(57)【要約】【課題】エンジン排気中に含まれる特定ガス成分を、液体を用いて除去する湿式後処理装置に付設され、処理後の液体を排気から確実に分離して回収し、大気に有害成分が放出されることがない、コンパクトで高性能な気液分離装置を実現する。【解決手段】  気液分離装置１は、外筒Ｈ２内を隔壁Ｈ３で第１室１２と第２室１３に区画し、内筒Ｈ１内の液体導入通路１１の一端を気液接触器２に、他端を第２室１３に開口させる。排気とともに導入する液体は、第２室１３の下部壁に開口する液体回収通路５１から回収され、排気は、第２室１３の上部壁となる隔壁Ｈ３に設けた気体導出通路１６から第１室１２に導出され、さらに第１室内の気体通路を経て第１の気体出口通路１７から排出される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の排気通路（ＥＸ）に配設され、排気に含まれる特定ガス成分を、液体を用いた気液接触手段にて処理する湿式後処理装置（１）に付設されて、処理後の液体を分離回収する気液分離装置であって、
内外二重筒状体からなるハウジング（Ｈ）と、
上記ハウジングの両端閉鎖の外筒（Ｈ２）内を隔壁（Ｈ３）で軸方向に区画して形成され、上記隔壁の一端側に位置する第１室（１２）および他端側に位置する第２室（１２）と、
上記ハウジングの両端開口の内筒（Ｈ１）内に形成され、一端が上記第１室の一端面から外方へ突出開口して上記気液接触手段に接続し、他端が上記第１室および上記隔壁を貫通して上記第２室内に開口する気液入口通路（１１）と、
上記第２室の下部壁に開口する液体回収通路（５１）と、
上記第２室の上部壁となる上記隔壁を貫通して形成され、上記第１室と上記第２室を連通する気体導出通路（１６）と、
上記第１室に面する上記外筒壁を貫通して形成され、上記排気通路に連通する気体出口通路（１７）と、
を備え、上記気体導出通路から上記第１室内を経て上記気体出口通路へ至る気体通路を形成したことを特徴とするエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項２】
上記内筒の他端が上記第２室内に突き出して位置する突出壁（１５）である請求項１記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項３】
上記第１室への上記気体導出通路の開口部は、上記気体出口通路が形成される上記外筒壁と、上記内筒を挟んで反対側に位置する請求項１または２記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項４】
上記第１室の側方に第３室（１４）を設けて、第１の気体出口通路となる上記気体出口通路を開口させ、該第３室に設けた第２の気体出口通路（１８）を介して、上記第１の気体出口通路と上記排気通路を連通させるとともに、上記第３室の下部壁に開口する第２の液体回収通路（５２）を設けた請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項５】
上記第２の気体出口通路を形成する筒状体が、上記第３室内に突き出して位置する請求項４記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項６】
上記ハウジングが軸方向を上下方向として設置され、上記第２の気体出口通路は上記第３室の上部壁に形成される請求項４または５記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項７】
上記ハウジングが軸方向を水平方向として設置され、上記第３室に開口する上記第１の出口通路は、上記第１室の上部壁に形成される請求項４または５記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項８】
上記液体は、２５℃における粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上の液体である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【請求項９】
上記液体がイオン液体である請求項１ないし８のいずれか１項に記載のエンジン湿式後処理装置用の気液分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気中の特定成分ガス、特にＮＯｘ成分を液体と接触させて吸収分離するエンジン用後処理装置の下流に配置されて、液体を分離回収するための気液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンから排出される有害物質、例えば窒素酸化物（ＮＯｘ）成分の後処理は、従来、触媒を用いて還元浄化する方式が一般的であり、例えば、尿素水を還元剤として排気に添加する選択還元型触媒が採用されている。この方式は、ＮＯｘ浄化性能を発揮する触媒の作動温度（約２００℃以上）に昇温する必要があり、また、尿素水を排気中に拡散させるために装置が大型となりやすい。一方、エンジンの熱効率向上、燃料消費率向上の要求に伴って、排熱回収システムが積極的に取り入れられると、下流域では排気温度が大きく低下する。このため、有害エミッションを、より低温状態で処理可能な後処理装置が求められている。
【０００３】
後処理装置の小型化を図りつつ、より低い温度においてＮＯｘ成分を除去する技術として、ＮＯｘを吸収可能な液体を用いる湿式後処理装置が提案されている。ＮＯｘ吸収液体としては、例えば水やアルカリ水溶液、イオン液体が知られ、気液接触手段にて排気と接触させることで、ＮＯｘ成分を吸収除去した後、排気を外部へ放出することができる。ＮＯｘ吸収液体は、回収、再生されて貯蔵手段に戻され、再び気液接触手段に供給される。
【０００４】
なかでも水よりも比較的粘度の高いイオン液体を用いる湿式後処理装置は、１００℃以上で用いることにより水分との分離が可能であり、揮発消失しないので回収して繰返し使用できる利点がある。ただし、イオン液体が排気に混ざってテールパイプから大気に放出されると、大気汚染等の二次被害が懸念される。そこで実用化に際し、ＮＯｘ吸収後のイオン液体を排気から分離し、回収する機構が重要となる。
【０００５】
エンジンシステムに使用される気液分離装置として、特許文献１には、ブローバイガス中のオイルを分離回収するための装置が開示されている。この装置は、サイクロン室にブローバイガスを導入して旋回流とし、ガスに含まれるオイル分を遠心力で分離するもので、オイル分はサイクロン室の内周壁方向へ飛散させて回収する。ブローバイガスはサイクロン室の中央に開口させた導出管から上方へ排出され、バルブを介してブローバイガス流路から吸気管へ還流する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の気液分離装置は、エンジンのクランクケースと吸気管を連通させた比較的流量の小さいブローバイガス流路用であり、排気管路のような大流量路では圧損が増大する要因となる。また、ブローバイガスに混入する少量のオイル分を分離するには適するが、排気処理用に供給される吸収液体用としての適用は難しく、装置も大型化しやすい。
【０００８】
そこで、本発明は、エンジン排気中に含まれる特定ガス成分を、液体を用いて吸収除去する湿式後処理装置において、特定ガス成分を吸収した液体を排気から確実に分離して回収し、大気に有害成分が放出されて二次被害が生じることがなく、コンパクトで高性能な気液分離装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの排気通路に配設され、排気に含まれる特定ガス成分を、液体を用いた気液接触手段にて処理する湿式後処理装置に付設されて、処理後の液体を分離回収する気液分離装置であって、
内外二重筒状体からなるハウジングと、
上記ハウジングの両端閉鎖の外筒内を隔壁で軸方向に区画して形成され、上記隔壁の一端側に位置する第１室および他端側に位置する第２室と、
上記ハウジングの両端開口の内筒内に形成され、一端が上記第１室の一端面から外方へ突出開口して上記気液接触手段に接続し、他端が上記第１室および上記隔壁を貫通して上記第２室内に開口する気液入口通路と、
上記第２室の下部壁に開口する液体回収通路と、
上記第２室の上部壁となる上記隔壁を貫通して形成され、上記第１室と上記第２室を連通する気体導出通路と、
上記第１室に面する上記外筒壁を貫通して形成され、上記排気通路に連通する気体出口通路と、
を備え、上記気体導出通路から上記第１室内を経て上記気体出口通路へ至る気体通路を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記内筒の他端が上記第２室内に突き出して位置する突出壁である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、上記第１室への上記気体導出通路の開口部が、上記気体出口通路が形成される上記外筒壁と、上記内筒を挟んで反対側に位置する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、上記第１室の側方に第３室を設けて、第１の気体出口通路となる上記気体出口通路を開口させ、該第３室に設けた第２の気体出口通路を介して、上記第１の気体出口通路と上記排気通路を連通させるとともに、上記第３室の下部壁に開口する第２の液体回収通路を設けた。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、上記第２の気体出口通路を形成する筒状体が、上記第３室内に突き出して位置する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、上記ハウジングが軸方向を上下方向として設置され、上記第２の気体出口通路は上記第３室の上部壁に形成される。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、上記ハウジングが軸方向を水平方向として設置され、上記第３室に開口する上記第１の出口通路は、上記第１室の上部壁に形成される。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、上記液体を、２５℃における粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上の液体とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、上記液体がイオン液体である。
【発明の効果】
【００１８】
排気通路のような大流量路の途中に配置されて、イオン液体等の比較的粘性が高い液体を効率よく回収するには、排気の流れに乗って液体が流出しないように、確実に分離する必要がある。本発明の気液分離装置は、外筒内を隔壁で第１室と第２室に区画し、内筒内を液体導入通路として湿式後処理装置の気液接触手段に接続する。液体導入通路を第２室内に開口させて、排気とともに処理後の液体を導入すると、液体は、第２室内を重力で落下し、下部壁に開口する液体回収通路から回収される。排気は、第２室内を上方へ移動し、第２室の上部壁となる隔壁に設けた気体導出通路から導出され、第１室内の気体通路を経て気体出口通路から排出される。
【００１９】
上記構成によれば、気液分離室となる第２室にて液体を回収し、気体通路を、第２室と区画される第１室を介して排気通路に接続して、排気流速の上昇を抑制する構成としたので、排気の流れによって液体が吹きちぎられて小液滴となり、気流に乗って運ばれるのを抑制できる。また、内外筒からなるハウジング内に効率よく通路を形成したので、コンパクトな装置となり、液体の外部への放出を防止しながら、高効率で確実に液体を分離回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態における気液分離装置の全体構成を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図である。
【図２】第１実施形態の気液分離装置を含むエンジン用湿式後処理装置の構成を示す概略図である。
【図３】エンジン用湿式後処理装置の要部構成を示す概略断面図である。
【図４】エンジン用湿式後処理装置が適用されるエンジン全体のシステム構成図である。
【図５】第１実施形態の変形例であり、気液分離装置の横断面図である。
【図６】本発明の気液分離装置における排気流れを模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の作用効果を説明するための比較用の気液分離装置の概略断面図である。
【図８】第２実施形態における気液分離装置の全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜４に基づいて本発明の第１実施形態を説明する。図１Ａ、１Ｂは、本発明の気液分離装置１であり、図４に示すエンジンＥの排気通路に設置されて、燃焼排気ガス中の特定ガス成分を、液体を用いて除去するための後処理装置（以下、湿式後処理装置と称する）１００の一部を構成している。エンジンＥは、過給機付ディーゼルエンジンで、排気通路としての排気管ＥＸの途中には、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）１０１、排熱回収装置１０２が配置され、その下流に、湿式後処理装置１００が配置される。図２、３に示す本実施形態の湿式後処理装置１００は、排気中の特定ガス成分、特に、窒素酸化物（ＮＯｘ）成分を、ＮＯｘ吸収液体を用いて吸収除去する。
【００２２】
図４において、エンジンＥは、コンプレッサー１０３と排気タービン１０４で構成される過給機を備える。吸気管入口ＩＮ１から取り込まれた空気は、コンプレッサー１０３で加圧され、加圧により高温となった空気は、吸気管ＩＮに設置したインタークーラー１０６で冷却された後、吸気マニフォルド１０７の各ポートからエンジンＥの燃焼室に吸入される。エンジンＥの燃焼室では空気と燃料が混合され、燃焼することによってエンジン出力軸１０８の回転力として動力を生み出す。
【００２３】
燃焼を終わった排気は、エンジンＥの燃焼室から排気マニフォルド１０５に排気される。その後、排気はコンプレッサー１０３と直結した排気タービン１０４を回して、空気を加圧する仕事をした後、排気管ＥＸに排出される。排気はここでＤＰＦ１０１を通過し、排気中のパティキュレートマター（ＰＭ）をＤＰＦ１０１によってろ過捕集する。同時に、排気が通過するＤＰＦ１０１表面にコーティングされた酸化触媒によって、ＨＣ成分やＣＯ成分も浄化される。その後、排気は、排熱回収装置１０２を通り、冷却されて通常では排気温度が１００℃〜１８０℃の間に下がる。
【００２４】
ここで用いるＤＰＦ１０１は、セラミックで形成された多孔質の壁がフィルタとして働く、公知のウォールフロータイプの排気フィルタである。排熱回収装置１０２は、公知のランキンサイクル方式の排熱回収システムであり、例えば、排気の冷却で得た熱エネルギーは冷媒を蒸発させ高圧ガスとなってガスタービンを回し、ガスタービンと直結した発電機により電気エネルギーに変換されバッテリーに蓄えられるというようなものである。
【００２５】
冷却された排気は、湿式後処理装置１００に導入される。ここで、排気中に含まれるＮＯｘ成分は、湿式後処理装置１００内においてＮＯｘ吸収液体と接触して吸収される。ここまででＰＭ、ＨＣ、ＣＯ、そしてＮＯｘが除去され、クリーンな排気となって排気管出口ＥＸ１から大気中に排出される。湿式後処理装置１００の上流に、図示しないオゾン供給手段を設置して、排気中に含まれるＮＯｘを供給されるオゾンと反応させ、硝酸（ＨＮＯ３）またはその前駆体（Ｎ２Ｏ５）に変換させることもできる。本発明では、窒素酸化物（ＮＯ、ＮＯ２）とこれらから生成される化合物（ＨＮＯ３、Ｎ２Ｏ５）を合わせてＮＯｘ成分と称する。
【００２６】
吸気系には、吸気管入口ＩＮ１の直下流に空気流量センサＳ１が配置される。また、吸気スロットル１１０のスロットル開度を検出するスロットル開度センサＳ２が配置され、吸気マニフォルド１０７の合流部には吸気圧センサＳ３が配置される。エンジン１の出力軸１０８の近傍には、エンジン回転数を測るエンジン回転センサＳ４が配置され、排気系には、ＤＰＦ１０１の下流に排気温度を測る温度センサＳ５が配置される。また、図示しないアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサＳ６が設けられ、これら各センサは、測定した情報をそれぞれ電気信号に変換して、接続された電気線を通して電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１１に送る。
【００２７】
次に、湿式後処理装置１００の具体的な構成例を説明する。図２において、湿式後処理装置１００は排気管ＥＸの途中に介設され、気液接触手段としての気液接触器２と、その下流に設置される気液分離装置１、気液接触器２にＮＯｘ吸収液体を供給する液体供給装置３を備える。液体供給装置３は、気液接触器２の上流に設置される液体インジェクタ３１を有している。気液接触器２は、筒状ハウジング２２内にハニカム構造体２１を収容してなり、ハニカム構造体２１の内部において排気とＮＯｘ吸収液体とを気液接触させ、排気に含まれるＮＯｘ成分を吸収する。
【００２８】
図３に示すように、ハニカム構造体２１は、例えば、波板状の気液接触板２１ａと平板状の気液接触板２１ｂとを組み合わせて構成され、これらを水平方向に交互に積層して、内部に上下方向に延びる多数の気液接触通路２３を形成している。気液接触板２１ａ、２１ｂは、通常、耐食性を有するステンレス鋼等の金属板であり、気液接触通路２３に面する気液接触板２１ａ、２１ｂの両表面は、気液接触面として機能する。ＮＯｘ吸収液体は、気液接触面を伝って流下する間に、気液接触通路２３に流入する排気と接触する。
【００２９】
図２において、筒状ハウジング２２の上端部内空間は、排気導入部２４となり、排気管ＥＸに接続される排気入口４１から排気導入部２４を経て、気液接触器２に排気が導入される。液体供給装置３は、液体インジェクタ３１の噴射口３２が、排気導入部２４となる空間を挟んで、ハニカム構造体２１の上端面と対向し、液体配管３３から供給されるＮＯｘ吸収液体を噴射する。ＮＯｘ吸収液体と排気は、気液接触器２内を同一方向（図の上下方向）に流れて、筒状ハウジング２２下端部の気液集合部２５に至り、直下に位置する気液分離装置１にて気液分離される。ＮＯｘ吸収液体から分離された排気は、排気出口４２から排気管ＥＸに戻される。
【００３０】
一方、気液分離装置１は、吸収液体供給装置３の液体配管３３に接続され、吸収液体の循環路を形成している。回収されたＮＯｘ吸収液体は、フィルタＦを通過してポンプＰに吸い上げられ、液体インジェクタ３１から再び供給される。
【００３１】
ＮＯｘ吸収液体は、ＮＯｘ成分を吸収可能であり、水よりも粘性が大きく、使用環境下において液体状態を維持する液体であれば、特に制限されない。具体的には、例えば２５℃における粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上の液体であるとよく、好適には、ＮＯｘまたはＨＮＯ３等のＮＯｘ成分を吸収するイオン液体、例えばカルボン酸塩を含むイオン液体が用いられる。好適には、カルボン酸塩のアニオンとして、ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯＯ−（ｎは０〜１０の整数）で表されるアルキルカルボン酸イオンおよびその誘導体が挙げられ、少なくとも１種または２種以上を組み合わせて所望の吸収性能および粘性を有する吸収液体に調製することができる。
【００３２】
図１Ａ、１Ｂに、本実施形態の気液分離装置１の詳細構成例を示す。図示するように、気液分離装置１は、内外二重筒状体からなるハウジングＨを有し、軸方向を上下方向として設置されている。両端が開口する内筒Ｈ１内は、気液接触器２の気液集合部２５（図２参照）に接続される気液入口通路１１となっている。両端が閉鎖する外筒Ｈ２は、円筒状の内筒Ｈ１の外周を取り囲むように同軸に位置し、内部空間を上下に区画する隔壁Ｈ３が設置されて、その上方に第１室１２を、下方に第２室１３を形成している。本実施形態において、外筒Ｈ２は略円筒状で、上半部側方に略矩形断面の容器状ハウジングＨ４が一体的に設けられ、内部に第３室１４を形成している。
【００３３】
内筒Ｈ１は、上端（一端）が外筒Ｈ２の上端面を貫通して上方に突出位置し、気液集合部２５との接続部となっている。内筒Ｈ１の下端（他端）は、外筒Ｈ２上半部の第１室１２内および隔壁Ｈ３を貫通し、外筒Ｈ２下半部の第２室１３内に突き出す突出壁１５を形成している。この突出壁１５は、第２室１３の軸方向中間部まで延出し、気液入口通路１１を第２室１３内に開口させている。外筒Ｈ２の下端部には、気液入口通路１１に対向する位置に第１の液体回収通路（液体回収通路）５１が接続され、第２室１３の下部壁は、底面中央に開口する第１の液体回収通路５１に向けて下り傾斜するテーパ面となっている。これにより、気液入口通路１１に流入するＮＯｘ吸収液体は、突出壁１５の下端から第２室１３内に落下し、テーパ状の壁面に沿って第１の液体回収通路５１に流入し、回収される。
【００３４】
隔壁Ｈ３には、第１室１２と第２室１３を連通する気体導出通路１６が貫通形成される。また、第１室１２の外側壁となる外筒Ｈ２の上部壁の一部は、側方に位置する第３室１４との間を区画するフラットな隔壁Ｈ５となり、該隔壁Ｈ５に第１の気体出口通路１７が貫通形成されている。ここで、隔壁Ｈ３は、隔壁Ｈ５側から離れるに従って壁厚が厚くなり、第１室１２の底面が隔壁Ｈ５側へ向けて下り傾斜する傾斜面となるように形成される。気体導出通路１６は、第１の気体出口通路１７から比較的離れた位置に設けられ、内外筒Ｈ１、Ｈ２の内周形状に沿う円弧状の開口部である。また、隔壁Ｈ３の壁厚が比較的厚い部位を貫通し、第１の気体出口通路１７から比較的離れた傾斜面の上部側に開口している。
【００３５】
気液入口通路１１から第２室１３に流入する排気は、重力で下方に移動するＮＯｘ吸収液体から分離して、上方へ向きを変え、気体導出通路１６を通過して第１室１２へ向かう流れを形成する。第２室１２の頂面となる隔壁Ｈ３の下面は水平面であり、内筒Ｈ１の下端をこの水平面より下方へ突出する突出壁１５とすることで、気液入口通路１１から第１室１２へ至る気体通路長を長くし、ＮＯｘ吸収液体が壁面伝いに、あるいは排気の流れに乗って流出するのを防止する効果が高まる。突出壁１５は、図示するように、端縁部を外周側から内周側へ向けて下り傾斜するエッジ部とすると、比較的粘度の高いＮＯｘ吸収液体が気液入口通路１１の下端に溜まらず、落下しやすくなる。
【００３６】
また、第１室１２内においては、気体導出通路１６と第１の気体出口通路１７を反対側に配置したので、流入した排気が第１室１２内の環状空間を拡がりながら第３室１４へ向かうことで、排気流速の上昇が極力抑えられる。したがって、排気の流れによってＮＯｘ吸収液体が上方へ運ばれにくく、ＮＯｘ吸収液体の流出を抑制する効果をより高めることができる。本実施形態では、ＮＯｘ吸収液体が第１室１２に流れ込んだ場合に、排気管ＥＸへの流出を防止するために、さらに第３室１４を設ける。
【００３７】
第３室１４を構成するハウジングＨ４は、第１の気体出口通路１７からの排気流入方向を長手方向とする略長方形断面形状で、第３室１４内の排気流れの下流側において、ハウジングＨ４の頂壁（上部壁）を貫通する筒状体Ｈ６が設けられる。該筒状体Ｈ６の内部空間は第２の気体出口通路１８を形成しており、筒状体Ｈ６の下端側は第３室１４内に突き出して位置している。筒状体Ｈ６の上端側はハウジングＨ４の上方に突出して、排気管ＥＸに至る排気出口４２（図２参照）に接続される。排気流れの上流側において、ハウジングＨ４の下端部には第２の液体回収通路５２が接続され、第３室１４の下部壁は、第１の気体出口通路１７に近い底面に開口する第２の液体回収通路５２へ向けて下り傾斜する傾斜壁となっている。
【００３８】
気液分離装置１内における圧損増大を避けるために、排気入口となる気液入口通路１１、第２室１３と第１室１２を連通する気体導出通路１６、第１室１２から第３室１４への第１の出口通路１７、排気出口４２に接続される第２の気体出口通路１８は、それぞれ通路断面積が十分な大きさとなるように、排気流量等に応じて設定するとよい。ＮＯｘ吸収液体の流出を抑制するためには、装置内の空間体積は大きい方がよいが、本発明では、気液分離室となる第２室１３と気体通路となる第１室１２を区画し、ＮＯｘ吸収液体が排気流れに乗りにくい通路構成としたので、装置を大型化することなく、ＮＯｘ吸収液体を分離・回収できる。ここでは、例えば気液入口通路１１を形成する内筒Ｈ１径に対し、外筒Ｈ２径は２倍前後としてある。好適には、第１室１２と第２室１３の合計空間体積Ｖ２が、気液入口通路１１の空間体積Ｖ１の５倍以下（Ｖ１×５≧Ｖ２）となるように設定するとよい。
【００３９】
第１の気体出口通路１７の下端は、第１室１２の傾斜する底面より下方に位置する。第２の液体回収通路５２は、第１の気体出口通路１７の下端より下方で、例えば第１室１２の傾斜する底面の延長上に開口するように配置される。これにより、第１室１２にＮＯｘ吸収液体が液滴となって流出した場合でも、排気流れと重力で液滴を第１の出口通路１７から下方へ移動させ、第２の液体回収通路５２に回収可能となる。
【００４０】
第１の液体回収通路５１、第２の液体回収通路５２は、それぞれ逆止弁５３、５４を介してＮＯｘ吸収液体が貯留される液体タンクＴに回収される。液体タンクＴは、液体供給装置３に至る液体配管３３（図２参照）に接続される。
【００４１】
図５は、第１実施形態の変形例であり、気体導出通路１６形状を変更している。気液分離室となる第２室１３と第１室１２とを連通する気体導出通路１６は、図１では円弧状の単一の開口部としているが、図示するような円形や長円形その他形状の複数の開口部を組み合わせて形成してもよい。このように、ＮＯｘ吸収液体の流出を抑制可能であり圧損を増大させない範囲であれば、大きさや形状、数等を適宜変更することができる。また、第２の液体回収通路５２を、逆止弁５４（図１Ａ参照）を介して液体タンクＴに接続せず、逆止弁５３上流において第１の液体回収通路５１に接続してもよい（図中に矢印で示す）。
【００４２】
図６は、第１実施形態の第１室１２内における排気流れを、模式的に示している。図示するように、円弧状の気体導出通路１６の全体から第１室１２内に流入した排気は、気体導出通路１６の両側から第１室１２内の環状空間を通過し、第１の出口通路１７に向かう。一方、図７は、隔壁Ｈ３に設けず、外筒Ｈ２内が区画されていない構成で、排気が最短距離で第１の出口通路１７に向かうために、流速が速くなりやすい。このため、比較的粘度の高いＮＯｘ吸収液体が壁面を伝う液膜となると、気流に引っ張られて吹きちぎられ、小液滴となって流出するおそれがある。また、第２の液体回収通路５２を外筒Ｈ２内に開口する構成とした場合、この通路へ外筒Ｈ２から直接排気とともに液滴が流出しやすくなることが判明した。
【００４３】
本発明では隔壁Ｈ３を設けて気液分離室を区画し、気体通路を極力流速が上がらないように構成したので、液膜の伝わりを遮断して、重力で速やかに落下させ、かつ液滴となって気流に乗って運ばれるのを防止できる。また、内外二重筒状のハウジングＨ構成としてコンパクトな空間でこれら効果を達成できる。
【００４４】
図８は、本発明の第２実施形態であり、気液分離装置１内への排気導入方向を変更した構成例である。気液分離装置１のハウジングＨは、軸方向を水平方向とする内外二重筒状体からなる。両端が開口する内筒Ｈ１内は、気液接触器２の気液集合部２５（図２参照）に接続される気液入口通路１１となり、両端が閉鎖する外筒Ｈ２は、隔壁Ｈ３によって区画される第１室１２と第２室１３を有する基本構成は、第１実施形態と同様である。
【００４５】
本実施形態では、第２室１３内に開口する気液入口通路１１の一端（他端）に形成される突出壁１５を、下半部が突出方向に徐々に下り傾斜するテーパ部１９とする。気液入口通路１１に流入するＮＯｘ吸収液体は、気液入口通路１１の壁面を伝いながら重力で徐々に下方に落下し、この突出壁１５のテーパ部１９から第２室１３の底部へ向かって落下する。テーパ部１９と対向する第２室１３の下部壁は、第１の液体回収通路５１へ向けて下り傾斜するテーパ状となっており、テーパ部１９先端は、第２室１３のテーパ面に近傍まで延出して、対向位置している。
【００４６】
また、隔壁Ｈ３を貫通して形成される気体導出通路１５を、内筒Ｈ１より上方位置において、第２室１３の上部壁となる隔壁Ｈ３の上端部を中心とする円弧状に形成する。ハウジングＨを水平方向に配置した場合には、気液入口通路１１において、ＮＯｘ吸収液体が重力で下方へ向かい、排気は上方へ向かいながら徐々に分離される。さらに、第１室１２と第２室１３を連通する気体導出通路１５を、テーパ部１９から最も離れた位置に形成することで、回収するＮＯｘ吸収液体の下方へ向かう流れと、上方へ向かう排気の流れを、より効果的に分離し、ＮＯｘ吸収液体を効率よく分離回収することができる。
【００４７】
本実施形態では、第３室１４を形成するハウジングＨ４を、第１室１２を形成する外筒Ｈ２の外周を取り囲むように配置する。そして、外筒Ｈ２の上部筒壁を、側方に位置する第３室１４との間を区画する隔壁Ｈ５とし、これを貫通する第１の出口通路１７を開口させている。第１の出口通路１７と内筒Ｈ１を挟んで反対側の外筒Ｈ２の下部筒壁には第３の液体回収通路５２が接続し、第１室１２の下部壁は、第３の液体回収通路５２へ向けて下り傾斜する傾斜面となっている。第３の液体回収通路５２は逆止弁５６を介して液体タンクＴへ接続される。
【００４８】
さらに、第３室１４を形成するハウジングＨ４の右端面は、第２室１３を形成する外筒Ｈ２の右端面（他端側の端面）の外方に位置し、両端面間の空間に排気を誘導するようになっている。ハウジングＨ４の右端面の中央には、第２の出口通路１８を形成する筒状体Ｈ６が取り付けられ、一端側（左端側）は第３室１４内に突出位置している。筒状体Ｈ６の他端側（右端側）は外方へ突出して排気出口４２となり、排気管ＥＸに接続される。筒状体Ｈ６の下方において、ハウジングＨ４の下端部に第２の液体回収通路５２が接続し、第３室１４の下部壁は第２の液体回収通路５２へ向けて下り傾斜する傾斜面となっている。
【００４９】
本実施形態のように構成することで、気液分離装置１の装置高さが低くできるので、高さ方向のスペースに制約がある場合に有利である。したがって、例えば、車両搭載エンジン用に、車両床下を水平方向に這う排気管ＥＸに取り付けられて、好適に使用することができる。そして、水平方向に流れる排気に対して、排気を上方から排出し、ＮＯｘ吸収液体を下方から回収するように通路を構成しているので、重力により効果的に気液分離しながら、速やかにＮＯｘ吸収液体を回収することができる。
【００５０】
上記実施形態において、気液分離装置１が接続される気液接触器２の構成は、特に限定されるものではなく、内部に多数の気液接触通路２３を形成可能な構造であればよい。また、気液分離装置１のハウジング形状や、通路形状、液体回収通路の接続位置等は、適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の気液分離装置は、エンジン湿式後処理装置に付設されて、処理用の液体を高効率で回収できる。湿式後処理装置は小型で低コストであり、環境温度や運転状態の変化が大きいエンジンであっても適用可能である。このため、使用環境が厳しくスペース的な制約の大きい自動車用エンジンに好適であるが、車両用またはディーゼルエンジンに限らず任意のエンジンに適用される。また、排気中の特定成分としては、ＮＯｘ成分に限らず、特定のガス成分と吸収液体を組み合わせることで、同様の高い処理性能を実現する。
さらに、
【符号の説明】
【００５２】
Ｅ  エンジン
ＥＸ  排気管（排気通路）
Ｈ、Ｈ４  ハウジング
Ｈ１  内筒
Ｈ２  外筒
Ｈ３  隔壁
１００  湿式後処理装置
１  気液分離装置
１１  入口通路
１２  第１室
１３  第２室
１４  第３室
１５  突出壁
１６  気体導出通路
１７  第１の気体出口通路
１８  第２の気体出口通路
２  気液接触器（気液接触手段）
３  液体供給装置
５１  第１の液体回収通路（液体回収通路）
５２  第２の液体回収通路
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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