JPS5958111A - デイ−ゼルエンジン用集じん器の二次処理装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジン用集じん器の二次処理装置

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JPS5958111A
JPS5958111A JP57166828A JP16682882A JPS5958111A JP S5958111 A JPS5958111 A JP S5958111A JP 57166828 A JP57166828 A JP 57166828A JP 16682882 A JP16682882 A JP 16682882A JP S5958111 A JPS5958111 A JP S5958111A
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JP
Japan
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soot
air
oxygen
dust collector
diesel engine
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JP57166828A
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English (en)
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Kiichiro Tsuda
津田 喜一郎
Mitsuo Kobayashi
光男 小林
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/037Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of inertial or centrifugal separators, e.g. of cyclone type, optionally combined or associated with agglomerators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2270/00Mixing air with exhaust gases
    • F01N2270/04Mixing air with exhaust gases for afterburning

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

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】 この発明はディーゼルエンジンの運転によって成される
カーボ:/fr主成分とする微粒子(以下すすという)
を大気中に放出しないようにする公害防止用のディーゼ
ルエンジン周年じん器に関するものであって、−次処理
として集じん器に収集したすすを大気中に放出しないよ
うにするため燃焼処理を行う二次処理装置に関するもの
である。
この種のディーゼルエンジン周年じん器は一般に次のよ
うな機能を有することが望まれる。
(1)すすを収集する一次処理機能 (2)−次処理により収集したすすを大気中に放出しな
いようにする二次処理機能 前記(1)項のすすを収集する装置としては、従来エン
ジン排気ガス流路中に金網またはアルミナファイバから
なるフィルタを挿入し、このフィルタを挿入し、このフ
ィルタによってすすを捕集する装置が提案されているが
、これには実用性のあるすす除去率を得るためには金網
またはアルミナフアイパの目を細かくする必要があり、
これによってフィルタによる圧力損失が増大し、エンジ
ンの出力を低下させるという欠点がある。
近年上記の欠点を解消するために、すすを収集する装置
とし、て電気業じん器とサイクロンとを組合せた圧力損
失の少ないすすを収集する装置が提案されている。前記
の各装置においては、収集したすすを大気中に放出しな
いようにするために二次処理装置を備えなければならな
い。
前記の二次処理装置としては、従来次のようなものが提
案されているが、それぞれ下記するような欠点を有して
いる。
1)すすが一定量蓄積されたらバーナによってすすを燃
やす装置 この装置の欠点はバーナ、点火系、燃やすタイミングの
検出系などを備えなければならず構造が複雑になる。捷
だ温度が高くなるので断熱構造が必要であり高価になる
ことである。
2)酸化触媒を用いて排気ガス温度程度の低温ですすを
酸化させる装置 この装置、の欠点は排気ガス中に含壕れているいおう分
によって触媒が被毒し、触媒の寿命が短いことである。
3)600℃以上の高温加熱空気を吹きつける装置 この装置の欠点は微粒子状のすすが吹き飛ばされないよ
うにするために、すすに何らかの加工をする必要がある
ことである。寸だすすの燃焼を継続させるために加熱空
気の温度制御をしたり、満遍なく吹きつける必要があり
構造が複雑高価になる0 4)吸気絞り弁を紋り、一時的に排気ガス温度を上げて
これによシすすを燃やす装置 この装置の欠点は吸気絞シ弁を紋るとエンジンの出力が
変わり駆動力が変化することである。
この発明は前記の欠点を除去してより構造簡単でコスト
が低く、かつすすが確実に燃焼する効果があり、信頼性
の為いディ周年ルエンジン用集じん器の二次処理装置を
提供すること金目的とす4第1図はこの発明の第一の実
施例の系統図を示すもので、ディーゼルエンジン11の
排気マニホルド12は第一排気管13及び第一マフラ1
4を介して電気業じん器15に取りつけられている。
該電気業じん器15はサイクロン16及びダストポケッ
ト17と一体構造になっており、該サイクロン16の一
端は第二排気管18及び第二マフラ19を介して大気中
に開放されている。一方第一パイブ21の一端は大気中
に開口しており、他端は第−膜モジュール22に結合し
ており、さらに該第−膜モジュール22は第一エアポ/
7’23−iiH介して大気中に開口している。前記第
−膜モジュール22はA、B2室に分かれ、画室の間に
第一酸素富化膜24が設けられている。上記酸素富化膜
としては最近気体透過係数の大きい高分子合成膜が開発
されておシ、例えはセルロース、シリコーンゴム、ポリ
イミドなどの高分子酸素富化膜が知られている。第二膜
モジユール27は同様に第二酸素富化膜28によって分
割されたC、D2室を備え、第二パイプ25の一端は第
−膜モジュール22のB室に結合してお9、他端は第二
エアポンプ26を介して第二膜モジユール27のC室に
結合しており、前記第二膜モジュール27のC室の一端
は大気中に開口している。第三パイプ29の一端り第二
膜モジユール27のD室に結合しており、他端は第三エ
アポンプ30を介してダストポケット17に結合してい
る。前記の構成においてディーゼルエンジン11からお
ト出されたすすを多量に含んだ排気ガスは排気マニホル
ド12によって集められ第一排気管13.第一マフラ1
4を通って電気業じん器15に導入される。該電気業じ
ん器15では公知のように排気ガス中のすすが集じんさ
れ微粒子のすすは大きな粒子に成長して排気ガスに混入
してサイクロンエ6に導入される。
前記サイクロン16においては、公知のように前記の大
きな粒子に成長したすすが排気ガスより分離されダスト
ポケット17に堆積する。前記サイクロンによりすすを
取り除かれた排気ガスは第二排気管18.第二マフラ1
9を通って大気中に排出される。一方第一エアポ/プ2
3によって大気中から吸入された空気は第一パイプ21
.第−膜モジュール22に入シ、一部の空気は第一酸素
富化膜24を通ってB室へ、残部の空気はA室を通って
第一エアポンプ23によって大気中に排出される。前記
第一エアポンプ23は第1図の実施例では説明の都合上
電気的に駆動されるタイプを想定しているが、排気ガス
圧力によってまたはディーゼルエンジン11と連結して
駆動されるタイプであってもこの発明の意図する機能に
何ら影響を及ばずものではない。このことは第二エアポ
ンプ26と後記する第三エアポンプ30についても同様
である。
前記第−膜モジュール22のA室に入った空気の一部は
第一酸素富化膜24を通って第−膜モジユール220B
室に入ると、通常の空気よりも酸素分圧の高い酸素に富
む空気となる。さらにこの酸素に富む空気は第二パイプ
25.第二エアポンプ26によって第二膜モジユール2
7に入り、一部の酸素に富む空気は第二酸素富化膜28
を通って第二膜モジユール27のD室へ、残部の酸素に
富む空気はD室を通って大気中に排出される0この場合
C室を通った酸素に富む空気は大気中に排出しないで第
−膜モジュール22のA室に戻して酸素収率の向上金は
かつてもよい。前記第二膜モジュール27のD室に入っ
た酸素に富む空気の一部は第二酸素富化膜28を通って
第二膜モジユール27のD室に入ると、さらに酸素分圧
の高いよp酸素に富む空気となる。前記のより酸素に富
む空気は第三パイプ29.第三エアポンプ30を通って
ダストポケット17に導かれる。
なお前記の説明では膜モジュールを二段直列に結合して
酸素分圧を高くする装置について説明したが、第一酸素
富化膜24の効率が良くてすすを燃焼させるというこの
発明の目的を達成するのに十分な酸素に富む空気が第−
膜モジュール22のみで得られるならば、第−膜モジュ
ール22のみの一段だけの装置でよく、第二パイプ25
.第二エアポンプ26.第二膜モジユール27は不必要
となり、前記B室金出た酸素に富む空気は第三ノ(イブ
29.第3エアポンプ30を通って直接ダストポケット
17に導けばよい。前記と逆に第一酸素富化膜24及び
第二酸素富化膜28の効率が悪くて第二膜モジユール2
7を通った後にも目的とする酸素に富む空気が得られな
い場合には、前記の装置をさらにもう一段追加して三段
直列構成にする必要がある。
第2図はこの発明のディーゼルエンジン周年じん器の二
次処理装置を示す一部断面図で、前記サイクロン16と
ダストポケット17とから構成されている。前記ダスト
ポケット17の内部は空気供給口33.電気ヒータ34
.孔あき金属板36゜燃焼ガス出口37から構成されて
いる。前記構成においてサイクロン16で分離されたす
す38はダストポケット17に入り、たい積すす39と
して孔あき金属板36の上にたい積する。前記たい積す
す39を確実に燃焼処理するのがこの発明の目的とする
ところで、空気供給口33から供給される酸素に富む空
気及び電気ヒータ34の助けによって前記たい積すす3
9は完全燃焼し、すすの燃焼によって生成する燃焼ガス
は燃焼ガス出口37を通って前記の第二排気管18から
大気中に放出される。
第3図はこの発明の第二の実施例を示す系統図であって
、図中番号11から19までは第1図で説明したもので
あってこ\では説明を省略する。
膜モジュール41は酸素富化膜42によってA。
Bの2室に分割されている。パイプ43はエアポンプ4
4と加熱部45と継合しており、前記パイプ43の一端
は膜モジュール41のB室に、他端はダストポケット1
7にそれぞれ開口している0前記の構成において、エア
ポンプ44の作動によって大気中の空気は膜モジュール
41に吸いこまれ、前記膜モジュール41のA室から酸
素富化膜42を経てB室へ移動する間に酸素分が多くな
った燃焼空気はエアポンプ44を通過して加熱部45に
よって高温に加熱された後ダストポケット17内に送り
込まれる。こ\でエアポンプ44は前記第一の実施例で
述べたと同様に電気駆動であってもよいし、または排気
ガス圧力によって駆動されてもよく、さらにはディーゼ
ルエンジン11と連結して駆動されるものであっても差
し支えない。また加熱部45はこの発明ではディーゼル
エンジン11の排気ガスの排熱を利用しようとするもの
で、酸素に富む空気がエンジン排気管の近傍または排気
管内を通過するように構成するか、または熱交換器を用
いて酸素に富む空気を排気ガスと熱交換させて加熱する
ように構成する。酸素に富む空気が加熱部45で加熱さ
れる時、その体積が膨張し膜モジュール41に逆流する
ことを防止するために、エアポンプ44は酸素に富む空
気の流れ方向から見て加熱部45の上流側に設ける必要
がある。
前記の構成によって加熱された酸素に富む空気をダスト
ポケット17に供給して処理を行えば、以下に述べるこ
の発明の効果が得られる。従来考えられている装置では
、酸素分を多くされない加熱された通常の空気(以下加
熱空気と記す)を第2図に示すたい積すす39に吹きつ
ければたい積すす39の燃焼は起るが、加熱空気を吹き
つけた部分のたい積すす39が局部的に燃焼するだけで
その周辺まで延焼して燃焼を継続することはなかつた。
たい積すす39を完全に燃焼させるためには加熱空気を
たい積すす39に満遍なく吹きつけてやる必要があり、
空気供給口33を旋回移動させるための特別な複雑な機
構を必要とした。この発明によれば酸素に富む空気を加
熱してたい積すす39に吹きつけるようにしたため、吹
きつけられた部分のたい積すす39が燃焼するだけでな
く酸化雰凹気中にある周囲のたい積すす39にも燃え拡
がり、空気供給口33を前記のように旋回移動する必要
もなくたい積すす39全体を完全に燃焼させることがで
きる。
この発明の第二の実施例では、ディーゼルエンジンの排
気ガスの排熱を利用して酸素に富む空気を加熱して供給
し、これによってたい積すすを完全燃焼するようにした
ために、前記のこの発明の第一の実施例に示した第2図
の電気ヒータが不要となシ、装置としての信頼性を向上
させる効果がある。
なお前記の説明において、装置全体の運転モードとして
連続的に処理を行うような記述°をしたが、この発明は
間欠的なバッチ処理を行うように運転しても所期の効果
を得ることができ、前記エアポンプの運転時間の合計を
少なくしてエネルギの節約を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第一の実施例の系統図、第2図はそ
の一部の拡大断面図、第3図はこの発明の他の実施例の
系統図である。 11 ディーゼルエンジン、15・・・電気集じん器、
16・・・サイクロン、17・・・ダストポケット、2
2.27.41・・・膜モジュール、23,26゜30
.40  ・エアポンプ、24.28.42・・・酸素
富化膜、33・・・空気供給口、34・・・電気ヒータ
、36・・孔あき金属板、39 ・たい積すす、45・
・加熱部。 2′2図 73図 −6:

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 工)集じん器により収集した後に特定の場所にたい積し
    たすすを処理するだめのディーゼルエンジン周年じん器
    の二次処理装置であって、高分子酸素富化膜を用いた膜
    モジュールを備え、膜モジュールで生成されて酸素に富
    む空気をすすのたい積場所に送ってすすを加熱燃焼させ
    ることを特徴とするディーゼルエンジン周年じん器の二
    次処理装置0 2、特許請求の範囲第1項記載のディーゼルエンジン周
    年じん器の二次処理装置において、前記酸素に富む空気
    をエンジンの排気ガスによって加熱するように構成した
    ことを特徴とするディーゼルエンジン周年じん器の二次
    処理装置。 3)特許請求の範囲第1項記載のディーゼルエンジン周
    年じん器の二次処理装置において、装置を間欠的に運転
    することを特徴とするディーゼルエンジン用集じん器の
    二次処理装置。
JP57166828A 1982-09-25 1982-09-25 デイ−ゼルエンジン用集じん器の二次処理装置 Pending JPS5958111A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6886328B2 (en) * 2002-06-25 2005-05-03 Yukio Kinoshita Exhaust gas processing system

Cited By (1)

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