JP2002530576A - 粒状物の除去方法及び装置 - Google Patents

粒状物の除去方法及び装置

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ジェイムズ アンソニー ケアンズ
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Abstract

(57)【要約】 環境及び工業の汚染防除の分野では、ガス流からの、特にミクロン以下の範囲のサイズの、粒状物の除去の改良に対する要望がある。本開示は液体13用の容器11を含む装置１に関するものであり、その液体中に、幾つかの実施態様において、粒状物含有ガスを輸送するパイプ18cが浸漬されている。パイプ18はガスが容器11から排出する前に液体13中のガスの通過を可能にする。液体は粒状物を湿潤するようなものであり、それによりそれらを液体13中に保持し、その間にガスが液体13を通って排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は粒状物及び／又はその他の望ましくない成分の除去方法及び装置に関
する。特に、本発明は粒状物及び／又はその他の望ましくない成分を排気ガス流
の如きガス流から除去するためのこのような方法及び装置に関する。
【０００２】 （背景技術） 粒状物を粒状物含有ガス流から除去することが望ましい場合が多くある。例え
ば、多くの工業方法では、ガスが、例えば、化学処理又は物理処理を受ける前に
粒状物を除かれることが望ましい。 粒状物を除去することが望ましい別の場合は真空クリーナーの分野である。通
常の濾過技術は比較的粗大なダスト粒子を真空クリーナー中に流れている空気か
ら除去することができるが、このような技術は真空クリーナーから部屋の周囲空
気に排出される場合に微細粒状物（これらは呼吸障害を含む、種々の疾患を生じ
る傾向がある）を除去するのに不十分である。
【０００３】 粒状物除去が特に重要である別の分野はディーゼルエンジン排出の分野である
。 ディーゼルエンジンは世界中で広く、特に重車両（トラック、バス及び列車）
中に、また次第に自動車中に使用されている。それらはじょうぶであり、燃料効
率が良く、長く持続性であり、比較的低いレベルの一酸化炭素を放出するが、そ
れらは次第に大きな環境上の関心を生じている二つの重大な欠点を問題としてい
る。これらは(a)粒状物の放出、及び(b)望ましくない成分、例えば、窒素、硫黄
の酸化物及び／又は多核炭化水素の放出である。
【０００４】 粒状物（これらはその性質が炭素質である）は望ましくない炭化水素と関連し
ており、その中で多環式芳香族炭化水素として知られているクラスが特に重要で
ある。これらの化合物の一種である3-ニトロベンズアンスロンは、所謂Ames試験
により測定して、バクテリアの通常の株のDNA中で突然変異を生じるのに極めて
活性であると報告されていた（Suzukiら, Environment Science and Technology
, 3巻, 2772頁, 1997）。ディーゼル排気ガス中にまた存在するその他の化合物
、例えば、1,8-ジニトロピレンはまた強く突然変異誘発性であることがわかった
。これらの観察は大気中のディーゼル排気ガス放出と発癌物質の間の強い連関を
指摘する。煙突燃焼粒子、特に１マイクロメートル未満の寸法を有するものがこ
れらの化学物質をヒトの肺の深部のくぼみに運ぶことができると推定されていた
。実際に全てのディーゼル粒子がこのサイズ範囲にある（Michael P. Walsh“Gl
obal Trends in Diesel Emission Control 1 1997 Update”, SAE Technical S
eries Paper 970179）。ディーゼル排気ガスからの粒状物は毎年英国では10,000
人の死亡また米国では60,000人の死亡を生じ得る（“Dying from too much dust
”, New Scientist, 1994年３月12日, 12頁）。これが“我々が我々の車両に対
し良くコントロールしていたならば、我々は我々の健康及び都会の空気を大いに
改善できたであろう”というJ. Merefield及びI. Stoneの結論（New Scientist,
1997年９月20日, 58頁）を導く。
【０００５】 窒素の酸化物（及びオゾン）はまた非常に望ましくない大気汚染物質である。
何とならば、それらが酸素ラジカルを発生し、これがDNAを損傷し、細胞膜を攻
撃し得るからである。ディーゼルエンジンから放出された二酸化窒素、NO2は日
光の影響下で酸素原子を生じることができる。即ち、 日光＋NO2→NO＋O 次いでこれらの酸素原子が大気中の酸素と化合してオゾン、O3を生成する。即
ち、 O＋O2→O3
【０００６】 これはオゾン汚染が温かい晴れた日中に特に重大である理由を説明する。また
、オゾンは幾つかの方法（気道ライニングへの損傷、炎症反応、及び喘息発作の
増大された可能性）でヒトに有害であるだけでなく、植物化にも有害であり、小
麦、大麦及び豆類を含む或る範囲の穀物からの低下された歩留まりを生じること
が注目されるべきである。 当然ながら、これらの問題に関する世界中の関心のために、多大の努力が解決
策を見つけることに向けられた。粒状物を除去するのに設計された、これらの中
で最も自明なものはフィルター又はトラップを使用する。これらについての主た
る問題はそれらが詰まらされるようになる傾向があり、これがそれらを取り付け
ているエンジンの運転の大きな非効率をもたらすことである。この技術が徹底的
に研究されていた（例えば、Y. Teraokaら, Catal. Today, 27巻, 107頁(1996)
を参照のこと）。トラップされたススを燃焼することによりフィルターを再生す
ることが可能であり、触媒が濾材に混入される場合には、この操作が更に有効に
される（J.P.A. NeeftらによりAppl. Catal. B. Environmental, 8巻, 57頁(199
6)に言及されているように）。当然、除去及び再生についてのこの絶え間ない要
求が重大な欠点である。別のアプローチがCooper及びThossにより推奨されてい
た（SAE Technical Paper 890404 (1989)）。この場合、白金含有触媒が窒素を
二酸化窒素に酸化するために粒状物トラップの上流に取り付けられた。得られる
NO2は炭素を除去することができる強力な酸化剤である。即ち、 2NO2＋Ｃ→2NO＋CO2・
【０００７】 不運なことに、この式が示すように、その反応は酸化窒素を発生する。更に、
触媒が硫黄（これは世界中のディーゼル燃料中に多少の程度に存在する）による
被毒に感受性である。 それ故、粒状物（特に１μmより小さいもの）を有効に除去することができ、
かつ硫黄の存在により影響されない系に対する要望があることが明らかである。 米国特許第5,453,107号及び同第3,803,813号は排気ガス及びその他のガスから
粒状物を濾過する装置を開示しており、そのガスはフィルターを通過する前に最
初に液体に吹き込まれる。 米国特許第5,129,926号は排気ガスが放出される水入りのスクラバータンクを
含むエンジン排気系を記載している。その系は凝縮ガスの一部をエンジンの入口
マニホルド及びフィルターに戻すための水分トラップ及びそれらが水分トラップ
を一旦通過した時にガスを濾過するためのフィルターを更に含む。 米国特許第3,957,467号は排気ガスが最初に導管から液体に放出されてガスを
精製し、その後に同じ導管に戻され、排出される排気ガス精製装置及びサイレン
サーを開示している。
【０００８】 （発明の開示） 本発明の第一の局面によれば、粒状物及び／又は望ましくない成分を液体に取
り込み、かつ／又は溶解するためにガス流の少なくとも一部を湿潤し、それによ
りガスを浄化し、更にガス流及び／又は浄化ガスを冷却してその所望のフラクシ
ョンを凝縮することを特徴とするガス流からの粒状物及び／又はその他の望まし
くない成分の除去方法が提供される。 この方法は有利なことに簡単かつ安価である。何とならば、それは触媒作用に
より作用する粒状物除去系に通常必要とされる高価な金属を必要としないからで
ある。また、本発明の方法は窒素及び硫黄の或る種の酸化物を除去する能力を有
する。
【０００９】 （発明を実施するための最良の形態） ガス流の大半又は実質的に全てが湿潤されることが望ましい。 湿潤という用語は前記のガス流の少なくとも一部を液体に通すこと、又はガス
流を湿潤するためにそれを液体に単に吹き込むことの両方を含むことが理解され
るべきである。 液体は水であり、又は主として水であることが好ましく、また洗剤を含むこと
が更に好ましい。好ましい実施態様において、洗剤が液体の1/50,000を構成する
。 洗剤は液体が微細粒状物を湿潤することを確実にし、ガス流がディーゼル排気
ガスである時に特に有効であることがわかった。 しかしながら、酸化窒素は水にほんのわずかに可溶性であり、こうして酸化窒
素を二酸化窒素に酸化するためにオゾンの如き強力な酸化剤が用意されてもよい
。また、オゾンは有害な多核炭化水素をそれ程有害ではない炭化水素に酸化する
のに利用し得る。 更に、又は別途に、水がガス流中に存在する硫黄を硫酸ナトリウムに変換する
ために炭酸ナトリウムを含んでもよい。液体は凍結防止剤（例えば、エチレング
リコール）を含んでもよい。これは本発明の方法を低温の気候で使用される道路
車両用に更に適するようにする。
【００１０】 一つの配置において、ガス流を湿潤する工程は容器からの液体の断片化及び／
又は損失を最小にするためのスプラッシュガードを有する容器中で行なわれる。 本発明の方法のこの特徴は液体がガス流の力のもとに容器から外向きに押しや
られることを有利に防止する。 都合良くは、ガスの湿潤工程は浄化ガスの出口を有する容器中で行なわれ、そ
の方法は浄化ガスを冷却してその所望のフラクションを凝縮させる工程を含む。
この工程は気化され、浄化ガスとともに出口に運ばれる液体の一部が凝縮され、
それにより本発明の方法における更なる使用に利用できることを確実にする。こ
の特徴はその方法がディーゼル排気ガス（これらは液体に通されてこれを気化す
る時に通常充分に高い温度である）を浄化する場合に特に有利である。凝縮工程
は液体の排出を回避する。
【００１１】 典型的には、冷却は浄化ガス出口中で行なわれる。浄化ガス出口が適当に配置
される場合、凝縮液体が重力下で容器中の液体の本体に逆に流入し得る。 スプラッシュガード（存在する場合）は必要により浄化ガスを冷却する。これ
は、例えば、スプラッシュガードを比較的高い伝熱性を有する材料から製造する
ことにより達成し得る。多くの金属が好適である。 ガス流はパイプの直径に少なくとも等しい凝集物領域を形成する複数のアパー
チャを有する浸漬パイプを介して液体に流入することが好ましい。この特徴はそ
の方法が重大な背圧を生じないことを確実にする。 また、ガス流はパイプを介して液体の表面に吹き込まれてもよい。パイプはガ
ス流を液体の表面に吹き込む際に液体の混合又は渦巻きを誘発するように容器中
に配置されてもよい。これはガス流の適切な湿潤を確実にするのに利用できる。
【００１２】 順に、これはその方法が内燃エンジンの排気を浄化するのに使用できることを
意味する。何とならば、その方法がエンジン排気背圧に有意に影響しないで実施
し得るからである。 ガス流は内燃エンジン、特に圧縮着火エンジンからの排気ガスであり、又はそ
れを含むことが好ましい。また、本発明の方法は本明細書に記載されたガス流を
含むが、これらに限定されないその他のガス流について実施し得る。 その方法は必要により液体の濾過を含んでもよい。これは或る量の液体が数回
使用されることを可能にし得る。本発明はガス流を濾過された液体に更に通す工
程を含んでもよい。
【００１３】 本発明の第二の局面によれば、液体を含む容器、ガス流の少なくとも一部の湿
潤を可能にするガス流の入口、及び浄化ガスのための容器からの出口（その入口
及び／又は出口はガス流の所望のフラクション及び／又は浄化ガスを冷却し、凝
縮するための凝縮装置を含む）を含むことを特徴とするガス流からの粒状物及び
／又はその他の望ましくない成分の除去装置が提供される。この装置は有利なこ
とに本発明の方法を実施することを可能にする。 都合良くは、ガス流の入口が液体中に少なくとも部分浸漬された、ガス流の源
に連結され、かつ液体中のガス流の通過を可能にする一つ以上のアパーチャ又は
孔あけを含むパイプを含む。パイプ中にアパーチャにより形成された凝集物表面
積が一般にパイプの横断面積に等しいことが好ましい。これらの特徴は本発明の
装置がそれに供給されるガス流の圧力に悪影響しないことを確実にする。 また、ガス流の入口はガス流が液体の表面に吹き込まれることを可能にするよ
うに配置された、ガス流の源に連結された、パイプを含む。
【００１４】 典型的には、液体は水であり、又は主として水、特に洗剤１部対水50,000部の
およその比の水及び洗剤である。液体はまた凍結防止剤を含んでもよい。液体の
主要な特徴はそれが粒状物を適当に湿潤すること、及びそれがガスと望ましくな
い程に反応しないことである。こうして、或る範囲の液体のいずれもが好適であ
り得る。例えば、液体はガス流からの望ましくない成分、例えば、酸化窒素及び
／又は硫黄の除去を助けるために酸化剤及び／又は炭酸塩、例えば、炭酸ナトリ
ウムを含んでもよい。好適な酸化剤はオゾンである。こうして、好ましい実施態
様において、本発明の装置はオゾンを容器に与えるためのオゾン発生装置を更に
含む。オゾンの少なくとも一部が液体に通されることが好ましい。 或る場合には、例えば、コストを最小にするために、液体中に凍結防止剤を含
むことは望ましくないかもしれない。このような状況では、パイプが液体の表面
の上に延びる孔あけを更に含むことが望ましい。こうして、液体が凍結する場合
、ガスは凍結された液体表面の上の孔あけによりパイプから依然として逃げるこ
とができる。液体が一旦解凍すると、ガス流の大半が液体中を通るであろう。 これらの特徴は本発明の方法を実施することを助ける。
【００１５】 都合良くは、その装置は容器からの液体の断片化及び／又は損失を最小にする
ためのスプラッシュガードを含む。これの作用が先に記載されている。 好ましい実施態様において、スプラッシュガードは液体の表面を覆い、又は実
質的に覆う孔あきプレート、特に複数の孔あけを有するプレートを含む。都合良
くは、スプラッシュガードは液体の表面の上にあるワイヤメッシュを含む。実用
的な実施態様において、ワイヤメッシュは孔あきプレートの上にあり、それを覆
う。 スプラッシュガードのこの設計は発泡液体、例えば、水と洗剤の混合物の断片
化（スプラッシング）を制限するのに特に有効であることがわかった。スプラッ
シュガード（又はその部分）が良好な伝熱性を有する材料、例えば、金属から製
造される場合、スプラッシュガードはそれにスプラッシュする液体及びその中を
通るガスを冷却するのに有利に利用できる。これはガス流中の熱により気化され
た液体の一部を凝縮する傾向がある。凝縮された液体が孔あけを介して液体の本
体に流入し、こうして再使用に利用できるようにされる。
【００１６】 都合良くは、浄化ガスの出口はワイヤメッシュを含むパイプを含む。パイプ中
のワイヤメッシュはまた気化した液体を冷却し、凝縮するのに利用できる。パイ
プの位置が正確に選ばれる場合、こうして凝縮された液体がその本体に逆に流入
し、再使用に利用できる。 都合良くは、その装置は浄化ガスの出口用の冷却器を含む。冷却器は出口を包
囲し、又は出口内にあり、かつその中に流れている低温液体を有する一つ以上の
冷却パイプであり、又はそれを含む。冷却器は気化された液体を含み得る浄化ガ
スの凝縮を助け、こうして容器からの液体の蒸発を最小にすることを助ける。 その装置は必要により液体からの粒状物の濾過のためのものを含む。都合良く
は、容器はそれを充満し、また液体をそれから空にし、それにより容器の離れた
フィルターの使用及び容器への濾過された液体の戻りを可能にするための一つ以
上のアパーチャを含む。これらの特徴は液体が数回再使用されることを可能にす
る。
【００１７】 好ましい実施態様において、装置は浄化ガスの出口中に、監視装置に機能し得
る形で連結された、粒状物検出装置を含む。この特徴は浄化ガス処理量の監視を
可能にし、必要により液体の濾過が必要とされる時を示すのに使用し得る。 本発明の従属請求項が本発明の更なる任意の特徴を示す。 以下に、図面を参照して、例として、本発明の好ましい実施態様が記載される
。
【００１８】 図１は蓋12によりシールして閉じられる開いた上端を有する一般に円筒形の容
器11を含む本発明の装置10を示す。 容器11は液体13、即ち、示された実施態様では液体洗剤（即ち、“アリエル・
フューチャー”（プロクター＆ギャンブル製）RTM）と水の1:50,000（又はその
他の比）混合物を含む。その他の洗剤が勿論使用されてもよく、この場合、洗剤
対水の比が調節を必要とし得る。液体13は本明細書に記載された微細粒状物（例
えば、0.1μm未満の直径のもの）を湿潤することができることのみが必須である
。洗剤／水混合物がこれに関して高度に成功することがわかった。 液体13はまた凍結防止剤を含んでもよく、それにより０以下の温度を含む広範
囲の周囲温度にわたって装置の使用を可能にする。 液体13は容器11のほぼ半分より下にある。その中に形成された複数の一般に規
則的に隔置されたアパーチャ16を有する、容器11とほぼ同じ直径の円形プレート
14が液体13の上にある。 プレート14はそれを容器11内に固定するブラケット又は均等支持体（図１に見
られない）により支持されてもよい。
【００１９】 典型的には、プレート14はステンレス鋼の如き金属（又はこのような金属を含
む合金）から形成される。これはプレート14に本明細書に説明された伝熱性を与
える。 上にあるプレート14はメッシュを形成する、織られ、編まれ、又はそれ以外の
絡み合わされたワイヤストランドの層17である。ワイヤストランドはステンレス
鋼もしくはアルミニウム含有フェライト鋼、又は容器11内の条件に耐えることが
できるその他の材料（非金属を含む）のものであることが好ましい。 粒状物含有ガス流の入口パイプ18は、例えば、ディーゼルエンジン、プロセス
プラントの品目又は真空クリーナーの排気マニホルドに連結され、それにより粒
状物含有ガスの流れ（図１中“ガス流入”により示される）が容器11の内部に供
給し得る。
【００２０】 示された実施態様において、パイプ18が必要により蓋12付近の二つの位置（18
a及び18bに見られる）で直径を拡大する。 これは図１の実施態様がディーゼルエンジンの排気出口への取り付けについて
意図されているからである。装置10はエンジンの排気道への望ましくない背圧を
誘発しないことが重要である。 パイプ18は蓋12中をアパーチャ19を介して下方に通る。パイプ18はアパーチャ
19中のシールフィットである。 アパーチャ19から、パイプ18は層17中の実質的に円筒形のスペース中そしてプ
レート14中に形成された更なるアパーチャ21中を下方に通る。アパーチャ21がパ
イプ18のまわりをシールすることは必須ではない。 プレート14の下で、パイプ18は減少された直径（数字18cにより示される）で
あり、容器11のベース14aの上又はそれに隣接して配置された湾曲部で終端する
。部分18cの曲率は一般に容器11の壁の曲率に従う。
【００２１】 部分18cはその中に形成され、その長さに沿って分布された複数のアパーチャ2
2を有し、これらが液体13（その中に部分18cが浸漬されている）へのパイプ部分
18cからの粒状物含有ガスの流出を可能にする。 示された実施態様において、パイプ部分18cは可撓性材料から製造されるが、
これは必ずしもそうである必要はない。 アパーチャ19の反対のその面で、蓋12は浄化ガス出口パイプ24のまわりにシー
ルして固定される更に別の貫通(through-going)アパーチャ23を含む。出口パイ
プ24は液体13の表面上で終端し、その結果、容器11の上半分中の加圧下のガスが
出口パイプ24に流入する。 パイプ24の長さ部分がメッシュ中に絡み合わされた、好ましくはステンレス鋼
の、ワイヤストランドの更なる量26で部分充填される。メッシュ26はまたメッシ
ュ17と同様にその他の材料（非金属を含む）のものであってもよい。メッシュ17
及び26は不規則であることが好ましい。
【００２２】 装置10の任意の特徴は冷却パイプ27のコイル又はその他の配置であり、これは
パイプ24中のメッシュ26及びガスを冷却する目的のためにパイプ24を包囲しても
よく、その壁中に埋め込まれてもよく、又はその中にあってもよい。これは、例
えば、それ自体知られている冷媒ポンプ回路（その中で、一つ以上のパイプ27が
一部を形成する）により水（好ましくは冷水）の如き冷媒を一つ以上のパイプ27
中で循環することにより達成される。所望により、パイプ24中の温度は、例えば
、冷媒ポンプ用のフィードバック型コントロールにより調節し得る。 浄化され、冷却されたガス（図１中に“浄化ガス流出”により示される）は典
型的にはパイプ24の開いた端部24aから大気に排出する。しかしながら、装置10
がプロセス装置用のガスを浄化するのに使用される場合、パイプ24は勿論必要に
よりその他の装置に連結されてもよい。
【００２３】 必要により、パイプ24はその中に、メッシュ26の下流に、パイプ24を介して現
れるガス中の微細粒状物を検出することができる装置28を含んでもよい。その装
置はパイプ24中のガスの浄化度を監視するための装置（例えば、マイクロプロセ
ッサーを含む）に連結されてもよい。本発明のこのような任意の特徴は、例えば
、液体13がその粒状物含有限界に達する時にそれを濾過し、又は新しい液体と交
換する必要があることを使用者に警告するのに使用し得る。 容器11は示されるように透明材料又は半透明材料、例えば、ガラス又は或る種
のポリマー材料から一部又は全部形成されてもよい。これは液体の状態（これは
多くの粒状物がその中に取り込まれるにつれて暗色になる傾向がある）の目視検
査を可能にする。
【００２４】 図２は幾つかの任意の改良を含む本発明の第二の実施態様を示す。任意の改良
は単独で使用されてもよく、又は互いに組み合わせて使用されてもよい。メッシ
ュ17は図２の実施態様では液体の上で支持し得る。 図２の実施態様において、パイプ18の孔あき部分18dはほぼ球形の形状であり
、孔あけが球のまわりに全て隔置されている。これは液体とのガスの接触を最大
にする。 図２に示されるように、ほぼ球形の部分18dは液体13中に完全には浸漬される
必要はない。これは液体13が凍結する場合でさえもガスの流れを可能にする。 図２の実施態様において、冷却パイプ27が必要により分配される。その代わり
、出口パイプ24が前記の比較的多量のメッシュ材料26（これは伝熱性である）を
含む拡大された直径部分24bを含んでもよい。このメッシュは流出ガス流を凝縮
するように作用する。この配置は冷却液の必要を省くかもしれない。 出口パイプ24はセラミックフィルター28aを包囲し、支持する第二の拡大され
た直径部分24cを含む。フィルターの状態（清浄度）は液体13の濾過の必要を示
すのに使用し得る。
【００２５】 図１及び２に見られない、本発明の別の任意の特徴は容器11が実質的に半球形
であることである。これはエンジン速度に一般に比例するスパイラリングの速度
で液体中の同じ方向のガス流のスパイラリングをもたらす。 この現象は液体13中の良好な流れ特性を生じる。それはまた液体中の多数の更
に小さい気泡の発生を可能にし、それによりガスと液体の混合を改良する。また
、液体13でほぼ半分に満たされている半球形チャンバー11は液体13の置換を可能
にし、良好な混合を生じる。
【００２６】 図３は更なる改良を含む本発明の第三の実施態様を示す。任意の改良は単独で
使用されてもよく、又は互いに組み合わせて使用されてもよい。 図３に示された装置は、例えば、オゾン系（セント・ヘレンズ・マーセイサイ
ド、英国）により供給されるようなオゾン発生装置40を更に含む。典型的には、
このようなオゾン発生装置は少なくとも1g/時間のオゾンを発生し得る。発生装
置40により発生されたオゾンがパイプ42に沿って孔あき端部片44を通って液体13
に流入する。 以下、ディーゼルエンジンの排気道に連結された場合の装置10（図１）の実験
運転について記載する。 エンジンからの熱い排気ガスがパイプ18及びアパーチャ22を介して液体13に流
入する。パイプ部分18cは多数の小さいアパーチャ22を有し、その結果、アパー
チャ22の合計面積はパイプ18の流入部分の断面積に少なくとも等しく、それによ
り背圧を最小にする。排気ガスが多数の小さいジェットの形態でこれらのアパー
チャ22から現れ、それによりガスと液体13の良好な相互作用を確実にする。プレ
ート14及びメッシュ17を含むスプラッシュガードが液体13のスプラッシングを防
止し、その蒸気成分を逆に液体に凝縮させる。出口パイプ24に配置されたメッシ
ュ26が同様の機能を奏する。
【００２７】 既に注目されたように、容器11中の好ましい液体13は水である。しかしながら
、純粋な水が使用される場合、粒状物が出口チューブ24中で徐々に蓄積し始める
ことが最初に観察された。この作用は非常に小さい濃度の洗剤を水に添加するこ
とにより、即ち、洗剤が“アリエル・フューチャー”RTMである場合に典型的に
は水50,000部中１部の洗剤を添加することにより防止される。 装置10がまた０以下の温度でも有効に運転することが必要とされた場合、水と
凍結防止剤の1:1混合物を含む液体が使用された。これは満足に作用することが
わかった。
【００２８】 粒状物除去に関する装置10の効率が試験ベッドに取り付けられ、ダイナモメー
ターに結合された１気筒ディーゼルエンジン（リスターFR1、800cc）について試
験され、それが可変負荷のもとに運転されることを可能にした。多数のチャンネ
ルを含むセラミックモノリス（直径10mmx厚さ2mm）の形態のフィルター28a（図
２）が下流に取り付けられて粒状物のサンプルを捕獲した。装置19の不在下では
、それが黒色の粒状物で覆われるようになり、一方、装置10の存在下では、それ
がきれいなままであることがわかった。また、エンジンを数時間運転した後に、
（その時間までに液体が黒色になった）、液体が装置10（これは炭素質物質を収
集する）から離れて通常の濾紙29（図４）により濾過し得ることがわかった。フ
ィルターから現れる液体は全く透明であり、再使用し得た。
【００２９】 この液体をベースとする系の別の利点は窒素及び硫黄の酸化物の除去について
のその潜在性である。N2O及びNO2の両方が水に可溶性である。NOはほんのわずか
に可溶性であるが、例えば、オゾンにより水溶性のNO2に酸化し得る。同様に、S
O2が水に溶解することにより除去し得る。 これは硫黄含有燃料により被毒されやすい触媒系に対する利点に相当する。 図２及び３に示された実施態様において、ガス流の一部が液体に流入しないこ
とが理解される。それにもかかわらず、装置から流出するガスは極めてきれいで
あることがわかる。特別な理論により束縛されたくないが、液体に流入しない粒
状物はワイヤメッシュにより初期にトラップされるかもしれないと考えられる。
蒸発する液体が順に冷却チューブ及び／又はワイヤメッシュにより凝縮される。
次いで凝縮された液体が取り込まれた粒子を除去するワイヤメッシュを洗浄する
のに利用できる。更に、又は別途に、ガス流の吹き込み作用のために、液体の膜
が球の内面に形成し、これが液体に流入しないガスの部分の湿潤を確実にすると
考えられる。
【００３０】 容器が一般に円筒形の形状であり、パイプがガス流を液体の表面に吹き込むの
に使用される本発明の実施態様において、有利なことに、パイプの端部（そこか
らガス流が吹き込まれる）が容器の内壁に向かって液体の表面に向けられること
がわかった。これはガス流の湿潤を改良するのに利用できる液体の混合又は渦巻
きを誘発する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置及び方法の第一の実施態様の略図である。
【図２】 本発明の装置の第二の実施態様の略図である。
【図３】 本発明の装置の第三の実施態様の略図である。
【図４】 図１、２又は３の装置の使用後の液体の濾過を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 39/20 Ｂ０１Ｄ 39/20 Ｄ ４Ｄ０５８ 46/00 ３０２ 46/00 ３０２ ４Ｄ０７６ 46/10 46/10 Ｚ 47/02 47/02 Ｂ 53/34 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/04 Ｚ 53/56 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢＥ 53/72 １３０Ｂ 53/77 １２０Ｅ ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/04 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3G090 AA02 EA01 3G091 AA18 AB13 AB15 BA14 BA15 CA08 CA21 4D002 AA02 AA12 AA40 BA02 BA05 BA13 BA14 CA06 DA02 DA16 DA35 DA51 DA64 DA70 EA02 EA05 EA07 EA14 FA04 GA02 GB20 HA06 4D019 AA01 BA05 CA01 CB04 4D032 AA22 BB05 DA10 4D058 JA32 JB03 JB06 JB24 JB25 SA08 TA02 UA03 4D076 AA15 BC03 BC25 BE03 CB06 CC17 FA02 FA04 FA15 FA18 FA37 HA10 JA03

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒状物及び／又は望ましくない成分を液体に取り込み、かつ
    ／又は溶解するためにガス流の少なくとも一部を湿潤し、それによりガスを浄化
    し、更にガス流及び／又は浄化ガスを冷却してその所望のフラクションを凝縮す
    ることを特徴とするガス流からの粒状物及び／又はその他の望ましくない成分の
    除去方法。
  2. 【請求項２】 液体が水であり、又は主として水である請求の範囲第１項記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 液体が洗剤を含む請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。
  4. 【請求項４】 洗剤が液体の約1/50,000を構成する請求の範囲第３項記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 液体が凍結防止剤を含む請求の範囲第１項〜第４項記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 ガス流を通す工程が容器からの液体の損失を最小にするため
    のスプラッシュガードを有する容器中で行なわれる請求の範囲第１項〜第５項記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 冷却の工程が浄化ガスの出口で行なわれる請求の範囲第６項
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 スプラッシュガードが浄化ガスを冷却する請求の範囲第６項
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 ガス流がパイプの直径に少なくとも等しい凝集物領域を形成
    する複数のアパーチャを有する浸漬パイプを介して液体に流入する請求の範囲第
    １項〜第８項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ガス流を液体の表面に吹き込む請求の範囲第１項〜第８項
    のいずれか一項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ガス流が内燃エンジンからの排気ガスであり、又はその排
    気ガスを含む請求の範囲第１項〜第１０項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 排気ガスが圧縮着火エンジンからのものである請求の範囲
    第１１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 液体を濾過してそれから粒状物を除去する更なる工程を含
    む請求の範囲第１項〜第１２項記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ガス流を濾過された液体に更に通す更なる工程を含む請求
    の範囲第１３項記載の方法。
  15. 【請求項１５】 液体を含む容器、ガス流の少なくとも一部の湿潤を可能に
    するガス流の入口、及び浄化ガスのための容器からの出口（その入口及び／又は
    出口はガス流の所望のフラクション、及び／又は浄化ガスを冷却するための凝縮
    装置を含む）を含むことを特徴とするガス流からの粒状物及び／又はその他の望
    ましくない成分の除去装置。
  16. 【請求項１６】 液体が水であり、又は主として水である請求の範囲第１５
    項記載の装置。
  17. 【請求項１７】 液体が洗剤を含む請求の範囲第１５項又は第１６項記載の
    装置。
  18. 【請求項１８】 洗剤が液体の約1/50,000を構成する請求の範囲第１５項〜
    第１７項のいずれか記載の装置。
  19. 【請求項１９】 液体が凍結防止剤を含む請求の範囲第１５項〜第１８項の
    いずれか記載の装置。
  20. 【請求項２０】 容器からの液体の損失を最小にするためのスプラッシュガ
    ードを含む請求の範囲第１５項〜第１９項のいずれか記載の装置。
  21. 【請求項２１】 スプラッシュガードが液体の表面を覆い、又は実質的に覆
    う孔あきプレートを含む請求の範囲第２０項記載の装置。
  22. 【請求項２２】 プレートが複数の孔あけを含む請求の範囲第２１項記載の
    装置。
  23. 【請求項２３】 液体の表面の上にあるワイヤメッシュを含む請求の範囲第
    １５項〜第２２項のいずれか記載の装置。
  24. 【請求項２４】 ワイヤメッシュが孔あきプレートの上にある請求の範囲第
    ２１項又は第２２項に従属する場合の請求の範囲第２３項記載の記載の装置。
  25. 【請求項２５】 浄化ガスの出口がワイヤメッシュを含むパイプを含む請求
    の範囲第１５項〜第２４項のいずれか記載の装置。
  26. 【請求項２６】 浄化ガスの出口用の冷却器を含む請求の範囲第１５項〜第
    ２５項のいずれか記載の装置。
  27. 【請求項２７】 冷却器が出口を包囲し、又は出口内にあり、かつその中に
    流れている低温液体を有する一つ以上の冷却パイプであり、又はそれらの冷却パ
    イプを含む請求の範囲第２６項記載の装置。
  28. 【請求項２８】 冷却器がガスを出口中で凝縮するための、出口中の伝熱性
    材料のメッシュを含む請求の範囲第２６項記載の装置。
  29. 【請求項２９】 ガス流の入口が液体中に少なくとも部分浸漬された、ガス
    流の源に連結され、かつ液体中のガス流の通過を可能にする一つ以上のアパーチ
    ャを含むパイプを含む請求の範囲第１５項〜第２８項のいずれか記載の装置。
  30. 【請求項３０】 パイプ中にアパーチャにより形成された凝集物表面積が一
    般にパイプの横断面積以上である請求の範囲第２９項記載の装置。
  31. 【請求項３１】 アパーチャを含む領域が一般にほぼ球形の形状である請求
    の範囲第３０項記載の装置。
  32. 【請求項３２】 ガス流の入口がガス流を液体の表面に吹き込むように配置
    されたパイプを含む請求の範囲第１５項〜第２８項のいずれか記載の装置。
  33. 【請求項３３】 液体からの粒状物の濾過のためのフィルターを含む請求の
    範囲第１５項〜第３２項のいずれか記載の装置。
  34. 【請求項３４】 容器がそれを充満し、またそれから液体を空にし、それに
    より容器から離れたフィルターの使用及び容器への濾過された液体の戻りを可能
    にする一つ以上のアパーチャを含む請求の範囲第３３項記載の装置。
  35. 【請求項３５】 浄化ガスの出口中に監視装置に機能し得る形で連結された
    粒状物検出装置を含む請求の範囲第１５項〜第３４項のいずれか記載の装置。
  36. 【請求項３６】 浄化ガスの出口中にフィルターを含む請求の範囲第１５項
    〜第３５項のいずれか記載の装置。
  37. 【請求項３７】 フィルターがセラミックフィルターである請求の範囲第３
    ６項記載の装置。
  38. 【請求項３８】 容器が一般に半球形又はほぼ球形である請求の範囲第１５
    項〜第３７項のいずれか記載の装置。
  39. 【請求項３９】 ガス流の望ましくない成分と反応して浄化ガスとともに容
    器から流出される前記の望ましくない成分を低減し、又は実質的に排除するため
    にオゾンを容器に与えるためのオゾン発生装置を更に含む請求の範囲第１５項〜
    第３８項のいずれか記載の装置。
  40. 【請求項４０】 望ましくない成分が酸化窒素及び／又は多核炭化水素から
    選ばれる請求の範囲第３９項記載の装置。
  41. 【請求項４１】 一般に図面を参照して記載され、又は図面に示された方法
    。
  42. 【請求項４２】 図面を参照して記載され、又は図面に示された装置。
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