JP3015020U - 吸排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 自動車、オートバイのエンジン又は工場の排
気ガスを浄化する装置に関し、ガスの浄化と共にそのガ
ス廃棄物を収集除去し、更に消音器を付加した装置を提
供する。 【構成】 排気は入口２１から本吸排気浄化装置内に進
入、装置内空間は捕集柱３０と間隔筒２０の組み合わせ
で二部分に分けられる。一つは冷空気或いは車内の冷気
の流通する空間であり、もう一つは高温排気の流動する
空間である。この二つの通路を経過する気体の温度差を
利用して凝結した水気によって燃焼後の廃棄物（雑質）
を溶解吸収して浄化の効能を達成する。きれいになった
排気は更に消音器４０を経由して騒音を消去され、最後
に大気中に放出される。その凝結時に産出した粘稠な雑
物は収集筒５０中に収集され、環境に対する汚染を最小
限にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は吸排気浄化装置の一種にして、自動車やオートバイのエンジン、工場 の吸排気又は限られた空間の空気浄化装置に使用される吸排気浄化装置に係る。 。

【０００２】

【従来の技術】

目下の自動車・オートバイのエンジンは： (1) エンジン発動の際、エンジン燃焼室の温度が低すぎる。 (2) 坂道をのぼる際、がたがたしたり或は負荷過大となる。 (3) 燃料ガソリン等の品質不良。

【０００３】 (4) 空気濾過器の濾過紙（布）の通気不良。 (5) 通風の悪いトンネル、空間又は交通頻繁なる車道中で混濁した気体を吸入 する。 (6) エンジン磨耗或は燃焼室内の雑物が多すぎる。 (7) 過密な濾煙器を装着又は触媒転化器により排気負圧（back pressure)が形 成される。

【０００４】 等々、多種多様の原因から濃厚な黒煙を排出する。この黒煙には固体微粒子な る粉塵と液体微粒の排気がそれぞれ空気に重大な汚染を来たし、人畜の呼吸系統 に厳重な危害をもたらしている。若し大気中の水分と結合すれば「酸雨」を形成 し、各種の生物に重大な傷害、例えば水資源の迅速な減少、建築物の厳重な腐食 を引起する。

【０００５】 又、高濃度の二酸化炭素が局部地域の空気中に散布されるとその地域の熱量の 発散が悪くなり、温室効果が起こり、全地球の気候不順につながり、ある地域で は洪水となり、多数の人命が失われ、また、ある地域では過度の干ばつ（旱魃） により飢饉、旱災となる。 尚、世界各地に工場や車両の激増で、人類の生存空間は益々制限され、清浄且 つ乾燥した空気は健康を維持保護するため益々必要に迫られている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

エンジン排気状況を探究するに、下記の各特徴がある。 (1) 多量且つ温度が高い。 (2) 速度が早く、脈動性あり。 (3) 拡散後も粘性あり。

【０００７】 (4) 振動頻率高く、音量が大。 (5) 微細にして油っこい。 (6) 水蒸気が多い。 (7) ＣＯ₂ 、ＳＯ₂ と酸性気体（Ｏ₂ が不足する時はＣＯ（一酸化炭素）なる 毒ガスを含む。

【０００８】 (8) ポリアロマティク ハイドロカーボン（poly aromatic hydrocarbon) (Ｐ ＡＨ）と癌や癌細胞の突然変異起因となる気体。 (9) 間接的に硝酸過酸化アセチル（peroxy acetyl nitrate)等を作る光化学煙 霧の害。 エンジン排気を下記各方法により煙霧を消去する場合にはそれぞれの欠点があ る。

【０００９】 (1) 湿式集塵法：容易に蒸気に吹き散らされ、用水量が多く、腐食性ガスを発 生しやすく、不経済不実用である。 (2) 陶磁製・蜂巣式或いは金属網濾過器：容易に煙霧の油分によって塞がり効 力を失い、また背圧を産み悪循環の害がある。再生処理が可能とは言え、操作の 困難度高く非常に損傷し易く、費用が嵩み、処理時間が長い。そして有効使用期 間は短く、充分に予備品を持って初めて無理ながら使用される。

【００１０】 (3) 旋風式或いは静電捕集：設備の占める空間が大、電力消費が多く、負荷が 重い。車両には装置使用不可能である。 (4) ガソリン、重油に添加剤：販賣する商人は燃焼効率を促進出来ると言うが 、エンジン排気には各種の複雑な原因があって、徹底的な効果は難しく、それを 添加するがエンジンにマイナス影響の有無と排気に毒性の有無等、尚客観的な研 究報告が欠けている。

【００１１】 (5) 燃焼式濾煙器を加装する：効果は比較的良好なれど、高価、エネルギー消 費、酸素を消耗、二酸化炭素の排気量を増す。油気の多い場所では爆発の危険あ り、使用寿命が短く、資源の回収利用は不可能。 以上述べた各種の防止技術の通り、現在まで経済的、便利で実用的な消煙器で大 量商品化して広汎に応用できるものは無い。ここに本考案人は長年の設計研究を 経て本考案吸排気浄化装置を開発した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案の主要目的は、自動車・オートバイエンジンより排出された排気の浄化 にある。 本考案の更なる目的は室内または、工場等有限空間の空気浄化装置に応用出来 うることにある。

【００１３】

【実施例】

図１、図２に示す如く本考案は耐腐食、耐熱のステンレス材で製作され、自動 車・オートバイの排気管末端に設置できる器具である。エンジンから排気された 排気は入口21から本吸排気浄化装置内に入り、この内部の空間は捕集柱30と間隔 筒20の組み合わせにより二つの部分に分けられる。

【００１４】 一つは濾過網12から流入した冷たい空気或いは車内から来た冷たい空気が流通 する空間、もう一つは高温排気が流通する空間である。この二つの空間の温度差 により露点効果を起こして排気はその温度を降下し、水蒸気が凝結する。その中 の雑質は水中に溶入し、乾いた清浄な気体のみ消音管40から排出される。凝結水 は次第にその比重を増し、粘稠状の雑質になって収集桶50の中に流入する。 図 ３に示すとおり冷たい空気は濾過網12から進入後、捕集柱30を経過する。その時 散熱片31の持つ熱量を奪い、実線の矢印の示す経路で出口の濾過網12より出て行 く。

【００１５】 高温の排気は入口21から進入し捕集柱30を経て雑質を除去した後、消音器40に 進み騒音を消されて点線の矢印の示すとおり大気中に放出される。 この二つの通路による気体間の温度差により、排気中の水蒸気を凝結し雑質を 水中に溶け込ませて分離、浄化の効能を発揮する。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す隔板60は長方形のステンレス板で、板上にプレ スによりｎ個の間隔孔61がある。この孔の形と寸法は捕集柱30の断面に合わせて あり、捕集柱を挿入して間隔筒20の中に設置される。

【００１６】 捕集柱30には大凹面33と小凹面35があり、これらと向かい合って下に折り曲げ られた大小の導流板62がある。この導流板62は漏斗の役目を持ち、ゼラチン状に なった雑質を捕集柱30の底部に流れ込ませる補助作用をなし、排気の乱流に妨げ られずに雑質がスムーズに流れ落ちて最後に収集桶50に集中される。 図５に示すとおり、間隔筒20の外観は密封された排気通路空間を持つ、側面稜 角の丸い長方形筒をなす。外殻10とある傾斜が保持される。それは排気から分離 した粘稠雑質を自動的に収集桶50に流し込ませる為である。

【００１７】 この上、下方両表面にはｎ個の捕集柱30の両端と同じ形状、サイズの捕集柱30 を挿入する孔23が相対的位置にプレスで明けられてあり、予め捕集柱30を挿入し た隔板60は捕集柱30が垂直になる様に間隔筒20の中に挿入され、溶接固定する。 捕集柱30は互い違い交錯式に配列され、入口21から入った排気の圧力を平均的に 分散して排気の速度を下げ、水蒸気が凝結する充分な時間と、排気が捕集柱30と 接触凝集するチャンスを増やし、雑質が水分と混合して排気の衝撃力による乱流 に雑質が持ち去られる「ブラックホール現象」を防止する。このようにして雑質 はすべて各導流板62から流下し、決して上方から逸脱流出することが出来ないの である。

【００１８】 右端壁に２個の孔があり（図１）、上の孔は消音器40に連結し、乾燥清浄化し た排気は消音器40により騒音が消されて大気中に放出される。一方凝結した粘稠 状雑質は最後に下の孔から収集桶50の中に流れ込み、回収してインク・塗装・充 填物─等に再生されて，環境汚染を最低に押さえ、天然資源の損失を減少し、着 実に環境保護の要求に合致するものである。

【００１９】 左端壁の排気入口21の下方に二股パイプジョイント(two-way pipe joint)24（ 図２、図３）を取り付け、その一口は高圧清浄水と本浄化装置内部とを連結、装 置内部の洗浄、または左右に振動運動をするモーター（車両のガラス窓のワイパ ーを作動するモーター）によりコック25が自動的に開閉を繰り返すことで断続的 に片方から石鹸水を噴出、石鹸水のアルカリ性を利用し、捕集柱30に付着してい る雑質の酸性を中和して、有効に付着した雑質を減少し、装置の効果を常に良好 に維持する。

【００２０】 図６、図７及び図８に示す様に、補集柱30の外側は光沢ある平滑面にして、粘 稠状をなす雑質が重力によりスムーズに滑り落ちる。この内側にはｎ個の流線状 の放熱片31を備え、その効果はオートバイエンジンの外側の放熱片と同じで、高 温排気の熱量を吸収して、冷温の空気に持ち去らせる。 図６に示す様に、外に向け開かれた導入口32は、排気管の正面に向き、大量の 排気流を大凹面33に受けてその凹面内に大きな乱流を発生し、各気流は相互に衝 突攪拌されて運動エネルギーを大きく失い、その流速を減じ、熱エネルギーは捕 集柱30の表面から放熱片31に伝導し冷空気によって放熱され、排気の温度は迅速 に降下する。

【００２１】 この時、露点現象により、柱面上に水蒸気の凝結を起こして，排気中の煙塵等 の物質と有害な気体二酸化炭素・二酸化硫黄─等が溶質反応 ( solute effect) により、凝結中の水蒸気に溶解し、作動して噴入した石鹸水と中和作用して一種 の粘稠状の雑質となる。この雑質の比重が大きくなるにつれ、重力が作用し、下 向きの排気の産出する脈動衝力で吹かれ洗い流される。

【００２２】 底部の近いところに流通槽34が設けてあり、その上に導管36がある。大凹面33 の雑質はこの管を経ても流出される。 大凹面33の反対方向にある小凹面35の作用は大凹面33の作用と同じで、柱面に 沿って流動する排気に含まれた雑質を完全に収集して、重力作用により、自動的 に流下したものと導管36を通って雑質と合流し、収集桶50の内に流入する。

【００２３】 図７に示すものは、冷却凝結した排気はすでに充分乾燥し清浄である。最後の 一列の捕集柱30の尾部37は直線形をなす。その目的は排気に小型の乱流を発生さ せて騒音を降下させる。 図１０は消音器を示す。尚完全には消音されていない排気を消音器に導入する 。本消音器40は従来の習用品と大きく異なる。習用品は音波が多層式の空間内を 回りくねることにより、干渉現象を起こして音波のエネルギーを減少し消音の効 果を得たが、その欠点は大きな空間体積を必要とし、また効果が顕著でない。

【００２４】 本消音器40はベンチュリー管原理を利用する。即ちある振動頻率を持つ排気の 一部分を圓弧形導管41に導入、別の部分は直線状導管42に導入する。この二口に 別れた排気が出口近くで合流、圓弧形導管41の長さは直線状導管42より長く、エ ネルギーの相互干渉を産んで騒音消去の作用を成す。 図１１は収集桶を示す。本考案のすべての部品は表面処理され、充分な平面で滑 りの良い仕上げを施してある。捕集柱30で凝結した粘稠な雑質は自動的に落下、 エンジン振動の助けを得てこの雑質は傾斜した間隔筒20を経由して、導流道54に 引導され、消音器40に溶接された収集桶50の内に滑り落ちて来る。

【００２５】 この導流道54は圓弧片で、間隔筒20に直接挿入され且つ間隔筒20の内底部と重 なる。故に完全に雑質を回収することが出来て全然外力をかけて収集する必要が 無く、充分にエネルギー節約及び高効率である。 収集桶50の外形は漏斗状をなし、浄化装置から来た雑質はこの底部に沈積され れる。排出コック51の上方に設けられた観測孔52には、沈積された雑質の深さを 測る為の測試棒53がねじ込められてあり、この棒の先端により蓄積された雑質の 量を知り得る。ある一定量に集まった時、排出コック51を開き排出する。

【００２６】 雑質は回収されて、充填材・インク・塗料─等の各種石油系列の再製品に利用 される。この件は環境保護意識の高い時代にあって、限られた資源で最大の効益 を得ることのモデルケースと言える。

【００２７】

【考案の効果】

捕集柱は隔板に差し込まれ、間隔筒中に垂直に交錯方式に配列されている。入 口から進入して来た排気の圧力を平均的に分散、排気速度を落とし、水蒸気の凝 結に充分な時間を与え、排気と捕集柱が接触して凝集する機会を増加させる。か くして排気中の雑質は水蒸気と混同、排気の衝撃力による乱気流で「ブラックホ ール現象」を起こして排出されることなく、各個導流板から流下して再び上向き に脱出することがない。

【００２８】 右端壁上に二個の孔をあけ、上孔は消音器に連結し、清浄排気は消音器にて騒 音を消去の後大気中に排出、凝集して粘稠な雑質は下孔から収集桶中に流入、回 収されて充填材・インク・塗料等の再生品の材料に利用する。こうして環境に対 する災害を最小限に、天然資源の完全利用を計ることで、現今の環境保護の要求 に合致させる。

【００２９】 冷却、凝結を経た排気は充分に清浄で、最後列に並んだ捕集柱の直線状の尾端 部によって、排気に小型の乱流を産生し騒音を低下させる。 本考案は更に一般の狭小空間或いは浮塵微粒等の空気汚染の厳重な工場に使用 することで人体と環境保護に充分重要な協力をすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による右側（端）の立体分解図である。

【図２】本考案による左側（端）の立体図である。

【図３】本考案による側面断面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は本考案による隔板の平面図、
及び断面部分拡大図である。

【図５】本考案による間隔筒の立体図である。

【図６】本考案による捕集柱の立体図である。

【図７】本考案による捕集柱の平面図である。

【図８】本考案による捕集柱の底面図である。

【図９】本考案による最後列捕集柱の立体図である。

【図１０】本考案による消音器の立体図である。

【図１１】本考案による収集桶の立体図である。

【符号の説明】

10 外殻 12 濾過網 20 間隔筒 21 排気入口 23 差し込み孔 24 二股パイプジョイント 25 切り換えコックまたは、切り換えバルブ 30 捕集柱 31 放熱片 32 導入口 33 大凹面 34 流通槽 35 小凹面 36 導管 40 消音器 41 圓弧形導管 42 直線形導管 50 収集筒 51 排出コック 52 観測孔 53 深度測試棒 54 導流道 60 隔板 61 間隔板 62 導流板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】耐腐食、耐熱性のステンレス材を用い両端
   面には濾過網を設けた外殻と；ｎ個の捕集柱を使用し；
   捕集柱の外壁は平滑面にして、雑質がスムーズに滑り落
   ち；内側には数枚の流線状放熱片を設け、高温排気の熱
   量を吸収して冷たい空気により放熱し；導入口は外向拡
   大斜面で、排気方向に正面して大量の排気を比較的大き
   な凹面に受け；底部に近い位置には流通槽を設け、流通
   槽上の導管により比較的大きな凹面に付着した雑質がこ
   の管で流出され；比較的大きな凹面の反対方向に小凹面
   あり、柱面に沿って流動する排気中の雑質を完全に収集
   して自動的に収集桶内に流入し；最後列捕集柱の尾端は
   直線形をなし、排気に小乱流を産出し、騒音を降下させ
   る捕集柱と；長方形のステンレス鋼板にして、板上にプ
   レスによりｎ個の間隔孔を作り、孔の形状に捕集柱断面
   と同じく、捕集柱を装着して間隔筒の中に置く；捕集柱
   の大凹面と小凹面の向かい合う部位は下に向けて折り曲
   げて導流板とする；導流板はゼラチンの雑質が捕集柱の
   底部に流入するのを助け、最後には収集桶に流入する隔
   板と；外観は密閉した側面の稜角の丸い長方形筒状、一
   端に排気来源に連結する入口を持ち、外殻内に外殻と傾
   斜面をなす状態に設け；表面にプレスでｎ個の捕集柱両
   端上と同じ形状の挿入口を作り、捕集柱が垂直方向に装
   置され溶接固定され；この孔（捕集柱とも）は互い違い
   に配列され、排気の圧力が入口で平均に分散されて、排
   気中の雑質がよく水気と混合され；右端面に二個の孔を
   開け、上の孔は消音器に連結し、雑質は下のあなから収
   集桶中に流出し；入口の下方には二股ジョイントと切り
   換えコックを取り付け；一方は高圧清浄水、別の一方に
   は左右に振動運動をするモーターを使用、コックが自動
   的に開閉を繰り返すことにより断続的に片方から石鹸水
   が噴出し；かくして有効に雑質の付着が減少される間隔
   筒と；特定の振動頻率のある排気の一部分を円弧形導管
   に導入し、一部分を直線形導管に導入することにより、
   相互間にエネルギー干渉を起こして騒音が消える消音器
   と；捕集柱に凝集した雑質は自然に落下し、傾斜した間
   隔筒を滑り収集桶内に入り；収集桶の外観は漏斗状で円
   弧形の導流道と間隔筒は連結しているので雑質を引導し
   て収集桶に流入、その後底部に沈積し；収集桶の上方に
   観測孔を備え、この孔には常時深度測試棒がネジで差し
   込まれており、この深度測試棒の前端により目下収集し
   た雑質の量を知り；一定量に到達すれば底部の排出バル
   ブを開き放出される収集桶と；よりなることを特徴とす
   る吸排気浄化装置。