JP5778456B2 - 排ガス清浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排ガスを清浄化する排ガス清浄化装置に関する。

従来、内燃機関を備えた自動車や工事用作業車、工事用ディーゼル発電機等には、排ガスの清浄化装置を特別に取り付けられることは無く、特に工事現場や工場等においては、長時間それらの内燃機関を作動し続けなければならないことが多く、内燃機関からの排ガスには、ＮＯ_X、煤塵、トルエン等の有害物質を含み、周辺環境を汚染している場合があった（適当な文献が見当たらない）。特に、工事現場においては、工事中という短期間での使用であるために、大気汚染防止法等規制の対象外となっており、具体的な浄化対策は採られていないのが現状である。

上述した従来の状況で、大気中に放出された有害物質を処理するには、大掛かりな浄化装置が必要で、排ガスの洗浄水、排ガスの吸引ファン等の用水や電気エネルギーを必要とするものであった。
さらには、例えば、トンネル内等の閉鎖空間における工事の場合などには、排ガスの排出が困難で、トンネル内に滞留し、作業環境をさらに悪化させているのが現状である。その対策として、換気ジェットファン等を用いて環境改善を図ることが考えられるが、この場合、多大な電力等のエネルギーの消費が必須であり、エネルギーコストの増大が問題となっている。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、電力等のエネルギーを全く使用することなく、簡単に排ガスを清浄化できる装置を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、内燃機関の排ガスを清浄化する排ガス清浄化装置であって、内燃機関の排気管に対する嵌合部を設けると共に、前記排気管からの排ガスを大気中に放出する排出口を端部に設けた筐体を設け、前記嵌合部と前記排出口との間の排ガス流路に、活性炭層を内部に形成する通気可能な多孔吸着部材を配置して、前記筐体に熱伝導可能に取り付け、前記多孔吸着部材を冷却する冷却部を設け、前記活性炭層が活性炭素繊維からなるものであって、複数の前記活性炭層同士の間に通気性の金属スペーサーを夫々介在させて、並設する前記活性炭層間に排ガス流路を形成して前記多孔吸着部材を構成し、前記金属スペーサーを前記活性炭層よりも前記筐体の外方に延設させて前記冷却部を構成してあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記筐体の嵌合部を単に内燃機関の排気管に嵌合させるだけで、排気管から排出される排ガスは、筐体内の排ガス流路に設けてある多孔吸着部材を流通するに伴って、活性炭層に有害ガス等が吸着除去され、清浄化される。
その上、活性炭層は、一般的には内燃機関からの高温の排ガスに曝されると吸着能が低下し易くなるものであるが、冷却部から筐体を介して多孔吸着部が冷却されるために、活性炭層による吸着性能を高く維持できる。
そして、複数の活性炭層同士の間夫々に介在させてある金属スペーサーを、活性炭層よりも筐体の外方に延設させて前記冷却部を構成してあることにより、複数の活性炭層夫々の放熱されにくい内部側が冷却され、多孔吸着部材全体の吸着性能を高く維持できる。
従って、電力等のエネルギーを使用することなく、工事現場などにおける作業環境において、簡単に排ガスの清浄化が持続できるようになった。

本発明の第２の特徴構成は、前記冷却部は、金網を前記筐体の外側を覆う状態で前記筐体に取り付けて構成してあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、金網を前記筐体の外側を覆う状態で前記筐体に取り付けて冷却部を構成してあることによって、筐体から伝わる熱エネルギーを、金網の大きな表面積により効率よく放熱して冷却でき、しかも、取り外し時には金網を持って火傷することなく筐体を排気管から外すことができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記冷却部は、前記筐体の外側壁に冷却フィンを取り付けて構成してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、筐体の外側壁に冷却フィンを取り付けてあることにより、一層大きな放熱のための表面積を確保できる。

本発明の第４の特徴構成は、前記筐体の外側に冷却風路を形成するフードを設け、前記排出口にエジェクター部を設けて、前記排出口からの排気ガス放出流に基づいて前記冷却風路に冷却風を大気中から導くように前記エジェクター部を構成してあるところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、前記排出口からの排気ガス放出流に基づいて、エジェクター部により大気中から冷却風がフード内の冷却風路に積極的に取り込まれ、吸引ファン等を特に設けなくとも効率よく筐体を冷却して、筐体内の活性炭層を冷却できる。
従って、電気エネルギー等を必要とせずに冷却でき、経済性と清浄化性能の向上を同時にかなえさせることができる。

参考例の全体の分解斜視図である。 参考例の平面図である。 図２におけるIII−III線断面図である。 図２におけるIV−IV線断面図である。 実施形態における（ａ）全体分解斜視図,（ｂ）組み立てた状態の全体斜視図である。 実施形態の縦断面図である。 別実施形態の一部縦断斜視図である。 別実施形態の縦断面図である。 別実施形態の一部斜視図である。 図９の縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔参考例〕
図１〜図４に示すように、ディーゼル発電機などの内燃機関１からの排ガスを清浄化するために、ディーゼル発電機の排気管２に対する嵌合部３を設けると共に、排気管２からの排ガスを大気中に放出する排出口４を端部に設けた板金製の略直方体の筐体５を設け、嵌合部３と排出口４との間の排ガス流路６に、活性炭層７を内部に形成する通気可能な多孔吸着部材８を配置して、筐体５に熱伝導可能に取り付け、多孔吸着部材８を冷却する冷却部９を設けて排ガス清浄化装置を構成してある。

前記多孔吸着部材８は、活性炭層７として直径１０〜２０μｍの繊維表面に１〜２ｎｍのミクロポアを無数に形成する活性炭素繊維を、シート状に形成して、その活性炭素繊維シートを立て姿勢にした状態で、波型の金網１１から成る金属スペーサー１０を交互に挟んで横方向に多数枚積層し、各金属スペーサー１０により自然通風可能にする約８ｍｍ幅のスリットが夫々形成されるように構成してある。
この多孔吸着部材８には、各スリットに排気管２からの排ガスが通風することで、通風する排ガスに含まれるＮＯ_X、煤塵、トルエン等の有害物質や臭気成分等が、活性炭素繊維シートを形成する各繊維表面のミクロポアに吸着される。
そして、吸着された物質は、例えば、吸着されたＮＯｘが大気中の酸素と結合して硝酸基に酸化させられる。

前記冷却部９は、金網１１を筐体５の外側を覆う状態で筐体５に取り付け部１２を介して取り付けて構成してあり、多孔吸着部材８に対して排ガスから与えられた熱を、筐体５および取り付け部１２を介して表面積の大きい金網１１の表面から放熱して、多孔吸着部材８を冷却できるように構成してある。
金網１１からの筐体５内部の放熱冷却により、多孔吸着部材８が冷却されるばかりか、筐体５そのものが冷却されることにより、排ガス清浄化装置を着脱する際には、素手で金網１１を介して筐体５を持つことができ、内燃機関１に対する着脱作業が迅速に行える。

前記筐体５には、その底部にマグネット１３を固定し、排ガス清浄化装置を、簡単に内燃機関１の鉄製外表面に着脱自在に取り付けできるように構成してある。
前記排気管２に対する嵌合部３は、図１に示すように、筐体５の側壁にＵ字状の切欠き部１４を形成して、排気管２を楽に挿入できるように構成し、排気管２の挿入後は、筐体５と排気管２の隙間を閉じて気密性を上げるべく当て板１５をビス等で取り付けできるようにしてある。

〔実施形態〕
内燃機関１の排気管２に取り付ける排ガス清浄化装置として、図５（ａ）、（ｂ）〜図６に示すように、略円筒形の筐体５を設け、その円筒型の筐体５の一方の端部に排気管２に対する嵌合部３を設けると共に、他端部に浄化ガスの排出口４を設け、嵌合部３と排出口４との間に、活性炭素繊維シートからなる活性炭層７と金網１１からなる金属スペーサー１０とを沿わせて巻いた多孔吸着部材８を内装してある。

尚、略円筒形の筐体５の外側には、金網１１を覆って筐体５に一体に連結して冷却部９を構成してあり、底部には、マグネット１３を取り付けて、内燃機関１のケーシングに着脱自在に固定できるように構成してある。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記冷却部９は、金網１１に代えて筐体５の外側壁に冷却フィンを取り付けて構成してあってもよい。
〈２〉 前記冷却部９として、図８に示すように、筐体５の外側に冷却風路１７を形成するフード１６を設け、排出口４にエジェクター部１８を設けて、そのエジェクター部１８を、排出口４からの排ガス放出流に基づいて冷却風路１７に冷却風を大気中から導くように構成して、筐体５が大気中から積極的に引き込まれた冷却風により冷却させられるようにしてあれば、より多孔吸着部材８の冷却作用が向上する。
〈３〉 前記多孔吸着部材８における複数の活性炭層７同士の間に夫々介在させた通気性の金属スペーサー１０を、図７に示すように、活性炭層７よりも筐体５の外方に延設させて、より外気中への放熱作用を上げて、複数の活性炭層７夫々を効果的に冷却できるようにして冷却部９を構成してあっても良い。
〈４〉 複数の活性炭層７と金属スペーサー１０との間に、図９、図１０に示すように、外気挿通流路１９を形成し、その外気挿通流路１９と活性炭層７とが隔壁２０を介した熱交換により冷却されるように構成し、複数並設させた活性炭層７を、外側に配置したもののみならず中央部に配置したものまでも、より均等に冷却されるようにして、全体の吸着能が低下しないように構成してあっても良い。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 内燃機関
２ 排気管
３ 嵌合部
４ 排出口
５ 筐体
７ 活性炭層
８ 多孔吸着部材
９ 冷却部
１０ 金属スペーサー
１１ 金網
１６ フード
１７ 冷却風路
１８ エジェクター部

Claims (4)

1. 内燃機関の排ガスを清浄化する排ガス清浄化装置であって、
   内燃機関の排気管に対する嵌合部を設けると共に、前記排気管からの排ガスを大気中に放出する排出口を端部に設けた筐体を設け、
   前記嵌合部と前記排出口との間の排ガス流路に、活性炭層を内部に形成する通気可能な多孔吸着部材を配置して、前記筐体に熱伝導可能に取り付け、
   前記多孔吸着部材を冷却する冷却部を設け、
   前記活性炭層が活性炭素繊維からなるものであって、複数の前記活性炭層同士の間に通気性の金属スペーサーを夫々介在させて、並設する前記活性炭層間に排ガス流路を形成して前記多孔吸着部材を構成し、
   前記金属スペーサーを前記活性炭層よりも前記筐体の外方に延設させて前記冷却部を構成してある排ガス清浄化装置。
2. 前記冷却部は、金網を前記筐体の外側を覆う状態で前記筐体に取り付けて構成してある請求項１に記載の排ガス清浄化装置。
3. 前記冷却部は、前記筐体の外側壁に冷却フィンを取り付けて構成してある請求項１に記載の排ガス清浄化装置。
4. 前記筐体の外側に冷却風路を形成するフードを設け、
   前記排出口にエジェクター部を設けて、そのエジェクター部を、前記排出口からの排ガス放出流に基づいて前記冷却風路に冷却風を大気中から導くように前記エジェクター部を構成してある請求項１に記載の排ガス清浄化装置。

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