(57)【要約】【課題】高額で大型の排気ガス浄化装置に代わり、粒子状物質だけでなく気体の有害物質も同時に除去可能な廉価で小型な排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】繊維状の物体を使用して濾過用の袋１を作り、この濾材の一部を液体２に浸漬し、毛細管現象により、濾材間の隙間に液体の薄膜を形成し、この液体被膜によって排気ガス中の有害物質を除去する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス中の固形物質を濾過する為に、繊維状の物質を袋状にし、この袋状の内部に排気ガスを吹き込み、排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記袋状の濾材の一部を液体に浸漬し、この液体によって濾材を構成する物質の間隙部を液体による薄い膜を作り、この薄膜によって、排気ガス中の粒子状物質を濾過するようにした請求項１に述べた排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項２の液体はアルカリ性の水溶液、各種の粘度増強剤を含む水溶液、鉱油、動植物油等があり、これらの液体を含む請求項１の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項２の袋状濾材としては、耐熱処理を施した天然繊維、ガラス繊維の織物、鉱物繊維、微細な網目を有する金属網等がありこれらの濾材を使用した請求項１に記載の排気ガス濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本考案の主目的は内燃機の排気ガス中に含まれる粒子状物質を除去するためのものであるが、副次的には気体の有害物質をも同時に浄化するものであり、詳しくは浄化装置の構造、装置、及び濾材、液体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の排気ガス濾過装置としては、黒煙の如き固形物質を除去するため、ビーズ状のセラミックや同じくビーズ状のガラス球等を容器に入れ、この装置を二基用意して、一方に於いて濾過作用を行っている時には、他の一方は捕捉収集した黒煙をヒーターによって加熱燃焼させる。そしてこの操作を交互に繰り返す事によって濾過を行う方式が提案されたり、或いは触媒方式として、坦体の表面に触媒を付着させ、この触媒の作用により捕捉した粒子状物質を燃焼させる方式等がある。しかしながらこれらの浄化装置は高価であるだけでなく、濾過方式は燃焼による再生工程を繰り返す内にビーズ状の濾材が溶損してしまい、濾過の機能をうしなうだけでなく、圧力損失の原因となり、使用に耐えなくなる。
一方、触媒方式の場合は発生する黒煙によって触媒の表面がブロックアウトされるだけでなく、燃料中に含まれる硫黄が燃焼して発生する亜硫酸ガスが触媒毒として作用し、触媒機能を短時間にして喪失する難点がある。（参照、平成１３年５月１８日発表の環境省、経済産業省、国土交通省、３省の合同テストチームによる報告書、ディーゼル車対策技術評価検討会  とりまとめ）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の項に於て述べた前者の濾過方式に於いては、捕集した黒煙を加熱燃焼する再生工程に於て、これを繰り返して行うと、ビーズ状の濾材が熱のため形状を崩したり、一部が溶融して、固形粒子間の隙間を塞いだりして、排気ガスの自由な通過の障害となり、出力の低下を招くという問題点がある。
【０００４】
そして又、この再生装置を付加するために、濾過装置全体が複雑で大型になり、そのため装置自体が高額となる外、高価な濾材を数か月ごとにに取り替えなければならないという問題点がある。
【０００５】
また後者の触媒方式に於ては、わが国で一般に市販されている燃料中の硫黄分がヨーロッパ諸国の物に較べ１０倍も多く、燃料自体を改質しなければならない、しかしこの為には高額の設備投資を必要として、これも一般に普及しがたいという問題点がある。
【０００６】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、廉価でしかも簡単な操作により、排気ガス中の固形物質を濾過することにより除去するだけでなく、排気ガス中の有害物質と液体との接触により気体の有毒成分も同時に除去可能な排気ガス浄化装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明における排気ガス濾過装置においては、濾材として耐熱処理を施した天然繊維、硝子繊維、鉱物繊維又は微細な網目を持つ金網等によって製造された円筒形の袋を使用して、エンジンから排出された排気ガスは、この円筒形濾材の内部に導き、濾過済みの気体は円筒型濾材の外部へと通過するように取り付けたものである。
【０００８】
一般に濾過を行うとき、濾材間の隙間は濾過をしようとする物質の粒子の大きさによって決定される、排気ガス中の粒子状物質の如く数ミクロン程度の微細粒子を濾過しょうとすると、濾材はそれに応じて間隙の微細な濾材を選ばなければならない、しかし、そうすると流体である排気ガスの抵抗は大となり、エンジン出力の低下となる。
【０００９】
そこで本発明に於いては、固形粒子に較べはるかに目の粗い平面構造を有する織物、又は微細な網目を有する金属スクリーン等に液体を染み込ませ、この液体の作る薄膜によって排気ガスを浄化するものである。
【００１０】
このように濾材と濾材との間隙は液体の薄い被膜によって架橋されるため濾材自体の間隙は濾過をしようとする粒子状物質の粒子よりもはるかに粗い目の物でよい、従って流体である排気ガスの抵抗を最低限にする事が可能になる。
【００１１】
この場合、袋を形成する濾材の一部は液体中に浸漬してあるので、毛細管現象や、噴出する排気ガスにより飛沫となった液体によって、濾材の全体は液体によって湿潤化する。その為、液体被膜を作る為の複雑な装置は特に必要としない。
【００１２】
一般にディーゼルエンジンの排気ガスは高温なので水溶液を使う場合、液は気化蒸発して失われるので、その分だけの量を補充する。この場合沸点の高い鉱油、動植物油等を使用すると、容易に気化しないので、その補充量は少なくて済む。
【００１３】
捕捉集積した粒子状物質の大部分は液体中にとけだして、懸濁するので濾過装置が目詰まりをおこすことがない。
【００１４】
液体中に懸濁した粒子状物質は小型の濾過器により濾過を行えば、浄化装置の使用期間を長期にすることができる。
【００１５】
この浄化装置は粒子状物質を除去するだけでなく、液体被膜の表面で化学反応を効率よく行えるので、液体の薬剤を選択することにより、亜硫酸ガス、窒素酸化物等の気体物質も同時に除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとずき、図面を参照して説明する。
図１、において、不燃処理を施した天然繊維、ガラス繊維、鉱物繊維、又は目の細かい金属スクリーン等によって作られた袋状の濾材１とこの濾材の一部に接する液体２、そしてこれら液体と濾材を収容する容器３、袋の機械的強度を保護する多孔板によって作られた内筒４、液体中に懸濁する粒子状物質を濾過する濾過器５、濾過を行う為のポンプ６、内筒４を本体容器３に取付けるための締め金具７で取付ける。
【００１７】
内燃機のマフラーから導入された未処理の排気ガスは排気ガス入口９を経由して、袋状の濾材１の内部に入り、濾材１を通して、気体部分のみは外部に至り、更に外筒４の他端１０から大気中に放出される。一方排気ガス中の固形物質の大部分は一旦濾材１に捕捉された後、液体２の内部に懸濁する。
【００１８】
この場合、液体２によって湿潤化された濾材１は排気ガスを吹き込まれると同時に膨らみ内筒４の内部で体積を最大にするが、多孔板によって作られた内筒４は機械的強度の少ない袋状の濾材が過度に膨脹して破裂するのを防止する。
【００１９】
繊維状の濾材間は毛細管現象によって常に液体の薄膜が形成されている、この液体薄膜は吹き込まれる排気ガスの圧力によって簡単に破られるが、瞬間的に次の薄膜が形成される。その為出力の低下を伴うこと無く、有効に濾過プロセスを継続的に行う事ができる。
【００２０】
【実施例】
木綿繊維を素材とする、フランネル状の織物を使用して袋状の濾材１を作り、金属製の多孔板によって作った内筒４の内部に収容し、この内筒４を容器３の中に入れ、この容器３の下部にアルカリ性の水溶液２を入れた。液体の容量は容器の下部にとどめた。そして次のような実験を行い夫々良好な結果を得た。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、上述の通り構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００２２】
ディーゼルエンジンを搭載した小型乗用車のマフラーに前項の濾過装置を接続して、エンジンをアイドリング状態にして、濾過装置を取り付ける前後に於ける黒煙の発生状態を比較した。まず米国バカラック社製の煤煙計を使用して比較測定したところ、濾過装置を取り付けない場合の黒煙量は１ｍ３当たり約１．０２ｇであったものが、濾過装置を取り付けた後は１ｍ３当たり約０．０７ｇに減少した。それ故、削減率は約９３％となる。
【００２３】
次に、白色の布地を排気ガスの出口に取り付け、エンジンをアイドリングの状態で１０分間作動したところ、濾過装置のない場合は布地は黒煙により完全に黒色となったが、濾過装置をとりつけた場合の布地は殆ど変色せず、この濾過装置の効果が充分にある事が立証できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】排気ガス浄化装置の中央部における断面図である。
【図２】排気ガス浄化装置の側面断面図である。
【図３】排気ガス浄化装置の蓋を開けた時の斜面図である。
【符号の説明】
１  袋状の濾材
２  浄化装置内の液体
３  浄化装置の容器
４  多孔板によって作られた内筒
５  懸濁液を濾過する濾過器
６  濾過器用のポンプ
７  内筒を容器に取付ける締め金具
８  内筒を支えるコイルスプリング
９  排気ガス入り口
１０  浄化済み排気ガス出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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