(57)【要約】【課題】  排気ガスを集中的に効率よく浄化し、また浄化後に生成される反応物を集中的に回収でき、長期運転のための部品交換作業を最小限化する排気ガス浄化装置の提供。【解決手段】  高温の排気ガスを取り入れる浄化装置本体部とガスを浄化装置外へ排出する排出流路を備え、浄化装置本体部は、仕切壁によって上下に区画され、下側の区画には排気ガス導入口と、該排気ガスを浄化する機能性溶液を貯留するタンクを備え、該タンクの上面にはフィルタ部が配設され、上側の区画は、仕切壁に形成された開口部を介して下側の区画と連通し、かつ排出流路とも連通し、排出流路内部に除塵器が設けられ、機能性溶液と仕切壁の開口部と除塵器がタンクの軸方向に一列に整列し、タンクの底部に汚水排出口が接続していることを特徴とする排気ガスの浄化装置である。【選択図】  図１
2005140012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽油を燃料とする内燃機関より排出される排気ガスの浄化装置であって、
前記浄化装置は、前記内燃機関より排出された高温の排気ガスを取り入れる浄化装置本体部と前記浄化装置本体部を通過した排気ガスを前記浄化装置外へ排出する排出流路を備え、
前記浄化装置本体部は、仕切壁によって上下に区画され、
前記仕切壁によって形成された下側の区画には、該区画に排気ガスを導入する排気ガス導入口と、該排気ガスを浄化する機能性溶液を貯留するタンクを備え、該タンクの上面には多数の小隙を有するフィルタ部が配設され、
前記仕切壁によって形成された上側の区画は、前記仕切壁に形成された開口部を介して前記下側の区画と連通し、かつ前記排出流路とも連通し、
前記排出流路内部に除塵器が設けられ、
前記タンク内に貯留される機能性溶液と前記仕切壁の開口部と前記除塵器が前記タンクの軸方向に一列に整列し、
前記タンクの底部には、前記除塵器から落下した排気ガス微粒子成分を排出する汚水排出口が接続していることを特徴とする排気ガスの浄化装置。
【請求項２】
前記タンク及び前記浄化装置本体部が円筒形状に形成され、
前記排気ガス導入口が前記円筒形状の接線方向に向けられていることを特徴とする請求項１記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項３】
前記タンクが、該タンク内に立設された連通孔を有する複数の仕切り板によって、小室に区分されていることを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項４】
前記機能性溶液がオイゲノール及び／又はモノテルペンを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項５】
前記排出流路の後にサイクロン式集塵ユニットが連なることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の排気ガスの浄化装置。
【請求項６】
前記タンクに、自動的に機能性溶液を供給する機能性溶液補充ユニットが接続していることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の排気ガスの浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンなど軽油を燃料とする内燃機関に関するものであり、特に排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンなど軽油を燃料とする内燃機関は、炭素由来の微粒子である固体成分（Diesel Exhaust Particulate:  DEP）と有機化合物（Vaporized Organic Compound:  VOC）や無機化合物、NOx（NO、NO2）、SOx（SO2、SO3）、CO、CO2などの気体成分を排出している。ここ数年の研究で、DEP自身が生体障害性の高い物質であるとの報告がなされ、注目を集めている。
既に、NOxやSOxは、酸性雨などの原因物質として特定されており、NOxについては、人が吸引すると生体障害を招くことがあるので、環境基準の中で排出量が設定されている。
【０００３】
DEPは内燃機関において軽油が燃焼する過程で生ずる煤状の物質で、大きさが２．５μｍ以下の微粒子であることが報告されている。この微粒子は、その表面にVOCやNOxやSOxの一部を吸着している複合化合物といえる。そして、DEPは微粒子であるため、呼吸によって体内に取り込まれ、口腔内や肺細胞の奥深くまで入り込み、炎症や障害を引き起こすといわれている。
【０００４】
特に、組織内においてVOCやNOx、SOxを溶出する過程でフリーラジカルを産生し、生体障害を招き、例えば呼吸器系の疾患やアレルギ、生殖機能の障害に関係することも報告されている。そのため、国内では、東京都などの一部地方自治体が環境汚染問題への取り組みとして、２００３年１０月からはディーゼルエンジン車両排出ガスに対して、規制値を設け、規制値に合格しないディーゼル車両の進入を規制することとしている。
【０００５】
このような状況下で、DEPを除去する装置：Diesel Particular Filter（DPF）の開発が進められている。現在開発が進められているDPFはほぼ２つの方式に大別できる。１つは、セラミックフィルタでDEPを捕集し、一定量のDEPを捕集した後、高温で焼却分解する方式であり、セラミックフィルタを並設しておき、一方が焼却分解している間に他方が捕集する並行処理方式である。
【０００６】
他の方式は、酸化触媒方式で、排気ガスのNOをNO2に変換し、これを利用してDEPの酸化分解を直接行おうとする方式である。この方式は、機構が簡単でコスト的には安価に製造できる点が特徴である。しかし、酸化触媒は劣化するので、一定時間稼動すると触媒の交換コストが生ずる。
【０００７】
上記セラミック方式と酸化触媒方式を採用したDPFには利点と欠点があり、ディーゼル車両の排気ガスによる環境汚染を防ぐための決め手に欠けるのが現状である。セラミックフィルタ方式のDPFは、上述したように２つのフィルタを装備し、１つのフィルタが捕集している間、他の１つが熱分解処理する構造である。捕集されたDEPは、８００℃以上の高温で燃焼分解するため、２系列のセラミックと燃焼炉を内蔵する必要があり、装置がより高価なものとなる。また、技術的には不使用時は常温であるフィルタ温度が稼動時には８００℃以上になるため、温度差によるセラミックの変形や破損などの耐久性を克服する必要がある。
【０００８】
一方、酸化触媒方式では、NOの酸化を促す触媒が、同じ排気ガス成分であるSOxの酸化を進め、結果として触媒機能の低下を招くことが問題となっている。その対策として、酸化触媒方式を採用する場合には、低硫黄の軽油を使う必要がある。尚、東京都などでは、低硫黄の軽油の普及を図る取り組みがなされている。酸化触媒方式の問題としては、古いエンジンで排気される場合、排気されるDEPが高濃度であるので、全てを処理するには性能面での問題がある。よって、現状においては、新型の車両からこの方式が採用されている。したがって、３００万台或いは５００万台ともいわれる旧型車両への適用については、この方式は問題の解決手段となっていない。
【０００９】
上記２つの方式に拠らない湿式の排気ガス浄化方法並びに装置が特許文献１及び２に提案されている。
特許文献１の排気ガス浄化装置は、容器に設けられた吸気ファン及び排出ファンによって、排気ガス吸収性薬液を収納する容器内に排気ガスの流れを作り、この排気ガスの流れを遮るように、開口部を有するそらせ板が立設されたものである。該そらせ板は容器内に収納された薬液を、毛細管現象を利用して上方に吸い上げ、該そらせ板に衝突する排気ガス中に含まれるDEPを吸収するものである。
特許文献２は気体中の有害成分除去装置を開示するが、この装置は、一端に排気ガス導入口を、他端に排気ガス排出口を備える容器内に、精油含有水溶液を収納する貯留槽が配設されるという構造である。この装置においては、該水溶液はヒータによって気化させ、その気化した水溶液と排気ガスとを容器内で混合することで排気ガス中に含まれるDEPを吸収するものであった。
【００１０】
上記２つの開示技術は、セラミック方式と酸化触媒方式とは全く異なる排気ガスの浄化方式であるので、セラミック方式と酸化触媒方式とがそれぞれ有する問題を解決するものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２４６０５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に開示される排気ガス浄化方法は、浄化装置内にファンを用いて排気ガスを導入・排出し、浄化装置底部に貯留された排気ガス吸収性薬液を、浄化装置内部に立設されたそらせ板内に毛細管現象を利用して吸い上げ、そらせ板上の該薬液と排気ガスを反応させ、排気ガスを浄化するというものである。この方法においては、浄化装置を長時間運転すると、薬液と排気ガスとの反応生成物がそらせ板に付着し、そらせ板が目詰まりを起こし、毛細管現象による薬液の上昇という作用を経時的に喪失することとなるので、そらせ板を定期的に交換する必要があった。
また、この方法においては、排気ガスと該薬液との反応はそらせ板上でのみ発生するので、その浄化効率は決してよいものとはいえなかった。
特許文献２に開示される排気ガス浄化方法は、浄化装置内に霧状の排気ガス吸収性薬液を噴霧し、気体中で排気ガスと薬液を反応させ、排気ガスの浄化を行うというものである。この方法においては、浄化装置内で発生する排気ガスと該薬液との反応生成物は容器内で散乱し、容器内が該反応生成物で汚染され、またこの散乱した反応生成物が容器内に配置されたフィルタの目詰まりを起こしたり、その他浄化装置の長期的運転に支障を与えるトラブルの原因となるという問題があった。
また、この方法においては、排気ガスと該薬液は容器内で拡散した状態で反応作用を引き起こすものであって、排気ガスと該薬液とを一定空間に誘導し、集中的に反応させるという手段を有するものではないので、その浄化効率はあまりよいものとはいえなかった。
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであって、排気ガスを集中的に効率よく浄化し、また浄化後に生成される反応物を集中的に回収でき、長期運転のための部品交換作業を最小限化する排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１記載の発明は、軽油を燃料とする内燃機関より排出される排気ガスの浄化装置であって、前記浄化装置は、前記内燃機関より排出された高温の排気ガスを取り入れる浄化装置本体部と前記浄化装置本体部を通過した排気ガスを前記浄化装置外へ排出する排出流路を備え、前記浄化装置本体部は、仕切壁によって上下に区画され、前記仕切壁によって形成された下側の区画には、該区画に排気ガスを導入する排気ガス導入口と、該排気ガスを浄化する機能性溶液を貯留するタンクを備え、該タンクの上面には多数の小隙を有するフィルタ部が配設され、前記仕切壁によって形成された上側の区画は、前記仕切壁に形成された開口部を介して前記下側の区画と連通し、かつ前記排出流路とも連通し、前記排出流路内部に除塵器が設けられ、前記タンク内に貯留される機能性溶液と前記仕切壁の開口部と前記除塵器が前記タンクの軸方向に一列に整列し、前記タンクの底部には、前記除塵器から落下した排気ガス微粒子成分を排出する汚水排出口が接続していることを特徴とする排気ガスの浄化装置である。
請求項２記載の発明は、前記タンク及び前記浄化装置本体部が円筒形状に形成され、前記排気ガス導入口が前記円筒形状の接線方向に向けられていることを特徴とする請求項１記載の排気ガスの浄化装置である。
請求項３記載の発明は、前記タンクが、該タンク内に立設された連通孔を有する複数の仕切り板によって、小室に区分されていることを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の排気ガスの浄化装置である。
請求項４記載の発明は、前記機能性溶液がオイゲノール及び／又はモノテルペンを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の排気ガスの浄化装置である。
請求項５記載の発明は、前前記排出流路の後にサイクロン式集塵ユニットが連なることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の排気ガスの浄化装置である。
請求項６記載の発明は、前記タンクに、自動的に機能性溶液を供給する機能性溶液補充ユニットが接続していることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の排気ガスの浄化装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、高温の排気ガスによって温められたタンク内の機能性溶液が気化し、該気化した機能性溶液がタンク上部に配設された多数の小隙を有するフィルタ部に入る。フィルタ部内の気化した機能性溶液はフィルタ部の小隙を構成する壁面に水滴となって付着し、また小隙内で気体として充満する。
また気化した機能性溶液は更に上方にある除塵器内に入り、同様にして、除塵器内の細かな空間に充満し、該空間を構成する除塵器内部の壁面に水滴となって付着する。
浄化装置内に導入された排気ガスは、高温であるため、浄化装置上方に向かい、仕切壁によって、フィルタ部内に案内される。
よって、フィルタ部内において、気化した機能性溶液と排気ガスが集中され、機能性溶液と排気ガスとの反応が極めて活発に促進されることとなり、浄化効率が高められる。
さらに、除塵器にて回収された機能性溶液と排気ガスの反応生成物は、除塵器下方に落下し、機能性溶液を貯留するタンク内に回収される。該反応生成物は、タンクに接続した汚水排出口から浄化装置外に回収されることとなる。
したがって、該反応生成物が浄化装置内に散乱することもなく、また集中的に回収されることとなるので、浄化装置内を洗浄する必要もなく、散乱した反応生成物に起因する故障を回避することができる。更に、除塵器或いはフィルタ部にある反応生成物がタンク内に落下するので、除塵器或いはフィルタ部の目詰まりを回避することができる。
請求項２記載の発明によれば、排気ガス導入口が円筒形状のタンクの接線方向に向けられており、またタンク及び本体壁によって形成される混合室が円筒空間となるので、混合室に導入された排気ガスはタンク外周面を螺旋状の流線を描いて、上昇していく。したがって、タンクが効率よく暖められる結果、効率よく蒸気化した浄化液を得ることができる。故に、高い濃度で気化した機能性溶液がフィルタ部内の小隙に充満することになり、浄化効率が更に高まる。
請求項３記載の発明によれば、タンクが連通孔を有する仕切り板によって小室に区分されているので、浄化装置を搭載した車両の加減速によっても、タンク内で機能性溶液が波打たない。
請求項４記載の発明によれば、機能性溶液に排気ガスの浄化効率の高いオイゲノール及び／又はモノテルペンを含むので、更に高い効率で排気ガスを浄化できる。
請求項５記載の発明によれば、除塵器を通過した後の排気ガスが更にサイクロン式集塵ユニットを通過し、そこで排気ガスが浄化されるので、外気に放出される排気ガスは更に有害物質を含まないものとなる。
請求項６記載の発明によれば、タンク内に自動的に浄化液が供給されるので、浄化装置の連続運転が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る排気ガスの浄化装置の実施の形態について、図を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る排気ガスの浄化装置の一例を示す図である。図１（ａ）は本発明の浄化装置の概略図であり、図１（ｂ）は本発明の浄化装置の内部を、仕切壁を取り除いた状態で、上方から見た図である。
図１（ａ）において、排気ガス浄化装置（１）は集塵ユニット（Ａ）と機能性溶液補充ユニット（Ｂ）と接続している。
【００１６】
以下、本発明に係る浄化装置（１）の構成の大略を説明する。
本発明に係る浄化装置（１）は、浄化装置（１）の外面を形成する箱状の浄化装置本体部（２）を有する。
浄化装置本体部（２）内部には該浄化装置本体部（２）内部を上下に区画する仕切壁（３）が配置されている。本明細書において、下の区画を混合室（２１）とし、上の区画を浄化室（２２）とする。
混合室（２１）には、高温の排気ガスを混合室（２１）内に導入する排気ガス導入口（４）が接続している。また、混合室（２１）内部にタンク（５）が配置される。タンク（５）上部外面には、多くの開口部を有する多孔面（５１）が形成されている。
浄化室（２２）には、混合室（２１）を通過した排気ガスが、仕切壁（３）に設けられた開口部（３１）を介して流入する。そして、浄化室（２２）に流入した排気ガスは、浄化室（２２）に連通する排出流路（６）及び排出流路（６）内に配設された除塵器（７）を経由して、浄化装置（１）の外方に至る。
【００１７】
以下、上記構成のそれぞれについての詳細を説明する。
図１に示す実施例において、浄化装置本体部（２）とタンク（５）は一体に接続した有底の二重円筒構造をしている。浄化装置本体部（２）及びタンクはステンレス素材からなる。
図１に示す内側の円筒がタンク（５）であり、内部にディーゼル排気ガス中の微粒子及びガス成分の除去を可能にした機能性溶液（８）（Functional solution of diesel smoke : FSDS）が貯留されている。
タンク（５）内部には、連通孔を有する複数の仕切り板（５２）が立設し、小室に区分けされている。これにより、浄化装置（１）を搭載する車両の加減速に伴う、機能性溶液（８）の波打ちが防止される。また、タンク（５）上面開口部はパンチングメタルを積層した構造を有するフィルタ部（５３）に覆われている。フィルタ部（５３）に設けられる開口の大きさは１０ｍｍ程度が好ましい。この大きさであれば、後述するように、排気ガスと機能性溶液（８）とが反応して生成される高密度DEPのタンク内への落下を妨げることがない。また、フィルタ部の積層中間面に２００μｍ程度の粗い目を有するステンレスウールを配設してもよい。このようにすると、フィルタ部内で反応し生成された高密度DEPがフィルタ部で除去されることとなる。
尚、該フィルタ部（５３）の側面が上記多孔面（５１）を形成するものとなる。
【００１８】
尚、本実施例において、タンクに貯留される機能性溶液（８）として、オイゲノールを０．５％以上或いはモノテルペンを０．５％以上或いはオイゲノールとモノテルペンの成分が合せて０．５％以上含有される液体が用いられている。
モノテルペンは、水蒸気蒸留して得られた樹木精油から得られる成分である。またオイゲノールは、チョウジ油、カッシア油、ピメント油、ベイ油やショウノウ油等の樹木精油に多く含まれることが知られている。
これらの成分は、界面活性剤などを一切使用するものではなく、天然物由来の植物精油等から得られるので、ヒトをはじめとする動物及び植物に対して高い安全性を確保することができる。
また、これらの成分は、後述するように非常に高い排気ガス除去作用を発揮する。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、浄化装置本体部（２）の底部外周に排気ガス導入口（４）が接続している。この排気ガス導入口（４）を介してディーゼルエンジンからの排気ガスがタンク（５）と浄化装置本体部（２）の間の空間に導入される。
尚、本実施例においては、排気ガス導入口（４）は円筒形状のタンク（５）の接線方向に向けられている。その結果、排気ガスはタンク（５）と浄化装置本体部（２）の間の空間をタンク（５）の周方向に旋回しながら、上方へと流れていく。
導入される排気ガスは高温（例えば数１００℃）であるので、このように排気ガスがタンク（５）周方向に旋回しながら上方に流れることによって、タンク（５）が一様に温められるので、機能性溶液（８）は効率よく温められる。また、排気ガスを加熱手段とするので、加熱のために追加のエネルギを供給する必要がなく、経済的である。
温められた機能性溶液（８）は気化し、気化した機能性溶液（８）はタンク上方に配置されるフィルタ部（５３）に向かい、フィルタ部（５３）内の小隙に充満し、またその一部は小隙の壁面に水滴となって付着する。
尚、タンク（５）或いは機能性溶液（８）を温めるために、ヒータなどの他の加熱手段が用いられてもよい。
【００２０】
フィルタ部（５３）の上面位置には、中央部に開口部（３１）を有する円板形状の仕切壁（３）が、浄化装置本体部（２）の内周面に取付ける形で配置されている。この仕切壁（３）は、タンク（５）と浄化装置本体部（２）の間に形成される空間の天井部分を封止し、排気ガスをフィルタ部（５３）に向けて流れるように案内する。併せて、仕切壁（３）はフィルタ部（５３）を固定する。
これにより、フィルタ部（５３）内に排気ガスが充満する。
【００２１】
上述の如くフィルタ部（５３）内には、気化した機能性溶液（８）と排気ガスが充満することとなる。この２つの気体物質はフィルタ部（５３）内で反応する。
上記構造を採用することによって、フィルタ部（５３）内に、気化した機能性溶液（８）と排気ガスとが集中することとなる。したがって、機能性溶液（８）と排気ガスの反応が、より促進されることとなる。
また、フィルタ部（５３）は内部に多数の小隙を有する構造であるので、気化した機能性溶液（８）及び排気ガスは狭い空間に閉じ込められるので、より反応が促進される。
更に、気化した機能性溶液（８）はタンク（５）軸方向に向かう流れであり、排気ガスはタンク（５）半径方向の流れであり、異なる流れ方向を有する２つの気体がフィルタ部（５３）内で衝突することとなる。この結果、フィルタ部（５３）内で対流を生じ、更に反応が促進される。
後述するように、フィルタ部（５３）は、その内部で生成された排気ガスと機能性溶液（８）の反応物の一部を捕捉し、フィルタ部（５３）下方にある機能性溶液（８）中に、該捕捉された反応物を落としこむ。
尚、本実施形態においては、フィルタ部（５３）をタンク（５）上に配設する構造を採ったが、フィルタ部（５３）の代わりに、タンク（５）上部外周面に多くの小孔を設けて多孔面を形成してもよい。このような構造にすると、機能性溶液（８）の液面とタンク（５）上面との間の空間で、気化した機能性溶液（８）と多孔面から進入する排気ガスが対流し、反応することになる。
【００２２】
浄化装置本体部（２）の上面は、蓋部（２３）によって閉じられ、浄化装置本体部（２）は閉じた箱状を形成している。蓋部（２３）の中央部には、排出口が設けられ、該排出口には、排出流路（６）が接続している。排出流路（６）内において、排出流路（６）と蓋部（２３）との接続部分には、除塵器（７）が詰め込まれている。本実施形態において、除塵器（７）には、目の粗い（例えば２００μｍ程度）ステンレスフィルタが用いられている。
後述するように、除塵器（７）は、その内部を通過する排気ガスから、機能性溶液（８）と排気ガスの反応によって生成される反応物を捕捉し、排気ガスの除塵を行う。
尚、排出流路（６）と蓋部（２３）との接続部は、仕切壁（３）の開口部（３１）の真上に位置することが好ましい。これにより、フィルタ部（５３）を通過した気化した機能性溶液（８）と排気ガスの混合気体が直線最短距離で排出流路（６）に向かうこととなるので、高い排出効率が得られる。
【００２３】
排出流路（６）の他端は、サイクロン式の集塵ユニット（Ａ）に接続している。この集塵ユニット（Ａ）は、浄化装置（１）から排出される排気ガスを導入する排出流路（６）と接続する円筒部（１０１）と、円筒部（１０１）から下方に向けて徐々に径が小さくなる円錐部（１０２）と、円錐部（１０２）の下方先端に設けられる底部貯塵部（１０３）とから構成される。また、円錐部（１０２）の中間部分には、浄化装置（１）で用いられるフィルタ部（５３）と同様のパンチングメタルを積層した構造を有するフィルタ部（１５３）が設けられている。
【００２４】
円筒部（１０１）の上部は封止されている。また、その封止端を介して、排気管（１０４）の先端部が、円筒部（１０１）の長さ程度挿入されている。除塵器（７）によって除塵された排気ガスはこの排気管（１０４）を介して、集塵ユニット（Ｂ）から排出される。
【００２５】
機能性溶液補充ユニット（Ｂ）は、タンク（５）内の機能性溶液（８）の減少に応じて機能性溶液（８）を補充するために設けられる。機能性溶液補充ユニット（Ｂ）は、液面計（２０１）を備えた補充液タンク（２０２）、補充液タンク（２０２）の底部排出口に接続され、補充液タンク（２０２）に貯留された機能性溶液（８）をタンク（５）に向けて送る配管（２０３）及び浄化装置本体部（２）を貫通し、タンク（５）内に先端が開口し、配管（２０３）と接続する注液管（２０４）とから構成される。配管（１６）及び注液管（２０４）は、タンク（５）に備えられる液面計（５４）の上端部と接続している。
【００２６】
このような構成において、排気ガス導入口（４）には、例えばフレキシブルチューブを介してディーゼルエンジンの排気管が接続される。そして、排気ガス導入口（４）を介してディーゼルエンジンからの排気ガスがタンク（５）と浄化装置本体部（２）との間の空間に導入されると、上述の如く、排気ガスはタンク（５）と浄化装置本体部（２）との間の空間を周方向に旋回しながら上方へ流れる。排気ガスが、仕切壁（３）の下面に至ると、封止されているためそれ以上の上昇はせず、タンク（５）上部に配設されるフィルタ部（５３）に流入する。
ここまでの過程において、エンジンから排出される高温（例えば、数１００℃）の排気ガスは、タンク（５）の外周部に沿って流れるため、タンク（５）及びタンク（５）に収容されている機能性溶液（８）に熱が伝達される。また、この熱伝達により、排気ガスの温度は下降する。このようにして排気ガスによって温められた機能性溶液（８）は活発に蒸発し、ガス状の機能性物質（Vaporized functional compound : VFC）になる。該が素性の機能性物質は、タンク内を上昇して、フィルタ部（５３）の内部に流入する。
フィルタ部（５３）内において、上述の如く、排気ガスと機能性物質が流入し、これらのガス状物質は混合されるとともに、反応する。浄化装置（１）に流入する高温の排気ガスによって、浄化装（１）置内は反応に適切な高温を維持することが可能となる。また、所望ならば、反応を促進するために、ヒータやサーモスタット等の加熱制御手段によって混合室（２３）内の温度を制御可能に調節するものとしてもよい。更には、浄化装置本体部（２）の内壁面に断熱材を内張りし、混合室内の保温効果を高めてもよい。
尚、タンク（５）外周面にフィンなどを設け、タンク（５）の表面積を増加させ、排気ガスとタンク（５）間の熱交換効率を高めてもよい。また、排気ガスを用いて熱交換を行うことの他に、各種方式の熱交換器の構造を利用するものであってもよい。
【００２７】
フィルタ部（５３）内において、排気ガスに含まれるDEP（例えば直径数μｍから１０μｍ程度）は、前記ガス状の機能性物質と反応し、凝集し、１０倍から１００倍の大きさの粒子状物質（ここで、２００μｍ程度以上を高密度DEPと呼び、それ以下を中密度DEPと呼ぶこととする）に変化する。高密度DEPの一部は、フィルタ部（５３）に捕捉され、フィルタ部（５３）下方に位置する機能性溶液（８）中に落下し、取り込まれる。その後、タンク（５）内に沈殿する。この除塵作用を一次除去能と呼ぶこととする。このDEP由来の物質は、タンク（５）底面に接続する汚水排出口（５５）から、オイル状の溶液として回収される。
【００２８】
フィルタ部（５３）で混合反応工程を経た排気ガスは、タンク（５）内の機能性溶液（８）の蒸発作用により生ずる上昇気流に促され、仕切壁（３）中央部に形成される開口部（３１）を介して、浄化室（２２）に流入する。そして、その排気ガスは開口部（３１）の真上に位置する排出流路（６）へと流入する。
排出流路（６）内には、２００μｍ程度の粗い目を有する除塵器（７）が設けられている。したがって、排出流路（６）に流入した排出ガスに含まれる高密度DEPの大部分は、除塵器（７）によって捕捉される。捕捉された高密度DEPは、浄化室（２２）に落下し、更にフィルタ部（５３）を経て、タンク（５）内の機能性溶液（８）に落下する。この機能を二次除去能と呼ぶこととする。
ここまでの過程において、排気ガス中の高密度DEPのほとんどが除去されることになる。
尚、気化した機能性溶液（８）と排気ガスの反応時間を長くするため、フィルタ部（５３）の長さをできるだけ長くすることが好ましい。
尚、上述の如く、タンク（５）内の機能性溶液（８）、フィルタ部（５３）、仕切壁（３）の開口部（３１）及び排出流路（６）内の除塵器（７）がタンク（５）の軸方向に一列に整列しているので、捕捉された高密度DEPが最終的にタンク（５）内の機能性溶液（８）中に落下するので、浄化装置（１）内部が高密度DEPによって汚染されることがなく、該汚染による浄化機能の低下という問題がなくなる。
更に、タンク（５）底部に接続する汚水排出口（５５）によって、集中的に高密度DEPを回収することができ、浄化装置の保守が効率的且つ容易なものとなる。
尚、本実施例において、除塵器（７）に通過口サイズが２００μｍ程度のステンレスフィルタを用いたが、この目のサイズを小さくしすぎると、目詰まりを起こすことになる。したがって、比較的密度の粗いステンレスフィルタを用いることが好ましい。
【００２９】
除塵器（７）を通過した排気ガスは高密度DEPのほとんどが除去され、２０〜２００μｍの中密度DEPを多く含むものとなる。この中密度DEPは、排気ガス圧によって、集塵ユニット（Ａ）に吹き込まれる。中密度DEPは、エンジンで生成された当初のDEPと較べて、１０〜１００倍の重量を有する。よって、集塵ユニット（Ａ）内に吹き込まれた中密度DEPは、集塵ユニット（Ａ）内で回転しながら速度を落とし、円錐部（１０２）内を落下する。そして、中密度DEPは、円錐部（１０２）の中間位置に配置されたフィルタ部（１５３）を通過し、底部貯塵部（１０３）に至る。底部貯塵部（１０３）に至った中密度DEPは、再度の舞い上がりを生じたとしても、フィルタ部（１５３）によって、舞い上がりによる上昇を妨げられるので、排気口には到達しない。このようにして、中密度DEPは底部貯塵部（１０３）に集積される。この中密度DEPの集積作用を三次除去能と呼ぶこととする。
【００３０】
底部貯塵部（１０３）に集積された微粒子は、適当なサイクルで、底部貯塵部（１０３）に備えられた圧縮機構（１０４）で圧縮され、固形物として回収される。この固形化されたDEPは機能性溶液によって無害化されている。しかしながら、回収後二次処理されるほうが好ましい。
【００３１】
浄化装置（１）のタンク（５）内の機能性溶液（８）を補充して、持続的に排気ガスの浄化処理を行うために、機能性溶液補充ユニット（Ｂ）が設けられている。機能性溶液補充ユニット（Ｂ）の補充液タンク（２０２）は、自動的に機能性溶液を供給する。補充タンク（２０２）及びタンク（５）に備えられる液面計（５４）によって、補充タンク（２０２）及びタンク（５）内の機能性溶液の液量を、定常的に監視することが可能となる。
【実施例】
【００３２】
上述した構造を有する本発明に係る浄化装置（１）を実際にディーゼル車両に搭載して走行実験を行った。取り付けた車両は、日野自動車製の５トントラックで、排気量７６２０ｃｃ、走行距離５９９１０８ｋｍである。計測に使用された計測機器は、黒煙計測器（スモークメータ）ＤＳＭ−１０Ｎである。計測は、濾紙に排気ガスを吸引させ、濾紙の黒煙による汚染度合いを光学的に計測するという方法で行われた。
【００３３】
表１に、上記実験で得られたデータを示す。尚、本実験において測定された機能性溶液（８）の温度は６９．７℃であった。
【表１】
2005140012.tif 000003
【００３４】
表１に示すように、本発明に係る浄化装置（１）を搭載すると、黒煙カット率が８０％以上であり、排気ガスに含有される多くの汚染物質が除去されることが判る。
また、上記実験において、本発明に係る浄化装置（１）を搭載すると、排気ガスの温度が低下することも確認された。計測結果の一例を示すと、浄化装置（１）を装着しない場合、エンジン回転数２０００ｒｐｍにおいて、マフラ出口での温度が１４２．５℃であった。一方、浄化装置（１）を搭載すると、マフラ出口での温度が１０２．２℃となり、４０．３℃の温度の低下が計測された。エンジン回転数１０００ｒｐｍにおいては、９２．１５℃（非搭載）から６７．１６℃（搭載）への温度低下が計測された。
尚、本実験において、機能性溶液（８）の気化ガスの温度が６０〜１００℃の範囲であることが好ましいことが確認された。該気化ガスの温度が６０℃以下であると、排気ガスとの反応が促進されず、黒煙カット率が低下する。また、１００℃以上であると、機能性溶液（８）の気化によって発生する上昇気流が強くなりすぎ、機能性溶液（８）の気化ガス及び排気ガスがフィルタ部（５３）を通過する時間が短くなり、結果として、機能性溶液（８）の気化ガスと排気ガスとの反応時間が短くなるので、黒煙カット率が低下する。
【００３５】
図２は、モノテルペンが排気ガス中に含まれるフリーラジカルを除去することを示すデータである。該データは樹木精油水溶液にDEPを反応させ、ガスクロマトグラフにて、樹木精油水溶液に含まれる各成分の反応前と反応後の量的変化を示すものである。図２（ａ）は反応前を示し、図２（ｂ）は反応後を示している。
【００３６】
上記データは以下の手順で収集された。
まず、超純水５００ｍｌに樹木精油５ｍｌを加えて、超音波洗浄器中で（２８ｋＨｚ  １０ｍｉｎ）で撹拌し、樹木精油水溶液を作成する。該樹木精油水溶液にDEPを５０ｍｇ加え、密栓後、スターラにて２週間撹拌し、その後、スターラのヘッドスペースにある気体をシリンジで採取し、ガスクロマトグラフにて、該気体中の成分を測定したものである。
尚、ガスクロマトグラフには、ＨＮＵシステム社の３１１型ポータブル・ガスクロマトグラフを用いた。
測定においては、注入口温度を１６０℃、カラム温度１００℃で１０分間保持した後、１０℃／ｍｉｎで該ガスを注入し１５０℃まで昇温後７分３０秒間保持する。尚、測定時間は２２分３０秒で、キャリアガスには窒素を用いる。
【００３７】
モノテルペンは、図２（ａ）及び図２（ｂ）中、丸で囲まれている部分である。DEPと反応前と反応後のモノテルペンを比較すると、ピークを示す形状が大きく異なり、該モノテルペンが排気ガスと反応したことがわかる。即ち、樹木精油中のモノテルペンが排気ガスの除去作用を有することを示している。
【００３８】
図３は、オイゲノールが排気ガス中に含まれる炭素中心ラジカルを除去することを示すデータである。
図３において、樹木精油等から得られる香気成分とオイゲノールの炭素中心ラジカルの除去率を比較している。
このデータは、各香気成分を水溶液にして、DEPと反応させた後、DEP中の炭素中心ラジカルをＥＳＲ分光計にて測定し、得られたものである。
【００３９】
図３に示すが如く、オイゲノールが、他の香気成分と較べてより多くの炭素中心ラジカルを消去している。本実験においては、約８０％程度の除去率である。すなわち、オイゲノールを多く含有する液体を上記浄化装置に用いれば、より多くの炭素中心ラジカルを除去できる浄化装置となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ディーゼルエンジンなど軽油を燃料とする内燃機関から排出される排気ガスの浄化装置に好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る排気ガスの浄化装置の一例を示す図である。（ａ）は本発明に係る浄化装置の概略図であり、（ｂ）は本発明の浄化装置の内部を、仕切壁を取り除いた状態で上方から見た図である。
【図２】モノテルペンの排気ガス除去作用を示すデータである。
【図３】オイゲノールの炭素中心ラジカルの除去作用を示すデータである。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・・・浄化装置
２・・・・・浄化装置本体部
３・・・・・仕切壁
３１・・・・開口部
４・・・・・排気ガス導入口
５・・・・・タンク
５３・・・・フィルタ部
５５・・・・汚水排出口
６・・・・・排出流路
７・・・・・除塵器
８・・・・・機能性溶液
Ａ・・・・・サイクロン式集塵ユニット
Ｂ・・・・・機能性溶液補充ユニット
【図１】
2005140012.tif 000004
【図２】
2005140012.tif 000005
【図３】
2005140012.tif 000006