JPS59130557A - 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】 この発明は自動車エノジン等の内燃機関から吐出される
排気ガスから、この排気ガスに含まれているカーボンを
主成分とするダストを分離捕集した上で、これを焼却処
分する排気ガス浄化装置に関する１、 内燃機関、特にデイゼルエンジン等はその排気ガス中に
カーホンを主成分とする煤が多く含まれており、これが
大デ汚染の一要因ともなっている。

このために昨今では排気ガスからカーホン等のダストを
分離捕集して排気ガスを浄化する各種方式の装置が開発
されている。かかる装置は自動車に搭載し内燃機関の排
気ガスを大気中に放出する以前の段階で浄化させるもの
が一般的であるが、その他にも自動車専用道路等のトン
ネル内に充満している排気ガスを浄化する大規模な排気
ガス浄化装置としても使用される。

また上記排気ガス浄化装置のダストの分離捕集手段とし
ては、堅牢でメインテナンスもあまり必要としないサイ
クロン乗じん器が多（採用されておす、更にサイクロン
乗じん器で排気ガスより分離したカーボンダスト等を併
せてサイクロン乗じん器内でヒータ加熱により焼却処分
する方式も仰ら）１ている。

この発明は上記のように内燃機関から吐出された排気ガ
スをサイクロン乗じん器へ送り込ｌしでカーボンダスト
等を分離捕集した上で、この捕集カーボンダストな−サ
イクロン乗じん器内のダスト集ａＸ内で焼却させるよ５
Ｋした排気ガス浄化装置に関するものであり、まず第１
図によりこの独の自動車搭載型排気ガス浄化装置の従来
における構成を説明する。

第１図において、１はデ・ｆ−ゼルエンジン等の内燃機
関、２は電気集じん器あるいはその他の方式のダスト凝
集器、３がダスト凝集器２の後段に襞間されたサイクロ
ン乗じん器、４はヤイク【フン集じん器３の集じん室内
に配備されたカーボンダスト燃焼用のヒータである。な
おトンネル興じん装置では図示における内燃機関がなく
、この代りにトンネル内の空気をサイクロン乗じん器３
へ向けて送り込むフロアがダスト凝集器の前段に接続さ
れている。また第１図に戻り、この構成によりガスは凝
集器２に入り、ここで単位径０．２μｍ程度のサブミク
ロン単位のカーポン微粒子は凝集粗大化されてサイクロ
ン乗じん器３に遂り込まれる。

サイクロン乗じん器３では周知のようにサイクロン本体
３１内を旋回下降する生気流人に乗って微粒子が遠心分
離され、サイクロン水体３１の内壁を伝って１万に移動
し、集じん室３２内へ沈降集積される。これに対し、微
粒子を分離して浄化された排気ガスは反転気流Ｂとなっ
て上昇し、サイクロン出口管おを通じて大気中に排出さ
れる。−万、集じん室３２の底部には前述のようにフィ
ルタ５で包囲されたヒータ４が配備されており、エンジ
ンの運転状態に応じて投入されるスイッチ６を介して電
源７かう通π、される。したがって集じん室３２内に捕
集すれてフィルタ５の上に果状したカーボンゲスト８は
ヒータ４の加熱により焼却されることになる。

一部、カーボンタスト８を燃焼させるための条件には、
ヒータ加熱とともに燃焼に必要な酸素の十分な供給が不
可欠である。かｈ）る点ＪＪ図のように集じん室内底部
のヒータ４の上に捕集沈積したカーボンダスト８を焼却
する場合に、反に３−じん室３２が閉じた空間であると
、カーボンダスト１内に十分な酸素の供給が行えノＩい
。すなわちす１゛クロン果じん器３の中を流れる酸×を
含む主気流Ａの一部は集じん口を通し゛（ｉ％じん室３
２の中にも流入するが、巣じん室の底部が閉じ・Ｃいれ
ば、その中心部から反転して上昇し、出口゛」３の刀・
＼−」けて流出する。このためにカーボンダスト８のヒ
ータ４に近い下層部への酸素の供給は刀−ボンダスト層
内の拡散のみによって行われるので不十分となり、この
結果燃焼速度の低下、未燃貌の問題が発生する。このた
めの対策として、柔しん室３２の底部より抽気管９を引
き出し、これを集じん室３２内の静圧より圧力が低いサ
イクロン乗じん器３の出口側の排気ガス通路に接続した
ブローダウン方式が提案されている。かかる方式によれ
ば、運転時にサイクロン乗じん器内の気流の一部は、矢
印Ｃのように集じん室３２の底部から抽スさｔ（、この
過程で酸素を含む気流がカーボンダスト８０層内を強制
通風し、燃焼に必要な十分な酸素を補給することかで沙
るようシてなるし、併せてグσ−ダウンの効麦忙よって
サイクロン乗じん器の集じん効率の向上も期待できる。

しかしながら−見これでカーボンダストの未燃ｇ８等の
問題が直ちに解消できるように考えられるが、実際シて
自動：ＩＬ等に搭載して運転を行う場合には次記のよう
な新たな問題が派生オる。すなわちディーゼルエンジン
では、その排２ガ人中の酸素濃度がエンジンの運転状態
、つまり自動車の走行状態によって太き（変化し、実ｔ
ｌｉｌ：　したところによればエンジンのアイドリング
運転と最大出力運転とでは、排気ガス中の酸素濃度が前
者に救べて後者の運転状態ではほぼ１１５に減少するこ
とが確められている。しかも排気ガス中のカーボンダス
トＪ有量は逆に吠きく増大する。

このために内燃機関］の高出力運転状態では、サイクロ
ン乗じん器３に流入する排気ガスは酸素濃度が低（、分
離捕集したカーボンゲスト８の焼却に要する十分な酸素
の併給が得られない。しかもこの時声では逆にカーボン
ダストの発生量も増加する。この結早、カーボンダスト
８の燃焼が不完全となり、未燃焼のカーボンダストの一
部は抽気流に乗ってそのまま大気中に排出されて排気ガ
スの浄化効果の低下を招くことになる。

この発明は上記の虞にかんがみなされたものであり、そ
の目的は上記従来装置の欠点を除去し、ブローダウンを
行いつつ内燃機関の高出力運転時にも、未燃焼のカーボ
ンダストがそのまま大気中に排出されることのないよう
圧して排気ガス浄化の高性能維持が図れるようにした排
２ガス浄化装置を提供することにある。

かかる目的はこの発明により、サイ２１フ乗じん器より
も上流側の排気ガス通路内にベンチュリ管を介挿設置し
、かつベンチュリー管のスロート部にカーポダスト焼却
部を経てサイクロン集じん室により引き出した油気管を
開口接続し、排気ガス通路に流れる排２ガス流を駆動気
流として集じん室から室内気流の一部を抽気し、この抽
気気流をベンチュリ管を経てサイクロン集じん器の入口
へ戻すように構成したことにより達成される。

以下この発明の自動車搭載型装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。

第２図において、この発明によりサイクロン集じん器３
よりも上流側の排気ガス通路、つまり内燃機関１とサイ
クロン集じん器３との間の通路にはベンチュリ管１０が
介挿設置され、このベンチュリ’Ｉｆ　１０の第３図に
示すスｃ−−ト部１１にサイクロン集じん室３２からカ
ーボンダスト焼升用ヒータ４を経て引き出された抽気管
９が開口接続されて（・る。

上記の構成において、内燃機関１の運転に伴い、機関１
から吐出された排気ガス流がベンチュリ管１０を通過す
る過程でスロート部１１には圧力降下による低圧が生じ
、サイクロン集じん室３２の内部圧力との間の圧力差に
よって集じん室３２からベンチュリ管１０へ向けて室内
気流の一部が矢印Ｃのように抽気される。つまり排気ガ
ス通路系では、内燃機関１の吐出し排気ガス圧の万がサ
イクロン集じん室３２の室内圧力よりも高いが、ベンチ
ュリｆＩＯを用いることによって排気ガスを駆動気流Ｉ
）としてスロート部１１に低圧部を生成させ、集じん室
３２からの抽気を可能にしている。そして抽気気流Ｃは
ベンチュリ管ＩＯ内で排気ガス気流りと合流し、ティフ
ユーザ部１２で圧力を回復した後にサイクロン集じん器
３０入口へ戻される。なお前記のペンチ３す菅１０の代
りに、ベンチュリ管と同様な動作を行う空気エゼクタを
用いて実施することもできる。

さて上記の構成によれば、まず第１図のものと同様にサ
イクロン集じん器のブローダウンが行え、その集じん効
率の向上が期待できる。この場合の抽出流量は主気流の
流量に対して高さ１０％以下に抑えるのがよい。しかも
ディーゼルエンジンの内燃機関１の運転状態如伺により
、高出力運転時には排気ガス中の酸素濃度が低下し、こ
のために一時的に捕集カーボンダスト８の焼却能力が低
下して未燃焼のカーボンダストが抽気流Ｃと一諸に集じ
ん室３２から排出されても、未燃焼カーホンダストを含
む抽気流Ｃはそのまま第１図のように大気中に放出され
ることなく、ベンチュリ管１ｏを経てサイクロン集じん
器３の上流側の排気ガス通路忙戻され、再びサイクロン
集じん器３でカーホンダストは排気ガス流から分離捕集
される。したがって大頻中には浄化された排気ガスのみ
が排出されるので、従来装置におけるような排気ガス浄
化効果の低下を招く恐れはな（なる。

なお、第４図はブルーダウンを行う場合の好適なヒータ
配置を示す応用実施例であり、カーボンダスト焼却用ヒ
ータ４は第１図の例とは異なり、集じん室３２の抽り部
分の管内に配置されており、かつヒータ形状は円筒構造
に作られている。このヒータ配置によれば、ヒータ４を
第１図のように集じん室内全域に張りめぐらせる必要が
なく、小形でヒータ容ｔも小さくて足りる。そしてカー
ボンダスト８は抽気流ＣＫ乗って集じん塗３２から搬出
される過程で赤熱されたヒータ４の加熱を受けて瞬時罠
態動される。またこのようにブローダウン経路でカーボ
ンダストを燃焼するようにしたことにより、第１図に示
したフィルタ５は不要となり、したがってフィルターの
目詰まり等の問題もなくなりメインテナンス作桑“Ｉ′
）＠単になる利点が得られる。

以上述べたようにこの発明は、サイクロン集じん器の集
じん室からカーホンダスト焼却用ヒータを経て抽（する
ブルーダウン気流をベンチュリ管を用いてサイクロン集
じん器よりも上流側の排免ガス通路へ戻すようにしたも
のであり、したがって内燃機関の高出力運転時にカーボ
ンダストの焼却能力が一時的に低下し、このために未燃
焼のカーボンダストが抽気流と一諸に集じん室かＩ−１
排出されることがあっても、この抽気流がそのまま犬ヲ
中に放出されないので排気ガス浄化装置は低下せず、し
かも−万ではブローダウン効果による乗じん効率の向上
、および捕集カーボンダストの焼却能力の向上を図るこ
とができ、その実用的効゛果は極めて大である。なおこ
の発明は自動車搭載用に限らず、頭記したトンネル内空
気浄化装置に適用しても同様な効果を奏することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における排気ガス浄化装置の系統図、第２
図はこの発明の実施例の系統略示図、第３図は第２図に
おけるベンチュリー管の構成図、第４図はヒータ配置に
ついての応用実施例の構成図である。 １・・・内燃機関、３・・・サイクロン集じん器、３２
・・・集じん室、４・・・カーボンダスト焼却手段とし
てのヒータ、８・・・捕集カーボンダスト、９・・・抽
気管、１０・・・ペン千ユリー管、１１・・・スロート
ａ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）内燃機関から吐出された排気ガスなサイクロン乗じ
   ん器へ送り込んで排気ガス中に倉まれているカーボンダ
   スト等を分離捕集するとともに、サイクロン乗じん器に
   備えたカーボンダスト燃焼手段により、捕集カーボンダ
   ストをサイクロン乗じん器の集じん室内で焼却するよう
   Ｋした排気ガス浄化装置において、サイクロン乗じん器
   よりも上流仰の排気ガス通路内にベンチュリ管を介挿設
   置してこのベンチュリー管のスロート部に前記の焼却部
   を経てサイクロン乗じん室より引き出した抽気管を開口
   接続し、排気ガス通路に流れる排気ガス流を駆動気流と
   して集じん室から室内気流の一部を抽気し、この抽久気
   流をベンチュリ管を経てサイクロン乗じん器の入口へ戻
   すようにしたことを特徴とする排気ガス浄化装置。