JPH04183913A - 舶用ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は舶用ディーゼル機関の排気ガス浄化装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、漁船、肖物船、タンカーなどの舶用ディーゼル機
関の排気ガス中に含まれるディーゼルパティキュレート
が環境を汚染する問題が深刻化し　　□ているが、この
問題に関して従来なんら対策は考えられていなかった。

車両用ディーゼル機関に関しては、セラミックフィルタ
などで煤塵粒子を吸着して排気カスを浄化するものが知
られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記したセラミックフィルタなどで煤塵粒子を
吸着する方式では、排気圧力損失か大きく、その分だけ
機関効率が低下するので、経済性が重視される舶用ディ
ーゼル機関では実用化が困難である。

特に、煤塵粒子の吸着量が増加すると上記排気圧力損失
が加速度的に増大し、舶用ディーゼル機関が吸入する空
気量が低下して大幅な出力低下及び燃焼特性の悪化を招
く。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、排気
圧力損失が少なく、かつ、分離した煤塵粒子の処理が容
易な舶用ディーゼル機関の排気ガス浄化装置を提供する
ことをその解決ずべき課題としている。

１課題を解決するための手段］ 本発明の舶用ディーゼル機関の排気カス浄化装置は、舶
用ディーゼル機関の排気経路に所定の間隔部を挟んで設
けられ負極がディーゼルパテイキュレ−１〜を静電捕集
する一対の電極部と、上記電極部間に高電圧を供給し上
記間隙部にディーゼルパティキュレート捕集用の高電圧
電源部とを有してなることを特徴としている。

一態様において、高電圧電源部は、電極部に＝１０ナ放
電電圧以下の電圧を印加する。

このようにすると、コロナ放電により、オゾンが形成さ
れず、形成されたオゾンによりＮＯＸの排出量が増加す
ることもない。

好適な一態様において、高電圧電源部は、電極部にコロ
ナ放電電圧以上の電圧を印加する。

このようにすると、コロナ放電によるデイーＬルパティ
ギュレ−１へ帯電効果により一層、ディーゼルパティキ
ュレー１へ分離効率が向上する。

好適な一態様において、電極部は、舶用ディーゼル機関
のターボチャージャーの上流部に配設される。

このようにすれば、ターボチャージャーのタービンなど
がディーゼルパティキュレートにより汚損されて、その
圧縮効率か低下するのを防止することができる。

［作用及び発明の効果］ 本発明の舶用ディーゼル機関の排気ガス浄化装置は、電
気集塵の原理を応用して舶用ディーゼル機関の排気ガス
中に含まれるディーゼルパティキュレートを排気ガスか
ら分離するものである。

すなわち、舶用ディーゼル機関から排出されるディーゼ
ルパティキュレートは、シリンダ内部にお【プる燃焼反
応及び空気流動の結果として、強く負に帯電されている
。

したがって、排気経路中の一対の電極部の間の間隙部を
通過する途中において、電極部が間隙部に形成する電界
により、ディーゼルパテイヤ１−レートはその電極部の
正極に捕集される。

また、印加電圧によりコロナ放電を発生させれば、ディ
ーゼルパティキュレ−１〜は更に負帯電され、より一層
、正極に捕集される。

したがって、本発明の装置によれば、舶用ディーゼル機
関の排気圧力損失の増加、及び、それに伴う機関出力の
低下やシリンダ内燃焼の劣化をほとんど招くことがなし
に、排気ガスを浄化することが可能となる。また装置自
体はセラミックフィルタなどに比べて格段に軽量小形化
することができる。

特に、舶用ディーゼル機関の燃料には、Ｃ重油の他、バ
ンカーオイルなどの低質油が使用され、ディーゼルパテ
ィキュレートの排出量も多いので、本発明は産業上、環
境対策上で優れた効果を奏する。

［実施例］ （実施例１） 本発明の一実施例を第１図に示ず。

この装置は、舶用ディーゼル機関（図示せず）の上流側
排気管１ａ及び下流側排気管１ｂに嵌合して両排気管１
ａ、１ｂを連結する外缶部２と、外缶部２の両端部に開
口された中央孔１１に嵌入される絶縁碍子３．４と、絶
縁碍子３．４に両端が保持されて外缶部２の軸心上に延
在するステンレス製の高圧電極部５と、高圧電極部５に
接続される出力ターミナル６１をもつ高電圧電源部６と
からなる。

外缶部２はステンレス製で円価形状を有し、外周面に入
口筒部２１及び出口筒部２２が突設される両端開口の主
筒部２３と、主筒部２３の両端に嵌着されて主筒部２３
の両端間［」を脱着可能に密閉する蓋部２４とからなる
。入口筒部２１及び出口筒部２２はそれぞれ外缶部２の
各端部に近接して同一方向に突設されであり、それぞれ
上流側排気管１ａ及び下流側排気管１［）に嵌入しで、
両排気管１ａ、１ｂを排気ガス流通可能に連結している
。蓋部２４の中央部には軸心方向外側に円筒壁部２５が
突設されている。

絶縁碍子３．４はアルミナ磁器製で、蓋部２４の円筒壁
部２５にそれぞれ取りはずし可能に嵌入する円柱状の嵌
入部３１．４１と、嵌入部３１．４１と一体に形成され
一゛Ｃ主筒部２３内へ軸心に沿って伸びる内文部３２．
４２とからなる。内突部３２．４２の外周面には沿面放
電防止用の複数のリブ３３．４３が］ルゲート状に設け
られている。

絶縁碍子３．４の中央部に軸心に沿って設りられた孔部
３５．４５には棒状の高圧電極部５が挿通固定されてお
り、高圧電極部５の一端は絶縁碍子３を貫通し細端は絶
縁碍子４に埋め込まれている。

高電圧電源部６は出力ターミナル６１に接続された高圧
電極部５に負の直流高電圧を印加し、車体（図示せず）
を介して接地された外缶部２と高圧電極部５との間にコ
ロナ放電を発生させる。高電圧電源部６の回路構成自体
は周知であるの−Ｃ゛その説明は省略する。

以下に、この装置の動作を説明する。

舶用ディーゼル機関から出る排気ガスは上流側排気管１
ａを介して外缶部２内に送られ、そして下流側排気管１
ｂ及び消音器（図示せず）を介して外部に排出される。

高電圧電源部６は高圧電極部５に負の直流高電圧を印加
し、高圧電極部５と外缶部２どの間にコロナ放電を発生
させる。このコロナ放電により排気ガス中のディーピル
パティキュレ−１〜は負に帯電され、高圧電極部５と外
缶部２どの間の電界に引かれて外缶部２の内周面に堆積
し、下流側排気管１ｂから清浄な排気ガスが排出される
。

なお、外缶部２内部に堆積したディーゼルパティキュレ
ートは定期的に清掃される。清掃には、まず外缶部２を
第１図中、上方向に引張って外缶部２を上流側排気管１
ａ及び下流側排気管１ｂから分離し、次に、両蓋部２４
を主筒部２３及び絶縁碍子３．４から外して、内部のデ
ィーゼルパティキュレ−１〜を除去覆ればよい。また蓄
積したディーゼルパティキュレート層を燃焼して除去す
ることも可能である、。

このＪ：うにすれば、簡単に煤塵粒子層を除去できる。

次に、この装置を用いて実施した試験結果を第２図に示
す。

ただし、外缶部２の内周面の直径は６６ｍｍ。

高圧電極部５の直径はＱ、５ｒｒ１ｍ、高圧電極部５の
有効軸長は１ＱＱｃｍとする。第２図かられかるにうに
直流電圧の増加とともに汚染率が急激に低下する。なお
、ここで汚染率はＪＩＳ　　Ｄ　　１１０１に定める排
気煙濃度測定用ろ紙が排気ガスによって汚染される度合
で、１００−１．１５Ｘ放躬輝度率（％）で表わされる
。

次に、デイーセル機開始動時の汚染率を第５図に示す。

第５図から始動時の排気カス汚染率が格段に改善される
ことがわかる。

次に、この実施例の排気ガス浄化装置をディーゼル機関
の出口部（排気管上流部）に設りた場合−〇　− と、排気管出口に設けた場合の汚染率を第６図、第７図
に示す。

排気管上流部に設けた場合（第６図）には、汚染率（こ
の実施例の排気ガス浄化装置を設けない場合を１とする
）は大幅に低減されることがわかる。

これは、舶用ディーゼル機関から出た直後のディーゼル
パティキュレ−１〜がシリンダ内部の燃焼反応により強
く負に帯電しており、また高温であるためにイオン化率
も高く、そのために、捕集効率が改善されるためである
と考えられる。

（変形態様〉 この実施例の一変形態様にｄ３いて、高電圧電源部６は
、高圧電極部５にコロナ放電電圧以下の電圧を印加する
。その結果、高圧電極部５と外缶部２との間にコロナ放
電を発生させない。しかしながら、舶用ディーゼル機関
から排出されるディーゼルパティキュレートは、シリン
ダ（図示せず）内部における火炎反応の結果として、強
く負に帯電されているので、高圧電極部５と外出部２ど
の−１０＝ 間において、外缶部２に向（プて静電加速され、外缶部
２に捕集される。

（実施例２） 他の実施例を第３図及び第４図により説明する。

この装置は、舶用ディーゼル機関（図示せず）の上流側
排気管１Ｇ及び下流側排気管１ｄに嵌合して両排気管１
Ｃ１１ｄを連結する外缶部７と、外缶部７の内側面に固
定された絶縁碍子８．８１と、絶縁碍子８．８１に支持
される高圧電極部９と、接続ターミナル６０ににり高圧
電極部９に給電する高圧電源部６とからなる。

外缶部７はステンレス製で角箱形状を有し、−側壁に人
「１筒部７１及び出口筒部７２が設けられる上喘開］］
の筒部７３と、筒部７３の開口に脱着可能に嵌合して筒
部７３の内部空間を密閉する蓋部７４とからなる。入口
筒部７１及び出口筒部７２はそれぞれ上流側排気管１Ｃ
及び上流側排気管１ｄに脱着可能に嵌入して、両排気管
１Ｇ、１ｄを排気ガス流通可能に連結している。

絶縁碍子８．８１は外缶部７の内部にｄ３いて高圧電極
部９を外缶部７と電気絶縁可能に支持している。すなわ
ち、２対の絶縁碍子８はそれぞれ一本のステンレス棒９
Ｌ　９２の両端を支持しており、絶縁碍子８１はステン
レス棒９Ｌ　９２と直角に伸びるステンレス棒５〕３を
支持している。ステンレス棒９３は絶縁（ｌ■子８１を
貴通し、接続ターミナル６０の導体筒部６３を介して高
圧電源部６に接続されている。また、ステンレス棒９３
はステンレス棒９１．９２に溶接されており、更にステ
ンレス棒９Ｌ　９２．９３はステンレス金網９４と溶接
されている。これらステンレス棒９１．９２．９３及び
ステンレス金網９４は蓋部７４に平行して配設されでお
り、高圧電極部９に負の直流高電圧を印加してコ［１す
放電を行い、外缶部７の内部にデイ−ヒルパティキュシ
ー１〜層１００を堆積させる。

この装置でもディーピルパティキ］−レート層１００の
清掃には、外缶部７を第４図中、石方向に引張って外缶
部７を上流側排気管１Ｇ及び下流側排気管１ｄ及び接続
ターミナル６０から分離し、＝　１２− 次に、蓋部７４を聞いて筒部７３内部のディーピルパテ
ィギニル−１へ層１００を除去すればよい。

更に、この実施例の装置は浅底角箱形状に形成されてい
るので、車体底部に装着しやすくかつ清］吊か簡単とな
る。

（実施例３） 他の実施例を第８図にＪ、り説明する。

この装置は、舶用デ＜−Ｉｉミル関（図示せず）の上流
側排気管１ｅ及び下流側排気管１Ｆに豆いにほぼ同形な
二つのユニツ１〜２００．２０１を設けたものである。

コーニット２’００．２０１は、第１実施例のものと同
一機能を有し、それぞれ、外缶部２と、外出部２の内側
面に固定された絶縁碍子３．４と、絶縁碍子３．４に支
持される高圧電極部５とを備え、高圧電極部５は直流高
圧電源部６の出力端子に接　。

続されている。

コニツ１〜２００の入］二１筒部２１ａはディーレル機
関の下流側排気管（図示せず）に嵌合し、ユニット２０
０の出口筒部２２ａはユニツｌ〜２０１の入口筒部２１
ｂに嵌合し、コーニット２０１の出口筒部２２ａは舶用
ディーゼル機関の下流側排気管（図示せず）に接続され
ている。

なあ、ユニット２００の外缶部２の内径は、ユニット２
０１の外缶部２の内径よりも大ぎく設定されており、そ
のために両方の高圧電極部５に同一電圧を印加してもユ
ニツ１〜２００内部ではコロナ放電が発生せず、ユニツ
１へ２０１内でのみコロナ放電が生じる。

このようにすれば、シリンタ責図示せず）内部の火炎反
応により負に帯電したディーゼルパティキュレートはま
ずユニット２００で捕集され、次に、残りのディーゼル
パティキュレートがユニツｈ　２０１内でコロナ放電に
より負に帯電されて捕集される。

なお、この実施例においてユニット２００と２０１を一
体化することも当然可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の装置の試験結果を示すものであり、−１／ｌ−− 汚染率と印加電圧との関係を示す特性図、第３図は本発
明の第２実施例を示し第４図のＡ−Ａ線矢視の断面図、
第４図は第２実施例の装置の横断面図である。第５図は
始動時にお（ブる汚染率低減効果を示す線図、第６図及
び第７図はエンジン（舶用ディーゼル機関）出口部と排
気管用１］とにｄ３りる汚染率の差を示す線図、第８図
は本発明の第３実施例を示すブロック図である。 １ａ・・ｌ：流側排気管（排気経路） １ｂ・・・下流側排気管（排気経路 ２・・・外缶部（電極部） ３．４・・・絶縁碍子 ５・・−高圧電極部（電極部） ６・・・高電圧電源部 特許出願人　　株式会社長尾工業

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）舶用ディーゼル機関の排気経路に所定の間隔部を
   挟んで設けられ負極がディーゼルパティキュレートを静
   電捕集する一対の電極部と、上記電極部間に高電圧を供
   給し上記間隙部にディーゼルパティキュレート捕集用の
   電界を発生する高電圧電源部とを有してなる舶用ディー
   ゼル機関の排気ガス浄化装置。
2. （２）上記高電圧電源部は、上記電極部にコロナ放電電
   圧以下の電圧を印加するものである請求項１記載の舶用
   ディーゼル機関の排気ガス浄化装置。
3. （３）上記高電圧電源部は、上記電極部にコロナ放電電
   圧以上の電圧を印加するものである請求項１記載の舶用
   ディーゼル機関の排気ガス浄化装置。
4. （４）上記電極部は、上記舶用ディーゼル機関のターボ
   チャージャーの上流部に配設されるものである請求項１
   記載の舶用ディーゼル機関の排気ガス浄化装置。