JP2002047914A - ディーゼル自動車エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents
ディーゼル自動車エンジンの排気ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼル自動車エンジンの排気ガス中の黒
煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．（浮遊粒子状物質）、ＮＯｘ（窒素酸
化物）が人体に悪影響を及ぼし、社会問題となって居
り、その排出量を低減するための排気ガス浄化装置を提
供する。 【解決手段】 浄化装置内部に、静電電荷を帯電せしめ
る電極棒、円筒電極として、内部に吸着資材、触媒資材
を装着したＳ．Ｐ．Ｍ．捕集筒を設置、静電集じん作用
を利用して、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を捕集、電磁誘導発熱作用と
触媒の促進作用によって、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を焼却処理し、
同じく、電磁発熱と触媒の化学促進作用によって、ＮＯ
ｘの還元を達成する。以上のように、静電集じん、電磁
発熱作用及び、触媒作用を複合併活用して、有害排出物
質の排出量の低減化を可能としたことを特徴とする。
煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．（浮遊粒子状物質）、ＮＯｘ（窒素酸
化物）が人体に悪影響を及ぼし、社会問題となって居
り、その排出量を低減するための排気ガス浄化装置を提
供する。 【解決手段】 浄化装置内部に、静電電荷を帯電せしめ
る電極棒、円筒電極として、内部に吸着資材、触媒資材
を装着したＳ．Ｐ．Ｍ．捕集筒を設置、静電集じん作用
を利用して、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を捕集、電磁誘導発熱作用と
触媒の促進作用によって、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を焼却処理し、
同じく、電磁発熱と触媒の化学促進作用によって、ＮＯ
ｘの還元を達成する。以上のように、静電集じん、電磁
発熱作用及び、触媒作用を複合併活用して、有害排出物
質の排出量の低減化を可能としたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル自動車
エンジンの排気公害対策に関する。
エンジンの排気公害対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル自動車の排気ガス中の黒煙、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．（浮遊粒子状物質）を除去するためには、
排気回路にフィルターを設置する方法、ＮＯｘ（窒素酸
化物）を低減するには、エンジンの燃焼機能改良に関す
る研究等が行われている。
Ｓ．Ｐ．Ｍ．（浮遊粒子状物質）を除去するためには、
排気回路にフィルターを設置する方法、ＮＯｘ（窒素酸
化物）を低減するには、エンジンの燃焼機能改良に関す
る研究等が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼル自動車の排
出する黒煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．、ＮＯｘが人体に及ぼす悪影
響が社会問題となって居り、その排出量の低減化が課題
となっているが、自動車エンジンは低速から高速、低負
荷から高負荷へと、運転状況が常に変化し、これにつれ
て有害排出物質の量も増減する。従って、対応して黒
煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を捕集、焼却処理が可能で、ＮＯｘの
排出量の低減も出来る、排気ガス浄化装置の創出が課題
である。
出する黒煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．、ＮＯｘが人体に及ぼす悪影
響が社会問題となって居り、その排出量の低減化が課題
となっているが、自動車エンジンは低速から高速、低負
荷から高負荷へと、運転状況が常に変化し、これにつれ
て有害排出物質の量も増減する。従って、対応して黒
煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を捕集、焼却処理が可能で、ＮＯｘの
排出量の低減も出来る、排気ガス浄化装置の創出が課題
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】コピー機は、トナーに電
荷を静電帯電させ、光線により、識別、反対電荷を帯電
するコピー紙に吸着させる。この事は良く知られて居
り、Ｓ．Ｐ．Ｍ．も同じ炭素系物質で吸着され易い。そ
こで、静電力を利用した電気集じん装置の作用を応用す
ることにより、極めて微細なＳ．Ｐ．Ｍ．の捕集を可能
とした。捕集したＳ．Ｐ．Ｍは、Ｉ．Ｈ．調理器で知ら
れる電磁誘導発熱作用を応用、予め設置した触媒の燃焼
促進作用と、排気ガス自体の高温及び、Ｉ．Ｈ．の加熱
作用によって焼却処理が達成される。ＮＯｘについて
は、ディーゼルエンジンの排出するＰ．Ｍ．とＮＯｘと
は、二者相反する関係にあり、Ｐ．Ｍ．の発生を減少す
るため、空燃比を適正化し、燃焼効果を高めると燃焼温
度が上昇、ＮＯｘの発生が増加する。燃焼温度を低下さ
せる方法等によって、ＮＯｘの量を減少せしめると、
Ｐ．Ｍ．の発生が増加する。このことは、排気ガス中の
酸素量は、Ｐ．Ｍ．の量が多いと酸素の量も多く、反対
にＮＯｘの量が多いと酸素の量が少なくなる。この現象
を利用することによって、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却と共に、
ＮＯｘの還元を遂行する。本装置では、他からの空気
（酸素）の補給は行わず、排気ガス中の酸素によって、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却処理を行う。Ｓ．Ｐ．Ｍ．の成分
は、殆ど炭素であり、焼却によって酸素と結合、二酸化
炭素となって排出、燃焼が達成される。ＮＯｘの発生時
には、排気ガス中の酸素の量が稀少であり、断続的に生
成されるＰ．Ｍ、ＨＣ（未燃焼炭化水素）等の燃焼（酸
化）に酸素が不足する。従って、上記の加熱及び、触媒
の作用によって、ＮＯｘ中の酸素が還元、窒素と二酸化
炭素となって排出、ＮＯｘの減少化が可能となる。以上
の手段によって、同一装置により、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の捕
集、焼却処理及び、ＮＯｘ還元処理も可能とした。
荷を静電帯電させ、光線により、識別、反対電荷を帯電
するコピー紙に吸着させる。この事は良く知られて居
り、Ｓ．Ｐ．Ｍ．も同じ炭素系物質で吸着され易い。そ
こで、静電力を利用した電気集じん装置の作用を応用す
ることにより、極めて微細なＳ．Ｐ．Ｍ．の捕集を可能
とした。捕集したＳ．Ｐ．Ｍは、Ｉ．Ｈ．調理器で知ら
れる電磁誘導発熱作用を応用、予め設置した触媒の燃焼
促進作用と、排気ガス自体の高温及び、Ｉ．Ｈ．の加熱
作用によって焼却処理が達成される。ＮＯｘについて
は、ディーゼルエンジンの排出するＰ．Ｍ．とＮＯｘと
は、二者相反する関係にあり、Ｐ．Ｍ．の発生を減少す
るため、空燃比を適正化し、燃焼効果を高めると燃焼温
度が上昇、ＮＯｘの発生が増加する。燃焼温度を低下さ
せる方法等によって、ＮＯｘの量を減少せしめると、
Ｐ．Ｍ．の発生が増加する。このことは、排気ガス中の
酸素量は、Ｐ．Ｍ．の量が多いと酸素の量も多く、反対
にＮＯｘの量が多いと酸素の量が少なくなる。この現象
を利用することによって、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却と共に、
ＮＯｘの還元を遂行する。本装置では、他からの空気
（酸素）の補給は行わず、排気ガス中の酸素によって、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却処理を行う。Ｓ．Ｐ．Ｍ．の成分
は、殆ど炭素であり、焼却によって酸素と結合、二酸化
炭素となって排出、燃焼が達成される。ＮＯｘの発生時
には、排気ガス中の酸素の量が稀少であり、断続的に生
成されるＰ．Ｍ、ＨＣ（未燃焼炭化水素）等の燃焼（酸
化）に酸素が不足する。従って、上記の加熱及び、触媒
の作用によって、ＮＯｘ中の酸素が還元、窒素と二酸化
炭素となって排出、ＮＯｘの減少化が可能となる。以上
の手段によって、同一装置により、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の捕
集、焼却処理及び、ＮＯｘ還元処理も可能とした。
【０００５】
【発明の実施の形態】エンジンの消音器排気管に、円筒
状の浄化装置本体（１）を接続、本体内部上方に排気ガ
ス流勢緩和プレート（２）を設置、中央附近にＳ．Ｐ．
Ｍ．（浮遊粒子状物質）に静電電荷を帯電せしめるため
の電極棒（３）を碍子（４）及び、ステー（５）によっ
て装置、電極棒に相対して、反対電荷を帯電してＳ．
Ｐ．Ｍ．を吸引するための、鉄、ステンレス等電磁発熱
に適した金属製の桶形で、円筒部を通気のため多数穿孔
した形状のＳ．Ｐ．Ｍ．捕集筒（６）を設置する。捕集
筒内部には、同じく鉄、ステンレス等で金網状又は、金
属織布状に成形したＳ．Ｐ．Ｍ．吸着資材（７）及び、
白金、ニッケル、ロジューム等よりなり、同じく金網状
の触媒資材（８）を、吸着資材と触媒資材が交互に介在
するように、必要数、層状に捕集筒内側面、底部に設置
する。捕集筒底部下方には、Ｉ．Ｈ．（電磁誘導）発熱
装置の電磁コイル（１０）を、セラミックプレート
（９）を介して、本体外部に設置、電磁コイル下方に冷
却用電動ファン（１１）を装置する。別に電源用発電機
（１２）、電力供給装置（１３）排気管（１４）を装着
した構造とする。
状の浄化装置本体（１）を接続、本体内部上方に排気ガ
ス流勢緩和プレート（２）を設置、中央附近にＳ．Ｐ．
Ｍ．（浮遊粒子状物質）に静電電荷を帯電せしめるため
の電極棒（３）を碍子（４）及び、ステー（５）によっ
て装置、電極棒に相対して、反対電荷を帯電してＳ．
Ｐ．Ｍ．を吸引するための、鉄、ステンレス等電磁発熱
に適した金属製の桶形で、円筒部を通気のため多数穿孔
した形状のＳ．Ｐ．Ｍ．捕集筒（６）を設置する。捕集
筒内部には、同じく鉄、ステンレス等で金網状又は、金
属織布状に成形したＳ．Ｐ．Ｍ．吸着資材（７）及び、
白金、ニッケル、ロジューム等よりなり、同じく金網状
の触媒資材（８）を、吸着資材と触媒資材が交互に介在
するように、必要数、層状に捕集筒内側面、底部に設置
する。捕集筒底部下方には、Ｉ．Ｈ．（電磁誘導）発熱
装置の電磁コイル（１０）を、セラミックプレート
（９）を介して、本体外部に設置、電磁コイル下方に冷
却用電動ファン（１１）を装置する。別に電源用発電機
（１２）、電力供給装置（１３）排気管（１４）を装着
した構造とする。
【０００６】
【実施例】この考案を実施例によって、其の作用を説明
すると、図１に示すように、消音器よりの排気ガスは本
体内に流入、緩和プレートによって流勢を緩和、電極棒
周辺に達する。電極棒には、別に装置された高電圧供給
装置によって、高圧電流が供給され、静電力の作用によ
って、Ｓ．Ｐ．Ｍ．は電荷を帯電する。相対する捕集筒
及び、吸着資材は、円筒電極として、反対電荷が帯電さ
れて居り、Ｓ．Ｐ．Ｍ．は静電力により吸着資材に吸着
され、排気ガスは浄化され排出される。捕集、吸着され
たＳ．Ｐ．Ｍ．の燃焼処理に就いて説明すると、別に設
置した電源より、捕集筒下方に設置した、電磁誘導発熱
器の電磁コイルに電力が供給さされることによって、電
磁コイルは磁力線を発生、セラミックプレートを通っ
て、磁力線が捕集筒、吸着資材に達する。磁力線によっ
て捕集筒、吸着資材は渦電流を生じ、自体が発熱体とな
り発熱する。上記の静電集じん作用によって捕集された
Ｓ．Ｐ．Ｍ．は、この捕集筒の発熱、排気ガス自体の高
温、吸着資材に介在する、触媒の燃焼促進作用によっ
て、排気ガス中の酸素と容易に化合して、二酸化炭素と
なり燃焼処理が達成される。ＮＯｘの還元については、
前記手段の項の説明の通り、ＮＯｘ発生時には、排気ガ
ス中の酸素量が稀少であるので、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却に
酸素が不足、電磁発熱による加熱、Ｓ．Ｐ．Ｍ．焼却に
よる発熱及び、触媒の化学促進作用によって、ＮＯｘ中
の酸素が還元、窒素と二酸化炭素となって放出され、Ｎ
Ｏｘの排出量の低減化が可能となる。電極棒の碍子のス
テーを、振動し易い金属で作成することにより、排気ガ
ス自体の音波振動によって、グレーディエント力（電極
棒に粒子がたい積する現象）による、電極棒上のＳ．
Ｐ．Ｍ．のたい積を防止することが可能となる。本実施
例では、電気集じんの高電圧供給用、電磁発熱装置の電
源として、装着するエンジン駆動による、小型交流発電
機（１２）を設置、電力供給装置（１３）によって、電
力を変圧等制御して装置に供給する。発熱用電磁コイル
の下方に、冷却用電動ファン（１１）を装着、コイルの
高温化と、高温による磁力線の減衰を防止する。
すると、図１に示すように、消音器よりの排気ガスは本
体内に流入、緩和プレートによって流勢を緩和、電極棒
周辺に達する。電極棒には、別に装置された高電圧供給
装置によって、高圧電流が供給され、静電力の作用によ
って、Ｓ．Ｐ．Ｍ．は電荷を帯電する。相対する捕集筒
及び、吸着資材は、円筒電極として、反対電荷が帯電さ
れて居り、Ｓ．Ｐ．Ｍ．は静電力により吸着資材に吸着
され、排気ガスは浄化され排出される。捕集、吸着され
たＳ．Ｐ．Ｍ．の燃焼処理に就いて説明すると、別に設
置した電源より、捕集筒下方に設置した、電磁誘導発熱
器の電磁コイルに電力が供給さされることによって、電
磁コイルは磁力線を発生、セラミックプレートを通っ
て、磁力線が捕集筒、吸着資材に達する。磁力線によっ
て捕集筒、吸着資材は渦電流を生じ、自体が発熱体とな
り発熱する。上記の静電集じん作用によって捕集された
Ｓ．Ｐ．Ｍ．は、この捕集筒の発熱、排気ガス自体の高
温、吸着資材に介在する、触媒の燃焼促進作用によっ
て、排気ガス中の酸素と容易に化合して、二酸化炭素と
なり燃焼処理が達成される。ＮＯｘの還元については、
前記手段の項の説明の通り、ＮＯｘ発生時には、排気ガ
ス中の酸素量が稀少であるので、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却に
酸素が不足、電磁発熱による加熱、Ｓ．Ｐ．Ｍ．焼却に
よる発熱及び、触媒の化学促進作用によって、ＮＯｘ中
の酸素が還元、窒素と二酸化炭素となって放出され、Ｎ
Ｏｘの排出量の低減化が可能となる。電極棒の碍子のス
テーを、振動し易い金属で作成することにより、排気ガ
ス自体の音波振動によって、グレーディエント力（電極
棒に粒子がたい積する現象）による、電極棒上のＳ．
Ｐ．Ｍ．のたい積を防止することが可能となる。本実施
例では、電気集じんの高電圧供給用、電磁発熱装置の電
源として、装着するエンジン駆動による、小型交流発電
機（１２）を設置、電力供給装置（１３）によって、電
力を変圧等制御して装置に供給する。発熱用電磁コイル
の下方に、冷却用電動ファン（１１）を装着、コイルの
高温化と、高温による磁力線の減衰を防止する。
【０００７】
【発明の効果】本装置は、電気集じん装置の作用を、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．捕集に応用したもので、その集じん性能が
高く、極めて微細な粒子を捕集することができ、使用条
件が、高圧、高温でも使用可能で、高温の排気ガス中の
Ｓ．Ｐ．Ｍ．捕集に適して居り、充分な効果を達成す
る。捕集したＳ．Ｐ．Ｍ．は、捕集筒及び、吸着資材自
体が発熱体となり、発熱、触媒の燃焼促進作用とによっ
て常時、連続して焼却作用を行うので、吸着資材の目詰
まりの心配がない。使用電力については、静電極に高電
圧を使用する反面、その電流（コロナ電流）は極めて小
さく、Ｉ．Ｈ．発熱装置も、排気ガス自体の高温と、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．焼却時の発熱及び、触媒の利用によって、
余り多大の熱量が不要であり、従って電力の供給も小容
量、小型発電機の採用で済むので、エンジンのロード損
失も少ない。本装置は、発熱装置と触媒の併活用によ
り、Ｓ．Ｐ．Ｍ．焼却とＮＯｘ還元の両効果を容易に達
成可能とした。
Ｓ．Ｐ．Ｍ．捕集に応用したもので、その集じん性能が
高く、極めて微細な粒子を捕集することができ、使用条
件が、高圧、高温でも使用可能で、高温の排気ガス中の
Ｓ．Ｐ．Ｍ．捕集に適して居り、充分な効果を達成す
る。捕集したＳ．Ｐ．Ｍ．は、捕集筒及び、吸着資材自
体が発熱体となり、発熱、触媒の燃焼促進作用とによっ
て常時、連続して焼却作用を行うので、吸着資材の目詰
まりの心配がない。使用電力については、静電極に高電
圧を使用する反面、その電流（コロナ電流）は極めて小
さく、Ｉ．Ｈ．発熱装置も、排気ガス自体の高温と、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．焼却時の発熱及び、触媒の利用によって、
余り多大の熱量が不要であり、従って電力の供給も小容
量、小型発電機の採用で済むので、エンジンのロード損
失も少ない。本装置は、発熱装置と触媒の併活用によ
り、Ｓ．Ｐ．Ｍ．焼却とＮＯｘ還元の両効果を容易に達
成可能とした。
【図１】装置の説明略図
【図２】捕集筒の１部断面図
【図３】配置を示す略図
１ 浄化装置本体 ２ 緩和プレート ３ 電極棒 ４ 碍子 ５ ステー ６ 捕集筒 ７ 吸着資材 ８ 触媒資材 ９ セラミックプレート １０ 電磁コイル １１ 電動ファン １２ 発電機 １３ 電力供給装置 １４ 排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/86 ＺＡＢ Ｂ０３Ｃ 3/02 Ｃ 53/94 Ａ Ｂ０３Ｃ 3/02 3/41 Ｂ 3/45 Ｂ 3/41 3/49 3/45 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｂ 3/49 3/10 Ａ Ｆ０１Ｎ 3/08 3/24 Ｅ 3/10 3/28 ３０１Ｃ 3/24 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ 3/28 ３０１ １０２Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 ディーゼル自動車の消音器に接続する、
円筒状の排気ガス浄化装置本体（１）の内部に、黒煙、
Ｓ．Ｐ．Ｍ．（浮遊粒子状物質）を捕集するための電気
集じんの電極筒として、鉄、ステンレス等電磁発熱に適
した金属製の桶形で、円筒部分を通気のため多数穿孔し
た形状のＳ．Ｐ．Ｍ．捕集筒（６）を設置する。該捕集
筒内部には、同じく鉄、ステンレス等で金網状又は、金
属織布状に成形したＳ．Ｐ．Ｍ．吸着資材（７）及び、
白金、ニッケル、ロジューム等よりなり、同じく金網状
の触媒資材（８）を、吸着資材と媒体資材が交互に介在
するように、必要数、層状に捕集筒内側面、底部に設置
する。この捕集筒は、Ｓ．Ｐ．Ｍ．を捕集すると共に、
電磁誘導発熱装置の発熱体自体として発熱、内設吸着資
材中に介在する触媒資材の化学促進作用の関与によっ
て、Ｓ．Ｐ．Ｍ．の焼却及び、ＮＯｘ（窒素酸化物）の
還元を遂行する。以上のように構成した捕集筒装置によ
って、静電集じん作用、電磁誘導発熱作用及び、触媒作
用を複合、併活用することにより、黒煙、Ｓ．Ｐ．Ｍ．
の捕集、焼却処理、ＮＯｘの還元を行い、これ等有害物
質の排出量低減化を可能としたことを特徴とする、ディ
ーゼル自動車エンジンの排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272286A JP3443733B2 (ja) | 2000-08-04 | 2000-08-04 | ディーゼル自動車エンジンの排気ガス浄化装置 |
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