JP2003129824A - 黒煙除去装置 - Google Patents

黒煙除去装置

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JP2003129824A
JP2003129824A JP2001322589A JP2001322589A JP2003129824A JP 2003129824 A JP2003129824 A JP 2003129824A JP 2001322589 A JP2001322589 A JP 2001322589A JP 2001322589 A JP2001322589 A JP 2001322589A JP 2003129824 A JP2003129824 A JP 2003129824A
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exhaust gas
black smoke
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JP2001322589A
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Hiroyuki Fujimori
裕行 藤森
Kunio Nakamura
邦男 中村
Shoichiro Inoue
昭一郎 井上
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Suzuko Co Ltd
Original Assignee
Suzuko Co Ltd
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  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小さなスペースで、効率良く排気ガス中の黒煙
を除去できる装置を提供する。 【解決手段】黒煙除去装置1は、長い筒状に形成した煙
道体2と、この煙道体2の端部に延設した膨張室3とを
備え、煙道体2の一端部に噴射ノズル4を配設し、煙道
体2の長手方向に沿ってこの噴射ノズル4から溶液を高
速で噴出させる。この噴射ノズル4をウォータジェット
用ポンプ5に接続し、超高圧の溶液を噴射ノズル4に圧
送する。また、排気ガスを取り入れ、煙道体2の噴射ノ
ズル4の近傍に排気口6を開口させている。噴射ノズル
4から噴出する高速の溶液によって排出口6の近傍が負
圧となり、溶液中に強制的に排気ガスを吸入し、次いで
ミスト化した溶液中に排気ガスを溶け込ませ、排気ガス
中の黒煙を効率良く除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ディーゼ
ルエンジン等の内燃機関を使用した発電機から排出する
排気ガスを清浄にするための黒煙除去装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、工事現場等で使用するディーゼル
エンジン発電機から排出する排気ガス中の黒煙を除去
し、清浄な排気ガスを大気中に排出する装置として、特
開平6−185341号公報に記載したものが知られて
いる。
【0003】図2はこの黒煙を回収する機能を有した消
音器の概略図である。この消音器20は、複数個の膨張
室21a、21b、21c、21dを連設して膨張形の
消音器を形成している。この消音器20の少なくとも一
の膨張室21b内に所定圧力の霧状の溶液を噴射する噴
射ノズル24を設けると共に、圧送通路26を介して溶
液を圧送する圧縮部28を設けて、この噴射ノズル24
から霧状の溶液を噴射させる。また、圧縮部28には、
第1供給通路29を介して溶液槽22を接続して設け、
使用する水を貯蔵している。
【0004】膨張室21bの底部に回収部23を設ける
と共に、この回収部23に回収通路25を介して溶液回
収槽27を接続して設けている。そして、回収通路25
途中に溶液と、噴射ノズル24からの霧状の溶液によっ
て冷却され、排気ガス中の生成物が微粉化したカーボン
とを分離するフィルタ30と回収用吸引部31とを設
け、溶液回収槽27と圧縮部28とを第2供給通路32
によって連絡して設けている。溶液回収槽27に戻った
水は、第2供給通路32によって再度第2膨張室21b
内に噴射すべく圧縮部28に供給される。
【0005】したがって、膨張室21bの底部の回収部
23から溶液とカーボンとを回収し、フィルタ30によ
り溶液とカーボンとを分離し、分離後の溶液を回収用吸
引部31を介して溶液回収槽27に戻すようにしたた
め、排気ガス中のカーボンを除去することが可能とな
り、黒煙の排出量を低減して、清浄な排気ガスとして排
出し、大気汚染の因子を解消することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来の黒煙除去装置では、反応にあたり、排気ガスの流量
の増減、および圧力の増減に対応するため、相当量の容
積を有する膨張室等を設け、この膨張室で排気ガスの速
度を減速し、また圧力を低減させる必要があり、装置自
体のスペースが大きくなるといった問題があった。
【0007】さらに、噴射ノズルから噴出する霧状の溶
液によって、膨張した排気ガスを冷却しつつ、溶液中に
完全に溶け込ませることは難しく限界があった。したが
って、小スペースで、かつ、効率良く排気ガス中のカー
ボンを除去する装置を実用化するには、未だ幾つかの改
善を必要としていた。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、小さなスペースで、効率良く排気ガス中の黒
煙を除去できる装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成すべく、
本発明のうち請求項1記載の発明は、排気ガスを取り入
れる排気口に接続した煙道体と、この煙道体の一端部
で、前記排気口の近傍に設けた噴射ノズルと、この噴射
ノズルに溶液を圧送するポンプとを備え、前記噴射ノズ
ルから少なくとも前記排出口における排気ガスの排出速
度よりも高速の溶液を噴射させることにより、前記排気
口近傍に負圧を発生させ、前記排気ガスを前記溶液中に
強制的に吸入するようにした構成を採用した。
【0010】このように、排気口近傍に負圧を発生さ
せ、前記排気ガスを前記溶液中に強制的に吸入するよう
にしたので、膨張室等を付設して排気ガスの圧力や速度
を低下させる必要がなく、小さなスペースで、かつ、効
率良く短時間に排気ガス中の黒煙を溶液中に溶け込ませ
ることができる。
【0011】また、請求項2に記載の発明のように、前
記ポンプをウォータジェットポンプとすれば、溶液の消
費量を格段に抑制することができると共に、排出口近傍
を容易に負圧にすることができ、排出口における排気ガ
スの圧力や速度に係わらず、小スペースで短時間、か
つ、効率良く排気ガスを溶液中に溶け込ませることがで
きる。
【0012】好ましくは、請求項3に記載の発明のよう
に、前記ポンプに圧力調整弁を付設し、圧送する溶液の
圧力を調整自在とすれば、排出口における排気ガスの圧
力や速度に応じて最適な条件を設定することができ、効
果的に排気ガス中の黒煙を除去することができる。
【0013】また、請求項4に記載の発明のように、前
記煙道体を、前記噴射ノズルから溶液が噴出する方向に
延びる筒状に形成すると共に、この端部に膨張室を延設
し、この膨張室に仕切板を設けて前記排気ガス中の黒煙
が溶け込んだ溶液と、清浄な排気ガスとに分離するよう
にしたので、仕切板によって排気ガスを蛇行させ、小ス
ペースで効果的に排気ガス中の黒煙を気液分離すること
ができ、また、フィルタによって黒煙中のカーボン等を
回収することができる。
【0014】好ましくは、請求項5に記載の発明のよう
に、前記煙道体と前記膨張室との間に緩衝材を配設すれ
ば、排出する排気ガスの速度を抑制することができ、仕
切板に衝突する溶液を効率良く気液に分離することがで
きる。
【0015】さらに好ましくは、請求項6に記載の発明
のように、前記膨張室と前記ポンプとを接続し、濾過装
置を介して前記溶液を循環させることにより溶液の供給
を不要とし、発電機等の建設・産業機器に限らず、自動
車等の車両にも適用範囲が拡大できる。
【0016】また好ましくは、請求項7に記載の発明の
ように、前記噴射ノズルから噴出する溶液の初速を音速
以上に設定すれば、小さなスペースで、効率良く排気ガ
ス中の黒煙を除去することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る黒煙
除去装置の実施形態を示す概略図である。
【0018】黒煙除去装置1は、長い筒状に形成した煙
道体2と、この煙道体2の端部に延設した膨張室3とを
備え、煙道体2の一端部に噴射ノズル4を配設し、煙道
体2の長手方向に沿ってこの噴射ノズル4から溶液
(水)を高速で噴出させる。この噴射ノズル4をウォー
タジェット用ポンプ5に接続し、超高圧の溶液を噴射ノ
ズル4に圧送する。ここで、ウォータジェット用ポンプ
とは、鋼鈑を切断したり、コンクリート舗装の修復工事
等に使用され、超高圧水を発生させるポンプをいう。
【0019】このポンプ5には圧力調整弁(図示せず)
を付設し、15〜500MPaの範囲で溶液の圧力を調
整自在にしている。一方、発電機(図示せず)を駆動す
るディーゼルエンジン(図示せず)から排出する排気ガ
スを取り入れ、煙道体2の噴射ノズル4の近傍に排気口
6を開口させている。
【0020】ポンプ5で約100MPaに高圧化した溶
液が噴射ノズル4から噴射する際、その初速は約400
m/sec.を超え周囲に強力な負圧を発生させる。そ
して、この噴射ノズル4の近傍に開口する排出口6に流
入してきた排気ガスは強制的に煙道体内に引き込まれ、
微粒子化した溶液と接触することにより、瞬時に排気ガ
ス中の黒鉛や有害ガスを溶液中に溶解させることができ
る。
【0021】煙道体2の他端部に延設した膨張室3内に
は複数の仕切板7を配設している。この仕切板7は、ミ
スト状になった溶液の排出方向と直交して組み合わさ
れ、図中矢印で示すように、溶液が蛇行して排出するよ
うに、また、小スペース内で長い経路を辿るように構成
している。仕切板7に衝突した溶液は気液に分離、すな
わち、清浄な排気ガスと溶液中に溶け込んだ黒煙を含む
溶液とに分離する。清浄な排気ガスは排気口8から大気
中に排出し、一方、溶液は膨張室3の底部に設けた回収
槽9に溜まる。
【0022】ここで、煙道体2と膨張室3との間に緩衝
材10を配設すれば、高速で排出する溶液の流速を抑制
することができ、仕切板7に溶液が衝突する速度を低減
させて消音効果を発揮すると共に、仕切板7間を蛇行す
る溶液の流動をスムーズにし、気液分離効果を高めるこ
とができる。
【0023】回収槽9にはポンプ5に接続する循環通路
11を設け、分離した溶液は排出弁12を介して濾過装
置13に行き、フィルタ(図示せず)で黒煙中のカーボ
ンを吸着する。こうして黒煙を除去した溶液はポンプ5
に戻り、高圧化して再度噴射ノズル4から高速噴射する
ことになる。したがって、別段の溶液供給部を設けなく
ても有効に溶液が循環し、また、ポンプ5はウォータジ
ェット用の超高圧のポンプを用いているため、小スペー
スで超高速の溶液を噴射ノズル4から噴出させることが
できると共に、溶液の使用量は少量で済むため、自動車
等車両の内燃機関のように、変動する排気ガスの排圧や
流量に対しても最適な溶液の圧力、速度を適宜設定する
ことができ、格段にその適用範囲が拡大する。
【0024】本出願人が実施した試験によって、噴射ノ
ズル4から噴出する溶液の速度が高速になればなる程、
空気抵抗によって溶液が急激に膨張し、吸入した排気ガ
スを瞬時にミスト状にすることが判った。例えば、自動
車のディーゼルエンジンにおいて、ポンプ5で溶液の圧
力を50MPaにし、噴射ノズル4から噴出する溶液の
初速を200m/sec.程度にすれば、排気ガス中の
黒煙を80%以上除去することができ、さらに、初速を
音速以上にすれば、黒煙をほとんど除去できることが判
った。
【0025】前述した実施形態は、工事現場等で使用す
る発電機のディーゼルエンジンから排出する排気ガスを
清浄にする黒煙除去装置であるが、これに限らず、例え
ば、トンネル内の排気ガスをトンネル外に排出する排気
装置に適用することもできる。
【0026】この種の排気装置は、運転条件によって脈
動し、排気ガスの排圧や排出速度が逐次変化する車両の
内燃機関と違って、排気ガスの脈動はなく、排圧や排出
速度は極めて低い。したがって、噴射ノズルから少なく
とも排出口における排気ガスの速度よりも高速の溶液を
噴射させるだけで、安定して排気ガスと溶液とをミスト
状にすることができ、効率良く排気ガス中の黒煙を除去
することができる。
【0027】また、回収槽9からポンプ5に至る循環通
路11は別段設ける必要がなく、別途溶液供給槽をポン
プに接続し、随時溶液を供給すると良い。こうしたトン
ネル内の排気装置においては、トンネル内に滞留した排
気ガスを大型の排気ファンにて吸い込み、大気中に排出
しているが、本発明に係る黒煙除去装置を適用すること
により、噴射ノズルから高速で噴出する溶液によって排
気ガスを強制的に引き込むことができるため、排気効率
がよくなって省力化が可能となり、実用的効果が大き
い。
【0028】以上、本発明の実施の形態について説明を
行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定され
るものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実
施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更
を含む。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る黒煙
除去装置は、以下に挙げるような格別な効果を奏する。 噴射ノズル近傍に排気口を設け、高圧化した溶液をこ
の噴射ノズルから高速で噴出させることにより、排気口
近傍に負圧を発生させ、排気ガスを溶液中に強制的に吸
入するようにしたので、排出口に膨張室等を付設して排
気ガスの圧力や速度を低下させる必要がなく、小さなス
ペースで、かつ、効率良く短時間に排気ガス中の黒煙を
溶液中に溶け込ませることができる。 また、ポンプをウォータジェットポンプとすれば、溶
液の消費量を格段に抑制することができると共に、排気
口近傍を容易に負圧にすることができる。したがって、
排出口における排気ガスの圧力や速度に係わらず、瞬時
に溶液をミスト化することができ、小スペースで短時
間、かつ、効率良く排気ガスを溶液中に溶け込ませるこ
とができる。 さらに、煙道体を、噴射ノズルから溶液が噴出する方
向に延びる筒状に形成すると共に、この端部に膨張室を
延設し、この膨張室に仕切板を設けて排気ガス中の黒煙
が溶け込んだ溶液と、清浄な排気ガスとに気液分離する
ようにしたので、仕切板によって排気ガスを蛇行させ、
小スペースで効果的に排気ガス中の黒煙を分離すること
ができ、また、フィルタによって黒煙中のカーボン等を
回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る黒煙除去装置の実施形態を示す概
略図である。
【図2】従来の黒煙除去装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・黒煙除去装置 2・・・・・・・煙道体 3・・・・・・・膨張室 4・・・・・・・噴射ノズル 5・・・・・・・ポンプ 6・・・・・・・排出口 7・・・・・・・仕切板 8・・・・・・・排気口 9・・・・・・・回収槽 10・・・・・・緩衝材 11・・・・・・循環通路 12・・・・・・排水弁 13・・・・・・濾過装置 20・・・・・・消音器 21a、21b、21c、21d・・膨張室 22・・・・・・溶液槽 23・・・・・・回収部 24・・・・・・噴射ノズル 25・・・・・・回収通路 26・・・・・・圧送通路 27・・・・・・溶液回収槽 28・・・・・・圧縮部 29・・・・・・第1供給通路 30・・・・・・フィルタ 31・・・・・・回収用吸引部 32・・・・・・第2供給通路
───────────────────────────────────────────────────── 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) F01N 3/04 F01N 3/04 A (72)発明者 中村 邦男 静岡県浜松市葵西二丁目5番15号 鈴興株 式会社内 (72)発明者 井上 昭一郎 静岡県磐田市水堀35番地 Fターム(参考) 3G090 AA06 EA01 3G091 AA02 AA05 AA06 AA18 AB15 BA00 HB01 4D031 AA01 AB02 AB11 BA04 EA03 4D032 AC21 BA06 BB01 CA03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気ガスを取り入れる排気口に接続した煙
    道体と、この煙道体の一端部で、前記排気口の近傍に設
    けた噴射ノズルと、この噴射ノズルに溶液を圧送するポ
    ンプとを備え、前記噴射ノズルから少なくとも前記排出
    口における排気ガスの排出速度よりも高速の溶液を噴射
    させることにより、前記排気口近傍に負圧を発生させ、
    前記排気ガスを前記溶液中に強制的に吸入するようにし
    たことを特徴とする黒煙除去装置。
  2. 【請求項2】前記ポンプがウォータジェットポンプであ
    る請求項1に記載の黒煙除去装置。
  3. 【請求項3】前記ポンプに圧力調整弁を付設し、圧送す
    る溶液の圧力を調整自在とした請求項1または2に記載
    の黒煙除去装置。
  4. 【請求項4】前記煙道体を、前記噴射ノズルから溶液が
    噴出する方向に延びる筒状に形成すると共に、この端部
    に膨張室を延設し、この膨張室に仕切板を設けて前記排
    気ガス中の黒煙が溶け込んだ溶液と、清浄な排気ガスと
    に分離した請求項1乃至3いずれかに記載の黒煙除去装
    置。
  5. 【請求項5】前記煙道体と前記膨張室との間に緩衝材を
    配設した請求項4に記載の黒煙除去装置。
  6. 【請求項6】前記膨張室と前記ポンプとを接続し、濾過
    装置を介して前記溶液を循環させた請求項4または5い
    ずれかに記載の黒煙除去装置。
  7. 【請求項7】前記噴射ノズルから噴出する溶液の初速を
    音速以上とした請求項1乃至6いずれかに記載の黒煙除
    去装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351304A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 除塵装置、有機系燃料のガス化システムおよびメタノール合成システム
CN103410589A (zh) * 2013-07-16 2013-11-27 中国煤炭科工集团太原研究院 用于煤矿防爆车辆的喷淋式尾气处理装置
CN111214918A (zh) * 2020-03-16 2020-06-02 刘时章 废气凝并处理用雾化混流器
CN111939702A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 李萍萍 一种雾化附着式除尘装置

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