(57)【要約】【課題】メンテナンスが容易であり、浮遊粒子状物質の高い低減効果を安定的に発揮することが可能な排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】粒子状物質を含有する排ガスを浄化する排ガス浄化装置Ｕであって、排ガスを加速する排ガス加速機３と、粒子状物質除去室４とを備え、粒子状物質除去室４は、中央に透孔１１ａを有する仕切板１１により上流側から下流側に向けて所要数の区画４ａに仕切られ、排ガスが粒子状物質除去室４に旋回流を形成するよう供給されてなるもので、仕切板１１の背後に粒子状物質の抽出部２０が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質を含有する排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、
排ガスを加速する排ガス加速機と、粒子状物質除去室とを備え、
前記粒子状物質除去室は、中央に透孔を有する仕切板により上流側から下流側に向けて所要数の区画に仕切られ、
排ガスが、前記粒子状物質除去室に旋回流を形成するよう供給されてなる
ことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
仕切板の背後に粒子状物質の抽出部が設けられてなることを特徴する請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
抽出部に堆積効率向上板が配設されてなることを特徴する請求項２記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
抽出された粒子状物質の貯留室を備えてなることを特徴する請求項２記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化装置に関する。さらに詳しくは、主にディーゼルエンジンからの浮遊粒子状物質の放出を低減するための排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジンの排ガスにより大気中に放出される浮遊粒子状物質（ＳＰＭ：Suspended Particulate Matter）が環境保護の観点から問題となっている。浮遊粒子状物質（ＳＰＭ）は、排ガス中の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）の中で粒径が１０μｍ以下のものをいい、大気中に長期間滞留して人の気道または肺胞に沈着し、健康上有害な影響を与えるおそれが指摘されている。したがって、ディーゼルエンジンから排出される浮遊粒子状物質を低減することが急務とされている。
【０００３】
このため、従来、各種排ガス浄化方法が行われているが、これら浄化方法は大きく２系統に分類することができる。
【０００４】
１つは、エンジン本体で浮遊粒子状物質ないしはその元となる粒子状物質の低減を図ることであり、今１つの方法は、排ガス後処理装置を設けることで粒子状物質の低減を図ることである。前者の方法は、汚染の元を絶とうとするものであり、本来、この方法が好ましいものともいえる。
【０００５】
しかしながら、前者の方法は、技術的なハードルが高く、未だ十分な低減効果を発揮することができないでいる。このため、現状では、後者の方法、つまり排ガス後処理装置によるのが通常とされている。
【０００６】
そして、そのような排ガス後処理装置は、粒子をフィルターで物理的に捕集するディーゼル・パティキュレート・フィルターを用いるものが一般的である。ところが、粒子状物質をフィルターで捕集する方法は、捕集量の増加とともに圧力損失が増加して、最終的には車両の安定運転に支障をきたすことになる。
【０００７】
そこで、フィルターに堆積した粒子状物質を除去しフィルターを再生するために各種除去方法が行われている。ところが、そのような除去方法は、基本的にはフィルターを高温にすることにより粒子状物質を燃焼・焼却するものであり、このために、窒素酸化物(ＮＯｘ)の増大を招いたり、フィルターが短寿命化したりする等して、安定的に粒子状物質を低減することができないといった問題がある。
【０００８】
すなわち、従来の排ガス後処理装置はメンテナンス性が悪く、そのことが浮遊粒子状物質の安定的な低減効果を発揮させる障害となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、メンテナンスが容易であり、浮遊粒子状物質の高い低減効果を安定的に発揮することが可能な排ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の排ガス浄化装置は、粒子状物質を含有する排ガスを浄化する排ガス浄化装置であって、排ガスを加速する排ガス加速機と、粒子状物質除去室とを備え、前記粒子状物質除去室は、中央に透孔を有する仕切板により上流側から下流側に向けて所要数の区画に仕切られ、排ガスが、前記粒子状物質除去室に旋回流を形成するよう供給されてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の排ガス浄化装置においては、仕切板の背後に粒子状物質の抽出部が設けられてなるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の排ガス浄化装置においては、抽出部に堆積効率向上板が配設されてなるのが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の排ガス浄化装置においては、抽出された粒子状物質の貯留室を備えてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の排ガス浄化装置は、前記の如く構成されているので、排ガス中に含有されている粒子状物質除を効率的に除去できるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
実施形態１
図１に本発明の実施形態１に係る排ガス浄化装置の概略構成を示す。
【００１７】
排ガス浄化装置Ｕは、図１に示すように、ディーゼルエンジン１の排気管２に設けられた排ガス加速機３と、排ガス加速機３により加速された排ガスをトルネード流つまり旋回流とし、トルネード流とされた排ガスから浮遊粒子状物質（ＳＰＭ：Suspended Particulate Matter）およびその元となる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を抽出して除去するためのトルネード流管（浮遊粒子状物質除去室）４と、トルネード流管４において抽出された粒子状物質を貯留するための管状の貯留部（貯留室）５とを主要構成要素として備えてなるものとされる。
【００１８】
また、排ガス浄化装置Ｕには、十分な粒子状物質の低減効果を得るために排ガスを高い流速でトルネード流管４に送る必要があることから、ディーゼルエンジン１の不図示の排気口と排ガス加速機３との間に逆止弁（不図示である）が付設された空気取入れ部６が設けられるものとされる。
【００１９】
図２に、トルネード流管と貯留部とを端面側から見た様子を示す。同図に示すように、実施形態では、トルネード流管４と、貯留部５とは、台形板からなる脚部７により両端部を支持して固定されている。しかしながら、ディーゼルエンジン車等に排ガス浄化装置Ｕを搭載する場合は、一つの筐体にトルネード流管４と貯留部５とを収納し、その筐体によりトルネード流管４と貯留部５とを支持するようにしても良い。
【００２０】
次に、トルネード流管４を説明する。
【００２１】
図３に、トルネード流管の詳細を示す。トルネード流管４は、両端が閉塞された、例えば内径が３００ｍｍ、全長が９００ｍｍの管とされ、その内部は、互いに連通された各区画４ａ、４ａ、・・・に、仕切り部材１１により仕切られるものとされる。
【００２２】
仕切り部材１１は、外周面がトルネード流管４の内周面に接着されて取付けられたドーナツ状の板材とされる。仕切り部材１１の中空孔１１ａの孔径は、その外径の２〜５割程度とされる。なお、トルネード流管４内に配される仕切り部材１１の数は、トルネード流管４の内部を６〜１０程度の区画４ａ、４ａ、・・・に区切る枚数とされる。すなわち、５〜９枚程度とされる。
【００２３】
また、トルネード流管４は一端部側方に排ガス加速機３からの排ガスを導入するための排ガス導入口４ｂが設けられており、他端部に前記導入された排ガスを排出するための排ガス排出口４ｃが設けられている。
【００２４】
また、図２に示すように、排ガス導入口４ｂには、排ガス導入口４ｂからトルネード流管４内に噴射される排ガスの方向がトルネード流管４の軸心と交わらないよう配設された排ガス導入管１２が接続されるものとされる。これにより、トルネード流管４内に導入される排ガスの流れに、トルネード流管４の周方向のスピンが与えられて、排ガスは、周方向に高速で旋回しながら軸方向に排ガス排出口４ｃまで進むトルネード流としてトルネード流管４内を流れるものとされる。
【００２５】
このとき、排ガス中の粒子状物質に、排ガス加速機３により排ガスを加速することによって、例えば約２００００Ｇの遠心力を与えることも可能である。この結果、排ガス中の粒子状物質は、比重が空気よりも大きいことからトルネード流管４の内周面に沿って流れることになる。
【００２６】
また、仕切り部材１１は、オリフィスと同様に作用するので、その背後の圧力は中央より低下する。そのため、トルネード流管４の内周面に沿って流れている排ガス中の粒子状物質は、仕切り部材１１の背後に堆積する。そこで、図３に示すように、仕切り部材１１の背後には排気ガス中の粒子状物質を抽出するための粒子状物質抽出部２０、２０、・・・が設けられるものとされる。
【００２７】
図４に粒子状物質抽出部の詳細を示す。
【００２８】
図３および図４に示すように、粒子状物質抽出部２０は、トルネード流管４の軸方向における仕切り部材１１の背後に配設されて堆積効率を向上させる堆積効率向上板２１と、前記堆積効率向上板２１により集積されて抽出される粒子状物質を捕集する管状の粒子状物質抽出管２２とを主要部として備えてなる。
【００２９】
堆積効率向上板２１は、図４に示すように、トルネード流管の管壁に沿って流れるトルネード流を、トルネード流管の管壁から離す方向、つまりトルネード流管の内方に向けて気流の向きを変えるように、前記トルネード流の周方向の速度成分に対して斜めに設置された板状部材とされる。
【００３０】
図４に示すように、堆積効率向上板２１により、一旦トルネード流管４の内方に流れの向きを変えた気流は、堆積効率向上板２１の背後がより低圧となるため、その裏側に回り込んで死水領域を生ずる。これにより排ガス中の粒子状物質はその死水領域において周方向の速度成分を失い、そこに集中的に堆積つまり集積する。
【００３１】
粒子状物質抽出管２２の開口２２ａは、前記死水領域に集中的に堆積した粒子状物質が落ち込むようにトルネード流管４の管壁に上方に向けて開口しており、前記死水領域に集積した粒子状物質は、粒子状物質抽出管２２の開口２２ａに落ち込むようにして捕集され、貯留部５に送られる。
【００３２】
このように、実施形態１の排ガス浄化装置Ｕによれば、排ガス加速機３により加速された排ガスが、トルネード流管に送られてトルネード流とされる。これにより、排ガス中の粒子状物質は遠心力により管内周面に沿って流れ、堆積効率向上板２１により生成された死水領域に集積され、粒子状物質抽出管２２により抽出されて貯留部５にて貯留される。
【００３３】
ここで、実施形態１の排ガス浄化装置Ｕにおいては、排ガス中の粒子状物質を捕集するための部材（堆積効率向上板２１、粒子状物質抽出管２２）と、捕集された粒子状物質を貯留する部材（貯留部５）とが別体として形成されている。
【００３４】
したがって、従来のディーゼル・パティキュレート・フィルター（ＤＰＦ）を用いた排ガス浄化装置のように、粒子状物質捕集機能と貯留機能とを併有しているフィルターの目詰まりによって圧力損失が増大し、これによりディーゼルエンジンの不調が引き起こされる等の弊害を生ずることがないとともに、管状の貯留部５に貯留された粒子状物質は容易に廃棄することができ、定期的にフィルターを交換する必要もないために、メンテナンス性を各段に向上させることができる。
【００３５】
これにより、粒子状物質の低減効果を安定的に発揮させることが可能となる。
【００３６】
実施形態２
以下、図５を参照して、本発明の実施形態２を説明する。
【００３７】
実施形態２は、実施形態１を改変してなるものとされる。そのため、構成要素に符号Ａを追記して示す。
【００３８】
すなわち、実施形態２においては、トルネード流管４Ａにおける粒子状物質抽出部２０Ａの設置数を多くして、粒子状物質の低減効果を高めるとともに、貯留部５Ａの容量を大きくして、メンテナンス頻度の低減を可能とし、さらにメンテナンス性を高めるものとされている。
【００３９】
つまり、各仕切り部材１１Ａの直下流の同一円周上に複数（図示例では３個）の粒子状物質抽出部２０Ａを配設するようにして、粒子状物質の低減効果を高めている。
【００４０】
また、配設された全ての粒子状物質抽出部２０Ａの粒子状物質抽出管２２Ａに落ち込んだ粒子状物質を捕集して貯留し得るように、貯留部５Ａを横幅の広い箱形にして大型化している。
【００４１】
このように、実施形態２においては、粒子状物質抽出部２０Ａの設置数を多くするとともに、貯留部５Ａを大型化しその容量を大きくしているので、粒子状物質の低減効果の向上、およびメンテナンス性の向上を達成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ディーゼルエンジンの排ガスの浄化に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態１に係る排ガス浄化装置の概略図である。
【図２】同装置の側面図である。
【図３】トルネード流管の詳細を示す断面図である。
【図４】粒子状物質抽出部の詳細を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態２の要部概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｕ    排ガス浄化装置
１    ディーゼルエンジン
２    排気管
３    排ガス加速機
４    トルネード流管、浮遊粒子状物質除去室
５    貯留部、貯留室
２０    粒子状物質抽出部
２１    堆積効率向上板
２２    粒子状物質抽出管
【図１】
2007278102.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007278102.tif 000006
【図５】
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