(57)【要約】【課題】排気ガスの効率的な処理を可能にする排気ガス分離装置を提供することである。【解決手段】処理しようとする排気ガスを流入させるための流入管（１４）が一端に接続され、処理済みガスを流出させるための流出管（１６）が他端に接続されたほぼ円筒形の分解槽（１２）と、分解槽の周面に、流入管と直交する断面で見て等角度を隔てた３基以上のノズル（１２ｃ）が、側面視で等距離を隔てて配置されており、分解槽中の排気ガスに、ノズルから炭素混合水溶液が噴霧されるように構成されており、炭素混合水溶液が、粉状の炭化物を圧縮して形成された炭化物の固定体を水に入れて加熱し、沸騰させた後、徐冷した液体であることを特徴とする排気ガス分離装置（１０）が提供される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス分解システムであって、
処理しようとする排気ガスを流入させるための流入管が一端に接続され、処理済みガスを流出させるための流出管が他端に接続されたほぼ円筒形の分解槽と、
前記分解槽の周面に、前記流入管と直交する断面で見て等角度を隔てた３基以上のノズルが、側面視で等距離を隔てて配置されており、
前記分解槽中の排気ガスに、前記ノズルから炭素混合水溶液が噴霧されるように構成されており、
前記炭素混合水溶液が、粉状の炭化物を圧縮して形成された炭化物の固定体を水に入れて加熱し、沸騰させた後、徐冷した液体である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記炭素混合水溶液に塩水が混合されていることを特徴とする請求項１に記載されたシステム。
【請求項３】
前記流入管が、拡径部を介して前記分解槽に接続されており、前記流出管が、縮径部を介して前記分解槽に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたシステム。
【請求項４】
前記分解槽より下方に配置された沈殿槽と、前記炭素混合水溶液を混合するための混合槽と、前記混合槽より上方に配置され、前記炭素混合水溶液を貯留するための炭素混合水溶液貯留槽とを更に備え、前記分解槽の各ノズルと前記混合槽が、第１管路を介して連結されており、前記分解槽の排出口と前記沈殿槽が、第２管路を介して連結されており、前記沈殿槽と前記混合槽が、第３管路を介して連結されており、前記炭素混合水溶液貯留槽と前記混合槽が、第４管路を介して連結されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、排気ガスの効率的な処理を可能にする排気ガス分解システムに関する。より詳細には、本発明は、排気ガスに炭素混合水溶液を接触させることにより、排気ガス中の有害物質を分解する排気ガス分解システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジンの燃焼効率は、３０％〜４０％程度であり、残部は不完全燃焼の状態で二酸化炭素（ＣＯ2 ）として空気中に排出されている。また、燃焼炉などからは、未だにダイオキシンや二酸化炭素が排出されているのが現状である。さらに、船舶や航空機からも多量の二酸化炭素が排出されている。従来、排気ガス中の有害物質を減少させる方策として、フィルタによる濾過方式や吸着方式、二次燃焼方式などが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の濾過方式や吸着方式、二次燃焼方式などでは、その効果に限界があるため、排気ガスを効率的に処理する新規なシステムに対する強い要請がある。本発明は、このような状況に鑑みて案出されたものであって、排気ガスの効率的な処理を可能にする排気ガス分解システム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】
【０００４】
本願請求項１に記載の排気ガス分解システムは、処理しようとする排気ガスを流入させるための流入管が一端に接続され、処理済みガスを流出させるための流出管が他端に接続されたほぼ円筒形の分解槽と、前記分解槽の周面に、前記流入管と直交する断面で見て等角度を隔てた３基以上のノズルが、側面視で等距離を隔てて配置されており、前記分解槽中の排気ガスに、前記ノズルから炭素混合水溶液が噴霧されるように構成されており、前記炭素混合水溶液が、粉状の炭化物を圧縮して形成された炭化物の固定体を水に入れて加熱し、沸騰させた後、徐冷した液体であることを特徴とするものである。
【０００５】
本願請求項２に記載の排気ガス分解システムは、前記請求項１のシステムにおいて、前記炭素混合水溶液に塩水が混合されていることを特徴とするものである。
【０００６】
本願請求項３に記載の排気ガス分解システムは、前記請求項１又は２のシステムにおいて、前記流入管が、拡径部を介して前記分解槽に接続されており、前記流出管が、縮径部を介して前記分解槽に接続されていることを特徴とするものである。
【０００７】
本願請求項４に記載の排気ガス分解システムは、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項のシステムにおいて、前記分解槽より下方に配置された沈殿槽と、前記炭素混合水溶液を混合するための混合槽と、前記混合槽より上方に配置され、前記炭素混合水溶液を貯留するための炭素混合水溶液貯留槽とを更に備え、前記分解槽の各ノズルと前記混合槽が、第１管路を介して連結されており、前記分解槽の排出口と前記沈殿槽が、第２管路を介して連結されており、前記沈殿槽と前記混合槽が、第３管路を介して連結されており、前記炭素混合水溶液貯留槽と前記混合槽が、第４管路を介して連結されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の排気ガス分解システムによれば、ノズルが分解槽の周囲に均等に配置されているため、排気ガスに炭素混合水溶液を万遍なく噴霧することができ、効率的な排気ガスの処理が可能になる。また、塩水を混合した炭素混合水溶液を使用することにより、一層効率的な排気ガスの処理が可能になる。また、排気ガスを拡径部を介して分解槽内に導入し、縮径部を介して分解槽から排出させることにより、分解槽内での排気ガスの円滑な移動を可能にすることができる。さらに、本発明の排気ガス分解システムは、比較的簡単な装置によって構成されているため、排気ガスを低コストで処理することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る排気ガス分解システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る排気ガス分解システムを模式的に示した全体図である。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る排気ガス分解システムは、ほぼ円筒形状の分解槽１２を備えている。分解槽１２の一端には、処理しようとする排気ガスを分解槽１２内に流入させるための流入管１４が接続されており、分解槽１２の他端には、処理済みガスを分解槽１２外に流出させるための流出管１６が接続されている。
【００１０】
分解槽１２は、流入管１４を介して流入する排気ガスの流速を遅くするため、流入管１４の断面と比較して大きな断面を有するように形成されている。
【００１１】
なお、流入管１４から分解槽１２に至る部分１２ａは、断面が徐々に拡大するように形成するのが好ましい。また、分解槽１２から流出管１６に至る部分１２ｂは、急激な流速変化による圧力損失を防止するため、断面が徐々に縮小するように形成するのが好ましい。
【００１２】
分解槽１２の周面には、流入管１４と直交する断面で見て１２０°の角度を隔てた３基のノズル１２ｃ（図３（ａ）参照）が、側面視で等距離Ｄを隔てて（図１参照）配置されている。
【００１３】
分解槽１２の底面には、排気ガスの流入・流出方向と平行に溝１２ｄが設けられている。溝１２ｄには、分解槽１２内での排気ガスの分解作用時に生じた排水が溜まるようになっており、溝１２ｄの一端に、排出口１２ｅが設けられている。
【００１４】
排気ガス分解システム１０は又、分解槽１２より下方に配置された沈殿槽１８を備えている。沈殿槽１８は、図１に示されるように、第１沈殿部１８ａ、第２沈殿部１８ｂ、第３沈殿部１８ｃの３つの部分に分割されており、第１沈殿部１８ａと第２沈殿部１８ｂが上部分で連通し、第２沈殿部１８ｂと第３沈殿部１８ｃが下部分で連通している。第３沈殿部１８ｃの底部には、第３沈殿部１８ｃ内に沈殿した沈殿物を排出するための排出口１８ｄが設けられている。
【００１５】
排気ガス分解システム１０は又、炭素混合水溶液を混合するための混合槽２０を備えている。混合槽２０には、攪拌装置２０ａが配置されている。ここで、炭素混合水溶液は、本発明者の開発した液体であって、以下のようにして製造される。まず、粉状の炭化物を圧縮（プレス）して、炭化物の固定体を作る。次いで、この固形体を水に入れて加熱する。その際、水１リットルに対して固形体を１００グラム又はそれ以上とするのが好ましい。沸騰させた後、徐冷した液体が炭素混合水溶液となる。このようにして製造される炭素混合水溶液中には、微細な（ナノレベルのオーダーの）炭化物粒子が含まれている。
【００１６】
好ましくは、炭素混合水溶液に塩水が混合されている。これは、大気中の二酸化炭素濃度が上昇すると二酸化炭素が海に溶け込む量が増え、海水のアルカリ度が低下する、いわゆる「海洋酸性化」現象を利用したものであり、塩水に排気ガス中の二酸化炭素の一部を溶解させることにより、二酸化炭素の除去を促進させようとするものである。
【００１７】
排気ガス分解システム１０は更に、混合槽２０より上方に配置され、炭素混合水溶液を貯留するための炭素混合水溶液貯留槽２２を備えている。
【００１８】
分解槽１２の各ノズル１２ｃと混合槽２０は、第１管路２４を介して連結されている。第１管路２４には、炭素混合水溶液を混合槽２０から各ノズル１２ｃに圧送するためのポンプ２４ａが介在されている。分解槽１２の排出口１２ｅと沈殿槽１８の第１沈殿部１８ａは、第２管路２６を介して連結されている。第２管路２６には、処理排水中のゴミ等を捕捉するためのトラップ２６ａが設けられている。沈殿槽１８の第３沈殿部１８ｃの上部と混合槽２０は、第３管路２８を介して連結されている。炭素混合水溶液貯留槽２２と混合槽２０は、第４管路３０を介して連結されている。
【００１９】
次に、以上のように構成された本発明の排気ガス分解システム１０の作動について説明する。流入管１４を介して本体１２内に流入した排気ガスに、ノズル１２ｃから噴射された炭素混合水溶液が噴霧される。これにより、排気ガス中の有害物質（ＣＯ2 、ＣＯ）が、炭素混合水溶液中の炭化物粒子に吸着され、排気ガス中からこれらの有害物質が取り除かれることとなる。なお、この際、ノズル１２ｃが分解槽１２の周囲に均等に配置されているため、排気ガスへの炭素混合水溶液が排気ガスに満遍なく噴霧されるので、有害物質の効率的な除去が可能になる。このようにして処理された排気ガスは、流出管１６から排出される。一方、分解槽１２内での排気ガスの分解作用時に生じた排水は、分解槽１２の溝１２ｄに溜まり、排出口１２ｅから第２管路２６を介して、沈殿槽１８の第１沈殿部１８ａに流入する。第１沈殿部１８ａに流入した排水は、上澄み部分のみが隣接する第２沈殿部１８ｂに流入し、下部が連通した仕切壁を介して、更に第３沈殿部１８ｃに移動し、第３沈殿部１８ｃに移動した排水の上澄み部分のみが、第３管路２８を介して混合槽２０に供給される。そして、不純物を除去した炭素混合水溶液を、混合槽２０内において混合し、第１管路２４を介して、ポンプ２４ａによって分解槽１２に供給し、同様の操作を繰り返す。混合槽２０中の炭素混合水溶液の量が不足している場合には、炭素混合水溶液貯留槽２２から第４管路３０を介して、新たな炭素混合水溶液を混合槽２０に供給する。なお、沈殿槽１８に沈殿した沈殿物は、排出口１８ｄから排出される。
【００２０】
図４は、本システムの有効性を検証するために行われた実験の結果を示した表である。実験は、本システムが装着された乗用車（トヨタクラウン、排気量２４４４ｃｃ）の排気筒の出口に、測定器具（熱線式風速計（アネモメーターＶ−０１−２Ｈ型）、ＪＩＳ  Ｔ８２０１適合品）を装着して行われた。
実験の結果、一酸化炭素、二酸化炭素とも測定値は、許容値である定量下限値の０．２容積％以下の０．１７容積％となり、本システムの有効性が検証された。
【００２１】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２２】
例えば、前記実施の形態において、分解槽１２に３基のノズル１２ｃが配置されているが、ノズル１２ｃの配置基数は、４基以上でもよい（図３（ｂ）には、ノズル１２ｃの配置基数が４基の場合が示されている）。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る排気ガス分解システムを模式的に示した全体図である。
【図２】図１の排気ガス分解システムの分解槽を示した断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２の線３ａ−３ａに沿って見た断面図、図３（ｂ）はノズルの配置状態の変形例を示した断面図である。
【図４】本システムの有効性を検証するために行われた実験の結果を示した表である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  排気ガス分解システム
１２  分解槽
１２ａ  拡径部
１２ｂ  縮径部
１２ｃ  ノズル
１２ｄ  溝
１２ｅ  排出口
１４  流入管
１６  流出管
１８  沈殿槽
１８ａ  第１沈殿部
１８ｂ  第２沈殿部
１８ｃ  第３沈殿部
２０  混合槽
２０ａ  攪拌装置
２２  炭素混合水溶液貯留槽
２４  第１管路（分解槽〜混合槽）
２４ａ  ポンプ
２６  第２管路（分解槽〜沈殿槽）
２６ａ  トラップ
２８  第３管路（沈殿槽〜混合槽）
３０  第４管路（炭素混合水溶液貯留槽〜混合槽）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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