JP2004308535A

JP2004308535A - 排気ガス処理装置

Info

Publication number: JP2004308535A
Application number: JP2003102135A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Arai; 和男荒井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】貴金属等の触媒を用いることなく、排気ガス中から微粒子状物質を各種化学汚染物質とともに簡単に低コストで効率よく除去しうる排気ガス処理装置を提供する。
【解決手段】排気ガス浄化用液を貯留しうるタンクと、タンク内に、排気ガス浄化用液を毛細管現象で吸引しうるように据えられた、微細連通空隙を有する柱状気液接触用躯体部材と、先端が柱状気液接触用躯体部材の側面部に連結され、基端を先端より上方にタンクの側面より現出させた排気ガス導入管と、タンク上部に配設された微粒子状物質を捕捉しうるフィルターと、浄化された排気ガスを排出する排出口とを備えた排気ガス処理装置とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浮遊粒子状物質等の微粒子状物質、有害化学汚染物質を含む排気ガス、中でも自動車特にトラックやバス等のディーゼル車の排気ガスを浄化し、とりわけ喘息やアレルギー症等の原因とされる微粒子状物質を簡単に低コストで効率的に除去しうる排気ガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気ガス規制による一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去のため、ガソリン車用には、セラミックハニカム担体にＰｔなどの貴金属を担持させた触媒が用いられている。
【０００３】
また、ディーゼル車についても、環境汚染への関心が高まる中、浮遊粒子状物質等の微粒子状物質、ＮＯｘの規制が強まっている。ディーゼル車の排気ガス浄化には、酸化触媒が用いられているが、これらを十分に除去することはできず、特にコールドスタート時における微粒子状物質や炭化水素の除去が不十分であった。また、触媒の劣化や耐久性、触媒用貴金属資源等の問題があった。
【０００４】
一方、工場の排煙乃至排ガスについてではあるが、その排出前の洗浄、消臭等の排ガス処理剤としてヒノキ油とヒバ油を水に溶解又は分散させたものが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１３１７５８号公報（特許請求の範囲その他）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来のように貴金属等の触媒を用いることなく、排気ガス中から微粒子状物質を各種化学汚染物質とともに簡単に低コストで効率よく除去しうる排気ガス処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
（１）排気ガス浄化用液を貯留しうるタンクと、タンク内に、排気ガス浄化用液を毛細管現象で吸引しうるように据えられた、微細連通空隙を有する柱状気液接触用躯体部材と、先端が柱状気液接触用躯体部材の側面部に連結され、基端を先端より上方にタンクの側面より現出させた排気ガス導入管と、タンク上部に配設された微粒子状物質を捕捉しうるフィルターと、浄化された排気ガスを排出する排出口とを備えたことを特徴とする排気ガス処理装置が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい態様としては、以下のものが挙げられる。
（２）柱状気液接触用躯体部材が、通気しうる開口及び通液しうる開口を有するケーシング内に金属繊維、セラミック繊維又はセラミックフォームを充填してなるものである前記（１）記載の排気ガス処理装置。
（３）金属繊維が、扁平な線状物をカールし、絡み合わせて塊状の形態としたものである前記（２）記載の排気ガス処理装置。
（４）柱状気液接触用躯体部材が、多孔質焼結金属又は多孔質セラミックスからなる前記（１）記載の排気ガス処理装置。
（５）排気ガス導入管の先端部を扁平横長開口構造とした前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
（６）柱状気液接触用躯体部材において、排気ガス導入管との連結部の近傍に管口を臨ませて複数の細管を下向きに下端部まで連設した前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
（７）フィルターが、ハニカムフィルター、キャンドルフィルター、フォームフィルター又は中空円筒型の不織布製フィルターである前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
（８）排気ガス浄化用液が、植物精油含有水溶液である前記（１）ないし（７）のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
（９）植物精油が、ヒノキ油、ヒバ油、チャ油、タケ油、イチョウ油、ポプラ油、ケフナ油及びスギ油の中から選ばれた少なくとも１種のものである前記（８）記載の排気ガス処理装置。
（１０）排気ガスが自動車排気ガスである前記（１）ないし（９）のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
（１１）自動車排気ガスがディーゼル車排気ガスである前記（１０）記載の排気ガス処理装置。
（１２）ヒノキ油含有水溶液からなる排気ガス浄化用液を貯留しうるタンクと、タンク内に、排気ガス浄化用液を毛細管現象で吸引しうるように据えられた、扁平な金属線状物をカールし絡み合わせて塊状の形態とした金属繊維を、通気しうる開口及び通液しうる開口を有するケーシング内に充填してなる柱状気液接触用躯体部材と、先端が柱状気液接触用躯体部材の側面部に連結され、基端を先端より上方にタンクの側面より現出させた排気ガス導入管と、タンク上部に配設された微粒子状物質を捕捉しうるフィルターと、浄化された排気ガスを排出する排出口とを備えたことを特徴とするディーゼル車排気ガス処理装置。
【０００９】
本発明装置において、タンクには、その内に、微細連通空隙を有する柱状気液接触用躯体部材が据えられ、上部に微粒子状物質を捕捉しうるフィルターが配設され、また先端が柱状気液接触用躯体部材の側面部に連結された排気ガス導入管の基端を該先端より上方にタンクの側面より現出させるための貫通穴と、浄化された排気ガスを排出するための排出口とが設けられ、タンクの材質としては耐熱性や機械的強度に優れているもの、例えばステンレス鋼等が好ましい。タンクの貫通穴は、それに排気ガス導入管を密接させるようにしてもよいが、それと排気ガス導入管との間をパッキン等で気密に封止するのが好ましい。
【００１０】
タンクは適当な縦長のものが、上下の位置関係にフィルターと柱状気液接触用躯体部材とが配設されるので、好都合である。このような配設構造の縦長のタンクにおいては、さらに適宜、タンク内を上下に区切り、上方空間部と下方空間部を形成させるための、適当な個所、好ましくは中央部分に開口を開けた仕切り板や、柱状気液接触用躯体部材からの気液接触処理された排気ガスの上昇流を遮って水平方向へ分散させながら流すためのガス分散板を配設するのが好ましい。タンクの形状としては、四角筒体等の角筒体や円筒体、中でも円筒体が好ましい。
また、タンクにはオイル缶等の廃品を利用するのが経済的である。
【００１１】
本発明装置の使用時には、タンクの底部に、排気ガス浄化用液を、据えられた柱状気液接触用躯体部材の少なくとも下端部、好ましくは下方部が浸漬されるように入れ、この液を毛細管現象で柱状気液接触用躯体部材に、導入される排気ガスと気液接触処理が行われるレベルまで吸引して吸い上げさせるようにするのである。
【００１２】
柱状気液接触用躯体部材としては、通気しうる開口及び通液しうる開口を有するケーシング内に金属繊維、セラミック繊維又はセラミックフォームを充填してなるものが好ましい。通液しうる開口はケーシングの底面や、それに加え排気ガス浄化用液に浸漬された下方部分に、通気しうる開口はその他の部分に設けられる。これらの開口は例えば窓部に金網を張設するなどして設けられる。ケーシングの形状としては、四角筒体、六角筒体等の角筒体や円筒体、中でも四角筒体、特に矩形状筒体が好ましい。
ケーシングに充填される金属繊維としては、扁平な線状物をカールし、絡み合わせて塊状の形態としたもの、例えば金属たわし様のもの等が好ましい。
【００１３】
また、柱状気液接触用躯体部材は、多孔質焼結金属又は多孔質セラミックスからなるものでもよい。
【００１４】
柱状気液接触用躯体部材には、排気ガス導入管との連結部の近傍に管口を臨ませて複数の細管を下向きに下端部まで連設するのが好ましい。
【００１５】
排気ガス導入管は、その先端部すなわち柱状気液接触用躯体部材との連結個所を扁平横長開口構造とするのが、排気ガスが柱状気液接触用躯体部材に広く分散、整流して導入され、また柱状気液接触用躯体部材に上記細管が付設されている場合、排気ガスの導入量が急増した場合に流速も増大し、負圧も高まって、この負圧で該細管より排気ガス浄化用液が噴出、供給されるようになるので好ましい。排気ガス導入管は、その流路を通る間に高温の排気ガスがある程度冷却されるという利点もある。
【００１６】
タンクの側面より現出させた排気ガス導入管の基端には、一端が排気管やマフラーに連結された可とう性連結パイプの他端を連結するのが作業性がよいので好ましい。
【００１７】
微粒子状物質を捕集するフィルターについては特に制限されず、例えばハニカムフィルター、通気性筒体に適当な繊維（例えばセラミック繊維）を巻装したキャンドルフィルター、通気性筒体に適当なフォーム（例えばセラミックフォーム）を填装したフォームフィルター、中空円筒型の不織布製フィルター等が挙げられる。
【００１８】
上下の位置関係にフィルターと柱状気液接触用躯体部材とが配設される縦長のタンクにおいては、フィルターとして中空円筒型の不織布製フィルターを用いるのが好ましい。このフィルターの配設については、フィルターを仕切り板の下方に密着させて固定するのがよく、これにはフィルターがフィルターの下端部に当接される押え板と仕切り板とで挟持されるように締着する手段、例えば、押え板とタンクの天板との間にスタッドを連結して両者間をボルトで締めつけたり、フィルターの上端部をフランジ構造とし、このフランジと仕切り板とをボルトとナットとで締着したりする手段や、照明器具の取り付け構造等として周知の手段、例えばフィルターの上端部に鉤型部片を、仕切り板にこの鉤型部片を差し込んで回動させ固定させうる溝部をそれぞれ中心に向って対向する適当な個所に一対配設してフィルターを回動させることで取り付ける手段等が用いられる。
【００１９】
本発明の排気ガス処理装置を用いた排気ガス処理は、排気管やマフラー等から排出される加圧された排気ガスを、排気ガス導入管より柱状気液接触用躯体部材に導入し、該部材にタンク底部から吸引され吸い上げられている排気ガス浄化用液と接触させ、それによりＮＯｘ、ＳＯｘ等の有害物質が除去され、微粒子状物質が粗大化された排気ガスを、柱状気液接触用躯体部材から排出させ、タンク内の空間部、例えばタンク内にガス流路を生じさせるように適宜配設されたガス分散板やダクト等で形成させた空間部に流通させ、タンク上部に設けたフィルターに通して、微粒子状物質、例えば浮遊粒子状物質等を捕捉させ、排気口より排出させるようにして行われる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明装置によれば、排気ガスを単に排気ガス浄化用液と接触させたり、フィルターなしで、金属繊維の多数カールされ絡み合った球状塊状物を充填して微細連通空隙を有するようにした柱状気液接触用躯体部材を用いて気液接触処理させたりした場合より、排気ガス中の有害成分、特に微粒子状物質の除去の差を目視で顕著に確認することができる。
【００２１】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、本発明はこの例により何ら限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の排気ガス処理装置の１例の概略図である。図１において、１はタンクで、ステンレススチール製で直径３００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円筒形状のものである。タンクの底部にはヒノキ油水溶液等の排気ガス浄化用液ａが入れられ、この排気ガス浄化用液ａに、柱状気液接触用躯体部材２の下端部或いは下方部が浸漬されている。
【００２３】
柱状気液接触用躯体部材２は、開口窓を設けたステンレススチール製フレームと開口窓に張設したステンレススチール製金網からなる、底面１５０×５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの四角状筒体のケーシングｂ内にステンレススチール製金属繊維（例えば厚さ０．０３ｍｍ、幅０．８ｍｍのもの）の多数カールされ絡み合った、微細連通空隙を有する球状塊状物ｃ（例えば平均径７０ｍｍのもの）を充填して微細連通空隙を有するようにしたものであって、その微細連通空隙による毛細管現象で排気ガス浄化用液を吸い上げ、排気ガス導入管３から導入される排気ガスと気液接触させるようになっているとともに、その排気ガス導入管３との連結部分の近傍に管口を臨ませて複数の細管ｄ（例えば口径５ｍｍ、長さ７０ｍｍのもの）を下端部側へ向けて連設させている。このようにすると、排気ガスの流速が過大になった場合、排気ガスがより高速で流入するために生じる負圧が増大し、それにより細管から排気ガス浄化用液が吸引噴出され、気液接触が十分に行われるようになる。また、柱状気液接触用躯体部材に連結される排気ガス導入管３を、連結部の近辺からその開口部に向けて先細りに絞ると共に、開口部を、上部が山形状のギザギザを呈する横長細形状とすると、横に長細い開口、いわば細いスリット（例えば長さ８０ｍｍ、平均上下幅２５ｍｍ等のもの）より流入する排気ガスは、流速がより高速となり、上記細管の配設がより効果的となる。
【００２４】
柱状気液接触用躯体部材２の側面には、排気ガス導入管３の先端部が連結され、該先端部より上方に基端部がタンクの側面より現出されている。この基端部は、排気ガス処理操作時に一端を排気管やマフラーに連結させた可とう性連結パイプの他端に連結させるようにするのがよい。
【００２５】
排気ガス浄化用液ａの液高は、タンク側面にタンク内と連通させて付設した液面レベルゲージ４によりチェックすることが可能であり、液面が下がりすぎた場合には排気ガス浄化用液が適宜補充される。
【００２６】
上記のようにして気液接触処理された排気ガスは、ガス分散板１１により、上昇流が遮られて水平方向へ分散しながら流れ、さらにタンク内の上方に配設した、中央部分に開口を開けた仕切り板７で区切られた広い下方空間部を拡散しながら上昇し、押え板８と仕切り板７で挟持された中空円筒形状で不織布製再利用型のフィルター５［例えば日興クリエイティブ社製、リフィルト＃５（外径１９５ｍｍ、内径１４５ｍｍ、高さ１１０ｍｍ）等］に通され、該フィルターの中空部、仕切り板７の開口、仕切り板７で区切られた狭い上方空間部を順次通って排気口６より排出される。このようにして、フィルターにより、気液接触処理を経て肥大化されて微粒子状物質が効率的に捕集される。
【００２７】
このフィルターを押え板８と仕切り板７で挟持させるには、図１に示されるように、押え板８の中央部にスタッド９の一端を取付け、その他端を天板１０の中央部に取付け両端部をナットで締着するのがよいが、これに限らず、適宜の手段、例えばフィルターの上端部をフランジ構造とし、このフランジと仕切り板とをボルト・ナットで締着したり、また、照明器具の取り付け構造等として周知の手段、例えばフィルターの上端部に鉤型部片を、仕切り板にこの鉤型部片を差し込んで回動させ固定させうる溝部をそれぞれ中心に向って対向する適当な個所に一対配設してフィルターを回動させることで取り付けられるようにしたりすることもできる。
また、締着手段による場合には締着される部材間にパッキンを介在させて封止するのがよい。
【００２８】
また、仕切り板やガス分散板や天板も締着等で取着自在とすることもでき、その場合にはタンク内の各種部材、例えばフィルターや柱状気液接触用躯体部材等を適宜交換することができる。仕切り板やガス分散板の締着は、例えばタンク内壁に環状の中段板を各設け、これに仕切り板やガス分散板を締着するなどして行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気ガス処理装置の１例の概略図。
【符号の説明】
１タンク
２柱状気液接触用躯体部材
３排気ガス導入管
４液面レベルゲージ
５フィルター
６排気口
７仕切り板
８押え板
９スタッド
１０天板
１１ガス分散板
ａ排気ガス浄化用液
ｂケーシング
ｃ球状塊状物
ｄ細管

Claims

排気ガス浄化用液を貯留しうるタンクと、タンク内に、排気ガス浄化用液を毛細管現象で吸引しうるように据えられた、微細連通空隙を有する柱状気液接触用躯体部材と、先端が柱状気液接触用躯体部材の側面部に連結され、基端を先端より上方にタンクの側面より現出させた排気ガス導入管と、タンク上部に配設された微粒子状物質を捕捉しうるフィルターと、浄化された排気ガスを排出する排出口とを備えたことを特徴とする排気ガス処理装置。
柱状気液接触用躯体部材が、通気しうる開口及び通液しうる開口を有するケーシング内に金属繊維、セラミック繊維又はセラミックフォームを充填してなるものである請求項１記載の排気ガス処理装置。
金属繊維が、扁平な線状物をカールし、絡み合わせて塊状の形態としたものである請求項２記載の排気ガス処理装置。
柱状気液接触用躯体部材が、多孔質焼結金属又は多孔質セラミックスからなる請求項１記載の排気ガス処理装置。
排気ガス導入管の先端部を扁平横長開口構造とした請求項１ないし４のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
柱状気液接触用躯体部材において、排気ガス導入管との連結部の近傍に管口を臨ませて複数の細管を下向きに下端部まで連設した請求項１ないし５のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
フィルターが、ハニカムフィルター、キャンドルフィルター、フォームフィルター又は中空円筒型の不織布製フィルターである請求項１ないし６のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
排気ガス浄化用液が、植物精油含有水溶液である請求項１ないし７のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
植物精油が、ヒノキ油、ヒバ油、チャ油、タケ油、イチョウ油、ポプラ油、ケフナ油及びスギ油の中から選ばれた少なくとも１種のものである請求項８記載の排気ガス処理装置。
排気ガスが自動車排気ガスである請求項１ないし９のいずれかに記載の排気ガス処理装置。
自動車排気ガスがディーゼル車排気ガスである請求項１０記載の排気ガス処理装置。
ヒノキ油含有水溶液からなる排気ガス浄化用液を貯留しうるタンクと、タンク内に、排気ガス浄化用液を毛細管現象で吸引しうるように据えられた、扁平な金属線状物をカールし絡み合わせて塊状の形態とした金属繊維を、通気しうる開口及び通液しうる開口を有するケーシング内に充填してなる柱状気液接触用躯体部材と、先端が柱状気液接触用躯体部材の側面部に連結され、基端を先端より上方にタンクの側面より現出させた排気ガス導入管と、タンク上部に配設された微粒子状物質を捕捉しうるフィルターと、浄化された排気ガスを排出する排出口とを備えたことを特徴とするディーゼル車排気ガス処理装置。