JP2004340078A

JP2004340078A - 排ガス浄化装置

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Publication number: JP2004340078A
Application number: JP2003139716A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Yoshida; 勝視吉田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】本発明は、排ガス中に含まれる粒子状物質を有効に除去することができ、且つフィルターの交換を不要とした排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【解決手段】燃焼機関の排気管系を通流する排ガス中に含まれる粒子状物質を捕捉する浄化装置であって、排ガスを導入して排出するケーシング４と、ケーシング４内に設けられ、排ガスと接触して粒子状物質を吸着する、ケーシング４内を移動する吸着部材６と、吸着部材６の面に吸着された粒子状物質を、吸着部材６の面から除去する粒子状物質除去手段８とを備える排ガス浄化装置２である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼機関から排出される排ガスの浄化装置に関し、特に、自動車エンジンからの排ガス中に含まれる粒子状物質を捕捉して排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼機関、例えば、自動車等に使用されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等では、ガソリン、軽油等の石油系燃料を燃焼させてエネルギーを得るのが一般的である。このとき、石油系燃料の燃焼に伴って排出される排ガスには、硫黄酸化物、窒素酸化物、炭素等の微粒子が含まれており、これらによる大気汚染が、様々な健康被害の元凶となる。特に、ディーゼルエンジン内での不完全燃焼が原因で発生する直径２μ以下の微粒子であるディーゼル排気微粒子（ＤＥＰ）は、大気中の汚染源とされる浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）の半分近くを占めると言われており、また、ＤＥＰによる健康被害、例えば、気管支喘息や肺気腫等も報告されており、ＤＥＰの排出量を低減することが重要となっている。
【０００３】
かかる排ガス中の有害物質を除去する装置しては、従来から種々の装置が提案されている。図７（ａ）及び（ｂ）に示す自動車排気ガス清浄装置５０は、マフラーの後部に取り付けられて、内燃機関から排出される排ガスを浄化する装置である（例えば、特許文献１参照。）。排ガスは流入管５１から清浄筺５２内に流入され、まず網体５４で放熱される。次に、湿気留板５６に当たって放熱されるとともに、湿気は露となって廃液路５８へ導かれる。更に、排ガスは湿気留板５６の通気路を通って、曲折したガス流通路６２を通りながら活性炭吸着壁６４に接し、微細な固形物及び有害成分が吸着された後、フィルター６６で重複的に残存する有害成分が除去されて排出されることとなる。清浄装置５０は、放熱及び除湿を行うことが出来るとともに、ガス流通路６２を曲折して設けることによって吸着効率の向上が図られている。
【０００４】
また、図８に示す排気ガス有害物質除去装置７０は、排気管７２に排ガス中の有害物質を除去するフィルター７４を設けるとともに、フィルター７４によって排出抵抗が増大することを防止する排出ファン７６が設けられている（例えば、特許文献２参照。）。排気ガス有害物質除去装置７０では、十分なフィルター７４の密度及び段数を設けることによって有害物質の除去効率が向上されるとともに、フィルター７４の増加に伴う出力低下を、排出ファン７６による排ガスの強制的吸引によって回避している。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５１−８９０２４号公報
【特許文献２】
実開平６−８３９１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、清浄装置５０では、微細な固形物や有害成分を活性炭吸着壁６４で吸着除去しているため、吸着性能が劣化した活性炭吸着壁６４の交換が必要不可欠となる。また、除去装置７０においても、有害物質の除去効率が低下したフィルター７４は交換する必要があり、更に、排ガス中の粒子状物質の除去にフィルター７４を使用すると、フィルター７４の目詰まりが排出抵抗の増大を招く要因となるため、フィルター７４の交換を頻繁に行わなければならない。
【０００７】
そこで、本発明は、排ガス中に含まれる粒子状物質を有効に除去することができ、且つフィルターの交換を不要とした排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは、燃焼機関の排気管系を通流する排ガス中に含まれる粒子状物質を補捉する浄化装置であって、
前記排ガスを導入して排出するケーシングと、
該ケーシング内に設けられ、前記排ガスと接触して前記粒子状物質を吸着する、該ケーシング内を移動する吸着部材と、
該吸着部材の面に吸着された前記粒子状物質を該面から除去する粒子状物質除去手段とを備える排ガス浄化装置であることにある。
【０００９】
また、前記排ガスを導入して排出するケーシングと、
前記排ガスと接触して前記粒子状物質が吸着されることとなる帯状の吸着部材と、
該吸着部材を、該ケーシング内で該吸着部材の長手方向に走行させて巻き取る巻取り手段とを備え、
該ケーシング内に送り込まれた部分の該吸着部材が、前記排ガスと接触して前記粒子状物質が吸着される排ガス浄化装置であることにある。
【００１０】
更に、かかる排ガス浄化装置において、前記吸着部材の面に吸着された前記粒子状物質を該面から除去する粒子状物質除去手段を備え、
前記吸着部材が自身の終端部同士で連結されて環状をなし、自身の周方向に循環することにある。
【００１１】
また、前記吸着部材の表面に粘着性材料が付与され得、更に、前記粘着性材料がデキストリンを含み得る。
【００１２】
また、前記粘着性材料を前記吸着部材から除去する粘着性材料除去手段と、前記粘着性材料を前記吸着部材に付与する粘着性材料付与手段とを備え得る。
【００１３】
また、前記吸着部材が帯状であり、前記ケーシング内でつづら折り状に配置され得る。
【００１４】
更に、前記ケーシングの内壁面から遮蔽板が突設され、つづら折り状に配置された前記吸着部材の折り目を間にして対向して互いに面する前記吸着部材の面同士の間の間隙に、前記遮蔽板が挿入されて位置し得る。
【００１５】
また更に、前記吸着部材に、前記排ガスを通過させる複数の貫通孔が設けられ得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の排ガス浄化装置について、図面に基づいて説明するが、本発明の態様は以下に示したものに限定されない。
【００１７】
図１（ａ）及び（ｂ）に、本発明の排ガス浄化装置の一態様を示す。排ガス浄化装置２は、ケーシング４と、ケーシング４内に設けられ、排ガス中に含まれる粒子状物質を吸着除去するための吸着部材６と、吸着部材６によって吸着された粒子状物質を吸着部材６の面から除去する粒子状物質除去手段８とから構成されている。ケーシング４内は、吸着部材６が挿通される挿通孔１２を有する仕切壁１４によって区切られている。吸着部材６は、ステンレス製の帯状の薄板部材であって、吸着部材６自身の終端部同士は連結されて環状を成し、吸着部材６の面には複数の貫通孔３４が設けられている。また、吸着部材６はケーシング４内に設けられた複数のガイドローラ１０を介してつづら折り状に配置され、ガイドローラ１０の少なくとも１つを不図示のモーターによって駆動することにより、吸着部材６が自身の周方向に循環するように設置されている。粒子状物質除去手段８は、回転ブラシ１６と液槽１８から構成され、回転ブラシ１６は吸着部材６の循環方向と逆方向に、不図示のモーターによって回転駆動される。また、液槽１８には、デキストリンを含む粘着性材料１９が満たされている。更に、吸着部材６がガイドローラ１０によってケーシング４の内壁面及び仕切壁１４に近接する位置、及び吸着部材６の幅方向の両端部とケーシング４の内壁面の隙間には、遮断壁１５が設けられており、排ガスは吸着部材６の貫通孔３４に導かれることとなる。
【００１８】
このような構成から成る排ガス浄化装置２は、例えば、自動車エンジンから排出される排ガスが通流する排気管系に取り付けられる。ケーシング４の一端部に設けられた排ガスの導入口２０からケーシング４内に導入された排ガスは、ケーシング４内を移動しつつケーシング４の他端部に設けられた排出口２２から排出される間に、吸着部材６の面と接触する。ここで、吸着部材６の面には、回転ブラシ１６によって粘着性材料１９が塗布され、吸着部材６の面に湿潤状態が保持される。つまり、排ガス中に含まれる粒子状物質は、吸着部材６の面の粘着性材料１９によって吸着され、排ガス中から除去することが出来る。一方、粒子状物質を吸着した粘着性材料１９は、回転ブラシ１６によって吸着部材６の面から除去される。更に、吸着部材６の面には、粘着性材料１９の除去と同時に粘着性材料１９が塗布されるため、吸着部材６を交換することなくケーシング４内において再生することが出来る。
【００１９】
なお、液槽１８中の粘着性材料１９は、吸着部材６への塗布、及び吸着部材６からの除去を繰り返すうちに、ケーシング４内への液だれ等によって減少するため、液槽１８へ粘着性材料１９を補充することが可能な構造とすることが好ましい。また、ケーシング４及び液槽１８の下部に廃液口２６を設けることによって、液槽１８の汚れた粘着性材料１９やケーシング４内に溜まった粘着性材料１９をケーシング４の外部へ排出することが出来る。更に、液槽１８に満たされる粘着性材料１９は、デキストリンを含む粘着性材料１９に限定されず、吸着部材６の表面に湿潤状態を保持することが可能な液体であれば、水、アルカリ溶液等、特に限定されるものではない。
【００２０】
図２に、本発明の排ガス浄化装置の他の態様を示す。排ガス浄化装置２ａは、ケーシング４内において、排ガス浄化装置２と同様、帯状の吸着部材７がガイドローラ１０を介してつづら折り状に配置されている。また、排ガス浄化装置２ａは、ケーシング４内において吸着部材７をその長手方向に走行させて巻き取るための巻取り手段２８を備えている。なお、巻取り手段２８は、不図示のモーターによって駆動される巻取りローラ２８ａ、２８ｂから成る。そして、吸着部材７の長手方向の一端部７ａは排ガスの導入口２０側に設けられた巻取りローラ２８ａに固定され、他端部７ｂは排出口２２側に設けられた巻取りローラ２８ｂに固定されている。また、排ガス中の粒子状物質を吸着した吸着部材７の面から粒子状物質を除去するため、回転ブラシ１６及び液槽１８から構成される粒子状物質除去手段８ａ、８ｂが、巻取りローラ２８ａ、２８ｂのそれぞれの近傍に設置されている。更に、吸着部材７の一端部７ａから他端部７ｂまでの全長は、吸着部材７がつづら折り状に配置された状態における巻取りローラ２８ａ、２８ｂ間の吸着部材７の長さの少なくとも２倍の長さを有しており、余分な吸着部材７は予め巻取りローラ２８ａに巻き取られている。
【００２１】
排ガス浄化装置２ａによる排ガス中の粒子状物質の除去は、排ガスの導入口２０からケーシング４内に導入された排ガスがケーシング４内を移動する間に、吸着部材７による吸着によって行われる。このとき、巻取りローラ２８ｂを不図示のモーターにより駆動することによって、予め巻取りローラ２８ａに巻き取られていた吸着部材７がケーシング内を巻取りローラ２８ｂの方向へ走行し、最終的に巻取りローラ２８ｂに巻き取られることとなる。また、巻取りローラ２８ｂの近傍に設けられた粒子状物質除去手段８ｂを駆動することによって、吸着部材７がケーシング４内を走行中に吸着した粒子状物質は、巻取りローラ２８ｂに巻き取られる前に吸着部材７の面から除去されることとなる。更に、巻取りローラ２８ｂに巻き取られた吸着部材７は、巻取りローラ２８ａを駆動することによって、再びケーシング４内を巻取りローラ２８ａの方向に走行することとなる。つまり、排ガス浄化装置２ａは、吸着部材７によって排ガス中の粒子状物質を除去出来るとともに、ケーシング４内において吸着部材７を再生することができ、吸着部材７の交換を必要としない。また、ケーシング４内を走行中の吸着部材７は、粒子状物質除去手段８ａ、８ｂによって予め吸着部材７の面から粒子状物質が除去されているため、吸着部材７の面を粒子状物質の吸着に最大限、活用することが出来る。
【００２２】
なお、上述した排ガス浄化装置２ａの態様では、吸着部材７を巻取りローラ２８ａ、２８ｂによって往復走行させ、且つ粒子状物質除去手段８ａ、８ｂによりケーシング４内で再生可能としているが、吸着部材７は交換式の態様としてもよい。図３に示した排ガス浄化装置２ｂでは、長尺の帯状部材から成る吸着部材３０が、予め巻き取られた状態で、排ガスの導入口２０側に設けられた吸着部材収納箱３２内に収納される。吸着部材３０は、ケーシング４内に設けられたガイドローラ１０を介してつづら折り状に配置された後、端部３０ａが流出口２２側に設けられた巻取りローラ２８ｃに固定されている。
【００２３】
排ガス浄化装置２ｂによる排ガス中の粒子状物質の除去は、巻取りローラ２８ｃにより吸着部材３０を巻き取ることによって、吸着部材収納箱３２から送出された吸着部材３０がケーシング４内を走行し、吸着部材３０によりケーシング４内を移動する排ガス中の粒子状物質を吸着することによって行なわれる。つまり、ケーシング４内を走行する吸着部材３０は、吸着部材収納箱３２から常に未使用の状態で送出されるため、粒子状物質の吸着効果を最大限に発揮することが出来る。また、巻取りローラ２８ｃによって吸着部材３０が全て巻き取られた際には、吸着部材収納箱３２に新たな吸着部材３０を収納することにより、吸着部材３０の交換を容易に行うことが出来る。更に、巻取りローラ２８ｃによって巻き取られた使用済みの吸着部材３０は、洗浄等によって吸着部材３０の面から粒子状物質を除去することにより、再使用が可能となる。なお、吸着部材３０を使い捨ての態様とする場合、吸着部材３０の材質は特に限定されず、例えば、織布、不織布、紙、合成紙等、何れであってもよい。
【００２４】
以上、排ガス浄化装置の種々の態様について説明したが、排ガス浄化装置２、２ａ、２ｂに係る吸着部材６、７、３０には、図１（ｂ）に示すような複数の貫通孔３４が設けられている。吸着部材６等に複数の貫通孔３４を設けることによって、従来のフィルター等に比べて、ケーシング４内における排ガスの排出抵抗の増大を防止することが出来る。なお、貫通孔３４の形状は図示した正方形に限定されず、図４に示した円形（同図（ａ））、多角形（同図（ｂ））等、特に限定されるものではない。
【００２５】
また、ケーシング４内において、ケーシング４の内壁面から遮蔽板３６が突設されてもよい。遮蔽板３６は、例えば、図５に示す排ガス浄化装置２ｃにおいて、ケーシング４内につづら折り状に配置された吸着部材６の折り目６ａを間にして相対する吸着部材６の面同士間の間隙に挿入された状態で位置する。このように、ケーシング４内に遮蔽板３６を設けることによって、排ガスの導入口２０から流出口２２までの排ガスの移動距離及び移動時間が延長されるため、吸着部材６による粒子状物質の除去効果をより発揮することが可能となる。
【００２６】
更に、排ガス浄化装置２、２ａ、２ｃでは、粘着性材料１９の塗布及び除去は粒子状物質除去手段８、８ａ、８ｂによって行われるが、図６に示すように、粘着性材料１９の塗布を行うための粘着性材料塗布手段３８が設けられてもよい。図６に示した排ガス浄化装置２ｄでは、粘着性材料塗布手段３８が、吸着部材６の循環方向における粒子状物質除去手段８の先に隣接して設けられている。粘着性材料塗布手段３８は、塗布ローラ４０と粘着性材料１９が満たされた液槽４２から構成される。つまり、吸着部材６で吸着された粒子状物質を粒子状物質除去手段８の回転ブラシ１６によって吸着部材６の面から除去した後、粘着性材料塗布手段３８の塗布ローラ４０によって新たな粘着性材料１９が吸着部材６の面に塗布される。従って、ケーシング４内における吸着部材６の再生が可能であると共に、粒子状物質の除去効率を更に向上することが出来る。なお、液槽４２の粘着性材料１９は、吸着部材６へ塗布にされることにより徐々に減少するため、液槽４２へ吸着性材料１９を補充可能な構造とすることが好ましい。
【００２７】
なお、本明細書において、各図にわたって記される同じ符号は、同一又は同様の部材やものを示す。
【００２８】
以上、本発明の排ガス浄化装置の態様について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の範囲に属するものである。
【００２９】
例えば、排ガス浄化装置２、２ａ、２ｃ、２ｄにおいて、粒子状物質除去手段８、８ａ、８ｂ及び吸着性材料塗布手段３８を、吸着部材６、７を狭持するように設置することにより、吸着部材６、７の両面に粘着性材料１９が塗布される態様としてもよい。
【００３０】
また、ケーシング４内に配置される吸着部材６、７、３０は、縦方向のつづら折り状に限定されず、横方向のつづら折り状に配置されてもよい。
【００３１】
更に、本発明の排ガス浄化装置は、自動車エンジンの排気管系に限らず、例えば、工場等のあらゆる燃焼機関における排気管系に設置することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の排ガス浄化装置では、吸着部材によって排ガス中の粒子状物質を有効に除去することが出来る。
【００３３】
また、本発明の排ガス浄化装置では、吸着部材の交換を必要とせず、ケーシング内で再生することができ、粒子状物質の吸着除去を効率的に行うことが出来る。
【００３４】
更に、本発明の排ガス浄化装置を、特に自動車の排気管系における触媒とマフラーの間に設置することによって、マフラー内に粒子状物質が流入することが無く、マフラーの寿命を延ばすことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排ガス浄化装置の一態様を示したものであり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】本発明の排ガス浄化装置の他の態様を示した横断面図である。
【図３】本発明の排ガス浄化装置の更に他の態様を示した横断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の排ガス浄化装置に係る吸着部材に設けられる貫通孔の態様を示した要部拡大正面図である。
【図５】本発明の排ガス浄化装置において、ケーシング内に遮蔽板が設けられた態様を示した横断面図である。
【図６】本発明の排ガス浄化装置において、粘着性材料塗布手段が設けられた態様を示した横断面図である。
【図７】従来の排ガス浄化装置を示したものであって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線断面図である。
【図８】従来の他の排ガス浄化装置を示した断面図である。
【符号の説明】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ：排ガス浄化装置
４：ケーシング
６、７、３０：吸着部材
８、８ａ、８ｂ：粒子状物質除去手段
１０：ガイドローラ
１２：挿通孔
１４：仕切壁
１５：遮断壁
１６：回転ブラシ
１８、４２：液槽
１９：粘着性材料
２０：導入口
２２：排出口
２６：廃液口
２８：巻取り手段
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ：巻取りローラ
３２：吸着部材収納箱
３４：貫通孔
３６：遮蔽板
３８：粘着性材料塗布手段
４０：塗布ローラ

Claims

燃焼機関の排気管系を通流する排ガス中に含まれる粒子状物質を補捉する浄化装置であって、
前記排ガスを導入して排出するケーシングと、
該ケーシング内に設けられ、前記排ガスと接触して前記粒子状物質を吸着する、該ケーシング内を移動する吸着部材と、
該吸着部材の面に吸着された前記粒子状物質を該面から除去する粒子状物質除去手段と
を備えることを特徴とする排ガス浄化装置。
燃焼機関の排気管系を通流する排ガス中に含まれる粒子状物質を補捉する浄化装置であって、
前記排ガスを導入して排出するケーシングと、
前記排ガスと接触して前記粒子状物質が吸着されることとなる帯状の吸着部材と、
該吸着部材を、該ケーシング内で該吸着部材の長手方向に走行させて巻き取る巻取り手段と
を備え、
該ケーシング内を走行する部分の該吸着部材が、前記排ガスと接触して前記粒子状物質が吸着されることを特徴とする排ガス浄化装置。
前記吸着部材の面に吸着された前記粒子状物質を該面から除去する粒子状物質除去手段を備え、
前記吸着部材が自身の終端部同士で連結されて環状をなし、自身の周方向に循環することを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
前記吸着部材の表面に、粘着性材料が付与された請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
前記粘着性材料がデキストリンを含むことを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置。
前記粘着性材料を前記吸着部材から除去する粘着性材料除去手段と、前記粘着性材料を前記吸着部材に付与する粘着性材料付与手段とを備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の排ガス浄化装置。
前記吸着部材が帯状であり、前記ケーシング内でつづら折り状に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の排ガス浄化装置。
前記ケーシングの内壁面から遮蔽板が突設され、つづら折り状に配置された前記吸着部材の折り目を間にして対向して互いに面する前記吸着部材の面同士の間の間隙に、前記遮蔽板が挿入されて位置することを特徴とする請求項７に記載の排ガス浄化装置。
前記吸着部材に、前記排ガスを通過させる複数の貫通孔が設けられたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の排ガス浄化装置。