JPH0938448A - 燃焼排気ガスの冷却、浄化方法及びその装置 - Google Patents

燃焼排気ガスの冷却、浄化方法及びその装置

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JPH0938448A
JPH0938448A JP7211332A JP21133295A JPH0938448A JP H0938448 A JPH0938448 A JP H0938448A JP 7211332 A JP7211332 A JP 7211332A JP 21133295 A JP21133295 A JP 21133295A JP H0938448 A JPH0938448 A JP H0938448A
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filter
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Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼系の中で最も多く発生しており、ガス状態
で発生する水の特性に注目し、その状態変化を活用した
むだの少ない実用性の極めて高い燃焼排気ガスの冷却、
浄化方法を提供する。 【解決手段】高温の排気ガスを外気に排出する経路にお
いて、フィルター１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを夫
々有する複数個の密閉室１１、１２、１３、１４を連設
し、これらの各密閉室に排気ガスを通し、上記各フィル
ターに排気ガスを通す前に界面活性剤等の分散剤及び消
泡剤を少量添加した水のタンク１６に排気ガスを通した
り、又は上記タンク１６から導出した水を水注出口２３
から噴霧させて排気ガスに接触させて冷却させるととも
に、当該各フィルターにおいて排気ガス中のカーボン粉
末等の固形微粒子及び一酸化炭素等の有害ガスを分解
し、上記水に吸着させ、これらの冷却、分離の工程を繰
り返す、燃焼排気ガスの冷却及び浄化方法とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンやその
他適宜の高温の燃焼排気ガスの冷却、浄化方法及びその
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンの排気ガスには、すすの
成分であるカーボン粒子や、窒素酸化物が多く含まれて
いる。そこでこれらの排気ガスをエンジンの外で、触媒
を用いて再燃焼させ、カーボン又はＣＯを炭酸ガスにし
たり、ＮＯｘはＮ2にして放出する方法や、高圧放電に
よって帯電した流動性粘着物質に付着させて除去する方
法等が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者の方
法だと触媒の耐久性にも問題があり、また空気を加熱し
なければならず、設備等にコストがかかり、また維持等
にも手間がかかる。また後者の方法では流動性粘着物質
に付着したカーボンが凝集して大きくなり、燃焼しにく
くなるため再利用がしにくい。従ってこれらの流動性粘
着物質の廃棄が問題と成る。
【０００４】この発明はこれらの点に鑑みてなされたも
のであり、燃焼系の中で最も多く発生しており、ガス状
態で発生する水の特性に注目し、その状態変化を活用し
たむだの少ない実用性の極めて高い燃焼排気ガスの冷
却、浄化方法及びその装置を提供し上記課題を解決しよ
うとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１項の発明
は高温の排気ガスを外気に排出する経路において、適宜
の密閉したチャンバー内で当該排気ガスを循環使用する
水に接触させて当該排気ガスを冷却させるとともに排気
ガス中のカーボン粉末等の固形微粒子及び一酸化炭素等
の有害ガスを分解、吸着させる燃焼排気ガスの冷却及び
浄化方法とした。
【０００６】請求項２項の発明は高温の排気ガスを外気
に排出する経路において、適宜の密閉したチャンバー内
で当該排気ガスを界面活性剤等の分散剤及び消泡剤を少
量添加した水を循環させて接触させ、当該排気ガスを冷
却させるとともに、排気ガス中のカーボン粉末等の固形
微粒子及び一酸化炭素等の有害ガスを分解、吸着させる
燃焼排気ガスの冷却及び浄化方法とした。
【０００７】請求項３項の発明は高温の排気ガスを外気
に排出する経路において、適宜の密閉したチャンバー内
に複数個のフィルターを連設し、これらの各フィルター
に排気ガスを通し、これらの各フィルターに界面活性剤
等の分散剤及び消泡剤を少量添加した循環水を注ぎ、当
該フィルターを通過する排気ガスをこれらの水に触れさ
せて冷却させるとともに、排気ガス中のカーボン粉末等
の固形微粒子及び一酸化炭素等の有害ガスを分解し上記
水に吸着させることを特徴とする、燃焼排気ガスの冷却
及び浄化方法とした。
【０００８】また請求項４項の発明は、高温の排気ガス
を外気に排出する経路において、適宜の密閉したチャン
バー内に複数個のフィルターを連設し、これらの各フィ
ルターに排気ガスを通し、これらの各フィルターに排気
ガスを通す前に界面活性剤等の分散剤及び消泡剤を少量
添加した循環水を排気ガスに接触させて冷却するととも
に、当該各フィルターにおいて排気ガス中のカーボン粉
末等の固形微粒子及び一酸化炭素等の有害ガスを分解
し、上記水に吸着させ、これらの冷却、分離の工程を繰
り返すことにより排気ガスを冷却、及び浄化する方法と
した。
【０００９】また請求項５項の発明は、高温の排気ガス
を外気に排出する経路において、適宜の密閉したチャン
バー内に複数個のフィルターを連設し、少なくともこの
内の最前のフィルターに界面活性剤等の分散剤及び消泡
剤を少量添加した水を注ぐ注出口を設け、上記各フィル
ターの下方に上記水の水面が位置する様にタンクを設
け、このタンク内の水を上記注出口に導くポンプを設け
た燃焼排気ガスの冷却及び浄化装置とした。
【００１０】また請求項６項の発明は、高温の排気ガス
を外気に排出する経路において、適宜の密閉したチャン
バー内に複数個のフィルターを連設し、各フィルターに
導入する前に界面活性剤等の分散剤及び消泡剤を少量添
加した水に上記排気ガスを通すか又は接触させる構成と
し、上記各フイルターの下方に上記水の水面が位置する
ようにタンクを設け、このタンク内の水を上記各接触箇
所に導くポンプを設けた燃焼排気ガスの冷却及び浄化装
置とした。
【００１１】また請求項７項の発明は、高温の排気ガス
を外気に排出する経路において、適宜の密閉したチャン
バー内に複数個のフィルターを連設し、少なくとも最前
のフィルターに導入する前に界面活性剤等の分散剤及び
消泡剤を少量添加した水に上記排気ガスを通すか又は接
触させる構成とし、上記各フイルターの下方に上記水の
水面が位置するようにタンクを設け、このタンク内の水
を上記各接触箇所に導くポンプを設け、上記各フィルタ
ーは排気ガスを間に通す複数の板体を略平行に設け、こ
れらの板体の間隙を二層流が生じる巾とした燃焼排気ガ
スの冷却及び浄化装置とした。
【００１２】上記請求項１項の発明では、この装置を自
動車のエンジンに適用した場合、エンジンからの排気ガ
スの温度は７０度乃至１５０度Ｃ（ガスタービンの排気
ガス等は３００度Ｃ乃至５００度Ｃの場合もある）に達
する。この排気ガスを適宜のチャンバー内で水に接触さ
せることにより、その熱で当該水が気化し、この気化熱
によって排気ガス自体の温度が下がる。一方当該排気ガ
スの中に含まれているガス状の水分は排気ガス自体の温
度の降下により凝集し、液化する。この液化により体積
を減少させ、減圧する。また排気ガス中のカーボン粉末
等の固形微粒子を分解させて水に吸着させ、これにより
固形微粒子を排気ガスから分離させる。またこれに使用
する水は循環式とした。
【００１３】上記エンジンからの５００度Ｃの排気ガス
中の水分は約３６０度Ｃ以上であるため、ガス体であ
り、１ｇ分子当たり２２．４リットル以上の体積を持っ
ているが、これが冷却されて水滴になると１８ミリリッ
トルに縮小する。このため計算上は一種の吸引ポンプと
なり、エンジンからの排気ガスの排出を容易にする。こ
の減圧分は２２４００分の１８で約１２００分の１にな
る。この様な減圧がエンジンの吸気を促し、エンジンは
完全燃焼に近くなり、必要以上の温度に上昇しないた
め、一酸化炭素や窒素酸化物等の発生が極度に押さえら
れる。またＮＯｘはＯ2と化合して硝酸となり、水の中
に溶ける。そして次ぎにくる排気ガスのＣＯをＣＯ2に
する酸化剤として働く。また排気ガス中の油分は分散粒
子となり、上記窒素酸化物を吸着する働きがある。
【００１４】上記請求項２項の発明では、上記作用に加
え、排気ガスと接触させる水に界面活性剤等の分散剤及
び消泡剤を少量添加したことにより排気ガス中のカーボ
ン粉末等の固形微粒子を上記分散剤の分散作用によりバ
ラバラにし、より小さなクラスターとし、次ぎにくる排
気ガスの中の微粒子、その他の活性のあるガス体（例え
ば一酸化炭素、窒素酸化物等）、重金属等を素早く吸着
する核になって排気ガスからこれらの微粒子等を分離す
る。
【００１５】上記請求項３項及び５項の発明では、上記
請求項１項及び２項における作用に加え、複数個のフィ
ルターの少なくとも最前のフィルターに界面活性剤等の
分散剤及び消泡剤を少量添加した水を注ぎ、排気ガスの
水との接触及び排気ガス中の固形微粒子の分解、水への
吸着、分離をフィルターを通して行うようにしている。
またタンクの水をポンプで注出口に導き、水を循環させ
ている。
【００１６】また上記請求項４項の発明は、上記請求項
３項及び５項の発明とほぼ同様な作用をするが、各フィ
ルターを通過する前の排気ガスに水を接触させて当該排
気ガスを冷却し、接触した水は水蒸気となって各フィル
ターに付着し、排気ガスはこれらの水に接して排気ガス
の中の微粒子、その他の活性のあるガス体、重金属等を
素早く吸着して分離する。しかもこれらの排気ガスの冷
却と固形微粒子の分離を繰り返す。
【００１７】上記請求項６項の発明では、上記請求項３
項及び５項の発明の作用と略同様であるが、この発明で
は排気ガスを水に直接通している。
【００１８】上記請求項７項の発明では、上記請求項３
項、４項、５項及び６項の発明の作用と略同様である
が、各フィルターにおいて、複数の板体の間隔を極めて
小さくし、これらの各板体の間を排気ガスを通すことに
より、二層流の働きにより、各板体表面の粘着性の高い
固定層の間に流動層が形成され、上記排気ガスはこの流
動層内を移動するが、この中の固形微粒子は両側の各固
定層に接触して減速し、落下して下方の水に吸着され
る。これにより排気ガス中の固形微粒子が当該排気ガス
から分離される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態例を図
に基づいて説明する。図１及び図２はこの発明の第１の
実施の形態例の概略構成を示すもので、エンジンからの
排気ガスはまず放熱器１に送られる構成となっている。
そしてこの放熱器１の後にフィルターボックス２を通過
し、さらにサイクロン３を経て排気される。上記フィル
ターボックス２内にはさらに二つの区画２ａに分かれ、
これらの各区画２ａ内に夫々対のフィルター４、４が夫
々設けられている。
【００２０】これらの各フィルター４は図２に示すごと
く、枠体４ａの相対する辺に繊維等からなるフィラメン
ト４ｂを巻き付け、各繊維相互の間に小さな間隔を設け
たもので、各区画２ａ内の対のフィルター４は「ハ」の
字型に設けてこれらの外側にセラミック、金属、プラス
チック等の小片５を多数充填している。またこのフィル
ターボックス２の下方にはタンク６が設けられ、上記フ
ィルターボックス２及び上記サイクロン３と連絡してい
る。このタンク６内には、界面活性剤等の分散及び乳化
作用のあるものを０．０１〜３％と消泡剤を極少量添加
した水が入っている。
【００２１】またこのタンク６の上記水をポンプ７を介
して噴霧する噴出口８を上記フィルターボックス２の一
方の区画２ａ、即ち放熱器１に続く区画２ａのフィルタ
ー４、４の上に設けている。また上記タンク６に予備タ
ンク９を連結している。さらに上記サイクロン３から排
気パイプ１０が導出されている。
【００２２】この場合、エンジンから排気した排気ガス
は約７０〜１６０度Ｃに達している。しかしこの排気ガ
スを上記放熱器１に通すと、６０度〜１００度Ｃに下が
る。そしてこれを上記フィルターボックス２内に導く。
これと同時に上記ポンプ７を作動させてタンク６内の水
を一方の区画２ａのフィルター４の上の噴出口８から噴
霧する。これにより水は徐々にセラミック等の小片５に
当たってフィルター４の下方に落下していくが、この間
にこれらの小片５の間及びフィルター４を排気ガスが通
り、これらの水に接触する。従ってこれらの小片５は当
該排気ガスが水に接触する面積を大きくするために設け
られたものである。
【００２３】そこで排気ガスに触れた水は気化し、当該
気化熱によって排気ガスの温度が下がる。また排気の中
に含まれる水分（蒸気）は凝集し、液化する。そしてこ
の水はフィルターボックス２内の下部の孔を通ってタン
ク６内に入る。また上記排気ガスが水に接触すると、排
気ガス内のカーボン粉末等の固形微粒子は当該水内の分
散剤の分散作用によりバラバラとなり、より小さなクラ
スターとなる。そして次ぎにくる排気ガスの中の微粒
子、その他の活性のあるガス体（例えば一酸化炭素、窒
素酸化物等）、重金属等を素早く吸着する。そこでこれ
らの微粒子を含んだ水は上述の如くタンク６に入ってい
く。これにより排気ガスから微粒子等が分離される。
【００２４】この様にして二つの区画２ａをへてサイク
ロン３に達し、当該サイクロン３の排気パイプ１０から
外部に排出される。この状態の排気ガスは外気温とあま
り変わらず、夏の暑い時（３４度Ｃ）でも３８〜４０度
Ｃ以下であり、冬の寒いとき（５度Ｃ）では１０数度に
なる。しかも上述の如く排気ガスが冷却されて、排気ガ
ス中のガス状の水分が水滴になると体積が縮小し、その
分減圧されてエンジンからの排気ガスの排出を容易にす
る。そこでこの様な減圧がエンジンの吸気を促し、エン
ジンは完全燃焼に近くなり、必要以上の温度に上昇しな
いため、一酸化炭素や窒素酸化物等の発生が極度に押さ
えられる。
【００２５】図３乃至図５はこの発明の第２の実施の形
態例を示し、この例では第１密閉室１１、第２密閉室１
２、第３密閉室１３、第４密閉室１４を連設し、これら
の各密閉室に排気ガスを通す。第１密閉室１１は隔壁１
５により二つに区切られており、一方は排気ガスを下方
のタンク１６の水中内に導入する導入パイプ１７が設け
られた通路１８となり、他方にはセラミックの球、筒、
繊維、金属板等の小片が充填されたカラム室１１ａとな
っている。
【００２６】また第２密閉室１２以下は上記の第１密閉
室１１と同様に邪魔板１５により二つに区切られ、一方
は排気ガスの通路１８、他方はセラミックの球、筒、繊
維、金属板等の小片が充填されたカラム室１２ａ、１３
ａ、１４ａとなっている。そしてこれらの第１密閉室１
１乃至第４密閉室１４の下方には各密閉室と連絡した上
記タンク１６を構成するタンク小室１６ａ１６ｂ、１６
ｃ、１６ｄとなり、これらのタンク小室１６ａ、１６
ｂ、１６ｃ、１６ｄは相互に連絡されている。またこれ
らの各密閉室１１、１２、１３、１４の各通路１８及び
タンク１６には空冷又は水冷の冷却パイプ１９が通って
いる。
【００２７】そして第４密閉室１４の後方に排気通路２
０を設けて排気ガスを外部に導出している。また上記タ
ンク１６には補助タンク２１を有する液面調節器２２を
設けている。さらに上記第２密閉室１２及び第３密閉室
１３の各カラム室１２ａ、１３ａの上方には水注出口２
３が夫々設けられ、上記タンク１６からこれらの各水注
出口２３にポンプ２４により水を供給する。
【００２８】この実施の形態例の場合上記タンク１６に
は予め０．００５乃至３％の界面活性剤を添加した水を
入れておく。そしてエンジンからの排気ガスは上記導入
パイプ１７から第１密閉室１１のタンク１６の水中に排
気される。当該排気ガスは上述の如く高温高圧で排気さ
れるので当該液の中で冷却されて可溶分は溶解する。そ
の際界面活性剤含有の気泡がアワとなってカラム室１１
ａで液化し、当該カラム室１１ａの下方のタンク１６ａ
に落ちる。これと同時にタンク１６ａの水に入った不溶
ガスはアワとなって次ぎの第２密閉室１２の通路１８を
通ってカラム室１２ａに送られる。この時アワだけでな
く、蒸気も多量に発生するが、水注出口２３から注出し
た水がカラム室１２ａ内に付着し、蒸気はこれらの水と
接触して冷却され、温度は急激に低下する。しかも当該
水中で上述と同様に固形微粒子や有害ガスは水に吸着さ
れて分離される。このようにして第３密閉室１３におい
ても上記第２密閉室１２と同様に排気ガスは冷却され、
かつ固定微粒子や有害ガスが分離されていく。
【００２９】各カラム室１１、１２、１３、１４での排
気ガスの温度は図４の通りであり、またその時の一酸化
炭素や窒素酸化物の含有量は図５の通りである。この様
にして排気ガスの急激な温度低下により排気ガスの体積
が急に減少して減圧となり、排気ガスをエンジンから吸
引する力となり、エンジン内での燃焼効率は非常によく
なる。それ故エンジンの燃焼も高温化が進まず、ＮＯｘ
の発生量が減少する。また排気ガス中の微粒子が水中に
分散し、これが後続の排気ガス中の一酸化炭素やＮＯｘ
をとらえ、排気ガスから分離させる。従って排気通路２
０から出てくる排気ガスの温度は外気温との差があまり
なく、クリーンな状態で出てくる。
【００３０】図６乃至図９はこの発明の第３の実施の形
態例を示す。この第３の実施の形態例は上記の第１及び
第２の実施の形態例とほぼ同様であるが、フィルターの
構成が異なる。即ち、この実施の形態例でもエンジンか
らの排気ガスは箱型本体２５の一端の導入パイプ２６か
らガイド板２７にガイドされて箱型本体２５の下部に形
成されたタンク２８内に入る。このタンク２８内には予
め０．００５乃至３％の界面活性剤を添加した水を入れ
ておく。またタンク２８は適宜の孔により各フィルター
３０と連絡している。そしてこのタンク２８の液内に入
った排気ガスは急激に冷却され、アワとなって通路２９
に抜け出る。そして箱型本体２５内に間隔を開けて設け
た複数個のフィルター３０を順次通って他方の排気パイ
プ３１から外部に排出される。
【００３１】これらのフィルター３０の構成は図７に示
すごとく、排気ガスの流れと平行な多数の薄板３０ａを
間隔を開けて並べ、これらの各隣接する薄板３０ａの間
隔を極めて小さくし、二層流の生じる間隔とする。これ
らの薄板３０ａの間に排気ガスを流すと、図８に示すご
とく、排気ガスの流れの中に各薄板３０ａの表面に沿っ
て固定層３２が生じ、これらの間に流動層３３ができ
る。そこでこの固定層３２は粘着度が高く、流動層３３
内の固形微粒子はこれらの固定層３２に当たって減速さ
れる。
【００３２】これにより各フィルター３０を排気ガスが
通ると、排気ガス中の固形微粒子の一部は上記固定層３
２に接触して減速し、図９に示すごとく下方に落下して
いく。そして順次各フィルター３０を通過するに従って
排気ガス中の固形微粒子は液のタンク２８内に落下して
行き、排気ガスから分離され、上記排気パイプ３１から
出てきた排気ガスは上記の実施の形態例と同様に温度が
下がり、かつクリーンな排気ガスとなっている。
【００３３】図１０乃至図１１はこの発明の第４の実施
の形態例を示す。この第４の実施の形態例は上記の第３
の実施の形態例とほぼ同様であるが、エンジンからの排
気ガスは箱型本体３４の一端の導入パイプ３５から第１
密閉室３６、第２密閉室３７、第３密閉室３８及び第４
密閉室３９に至り、邪魔板室４０を通って排気パイプ４
１から外部に排気される。またこれらの各密閉室の下方
には予め０．００５乃至３％の界面活性剤を添加した水
を入れたタンク４２が設けられ、このタンク４２は各密
閉室３６乃至３９と適宜の孔で連絡されている。また上
記各密閉室３６乃至３９は水が噴霧されるノズル４３ａ
を有する噴霧区画４３とフィルター区画４４とから構成
されている。これらの各フィルター区画４４は図１１に
示すごとく、多数の湾曲した薄板状のフィルター板４４
ａを平行して並べ、各フィルター板４４ａの間隔を狭く
し、上記第３の実施の形態例と同様に二層流現象が生じ
る間隔としている。そして各密閉室の噴霧区画４３に入
った排気ガスは各ノズル４２により噴霧された水と接触
して冷却され、さらに各フィルター区画４４で排気ガス
内のカーボン粉末等の固形微粒子や有害ガスを分離する
構成となっている。
【００３４】これを具体的に説明すると、上記実施の形
態例と同様に排気ガスと接触した水は気化し、この気化
熱で排気ガスの温度が下がり、一方排気ガス中の水分
（蒸気）は凝集し、液化する。そしてこの液化した水は
下方のタンク４２内に落下して入る。また上記排気ガス
が水に接触すると、排気ガス内のカーボン粉末等の固形
微粒子や有害ガスは当該水内の分散剤の分散作用により
バラバラとなり、より小さなクラスターとなる。そして
次ぎにくる排気ガスの中の微粒子、その他の活性のある
ガス体（例えば一酸化炭素、窒素酸化物等）、重金属等
を素早く吸着する。またこの排気ガスはフィルター区画
４４に入り、各フィルター板４４ａの間を通り、二層流
現象によって固形微粒子は失速し、下方のタンク４２に
落下していき、排気ガスから分離される。
【００３５】この様に排気ガスは第１密閉室３６から順
に第４密閉室３９まで上記工程を繰返し、次第に冷却さ
れ、外気温と略同じ温度となり、また窒素酸化物等の固
形微粒子や有害ガスのほとんどが分離、除去されて邪魔
板室４０を経て排気パイプ４１から外部に排気される。
【００３６】次ぎに図１２及び図１３は上記第３及び第
４の実施の形態におけるフィルター３０及びフィルター
区画４４の二層流を生じさせるフィルターの他の実施の
形態例を示す。図１２のフィルター４５は排気ガスの流
れる方向に略平行な二つ折りの弾性板体４５ａを複数並
べ、各フィルター４５は支持軸４６にその折り返し端を
軸支され、排気ガスの流れが速いと、各フィルター４５
の二つ折りの両側の弾性板体４５ａが相互に狭まり、従
って隣接するフィルター４５の間の間隔は拡がる。また
流れが遅いと、各フィルター４５の二つ折りの両側の弾
性板体４５ａが相互に離れ、従って隣接するフィルター
４５の間の間隔は拡がらないようになっている。また図
１３に示すごとく、各フィルター４５の弾性板体４５ａ
に多数の突起又は小孔４５ｂを設けても良い。これは上
記第３及び第４の実施の形態におけるフィルター３０及
びフィルター区画４４の二層流を生じさせるフィルター
板の側面に多数の突起又は小孔を設け、固形微粒子の分
離をより確実にする構成としたものである。
【００３７】また上記実施例では各フィルターの下方に
設けたタンクの水をポンプにより汲み上げて各フィルタ
ーの上方等から噴射させているが、これらのポンプはモ
ータ等の動力を用いても良く、また図１４に示すごとく
排気ガスの通路４７にプロペラ４８を回転自在に設け、
排気ガスの圧力によりプロペラ４８を回し、この回転を
ポンプ４９に伝えてポンプ４９を回転させても良い。さ
らに排気ガスに最初に水を接触させる際、図１５に示す
ごとく排気ガスの通路５０にオリフィス弁５１を設け、
このオリフィス弁５１箇所にタンクからの水のパイプ５
２の先端開口部を設けて、上記オリフィス弁５１により
水を通路５０内に噴霧させることもできる。
【００３８】また上記各実施の形態例では排気ガスを接
触させる水に０．００５乃至３％の界面活性剤やごく少
量の消泡剤を添加しているが、これらのものは発明の必
須要件ではない。これらのものを添加しなくとも排気ガ
スに水を接触させるとＮＯｘの一部はＯ2と化合して亜
硝酸又は硝酸となり、水の中に溶け、次ぎにくる排気ガ
スのＣＯをＣＯ2にする酸化剤として働く。また排気ガ
ス中の油分は分散粒子となり、上記窒素酸化物を吸着す
る働きがある。
【００３９】この発明は上記実施例では自動車のエンジ
ンの排気ガスにつき説明したが、この発明の高圧の燃焼
排気ガスにはディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、
２サイクルエンジンの排気ガス、ヘリコブター等の航空
機の排気ガス、船舶のエンジンの排気ガス、ガスタービ
ンの排気ガス、発電機用エンジンの排気ガス、工場内の
ボイラー等の燃焼排気ガス、レストランや一般家庭の厨
房の排気ガス等が含まれる。従ってこの発明はこれらの
排気ガスに適用できるものである。
【００４０】
【発明の効果】請求項１項の発明では、高温の燃焼排気
ガスを適宜のチャンバー内で水に接触させることによ
り、その熱で当該水が気化し、この気化熱によって排気
ガス自体の温度が下がる。この原理により排気ガスを外
気温に近い温度まで冷却処理することができる。従って
従来これらの高温の燃焼排気ガスをそのまま外気に排出
させているため、地球の温暖化が進んでいるが、この発
明の処理によりこれを阻止することができる。しかもま
たこれらの排気ガスの冷却により、排気口からの遠赤外
線分の検出が難しくなり、標的等から守ることもでき
る。
【００４１】また上述の如く水に接触させることによ
り、排気ガス中のカーボン粉末等の固形微粒子や有害ガ
スを分解させて当該水に吸着させ、これにより固形微粒
子や有害ガスを排気ガスから分離させることができる。
また上述の如く水に接触させることにより排気ガス中の
ガス状の水分が、排気ガス自体の温度の降下により凝集
し、液化する。この液化により体積を減少させ、減圧す
る。この様な減圧が燃焼の吸気を促し、燃焼は完全燃焼
に近くなり、必要以上の温度に上昇しないため、一酸化
炭素や窒素酸化物等の発生が極度に押さえられる。従っ
て排気ガスをクリーンな状態にして外気に放出すること
ができる。
【００４２】請求項２項の発明では、上記請求項１項の
効果に加え、排気ガスと接触させる水に界面活性剤等の
分散剤及び消泡剤を少量添加することにより排気ガス中
のカーボン粉末等の固形微粒子や有害ガスの吸着、分離
をより確実なものにできる。
【００４３】請求項３項、５項及び６項の発明では、上
記請求項１項及び２項における効果に加え、複数個のフ
ィルターの少なくとも最前のフィルターに界面活性剤等
の分散剤及び消泡剤を少量添加した水を注ぐため、フィ
ルターに水が付着し、排気ガスの水との接触面積を増や
し、排気ガスの冷却を確実なものにするとともに、排気
ガス中の固形微粒子や有害ガスの分解、水への吸着、分
離をフィルターを通して確実なものにしている。
【００４４】また上記請求項４項の発明は上記請求項３
項及び５項の発明とほぼ同様な効果を有するが、さらに
各フィルターを通過する前の排気ガスに水を接触させて
当該排気ガスを冷却し、接触した水は水蒸気となって各
フィルターに付着し、排気ガスはこれらの水に接して排
気ガスの中の微粒子、その他の活性のあるガス体、重金
属等を素早く吸着する。そしてこれらの工程を数回繰り
返すことにより、徐々に温度を下げかつ固形微粒子等を
分離していく。従って外気に排気される時は外気温とほ
ぼ同じ温度となり、かつカーボン等の固形微粒子はほと
んど無くなる。
【００４５】上記請求項７項の発明では、上記請求項３
項、４項、５項及び６項の発明の効果に加え、各フィル
ターの構成が多数枚の薄板を並べただけの極めて簡単な
構造であり、目づまりもほとんどなく、固形微粒子を確
実に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態例における概略構
成図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態例におけるフィル
ターを示す構成図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態例における概略構
成図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態例における各カラ
ム室での排気ガスの温度を示すグラフ図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態例における各カラ
ム室での排気ガスに含有する窒素酸化物等の含有量を示
すグラフ図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態例における概略構
成図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態例におけるフィル
ターの説明斜視図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態例におけるフィル
ターの原理説明図である。
【図９】この発明の第３の実施の形態例における排気ガ
スの流れを示す説明概略図である。
【図１０】この発明の第４の実施の形態例における概略
構成図である。
【図１１】この発明の第４の実施の形態例における第１
密閉室の概略構成断面図である。
【図１２】この発明の第３及び第４の実施の形態例にお
けるフィルターの他の例を示す斜視図である。
【図１３】この発明の第３及び第４の実施の形態例にお
けるフィルターのさらに他の例を示す斜視図である。
【図１４】この発明のポンプの駆動源の一例を示す概略
説明図である。
【図１５】この発明の排気ガスの通路に水を噴霧する他
の例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 放熱器 ２ フィルターボッ
クス ３ サイクロン ４ フィルター ５ 小片 ６ タンク ７ ポンプ ８ 噴出口 １０ 排気パイプ １１ 第１密閉室 １２ 第２密閉室 １３ 第３密閉室 １４ 第４密閉室 １１ａ カラム室 １２ａ カラム室 １３ａ カラム室 １４ａ カラム室 １５ 隔壁 １６ タンク １７ 導入パイプ １８ 通路 １９ 冷却パイプ ２０ 排気通路 ２３ 水注出口 ２４ ポンプ ２５ 箱型本体 ２６ 導入パイプ ２７ ガイド板 ２８ タンク ２９ 通路 ３０ フィルター ３０ａ 薄板 ３１ 排気パイプ ３２ 固定層 ３３ 流動層 ３４ 箱型本体 ３５ 導入パイプ ３６ 第１密閉室 ３７ 第２密閉室 ３８ 第３密閉室 ３９ 第４密閉室 ４０ 邪魔板室 ４１ 排気パイプ ４２ タンク ４３ 噴霧区画 ４３ａ ノズル ４４ フィルター区画 ４５ フィルター ４５ａ 弾性板体 ４５ｂ 突起又は小孔 ４６ 支持軸 ４７ プロペラ ４８ 通路 ４９ オリフィス弁 ５０ パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 Ｂ０１Ｄ 53/34 １３５Ａ ３０１ 3/04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内で当該排気ガスを
    循環使用する水に接触させて当該排気ガスを冷却させる
    とともに排気ガス中のカーボン粉末等の固形微粒子及び
    一酸化炭素等の有害ガスを分解、吸着させることを特徴
    とする、燃焼排気ガスの冷却及び浄化方法。
  2. 【請求項２】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内で当該排気ガスを
    界面活性剤等の分散剤及び消泡剤を少量添加した水を循
    環させて接触させ、当該排気ガスを冷却させるととも
    に、排気ガス中のカーボン粉末等の固形微粒子及び一酸
    化炭素等の有害ガスを分解、吸着させることを特徴とす
    る、燃焼排気ガスの冷却及び浄化方法。
  3. 【請求項３】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内に複数個のフィル
    ターを連設し、これらの各フィルターに排気ガスを通
    し、これらの各フィルターに界面活性剤等の分散剤及び
    消泡剤を少量添加した循環水を注ぎ、当該フィルターを
    通過する排気ガスをこれらの水に触れさせて冷却させる
    とともに、排気ガス中のカーボン粉末等の固形微粒子及
    び一酸化炭素等の有害ガスを分解し上記水に吸着させる
    ことを特徴とする、燃焼排気ガスの冷却及び浄化方法。
  4. 【請求項４】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内に複数個のフィル
    ターを連設し、これらの各フィルターに排気ガスを通
    し、これらの各フィルターに排気ガスを通す前に界面活
    性剤等の分散剤及び消泡剤を少量添加した循環水を排気
    ガスに接触させて冷却させるとともに、当該各フィルタ
    ーにおいて排気ガス中のカーボン粉末等の固形微粒子及
    び一酸化炭素等の有害ガスを分解し、上記水に吸着さ
    せ、これらの冷却、分離の工程を繰り返すことを特徴と
    する、燃焼排気ガスの冷却及び浄化方法。
  5. 【請求項５】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内に複数個のフィル
    ターを連設し、少なくともこの内の最前のフィルターに
    界面活性剤等の分散剤及び消泡剤を少量添加した水を注
    ぐ注出口を設け、上記各フィルターの下方に上記水の水
    面が位置する様にタンクを設け、このタンク内の水を上
    記注出口に導くポンプを設けたことを特徴とする、燃焼
    排気ガスの冷却及び浄化装置。
  6. 【請求項６】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内に複数個のフィル
    ターを連設し、各フィルターに導入する前に界面活性剤
    等の分散剤及び消泡剤を少量添加した水に上記排気ガス
    を通すか又は接触させる構成とし、上記各フイルターの
    下方に上記水の水面が位置するようにタンクを設け、こ
    のタンク内の水を上記各接触箇所に導くポンプを設けた
    ことを特徴とする、燃焼排気ガスの冷却及び浄化装置。
  7. 【請求項７】 高温の排気ガスを外気に排出する経路に
    おいて、適宜の密閉したチャンバー内に複数個のフィル
    ターを連設し、少なくとも最前のフィルターに導入する
    前に界面活性剤等の分散剤及び消泡剤を少量添加した水
    に上記排気ガスを通すか又は接触させる構成とし、上記
    各フイルターの下方に上記水の水面が位置するようにタ
    ンクを設け、このタンク内の水を上記各接触箇所に導く
    ポンプを設け、上記各フィルターは排気ガスを間に通す
    複数の板体を略平行に設け、これらの板体の間隙を二層
    流が生じる巾としたことを特徴とする、燃焼排気ガスの
    冷却及び浄化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1710405A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-11 Antonio Petrolini Silencer for trapping particulates by using water
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