JP2002201930A - 排出ガスの浄化装置および浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排出ガスに含まれる公害物資の除去を効率よ
く行い、また除去された公害物資の処理が簡易である。 【解決手段】排出ガスを液体に気泡化して放出する気泡
発生部と、前記気泡発生部から放出される気泡化した排
出ガスが液体中を移動し、排出ガスに含まれる有害物質
が液体に濾過される。導入口を有する排出ガスのガス保
留室と、ガス保留室に連設された通気性の気泡発生部を
具備し、前記導入口から導入されガス保留室に貯留され
る排出ガスが通気性の気泡発生部を一方側から他方側へ
通過し、他方側にある液体に気泡化して放出される。中
心部のガス保留室の外側に１以上の通気性の気泡発生部
を配設し、前記ガス保留室に貯留される排出ガスが中心
部の気泡発生部から外側の気泡発生部へと通過し、気泡
発生部から外側にある液体に気泡化して放出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は種々の排出ガスに含
まれて公害の原因となる物質、あるいはその虞れのある
物質などの公害物質を除去し、排出ガスを浄化する装置
および浄化方法にかんする。また、自動車の車両やその
他のエンジンの排出ガスに含まれる公害物質を除去し、
排出ガスを浄化する装置および浄化方法にかんする。

【０００２】

【従来の技術】排出ガスに含まれる公害物質を除去する
種々の装置が提案されている。例えば、自動車など車両
エンジンの排出ガスについてみると、排出ガス中の公害
物質を除去するため触媒を利用した方式（触媒システ
ム）が一定の効果をあげているが、公害物質（窒素酸化
物、硫黄酸化物、炭化水素や粒子状物質など）の除去に
完全に満足できるものではない。またとくに最近ではデ
ーゼルエンジンの排出ガスに含まれる粒子状物質が問題
となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のシス
テムと全く異なる発想により排出ガスに含まれる公害物
資の除去を効率よく行うことができる排出ガスの浄化装
置および浄化方法を提供する。また除去された公害物資
の処理が簡易である排出ガスの浄化装置および浄化方法
を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明にかかる排出ガスの浄化装置が採用する手段は次
のとうりである。すなわち排出ガスを液体に気泡化して
放出する気泡発生部と、前記気泡発生部から放出される
気泡化した排出ガスが液体中を移動し、排出ガスに含ま
れる有害物質が液体に濾過される。そして前記気泡発生
部から放出される気泡化した排出ガスが前記液体中を液
面へと上昇移動する。また前記液体が水である。また前
記気泡発生部は通気性とし、排出ガスが通気性の気泡発
生部を一方側から他方側へ通過し、他方側にある液体に
排出ガスが気泡化して放出される。また、通気性の気泡
発生部が公害物質を濾過するフィルターとして機能す
る。また、フィルターとして機能する通気性の気泡発生
部は液体に湿潤されている。

【０００５】また、導入口を有する排出ガスのガス保留
室と、ガス保留室に連設された通気性の気泡発生部を具
備し、前記導入口から導入されガス保留室に保留される
排出ガスが通気性の気泡発生部を一方側から他方側へ通
過し、他方側にある液体に気泡化して放出される。そし
て中心部のガス保留室の外側に１以上の通気性の気泡発
生部を配設し、前記ガス保留室に保留される排出ガスが
中心部の気泡発生部から外側の気泡発生部へと通過し、
気泡発生部から外側にある液体に気泡化して放出され
る。また１以上の外側にある通気性の気泡発生部を中心
部のガス保留室に同心状に配設した。また、通気性の気
泡発生部は多孔性の部材で構成される。

【０００６】また、濾過された公害物質が液槽の液体中
で沈殿し、沈殿した公害物質を集中口に集める。

【０００７】また前記課題を解決するため本発明にかか
る排出ガスの浄化方法が採用する手段は次の通りであ
る。すなわち排出ガスを液体中に気泡化して放出する手
段と、気泡化した排出ガスが液体中を移動する手段と、
液体中を移動する気泡化した排出ガスの公害物質が液体
で濾過される手段とからなる。そして気泡化した排出ガ
スが液体中を移動する手段が、気泡化した排出ガスが液
体中を液槽の液体の液面へ揺動しながら上昇する手段で
ある。

【０００８】本発明にかかる排出ガスの浄化装置および
浄化方法においては、排出ガスが通気性の気泡発生部か
ら液体中に気泡化して放出され、気泡化した排出ガスが
液体中を移動する。排出ガスの液体中の移動により排出
ガスに含まれる公害物質が液体に溶解されるなどして濾
過される。気泡化した排出ガスが液面へ浮上するとき
は、気泡化した排出ガスは液体中で揺動しながら上昇移
動し、この揺動などにより有害物質が液体に溶解しやす
く濾過が効果的となる。液体に放出される気泡はできる
だけ多数の小さいものが好ましい。気泡化された排出ガ
スは液体中をその体積を徐々に増すとともに揺動しなが
ら上昇移動し、このとき多数の小さな気泡が合体してよ
り大きな気泡となることがあり、気泡の合体にともなう
揺動などにより排出ガスに含まれる公害物質が液体にさ
らに効果的に濾過される。また液体に濾過された公害物
質などは液体を沈殿する。濾過された公害物質などが沈
殿という手段で処理されるから、公害物質の処理は簡易
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付の図面
を参照して説明する。なお排出ガスとして車両のエンジ
ンなどの排出ガスを例にとり説明する。排出ガス浄化装
置Ａはブロック化された筒部２、２０を備える。ブロッ
ク化された筒部２、２０の上部３は密閉されている。上
部３にはガス導入管５が接続され、エンジン（図示せ
ず）の排出ガスはガス導入管５に導かれ、導入口６から
中心部にある筒部２０に進入する。中心部の筒部２０は
ガス保留室１を有し、ガス保留室１には導入口６から進
入する排出ガスが貯留される。中心部の筒部２０の周壁
７には通気性のある気泡発生部９が設けられ、ブロック
化された筒部２、２０の下部側が液槽を形成し、気泡発
生部９は液槽の液体１０中に配置される。ガス保留室１
に貯留される排出ガスは通気性の気泡発生部９を一方側
から他方側（内側から外側）へ通過し、気泡発生部９の
外側（他方側）にある液体１０に気泡となって放出され
る。

【００１０】まずガス保留室１に排出ガスが貯留されて
いない状態（例えば、エンジンの始動前）では、通気性
の気泡発生部９の外側から内側に液槽の液体１０が浸透
し、中心部の筒部２０には液体１０が液槽の液面と同じ
高さまで満たされる。導入口６から進入した排出ガスは
ガス保留室１に貯留され、ガス保留室１内の圧力が一定
以上になると、中心部の筒部２０内の液体が通気性の気
泡発生部９を透過し、外側（液槽）へと排除される。ま
た同様にガス保留室１内の圧力により、ガス保留室１に
貯留された排出ガスが通気性の気泡発生部９を内側から
外側（一方側から他方側）へ通過し、気泡発生部にある
液体１０に多数の気泡となって放出される。

【００１１】次に中心部の筒部２０の周囲に複数の筒部
２が配設された場合をみると、ガス浄化装置Ａは周壁に
よりブロック化された多重の筒部２を備える。中心部の
筒部２０に対して複数個の筒部２がほぼ等間隔で同心円
状に配設され、外側の筒部２は周壁２７に通気性の気泡
発生部９を有する。通気性の気泡発生部９は液槽の液体
１０中に配置される。外側の筒部２（中心部の筒部２０
を除く）間には対向する上下の隔壁１１が設けられ、半
径方向に延びる上下の隔壁１１は全体として気泡発生部
９を通過する排出ガスの通路１２を形成している。上下
の隔壁１１は通気性であるが、非通気性でもよい。

【００１２】中心部のガス保留室１に排出ガスが貯留さ
れていない状態（例えばエンジンの始動前）では、液槽
の液体１０が通気性の気泡発生部９を外側から内側に浸
透し、中心部の筒部２０を含む各筒部２は液槽の液体１
０の液面と同じ高さまで液体で満たされる。各気泡発生
部９は上下の隔壁１１を含め液体１０中に配置される。
導入口６から進入する排出ガスが中心部のガス保留室１
に貯留し、ガス保留室１内の圧力が一定以上になると、
その圧力により中心部の筒部２０の液体が中心部にある
通気性の気泡発生部９を透過して外側へと排除される。
同様に、排出ガスも中心部にある通気性の気泡発生部９
を一方側から他方側（内側から外側）へ通過し、外側の
筒部２において半径方向に延びる上下の隔壁１１により
形成される排出ガスの通路１２を通り、最終的には最外
側の通気性の気泡発生部９から外側にある液体１０に多
数の気泡となって放出される。

【００１３】排出ガスが排出ガスの通路１２を排出ガス
が通過するとき、通路１２内に液体が一部残留してもよ
く、また全部が外側に排除されてもよい。通路１２内の
状況は通過する排出ガスの量、ガス保留室内の圧力、気
泡発生部の通気性の程度、ガスの通路の大きさなどの諸
条件により変化するが、いずれにしても排出ガスが通気
性の気泡発生部９を通過するとき、排出ガスが外側の液
体１０中（外側に液体があるとき）気泡化して放出さ
れ、最終的には最外側の気泡発生部９から外側にある液
体１０に気泡化して放出される。

【００１４】外側に配置された通気性の気泡発生部９は
中心部のガス保留室１に同心状に配設される。排出ガス
は排出ガスの通路１２を移動し、中心部のガス保留室１
から外側の気泡発生部９を通過するにつれ、筒部２内の
排出ガスの圧力がそれぞれ全体的にほぼ等圧化される。
同心状の気泡発生部９をほぼ等間隔に配設すると等圧化
の調整がスムーズにおこわれる。これにより排出ガスは
気泡発生部９の一部から強く液体に放出されるのを防止
し、全体としてほぼ均等の圧力で外側の液体１０に放出
される。すなわち気泡発生部９からほぼ同じ大きさの気
泡が安定して放出される。気泡の大きさは主に孔の大き
さにより調節され、出来るだけ多量の小さい気泡を安定
して放出するのがよい。また同心状に配置された気泡発
生部９は外側の配置されたものほど外側の液体１０と接
触する面積が大きくなり、最外側の通気性の気泡発生部
９から多量の気泡が外側の液体１０へと放出される。な
お気泡発生部９は液槽の液体１０中に配置されている
が、必ずしも液槽の液体中に配置しなくともよく、少な
くと外側（他方側）にある又は隣接する液体中に放出さ
れる構造であればよい。なお３０は最外側の筒部の外周
壁である。また半径方向に延びる上下の隔壁１１は全体
的に隔壁間の対向幅が外側に向けて漸次接近し、ガスの
通路１２の調整をしているが、上下の隔壁によるガスの
通路を設けない構造とすることも可能である。また多重
の筒部２０、２はブロック化されており、液槽の液体が
通気性の気泡発生部９を透過し筒部２、２０間を（通常
は部分的に）移動することはあるが、液槽の液体はブロ
ック化された２以上の筒部２、２０に分属され、排出ガ
スの浄化装置Ａに振動などが加わったときも、液槽の液
体は筒２、２０内で比較的に安定状態にあり、したがっ
て自動車などの車両用に有効である。

【００１５】通気性の気泡発生部９は、例えば、スポン
ジのような、多孔の合成樹脂性布、合成樹脂繊維などの
多孔性の素材により構成することができる。気泡はほぼ
同じ大きさの小さいものを多量に放出するのが望ましい
が、気泡発生部は排出ガスを液体中に気泡化して放出す
るものであればよくその構造に限定はない。例えば、多
数の細管中を排出ガスが通過し、細管の開口端から液体
に気泡となって放出されるものでもよい（図示せず）。
気泡発生部９は、図示の場合、全体が液槽の液体１０中
に配置されているが、気泡発生部の他方側に液体が存在
する構造であればよい。

【００１６】排出ガスを気泡化する通気性の気泡発生部
９にフィルタ機能は必要ないが、通気性の気泡発生部９
が同時に公害物質を除去するフィルタ機能を具備しても
よい。多孔性の部材で構成される多孔性の気泡発生部９
（通気性の気泡発生部）はフィルタ機能を有し、排出ガ
スに含まれる公害物質を濾過する。なおフィルター機能
を有する気泡発生部に付着した濾過物は、排出ガスが気
泡発生部９から気泡化して放出されるときに液槽の液体
（外側の液体）に沈下するから、気泡発生部９は目詰り
することなく、常に所望のフィルター機能が発揮され
る。

【００１７】通気性の気泡発生部９は液槽中の液体１０
に浸潤されている。例えば、ガス保留室１に排出ガスが
貯留されていない状態（例えば、エンジンの始動前）の
ように、中心部の筒部２０内に液体があるとき、通気性
の気泡発生部９は液体１０に浸潤される。また排出ガス
がガスの通路１２を移動する場合、例えば、ガスの通路
１２内から液体が排除されても、通気性の気泡発生部の
一部（下部）１３が液槽中の液体１０と接触しており、
通気性の気泡発生部９が液体に浸潤される。また通気性
の気泡発生部９は少なくと外側に隣接する液体に接触
し、液体に浸潤される。液体に浸潤された通気性の気泡
発生部は排出ガスの公害物質を効果的に濾過する。少な
くとも、浸潤により多湿化していないフィルターでは濾
過できない公害物質を濾過できる。

【００１８】液体１０に放出された排出ガスは気泡とな
り液体中を移動する。気泡化した排出ガスは液槽の液体
１０（図示の場合は最外側の筒部にある液体）を液面へ
と上昇移動する。気泡化した排出ガスの液体の移動によ
り排出ガスに含まれる公害物質が液体に溶解などし、有
害物質が液体１０に濾過される。液体は通常は水でよい
が、他の液体でもよく、また他の物質を付加することも
できる。排出ガスは最外側の筒部２の液面上の空間部１
５に放出され、空間部に連通する排出管１６から筒部２
の外に排出される。

【００１９】液体１０に濾過された公害物質などは底部
１７に沈殿する。濾過された公害物質などは沈殿という
手段で処理されるから、公害物質の処理が簡易である。
公害物質が含まれる液体１０の全部を廃棄処理すること
も可能であるが、沈殿する公害物質を特定箇所の箇所に
集める手段をとるのが望ましい。すなわち、筒部２の底
部（但し中心部と最外側の筒部を除く）１７に多数の貫
通孔１９が形成され、濾過された公害物質が液体の底部
１７に沈殿するとともに貫通孔１９から更に沈下する。
公害物質はさらに下降する傾斜面２１を有する集中手段
により集中口２２へと移動し、特定の集中口２２に集め
られる。なお中心部の筒部の底部と最外側の筒部の底部
に貫通孔はない。集中手段である下降する傾斜面２１は
全体がほぼ中心部に配置された集中口２２に傾斜してい
る。

【００２０】集中口２１には容器２３が着脱自在に取り
付けられ、容器２３に濾過された公害物質が収納され
る。一定量の沈殿物が容器２３に収容されたとき、容器
２３を取り外して内部の沈殿物を処分し（容器内の沈殿
物のみの処分と、沈殿物を収容するタンクの処分が可
能）、新たに容器を取り付ける。集中口２２には容器２
３が直接あるいは間接に（例えば、パイプ２６を介し
て）着脱自在に取り付けられる。公害物質を収容する容
器２３を備えるから、濾過された公害物質は簡易に処分
できる。

【００２１】図６は他の構造の排出ガス浄化装置Ｂを示
す。なお排出ガス浄化装置Ａと同じ構造の箇所は同じ符
合で表わす。すなわち排出ガス浄化装置Ｂにおいて、ガ
ス導入管５を介ししてエンジンなどから送られる排出ガ
スは第１ガス貯留室３３に貯留される。第１ガス貯留室
３３に貯留された排出ガスはガス導入口６からガス保留
部３１に送られる。ガス保留部３１に保留された排出ガ
スは通気性の気泡発生部９を通過し、気泡発生部９から
外側の液体１０に気泡化して放出される。気泡発生部９
から放出された気泡状態の排出ガスは液体を上昇移動す
るとともに液面３２から放散される。この排出ガスの上
昇移動中に排出ガスに含まれる公害物質が液体に溶解な
どし、液体１０に公害物質が濾過される。濾過された公
害物質は液体中を沈下して一方に傾斜する底部１７に沈
殿し、集中口２２から容器２３に収容される。液面３２
から放散された排出ガスはるとともに第２ガス貯留室３
５に貯留される。第２ガス貯留室３５に貯留された排出
ガスは２層構造のフイルター部３６を透過し、フイルタ
ー部３６が排出ガスに含まれる公害物質を濾過する。フ
イルター部３６を下方側から上方側へ透過した排出ガス
は第２ガス貯留室３７に貯留されるとともに排出管１６
から排出される。

【００２２】以上の排出ガスの浄化装置Ａは単独で使用
することができるが、目的、用途などに応じて同種ある
いは異種の他の浄化装置、気泡発生部、さらにはその他
の濾過手段を適宜を組み合わせることもできる。例え
ば、排出ガスの浄化装置Ａと排出ガスの浄化装置Ｂを組
み合わせることができる。図示の場合、排出ガスの浄化
装置Ａを第１排出ガスの浄化装置とし、排出ガスの浄化
装置Ｂを第２排出ガスの浄化装置とし、排出ガスの浄化
装置Ａのガス排出管が排出ガスの浄化装置Ｂのガス導入
管と連結されている（連結管３９により連結されてい
る）。なお、沈殿した公害物質の容器２３は排出ガスの
浄化装置Ａと排出ガスの浄化装置Ｂにそれぞれ設けても
よい（図７参照）が、１個の容器２３を共用することも
できる（図８参照）。

【００２３】

【発明の効果】本発明にかかる排出ガスの浄化装置およ
び浄化方法によれば、排出ガスに含まれる公害物質が液
体で濾過することができ、窒素酸化物、硫黄酸化物、２
酸化炭化のみならず粒子状物質の除去に効果的である。
特に粒子状物質の除去には効果的である。また濾過され
た公害物質の処理も簡易である。そして車両エンジンの
排出ガスのみならず公害物質を含むその他の排出ガスに
も広く適用できるからきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる排出ガスの浄化装置の一部を破
断した正面図である。

【図２】図１の排出ガスの浄化装置のＸ−Ｘ線断面図で
ある。

【図３】本発明にかかる他の排出ガスの浄化装置の一部
を破断した正面図である。

【図４】図３の排出ガスの浄化装置のＹ−Ｙ線断面図で
ある。

【図５】図４の排出ガスの浄化装置の部分的な断面図で
ある。

【図６】本発明にかかる更に他の排出ガスの浄化装置の
一部を破断した正面図である。

【図７】２個の排出ガスの浄化装置の接続関係を示す説
明図である。

【図８】２個の排出ガスの浄化装置の他の接続関係を示
す説明図である。

【符号の説明】

Ａ 排出ガス浄化装置 Ｂ 排出ガス浄化装置 １ ガス保留室 ２ 筒部 ３ 上部 ５ ガス導入管 ６ 導入口 ７ 筒部の周壁 ９ 気泡発生部 １０ 液体 １１ 隔壁 １２ 通路 １３ 気泡発生部の一部（下部） １５ 空間部 １６ 排出管 １７ 底部 １９ 貫通孔 ２０ 中心部の筒部 ２１ 傾斜面 ２２ 集中口 ２３ 容器 ２６ パイプ ２７ 周壁 ３０ 最外側の筒部の外周壁 ３１ ガス保留部 ３２ 液面 ３３ 第１ガス貯留室 ３５ 第２ガス貯留室 ３６ フイルター部 ３７ 第３ガス貯留室 ３９ 連結管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA00 AA01 AA04 EA01 3G091 AA02 AB13 AB15 BA00 BA13 BA14 FA01 HA00 4D002 AA02 AA12 AC10 BA02 BA14 CA06 CA13 DA35 EA05 EA13

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排出ガスを液体に気泡化して放出する気
   泡発生部と、前記気泡発生部から放出される気泡化した
   排出ガスが液体中を移動し、排出ガスに含まれる有害物
   質が液体に濾過される排出ガスの浄化装置。
2. 【請求項２】 前記気泡発生部から放出される気泡化し
   た排出ガスが前記液体中を液面へと上昇移動する請求項
   １に記載の排出ガスの浄化装置。
3. 【請求項３】 前記液体が水である請求項１に記載の排
   出ガスの浄化装置。
4. 【請求項４】 前記気泡発生部は通気性とし、排出ガス
   が通気性の気泡発生部を一方側から他方側へ通過し、他
   方側にある液体に排出ガスが気泡化して放出される請求
   項１に記載の排出ガスの浄化装置。
5. 【請求項５】 通気性の気泡発生部が公害物質を濾過す
   るフィルターとして機能する請求項４に記載の排出ガス
   の浄化装置。
6. 【請求項６】 フィルターとして機能する通気性の気泡
   発生部は液体に湿潤されている請求項５に記載の排出ガ
   スの浄化装置。
7. 【請求項７】 導入口を有する排出ガスのガス保留室
   と、ガス保留室に連設された通気性の気泡発生部を具備
   し、前記導入口から導入されガス保留室に保留される排
   出ガスが通気性の気泡発生部を一方側から他方側へ通過
   し、他方側にある液体に気泡化して放出される排出ガス
   の浄化装置。
8. 【請求項８】 中心部のガス保留室の外側に１以上の通
   気性の気泡発生部を配設し、前記ガス保留室に保留され
   る排出ガスが中心部の気泡発生部から外側の気泡発生部
   へと通過し、気泡発生部から外側にある液体に気泡化し
   て放出される請求項６に記載の排出ガスの浄化装置。
9. 【請求項９】 １以上の外側にある通気性の気泡発生部
   を中心部のガス保留室に同心状に配設した請求項７に記
   載の排出ガスの浄化装置。
10. 【請求項１０】 通気性の気泡発生部は多孔性の部材で
    構成される請求項１、２、３又は４に記載の排出ガスの
    浄化装置
11. 【請求項１１】 濾過された公害物質が液槽の液体中で
    沈殿し、沈殿した公害物質を集中口に集める請求項１に
    記載の排出ガスの浄化装置。
12. 【請求項１２】 排出ガスを液体中に気泡化して放出す
    る手段と、気泡化した排出ガスが液体中を移動する手段
    と、液体中を移動する気泡化した排出ガスの公害物質が
    液体で濾過される手段とからなる排出ガスの浄化方法。
13. 【請求項１３】 気泡化した排出ガスが液体中を移動す
    る手段が、気泡化した排出ガスが液体中を液槽の液体の
    液面へ揺動しながら上昇する手段である請求項１２に記
    載の排出ガスの浄化方法。