して親水性になった微
粒子は噴射水と共に捕集面で捕集し、又さらにこの集塵
部を洗浄液で常に清浄化させることによって、これまで
は断続的にしか運転できなかったジーゼルエンジン微粒
子除去装置の連続運転が可能となり、低価格で軽量の微
粒子捕捉効率の高いジーゼルエンジン微粒子除去装置が
提供できることとなった。

【００１４】また清浄液を使用することによって前記球
形又は楕円形サイクロンよりなる分離器による微粒子の
捕集、除去効率を常時高く維持することができ、しかも
洗浄後の排出された液は微粒子を濾過することによって
容易に復元させることができるので、繰り返し使用が可
能であり、極めて経済的で有効な処理の実施が期待でき
る。

【００１５】さらに、前記微粒子の集塵を促進させる手
段としては、前記静電気による帯電化の他、磁力による
磁化、又は超音波による共鳴等の方法があり、本発明の
促進手段として有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明に基づくジーゼルエンジン微粒
子除去装置の構成を示す断面概略図である。

【符号の説明】

１…球形又は楕円形サイクロン（分離器） ２…高電圧処理装置 ３…空気取入れ口 ４…水噴射ノズル ５…集塵部 ６…排水口 ７…循環水タンク ８…循環用パイプ ９…循環水ポンプ １０…処理空気排出口 １１…バルブ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月２４日（２０００．５．２
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１図は本発明に基づくジーゼルエンジン微
粒子除去装置の構成を示す球形断面概略図である。

【図２】 第２図は本発明に基づくジーゼルエンジン微
粒子除去装置の構成を示す楕円球形断面概略図である。

【符号の説明】 図１．図２共通の符号 １…球形又は楕円球形サイクロン（分離器） ２…高電圧処理装置 ３…空気取入れ口 ４…水噴射ノズル ５…集塵部 ６…排水口 ７…循環水タンク ８…循環水用パイプ ９…循環水ポンプ １０…処理空気排出口 １１…バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体に高電圧等をかけて流体中の微粒子を
   帯電させる装置と、その帯電された微粒子を包含する流
   体を導入して前記帯電された微粒子を分離、除去させる
   分離器とを包含するジーゼルエンジン微粒子除去装置に
   おいて前記分離器が球形又は楕円形サイクロンであり、
   この球形又は楕円形サイクロンの内部に前記微粒子を帯
   電することによってその微粒子を忌水性から親水性にし
   た水と共に微粒子を回収をすることを特徴とするジーゼ
   ルエンジン微粒子除去装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のジーゼルエンジン微粒子
   除去装置において、前記微粒子を球形又は楕円形サイク
   ロンの内部に回収した親水性微粒子を水噴射ノズルによ
   り含水微粒子として回収し排気より微粒子を除去するた
   めの循環水ポンプ及循環水タンク等、水噴射装置を有す
   ることを特徴とするジーゼルエンジン微粒子除去装置。