WO1993020944A1 - Apparatus and method for removing fine particles - Google Patents

Description

明 ism

細 微粒子除去装置及び方法 技術分野

本発明 は、 微粒子を含ん だ気体の流れか ら 微粒子を除去す る 装置及び方法に 関す る 。 背景技術

従来空気等の気体か ら 塵等の微粒子を除去す る た め に は、 微 粒子を含む循環空気を繊維製の フ ィ ル タ に導入 し て、 該 フ ィ ル タ を構成す る 織布の編 目 の隙間の寸法に よ り 微粒子を捕集 し て い た

そ の他に、 直流電圧 6 k V以上で例え ば 1 0 2 k V の電 極間 （正電極側は接地） に コ ロ ナ放電を起 こ さ せて、 空気の流 れがそ の 間を通 る と き に塵埃等の微粒子を荷電す る 荷電部を空 気の流れの上流側 に 置 き 、 下流側 に は電気的 に絶縁物で あ る グ ラ ス ウ ー ル の織布又 は不織布をパネ ル状の枠に入れた フ ィ ル 夕 を空気の流れに対向す る よ う に置 き 、 そ の背後に は若干の 間隔 を置い て複数の金属板を空気の流れに沿 う よ う に 置 い て集塵部 と し、 こ れ ら の金属板を別の直流電源 （例え ば、 1 0 0 V ) の 正極に接続 し た も のがあ る （グラ ス ウ ールの フ ィ ルタ と 金属板 と の 間に若干の 間隙を置いて直接に接触 さ せないの は、 火花が 生 じ て火災が発生す る 恐れをな く すためであ る 。 ：) 。 空気に含 ま れる 微粒子は、 荷電部で負に帯電さ れて、 こ の帯電微粒子の 内空気の流れ と共に下流側に移動する も の は、 集塵部の金属板 に ク ー ロ ン力で吸引 さ れ.る が、 ま ず、 その前に あ る グラ ス ウ ー ルの フ ィ ルタ にそ の隙間の寸法に よ り 捕集さ れる 。 次に来る 群 の帯電微粒子は、 既に フ ィ ルタ に捕集さ れてい る 帯電微粒子 と の間の ク ー ロ ン力 に基づ く 斥力 と 重力 と に よ り グラ ス ウ ールの フ ィ ルタ に捕集さ れる こ と な く 、 下に落下 し て、 か く し て捕集 さ れる 。

前者の方法で は、 繊維製フ ィ ルタ を構成す る 織布の編目 の隙 間の寸法に よ り 捕集微粒子の大小の形状が決定さ れる の で、 捕 集微粒子の種別に応 じ てそれに適合 した多数の繊維製 フ ィ ルタ を用'意 して置かな ければな ら ない。 ま た、 繊維製フ ィ ル タ を構 成す る 織布の編目 が詰ま る と、 空調系の流れを止めて フ ィ ルタ を取替え る か、 微粒子除去の予備の系を設けておいて、 こ の系 に切替え な ければな ら ない。 後者の方法では、 コ ロ ナ放電の電 一 _

圧が 6 k V ボル ト 以上 と 高 く 、 取扱上の注意及び火災 に対す る 配慮を必要 と し 、 ま た そ の フ ィ ル タ の取替え に は専門の技術者 を必要 と す る 。 ま た、 両者の装置 と も に高価であ り 、 更 に、 フ ィ ル タ の 繊維 の 材 質 と そ の 線 径 が 制 限 因 子 と な っ て 粒 径 が 0 . 5 / m以下の微粒子の捕集が難 し く 、 し か も 直 ぐ に 目 詰 ま り し て空気抵抗を増大 さ せ る 傾向 があ る の で、 部屋内 の空気の 循環に支障を来す。

ま た 、 内 燃 機 関 、 ポ イ ラ 、 産 業 用 燃 焼炉 、 等 の 運 転 時 に 発生す る 排気ガ ス成分の 内、 有害な成分、 特に Ν Ο _χ に対す る 対策 は数多 く 研究 さ れて い る 。 Ν 0 _χ の生成の抑制 につ い て は 冷 却 し た 排 気 ガ ス の 一部 を 混 合 気 又 は 空 気 に 加 え て 燃 焼 室 に 吸入 さ せ る 排気 ガ ス 再循環式、 即 ち E G R ( exhaus t ga s rec i rcu l a t i on ) が最 も 確実な方法で あ っ て （例え ば、 木村逸 郎他著 「内燃機関」 丸善株式会社、 昭和 55年 3月 日 発行、 第 232頁乃至第 235頁 「機関の変更 に よ る 排気ガス の浄化」 の項 を参照。 ） 、 ボイ ラ の殆 ど と デ ィ ー ゼル ' エ ン ジ ン で既に実用 化 さ れて い る 。

し か し 乍 ら 、 軽油、 重油等の よ う な石油系の液体燃料 は燃焼 時に煤を生成 し 、 石炭等の 固体燃料は燃焼時に煤や フ ラ イ · ァ ッ シ ュ （ Π y a sh ) を生成 して、 こ れ ら の煤等の微粒子は大気 へ放出 さ れ、 パテ ィ キ ュ レ ー ト （P a r t i e u 1 a ） 公害の原因 と な る 。

煤等の微粒子に よ る 問題点 と し て は、 そ の他に、 ） 燃焼室 の空気取入れ口 に煤が堆積 し て、 空気量の低下に よ る 熱効率の 低下を も た ら す、 （2) 燃焼室の壁面及び伝熱管に煤が付着、 蓄 積 し て、 伝熱効率を低下さ せ るため、 出力低下と な る 、 （3) パ テ ィ キ ュ レー ト 公害と し ての規制 に適合す る ため、 煤除去 （ス — ト · ブ ロ ー、 s o o t b I O F ) を行 う こ と を余儀な く さ れ、 従つ て出力及び運転時間を調整す る こ と に な る 、 U) ディ ーゼル · ェ ン ジ ン及びボイ ラ 捕機の潤滑油の煤に よ る 汚染で粘度増加の ため、 分散材の機能低下が著 し く 、 摩擦、 摩耗の促進につ なが り 、 潤滑油の交換時間が短縮さ れ、 経済性を阻害す る 、 （5) 煤 や フ ラ イ · ア ッ シ ュ を捕集す る グ フ ィ ルタ （ b a g f i l t e r) は そ の布の 目を細 く する か、 重ね合わす必要性の ため、 送風機の 捕機動力を増加 さ せねばな ら ず、 全体熱効率を低下さ せ、 目詰 り 対策も必要 と な る。

特に、 排気ガス再循環式デ ィ ーゼル · エ ン ジ ン の場合に は、 (6) 燃焼室で は、 通常運転時よ り E G R時に酸素量が少な いた め に煤の発生が多 く 、 し か も E G R戻り 管か ら の煤 も加わ るの — —

で、 燃焼室の シ リ ン ダ受け に付着 し た潤滑油を ピ ス ト ン の オ イ ル リ ン グで搔 き 落 と す こ と で、 オ イ ルパ ン （油受） 内 の潤滑油 が よ り 汚染 し 、 （7 ) 燃焼室か ら ク ラ ン ク 室 に漏洩す る ガ ス、 即 ち ブ ロ ーバイ ガ ス （ b l o w - b y g a s ) に含 ま れ る 煤の た め に オ イ ルバ ン （油受） 内 の 潤滑油が よ り 汚染す る と い う 欠点があ る 。

従 っ て、 本願発明の 目 的 は、 気体か ら 粒径の極め て小 さ な 微 粒子を含む微粒子を効率よ く 除去 し 、 し か も 低電圧で動作をす る 微粒子除去装置及び方法を提供す る こ と で あ る 。 発明の 開示

本発明 は、 微粒子を含ん だ気体の流れの上流側 に 直流電源の 一方の極に接続 し た導電性網を設置 し 、 そ の下流側 に該直流電 源の他方の極に接続 し た通気性を有す る 導電性基質を設置 し 、 該直流電源の電圧 は 6 G Gボル ト 以下であ っ て、 電気的 に 中性の 該微粒子を該導電性網を通過す る こ と に よ り 帯電微粒子に し て 該導電性基質で捕集す る も の で あ る

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の第 1 実施例を概略的 に示す図で あ る 。

第 2 図 は従来の電気的 に絶縁体で あ る 繊維製 フ ィ ルタ の織布 — —

の編目 、 及び微粒子の捕集の様子を概略的に示す図であ る。

第 3 図は本発明に用 い る こ と のでき る フ レ ク ト 口 ンの繊維に 堆積し た金属微粒子の堆積の状態、 及び微粒子の捕集の様子を 概略的に示す図であ る。

第 4 図は本発明の第 2 実施例を概略的に示す図であ る。

第 5 図は本発明の第 3 実施例を概略的に示す図であ る。

第 6 図は本発明の第 4実施例を概略的に示す図であ る。

第 7 図は本発明の第 5 実施例を概略的に示す図であ る。

第 8 図は第 7 図の実施例において用 い る煤等の微粒子除去装 置の概略的な垂直断面図であ る。

第 9 図は第 7 図の実施例において用いる煤等の微粒子除去装 置の概略的な水平断面図であ る。

第 1 0図は煤等の微粒子除去装置の入口部の蓋の平面図である 第 1 1図は煤等の微粒子除去装置の出口部の蓋の平面図であ る 第 1 2図は煤等の微粒子除去装置の導電性基質部を構成す る導 電性基質の一例の平面図であ る。

第 1 3図は煤等の微粒子除去装置の導電性基質部を構成す る導 電性基質の他例の平面図であ る

第 U図は本発明の一つの実例によ る煤捕集の結果を示す図で め る 。 _ _

第 1 5図本発明の一つ の実例 に よ る 潤滑油汚染改善の結果を示 す図で あ る 。 発明を実施す る た め の最良の形態

本発明を よ り 詳述す る た め に 、 添付の 図面に従 っ て こ れを説 明す る 。

本発明の第 1 実施例 を示す第 1 図 に お い て、 空調系の ダ ク ト 1、 1 ' に は微粒子、 特に塵埃除去装置 2 が連結 さ れ る 。 ダ ク ト 1、 1 ' は、 一例 と し て長方形直管ダ ク ト で あ っ て、 ダ ク ト 寸法 は ダ ク ト 内の風速等を考慮 し て決定す る 。 ダ ク ト 1 、 1 ' の端部に は、 外向 き フ ラ ン ジ 3、 3 ' がそ れぞれ設 け ら れ る 。 塵埃除去装置 2 は、 両端の 入口部 5 及び出 口部 5 ' 、 膨張 し た 中央部 6 と を有す る 。 入 口部 5 、 出 口部 5 ' と 中央部 6 と の 間 に は、 風速を下げ る こ と を 目 的 と し た断面形状が直線的 に変化 す る デ フ ユ ーザが設け ら れ る 。 ダ ク ト 塵埃除去装置

2 の 中央部 6 の寸法の比 は 2 ： 3 であ れば十分で あ る 。 な お、 デ フ ユ ー ザを設 ける こ と は必須で は な く 、 塵埃除去装置 2 の 中 央部 6 の寸法を ダ ク ト ' の寸法 と 同 じ に し て も よ い。 塵 埃 除去装 置 2 の 入 口 部 5 、 出 口 部 5 ' の 端部 に は 、 外 向 き フ ラ ン ジ 4、 4 ' が設 け ら れて い る 。 ダ ク ト 1 の フ ラ ン ジ 3 と 塵 ー —

埃除去装置 2 の フ ラ ン ジ 4 と は図示 し な い ボル 卜 に よ っ て締結 さ れ、 ダク ト 1 ' の フ ラ ンジ 3ノ と 塵埃除去装置 2 の フ ラ ン ジ 4 ' と は図示 し な い ボル ト に よ っ て締結さ れる 。 か く して、 塵 埃除去装置 2 は空気調和装置の ダ ク ト 1、 1 ' に一体 と して連 結さ れる 。 固体又は液体微粒子を含む循環空気等の ガス は ダク ト 1 へ導入さ れ、 清浄ガス はダク ト 1 ' か ら排出 さ れる 。

塵埃除去装置 2 に は、 その入口部 5 の と こ ろ に導電性網群 7 が電気的に絶縁体であ る 支持台 8 を介 してそ の側壁に取付け ら れてい る 。 導電性網群 7 は、 それぞれ間隔を置い て空気の流れ に対向す る よ う に垂直に配置さ れた 3 枚の導電性網 7 ¹ 7 " 、 7 ³ か ら 成っ てい る 。 導電性網 は、 銅、 ニ ッ ケル又は ス テ ン レ ス製の金網 とす る こ と がで き、 そ の使用枚数は 3 枚に限 ら ず、 6 枚、 一般的に は複数枚にする こ とがで き、 用途に よ つ ては 1 枚であ っ て も よ い。 複数枚の導電性網を用 い る と き は、 そ の前 後の 間隔 は一例 と して 1〜 2 m m とす る。 導電性網 は、 例えば 銅、 ニ ッ ゲル又は ス テン レ ス製の金網をパネル状の枠に入れて ユニ ッ ト 化する と共に 自立性を持たせ る 。 ま た、 導電性網は、 電気的 に 導電性で あ り 、 そ の 編 目 の 間隔 と し て は 、 除去 し よ う とす る 微粒子が通過で き る も の と し、 一例 と し て 0 . 4〜 — —

1 . 3 ミ リ メ ー ト ル と す る 。

塵埃除去装置 2 の 中央部 6 に は、 通気性を有す る 導電性基質 1 8 が循環空気の 流れに対向す る よ う に垂直 に配置 さ れて、 電 気的 に絶縁体で あ る 支持台 9 を介 し て塵埃除去装置 2 の側壁 に 取付け ら れて い る 。 上述の通気性を有す る 導電性基質 と し て は、 一例 と し て、 F L E C T R O N (商標、 以下、 「 フ レ ク ト ロ ン」 と言 う 。 ） を用 い る 。 フ レ ク ト ロ ン は、 例え ば、 ナ イ ロ ン の織 布を構成す る 繊維を少な く と も 1 種の ポ リ マ ー と 少な く と も 1 種の I B 属又は VI I I属の金属の化合物 と の錯体を含む触媒の表 面層を以て覆い、 次い で該表面層 を輻射エ ネ ルギー に暴露す る こ と に よ っ て無電解 メ ツ キ に対 し て活性化 し 、 次い でそ の表面 を無電解メ ツ キ に よ り 金属 （銅、 ニ ッ ケ ル、 銀、 ス ズ） を被覆 し た も の で あ る 。 こ の メ ツ キ層の厚み は 0 . 1 〜 4 ミ ク ロ ン で あ り 、 そ れ は例 え ば銅 の 極 め て均一 な 微粒子が大 よ そ 3 層 〜 1 0 層 に 亘 つ て 稠密 に 付着 し た も の か ら 構成 さ れ る （特開昭 6 3 — 1 5 9 4 1 0 号公報参照） 。 そ の金属 （銅、 ニ ッ ケ ル、 銀、 ス ズ） の無電解メ ツ キ層 は、 空気中 に放置 し て も 、 具体的 に は 1 年を経過 し て も 光沢を失わず、 極め て酸化 さ れ難い と の 特徵を有 し て い る 。 上記 フ レ ク ト ロ ン は、 柔軟性を有 し 、 パ ネ _ _{χ Q} _

ル状の 枠 に入れて固定す る 。 そ の寸法 は、 小さ い も の で幅 が 1 0 c mで高さ が 3 0 c m 大き い も の で幅が 1 mで高さ が 2 m の も のであ り 、 そ の厚み は約 1 m mであ る 。 フ レク ト ロ ンを 構成する 繊維状基質又は布帛 と し て は、 ア ク リ ル、 セル ロ ー ス ガ ラ ス 、 グラ フ ア イ ト 、 ポ リ ア ミ ド、 ポ リ エ ス テ ル、 ポ リ イ ミ ド、 ポ リ フ エ 二 レ ンォ キサイ ド、 ポ リ フ エ 二 レ ン ス ル フ ォ ン 、 石英、 レ ー ヨ ン、 シ リ コ ン カ ー バ イ ドの織布、 不織布 （紙、 合 成紙を含む。 ） を用 い る こ とがで き る 。

更に、 人工又は天然の織布、 不織布 （紙、 合成紙を含む。 ） に金属を無電解メ ツ キ に よ り 被覆 し た後に、 他の金属を電解メ ツ キ に よ っ て更に被覆する こ と ができ る 。 上記の他の金属 と し て は、 コ バル ト 、 金、 銀、 スズ、 亜鉛、 白金、 パ ラ ジ ゥ ム、 ィ リ ジ ゥ ム等を用 い る こ とがで き る 。

織布、 不織布の編目の大き さ と し ては、 一例 と して 2 5 0 メ ッ シ ュ （メ ッ シ ュ と は 1 イ ン チ （ 2 5 . 4 m m ) 当 た り の編 目 の数の こ と であ る 。 ） よ り も大き く 、 2 0 メ ッ シ ュ よ り も 小 さ く す る 。 その他に、 通気性を有す る 導電性基質と しては、 任意 の金属の金網を用 いて も よ い。 な お、 導電性基質 と じて は、 複 数枚の フ レ ク ト ロ ン 、 金属網を間隙を置いて併置 して も よ い。 ― _

複数枚の フ レ ク ト ロ ン 、 金属網を用 い る と き の前後の 間隙 は、 1 〜 2 m m に取 る 。

荷電部 と 集塵部 と の 間隔 は、 例え ば 5 0 セ ン チ メ ー ト ル に取 な

上述の導電性基質群 7 は、 直流電源 1 0 の負極に導線 1 1 を 用 い て取付台及び塵埃除去装置 2 の側壁に設 け た 開 口 を介 し て 接続 し 、 通気性を有す る 導電性基質 8 は、 直流電源 1 0 の正極 に導線 1 2 を用 い て取付台及び塵埃除去装置 2 の側壁に設 け た 開 口 を介 し て接続す る 。 そ の 際、 塵埃除去装置 2 の側壁 は一例 と し て厚みが 1 . 2 m m又 は 2 . O m m の ト タ ン製で あ る の で 導線 1 1 、 1 2 と し て は電気的絶縁の 目 的で通常の被覆電線を 用 い る が、 裸導体 に セ ラ ミ ッ ク ぺ 一 パを被覆 し た も の で も よ い 直流電源 1 0 の電圧 は、 1 2 ボル ト 、 2 4 ボル ト で あ っ て よ く 好 ま し く は 1 0 0 ボル ト 以下、 6 ボル ト 以上 と す る が、 こ れ に 限定 さ れな い。 6 0 0 ボル ト と し て も よ い が、 こ れ以上の電圧 と し て も 微粒子、 特に塵埃除去の効果 は顕著に は増大 し な い。

な お、 導電性網を設置す る 位置 よ り も 更 に上流側 に予 め微粒 子以外の気体中の異物を除 く た め に、 通常の従来の フ ィ ル 夕 を 別途設 けて も よ い。 — —

次に、 第 1 図に示す塵埃除去装置の動作を説明す る 。

ダク ト 1 か ら 塵埃等の微粒子を含んだ流体が塵埃除去装置 2 に入 り 、 その上流側 に設置さ れた導電性網群 7 を通過する と き 塵埃の微粒子が電気的 に負に帯電 し た微粒子に な る 。 こ の よ う な微粒子が負に帯電す る 機構は定かではないが、 導電性網に接 触する か静電誘導作用 に よ り 負に帯電す る も の と 考え ら れる 。 その後かかる負に帯電 レ た微粒子は、 その下流側に設置さ れた 導電性基質 1 8 に ク ー ロ ン力 に よ り 静電的 に吸引 さ れて、 吸着 し捕集さ れる。

第 2 図は、 従来の鏃維製フ ィ ル タ の織布、 不織布を構成する 緩維 2 1 の編目 を示す。 塵埃の A形状粒子は、 繊維の交点で捕 集さ れ る 。 ま た、 B 形状の よ う に編目 よ り 大き い も の は捕集で き る が、 C 形状の よ う に非常に小 さ い微粒子は繊維製フ ィ ル タ の隙間を通過す る こ と にな る 。

第 3 図は、 本発明 に用い る こ と の で き る フ レ ク ト ロ ン の編目 を Si大 して示す。 例え ばナイ 口 ンであ る繊維 3 1 の直径は通常 2 〜 1 ひ mであ り 、 蛾維 3 1 に無電解メ ツ キ さ れた金属、 例 えば銅の微粒子 3 2 の粒径は、 約 0 . 2 m以下で、 比較的均 一であ る 。 ま た、 メ ツ キ層の厚さ は、— 0 . 1 〜 4 mであ り 、 ― 一

金属の微粒子 は 3 〜 1 0 層 に亘 つ て堆積 し て メ ツ キ層 を構成 し て い る 。 更 に、 金属微粒子同士の 間隙 は小 さ く 、 稠密に堆積 し て い る （金属微粒子同士の間 に生 じ る 空隙の大 き さ は 0 . 2 5 m を超え な い。 ） 。 図面で は、 説明の便宜上、 繊維 3 1 及び 金属微粒子 3 2 の大小関係を誇張 し 、 且つ概念的 に示 し 、 ま た 金属微粒子は 1 層で堆積 し て い る も の と し て示す。

従 っ て、 フ レ ク ト ロ ン を 直流電源に接続 し た と き 、 フ レ ク ト ロ ン の表面電荷密度が高 く 、 空気中 に浮遊す る 微粒子を均一に 吸着で き る 。 ま た、 金属微粒子が稠密 に堆積す る 結果 と し て酸 化を受 け に く い の で、 そ の ク ー ロ ン 力 に よ る 微粒子の吸着の効 果が永続す る 。 一例 と し て、 粒径が 0 . 1 2 / m の微粒子を捕 集、 除去す る こ と がで き る 。 但 し 、 こ の数値 は使用 し た測定器 の測定下限であ っ て、 実際に は そ れ以下の粒径の微粒子を捕集 す る も の と 考え ら れ る 。 第 3 図に は、 第 2 図の C 形状微粒子 と 同 じ 大 き さ の D 形状帯電微粒子 も 捕集 さ れ る 様子を概念的 に示 す。

更に、 銅等の重金属 は制菌作用 があ る の で 、 人間の居住空間 の空調用 フ ィ ル タ 、 ク リ ー ン ベ ン チ （無菌実験台） 用 フ ィ ル 夕 に適 し て い る 。 実験に よ る と 、 上述の負 に帯電 し た微粒子の付 — 一

着は静電力 に基づ く の で遊離す る こ と はないが、 電源を切 る と 、 こ れ ら の微粒子は電気的に中性に戻り 、 重方でたやす く 剥離す 0 合成繊維又は天然繊維の織布、 不織布 （紙、 合成紙を含む。 ） に金属を無電解メ ッ キする 方法は、 上記の も の に限定さ れず、 通常の無電解メ ツ キの方法を用 い る こ と がで き る 。 但 し 、 そ の 場合は、 繊維性フ ィ ルタ の繊維に付着す る金属の粒径が不揃で、 し か も平均の粒径が 5 乃至 1 0 倍と大き く 、 且つ均一、 稠密に 付着せずに、 大き な空隙が生 じて、 たやす く 酸化さ れる 。 従つ て、 直流電源に接続 し た と き に、 大き な表面電荷密度が得 られ ず、 集塵効率が若干低下する 。

第 4 図に は、 本発明の第 2 実施例をダク ト及び微粒子、 特に 塵埃除去装置の側壁を除い て概略的 に示す。

循環空気の流れの上流に は、 導電性網 4 1 が配置 さ れ、 下流 には、 通気性を有する か有 し な い導電性基質 4 2 が空気の流れ に沿 う よ う に水平に設置さ れる 。 導電性網 4 1 は、 直流電源 4

3 の負極に導線 4 4 を用いて接続 し、 通気性を有す る か有 し な

5 い導電性基質 4 2 は、 直流電源 4 3 の正極に導線 4 5 を用 いて 接 |¾ o — ― 3 ― 塵埃等の微粒子を含ん だ流体が上流側 に設置 さ れた導電性網

4 1 を通過す る と き 、 塵埃の微粒子が電気的 に 負 に 帯電 し た微 粒子に な る 。 そ の後かか る 負 に帯電 し た微粒子 は、 下流側 に設 置 さ れた導電性基質 4 2 に ク ー ロ ン 力 に よ り 静電的 に吸引 さ れ て、 捕集、 吸着 さ れ る 。

導電性網 4 1 及び通気性を有す る 導電性基質 4 2 と し て は、 第 1 図に関 し て説明 し た本発明の第 1 実施例 に用 い る こ と の で き る も の を全て用 い る こ と がで き る 。 通気性を有 し な い導電性 基質 4 2 と し て は、 合成樹脂の プ レ ー ト 又 は フ ィ ル ム に無電解 メ ツ キ に よ り 金属を被覆 し 、 必要 に応 じ て更 に別の金属を電解 メ ツ キ に よ っ て被覆 し た も の を用 い る こ と がで き る 。 勿論、 任 意の プ レ ー ト 、 フ ィ ノレ ム に ァ ノレ ミ ニ ゥ ム を ス パ ッ 夕 し て被覆 し た も の を用 い て も よ い。

そ の他に、 上述の通気性を有す る 導電性基質を循環空気の流 れ に対向す る よ う に垂直に、 且つ上述の通気性を有す る か又 は 有 し な い導電性基質を循環空気の流れに沿 う よ う に水平に 置 い て、 両者を組合せ て配置 し て も よ い。

第 5 図に は、 本発明の第 3 実施例を概略的 に示す。 こ れ は第 図に示す も の を概略竪形に設置 し た も の で あ る _ 一

長方形直管ダク ト 5 1、 5 1 ' に は、 微粒子、 特に塵埃除去 装置 5 2 がー体的に締結さ れる。 塵埃除去装置 5 2 は、 入口部 5 3 、 膨張 し た 中央部 5 4 、 出 口部 5 5 、 処理部 5 6 を有す る 膨張 した中央部 5 4 は、 垂直に配置さ れ、 人口部 5 3 は、 水平 に配置 さ れ、 出 口部 5 5 及び処理部 5 6 は垂直に配置さ れる 。 入口部 5 3 及び処理部 5 6 は、 塵埃除去装置 5 2 の下端部にお いて膨張 し た中央部 5 4 と デフ ユ ーザを介 して一体に連結さ れ る 。 出口部 5 5 は、 塵埃除去装置 5 2 の上端部に お いて膨張 し た中央部 5 4 と デフ ユ ーザを介 して一体に連結さ れる 。 入口部 5 3 に は、 導電性網群 5 7 を構成す る 導電性網 5 7 ¹ 、 5 7 ² 5 7 ^ΰ が電気的に絶縁体であ る 支持台を介 して塵埃除去装置 5 2 の側壁に取付け ら れてい る 。 膨張 し た中央部 5 4 に は、 通気 性を有す る か有 し ない導電性基質群 5 8 を構成す る導電性基質 5 8 5 8 ² 、 5 8 。 、 5 8 ⁴ が図示 し な い支持装置に よ り 電気的に絶縁体であ る 支持台を介 して微粒子除去装置の側壁に 取付け る 。

導電性網群 5 7 は、 直流電源 5 9 の負極に導線を用 い て取付 台及び微粒子除去装置 5 2 の側壁に設けた開 口 を介 して接続 し 通気性を有す る か有 し な い導電性基質群 5 8 は、 直流電源 5 9 ― ―

の正極に導線を用 い て取付台及び塵埃除去装置 5 2 の側壁 に設 け た開 口 を介 し て接続す る 。

処理部 5 6 は、 ヒ ー タ 5 6 ¹ と そ の下部の受け皿部 5 6 ² と を有す る 。

循環空気の 微粒子は、 空気の流れに対向す る よ う に垂直 に配 置 さ れた導電性網群 5 7 を通過す る 際 に負に荷電 さ れ、 こ の負 の荷電微粒子 は、 循環空気の流れ に沿 う よ う に こ の場合 は垂直 に配置 さ れた通気性を有す る か有 し な い導電性基質群 5 8 に よ つ て捕集 さ れ る 。 そ し て、 微粒子除去装置の入 口部 と 出 口部の 圧力差を測定す る 計測器 （図示せず） に よ り 、 該圧力差を計測 し て、 下限値 に達す る と 、 自 動又 は手動 に よ り 電源を切 る と 共 に、 図示 し な い槌打ち 装置 に よ り 機械的 に 中央部 5 4 を槌打ち す る と 、 微粒子 は剥離落下 し て ヒ ー タ 5 6 ¹ に よ っ て焼却 さ れ る か、 受け皿部 5 6 ² に堆積 し て、 後に適当 な と き に処分 さ れ る 。 な お、 微粒子の焼却 は、 恐 ら く は塵埃が微細 な 微粒子で あ る こ と に起因 し て単に二酸化炭素 に な る の み で あ り 、 煤等の微 粒子を再度発生す る こ と は な い。 な お、 ヒ ー タ を用 い ての焼却 は省い て も よ い

第 6 図 に は、 本発明の第 4 実施例を概略的 に示す 長方形直管ダク 卜 6 1 6 1 ^r に は、 微粒子、 特に塵埃除去 装置 6 2 がその端部の フ ラ ン ジを図示 し ない ポル ト に よ っ て締 結す る こ と に よ っ て一体的に連結さ れる 。 塵埃除去装置 6 2 は 膨張 し た中央部 6 4 、 入口部 6 3 、 出 口部 6 5 、 処理部 6 6 を 有す る 。 膨張 し た中央部 6 4 は、 垂直に配置さ れ、 入口部 6 3 は、 水平に配置 さ れ、 出 口部 6 5 及び受け皿 6 6 は垂直に配置 さ れる 。 入口部 6 3 及び処理部 6 6 は、 塵埃除去装置 6 2 の下 端部に お い て膨張 し た中央部 6 4 と デ フ ユ ーザを介 して一体に 連結さ れる 。 出 口部 6 5 は、 塵埃除去装置 6 2 の上端部にお い て膨張 し た中央部 6 4 と デフ ユ ーザを介 して一体に連結さ れる 入口部 6 3 に は、 導電性網群 6 7 を構成す る導電性網 6 7 ¹ 、 6 7 ² 、 6 7 ³ が電気的に絶縁体であ る 支持台を介 し て塵埃除 去装置の側壁に取付け ら れる 。 膨張 し た中央部 6 4 に は、 一方 の側壁外部に おい て通気性を有す る 導電性基質、 好 ま し く は フ レ ク ト ロ ンの布 6 8 を ロ ー ル状に巻いた リ ー ル 6 8 ¹ を配置す る 。 次いで、 該導電性基質の布を 引 出 して、 中央部 6 4 の 内部 を塵埃を含む空気の流れに対向す る よ う に、 こ の場合は水平に 配置 し、 更に リ ール 6 8 ¹ と 中央部 6 に関 して正反対の他方 の側壁外部に配置 し た リ ール & 8 ² に巻取る 。 一 1 o 一

循環空気の塵埃 は、 空気の流れ に対向す る よ う に垂直 に配置 さ れた導電性網群 6 7 を通過す る 際 に負 に帯電 さ れ、 こ の負の 帯電微粒子 は、 中央部 6 4 に お い て循環空気の流れに対向す る よ う に、 こ の場合 は水平に配置 さ れた通気性を有す る 導電性基 質 6 8 に よ っ て捕集 さ れ る 。

な お、 塵埃除去装置の入 口部 と 出 口部の圧力差を測定す る 計 測器 （図示せず） に よ り 、 該圧力差を計測 し て、 下限値 に達す る と 、 自 動的 に電源を切 る と 共に、 通気性を有す る 導電性基質 の必要量を リ ー ル 6 8 ¹ か ら 繰出 し 、 前の塵埃を捕集 し た部分 を リ ー ル 6 8 に卷取 る 。 そ の際 に、 捕集 さ れた塵埃の一部 は 下 に落下 し て、 処理部 6 6 の受 け皿に捕集 さ れ る 。 こ の 際 に、 ヒ ー タ を も 設 けて、 塵埃の一部が処理部 6 6 に捕集 さ れ る 前 に 焼却す る こ と がで き る が、 こ の こ と は任意であ る 。 受 け皿 に堆 積 し た塵埃は後に処理 さ れ る。 · な お、 本発明の上記実施例 に お い て は、 循環空気の上流側 に 配置す る 導電性網 と し て は フ レ ク ト ロ ン を用 い る こ と がで き る 第 7 図は、 本発明 を排気ガス再循環式デ ィ ー ゼル · エ ン ジ ン に応用 し た第 5 実施例を概略的 に示す。

デ ィ ー ゼル · エ ン ジ ン と は、 公知の よ う に、 燃焼室 に お い て O 93/20944 ― ^ _Q 一— PCT/JP93/00493

空気だ けを断熱圧縮 し、 その 中へ燃料噴射ポ ンプ と 噴射弁を介 して燃料を細かい霧に して噴射 し、 空気の圧縮熱に よ つ て点火 . 燃焼さ せる エ ン ジ ンであ っ て、 燃料に は軽油又 は重油を用い る , そ し て、 ディ ーゼル · エ ン ジ ン の機能部分 と して は、 ピス ト ン • ク ラ ン ク 機構、 弁機構、 吸気装置、 潤滑装置、 冷却装置等を 有 してい る 。 デ ィ ー ゼル · ェ ン ジ ン と し て は、 4 サイ ク ル又は 2 サイ ク ルの いずれを も 用い る こ と がで き る 。 （前掲、 木村逸 郎他著 「内燃機関」 第 248頁乃至第 Π0頁 「圧縮点火機関」 の 項を参照。 ）

第 7 図に戻っ て、 大気中の空気は、 管路 1 5 1、 1 5 2 を通 つ て、 デ ィ ー ゼル · エ ン ジ ン 1 1 0 の図示 し な い吸気管内 に入 る 。 そ して、 デ ィ ーゼル · エ ン ジ ン 1 1 ひ の動力発生に伴い、 排気ガス は排気管 1 5 3、 1 5 4 通っ て、 大気中に排出 さ れ る 。

排気ガス再循環路は、 パィ パス管路 1 5 5 、 弁 1 4 1 、 管路 1 5 6 、 冷却器 1 2 0 、 管路 1 5 7 、 微粒子除去装置 1 3 0、 管路 1 5 8 、 弁 1 4 2 戻 り 管 1 5 9 に よ っ て構成さ れる。

排気ガス再循環時、 即ち E G R時に は、 排気ガス の一部、 即 ち E G R率と し て、 その 1 0〜 3 0 %は、 管路 1 5 3 から排気 ガス再循環路のバ イ パ ス管.路 1 5 5 に 側路 さ れ、 更 に弁 1 4 1 管路 1 5 6 を経て、 冷却器 1 2 0 を通 っ て、 冷却 さ れ る 。 例え ば、 デ ィ ー ゼ ル ， ェ ン ジ ン 0 の排気ガス は約 3 5 0 ° じ の 温度を有 し 、 バイ パ ス管路 1 5 5 に お い て は排気ガ ス の温度 は 約 1 2 0 〜 1 3 0 ° C に ま で低下 し て い る が、 冷却器 1 2 0 を 通過後 は、 そ の温度 は更に 3 0 〜 4 0 ° C ま で に低下す る 。 な お、 こ の冷却器 1 2 0 の冷却作用 に よ っ て、 デ ィ ー ゼル · ェ ン ジ ン の燃焼室、 即 ち エ ン ジ ン · シ リ ン ダ に入 る 空気の充填率は 低下す る こ と がな い。

さ て、 冷却器 1 2 0 を通 っ た排気ガ ス は、 管路 1 5 7 を経て 微粒子除去装置 1 3 0 を通過 し て、 煤等の微粒子が効果的 に除 去 さ れ る 。 な お、 デ ィ ー ゼル · エ ン ジ ン の排気ガス 中 に含 ま れ る 微粒子は殆 どが煤で あ る の で、 以下 こ れを煤 と 称す る 。 煤の 含有量が低減 し た排気ガ ス は、 次 に、 管路 1 5 8 、 弁 1 4 2 、 戻 り 管 1 5 9 、 管路 1 5 2 を経て、 新鮮な空気 と 混合 さ れて、 デ ィ ー ゼ ル ， エ ン ジ ン 0 の 図示 し な い吸気管に 入 る

な お 、 デ ィ ー ゼ ル ， エ ン ジ ン 0 の E G R 時 に は 、 弁

4 4 2 を開 き 、 デ ィ ー ゼ ル · エ ン ジ ン 1 1 0 の通常運 転時に は、 弁 1 4 4 2 を閉 じ る 第 8 図には、 第 7 図にお け る 微粒子除去装置 1 3 0 の 中心軸 を通る 概略的な垂直断面図を直流電源の接続 と共に示 し 、 第 9 図に は、 第 7 図にお け る 微粒子除去装置 1 3 0 の 中心軸を通る 概略的な水平断面図を示す。

こ の微粒子除去装置は、 外枠 2 1 0 を有す る 。 外枠 2 1 0 は . 例えばス テ ン レ ス緝板製の細長い 円筒状を し てい る 。 その寸法 は、 一例 と して、 直径が 1 2 0 m mで、 長さが 1 8 0 m mで あ る 。 細長い ΡΪ筒状を して い る こ の外枠 2 1 0 の両端部は、 入 口 部及び出 口部を形成 して い る 。 入口部に は蓋 2 1 1 が設け ら れ てい る 。 蓋 2 1 1 は、 ス テ ン レ ス鋼板製の 円板伏を し てお り 、 その 中心よ り 偏心 した位置に穴 2 1 3 が開け ら れてい る 。 第 i 0 図に蓋 2 1 1 の平面図を示す。 蓋 2 1 1 の穴 2 1 3 の直径は、 一例 と し て 2 6 m mであ る。 蓋 2 1 1 の穴 2 1 3 の箇所に は、 第 7 図での管路 1 5 7 の一端が排気ガス を通過 さ せ る ベ く 接続 さ れる 。 出口部に は蓋 2 1 2 が設け ら れてい る 。 蓋 2 1 2 は、 ス テ ン レス親板製の 円板状を し てお り 、 その中心よ り 偏心 し た 位置に穴 2 1 4 が開 け ら れて い る 。 第 1 1図に蓋 2 1 2 の平面図 を示す。 蓋 2 1 2 の穴 2 1 4 の直径は、 一例 と し て 2 6 m mで あ る 。 蓋 2 1 2 の穴 2 1 4 の箇所に は、 第 7 図で の管路 1 5 8 の一端が、 煤の含有量が低減 し た排気ガ ス を通過 さ せ る.ベ く 接 続 さ れ る 。 一例 と し て、 入 口部の蓋 2 1 1 の穴 2 1 3 は、 円板 状の蓋の上半部に位置 し 、 出 口部の蓋 2 1 2 の穴 2 1 4 は 円板 状の蓋の下半部 に位置す る 。 従 っ て、 入 口部の蓋 2 の穴 と 出 口 部 の 蓋 2 1 2 の 穴 と は 、 細 長 い 円 筒 状 を し て い る 外枠 2 1 0 の 中心軸方向か ら み て重な り 合 う こ と がな い。

外枠 2 1 0 の 底部 に は 、 一例 と し て 幅 が 5 m m で 、 長 さ が 1 0 0 m m の ス リ ッ ト 2 2 0 が設 け ら れて、 開 口 を形成す る 。 外枠 2 1 0 の 内部、 特に入 口部の蓋 2 に近い部分 に は 導電性網部 2 3 0 が設 け ら れ る 。 導電性網部 2 3 0 は、 一例 と し て編 目 の大 き さ 力 1 0 0 メ ッ シ ュ で直径が一例 と し て 1 0 3 m m の ス テ ン レ ス の金網 2 3 1 、 2 3 2 、 2 3 3 を 3 枚、 ノ、⁰ ネ ル状の枠に入れてユ ^ ッ ト 化す る と 共 に 自 立性を持たせ た も の を、 約 5 m m の 間隔を置 い て配置 さ れた も の か ら 成 り 、 こ れ ら の金網 は、 細長い 円筒状の外枠 2 1 0 の 中心軸 に ほ ぼ直交 し て 排気ガス の流れに対向す る よ う に 、 絶縁性の基台 2 3 4 を介 し て外枠 2 1 0 に電気的 に絶縁 し て取付 け る 。

外枠 2 1 0 の 内部、 特に 出 口部の蓋 2 1 2 に近 い部分 に は、 導電性網部 2 3 0 か ら 一例 と し て 5 m m離れて、 導電性基質部 2 4 0 が設け ら れる 。

導電性基質部 2 4 ひ は、 一例 と してフ レ ク ト ロ ン を直径が一 例 と し て 1 0 3 m m で、 厚みが l m mの ナ イ ロ ン の 円板の排気 ガ ス の流れに対向す る片面に、 後述の穴の部分及び周辺部分を 除いて全面的に張付けた導電性基質 2 4 1、 2 4 2、 2 4 3、 2 4 4、 2 4 5、 2 4 6 を約 5 m mの間隔を置いて、 細長い 円 筒伏の外枠 2 1 0 の軸に ほぼ直交 し て、 排気ガス の流れに対向 す る よ う に、 絶縁性の基台 2 4 7 を介 して外枠 2 1 0 に電気的 に絶縁 して取付け る 。

第 12図に は、 導電性基質部 2 4 0 の 1 構成要素でぁ る導電性 基質 2 4 1 の斜視図を示す。 導電性基質 2 4 1 は、 ナ イ ロ ン の 円板 2 9 1 と、 そ れに張付け た円形の フ レ ク 卜ロ ン の布 2 9 2 と か ら成 り 、 両者を通 し て 4 つの例えば直径が 2 0 m mの穴 2 5 1、 2 5 2、 2 5 3、 2 5 4 が開け られる 。 穴 2 5 1 は '、 導 電性基質 2 4 1 の斜め右上に位置 し、 穴 2 5 2 は斜め右下に位 置 し、 穴 2 5 3 は斜め左下に位置 し 、 穴 2 5 4 は斜め左上に位 置する 。 第 U図には、 導電性基質部 2 4 0 の 1 構成要素であ る 導電性基質 2 4 2 の斜視図を示す。 導電性基質 2 4 2 は、 ナイ ロ ン の 円板 2 9 3 と、 それに張付け た円形の フ レ ク ト ロ ン の布 一 ―

2 9 4 と か ら 成 り 、 両者を通 し て 5 つ の例え ば直径が 2 0 m m の穴 2 5 5、 2 5 6、 2 5 7、 2 5 8、 2 5 9 が開 け ら れ る 。 穴 2 5 5 は、 導電性基質 2 4 2 の 中央 に位置 し 、 穴 2 5 6 は上 部に位置 し 、 穴 2 5 7 は右部に位置 し 、 穴 2 5 8 は下部 に 位置 し 、 穴 2 5 9 は左部に位置す る 。 導電性基質 2 4 1 の 4 つ の穴 2 5 1、 2 5 2、 2 5 3、 2 5 4 と 導電性基質 2 4 2 の穴 2 5 5、 2 5 6、 2 5 7、 2.5 8、 2 5 9 は、 そ の相互の配置 に お い て いずれ も 重な り 合 う こ と がな い。 第 8 図の そ の他の導電性 基質 2 4 3、 2 4 5 は、 そ れぞれ一例 と し て直径が 2 0 m m の 4 つ の穴を有 し 、 そ の配置 は第 12図 に示す も の と 同一で あ る 。 第 8 図の導電性基質 2 4 4、 2 4 6 は、 一例 と し て直径が 2 0 m m の 5 つ の穴を有 し 、 そ の配置 は第 13図に示す も の と 同一で あ る

か く し て、 入 口部の蓋 2 の穴及び出 口部の蓋 2 1 2 の 穴 導電性基質 2 4 1、 2 4 2、 2 4 3、 2 4 4、 2 4 5、 2 4 6 の穴に よ っ て、 微粒子除去装置 1 3 0 を通過す る 排気ガ ス の通 気性を確保 し 、 ま た、 そ れ ら の穴の相互の配置関係 に よ っ て、 微粒子除去装置 1 3 0 を通過す る 排気ガ ス は、 そ の 内部の 限定 さ れた通路を通過す る こ と な く 、 万遍な く 導電性基質の フ レ ク ― 一

ト ロ ン の面上を通過す る よ う に な る 。

外枠 2 1 0 の底部に は、 一例 と し て、 幅 が 1 0 m m、 高 さ が 1 0 m m、 長さ が 1 0 3 m mの上部が開放さ れた受け皿 2 6 0 を着脱自在に取付け る 。 こ の受け皿 2 6 0 の開放さ れた上部は、 外枠 2 1 ひ の底部のス リ ッ ト 2 2 0 を覆 う よ う に さ れる 。 受け 皿 2 6 ひ の底部に は電気 ヒ ー タ 2 7 ひ を電気的、 熱的 に絶縁性 の支持台 2 7 1、 2 7 2 を介 し て取付け る 。 電気 ヒ ー タ 2 7 0 は外部の適宜の電源 （図示せず） に接続す る が、 そ の電気入力 は一例 と し て 3 0 0 ヮ ッ 卜 である。 こ の電気 ヒ ー タ 2 7 0 は設 けない こ と もでき る。

一例 と して 2 4 ポル ト の直流電源 2 8 0 の負極を導電性網部 2 3 0 に接続 し、 該直流電源の正極をス ィ ツ チ 2 8 1 を介 し て 導電性基質部 2 4 0 に接続する 。 具体的に は、 直流電源 2 8 0 の負極に接続 し た被覆導線を外枠 2 1 0 に設けた穴 （図示せず） を 通 じ て 内部 に 導 い て 、 そ の 導線を 金網 2 3 1 、 2 3 2 、 2 3 3 にそれぞれ接続す る 。 ま た、 直流電源 2 8 0 の正極にス イ ッ チ 2 8 1 を介 して接綠し た被覆導線を外枠 2 1 0 に設け た 穴 （図示せず） を通じ て内部に導いて、 その導線を導電性基質

2 4 1、 2 4 2、 2 4 3、 2 4 4、 2 4 5、 2 4 6 の フ レ ク ト _ ―

ロ ン の 円形の布 2 9 2、 2 9 4 に接続す る 。

ス ィ ッ チ 2 8 1 を オ ン に し て い る と き に、 煤を含ん だ排気ガ ス が 入 口 部 の 蓋 2 の 穴 2 1 3 を 通 じ て 微 粒 子 除 去 装 置

1 3 0 の 内部に入 り 、 上流側の導電性網部 2 3 0 を通過す る と き 、 煤は電気的 に負 に 帯電 し た微粒子 と な る 。 そ の後かか る負 に帯電 し た煤 は、 下流側の導電性基質部 2 4 0 を通過す る 際に 導電性基質 2 4 2 4 2、 2 4 3、 2 4 4、 2 4 5、 2 4 6 の フ レ ク ト ロ ン の 円形の布 2 9 2、 2 9 4 の面上 に お い て ク ー ロ ン 力 に よ り 静電的 に 吸引 さ れて、 吸着 し 捕集 さ れ る 。 か く し て、 煤の含有量が低減 し た排気ガス は、 出 口部の蓋 2 1 2 の穴

2 1 4 を通 じ て排出 さ れ る

捕集 さ れた煤は、 ス ィ ツ チ 2 8 1 を オ フ に し て 直流電源の接 続を断つ と き 、 重力 に よ り 、 又 は振動 （槌打） を外部か ら 与え る こ と に よ り 、 フ レ ー ク 状に落下 し て、 受 け皿 2 6 0 に蓄積 さ れ る れを電気 ヒ ー タ 2 7 0 で高温焼却す る と 、 炭酸ガ ス に な っ て、 排気ガ ス と 共 に排出 さ れ る 。 再び ス ィ ッ チ 2 8 1 をォ ン に し て 、 直 流 電 源 2 8 0 を 接 続 す る と 、 微 粒 子 除 去 装 置 1 3 0 の再度の使用 が可能で あ る 。 な お、 煤の高温焼却の作業 は、 デ ィ ー ゼル · エ ン ジ ン の運転時、 特に、 E G R 時 に行 う こ — —

とが可能であ る 。 電気 ヒ ー タ 2 7 0 を設けな い と き に は、 デ ィ ーゼル · エ ン ジ ン の停止時に定期的に受け皿 2 6 0 を取出 し て 蓄積 した煤を適宜始末 して空に し、 微粒子除去装置に受け皿を 再度取付け る 。

上-述の実施例で は、 導電性網部 2 3 0 は 3 枚の ス テ ン レ ス製 の金網 2 3 1、 2 3 2、 2 3 3 か ら 成 っ てい る が、 その使用枚 数は 3 枚に限 ら ず、 6 枚、 一般的に は複数枚にす る こ と ができ 1 枚であ っ て も よ い。 ま た、 その材質 と して は、 ス テ ン レ ス の 他に銅又はニ ッ ケルであ っ て も よ い し、 一般に任意の金属を用 い る こ とがで き る 。 導電性網部 2 3 0 を構成す る 導電性網 は、 電気的に導電性であ り 、 その編目 の間隔 と し ては、 デ ィ 一ゼル • ェ ン ジ ン に おけ る 煤が通過で き る も の と し、 6 0〜 4 2 0 メ ッ シ ュ の も の を用 い る 。

ま た、 導電性基質部 2 ひ を構成す る導電性基質 と し て は、 ナイ 口 ンの 円板の排気ガス の流れに対向する 面にの み フ レ ク ト 口 ンを張付けた も の を用 い たが、 ナ イ ロ ンの 円扳の両側にフ レ ク ト ロ ン を張付けて も よ い。 更に、 通気性を有す る ナ イ ロ ン織 布の 円板の両側に フ レ ク ト ロ ン の布を そ の周辺部を除いて張付 け、 更に上述の穴を開けた も のを用い て も よ い _α _ 一一

フ レ ク ト ロ ン を構成す る 織布、 不織布の編 目 の大 き さ と し て は、 一例 と し て織布を用 い る 場合 に は、 4 5 0 メ ッ シ ュ よ り も 大 き く 、 2 0 メ ッ シ ュ よ り も 小 さ く し 、 不織布を用 い た場合 に は、 フ レ ク ト ロ ン の編 目 の大 き さ が 0 . 3 〃 m ま での も の を用 い る こ と がで き る

更 に、 人工又 は天然の織布、 不織布 （紙、 合成紙） に金属を 無電解 メ ツ キ に よ り 被覆 し た後に、 他の金属を電解 メ ツ キ に よ つ て更 に被覆す る こ と がで き る 。

ま た、 導電性基質部 2 4 0 と し て は、 フ レ ク ト ロ ン をパネ ル 状の枠 に入れてュニ ッ ト 化す る と 共に 自 立性を持たせ た も の を 導電性基質 と し て、 複数組合せ た も の を用 い て も よ い。 こ の場 合に は、 フ レ ク ト ロ ン 自 体 に は通気性があ る の で、 導電性基質 に 第 1 2図、 第 U図に示す穴を特に設 け る 必要 は な い。 排気ガ ス が上流側の導電性網部 2 3 0 を通過す る と き に負 に帯電 し た煤 等の微粒子は、 そ の下流側の導電性基質部 2 4 0 を構成す る フ レ ク ト ロ ン の編 目 を通過す る と き 、 ベ ー ス繊維に付着 し た銅の 表面正電荷 に ク ー ロ ン 力 に よ り 静電的 に吸引 さ れて、 吸着 し捕 集 さ れ る 。 一般に、 デ ィ ー ゼル · エ ン ジ ン の排気ガ ス 中 の煤 は 約 l ju m (ガ ウ ス分布の平均値） と 細かい た め に 、 こ の場合 に — —

は、 フ レ ク ト ロ ンの織布、 不織布と しては、 4 5 0 〜 1 0 0 メ ヅ シ ュ の も の を用 い る が、 煤等の微粒子は編 目を通過す る こ と な く 吸着さ れる 。 実際に、 0 . 1 2 mの煤ま で捕集す る こ と がで ぎる 。 こ の フ レク ト ロ ン を用 い た導電性基質部を構成要素 と す る 微粒子除去装置は、 約 1 1 0 ° C の温度ま で作動す る こ と がで き る が、 どち らか と言えばよ り 低温で動作さ せ る こ と が 好ま し い。

更に ま た、 導電性基質部 2 4 0 の導電性基質 と して は、 ナ イ ロ ン の 円板に銅の金網を張付け、 通気用の穴を設け た も の 、 ま た、 一例 と して 2 ひ 0 メ ッ シ ュ の銅の金網それ 自体を用 い て も よ い。 但 し、 こ の場合に は、 大き な メ ッ シ ュ数の金網を用意す る こ とが困難であ る 。 な お、 不織布をベース繊維と し、 銅を無 電解メ ツ キ し た フ レ ク トロ ン （ 4 2 0 メ ッ シ ュ以上） の微粒子 除去性能は、 2 ひ 0 メ ッ シ ュのス テ ン レ ス金網 6 枚の そ れに匹 敵す る 。 -

Sに別に、 導電性基質部 2 4 ひ の導電性基質 と し ては、 銅板 を排気ガス の流れに沿 う よ う に微粒子除去装置の細長い 円筒状 の外枠 2 1 0 に ほぼ平行に配置 して も よ い。

ま た、 導電性網部 と導電性基質部 と. を 1 組と し、 こ れを数組 _ _

排気ガス の流れに タ ン デム に設置 し て、 煤等の微粒子の捕集効 率を増大 さ せ る こ と がで き る 。

直流電源 2 8 0 の電圧 （以下、 「 E G R フ ィ ル タ 電圧」 と 言 う 。 ） と し て は、 ト ラ ッ ク 、 バ ス に登載 し た デ ィ ー ゼル ' ェ ン ジ ン に対 し て は 2 4 ボル ト 又 は 4 8 ボル ト と し 、 乗用車に登載 し た デ ィ ーゼル ， エ ン ジ ン に対 し て は 1 2 ボル ト と す る こ と が で き る 。 な お、 本発明を 陸上ガス タ ー ビ ン及び ボイ ラ に用 い る と き に は、 E G R フ ィ ノレ 夕 電圧 と し て は、 1 0 0 〜 4 0 0 ボル ト と す る こ と がで き る 。

実例 1 ： 第 1 図に示す微粒子除去装置 と ほ ぼ類似の装置を 用 い て、 デ ィ ー ゼルエ ン ジ ン の排気ガ ス 中の煤の 除去試験を行 な っ た。 導線性網 と し て は、 6 0 メ ッ シ ュ の ス テ ン レ ス製金網 を 3 枚を併置 し た も の を用 い た。 通気性の あ る 導電性基質 と し て は 、 ナ イ ロ ン の 不織布 に 銅 を無電解 メ ツ キ に よ り 被覆 し た フ レ ク ト ロ ン で あ っ て 、 金属量が 3 2 パ ー セ ン 卜 で 、 4 9 g / m ² の も の を用 い た。

汚染度 は ボ ッ シ ュ 汚染度計で計測 し た。

微粒子除去装置の入 口 の と こ ろ の入 口汚染度 は 3 8 . 0 %で あ っ て、 直流電源の電圧を変え た と き の微粒子除去装置の 出 口 の と こ ろ の 出口汚染度 （％ ) 、 除染率 （％ ) を以下の表 1 に示 す。 但 し、 圧力損失は 2 6 nim A irであ つ た （ こ の こ と は、 微粒子 除去装置を付加 し て も ディ 一ゼルエ ン ジ ンの背圧を上げ る こ と がなか っ た こ と を意味する 。 ）

実例 2 ： 第 1 図に示す微粒子除去装置 と ほぼ類似の装置を 竪形に し て、 煙草の煙を用いてそれに含ま れる 微粒子の除去試 験を行な っ た。 導電性網 と しては、 6 0 メ ッ シ ュ の ス テ ン レ ス 製金網を 6 枚併置 し た も のを用い た。 通気性を有す る導電性基 質 と し ては、 ナイ ロ ンの不織布に銅を無電解メ ツ キ し た表面積 が 1 5 5 c m ² の フ レ ク ト ロ ンを用 いた。

計測 は、 パーテ ィ ク ルカ ウ ン タ を用 いて行な っ た。 微粒子除 去装置の入口 の と こ ろ での粒径別の粒子数、 微粒子除去装置の 出 口 の と こ ろ での直流電源の電圧をパ ラ メ ータ と し た粒径別の 粒子数を以下の表 2 に示す。 但 し、 サ ン プル時間 は 1 0 秒、 サ ンプル流量は 4 7 . 1 7 c cであ つ た。 表 2

更に、 換算 し た捕集率 （％ ) を以下の表 3 に示す

表 3

実例 3 デ ィ ー ゼル ' エ ン ジ ン と し て、 4 8 7 m L 、 単気 筒デ ィ ー ゼル ， エ ン ジ ン （ ク ボタ E N ) 、 直接噴射式、 —一 一

8 6 x 8 4 m m (ボア x ス ト ロ ー ク ） 、 最大出力が 7 . 7 2 k w / 2 6 0 0 r p m の も のを用 い た。

運転条件 と して、 ェ ン ジ ン の回転数が 1 7 5 0 r p mであ つ て、 出力が 3 . 6 k wであ り 、 E G R率は 3 0 % と し、 E G R フ ィ ルタ 電圧は 2 4 V又は 4 8 V の いずれかを選択可能に し た 排気ガス再循環路、 即 ち E G R路に配置 し た微粒子除去装置 の上流側の導電性網部 と して、 1 0 0 メ ッ シ ュ で直径が 1 0 3 m mのステ ン レ ス製金網を 3 枚パネ ル状の枠に入れて、 5 m m の 間隔を置き 、 微粒子除去装置の細長い 円筒状の外枠の内部に そ の軸 に ほぼ直交す る よ う に配置 し た。 下流側の導電性基質部 と しては、 直径が 1 0 3 m mのナイ ロ ンの 円板の片面に フ レ ク ト ロ ン を 張付 け、 パネ ル伏の枠 に入れた導電性基質 6 枚 を 5 m mの間隔を置いて、 外枠の内部にそ の軸 と直交す る よ う に配 置 し、 且つ上流の導電性網部 と の間隔を 5 m m と し た。 こ れ ら 6 枚の導電性基質に は、 直径が 2 0 m mの第 1 2図又は第 U図に 示す配置の 4 個又は 5 個の穴交互に開 けた。 な お、 フ レ ク ト 口 ンを構成す る 織布は 4 2 0 メ ッ シ ュ の ナイ 口 ン と し、 無電解メ ツ キ に よ っ て付着 し た金属層 は銅層 と した。 ' 第 1 4図に は、 本発明の上記実例 によ る 、 排気ガス再循環路に — —

配置 し た微粒子除去装置の煤捕集の測定結果を示す。 横軸 は運 転時間を示 し 、 縦軸 は煤捕集率を ％で示す。 但 し 、 こ の場合、 E G R フ ィ ル タ 電圧 は 4 8 ボル ト に固定 し た。 煤捕集率 と は、 微粒子除去装置の入 口部を単位時間当 た り に通過す る 煤の量か ら 出 口部を単位時間当 た り に通過す る 煤の量を 引 い た も の を入 口部を単位時間当 た り に通過す る 煤の量で割 り 、 そ れに 1 0 0 を掛け た も の で あ る 。

当初の煤捕集率 は 6 8 %であ る が、 時間の経過 と 共 に そ れは

3 0 %ま で低下す る 0 時間後に外部か ら 強制振動を加え る こ と に よ っ て、 煤捕集率は 当初の 6 8 %を若干下回 る 程度 ま で 回復す る 。 以後、 こ の経過を繰返 し 、 1 0 時間毎に外部か ら 強 制振動を加え る こ と に よ っ て、 煤捕集率 は ほ ぼ完全 に再生す る な お、 E G R フ ィ ル タ 電圧を 0 v と す る と 、 当初の煤捕集率 は 5 0 %で あ っ たが、 時間の経過 と 共に そ れは 1 0 時間後に は 5 % ま で低下 し 、 そ の 時点で外部か ら 強制振動を加え て も 、 捕集 率が回復す る こ と は な か っ た。 即 ち 、 煤 は導電性基質の フ レ タ ト ロ ン の 布 に 容易 に 離れ難 く 付着 し た 。 な お 、 こ の こ と は 、 E G R フ ィ ル タ 電圧を加え た と き と 加え な い と き と で、 煤捕集 の機構が全 く 異な る こ と を示 し て い る 。 何故両者で煤捕集の機 — —

構が異な る のか、 その理由 は定かで は ない。

第 1 5図に は、 本発明の上記実例に よ る 潤滑油汚染の測定結果 を示す。 横軸 は運転時間を示 し、 縦軸 はボ ッ シ ュ汚染度計で測 定 した潤滑油汚染度をバ一セ ン ト で示す。 但 し、 潤滑油 と し て は 1 0 W 3 0 を用 い た。

例えば、 2 0 時間の運転時間後には、 潤滑油汚染度は E G R フ ィ ル タ 電圧が 2 4 V で 6 8 %、 4 8 V で 5 ひ ％で あ る が、 E G R フ ィ ル タ電圧が 0 V では 8 5 %ま で汚染さ れた。

産業上の利用可能性

本発明の微粒子除去装置及び方法は、 一般的 に空気等の気体 中に浮遊す る 徼細な塵、 塵埃、 雑菌 だに （壁蝨） 等の微粒子 物体の燧焼時の煙、 排気ガス に含ま れる 煤等の微粒子等を除去 する フ ィ ルタ に関 して用い る こ と がで き る 。

更に詳細に は、 本発明の微粒子除去装置及び方法は、 空調機 器用 フ ィ ル夕 、 特に 自動車用空調機器用 フ ィ ル夕 内燃.機関の吸 気用 フ ィ ルタ 、 熱機関用空気清浄機器用 フ ィ ル タ 、 精密機器用 高効率フ ィ ル 夕、 原子力プラ ン ト 中性子 ヒ ーテ ィ ン グ冷却甩空 調系用 フ ィ ル タ 、 超集積回路製造 ク リ ー ン ル ー ム用 フ ィ ル タ 、 ク リ ー ンベ ン チ （無菌実験合） 用 フ ィ ルタ 、 排気ガス再循環式 一 ―

内燃機関、 特 に デ ィ ー ゼル ' エ ン ジ ン 、 ガ ソ リ ン . エ ン ジ ン及 びガス · タ ー ビ ン、 並びに排気ガス 再循環式燃焼装置、 特 に発 電用及び産業用 ボイ ラ 、 産業用 燃焼炉、 微粉炭燃焼用 ボイ ラ 及 び業務用 暖房装置 に 関 し て用 い る こ と がで き る

Claims

O 93/20944 — g g — PCT/JP93/00493 請 求 の 範 囲

1 . 微粒子を含んだ気体の流れの上流側 に設置 し た導電性網 と 該気体の流れの下流側に設置 し た通気性を有す る導電性基質 と 該導電性網 と該導電性基質と の 間 に接続 し た電圧が 6 0 0 ボル ト 以下の直流電源と を具備す る 気体の流れか ら 微粒子を除去す る 装置。

2 . 直流電源の負極は該導電性網に接続さ れ、 正極は該導電性 基質に接続さ れた請求の範囲第 1 項に記載の装置。

3 . 該導電性基質は金属被覆布帛であ る請求の範囲第 2 項に記 載の装置。

4 . 該導電性基質は金属被覆不織布であ る請求の範囲第 3 項に 記載の装置。

5 . 該導電性網 は金属被覆布帛であ る請求の ig囲第 4 項に記載 の装置。 '

6 . 該電源電圧 は 6 0 ボル ト以下で あ る 請求の範囲第 5 項に記 載の装置。

7 . 該電源電圧は 6 乃至 4 & ポル ト であ る 請求の範囲第 6 項に 記載の装置。

8 . 該金属被覆布帛 は合成繊維又 は天然繊維の非金属性繊維質 基質に金属を被覆 し た も の か ら 成 る 請求の範囲第 7 項 に記載の

9 . 再循環排気ガ ス を燃料及び空気を混合 し た も の に加え る 燃 焼機関の排気ガ ス再循環路か ら 煤を 除去す る よ う に さ れた請求 の範囲第 1 項 に記載の装置。

1 0 . 微粒子を含む気体の流れの上流側 に 直流電源の一方の極 に接続 さ れた導電性網を設置 し て、 該微粒子を帯電 さ せ る こ と と 、 該気体の流れの下流側 に該直流電源の他方の極に接続 し た 通気性を有す る 導電性基質を設置 し 、 但 し 該導電性網 と 該導電 性基質 と の 間の 直流電源電圧 は 6 0 0 ボル ト 以下 と す る こ と と 該帯電微粒子を反対極性の電荷を有す る 導電性基質に捕集す る こ と と を具備す る 微粒子除去方法。

1 1 . 直流電源の 負極 は該導電性網 に接続 さ れ、 正極 は該導電 性基質に接続 さ れた請求の範囲第 1 0 項に記載の方法。

1 2 . 該導電性基質 は金属被覆布帛 で あ る 請求の範囲第 1 1 項 に記載の方法。

1 3 . 該導電性基質 は金属被覆不織布で あ る 請求の範囲第 1 2 項に記載の方法。 O 93/20944 _ ^ Q ― PCT/JP93/00493

1 4 . 該導電性網 は金属被覆布帛であ る 請求の範囲第 1 3 項に 記載の方法。

1 5 . 該電源電圧は 6 ひ ボル ト 以下であ る 請求の範囲第 1 4 項 に記載の方法。

1 6 . 該電源電圧は 6 乃至 4 8 ボル トであ る 請求の範囲第 1 5 項に記載の方法。

1 7 . 該金属被覆布帛 は.合成繊維又は天然繊維の.非金属性繊維 質基質に金属を被覆 し た も のか ら 成る 請求の範囲第 1 6 項に記 載の方法。

1 8 . 該微粒子は再循環排気ガスを燃料及び空気を混合 した も の に加え る 燃焼機関の排気ガス再循環路での煤であ る 請求の範 囲第 1 0 項記載の方法。