(57)【要約】【課題】安価且つ簡易な構成であって、排出ガスのＮＯｘやＳＯｘ等を高い確率にて反応させることのできる排出ガス浄化装置を提案する。【解決手段】流入口１３と流出口１４とを備えた筐体１１を流入室１６と流出室１７の二室に分割し、該流入室１７に、光触媒で構成した複数の反応管２３・２３・・・を環状に配置し、環の中心にブラックライト２５と、フィン２２と反応管２３の前後にそれぞれ入口盤２０と出口盤２１とを固設した回転軸１９を設けた。入口盤２０にその回転位置によりいずれかの反応管２３を流入室１６に開口可能とする流入開口３４を設け、出口盤２１にその回転位置によりいずれかの反応管２３を流出室１７に開口可能とする流出開口３５を設け、流入開口３４と流出開口３５を互いに一部重複するように配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口とを備えた筐体内に、流入口より筐体外から排出ガスを流入する流入室と、流出口より筐体外へ排出ガスを流出する流出室とを形成し、
光触媒から成り流入室と流出室とに開口する筒状の反応管を複数環状に配置し、
複数の反応管にて形成された環の略中心に回転軸を設け、
反応管と回転軸との間に紫外線光源を設け、
回転軸と一体的に回転する入口盤及び出口盤を反応管の流入室側と流出室側とにそれぞれ設け、
入口盤にその回転位置により少なくともいずれか一つの反応管を流入室に開口可能とする流入開口を形成し、
出口盤にその回転位置により少なくともいずれか一つの反応管を流出室に開口可能とする流出開口を形成し、
回転軸の軸方向から見て、流入開口に対し流出開口を入口盤及び出口盤の回転方向側であって互いに一部重複するように配置したことを特徴とする排出ガス浄化装置。
【請求項２】
前記入口盤の流入口側に、回転軸と一体的に回転するフィンを備えた、請求項１に記載の排出ガス浄化装置。
【請求項３】
前記紫外線光源をブラックライトとした、請求項１又は請求項２に記載の排出ガス浄化装置。
【請求項４】
前記流入室の流入口にフィルタを設けた、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の排出ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排出ガスを後処理するための排出ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＮＯｘ（窒素酸化物）やＳＰＭ（浮遊粒子状物質）などによる、大都市の大気汚染は依然として深刻な状態が続いている。ディーゼル自動車などの排出ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が、大気汚染の大きな原因の一つであり、また、その汚染が酸性雨などの要因であると言われている。そこで、自動車の排出ガスを抑制することを目的に、平成４年に、「自動車ＮＯｘ法」が関東および関西圏の市区町村を対象に制定された。
さらに、多くの地域で二酸化窒素の環境基準をクリアしていないことやディーゼルエンジンから排出される有害物質である粒子状物質（ＰＭ）が人体に入ると、ぜんそくなどの呼吸器系の病気に繋がるとされている問題を受けて、平成１３年６月に、新たに粒子状物質抑制のための排出基準を設定した「自動車ＮＯｘ・ＰＭ法」が制定された。
【０００３】
自動車ＮＯｘ・ＰＭ法への対応策として、排出ガス規制車、低硫黄軽油、ディーゼル排気微粒子除去装置（ＤＰＦ）などの早期開発と低廉価格による市場投入、助成制度の拡充が必要であるが、実際は、これらが十分に供給されている状態であるとはいえず、また、代替には莫大な資金が必要であるという現実から、特に中小企業では、自動車ＮＯｘ・ＰＭ法に対応する車両に入れ替えることで経営が圧迫され、廃業をやむなくされる事態も予想される。
但し、行政側からの対応策として激変緩和措置が採られ、猶予期間が設定されているが、税金の問題や、車種規制道路の設定が提案されていることを考慮すれば、自動車ＮＯｘ・ＰＭ法に適応する車両への早期の代替が必要となる。
【０００４】
一方、近年では自動車ＮＯｘ・ＰＭ法による排出ガスの規制の強化を受けて、製造される内燃機関に、ＮＯｘやＳＯｘ（硫黄酸化物）、ＰＭ等の発生を抑制するための機構が設けられるようになり、また、内燃機関の排出ガスの排気経路において、触媒等のＮＯｘやＳＯｘ、ＰＭ等を高効率に捕集して排出ガスを排出基準に満たすように浄化するための機構が備えられるようになった。
内燃機関の排気経路において、排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘ、ＰＭ等を捕集するための技術が、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。これらの技術では、内燃機関の排気経路において、マフラやマフラの前後に、ＮＯｘやＳＯｘを酸化することのできる触媒を備えて、排出ガスが通過するときに、排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘを酸化して除去しようとするものである。
【０００５】
従来の排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘの除去は、例えば、二酸化チタン等の光触媒を利用したものが一般的である。
光触媒としての二酸化チタンの結晶構造に、太陽光や蛍光灯の光の中に含まれる４００ｎｍ以下の波長を持つ紫外線が当たると、光電効果で電子を励起する。その結果、マイナス電荷を持った電子とプラス電荷を持った正孔が発生し、二酸化チタン表面に移動する。電子は空気中或いは水中の酸素を還元してスーパーオキサイドアニオン（・Ｏ2−）を、正孔は表面の水分（吸着水）を酸化してヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を作り出す。スーパーオキサイドアニオンと、ヒドロキシラジカルは活性酸素と呼ばれ、強力な酸化作用を示す。
光励起状態で酸化チタン表面にＮＯｘやＳＯｘが付着すると活性酸素種の酸化力により、ＮＯｘは硝酸イオン（ＮＯ3−）に、ＳＯｘは硫酸イオン（ＳＯ3−）に酸化される。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６６４１３号公報
【特許文献２】特開２００２−３８９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の光触媒によるＮＯｘやＳＯｘの除去に際して、排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘと、スーパーオキサイドアニオンやヒドロキシラジカルとの反応効率を高めることによって、排出ガスを効率よく浄化させることができる。しかし、特許文献１や特許文献２で示されているような、内燃機関の排気経路中に排出ガスの浄化装置を備える場合において、排出ガスは触媒を備えた装置を排圧気流に乗って通過するのみであり、排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘが残らず酸化されるとは限らず、残ったものが大気中に放出されることになる。これを解決するための手段として、触媒を備えた浄化装置において排出ガスの流れを滞留させることが考えられ、このためには、排出ガスを一時的に滞留させて、ＮＯｘやＳＯｘの酸化反応効率を高める装置が必要となる。
【０００８】
また、排出ガスの浄化装置を車両に備えることは必要であるが、浄化装置自身が大がかりで重量物となれば、特に、事業用トラック等においては荷の積載量が除去装置により削減されることになり、仕事の効率が低下することになる。従って、軽量且つコンパクトであって、ＮＯｘやＳＯｘ、ＰＭ等の除去効率の高い、排出ガス浄化装置が求められている。
【０００９】
また、自動車ＮＯｘ・ＰＭ法の排出ガスの基準に満たないディーゼルエンジン等の内燃機関を搭載した車両は、制定地域において走行できないことになる。また、制定地域は拡大されることが予想され、これらの車両は廃棄に追い込まれることになる。しかし、基準をクリアしない既存の車両であっても、排出ガスの浄化装置を備えて排出ガスが環境基準を満たすようにすることができれば、継続して道路を走行させることができることになる。特に、自動車ＮＯｘ・ＰＭ法に対応するエンジンを搭載していないというだけで、シャーシなど他の部分に問題はない車両は多く、既存の車両に、安価且つ容易に取り付けることのできる排出ガスの浄化装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、流入口と流出口とを備えた筐体内に、流入口より筐体外から排出ガスを流入する流入室と、流出口より筐体外へ排出ガスを流出する流出室とを形成し、光触媒から成り流入室と流出室とに開口する筒状の反応管を複数環状に配置し、複数の反応管にて形成された環の略中心に回転軸を設け、反応管と回転軸との間に紫外線光源を設け、回転軸と一体的に回転する入口盤及び出口盤を反応管の流入室側と流出室側とにそれぞれ設け、入口盤にその回転位置により少なくともいずれか一つの反応管を流入室に開口可能とする流入開口を形成し、出口盤にその回転位置により少なくともいずれか一つの反応管を流出室に開口可能とする流出開口を形成し、回転軸の軸方向から見て、流入開口に対し流出開口を入口盤及び出口盤の回転方向側であって互いに一部重複するように配置した排出ガス浄化装置である。
【００１２】
請求項２においては、前記入口盤の流入口側に、回転軸と一体的に回転するフィンを備えたものである。
【００１３】
請求項３においては、前記紫外線光源をブラックライトとしたものである。
【００１４】
請求項４においては、前記流入室の流入口にフィルタを設けたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１６】
請求項１においては、反応管内に排出ガスを滞留させることができ、反応管内における排出ガス中のＮＯｘ及びＳＯｘ等の酸化反応効率を高めることができる。
【００１７】
請求項２においては、入口盤及び出口盤を、別途動力源を要することなく、排出ガスの流圧により回転させることができる。
【００１８】
請求項３においては、排出ガス浄化装置を安価に構成し、また、安価にメンテナンスすることができる。
【００１９】
請求項４においては、反応管に流入する排出ガスのＰＭ等の除去を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例１に係る排出ガス浄化装置の正面図、図２は排出ガス浄化装置の内部機構を示す平面図である。図３は支持板での回転軸支持構造を示す平面一部断面図、図４は支持壁の構造を示すＶ−Ｖ矢視断面図、図５はライトブラケットの構造を示すＷ方向矢視図、図６は入口盤の構造を示すＷ方向矢視図、図７は入口盤及び出口盤の位相関係を示すＷ方向矢視図である。
図８は反応管へ排出ガスが流入する様子を示す説明図、図９は反応管に排出ガスが滞留している様子を示す説明図、図１０は反応管より排出ガスが流出する様子を示す説明図である。
図１１は本発明の実施例２に係る排出ガス浄化装置の平面図、図１２は排出ガス浄化装置の側面図、図１３は排出ガス浄化装置の内部機構を示す平面図、図１４は支持壁、支持板及び反応管の構造を示すＹ−Ｙ矢視断面図、図１５は入口盤の構造を示すＸ方向矢視図、図１６は入口盤及び出口盤の位相関係を示すＸ方向矢視図、図１７は反応管の構造を示す平面一部断面図である。
【実施例１】
【００２１】
まず、本発明に係る排出ガス浄化装置１０の実施例１について説明する。
排出ガス浄化装置１０は、内燃機関の排出ガスの排気経路に設けられるものであって、排出ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）やＳＯｘ（硫黄酸化物）を、除去するための装置である。
【００２２】
図１及び図２に示す如く、排出ガス浄化装置１０の筐体１１は、両端閉塞の筒状体であって、該筐体１１は入口側体４６と、出口側体４５とが帯状の結合部材４７で結合されて構成されている。
入口側体４６の外側面中心部には、筒体４６ａが固設され、該筒体４６ａにより筐体１１内部への排出ガスの流入口１３が形成されている。また、出口側体４５の外側面中心部にも、筒体４５ａが固設され該筒体４５ａにより筐体１１内部からの排出ガスの流出口１４が形成されている。
【００２３】
前記筐体１１に設けられた筒体４６ａや筒体４５ａには、各種のパイプ・管等を連結することができる。筒体４６ａや筒体４５ａは筒状であるため、他の機関とパイプやチューブにて容易に連結することができる。例え、流入口１３及び流出口１４の筒径と接続しようとする管の管径が異なっても、カラー等を用いて径の違いを調節することによって、容易に連結することができる。
従って、排出ガス浄化装置１０は、新規に製造される車両のみならず、既存の車両にも取り付けることができる。これにより、従来の車両の内燃機関の排気経路の適宜位置に、排出ガス浄化装置１０を介挿させることによって、排出基準を満たさない車両であっても、排出基準をクリアできる車両とすることができる。
また、車両の内燃機関の排気経路において、排出ガス浄化装置１０よりも前の排気経路にＰＭ除去装置を連結し、排出ガス浄化装置１０よりも後の排気経路にマフラを連結することができる。これにより、車両より排出されるガスをより高度に浄化させることができる。
【００２４】
上述の如く構成される筐体１１内は、筐体１１の中心よりも流入口１３側に配設された支持板１８と、筐体１１の軸心方向中央よりも流出口１４側に配設された支持壁１５とにより、流入室１６と、反応室と、流出室１７の二つの室に分断されている。
流入室１６には、未処理の排出ガスが存在し、反応室４１では排出ガスのＮＯｘやＳＯｘの酸化処理が行われ、流出室１７にはＮＯｘやＳＯｘが酸化処理された排出ガスが存在する。支持壁１５及び支持板１８は、筐体１１の内壁に溶接等により固設されている。
【００２５】
前記流入室１６において、流入口１３より筐体１１内部に流入する排出ガスを濾過して、ＰＭ（浮遊粒子状物質）等を除去するための、フィルタ２７が設けられている。該フィルタ２７として、珪藻土や、グラスファイバー等を採用することができる。
フィルタ２７は、筐体１１内部に固設されたフィルタ支持板２６に対して着脱可能に固定されている。フィルタ支持板２６は、その外形が筐体１１の断面形状と略同様であって、中心部に開口部が設けられている。フィルタ２７を通過した後の排出ガスは、フィルタ支持板２６の開口部を通過して後述するフィン２２に当接することになる。
【００２６】
前記反応室４１において、筐体１１の内壁に光触媒シート３７が張設されている。本実施例において、光触媒シート３７として、シート状のグラスウールに光触媒を焼き付けたものを採用している。
光触媒シート３７では、後述する反応管２３より漏れ出た排気ガス中のＮＯｘやＳＯｘを酸化し、この排出ガス浄化装置１０にて少しでも多くの排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘを除去することができるものとしている。
【００２７】
前記反応室４１を形成する支持壁１５及び支持板１８に、排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘの酸化反応が行われる反応管２３・２３・・・の両端が支持されている。反応管２３・２３・・・は反応室内に配置され、一側端である流入側端開口２３ａを流入室１６に開口し、他側端である流出側端開口２３ｂを流出室１７に開口している。排出ガス浄化装置１０には複数の反応管２３・２３・・・が具備されており、本実施例においては反応管２３・２３・・・の数を六本としている。
【００２８】
支持壁１５及び支持板１８には、それぞれ相対する位置に、反応管２３の外周径と同じ大きさの複数の支持孔１５ａ・１８ａが環状に穿設されており、支持壁１５の支持孔１５ａ・１８ａに反応管２３の一側端（流出側端）を挿入し、支持板１８の支持孔に反応管２３の他側端（流入側端）を挿入して、反応管２３を支持するように構成されている。すなわち、図４にも示す如く、複数の反応管２３・２３・・・は後述する回転軸１９を中心とした同一円周上に環状に配置されている。前記支持孔１５ａ・１８ａの数及び大きさは、排出ガス浄化装置１０に具備される反応管２３・２３・・・の大きさ（長さや径）及び数によって決定される。
反応管２３は、支持壁１５及び支持板１８に穿設された支持孔に挿通するのみで排出ガス浄化装置１０に装着可能であり、反応管２３の交換や組付けが簡易となっている。
【００２９】
前記反応管２３は流入側端開口２３ａと流出側端開口２３ｂの両端開放の筒状体であって、光は通過するが気体は通過することのできないニッケル製金属多孔体に光触媒或いは白金触媒を焼き付けたもので構成されている。ニッケル製金属多孔体の多孔率は最大９８％と、比較的大きく光触媒をより多く焼き付けるに優位であって、また、孔を通して後述するブラックライト２５にて発される紫外線を取り入れることのできる構造であって、反応管２３内部を通過する排気ガスに含まれるＮＯｘやＳＯｘを酸化可能な状態が現出される。
【００３０】
前記支持壁１５及び支持板１８の略中心であって、環状に配置された反応管２３・２３・・・の環の略中心には、回転軸１９が回動自在に挿通されている。
図３にも示す如く、回転軸１９には、入口盤２０と、フィン２２とが固設されたボス４３が嵌合されて、回転軸１９と一体的に入口盤２０及びフィン２２が回転するように構成されている。一方、支持板１８の略中心に形成された回転軸１９を挿通する孔の周囲には面方向への起立部であるボス１８ｂが形成されて、該ボス１８ｂとボス４３との間には軸受け４２が介装されている。これにより、回転軸１９は支持板１８に回動可能に支承されるとともに、軸受け４２にてその回転がスムースになるように構成されている。
同様に、前記支持壁１５に、回転軸１９が軸受けを介して回動可能に支承されている。
【００３１】
前記回転軸１９の一側端部に嵌装されたボス４３に固設された入口盤２０とフィン２２とは、いずれも支持板１８よりも流入口１３側に配置され、入口盤２０よりもフィン２２が流入口１３側に位置している。また、前記回転軸１９の他側端部に嵌装された出口盤２１は、支持壁１５よりも流出口１４側に配置されている。
これらの、入口盤２０、出口盤２１、フィン２２は、いずれも回転軸１９に固定されているため、回転軸１９とともに同期して回転する。従って、流入口１３より流入室１６に流入した排出ガスの気流がフィン２２に当接することによって、フィン２２が回転されて、入口盤２０及び出口盤２１も一体的に回転する。
【００３２】
前記入口盤２０には、反応管２３・２３・・・に対応する位置に、反応管２３と略同径円状の流入開口３４が開口されて、入口盤２０が所定の回転角となれば、流入開口３４と反応管２３・２３・・・の流入側端開口２３ａが連通するように構成されている。この流入開口３４と重複する反応管２３には、該反応管２３の流入側端開口２３ａより排出ガスが流入可能であり、その他の反応管２３・２３・・・は入口盤２０によって該反応管２３・２３・・・の流入口１３側端部が閉塞された状態となっている。
また、前記出口盤２１には、反応管２３・２３・・・に対応する位置に、反応管２３と略同径円状の流出開口３５が開口されて、出口盤２１が所定の回転角となれば、流出開口３５と反応管２３・２３・・・の流出側端開口２３ｂが連通するように構成されている。この流出開口３５と重複する反応管２３からは、該反応管２３内の排出ガスが筐体１１の流出室１７へ流出可能であり、その他の反応管２３・２３・・・は出口盤２１によって該反応管２３・２３・・・の流出側端開口２３ｂが閉塞された状態となっている。
【００３３】
図６にも示す如く、前記入口盤２０に形成された流入開口３４と、出口盤２１に形成された流出開口３５は、一部重複するように、入口盤２０と出口盤２１の位相が設定されている。これにより、入口盤２０の流入開口３４と反応管２３の流入側端開口２３ａとが合致しているときには、反応管２３の流出側端開口２３ｂは一部開放された状態にあり、出口盤２１の回転に伴って、やがて流出側端開口２３ｂは閉塞される。また、出口盤２１の流出開口３５と反応管２３の流出側端開口２３ｂが合致しているときには、反応管２３の流入側端開口２３ａは一部開放された状態にあり、入口盤２０の回転に伴って、徐々に流入側端開口２３ａが開放され、流入側端開口２３ａより新たに流入する排出ガスによって反応管２３内の気体が置換されることになる。
なお、本実施例においては、流入開口３４に対して流出開口３５が、入口盤２０及び出口盤２１の回転方向側に配置され、流入開口３４と流出開口３５が、その面積の４分の１程度重複するように配置されて、反応管２３内に排出ガスが最も長く滞留することができるようにしている。なお、流入開口３４と流出開口３５は反応管２３よりも径を小さくして位相が異なるように複数配置して、常に略一定の面積が連通するように構成することもできる。
【００３４】
そして、前記支持壁１５及び支持板１８には、紫外線光源としてのブラックライト２５の端部を保持するライトソケット２４が設けられている。また、回転軸１９には、ブラックライト２５を保持するライトブラケット４０が遊嵌されている。
前記ブラックライト２５は、ガラス管内壁に近紫外線放射蛍光体を塗布したランプであって、ピーク波長３５１ｎｍの近紫外線放射（３００〜４００ｎｍ）を放出し、近紫外線によって光触媒の電子を励起させるために用いるものである。
【００３５】
ライトブラケット４０は、図５にも示す如く、回転軸１９に遊嵌されたボス５１と、該ボス５１の周囲に固設されたＵ字状の複数の保持部材５０・５０・５０とから成る。本実施例では、保持部材５０は三つ設けられて、ブラックライト２５を三本備えることができるものとされている。各保持部材５０のＵ字の間にブラックライト２５を挟んでＵ字の外側からボルト５２で挟持することにより、ブラックライト２５を保持している。
ブラックライト２５の電源は、車両から電気を得て筐体１１に固定された電源ボックス４８に内装されるＡＣ−ＤＣ変換器にて変換されたものが、電源ボックス４８とライトソケット２４とを接続する電線を介してライトソケット２４へ供給される。
【００３６】
なお、上述の排出ガス浄化装置１０を構成する、支持壁１５、支持板１８、入口盤２０、出口盤２１は、本実施例において、いずれも厚みは３ｍｍ以下の薄い鉄板で成り、また、筐体１１も薄い鉄板で構成されている。なお、鉄板の代わりに３００℃程度の高温に耐えうる合成樹脂素材を材料として採用することもできる。
このように、排出ガス浄化装置１０の構成部材は、なるべく軽量のものを採用し、また、コンパクトに構成している。
これにより、排出ガス浄化装置１０を既存の車両に後付けしても、排出ガス浄化装置１０のための空間を大概の車両においては確保することができる。また、排出ガス浄化装置１０を車両に搭載することによる積載量低減の不利を少なくすることができる。
そして、排出ガス浄化装置１０は特殊な材料を使用することなく、また、精密に構成する必要のある部分が無いので、安価に製造することができる。すなわち、安価に車両に排出ガス浄化装置１０を備えることができる。よって、この排出ガス浄化装置１０を多くの車両に普及させることができる。
【００３７】
次に、上記構成の排出ガス浄化装置１０におけるＮＯｘ及びＳＯｘ除去の仕組みについて説明する。
ここでは説明のために、排出ガス浄化装置１０に具備される反応管２３・２３・・・のうち、一つの反応管２３でのＮＯｘ及びＳＯｘ除去の過程を順を追って説明する。
【００３８】
筐体１１の流入口１３より筐体１１の流入室１６に流入した排出ガスが、入口盤２０のフィン２２・２２・・・に当接することによって、入口盤２０及び出口盤２１が一体的に回転する。なお、連続した排出ガスの流れにより、入口盤２０及び出口盤２１は断続的に回転している。
図８に示す如く、入口盤２０の回転により、入口盤２０の流入開口３４と反応管２３が重複することによって、該反応管２３・・・の流入側端開口２３ａが開放され、この反応管２３に排出ガスが流入する。このとき、流入開口３４と流出開口３５は重複しないので、反応管２３の流出側端開口２３ｂは出口盤２１により閉塞されている。
【００３９】
やがて、入口盤２０が回転を続けて、図９に示す如く、反応管２３の流入側端開口２３ａが入口盤２０により閉塞され、反応管２３は入口盤２０及び出口盤２１によってその両端開口を閉塞された状態になる。よって、反応管２３内部に流入された排出ガスは閉じこめられた状態になり、反応管２３内部に滞留することになる。この反応管２３・・・に滞留している間に、光触媒３３により反応管２３内の排出ガスに含まれるＮＯｘやＳＯｘが酸化される。
【００４０】
反応管２３内での排出ガスの滞留時間は、入口盤２０により反応管２３の流入側端開口２３ａが閉塞されてから、入口盤２０及び出口盤２１がおよそ一周弱回転して、出口盤２１の流出開口３５と反応管２３が重複することによって反応管２３の流出側端開口２３ｂが開放されるまでの間である。
この滞留時間においては、反応管２３内に排出ガスを閉じこめることができ、排出ガスの気体の流れを止めることができる。これにより、排出ガスと光触媒３３との接触時間が滞留時間だけ確保され、すなわち、排出ガス内のＮＯｘ及びＳＯｘの酸化反応時間を、反応管２３内での排出ガスの滞留時間とすることができる。このように、反応管２３内に排出ガスを滞留させることによって、ＮＯｘ及びＳＯｘの酸化反応効率を高めているのである。
【００４１】
やがて、出口盤２１が回転を続けて、図１０に示す如く、出口盤２１の流出開口３５と反応管２３の流出側端開口２３ｂが連通することによって、該反応管２３の流出側端開口２３ｂが開放され、この反応管２３より筐体１１の流出室１７に排出ガスが排気される。
反応管２３を通過して筐体１１の流出室１７内に流れ込んだ排出ガス内のＮＯｘやＳＯｘの量は、反応管２３を排出ガスの流れに乗って単に通過した排出ガスと比較して、大幅に低減されることが期待できる。
【００４２】
なお、出口盤２１の流出開口３５と反応管２３が重複することによって反応管２３の流出側端開口２３ｂが開放された反応管２３は、やがて流出側端開口２３ｂが出口盤２１によりほぼ閉塞された状態となれば、入口盤２０の流入開口３４と反応管２３が重複することによって流入側端開口２３ａが開放されて、次の排出ガスが流入され、反応後の排出ガスが流出室１７へ排気される。
このように、入口盤２０及び出口盤２１の回転動力として排出ガスの気流を利用しているので、内燃機関より排出ガスが発生している間は、自動的に連続して排出ガス浄化装置１０を作動させることができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明に係る実施例２について説明する。
【００４４】
図１１及び図１２に示す如く、排出ガス浄化装置１０の筐体１１は、両端閉塞の筒状体であって、蓋１１ｂと本体１１ａとで構成されている。蓋１１ｂは本体１１ａに対してヒンジ３０・３０により開閉可能に構成されており、通常は係止具３１・３１によって蓋１１ｂを閉じた状態に保持し、フィルタや触媒の交換等のメンテナンス時に蓋１１ｂを開放することができる。
本体１１ａには、筐体１１内部への排出ガスの流入口１３と、該流入口１３と反対側に筐体１１内部からの排出ガスの流出口１４が設けられている。流入口１３及び流出口１４は共に筐体１１の本体１１ａから側方に突出した筒状体であって、この筒状体には、各種のパイプ・管等を連結することができる。
【００４５】
上述の如く構成される筐体１１内は、図１３に示す如く、筐体１１の中心よりも流出口１４側に配設された支持壁１５により、流入室１６と、流出室１７の二つの室に分断されている。流入室１６には、未処理の排出ガスが存在し、流出室１７にはＮＯｘやＳＯｘが酸化処理された排出ガスが存在する。支持壁１５は、筐体１１の内壁に溶接等により固設されている。
前記支持壁１５よりも流入口１３側であって、該支持壁１５と略平行に支持板１８が設けられている。該支持板１８は、筐体１１の内壁に溶接等により固設されており、支持板１８の側方と筐体１１内壁との間が離間するように配置されている。
【００４６】
図１４にも示す如く、前記支持壁１５及び支持板１８に、排出ガス中のＮＯｘやＳＯｘの酸化反応が行われる反応管２３・２３・・・の両端が支持されている。反応管２３・２３・・・は流入室１６内に配置され、一側端である流入側端開口２３ａを流入室１６に開口し、他側端である流出側端開口２３ｂを流出室１７に開口している。排出ガス浄化装置１０には複数の反応管２３・２３・・・が具備されており、本実施例においては反応管２３・２３・・・の数を六本としている。
支持壁１５及び支持板１８には、それぞれ相対する位置に、反応管２３の外周径と同じ大きさの複数の支持孔１５ａ・１８ａが環状に穿設されており、支持壁１５の支持孔１５ａ・１８ａに反応管２３の一側端（流出側端）を挿入し、支持板１８の支持孔に反応管２３の他側端（流入側端）を挿入して、反応管２３を支持するように構成されている。すなわち、複数の反応管２３・２３・・・は後述する回転軸１９を中心とした同一円周上に環状に配置されている。前記支持孔１５ａ・１８ａの数及び大きさは、排出ガス浄化装置１０に具備される反応管２３・２３・・・の大きさ（長さや径）及び数によって決定される。
反応管２３は、支持壁１５及び支持板１８に穿設された支持孔に挿通するのみで排出ガス浄化装置１０に装着可能であり、反応管２３の交換や組付けが簡易となっている。
【００４７】
前記支持壁１５及び支持板１８の略中心であって、環状に配置された反応管２３・２３・・・の環の略中心には、回転軸１９が回動自在に挿通されている。該回転軸１９の端部において、支持板１８よりも流入口１３側に入口盤２０が固設され、支持壁１５よりも流出口１４側に出口盤２１が固設されており、回転軸１９によって支持板１８及び支持壁１５に入口盤２０及び出口盤２１が回動可能に支承されている。
【００４８】
図１３及び図１５に示す如く、入口盤２０には流入口１３側面に複数のフィン２２・２２・・・（実質的には流入開口３４の部分だけでよい、また流出開口３５の排出側の側面に設けることもできる）が設けられており、流入口１３より筐体１１の流入室１６に流入した排出ガスの気流によって入口盤２０が回転される構成としている。なお、入口盤２０及び出口盤２１は、回転軸１９によって連結されているため、同期して回転する。
また、入口盤２０の反応管２３・２３・・・に対応する位置に、反応管２３と略同径円状の流入開口３４が開口されて、入口盤２０が所定の回転角となれば、流入開口３４と反応管２３・２３・・・の流入側端開口２３ａが連通するように構成されている。この流入開口３４と重複する反応管２３には、該反応管２３の流入側端開口２３ａより排出ガスが流入可能であり、その他の反応管２３・２３・・・は入口盤２０によって該反応管２３・２３・・・の流入口１３側端部が閉塞された状態となっている。
そして、図１６に示す如く、出口盤２１の反応管２３・２３・・・に対応する位置に、反応管２３と略同径円状の流出開口３５が開口されて、出口盤２１が所定の回転角となれば、流出開口３５と反応管２３・２３・・・の流出側端開口２３ｂが連通するように構成されている。この流出開口３５と重複する反応管２３からは、該反応管２３内の排出ガスが筐体１１の流出室１７へ流出可能であり、その他の反応管２３・２３・・・は出口盤２１によって該反応管２３・２３・・・の流出側端開口２３ｂが閉塞された状態となっている。
【００４９】
前記入口盤２０に形成された流入開口３４と、出口盤２１に形成された流出開口３５は、一部重複するように、入口盤２０と出口盤２１の位相が設定されている。これにより、入口盤２０の流入開口３４と反応管２３の流入側端開口２３ａとが合致しているときには、反応管２３の流出側端開口２３ｂは一部開放された状態にあり、出口盤２１の回転に伴って、やがて流出側端開口２３ｂは閉塞される。また、出口盤２１の流出開口３５と反応管２３の流出側端開口２３ｂが合致しているときには、反応管２３の流入側端開口２３ａは一部開放された状態にあり、入口盤２０の回転に伴って、徐々に流入側端開口２３ａが開放され、流入側端開口２３ａより新たに流入する排出ガスによって反応管２３内の気体が置換されることになる。
なお、本実施例においては、流入開口３４に対して流出開口３５が、入口盤２０及び出口盤２１の回転方向側に配置され、流入開口３４と流出開口３５が、その面積の４分の１程度重複するように配置されて、反応管２３内に排出ガスが最も長く滞留することができるようにしている。なお、流入開口３４と流出開口３５は反応管２３よりも径を小さくして位相が異なるように複数配置して、常に略一定の面積が連通するように構成することもできる。
【００５０】
そして、前記支持壁１５及び支持板１８には、紫外線光源としてのブラックライト２５を保持するライトソケット２４が設けられている。ライトソケット２４は、回転軸１９と各反応管２３・２３・・・との間であって、ブラックライト２５から発される近紫外線が各反応管２３・２３・・・に当たる位置に配置されている。ブラックライト２５の電源は、車両から電気を得てＡＣ−ＤＣ変換器を用いて供給される。
【００５１】
なお、ブラックライト２５の寿命は、光触媒やその他の排出ガス浄化装置１０の構成部材と比較して短く、ブラックライト２５を交換する必要が生じる。この際に、筐体１１の蓋１１ｂを開けて筐体１１内部を開放し、ブラックライト２５を交換するが、ブラックライト２５は細い筒状であり、反応管２３・２３・・・の間を縫って取替作業を行うことができる。また、反応管２３・２３・・・の間隔が狭いために取替作業が困難であるときには、前述の如く、反応管２３の着脱作業は簡易であり、反応管２３・２３・・・の一つを取り外してブラックライト２５を交換することもできる。
このように、特殊な技能を有するものでなくとも、ブラックライト２５の交換を簡易に行うことができるように構成されている。
【００５２】
図１７にも示す如く、前記反応管２３は流入側端開口２３ａと流出側端開口２３ｂの両端開放の筒状体であって、光は通過するが気体は通過することのできない光透過フィルムで構成されている。よって、反応管２３の流入側端開口２３ａ又は流出側端開口２３ｂ以外からは、反応管２３の内部に流入した排出ガスは流入又は流出することができない。
前記反応管２３の内部には、ファイバー状の光触媒３３が充填されており、該光触媒３３に、光透過可能な反応管２３を通してブラックライト２５の光が当たることによって、電子が励起され、反応管２３内においてＮＯｘやＳＯｘを酸化可能な状態が現出される。
なお、光触媒３３としてファイバー状のものを採用することによって、反応管２３内を排出ガスが通過可能となり、また、排出ガスと光触媒３３との接触面積を増大させることによる酸化反応の促進が期待される。
【００５３】
上記実施例２における排出ガス浄化装置１０でのＮＯｘ及びＳＯｘ除去の仕組みは、前述の実施例１と同様であり、説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る排出ガス浄化装置の正面図。
【図２】排出ガス浄化装置の内部機構を示す平面図。
【図３】支持板での回転軸支持構造を示す平面一部断面図。
【図４】支持壁の構造を示すＶ−Ｖ矢視断面図。
【図５】ライトブラケットの構造を示すＷ方向矢視図。
【図６】入口盤の構造を示すＷ方向矢視図。
【図７】入口盤及び出口盤の位相関係を示すＷ方向矢視図。
【図８】反応管へ排出ガスが流入する様子を示す説明図。
【図９】反応管に排出ガスが滞留している様子を示す説明図。
【図１０】反応管より排出ガスが流出する様子を示す説明図。
【図１１】本発明の実施例２に係る排出ガス浄化装置の平面図。
【図１２】排出ガス浄化装置の側面図。
【図１３】排出ガス浄化装置の内部機構を示す平面図。
【図１４】支持壁、支持板及び反応管の構造を示すＹ−Ｙ矢視断面図。
【図１５】入口盤の構造を示すＸ方向矢視図。
【図１６】入口盤及び出口盤の位相関係を示すＸ方向矢視図。
【図１７】反応管の構造を示す平面一部断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１０  排出ガス浄化装置
１１  筐体
１３  流入口
１４  流出口
１５  支持壁
１６  流入室
１７  流出室
１８  支持板
１９  回転軸
２０  入口盤
２１  出口盤
２２  フィン
２３  反応管
２５  ブラックライト
３３  光触媒
３４  流入開口
３５  流出開口
【図１】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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