JP3073152B2 - ディーゼル機関用煤塵除去装置 - Google Patents
ディーゼル機関用煤塵除去装置Info
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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Description
ら排出される煤塵を捕集しながら濾過材の再生が可能な
ディーゼル機関用煤塵除去装置に関する。
舶用ディーゼル機関から排出される燃焼ガスに含まれる
煤塵は、スートブロー等によって煙突から飛散する火の
粉による危険、煤塵付着による各部の効率低下、大気汚
染への影響等の問題を生じるので、除去が必要である。
ディーゼル機関の排ガス中に含まれる煤塵を除去する際
には、排ガスを濾過材に通しながら煤塵を捕集し、捕集
した煤塵を焼却して濾過材を再生する方法が用いられて
いる。典型的な先行技術は、たとえば特開昭59−15
5524や特開平5−125926などに開示されてい
る。これらの先行技術では、ディーゼル機関の排ガス中
に含まれているパティキュレートと呼ばれる粒子を、3
次元の網目構造の通気路が形成されている濾過材を通過
させる際に捕集し、捕集した煤塵を燃焼させて濾過材の
再生を行う。濾過材の再生処理は、たとえば2系列ある
煤塵除去装置を切換えて行う。
317138で開示しているディーゼル機関用煤塵除去
装置の構成を示す。この先行技術では、ディーゼル機関
1の各気筒2から管路3を介して排出される排ガスを、
排気集合管4に導く。排気集合管4の出口側の管路5に
排ガスが導かれる間に、グラニュラ方式で小型の煤塵除
去装置6を通過して煤塵が捕集される。煤塵が捕集され
て清浄化された排ガスは、管路5から過給機7のタービ
ン8に導かれ、タービン8を駆動する。タービン8から
排出される排ガスは、管路9から脱硝装置10、排ガス
エコノマイザ11および煙突12を経て大気中に放出さ
れる。このようにして、煤塵による火の粉の危険や大気
汚染を防ぎ、過給機7や排ガスエコノマイザ11、脱硝
装置10への煤塵付着による効率低下およびこれに係る
メンテナンス作業の増大を避けることができる。
転駆動する。ブロア13が回転すると、管路14を介し
て大気中から空気が吸入されてブロア13で昇圧され、
100〜150℃に昇温された空気が管路15を介して
エアクーラ16に導かれる。エアクーラ16で冷却され
た空気は、管路17から掃気管18を経てディーゼル機
関1の各気筒2に供給される。ブロア13から管路15
を介して供給される空気の一部は、管路19を介して煤
塵除去装置6に焼却用ガスとして供給され、500℃以
上に加熱して煤塵を焼却する。このような構成によっ
て、ディーゼル機関1を運転しながら煤塵除去装置6の
一部を再生し、煤塵除去装置6を連続的に使用すること
ができる。
定期的に行う特開昭59−155524や特開平5−1
25926の先行技術では、濾過材を通過する焼却用ガ
ス全量を一度に加熱するので非常に大きなヒータ容量が
必要であり、さらに煤塵除去装置を2系列切換えて使用
するため取付けスペースが大きくなる。
ディーゼル機関1の運転中に煤塵除去装置6の再生処理
を行い、排ガスの有する運動エネルギや熱エネルギは過
給機7や排ガスエコノマイザ11などでそれぞれ回収す
ることができる。しかしながら、煤塵除去装置6の再生
を行う焼却用ガスは、過給機7のブロア13から供給さ
れる空気を分流しているだけであるので、焼却に必要な
温度まで加熱するための熱エネルギを煤塵除去装置6内
の加熱用ヒータから供給する必要がある。
再生のために供給する焼却用ガスの加熱エネルギを低減
することが可能なディーゼル機関用煤塵除去装置を提供
することである。
関からの排ガス中に含まれる煤塵を濾過材で捕集し、煤
塵を捕集した濾過材の一部に高温の焼却用ガスを供給す
ることによって、煤塵を焼却して濾過材を再生すること
が可能な煤塵除去手段と、煤塵除去手段に、濾過材の再
生に使用した焼却用ガスを閉ループで全量再循環させる
再循環手段とを含むことを特徴とするディーゼル機関用
煤塵除去装置である。本発明に従えば、一旦濾過材の再
生に使用した焼却用ガスを、閉ループで全量再循環させ
て濾過材の再生を行うので、焼却時に温度が上昇した焼
却用ガスを有効に利用して加熱に要するエネルギの低減
を図ることができる。
ガス中に含まれる煤塵を濾過材で捕集し、煤塵を捕集し
た濾過材の一部に直接高温の焼却用ガスを導くことによ
って、煤塵を焼却して濾過材を再生することが可能な煤
塵除去手段と、煤塵除去手段に、予め定める温度以上
で、予め定める含有量以上の酸素を含むそのディーゼル
機関からの排ガスの一部を、焼却用ガスとして供給する
ガス供給手段とを含むことを特徴とするディーゼル機関
用煤塵除去装置である。本発明に従えば、煤塵除去手段
の濾過材の再生用には、予め定める温度以上で予め定め
る含有量以上の酸素を含むガスを焼却用ガスとして供給
するので、燃焼効率を高め、熱エネルギの有効利用を図
ることができる。
用ガスとして供給するので、排ガスの含有する熱を有効
に活用して煤塵除去手段の濾過材の再生に活用すること
ができる。
ィーゼル機関からの排ガスに代えて、そのディーゼル機
関とは異なる熱機関からの排ガスを焼却用ガスとして供
給することを特徴とする。本発明に従えば、ガス供給手
段は、そのディーゼル機関とは異なる熱機関からの排ガ
スを焼却ガスとして供給するので、ディーゼル機関に隣
接する熱機関の排ガスの熱エネルギを有効に利用してプ
ラント全体の熱効率を向上させることができる。
ダ内に充填され、前記再循環手段は、濾過材が充填され
たホルダの一部を密閉するカバーと、新たな焼却用ガス
の供給経路に設けられる逆止弁と、新たな焼却用ガスの
供給経路の逆止弁よりも下流側で、焼却用ガスをカバー
内に加熱して供給するヒータと、カバー内で濾過材を再
生した焼却用ガスをヒータに供給して循環させるブロア
とを備えることを特徴とする。本発明に従えば、煤塵除
去手段に逆止弁を介して新たな焼却用ガスを供給し、円
筒状のホルダ内に充填される濾過材の一部をカバーで密
閉して、焼却用ガスをヒータで加熱しながら再循環させ
ることができる。
る第1の形態(以下、実施の基礎となる形態を、「実施
の第1形態」等のように略称する)によるディーゼル機
関用煤塵除去装置の構成を示す。たとえば船舶用などの
2サイクルエンジンであるディーゼル機関21の気筒2
2から、管路23を経て排気集合管24に排ガスが導か
れる。排気集合管24から管路25を経て排出される排
ガスは、濾過材26を通過して濾過され、含まれている
パティキュレートなどの煤塵が濾過材26に捕集され
る。濾過材26によって煤塵が除去された排ガスは、過
給機27のタービン28に導かれ、さらにその出側の管
路29を介して排出される。過給機27のタービン28
と排気集合管24との間には、排ガス中の熱エネルギを
回収するための熱交換器30が設けられる。管路29か
ら排出される排ガスは、排ガスエコノマイザ31を介し
て煙突32から大気中に放出される。
て駆動されると、ブロア33が回転駆動される。ブロア
33によって、管路34を介して大気中の空気が吸引さ
れ、管路35を介して吐出される。この空気の圧力はた
とえば3kg/cm2 であり、酸素(O2 )濃度は21
%である。なお、本明細書中での圧力はゲージ圧を示
す。空気は管路35から、エアクーラ36および管路3
7に分岐する。エアクーラ36は空気を冷却し、掃気管
38を介してディーゼル機関21の各気筒22に供給す
る。管路37に分岐した空気は100〜150℃程度で
あり、熱交換器30で管路25を介して排気集合管24
から排出される排ガスと熱交換して予熱され、管路39
を介してヒータ40に導かれ、濾過材26の再生のため
に必要な温度まで加熱されて焼却用ガスとなる。管路3
7と熱交換器30との間には、濾過材26の再生を行う
ときに開くバルブ41が設けられている。濾過材26
は、たとえば直径約1mmのシリカ−アルミナ系のムラ
イトボール(グラニュラ)が円筒状のホルダ内に充填さ
れている。ホルダは一定時間間隔をおいて角変位し、煤
塵を捕集した濾過材26を焼却部で順次再生する。再生
に要する時間は、本件発明者の実験によれば600℃で
5分程度、550℃で10分程度であれば充分である。
排ガスの温度は400℃程度であり、予熱によって30
0℃程度まで上昇する。
示す。本実施形態は実施第1形態に類似し、対応する部
分には同一の参照符を付す。注目すべきは、排気集合管
44内に焼却ガスの予備加熱を行うための熱交換器45
が設けられており、濾過材26より上流側の排ガスの有
する熱を利用して焼却ガスの予備加熱を行うことであ
る。このような予備加熱によって、焼却に必要なエネル
ギを40%程度低減することができる。
よび第4形態の構成をそれぞれ示す。これらの実施形態
は実施の第1形態に類似し、対応する部分には同一の参
照符を付す。注目すべきは、濾過材26を含む煤塵除去
装置46が過給機27の下流側に設けられていることで
ある。図3の実施第3形態では過給機27と排ガスエコ
ノマイザ31との間、図4の実施第4形態では排ガスエ
コノマイザ31と煙突32との間にそれぞれ設けられ
る。煤塵除去装置46を過給機27よりも下流側に設け
るので、ディーゼル機関21の排気集合管などに濾過材
26を収納するスペースがないような場合や、既存のデ
ィーゼル機関21に煤塵除去装置46を付加する場合な
どに適用することができる。
第5、第6および第7形態の構成をそれぞれ示す。これ
らの実施形態は、実施の第1、第3および第4形態にそ
れぞれ類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
注目すべきは、焼却ガスを空気源50から供給するよう
にしていることである。空気源50は、たとえばコンプ
レッサからの空気あるいはタービン途中から抽気した空
気など、温度が高い空気を利用し、少ない加熱エネルギ
で必要な温度にまで容易に加熱可能にしている。ただ
し、酸素含有量は15%以上必要であり、温度は650
℃以上であると加熱用のヒータが不要となるので好まし
い。400℃〜600℃であれば、加熱用エネルギの低
減効果は大きい。
明の第1実施形態として実施の第8、第9、第10およ
び第11形態をそれぞれ示す。これらの実施形態は、実
施の第1、第2、第3および第4形態にそれぞれ類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。各実施形態
で注目すべきは、焼却用ガスとしてディーゼル機関21
からの排ガスを利用していることである。ディーゼル機
関21の排ガスは、温度が高くなっているので予熱は不
要である。酸素(O2)濃度は、13〜15%程度あ
り、圧力はたとえば2kg/cm2である。濾過材26
の再生のための焼却ガスは、圧力を高めて供給する必要
があるので、ブロア53が設けられ、必要な圧力までの
差圧分の昇圧を行う。
第2実施形態として、実施の第12、第13および第1
4形態の構成をそれぞれ示す。これらの実施形態は実施
の第8、第10および第11形態にそれぞれ類似し、対
応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、焼
却用ガスとして熱機関60の排ガスを用い、その有する
熱エネルギを有効に利用していることである。熱機関6
0としては、たとえばディーゼルエンジンやガスタービ
ン等があり、ディーゼル機関21の近傍に設置されて独
立に可動している機関を活用する。排ガスに必要な条件
は、実施の第5〜第7形態と同様である。
態に関して、実施の第1〜第14形態で使用する濾過材
26を再生するための構成を示す。濾過材26は、大略
的に円筒状のホルダを構成する外筒61および内筒62
の間にセラミック造粒物として充填されている。セラミ
ック造粒物は、前述のように、熱的に安定なアルミナ、
ムライトおよびシリカなどの安定な粒子であり、その外
径は1〜3mmφ程度である。セラミック造粒物には、
たとえば白金(Pt)、パラジウム(Pd)、酸化マン
ガン(MnO)、酸化ニッケル(NiO)などの煤塵燃
焼促進に効果のある触媒粒子などを混合することもあ
る。このような濾過材26についての詳細な説明は、た
とえば特開平6−317138号公報の明細書第23段
落などに記載されている。
複数の区画に分割され、焼却部64を除いた残余の区画
で排ガスを半径方向に通過させることによって煤塵の捕
集を行う。焼却部64では、カバー65で密閉しながら
焼却用ガス66を吹出し、濾過材の粒子に捕集された煤
塵の焼却を行う。ブロア33,53は、焼却用ガスの圧
力が不足するときの昇圧用に用いるけれども、焼却用ガ
スが充分な圧力を有しているときには省略可能である。
構成を示す。本実施形態では濾過材26の再生に使用し
た焼却用ガスを再循環して焼却に利用するので、熱効率
をさらに向上させることができる。焼却用ガスの再循環
のために、新たな焼却用ガスの供給経路には逆止弁67
が設けられ、焼却部64は外カバー68および内カバー
69によって密閉される。焼却用ガス再循環のための再
循環ライン70は、外カバー68内をカバー仕切り71
によって分割した出側から逆止弁67とブロア33,5
3との間に焼却用ガスを導く。ブロア33,53で昇圧
され、ヒータ40で加熱された焼却用ガスは、外カバー
68のカバー仕切り71で仕切られた入側に供給され
る。このような、再循環によって、さらに50%の効率
向上を達成することができる。
機関煤塵除去装置の構成を示す。本構成は実施の第1形
態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注
目すべきは、前述のように、再循環ライン70を設けて
濾過材26を焼却した焼却用ガスを再循環させることで
ある。焼却用ガスを再循環させる考え方は、実施の第1
〜第14形態にもそれぞれ適用可能である。
手段の再生時に焼却用ガスを閉ループで全量再循環させ
るので、再生のための加熱に要するエネルギを低減する
ことができる。
接濾過材に導く焼却用ガスは、予め定める温度以上で予
め定める含有量以上の酸素を含むので、加熱に必要なエ
ネルギを低減し、熱効率よく煤塵除去手段の濾過材を再
生することができる。
給するので、排ガスの有する熱を有効に利用して煤塵除
去手段の濾過材を再生することができる。
部の熱機関からの排ガスを有効に利用して煤塵除去手段
の濾過材を再生することができる。
の濾過材の一部を効率よく再生することができる。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
の概略的な構成を示す系統図である。
系統図である。
示す系統図である。
示す系統図である。
形態の概略的な構成を示す系統図である。
示す系統図である。
示す系統図である。
材再生のための構成を示す簡略化した断面図である。
ための構成を示す簡略化した断面図である。
図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 ディーゼル機関からの排ガス中に含まれ
る煤塵を濾過材で捕集し、煤塵を捕集した濾過材の一部
に高温の焼却用ガスを供給することによって、煤塵を焼
却して濾過材を再生することが可能な煤塵除去手段と、 煤塵除去手段に、濾過材の再生に使用した焼却用ガスを
閉ループで全量再循環させる再循環手段とを含むことを
特徴とするディーゼル機関用煤塵除去装置。 - 【請求項2】 ディーゼル機関からの排ガス中に含まれ
る煤塵を濾過材で捕集し、煤塵を捕集した濾過材の一部
に直接高温の焼却用ガスを導くことによって、煤塵を焼
却して濾過材を再生することが可能な煤塵除去手段と、 煤塵除去手段に、予め定める温度以上で、予め定める含
有量以上の酸素を含むそのディーゼル機関からの排ガス
の一部を、焼却用ガスとして供給するガス供給手段とを
含むことを特徴とするディーゼル機関用煤塵除去装置。 - 【請求項3】 前記ガス供給手段は、そのディーゼル機
関からの排ガスに代えて、そのディーゼル機関とは異な
る熱機関からの排ガスを焼却用ガスとして供給すること
を特徴とする請求項2記載のディーゼル機関用煤塵除去
装置。 - 【請求項4】 前記濾過材は、円筒状のホルダ内に充填
され、 前記再循環手段は、 濾過材が充填されたホルダの一部を密閉するカバーと、 新たな焼却用ガスの供給経路に設けられる逆止弁と、 新たな焼却用ガスの供給経路の逆止弁よりも下流側で、
焼却用ガスをカバー内に加熱して供給するヒータと、 カバー内で濾過材を再生した焼却用ガスをヒータに供給
して循環させるブロアとを備えることを特徴とする請求
項1記載のディーゼル機関用煤塵除去装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07342952A JP3073152B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ディーゼル機関用煤塵除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07342952A JP3073152B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ディーゼル機関用煤塵除去装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09184417A JPH09184417A (ja) | 1997-07-15 |
JP3073152B2 true JP3073152B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=18357791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07342952A Expired - Fee Related JP3073152B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ディーゼル機関用煤塵除去装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3073152B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003049635A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理装置 |
CN101578438B (zh) * | 2007-01-27 | 2011-12-14 | 博格华纳公司 | 用于内燃机换气***的二次空气*** |
JP2016522867A (ja) * | 2013-04-15 | 2016-08-04 | ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット | エンジン排気ガスから微粒子物質の煤、灰及び重金属を除去するための方法及びシステム |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP07342952A patent/JP3073152B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH09184417A (ja) | 1997-07-15 |
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