JPH0661419B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種車両、船舶、産業機
器等のエンジンから排出される可燃性微粒子を含むダス
トが混在する排ガス、例えばディーゼルエンジンの排ガ
ス、その他各種の工場から排出される可燃性微粒子を含
むダストが混在する種々の排ガスを処理するための排ガ
ス処理装置に関する。

【０００２】

【従来技術】各種の排ガス中には可燃性微粒子、不燃性
微粒子等種々の微粒子を含むダストが混在しており、か
かる排ガスを何等処理することなく大気に放出する場合
には大気汚染の原因となる。このため、従来各種の排ガ
ス処理方法や処理装置が提案され、かつ使用されてい
る。これらの排ガス処理方法および処理装置のー形式と
して特開平１−１５９４０８号公報に示されているよう
に、ガス流入孔とガス流出孔を有するケーシング内の前
記流入孔と流出孔間に無機質材料からなる耐熱性のフイ
ルタを配設し、可燃性微粒子を含むダストが混在する被
処理ガスを前記ガス流入孔から前記ケーシング内に供給
して前記フィルタを透過させ、同フィルタにて前記被処
理ガス中に混在するダストを捕集して清浄な処理ガスと
し、同処理ガスを前記ガス流出孔から前記ケーシング外
へ排出する排ガス処理装置が提案されている。

【０００３】かかる排ガス処理装置においては、ケーシ
ング内の底部がフィルタにて捕集された被処理ガス中の
ダストを捕集する捕集部に形成されていて、同捕集部に
燃焼用ヒータと同ヒータを支承する支承板が配設されて
いる。これにより、当該排ガス処理装置においては、フ
ィルタから脱落したダストを捕集部にて捕集するととも
に、捕集されたダスト群を燃焼して同ダスト群中の可燃
性微粒子を燃焼した後残存する塵灰をケーシング外へ排
出するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記した
排ガス処理装置においては、フィルタが配設されている
ケーシング内にて捕集されたダスト群を燃焼させるもの
であり、下記のごとき問題がある。すなわち、 （１）ダストの燃焼熱が周囲に逃げやすく燃焼効率が低
い。 （２）排ガス中では燃焼に必要な酸素濃度が低くて、燃
焼速度が遅くかつ燃焼し難い。 （３）燃焼が激しくなると燃焼熱がフィルタに直接作用
して同フィルタを加熱してかなりの高温にし、フィルタ
に局部的な温度差による熱応力が発生して早期に破損す
るおそれがあるとともに、フィルタに付着するダストに
着火するおそれがある。従って、本発明の目的は、これ
らの問題に対処することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した形式の
排ガス処理装置において、前記ケーシングの下方に燃焼
炉を配設して同燃焼炉の上方に前記ケーシングの下端開
口部を臨ませたことを特徴とするものである。しかし
て、本発明に係る排ガス処理装置は下記の構成にするこ
とが好ましい。

【０００６】（１）前記各燃焼炉に耐火または耐熱ライ
ニングを施して、同燃焼炉内に燃焼用ヒータおよび供給
された燃焼用空気の分散手段を配設すること。 （２）前記燃焼炉に塵灰回収手段を配設すること。 （３）前記燃焼用空気の分散手段として空気を透過させ
る透過板を採用し、同透過板を前記燃焼炉内にて燃焼用
空気の流入孔の上方でかつ塵灰排出孔の下方に配設する
こと。 （４）前記透過板を前記燃焼用空気の流入孔の上方から
塵灰排出孔の下方へ延びる下方傾斜状に配設すること。 （５）前記透過板の上方側部に空気噴出孔を開口するこ
と。

【０００７】

【発明の作用・効果】本発明に係る排ガス処理装置にお
いては、可燃性微粒子を含むダストが混在する被処理ガ
スを前記ガス流入孔から前記ケーシング内に供給して前
記フィルタを透過させ、この間同フィルタのー側面にて
前記被処理ガス中に混在するダストを捕集して清浄な処
理ガスとし、同処理ガスを前記ガス流出孔から前記ケー
シング外へ排出するものである。また、当該排ガス処理
装置においてはフィルタにて所定量のダストが捕集され
ると、逆洗浄手段等によりフィルタにて捕集されたダス
トを剥離して脱落させる。剥離したダストはケーシング
の下方に配設された燃焼炉中に脱落し、同燃焼炉にて捕
集される。

【０００８】しかして、燃焼炉にて捕集されたダストは
その都度または所定量堆積してダスト群になった時点で
燃焼され、同ダスト群中の可燃性微粒子が燃焼される。
かかる燃焼により燃焼熱が発生するが、フィルタを配設
したケーシングと燃焼炉とは互に独立して構成されてい
るため燃焼熱のフィルタに及ぼす影響は少なく、燃焼熱
によりフィルタが高温に加熱されることはない。また、
燃焼炉内の燃焼熱はケーシング側へ逃げることが少な
い。従って、フィルタは高温になることがないため、局
部的な温度差に起因する熱応力が発生してフィルタが早
期に破損するおそれがなくて長期間の使用に耐えること
ができるとともに、フィルタに付着したダストが着火す
ることもなく、かつ燃焼効率がよい。

【０００９】また、本発明に係る排ガス処理装置におい
て前記各燃焼炉をー般に使用されている耐火または耐熱
煉瓦等によりライニングを施せば、同燃焼炉内の燃焼熱
のケーシングに対する伝達を一層小さくすることが可能
で、フィルタに対する影響を一層小さくすることができ
る。この場合、燃焼炉内に燃焼用ヒータを配設すること
が好ましく、かつ供給された燃焼用空気の分散手段例え
ば燃焼炉内の底部にて空気流入孔より上方で塵灰排出孔
より下方に多孔質板等空気の分散機能を有する透過板を
配設することが好ましい。これにより、燃焼用空気を均
一でかつ低速度で供給できて、ダスト群を極めて容易に
かつ均一に燃焼させることができる。

【００１０】さらにまた、本発明に係る排ガス処理装置
において、前記燃焼炉に塵灰回収手段例えば高圧集塵機
およびブロアー等からなる手段を配設すれば、燃焼炉内
に残留する塵灰の除去が容易である。この場合、ブロア
ーを構成する空気噴出孔を透過板の上方側部に設ければ
透過板上の塵灰が有効にパージされてその回収が容易で
ある。また、上記透過板を前記燃焼用空気の流入孔の上
方から塵灰排出孔の下方へ延びる下方傾斜状に配設すれ
ば、燃焼用空気にて透過板上のダストまたは塵灰をバブ
リングして流動化することができて、ダストの燃焼効率
を向上させることができるとともに塵灰の回収を効率よ
く行える。

【００１１】

【実施例】以下本発明のー実施例を図面に基づいて説明
するに、図１には本発明に係る排ガス処理装置が示され
ている。当該排ガス処理装置Ｍは工場等にて発生するデ
ィーゼルエンジンの排ガスを処理するもので、前後方向
に複数台直列するとともに、左右に２列に並列して排ガ
ス処理システムを構成していて、左右の各排ガス処理装
置Ｍは各列間に配設された被処理ガスの供給路である供
給ダクト１１と処理ガスの排出路である排出ダクト１２
にそれぞれ接続されている。排ガス処理装置Ｍはケーシ
ング２０、捕集ダストの燃焼炉３０、フィルタ４０およ
び逆洗浄機構５０にて構成されている。

【００１２】排ガス処理装置Ｍのケーシング２０は缶体
２１および同缶体２１の下方に固定的に組付けられた角
錐状のホッパ２２により形成されていて、同ホツパ２２
の下方に燃焼炉３０が配置さている。ケーシング２０の
ホッパ２２は側壁に被処理ガスの流入孔２２ａを備えて
おり、同流入孔２２ａに供給ダクト１１が接続されてい
る。また、缶体２１は処理ガスの流出孔２１ａを備えて
おり、同流出孔２１ａに排出ダクト１２が接続されてい
る。ケーシング２０におけるホッパ２２の下方開口部は
燃焼炉３０の炉本体３１の上方に開口している。燃焼炉
３０は本発明の主要部を構成するものであり、同燃焼炉
３０に関しては後述する。

【００１３】また、ケーシング２０における缶体２１内
にはフィルタ４０が配設されているとともに、同フィル
タ４０の上方に逆洗浄機構５０の圧空供給パイプ５１が
臨んでいる。なお、図１において符号２３はスチーム噴
出機構を構成するスチーム供給パイプであり、かつ符号
２４は同パイプ２３に接続されたスチーム噴射ノズルで
ある。

【００１４】フィルタ４０は図１および図２に示すよう
にフィルタエレメント４１を複数本並列配列してなるも
ので、各フィルタエレメント４１はー対の側板４２，４
３にて締付けられた状態にて同側板４２，４３にて挟持
されているとともに、下端側にて支持部材４５により支
持されかつ上端側にて規制部材４４により長さ方向の移
動を規制されてケーシング２０の缶体２１内に配設され
ている。

【００１５】フィルタエレメント４１は多孔質のセラミ
ックス製のもので、図３および図４に示すようにハニカ
ム構造に形成されている。フィルタエレメント４１は四
角形状を呈する方形柱状のもので、内部には互いに並列
する多数の内孔４１ａ，４１ｂを備えている。かかるフ
ィルタエレメント４１においては、上端側がガス流の下
流側に対応するとともに下端側がガス流の上流側に対応
するもので、各内孔４１ａ，４１ｂにおいてはー方の開
口部が目封じされているととともに、他方の開口部が開
放されている。

【００１６】内孔の目封じは基本的には上流側および下
流側における市松模様状に位置する開口部になされてお
り、例外的にフィルタエレメント４１の各隅部の開口部
になされている。従って、各内孔４１ａの群は下流側が
目封じされかつ上流側が開放されていて被処理ガスの流
入通路を形成し、かつ各内孔４１ｂの群は上流側が目封
じされかつ下流側が開放されていて処理ガスの流出通路
を形成している。また、各内孔４１ａ，４１ｂを区画す
る画壁はフィルタ機能を有し、被処理ガス中のダストは
同ガスが隔壁を透過して各内孔４１ａから各内孔４１ｂ
に流入する間に各内孔４１ａ側壁面にて捕集される。

【００１７】各フィルタエレメント４１は外周をシール
部材４６ａ，４６ｂにて包囲された状態で縦横同数に並
列的に配設されていて、両側板４２，４３にて外周から
締付けられて挟持され、かつ規制部材４４と支持部材４
５に上下各端部側を支持されてフィルタ４０を構成して
いる。各シール部材４６ａ，４６ｂはセラミックファイ
バーからなるシート状物で、各フィルタエレメント４１
における上流側と下流側の外周に無機接着剤により接着
され、その後両端に表面硬化剤が塗布されたものであ
る。各シール部材４６ａ，４６ｂは各フィルタエレメン
ト４１間、および各フィルタエレメント４１と各側板４
２，４３間にて上流側と下流側とに介在している。

【００１８】かかる構成のフィルタ４０においては、そ
の下端側をケーシング２０における缶体２１の底板２１
ｂ上に脱着可能に組付けられ、かつその上端を内向フラ
ンジ部２１ｃに脱着可能に組付けられて缶体２１内に配
置されている。同缶体２１内には逆洗浄機構５０を構成
する圧空の供給パイプ５１が延びていて、同パイプ５１
に設けた各導出パイプ５２が規制部材４４の各桁部内に
臨み、各フィルタエレメント４１の下流側端に対向して
いる。

【００１９】燃焼炉３０は図１および図５に示すよう
に、炉本体３１内に多孔板３２およびヒータ３３を配設
してなるもので、空気供給機構３０ａおよび高圧集塵機
３０ｂを備えている。炉本体３１は内部を耐火煉瓦によ
るライニングを施されているもので、上部にケーシング
２０を構成するホッパ２２に対する接続口３１ａを備え
ているとともに、周壁部に空気供給機構３０ａに対する
流入孔３１ｂおよび高圧集塵機３０ｂに対する塵灰排出
孔３１ｃを備えている。また、炉本体３１内における排
出孔３１ｃに対応する内周壁部には、図５および図６に
示すように上下方向に所定幅の凹溝３１ｄ形成されてい
る。多孔板３２は燃焼用空気を分散させる機能を有する
本発明の透過板に該当するもで、炉本体３１内の流入孔
３１ｂの上方でかつ排出孔３１ｃの下方に配設されてお
り、かつヒータ３３は同多孔板３２の上部に配設されて
いる。なお、炉本体３１内のヒータ３３の配設部位の近
傍には温度センサ３４が配設されている。

【００２０】炉本体３１の接続口３１ａには接続パイプ
３１ｅが組付けられて同炉本体３１内の上部に臨み、同
接続パイプ３１ｅにケーシング２０を構成するホッパ２
２の下端開口部が接続されている。ー方、炉本体３１の
流入孔３１ｂに接続されている空気供給機構３０ａは圧
力供給源３５ａと流入孔３１ｂとを接続する主管路３５
と、同主管路３５の圧力調整弁３５ｂを迂回する副管路
３６を備えていて、同副管路３６には電磁弁３６ａが介
装されている。また、炉本体３１の排出孔３１ｃに接続
されている高圧集塵機構３０ｂは吸引機３７ａと排出孔
３１ｃとを接続する管路３７を備えているとともに、同
管路３７に電磁弁３７ｂが介装されている。

【００２１】本実施例にかかる排ガス処理装置Ｍは以上
の構成からなり、工場等から発生したディーゼルエンジ
ン等の排ガスが供給ダクト１１からケーシング２０のホ
ッパ２２内に供給される。供給された被処理排ガスはフ
ィルタ４０における各内孔４１ａ内に流入し、各隔壁を
透過して各内孔４１ｂ内に流入して同内孔４１ｂの下流
側から流出し、かつ缶体２１の流出孔２１ａから排出ダ
クト１２を経て排出される。被処理ガス中のダストは各
隔壁を透過する際に同隔壁の内孔４１ａの側壁面にて捕
集される。

【００２２】当該排ガス処理装置Ｍにおいては、予め設
定された時間被処理ガスの処理運転中に逆洗浄処理機構
５０を間欠的に運転して逆洗浄処理を行う。逆洗浄処理
においては、圧空が供給パイプ５１から各導出パイプ５
２に供給され、導出パイプ５２からフィルタ４０を構成
する各フィルタエレメント４１の下流側端に向けて噴出
される。噴出された圧空は規制部材４４の各桁の作用に
て各フィルタエレメント４１の各内孔４１ｂ内に導かれ
て各隔壁を透過し、この間隔壁に付着するダストが剥離
されてホツパ２２内に脱落する。ホッパ２２内に脱落し
たダストは接続パイプ３１ｅを通って燃焼炉３０を構成
する炉本体３１内に脱落し、同炉本体３１内の多孔板３
２上に堆積する。

【００２３】炉本体３１内に堆積したダスト群は定期的
に燃焼される。燃焼に際しては、空気供給機構３０ａか
ら主管路３５を通して空気が炉本体３１内に供給され、
供給された空気は炉本体３１内にて多孔板３２の作用で
炉本体３１内全体に分散される。この状態でヒータ３３
に通電してダスト群に着火すれば、ダスト群中の可燃性
微粒子が燃焼して灰となり、不燃性微粒子群とともに炉
本体３１内の多孔板３２上に塵灰として残存する。な
お、ヒータ３３には必要に応じて間欠的に通電される。
また、同ヒータ３３はー度にためる塵灰の量との関係を
考慮して塵灰の高さ以上に設定されており、ヒータ３３
の塵灰に没する場合の燃焼効率の低下を防止している。

【００２４】ダストの燃焼が完全に終了する所定時間経
過後、高圧集塵機構３０ｂを構成する電磁弁３７ｂを開
成するとともに吸引機３７ａの運転を開始し、同時に空
気供給機構３０ａを再運転する。この場合には、空気供
給機構３０ａの電磁弁３６ａを開成して副管路３６から
大量の空気を供給して塵灰をパージする。パージされた
塵灰は吸引機３７ａによる吸引作用により炉本体３１内
の凹溝３１ｄに沿って管路３７内へ流出し、回収装置に
回収される。

【００２５】ところで、当該排ガス処理装置Ｍにおいて
は、炉本体３１内にて捕集されたダストが所定量堆積し
てダスト群になった時点で同ダスト群は燃焼されて同ダ
スト群中の可燃性微粒子が燃焼され、この際燃焼熱が発
生する。しかしながら、フィルタ４０を配設しているケ
ーシング２０と炉本体３１とは互に独立して構成され、
かつ同炉本体３１には耐火ライニングが施されているた
め燃焼熱のフィルタ４０に及ぼす影響がほとんど無く、
燃焼熱によりフィルタ４０が相当の高温に加熱されるよ
うなことはない。従って、フィルタ４０はダスト群の燃
焼を繰り返し行って加熱、冷却を繰り返し受けても、高
温になることがないため局部的な温度差に起因する熱応
力の発生がなくて早期に破損するようなおそれはなく、
長期間の使用に十分に耐えることができる。また、炉本
体３１内の燃焼熱の逃げが防止されるため、ダストの燃
焼効率が極めて高い。

【００２６】また、当該排ガス処理装置Ｍにおいて、炉
本体３１内が耐火煉瓦によるライニングを施されている
ため、同炉本体３１内の燃焼熱のケーシング２０に対す
る伝達が一層少なく、フィルタ４０に対する影響が極め
て小さい。この場合、炉本体３１内には燃焼用ヒータ３
３が配設され、かつ供給された燃焼用空気の分散手段で
ある多孔板３２が配設されているため、ダスト群の燃焼
が極めて容易である。さらにまた、当該排ガス処理装置
Ｍにおいては、炉本体３１内の塵灰をパージする機能を
有する空気供給機構３０ａおよび同塵灰を吸引する高圧
集塵機構３０ａ備えているため、炉本体３１内に残留す
る塵灰の除去が極めて容易である。

【００２７】なお、当該排ガス処理装置Ｍにおいては、
炉本体３１内のヒータ３３の配設部位の近傍に温度セン
サ３４を配設して燃焼時の異常高温の発生を防止する手
段を採っており、また炉本体３１の内周壁部に流出孔３
１ｃ側へ延びる凹溝３１ｄを形成しているため、パージ
された塵灰の吸引機３７ａによる吸引が円滑になされ
る。また、炉本体３１には接続パイプ３１ｅが設けられ
ているため、炉本体３１内の燃焼熱および炎のケーシン
グ２０内への伝播が一層防止される。

【００２８】図７には当該排ガス処理装置を構成する燃
焼炉の第１変形例が示されている。同変形例に係る燃焼
炉３０Ａにおいては、透過板である多孔板３２Ａが炉本
体３１内にて流入孔３１ｂの上方から排出孔３１ｃの下
方へ延びる下方傾斜状に配設されていて、燃焼用空気に
て透過板上のダストまたは塵灰をバブリングして流動化
することができて、ダストの燃焼効率を向上させること
ができるとともに塵灰の回収を効率よく行える。また、
図８には燃焼炉の第２変形例が示されていて、同燃焼炉
３０Ｂにおいては多孔板３２Ｂのブロアーを構成する空
気噴出孔を透過板の上方側部に空気噴出孔３１ｆが設け
れられており、多孔板３２Ｂ上の塵灰が有効にパージさ
れてその回収が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のー実施例に係る排ガス処理装置の縦断
側面図である。

【図２】同排ガス処理装置を構成するフィルタの縦断側
面図である。

【図３】同フィルタを構成するフィルタエレメントの部
分底面図である。

【図４】同フィルタエレメントの部分平面図である。

【図５】同排ガス処理装置を構成する燃焼炉の縦断側面
図である。

【図６】炉本体における凹溝形成部位の横断平面図であ
る。

【図７】燃焼炉の第１変形例を示す図５に対応する縦断
側面図である。

【図８】燃焼炉の第２変形例を示す図５に対応する縦断
側面図である。

【符号の説明】

Ｍ…排ガス処理装置、１１…供給ダクト、１２…排出ダ
クト、２０…ケーシング、２１…缶体、２２…ホッパ、
３０…燃焼炉、３０ａ…空気供給機構、３０ｂ…高圧集
塵機構、３１…炉本体、３１ｂ…流入孔、３１ｃ…排出
孔、３２，３２Ａ，３２Ｂ…多孔板、３３…ヒータ、４
０…フィルタ、４１…フィルタエレメント、４１ａ，４
１ｂ…内孔、４２，４３…側板、４４…規制部材、４５
…支持部材、５０…逆洗浄機構。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス流入孔とガス流出孔を有するケーシン
   グ内の前記流入孔と流出孔間に無機質材料からなる耐熱
   性のフイルタを配設し、可燃性微粒子を含むダストが混
   在する被処理ガスを前記ガス流入孔から前記ケーシング
   内に供給して前記フィルタを透過させ、同フィルタにて
   前記被処理ガス中に混在するダストを捕集して清浄な処
   理ガスとし、同処理ガスを前記ガス流出孔から前記ケー
   シング外へ排出する排ガス処理装置において、前記ケー
   シングの下方に燃焼炉を配設して同燃焼炉の上方に前記
   ケーシングの下端開口部を臨ませたことを特徴とする排
   ガス処理装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の排ガス処理装置におい
   て、前記各燃焼炉は耐火または耐熱ライニングを施され
   ていて、同燃焼炉内に燃焼用ヒータおよび供給された燃
   焼用空気の分散手段を備えていることを特徴とする排ガ
   ス処理装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の排ガス処理装置
   において、前記燃焼炉は塵灰回収手段を備えていること
   を特徴とする排ガス処理装置。
4. 【請求項４】請求項１，２または３に記載の排ガス処理
   装置において、前記燃焼用空気の分散手段は空気を透過
   させる透過板であり、前記燃焼炉内にて燃焼用空気の流
   入孔の上方でかつ塵灰排出孔の下方に配設されているこ
   とを特徴とする排ガス処理装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の排ガス処理装置におい
   て、前記透過板は前記燃焼用空気の流入孔の上方から塵
   灰排出孔の下方へ延びる下方傾斜状に配設されているこ
   とを特徴とする排ガス処理装置。
6. 【請求項６】請求項４に記載の排ガス処理装置におい
   て、前記透過板の上方側部に空気噴出孔が開口している
   ことを特徴とする排ガス処理装置。