JP3205487U - Gas processing equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】排出ガスの固形物の影響を受けずに、排出ガスを処理する気体処理装置を提供する。【解決手段】気体処理装置１は、略円筒状の本体部１０及び複数の板状部材２０ａ〜２０ｅを有する。板状部材２０ａ〜２０ｅは、放射線照射手段であり、放射性物質が固定されている。本体部１０及び板状部材２０ａ〜２０ｅの保持基板は、例えば、アルミニウム合金で形成されている。気体処理装置１は、外部から空気を取り入れて、放射線の照射により空気中の分子を活性化し、活性化した分子を排出ガスの通路へ流入させるようになっている。【選択図】図１A gas processing apparatus for processing exhaust gas without being affected by solid matter of the exhaust gas is provided. A gas processing apparatus 1 includes a substantially cylindrical main body 10 and a plurality of plate-like members 20a to 20e. The plate-like members 20a to 20e are radiation irradiation means, and a radioactive substance is fixed thereto. The holding substrate for the main body 10 and the plate-like members 20a to 20e is made of, for example, an aluminum alloy. The gas processing apparatus 1 takes in air from the outside, activates molecules in the air by irradiation with radiation, and allows the activated molecules to flow into the exhaust gas passage. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、内燃機関などの燃焼装置における排出ガスを処理する排出ガス処理装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas processing apparatus for processing exhaust gas in a combustion apparatus such as an internal combustion engine.
従来、触媒を用いて排出ガスを浄化する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
上述の技術は、排出ガス中の固形物が通電発熱用ハニカム体に付着すると、効率が悪くなるという問題がある。 The above-described technique has a problem that the efficiency deteriorates when the solid matter in the exhaust gas adheres to the honeycomb body for heat generation.
本考案はかかる問題の解決を試みたものであり、排出ガスの固形物の影響を受けずに、排出ガスを処理する排出ガス処理装置の提供を目的とする。 The present invention is an attempt to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas processing apparatus that processes exhaust gas without being affected by solid matter of the exhaust gas.
第一の考案は、 気体が通過可能に構成されている気体処理装置であって、
前記気体に放射線を照射して、活性化するための放射線照射手段と、
排出ガスの通路への連絡通路と、
を有し、
前記放射線照射手段によって活性化した前記気体が前記連絡通路を経由して前記排出ガスの通路へ流入することによって、前記排出ガスを処理するようになっている気体処理装置である。
The first device is a gas processing device configured to allow gas to pass through.
Radiation irradiating means for irradiating and activating the gas; and
A passageway to the exhaust gas passageway;
Have
The gas processing apparatus is configured to process the exhaust gas when the gas activated by the radiation irradiation means flows into the exhaust gas passage through the communication passage.
第一の考案の構成によれば、気体処理装置は、活性化した気体を排出ガスの通路へ流入させることによって、排出ガスを処理する。すなわち、気体処理装置は、活性化した気体を介して排出ガスを処理するようになっている。このため、排出ガスの固形物の影響を受けずに、排出ガスを処理することができる。 According to the configuration of the first device, the gas processing device processes the exhaust gas by causing the activated gas to flow into the exhaust gas passage. That is, the gas processing apparatus processes exhaust gas through the activated gas. For this reason, the exhaust gas can be treated without being affected by the solid matter of the exhaust gas.
第二の考案は、第一の考案の構成において、前記放射線照射手段は、α線を放射するα線放射体で構成される気体処理装置である。 A second device is a gas processing apparatus according to the first device, wherein the radiation irradiating means is formed of an α-ray radiator that emits α-rays.
第三の考案は、第二の考案の構成において、放射線照射手段は、α線放射体が表面に付された板状部材であり、前記板状部材の主面は、前記処理用気体の流れ方向と平行に配置される気体処理装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the radiation irradiating means is a plate-like member having an α-ray emitter attached to the surface, and the main surface of the plate-like member is a flow of the processing gas. It is the gas processing apparatus arrange | positioned in parallel with a direction.
第四の考案は、第二の考案の構成において、前記放射線照射手段は、α線放射体が表面に付された網状部材であり、前記網状部材の網目の寸法は前記α線の飛翔距離によって規定される気体処理装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the radiation irradiating means is a net-like member having an α-ray emitter attached to the surface, and the mesh size of the net-like member depends on the flight distance of the α-ray. It is a prescribed gas treatment device.
以上のように、本考案によれば、排出ガスの固形物の影響を受けずに、排出ガスを処理する。 As described above, according to the present invention, the exhaust gas is processed without being affected by the solid matter of the exhaust gas.
本考案の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本考案の基本的な構成についてのみ説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure which those skilled in the art can implement suitably, and only the basic structure of this invention is demonstrated.
＜第一の実施形態＞
図１及び図２に示すように、気体処理装置１は、略円筒状の本体部１０及び複数の板状部材２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ）を有する。
板状部材２０は、放射線照射手段の一例であり、放射性物質が固定されている。本体部１０及び板状部材２０の保持基板は、例えば、アルミニウム合金で形成されている。気体処理装置１は、外部から空気を取り入れて、放射線の照射により空気中の分子を活性化し、活性化した分子を排出ガスの通路へ流入させるようになっている。
<First embodiment>
As shown in FIG.1 and FIG.2, the gas processing apparatus 1 has the substantially cylindrical main-body part 10 and the some plate-shaped member 20 (20a, 20b, 20c, 20d, 20e).
The plate-like member 20 is an example of a radiation irradiating unit, and a radioactive substance is fixed thereto. The holding substrate for the main body 10 and the plate-like member 20 is made of, for example, an aluminum alloy. The gas processing apparatus 1 takes in air from the outside, activates molecules in the air by irradiation with radiation, and allows the activated molecules to flow into the exhaust gas passage.
図２（ａ）は気体処理装置１の側面図、図２（ｂ）は気体処理装置１を図１の矢印Ｚ１方向から見た平面図、図２（ｃ）は気体処理装置１を図１の矢印Ｚ１方向とは逆方向から見た底面図である。図２（ｃ）に示すように、板状部材２０は、本体部１０の長さの略５０％の長さを有し、板状部材２０が存在しない部分は、排出ガスの通路への連絡通路１０ａとなっている。複数の板状部材２０の間の空間は、気体が通過可能になっている。 2A is a side view of the gas processing apparatus 1, FIG. 2B is a plan view of the gas processing apparatus 1 viewed from the direction of the arrow Z1 in FIG. 1, and FIG. It is the bottom view seen from the direction opposite to the arrow Z1 direction. As shown in FIG. 2 (c), the plate-like member 20 has a length of about 50% of the length of the main body portion 10, and the portion where the plate-like member 20 does not exist communicates with the exhaust gas passage. It is a passage 10a. Gas can pass through the space between the plurality of plate-like members 20.
気体処理装置１における気体の通路は、複数の板状部材２０によって、気体の流れ方向に分割されている。本実施形態では、板状部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及び２０ｅによって、空間が分割されている。分割された各空間が、気体の通路となる。 The gas passage in the gas processing apparatus 1 is divided by the plurality of plate-like members 20 in the gas flow direction. In the present embodiment, the space is divided by the plate-like members 20a, 20b, 20c, 20d, and 20e. Each divided space becomes a gas passage.
図３は、板状部材２０ａの一部を拡大して示す図である。板状部材２０ａの中心部材である保持基板２０ａｃは、アルミニウム合金等で形成されており、両側に無機質耐熱性接着剤の固定層２０ａｄ及び２０ａｅが形成されている。接着剤は、例えば、スリーボンドファインケミカル株式会社の無機系耐熱接着剤ＴＢ３７３２である。なお、図３に示す構成は、他の板状部材２０ｂ等についても同様である。 FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the plate-like member 20a. The holding substrate 20ac, which is a central member of the plate-like member 20a, is formed of an aluminum alloy or the like, and fixed layers 20ad and 20ae of an inorganic heat resistant adhesive are formed on both sides. The adhesive is, for example, an inorganic heat-resistant adhesive TB3732 from Three Bond Fine Chemical Co., Ltd. The configuration shown in FIG. 3 is the same for the other plate-like members 20b and the like.
板状部材２０ａの主面２２ａａ及び２２ｂｂには、α線を放射する放射体である酸化トリウムを主体とする多数の微細な粉体（粒状体、非粒状体を含む）が固定層２０ａｄ及び２０ａｅに固定されている。本実施形態の酸化トリウムの構成は、個々の粉体の直径が、９μｍ（マイクロメートル）以上１０μｍが約８０重量％（パーセント）であり、１μｍ以上９μｍ以下が約１５％であり、１０μｍ以上１２μｍ以下が約５％である。酸化トリウムの純度は、９９．９９９９％である。燃焼用空気は、板状部材２０ａを通過する間、継続的にα線の照射を受けることができる。 On the main surfaces 22aa and 22bb of the plate-like member 20a, a large number of fine powders (including granular and non-granular) mainly composed of thorium oxide, which is an emitter that emits α rays, are fixed layers 20ad and 20ae. It is fixed to. The configuration of thorium oxide of this embodiment is that the diameter of each powder is about 80% by weight (percent) of 9 μm (micrometer) or more and 10 μm, about 15% of 1 μm or more and 9 μm or less, and 10 μm or more and 12 μm. The following is about 5%. The purity of thorium oxide is 99.9999%. The combustion air can be continuously irradiated with α rays while passing through the plate-like member 20a.
粉体５０及び５２は、粉体の形状を模擬的に示したものである。矢印Ｚ１として示す主面２２ａと垂直な方向における高さを、粉体５０及び５２の高さｈ１とする。 The powders 50 and 52 simulate the shape of the powder. The height in the direction perpendicular to the main surface 22a indicated by the arrow Z1 is the height h1 of the powders 50 and 52.
図４に示すように、粉体５０は、全体の高さｈ１の一部である高さｈ２だけ、固定層２０ａｄに接しつつ埋没し、固定されている。本実施形態において、粉体全体の５０重量％（パーセント）以上について、個々の粒体または粉体の固定層２０ａｄに埋没している部分の高さｈ２の粉体の高さｈ１に対する比率Ｈ１（ｈ２／ｈ１）は、０．０８以上０．７０以下である。本考案の考案者は、比率Ｈ１が上記の数値範囲にあるとき、各粉体を固定層に固定でき、しかも、固定層から露出する部分が大きいから、効果的にα線を照射できることを見出した。粉体の固定を確実にしつつ、α線を効果的に照射する観点では、比率Ｈ１は、０．１０以上０．６０以下、さらに、０．１０以上０．３０以下であることが望ましい。 As shown in FIG. 4, the powder 50 is buried and fixed in contact with the fixed layer 20ad by a height h2, which is a part of the overall height h1. In the present embodiment, the ratio H1 of the height h2 of the portion embedded in the fixed layer 20ad of each granule or powder with respect to 50% by weight (percent) or more of the entire powder with respect to the height h1 of the powder H1 ( h2 / h1) is not less than 0.08 and not more than 0.70. The inventor of the present invention has found that when the ratio H1 is in the above numerical range, each powder can be fixed to the fixed layer, and since the portion exposed from the fixed layer is large, α-rays can be effectively irradiated. It was. From the viewpoint of effectively irradiating the α-ray while ensuring the fixation of the powder, the ratio H1 is preferably 0.10 or more and 0.60 or less, and more preferably 0.10 or more and 0.30 or less.
比率Ｈ１を上述の数値範囲にするために、本考案の考案者は、施行錯誤を繰り返した結果、接着剤の硬化が完了する前、約３０秒乃至６０秒の間に、接着剤上に粉体を配置することで、高さｈ２を調整でき、比率Ｈ１の数値範囲を調整できることを見出した。高さｈ２の調整は、例えば、ローラーで加圧するなどで実施することができる。接着剤の硬化があまり進行していない段階で粉体を接着剤上に配置すると、粒体や粉体の全部または大部分が接着剤中に埋没してしまい、放射線を外部に照射できない。一方、接着剤の硬化が進行し過ぎた後に、粒体や粉体を接着剤上に配置すると、粉体を接着剤上に十分に固定できない。 In order to make the ratio H1 within the above-mentioned numerical range, the inventor of the present invention, as a result of repeated implementation and error, powdered on the adhesive for about 30 to 60 seconds before the curing of the adhesive is completed. It has been found that by arranging the body, the height h2 can be adjusted and the numerical range of the ratio H1 can be adjusted. The height h2 can be adjusted, for example, by applying pressure with a roller. If the powder is placed on the adhesive at a stage where the curing of the adhesive has not progressed much, all or most of the particles and powder are buried in the adhesive, and radiation cannot be irradiated to the outside. On the other hand, if the particles and powder are placed on the adhesive after the curing of the adhesive has progressed too much, the powder cannot be sufficiently fixed on the adhesive.
図５の矢印Ｘ１及びＸ２に示す方向が、空気が気体処理装置１を流れる方向である。板状部材２０の主面（面積の最も大きい面）は、空気が通路を流れる流れ方向と平行に配置されている。空気は、矢印Ｘ１に示す方向から気体処理装置１に流入し、気体処理装置１の内部で活性化され、矢印Ｘ２に示す方向に流出する。 The direction indicated by arrows X1 and X2 in FIG. 5 is the direction in which air flows through the gas processing apparatus 1. The main surface (surface with the largest area) of the plate-like member 20 is arranged in parallel with the flow direction in which air flows through the passage. Air flows into the gas processing device 1 from the direction indicated by the arrow X1, is activated inside the gas processing device 1, and flows out in the direction indicated by the arrow X2.
図６は、気体処理装置１の使用例を示す図である。図６では、自動車のエンジンから排出される排気ガスの通路１００に気体処理装置１が２つ配置されている。排気ガスの通路１００の一方の端部１００ａから排出ガスが流入し、他方の端部１００ｂから気体処理装置１の作用を受けた排出ガスが流出するようになっている。 FIG. 6 is a diagram illustrating a usage example of the gas processing apparatus 1. In FIG. 6, two gas processing apparatuses 1 are arranged in an exhaust gas passage 100 exhausted from an automobile engine. Exhaust gas flows from one end portion 100a of the exhaust gas passage 100, and exhaust gas subjected to the action of the gas processing device 1 flows out from the other end portion 100b.
排気ガスの通路１００には、切欠き部１００ｃが設けられ、気体処理装置１の連絡通路１０ａと対応するようになっている。排気ガスは、通路１００を矢印Ｙ１に示す方向で流入する。一方、空気は矢印Ｘ１に示す方向で気体処理装置１に流入し、かつ、α線の照射を受けて、活性化される。活性化された空気が矢印Ｘ２に示すように、連絡通路１０ａ及び切り欠き部１００ｃを通って通路１００に流入し、排気ガスと交わる。このとき、排気ガス中には、窒素酸化物ＮＯｘが含まれている。活性化された空気の分子の影響を受けて、排気ガス中のＮＯｘから酸素や窒素を生成する反応が促進される。 The exhaust gas passage 100 is provided with a notch 100 c so as to correspond to the communication passage 10 a of the gas processing apparatus 1. Exhaust gas flows through the passage 100 in the direction indicated by the arrow Y1. On the other hand, air flows into the gas processing apparatus 1 in the direction indicated by the arrow X1, and is activated by being irradiated with α rays. As shown by the arrow X2, the activated air flows into the passage 100 through the communication passage 10a and the cutout portion 100c, and intersects with the exhaust gas. At this time, nitrogen oxides NOx are contained in the exhaust gas. Under the influence of the activated air molecules, the reaction to generate oxygen and nitrogen from NOx in the exhaust gas is promoted.
以上のように、窒素酸化物から酸素や窒素を生成する反応を促進することによって、窒素酸化物は低減する。排気ガスは、エンジンから遠ざかるにしたがって、温度が低下する。本考案の考案者は、温度が低下した環境において、上記の反応を促進するために、活性化の利用が有効であることを見出した。ここで、本考案の考案者は、排気ガスを直接的に活性化すると、排気ガスによってα線放射体の表面に固形物が堆積するという問題があるから、排気ガスの通路とは別の通路から空気を取り入れて、その空気を活性化して、排気ガスの通路へ流入させることによって、上記の反応を促進することを見出した。 As described above, nitrogen oxides are reduced by promoting the reaction of generating oxygen and nitrogen from nitrogen oxides. As the exhaust gas moves away from the engine, the temperature decreases. The inventor of the present invention has found that the use of activation is effective to promote the above reaction in an environment where the temperature is lowered. Here, when the inventor of the present invention directly activates the exhaust gas, there is a problem that solids are deposited on the surface of the α-ray radiator by the exhaust gas. It was found that the above reaction is promoted by taking in air from the air, activating the air and flowing it into the exhaust gas passage.
図７は、気体処理装置１の別の使用例を示す図であり、煙突２００に気体処理装置１を適用した例である。煙突２００には、矢印Ｙ１に示す方向に、ボイラーなどからの排出ガスが流入する。一方、気体処理装置１によって、矢印Ｘ１に示す方向から外部の空気を取り入れ、活性化して、矢印Ｘ２に示すように煙突２００内に流入させる。煙突２００に流入した排出ガス中の窒素酸化物について、矢印Ｘ２に示すように流入した活性化された空気中の分子によって、無害な酸素や窒素を生成する反応が促進される。 FIG. 7 is a diagram showing another example of use of the gas processing apparatus 1, and is an example in which the gas processing apparatus 1 is applied to a chimney 200. Exhaust gas from a boiler or the like flows into the chimney 200 in the direction indicated by the arrow Y1. On the other hand, external air is taken in from the direction shown by the arrow X1 by the gas processing device 1 and activated to flow into the chimney 200 as shown by the arrow X2. About the nitrogen oxide in the exhaust gas which flowed into the chimney 200, the reaction which produces harmless oxygen and nitrogen is accelerated | stimulated by the molecule | numerator in the activated air which flowed in, as shown by arrow X2.
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、酸化トリウムの粉末が、板状部材２０ａの中心部材である保持基板２０ａｃに焼き付けられて固定されている点である。具体的には、保持基板２０ａｃをステンレス鋼製などの金属で形成し、その表面に、酸化トリウムの粉末にシリカ、酸化カルシウムなどを含む無機媒溶材粉末を加えたもの混合して被覆し、４００ ℃以上、１０００℃以下に加熱保持して、酸化トリウムと無機溶剤の混合物を焼結させ、ステンレス網製の網の表面に固定する。
<Second Embodiment>
The second embodiment is different from the first embodiment in that thorium oxide powder is baked and fixed on a holding substrate 20ac which is a central member of the plate-like member 20a. Specifically, the holding substrate 20ac is formed of a metal such as stainless steel, and the surface thereof is coated with a mixture of a thorium oxide powder and an inorganic solvent powder containing silica, calcium oxide, etc., and 400 The mixture of thorium oxide and an inorganic solvent is sintered by being heated and held at a temperature not lower than 1000 ° C. and not higher than 1000 ° C., and fixed to the surface of a stainless steel net.
＜第三の実施形態＞
第三の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、板状部材２０は網状部材であり、例えば、図８に示すように、略菱形の空間を有する網で構成される点である。この網は、放射線照射を照射する材料が表面に付されている。網の格子の大きさは、α線の飛程距離（２５ｍｍ程度）よりも小さくなるように規定される。具体的には、当該距離は、４〜２５ｍｍ程度が望ましく、本実施形態においては、図９に示すように、各編目は、編目の幅ｗ１が１０ｍｍ（ミリメートル）、高さｈ１が７ｍｍである。これにより、外周が輪部材１０ａ等を通過する補助気体である、例えば、空気を構成する分子である窒素、酸素及び水に、α線が確実に照射されるようになっている。なお、編目を構成する線の幅ｗ２は、１ｍｍである。
<Third embodiment>
The third embodiment is different from the first embodiment in that the plate-like member 20 is a mesh member, and is configured by a mesh having a substantially rhombus space, for example, as shown in FIG. The net is provided with a material to be irradiated with radiation. The size of the mesh lattice is defined to be smaller than the range of the α ray (about 25 mm). Specifically, the distance is desirably about 4 to 25 mm. In the present embodiment, as shown in FIG. 9, each stitch has a width w1 of 10 mm (millimeters) and a height h1 of 7 mm. . Thereby, alpha rays are reliably irradiated to nitrogen, oxygen, and water that are auxiliary gas whose outer periphery passes through the ring member 10a and the like, for example, molecules that constitute air. The width w2 of the line constituting the stitch is 1 mm.
この場合、板状部材は、例えば、アルミニウム合金等の金属を心材とし、その上に、炭素を主成分とするポリマー等で構成される固着剤を塗布し、その固着剤にα線を放射する放射体（酸化トリウム）を固着して加熱焼成して形成する。このような構造の一例については、例えば、特許第４９３８５０８号に記載されている。 In this case, for example, the plate-like member is made of a metal such as an aluminum alloy as a core, and a sticking agent composed of a polymer containing carbon as a main component is applied thereon, and α rays are emitted to the sticking agent. A radiator (thorium oxide) is fixed and heated and fired. An example of such a structure is described in, for example, Japanese Patent No. 4938508.
＜第四の実施形態＞
第四の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、第三の実施形態の網状部材が気体の通路方向と直交する方向に配置されている点である。すなわち、図１０に示すように、網状部材３０が、本体部１０の入り口近傍と、連絡通路１０ａの近傍に配置されている。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the mesh member of the third embodiment is arranged in a direction orthogonal to the gas passage direction. That is, as shown in FIG. 10, the mesh member 30 is disposed in the vicinity of the entrance of the main body 10 and in the vicinity of the communication passage 10a.
以上のように、本実施形態の構成は、α線の照射による活性化を効果的に実施するとともに、排出ガスを間接的に処理するようになっている。また、気体処理装置は、気体を通過させるだけであるから、装置の構成は簡潔である。このため、自動車などの移動体に搭載することができる。 As described above, the configuration of the present embodiment effectively performs the activation by the irradiation of the α ray and indirectly processes the exhaust gas. Moreover, since the gas processing apparatus only allows gas to pass, the configuration of the apparatus is simple. For this reason, it can mount in moving bodies, such as a motor vehicle.
なお、本考案の気体処理装置１は、上記実施形態に限らず、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。 In addition, the gas processing apparatus 1 of this invention is not restricted to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
１ 気体処理装置
１０ 本体部
２０ 板状部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas processing apparatus 10 Main-body part 20 Plate-shaped member
Claims (4)
前記気体に放射線を照射して、活性化するための放射線照射手段と、
排出ガスの通路への連絡通路と、
を有し、
前記放射線照射手段によって活性化した前記気体が前記連絡通路を経由して前記排出ガスの通路へ流入することによって、前記排出ガスを処理するようになっている気体処理装置。 A gas processing device configured to allow gas to pass therethrough,
Radiation irradiating means for irradiating and activating the gas; and
A passageway to the exhaust gas passageway;
Have
A gas processing apparatus configured to process the exhaust gas when the gas activated by the radiation irradiation means flows into the exhaust gas passage via the communication passage.
前記板状部材の主面は、前記処理用気体の流れ方向と平行に配置される請求項２に記載の気体処理装置。 The radiation irradiating means is a plate-like member having an α-ray radiator attached to the surface,
The gas processing apparatus according to claim 2, wherein a main surface of the plate-like member is disposed in parallel with a flow direction of the processing gas.
The gas processing apparatus according to claim 2, wherein the radiation irradiating means is a mesh member having an α-ray radiator attached to a surface thereof, and a mesh size of the mesh member is defined by a flight distance of the α-ray.
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| WO2019009304A1 (en) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | 芳信 林 | Gas treatment device, gas manufacturing system, and energy generating system |
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