【手続補正書】
【提出日】令和2年12月25日(2020.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタンガスを燃焼させる燃焼手段の排気ガスの排気流路に前記燃焼手段からの未燃メタンガスを分解する光触媒を設け、光の照射下で前記光触媒により前記排気ガス中の水と前記未燃メタンガスとを水素と二酸化炭素とに変換させ、前記光触媒で変換できなかった二次未燃メタンガスと前記水素とを前記光触媒の下流側に設けた酸化触媒に導入して前記水素の酸化に伴う発熱を利用して前記二次未燃メタンガスを酸化処理することを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記メタンガスは、前記燃焼手段における燃焼対象のガスの一部であることを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記光触媒の触媒量が、前記酸化触媒の触媒量よりも大きいことを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記光触媒は酸化チタンを含み、前記酸化触媒は貴金属を含むことを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記二次未燃メタンガスの量が前記未燃メタンガスの量の１／２以下となるように前記光触媒において処理することを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記排気流路に配置された前記光触媒よりも上流側において、前記排気ガスに含まれる前記光触媒での処理にとって有害な物質を予め処理して前記光触媒に導入することを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記光触媒を前記酸化触媒の上流側と下流側に設け、前記未燃メタンガスの処理に伴って劣化した上流側の前記光触媒を下流側の前記光触媒と入れ替えて前記酸化触媒における発熱を利用して再生することを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記燃焼手段の起動時及び停止時の少なくとも一方において、前記排気ガスが前記光触媒を通らないようにバイパスさせる、又は、前記光触媒を一時的に加熱することを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記酸化触媒の温度が所定温度以下である場合に補助的に前記酸化触媒を加熱することを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の未燃メタンガスの処理方法であって、
前記二次未燃メタンガスの濃度、前記光触媒の性能、前記酸化触媒の性能のいずれか１つ以上を検出し、当該検出結果に応じた処理を行うことを特徴とする未燃メタンガスの処理方法。
【請求項１１】
メタンガスを燃焼させる燃焼手段の排気ガスの排気流路に設けられ、前記燃焼手段からの前記排気ガス中の水と未燃メタンガスとを光の照射下において水素と二酸化炭素とに変換可能する光触媒と、
前記光触媒に前記光を照射する光照射手段と、
前記排気流路における前記光触媒の下流側に設けられ、前記光触媒からの二次未燃メタンガスと前記水素とを酸化処理する酸化触媒と
を備え、
前記酸化触媒における前記水素の酸化に伴う発熱により前記酸化触媒を昇温して前記二次未燃メタンガスを処理することを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記燃焼手段は、燃焼対象としてメタンガスを含む天然ガスを用いることを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光触媒の触媒量は、前記酸化触媒の触媒量より大きいことを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光触媒は、酸化チタンを含み、前記酸化触媒は、貴金属を含むことを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光触媒の触媒量及び前記光触媒に導入される光量の少なくとも一方は、前記二次未燃メタンガスの量が前記未燃メタンガスの量の１／２以下となるように設定されていることを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記排気流路における前記光触媒よりも上流側に、前記排気ガスに含まれる前記光触媒での処理にとって有害な物質を予め処理する有害物質処理手段を備えることを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光触媒は、前記酸化触媒の上流側と下流側に設けられ、
前記酸化触媒の上流側の前記光触媒と下流側の前記光触媒との位置関係を切り替える切替手段を備え、
前記切替手段によって上流側の前記光触媒を下流側の前記光触媒と入れ替えて前記酸化触媒における発熱を利用して再生することを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記燃焼手段の起動時及び停止時の少なくとも一方において、前記排気ガスが前記光触媒を通らないようにバイパスさせるバイパス手段、又は、前記光触媒を一時的に加熱する加熱手段を備えることを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項１９】
請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記酸化触媒の温度が所定温度以下である場合に補助的に前記酸化触媒を加熱する補助加熱手段を備えることを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項２０】
請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記二次未燃メタンガスの濃度を検出する濃度検出手段、前記光触媒の性能を検出する光触媒性能検出手段、前記酸化触媒の性能を検出する酸化触媒性能検出手段のいずれか１つ以上を備え、当該検出結果に応じた処理を行うことを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項２１】
請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光照射手段は、発光ダイオードを含むことを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項２２】
請求項１１〜２１のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光照射手段は、複数の波長の光を出射することを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【請求項２３】
請求項１１〜２２のいずれか１項に記載の未燃メタンガス処理装置であって、
前記光触媒は、表面に触媒が設けられた金属基板を筒状にした構成を備えることを特徴とする未燃メタンガス処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ガスエンジンの排気ガスには燃え残りである未燃メタンガスが多く含まれている。メタンガスの地球温暖化係数は二酸化炭素の数十倍と高く、大気にはなるべく放出しない方がよいと考えられる。未燃メタンガスの処理方法としては、一般的に酸化触媒が用いられる。（特許文献１）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の請求項１１に係る未燃メタンガス処理装置は、メタンガスを燃焼させる燃焼手段の排気ガスの排気流路に設けられ、前記燃焼手段からの前記排気ガス中の水と未燃メタンガスとを光の照射下において水素と二酸化炭素とに変換可能する光触媒と、前記光触媒に前記光を照射する光照射手段と、前記排気流路における前記光触媒の下流側に設けられ、前記光触媒からの二次未燃メタンガスと前記水素とを酸化処理する酸化触媒と、を備え、前記酸化触媒における前記水素の酸化に伴う発熱により前記酸化触媒を昇温して前記二次未燃メタンガスを処理することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明の請求項１１に係る未燃メタンガス処理装置によれば、メタンガスを燃焼させる燃焼手段の排気ガスの排気流路に設けられ、前記燃焼手段からの前記排気ガス中の水と未燃メタンガスとを光の照射下において水素と二酸化炭素とに変換可能する光触媒と、前記光触媒に前記光を照射する光照射手段と、前記排気流路における前記光触媒の下流側に設けられ、前記光触媒からの二次未燃メタンガスと前記水素とを酸化処理する酸化触媒とを備え、前記酸化触媒における前記水素の酸化に伴う発熱により前記酸化触媒を昇温して前記二次未燃メタンガスを処理することによって、消費エネルギーを抑制しつつ、燃焼手段からの温度の低い排気ガス中の未燃メタンガスを効率的に低減することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
酸化触媒槽１０８は、酸化触媒体を備え、酸化触媒体の触媒作用によって排気ガスに含まれる未燃のメタンガス（以下、二次未燃メタンガスという）を処理する。酸化触媒槽１０８は、排気流路において光触媒槽１０４のさらに下流側に設置され、上流側の光触媒槽１０４で発生した水素及び光触媒槽１０４で反応しなかった残りの二次未燃メタンガスを酸化触媒により酸化させる。これにより、メタンスリップを大幅に低減させることができる。酸化触媒槽１０８で使用される酸化触媒は、これに限定されるものではないが、白金やパラジウム等の貴金属がベースとなった触媒とすることが好適である。なお、酸化触媒は遷移金属や希土類元素酸化物等をベースとした酸化触媒を用いることもできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
また、有害物質処理手段１０２が設けられている構成では、燃焼手段２００において微粒子（ＰＭ）が発生している時間が短いと見込まれる場合、図８（ａ）に示すように、光触媒槽１０４の上流側でスモークメータ等の微粒子計測装置３６により排気ガス中の微粒子濃度を計測し、微粒子濃度が多くなれば三方弁４２を介してバイパス管に排気ガスを通し、光触媒槽１０４と酸化触媒槽１０８に排気ガスを通さないようにする構成としてもよい。この構成では、燃焼手段２００から排出される微粒子が少なくなれば、図８（ｂ）に示すように、三方弁４２を切り替えて光触媒槽１０４と酸化触媒槽１０８に排気ガスを通すようにしてもよい。