JP4168186B2

JP4168186B2 - 排ガス処理装置

Info

Publication number: JP4168186B2
Application number: JP2004302440A
Authority: JP
Inventors: 篤浅岡
Original assignee: 株式会社ダイエープロジェクト
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: JP2006112372A

Description

本発明は排ガス処理装置に関する。さらに詳しくは、ジーゼルエンジンからの排気ガスに含まれる浮遊粒子状物質（以下、ＳＰＭという）を効率的に除去・回収できる排ガス処理装置に関する。

従来より、ジーゼルエンジンからの排気ガスによる大気汚染を防止するため、各種排ガス処理装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、ジーゼルエンジンの排ガス中のパティキュレートをフィルタで捕集し、これを電気ヒータで燃焼させる技術が提案されている。

特許文献２には、ジーゼルエンジンの排気管に排ガス中のスーツを捕捉するシート様のバグフィルタを排ガスの流れに面して下向きの傾斜状態に介装するとともに、バグフィルタのすぐ上流でフィルタの傾斜に対向する穴を介して排気管に開口するスーツ溜め容器を取り外し可能に設けてなるものが提案されている。

しかしながら、前記いずれの提案に係る排ガス処理装置においては、フィルタを用いることとされているため、メンテナンスが煩雑であるという問題がある。
実開平５−６１４１５号公報実開平５−１９５１２号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、メンテナンスフリーな排ガス処理装置を提供することを目的としている。

本発明は、ジーゼルエンジンからの排ガスを処理する排ガス処理装置であって、主処理部と、分離部と、水処理部とを備え、前記主処理部が、ハウジング内に蒸散室と排ガス浄化室と貯水室とを上からこの順で備え、前記排ガス浄化室が、排ガス導入空間と、排ガス中の浮遊粒子状物質を除去する触媒が配設された所要数の処理室と、前記処理室に前記触媒の洗浄をなす洗浄水を散水する散水管とを有し、前記蒸散室が、排ガス導入空間に導入された排ガスにより底面が加熱されるようにされ、前記貯水室が、洗浄後の洗浄水を貯水するようにされ、前記分離部が、前記貯水室からの洗浄水を浮遊粒子状物質が分離された分離水と、浮遊粒子状物質を含有している浮遊粒子状物質含有水とに遠心分離するようにされ、前記浮遊粒子状物質含有水が、前記蒸散室に送給されてその水分が蒸散させられるようにされ、前記分離水が前記水処理部により処理されて洗浄水とされて前記散水管に送給されてなることを特徴とする。

本発明の排ガス処理装置においては、浮遊粒子状物質含有水を注水する注水口が排ガス入口の反対側に配設され、蒸散室の底面が前記排ガス入口から前記注水口に向けた下り勾配とされてなるのが好ましい。

また、本発明の排ガス処理装置においては、蒸散室の底面を形成している底板が交換自在とされてなるのが好ましい。

さらに、本発明の排ガス処理装置においては、分離部が、例えばトルネードセパレータとされる。

さらに、本発明の排ガス処理装置においては、貯水室の水位を調節する水位調節装置と、該貯水室への補給水を貯水する補給水タンクとを備え、前記貯水室の水位低下時に前記水位調節装置により、前記補給水タンクから補給水が同貯水室に補給水の補給がなされるようにされてなるのが好ましい。

本発明によれば、ジーゼルエンジンからの排ガスから浮遊粒子状物質を効率よく除去できるとともに、その除去された浮遊粒子状物質を効率的に回収できるという優れた効果が得られる。また、フィルターを用いていないので、メンテナンス間隔を長期に設定することができ、実質的にメンテナンス・フリーとなし得る。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置を図１にブロック図で示す。

排ガス処理装置Ａは、図１に示すように、ジーゼルエンジンＥからの排ガスが導入される主処理部１０と、主処理部１０の下流に配設された分離部２０と、分離部２０の下流に配設された排水処理部３０とを主要部として備えてなるものとされる。

排ガス処理装置Ａにおける処理の概要は次のとおりである。

主処理部１０に導入された排ガスは、主処理部１０において洗浄水と触媒との協働によりＳＰＭなどの大気汚染物質が除去されて清浄排ガスとして大気に放出される。一方、ＳＰＭなどの大気汚染物質を含有している排水（希ＳＰＭ含有水）は、分離部２０に送給されＳＰＭなどの大気汚染物質を高濃度に含有している排水（濃ＳＰＭ含有水）と、ＳＰＭなどの大気汚染物質が分離・除去された分離水とに分離される。分離水は水処理部３０に送給されて残留しているその他の大気汚染物質や水質汚染物質などが除去されて清浄水とされ、その大部分は主処理部１０に洗浄水として送給され、残部はｐＨ調整がなされて排水される。濃ＳＰＭ含有水は主処理部１０に送給され排ガスの熱で水分が蒸散させられてＳＰＭの回収が図られる。また、水処理部３０においては、排水された量に見合った給水がなされる。

以下、各処理部の構成について詳述する。

主処理部１０は、図２〜図５に示すように、直方体状とされたハウジング１１と、ハウジング１１上部に配設された蒸散室１２と、ハウジング１１中央部に配設された排ガス浄化室１３と、ハウジング１１底部に配設された貯水室１４とを備えてなるものとされる。ここで、排ガス浄化室１３の天井（蒸散室の底面を形成している底板を兼用している）１５は、他端面１１ｂに向けて緩やかな下り勾配とされている。また、この天井１５は取り外し自在とされている。

ハウジング１１の一端面１１ａの排ガス浄化室１３上方に対応する箇所には排ガス入口１３ａが設けられ、下方に対応する箇所には排ガス出口１３ｂが設けられ、貯水室１４下部に対応する箇所には排水口１４ａが設けられている。また、他端面１１ｂの蒸散室１２上方に対応する箇所には濃ＳＰＭ含有水注水口１２ａが設けられ、排ガス浄化室１３の天井１５から下方所定位置に対応する箇所には洗浄水注水口１３ｃが設けられ、貯水室１４に対応する箇所には水位調節装置１６が設けられている。また、一側面の貯水室１４上部に対応する箇所には補給水注水口１４ｂが設けられている。

蒸散室１２は、蒸散室１２の底板１５が前記構成とされていることにより、その深さはハウジング１１の一端面１１ａから他端面１１ｂに向けて深くなっている。また、深さが深くされている他端面１１ｂに濃ＳＰＭ含有水注水口１２ａが配設されて濃ＳＰＭ含有水が注水されている。しかも、底板１５裏面側においては、一端面１１ａ側から他端面１１ｂ側に向けて排ガスが流れている。そのため、濃ＳＰＭ含有水は排ガスに加熱されながら、水深の浅い部分に到達するので、蒸散室１２における蒸散が効率よくなされる。

排ガス浄化室１３は、天井１５と仕切部材４０とにより画成される排ガス導入空間１７と、仕切部材４０により所要数のブロック（図示例では５ブロック）に分割された処理室１８、１８、・・・とからなり、各処理室１８に排ガス浄化触媒Ｃ、例えばステンレスメッシュを積層してなる触媒あるいはステンレスバルクを充填してなる触媒が配設され、また処理室１８の上部には洗浄水を散水する散水管１９が配設されている。ここで、排ガス浄化室１３における排ガスの圧力損失は、マフラーの半分程度に調整されている。

仕切部材４０は、上部仕切板４１と、下部仕切板４２と、所要数の縱仕切板４３、４３、・・・とから構成されている。上部仕切板４１は、排ガス入口１３ａの下方所定位置に配設され、ハウジング１１の一端面１１ａから他端面１１ｂに向けて所定長さとされ、ハウジング１１の他端面１１ｂとの間にガス導入口１３ｄが形成されるようにされている。このガス導入口１３ｄのハウジング長手方向の大きさは、各処理室１８のサイズが均等となるように調整されている。

下部仕切板４２は所定の開口率の多孔板とされて、排ガス浄化室１３と貯水室１４との境界に配設されている。下部仕切板４２が多孔板とされていることにより、排ガス処理装置Ａの振動による水面の波立ちが防止される。

縱仕切板４３は、基端が上部仕切板４１に接合される上側縱仕切板４３Ａと、基端が下部仕切板４２に接合される下側縱仕切板４３Ｂとを含むものとされる。上側縱仕切板４３Ａは下部仕切板４２との間に所定の隙間が形成されるようその高さ寸法が調整され、下側縱仕切板４３Ｂは上部仕切板４１との間に所定の隙間が形成されるようその高さ寸法が調整されている。

そして、上側縱仕切板４３Ａと下側縱仕切板４３Ｂとが排ガス浄化室１３の長手方向に沿って交互に配置されている。図示例においては、第1上側縱仕切板４３Ａ_１が上部仕切板４１のガス導入口１３ｄ端に配置され、第1下側縱仕切板４３Ｂ_１が第1上側縱仕切板４３Ａ_１から下流側の所定位置に配置され、第２上側縱仕切板４３Ａ_２が第1下側縱仕切板４３Ｂ_１から下流側の所定位置に配置され、第２下側縱仕切板４３Ｂ_２が第２上側縱仕切板４３Ａ_２から下流側の所定位置に配置されている。上側縱仕切板４３Ａと下側縱仕切板４３Ｂとがかかる配置とされていることにより、排ガス浄化室１３に導入された排ガスは、排ガス出口１３ｂに向けて上下に蛇行しながら流れる。

散水管１９は、基端が洗浄水注水口１３ｃに接合されるとともに、上側縱仕切板４３Ａと下側縱仕切板４３Ｂとを貫通させて先端がハウジング１１の一端面１１ａ近傍まで延伸させられ、排ガス浄化室１３の各処理室１８に散水するようにされている。

貯水室１４は、排ガス浄化室１３の各処理室１８に散水されて触媒Ｃに吸着されているＳＰＭを洗浄して吸収することによりＳＰＭを含有した水を貯水して排水口１４ａから排水するものとされる。

また、貯水室１４の水位は水位調節装置１６により調節される。水位調節装置１６は、貯水室１４の水位変動を所定範囲に抑えて排水中のＳＰＭの濃度を一定範囲に収まるようにするものである。図６に、水位調節装置１６を含む水位調節系５０をブロック図で示す。

水位調節系５０は、図６に示すように、補給水タンク５１と、水位制御弁５２ａを有する補給水タンク５１と補給水注水口１４ｂ間に介装された補給水配管５２と、フロートスイッチ１６ａを有する水位調節装置１６とを含むものとされる。この水位調節系５０より、貯水室１４の水位が一定以上降下すると、フロートスイッチ１６ａがオンして水位制御弁５２ａが開となって、補給水タンク５１から補給水が貯水室１４に補給される。そして、貯水室１４の水位が基準水位まで上昇すると、フロートスイッチ１６ａがオフして水位制御弁５２ａが閉となって、補給水の補給が停止される。

分離部２０は、例えば図７および図８に示すようなトルネードセパレータとされ、上部の側面に設けられた注水口２１から貯水室１４からの排水が注水され、含有しているＳＰＭが除去された分離水が下部側面に設けられた分離水排水口２２から排水され、除去されたＳＰＭを高濃度に含有している濃ＳＰＭ含有水が底部中央に設けられた濃ＳＰＭ含有水排水口２３から排水される。

水処理部３０は、例えば図９に示すように、収納ケース３１に注水側からを吸着するパティキュレート吸着剤３２と、二酸化炭素を吸着するＣＯ_２吸着剤３３と、アンモニアやその他の物質を吸着する吸着剤３４と、水浄化石３５をこの順で積層して配設してなる公知のものとされる。また、収納ケース３１の注水側端には注水口３１ａが設けられ、排水側端には洗浄水吐出口３１ｂと排水口３１ｃとが設けられ、排水側の適宜位置に給水口３１ｄが設けられている。

次に、かかる構成とされている各部を接続している配管について説明する。

ジーゼルエンジンＥからの排ガス管ＥＰはハウジング１１の排ガス入口１３ａに接続される。ハウジング１１の排ガス出口１３ｂには排気管ＨＰが接続される。ハウジング１１の排水口１４ａと分離部２０の注水口２１とは排水管Ｐ１により接続される。濃ＳＰＭ含有水注水口１２ａと分離部２０の濃ＳＰＭ含有水排水口２３とは濃ＳＰＭ水配管Ｐ２により接続される。分離部２０の分離水排水口２２と収納ケース３１の注水口３１ａとが分離水配管Ｐ３により接続される。収納ケース３１の洗浄水吐出口３１ｂとハウジング１１の洗浄水注水口１３ｃとが洗浄水配管Ｐ４により接続される。収納ケース３１の排水口３１ｃに排水管Ｐ５が接続される。収納ケース３１の給水口３１ｄには給水管Ｐ６が接続される。

排水管Ｐ１には、排水ポンプＦ１が介装されている。濃ＳＰＭ水配管Ｐ２には、濃ＳＰＭ水ポンプＦ２が介装されている。洗浄水配管Ｐ４には、洗浄水ポンプＦ３が介装されている。

次に、かかる構成とされた排ガス処理装置Ａにおける排ガス処理について説明する。

排ガス管ＥＰを通して排ガス処理室１３の排ガス導入空間１７に供給されたジーゼルエンジンＥからの排ガスは、排ガス浄化室１３の天井１５を加熱して蒸散室１２の濃ＳＰＭ含有水を加熱・蒸散させながらガス導入口１３ｄに到達した後、処理室１８に送気される。処理室１８に送気された排ガスは、第１処理室１８_１、第２処理室１８_２、第３処理室１８_３、第４処理室１８_４、第５処理室１８_５へ順送りされて各処理室１８の触媒により排ガス中に含まれているＳＰＭなどの大気汚染物質が除去されて、排気管ＨＰから大気放出される。

一方、触媒に吸着されたＳＰＭなどの大気汚染物質は、散水管１９から散水された洗浄水により洗浄されて貯水室１４に希ＳＰＭ含有水として貯留される。貯水室１４に貯留された希ＳＰＭ含有水は、排水管Ｐ１を介して分離部２０に送給される。分離部２０に送給された希ＳＰＭ含有水は、分離部２０により分離水と濃ＳＰＭ含有水とに分離される。分離水は、分離水配管Ｐ３を介して水処理部３０に送給される。濃ＳＰＭ含有水は、濃ＳＰＭ水配管Ｐ２を介して蒸散室１２に送給される。水処理部３０に送給された分離水は、水処理部３０により残留している有害物質が除去される。有害物質が除去された水の大部分は洗浄水配管Ｐ４を介して洗浄水として散水管１９に供給される一方、残部は排水管Ｐ５により排水される。

このように、本実施形態の排ガス処理装置Ａによれば、ジーゼルエンジンＥからの排ガスは、主処理部１０によりＳＰＭなどの大気汚染物質が除去されて大気に放出されるので、ジーゼルエンジンＥによる大気汚染が防止される。また、排ガスから除去されたＳＰＭは主処理部１０の蒸散室１２の底板１５に回収されるので、回収されたＳＰＭの処理が容易になされる。また、底板１５が取り外し可能とされているので、所定量のＳＰＭの回収がなされた時点で底板１５の交換がなし得、排ガス処理装置Ａのメンテナンス性が向上して実質的にメンテナンス・フリーとできる。さらに、ＳＰＭの回収に利用された洗浄水は循環して利用されるので、排ガス処理装置Ａの排水量をごく少量に抑えることができる。

本発明は、ジーゼルエンジンの排ガス浄化に適用できる。

本発明の一実施形態に係る排ガス処理装置のブロック図である。主処理部の長手方向概略断面図である。同概略平面図である。同概略右側面図である。同概略左側面図である。水位調節系のブロック図である。分離部の概略正面図である。同概略平面図である。水処理部の概略図である。

符号の説明

１０主処理部
１１ハウジング
１２蒸散室
１３排ガス浄化室
１４貯水室
１５排ガス浄化室天井（蒸散室底板）
１６水位調節装置
１６ａフロートスイッチ
１７排ガス導入空間
１８処理室
１９散水管
２０分離部
３０排水処理部
４０仕切部材
５０水位調節系
５１補給水タンク
Ａ排ガス処理装置
Ｃ触媒
Ｅジーゼルエンジン
Ｆポンプ

Claims

ジーゼルエンジンからの排ガスを処理する排ガス処理装置であって、
主処理部と、分離部と、水処理部とを備え、
前記主処理部が、ハウジング内に蒸散室と排ガス浄化室と貯水室とを上からこの順で備え、
前記排ガス浄化室が、排ガス導入空間と、排ガス中の浮遊粒子状物質を除去する触媒が配設された所要数の処理室と、前記処理室に前記触媒の洗浄をなす洗浄水を散水する散水管とを有し、
前記蒸散室が、排ガス導入空間に導入された排ガスにより底面が加熱されるようにされ、
前記貯水室が、洗浄後の洗浄水を貯水するようにされ、
前記分離部が、前記貯水室からの洗浄水を浮遊粒子状物質が分離された分離水と、浮遊粒子状物質を含有している浮遊粒子状物質含有水とに遠心分離するようにされ、
前記浮遊粒子状物質含有水が、前記蒸散室に送給されてその水分が蒸散させられるようにされ、
前記分離水が前記水処理部により処理されて洗浄水とされて前記散水管に送給されてなる
ことを特徴とする排ガス処理装置。
浮遊粒子状物質含有水を注水する注水口が排ガス入口の反対側に配設され、蒸散室の底面が前記排ガス入口から前記注水口に向けた下り勾配とされてなることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
蒸散室の底面を形成している底板が交換自在とされてなることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
分離部が、トルネードセパレータとされてなることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。
貯水室の水位を調節する水位調節装置と、該貯水室への補給水を貯水する補給水タンクとを備え、
前記貯水室の水位低下時に前記水位調節装置により、前記補給水タンクから補給水が同貯水室に補給水の補給がなされるようにされてなることを特徴とする請求項１記載の排ガス処理装置。