JP3339734B2

JP3339734B2 - 排ガス浄化装置

Info

Publication number: JP3339734B2
Application number: JP25864993A
Authority: JP
Inventors: 信義中山; 尚山下; 洋一神社
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 2002-10-28
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JPH07119445A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえばディーゼル機
関などの排ガスに含まれているカーボン粒子などの炭化
物のような媒塵を除去するとともに、ＮＯｘを除去して
脱硝する排ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、特開昭５５−７２
６２３に開示されている。この先行技術では、ディーゼ
ル機関からの排ガスを、ダストやＳＯｘによる性能低下
のない乾式脱硝装置に導いてＮＯｘを除去する。この乾
式脱硝装置の触媒としてはハニカム状板状など平行流形
に構成される旨の記載があるけれども、排ガスに含まれ
る媒塵による悪影響を防ぐための具体的な構成について
は、何等開示されていない。触媒に媒塵が付着して目詰
りを生じると、触媒機能の低下により脱硝効率が低下
し、また圧力損失が増加する。

【０００３】本件出願人は、特開平４−３２２７２４お
よび特開平４−３２２７２５において水平軸線を有する
円筒状の分散板内に触媒を収納して遠心流動層を形成し
てＮＯｘを除去するための装置を提案している。触媒の
表面積を増大するために触媒はたとえば数μｍの微粒子
とし、このような微細な触媒が分散板に保持されるよう
にするためは、その分散板のガス通路は触媒の孔径より
も小さく形成されなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような遠心流動層
を形成する先行技術では、ディーゼル機関からのダーテ
ィガスに含まれる媒塵が分散板の外周面に付着して目詰
りを生じ、脱硝機能が低下し、また圧力損失が増加す
る。

【０００５】本発明の目的は、脱硝触媒の遠心流動層を
形成する分散板が媒塵によって目詰りを生じないように
した排ガス浄化装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の排
ガスからの媒塵を除去する媒塵除去手段と、媒塵除去手
段の下流に設けられ、排ガスを、触媒を用いて脱硝する
手段とを含み、前記媒塵除去手段は、被処理排ガスが供
給されるハウジングと、ハウジング内に設けられ、半径
方向内外にそれぞれ設けられる多孔内支持板と、多孔外
支持板との間の充填空間に媒塵除去用粒子充填層が形成
される第１の筒状容器と、第１容器内で、横の軸線まわ
りに回転可能に設けられ、筒状分散板内に粒状脱硝触媒
を部分的に収納して遠心流動層を形成する第２筒状容器
と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段と
を含むことを特徴とする排ガス浄化装置である。

【０００７】また本発明は、内燃機関の排ガスからの媒
塵を除去する媒塵除去手段と、媒塵除去手段の下流に設
けられ、排ガスの温度を調整する手段と、温度調整手段
の下流に設けられ、排ガスを、触媒を用いて脱硝する手
段とを含み、前記媒塵除去手段は、被処理排ガスが供給
されるハウジングと、ハウジング内に設けられ、半径方
向内外にそれぞれ設けられる多孔内支持板と、多孔外支
持板との間の充填空間に媒塵除去用粒子充填層が形成さ
れる第１の筒状容器と、第１容器内で、横の軸線まわり
に回転可能に設けられ、筒状分散板内に粒状脱硝触媒を
部分的に収納して遠心流動層を形成する第２筒状容器
と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段と
を含むことを特徴とする排ガス浄化装置である。

【０００８】また本発明は、内燃機関の排ガスによって
駆動されるタービンと、このタービンによって駆動され
て燃焼用空気を内燃機関に供給するブロアとを有する過
給機と、排ガスを、触媒と還元剤とを用いて脱硝する手
段と、還元剤を供給する還元剤供給源と、ブロアからの
空気の一部を分流して還元剤供給源からの還元剤を希釈
して脱硝手段に導くバイパス手段とを含み、少なくとも
脱硝手段の上流に、排ガスの媒塵を除去する媒塵除去手
段を配置し、前記媒塵除去手段は、被処理排ガスが供給
されるハウジングと、ハウジング内に設けられ、半径方
向内外にそれぞれ設けられる多孔内支持板と、多孔外支
持板との間の充填空間に媒塵除去用粒子充填層が形成さ
れる第１の筒状容器と、第１容器内で、横の軸線まわり
に回転可能に設けられ、筒状分散板内に粒状脱硝触媒を
部分的に収納して遠心流動層を形成する第２筒状容器
と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段と
を含むことを特徴とする排ガス浄化装置である。

【０００９】

【００１０】また本発明は、還元剤供給源は、液体還元
剤を供給し、還元剤供給源からの液体還元剤を、内燃機
関の排ガスによって加熱して気化し、この気化した還元
剤を脱硝手段に導く気化器が設けられることを特徴とす
る。

【００１１】

【００１２】

【００１３】また本発明の第１容器は、横の軸線まわり
に回転可能に設けられ、第１容器をその軸線まわりに回
転駆動する手段と、第１容器の外部に近接した位置に設
けられ、媒塵除去用粒子充填層に再生用ガスを供給する
手段とを含むことを特徴とする。

【００１４】さらにまた本発明の第１容器の充填空間に
は、粒状脱硝触媒も含まれることを特徴とする。

【００１５】さらにまた本発明の第１容器は、前記多孔
内支持板および多孔外支持板と、周方向に間隔をあけて
配置される仕切板と、軸線方向に間隔をあけて配置され
る一対の端板とによって、複数の各ユニットを構成し、
再生用ガス供給手段は、少なくとも１つのユニットの粒
子充填層に再生ガスを供給することを特徴とする。また
本発明は、被処理排ガスが供給されるハウジングと、ハ
ウジング内に設けられ、半径方向内外にそれぞれ設けら
れる多孔内支持板と、多孔外支持板との間の充填空間に
媒塵除去用粒子充填層が形成される第１の筒状容器と、
第１容器内で、横の軸線まわりに回転可能に設けられ、
筒状分散板内に粒状脱硝触媒を部分的に収納して遠心流
動層を形成する第２筒状容器と、第２容器を、その軸線
まわりに回転駆動する手段とを含むことを特徴とする媒
塵除去手段である。

【００１６】

【作用】本発明に従えば、内燃機関の排ガスに含まれて
いる媒塵を、媒塵除去手段によって除去した後に、それ
に後続する脱硝手段に導くようにしたので、その脱硝手
段における触媒に媒塵が付着することがなく、これによ
って触媒機能の低下が防がれ、また圧損が上昇すること
はない。また、ハウジング内にディーゼル機関などから
の被処理排ガスが供給され、第１容器内の媒塵除去用粒
子充填層を通過することによって媒塵が除去され、さら
にその第１の容器内に設けられた第２容器の脱硝触媒に
導かれてＮＯｘ濃度が低減される。脱硝触媒の表面積を
増大するためにその触媒を微細粒子とし、このとき遠心
流動層を形成することができるようにするために筒状分
散板の孔径を小さくすることが必要になるけれども、第
１容器の媒塵除去用粒子充填層において媒塵が除去され
ているので、その分散板が媒塵によって目詰まりを生じ
ることを防ぐことができる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】さらに本発明に従えば、媒塵除去手段を温
度調整手段の上流側に配置し、すなわち媒塵除去手段を
内燃機関と温度調整手段との間に介在し、あるいはまた
温度調整手段と脱硝手段との間に設けてもよい。

【００２０】さらに本発明に従えば、内燃機関の過給機
のブロアからの空気の一部を分流して、還元剤供給源か
らの還元剤であるたとえばアンモニアまたは尿素などを
希釈して脱硝手段にバイパス手段を介して導き、こうし
て還元剤の希釈のために空気を供給するブロアを、別
途、準備する必要がなく、構成が簡略化される。還元剤
は、タンクまたは圧力容器に貯留されており、たとえば
２〜３ｋｇ／ｃｍ²であって比較的高圧力であるので、
上述のように、ブロアからの空気の一部を利用して希釈
する必要がある。

【００２１】このような還元剤の希釈のために用いられ
る過給機のブロアからの空気の流量は、内燃機関に燃料
の燃焼のために用いられる空気の流量を１００とすると
き、たとえば約１程度であって極めて僅かですみ、した
がってブロアからの空気を還元剤の希釈のために部分的
に分流して用いても、内燃機関に悪影響を及ぼすことは
ない。

【００２２】さらに本発明に従えば、液体還元剤を用い
るときには、内燃機関の排ガスによってその液体還元剤
を加熱して気化し、こうして得られた気化した還元剤を
脱硝手段に導くことによって、新たに、別途、液体還元
剤を加熱するための構成を設ける必要がなく、構成が簡
素化される。

【００２３】

【００２４】さらに本発明に従えば、第１容器を横、た
とえば水平の軸線まわりに回転可能に設けて再生用ガス
供給手段によって高温度のガスを供給して媒塵を燃焼し
て媒塵除去用粒子充填層の再生を行い、こうして連続的
な運転が可能になる。

【００２５】さらに本発明に従えば、第１容器の充填空
間に、粒状脱硝触媒をも含め、これによって媒塵除去用
粒子充填層で媒塵を除去するとともに、脱硝をも行い、
こうして遠心流動層を形成している脱硝触媒による脱硝
の負担を軽減し、こうして全体の構成を小形化すること
ができる。

【００２６】さらに本発明に従えば、第１容器では、多
孔内支持板、多孔外支持板、仕切板および一対の端板と
によって複数の各ユニットが周方向に配置されるように
構成され、各ユニット内に粒子充填層が形成され、した
がって再生用ガス供給手段による各ユニット毎の粒子充
填層の再生を確実に行うことができるようになる。

【００２７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の排ガス浄化装置
６の全体の構成を示す系統図である。内燃機関、たとえ
ばディーゼル機関１からの媒塵およびＮＯｘを含む被処
理排ガスは、管路３から媒塵除去手段６に供給されて媒
塵が除去され、その後、管路１０５から脱硝手段１０６
に導かれてＮＯｘが除去され、次に管路５を介する排ガ
スは、過給機７のタービン８を駆動し、管路９から排ガ
スエコノマイザ１１を経て煙突１２に導かれる。ディー
ゼル機関１は、たとえば２サイクル舶用ディーゼル機関
であり、複数の気筒を有する。過給機７のタービン８に
よって回転駆動されるブロア１３には、管路１４から燃
焼用空気が供給され、このブロア１３からの空気は、管
路１５からクーラ１６に導かれて冷却され、管路１７か
らディーゼル機関１の各気筒に導かれる。

【００２８】図２は、脱硝手段１０６の構成を示す系統
図である。脱硝反応器１０９の入口１１０には、前述の
管路１０５から、脱硝されるべき排ガスが供給され、浄
化された排ガスは前述のように管路５から導かれる。脱
硝反応器１０９内にはノズル１１１が設けられ、このノ
ズル１１１には、管路１１２からの希釈された還元剤が
供給される。管路１１３からは、別途設けたブロア１１
４が圧送され、この管路１１３の途中に設けられた混合
器１０７には、還元剤供給源１０８からのたとえば２〜
３ｋｇ／ｃｍ² の高圧力の還元剤が圧送される。こうし
て還元剤がブロア１１４からの空気によって希釈されて
ノズル１１１から脱硝反応器１０９内に噴射される。

【００２９】脱硝反応器１０９内には、触媒１１５が設
けられる。触媒は、たとえばＴｉＯ₂−Ｖ₂Ｏ₅−ＷＯ₃
系であってもよく、あるいはＴｉＯ₂−Ｖ₂Ｏ₅系、Ｃｕ
Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃などであってもよい。還元剤は、たとえば
ＮＨ₃ または尿素などであってもよい。

【００３０】脱硝手段１０６の上流側に媒塵除去手段６
が設けられているので、媒塵による脱硝手段１０６の触
媒１１５の目詰りが防がれ、前述のように触媒機能の低
下が防がれ、また圧力損失が増加することはない。

【００３１】図３は、本発明の他の実施例の構成を示す
全体の系統図である。この実施例は前述の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。この実施例
では、媒塵除去手段６の下流側に過給機７を配置し、さ
らにその下流側に脱硝手段１０６を配置する。媒塵除去
手段６を設けることによって、脱硝手段１０６の触媒１
１５に媒塵が付着することが防がれる。図１および図３
の各実施例において、媒塵除去手段６が過給機７の上流
側に設けてあるので、過給機７のタービン８に媒塵が付
着することがないのは勿論である。

【００３２】過給機７におけるタービン８の入口側の管
路１０５と出口側の管路９との間にはバイパス管路１１
６が設けられ、このバイパス管路１１６には流量制御弁
１１７が介在される。流量制御弁１１７の開度を調整す
ることによって、脱硝手段１０６に管路９を介して供給
される排ガスの温度を調整することができ、タービン８
の働きによって脱硝手段１０６への排ガスの温度が低く
なりすぎることを防ぐ。

【００３３】さらに他の実施例は図４に示される。この
図４に示される実施例は、前述の実施例に類似するけれ
ども、注目すべきは過給機７は媒塵除去手段６よりも上
流に配置される。ディーゼル機関１からの排ガスは、過
給機７のタービン８に直接に導かれ、したがってタービ
ン８に媒塵が付着することがあるけれども、タービン
８、したがって過給機７の性能が低下することはほとん
ど生じない。タービン８からの、およびバイパス路１１
６から流量制御弁１１７を介する排ガスは、媒塵除去手
段６に導かれる。その他の構成は、前述の実施例と同様
である。

【００３４】図５は、本発明のさらに他の実施例の全体
の構成を示す系統図である。この実施例は前述の実施例
に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目
すべきはこの実施例では媒塵除去手段６と脱硝手段１０
６との間に排ガスの温度を調整する温度調整手段１１８
が介在される。この温度調整手段１１８は、媒塵除去手
段６から管路１０５を介して供給される排ガスを冷却す
る冷却器１１９と、その冷却器１１９に縦続して配置さ
れる加熱器１２０とを含み、さらにバイパス路１２１，
１２２が設けられ、三方弁１２３，１２４が接続され
る。三方弁１２３，１２４は、冷却器１１９／加熱器１
２０とバイパス路１２１／バイパス路１２２の排ガスの
流量の制御を行うことができ、さらに開閉もまた可能で
ある。冷却器１１９は、伝熱板などの伝熱壁を介して海
水などの冷媒と排ガスとを間接熱交換する構成を有して
いてもよい。加熱器１２０は、排ガスを電気ヒータによ
って加熱する構成であってもよい。

【００３５】ディーゼル機関１からの排ガスの温度が脱
硝手段１０６の触媒のために高すぎるときには、冷却器
１１９を用いて冷却する。このとき、媒塵除去手段６か
ら管路１０５に導かれる排ガスは、三方弁１２３、冷却
器１１９、三方弁１２４およびバイパス路１２２を経て
脱硝手段１０６に供給される。このとき温度未調整のた
めにバイパス路１２１に排ガスの一部が分流されてもよ
い。

【００３６】ディーゼル機関１からの排ガスの温度が、
脱硝手段１０６の触媒１１５にとって低すぎるときに
は、媒塵除去手段６からの排ガスは、管路１０６から三
方弁１２３、バイパス路１２１、三方弁１２４を経て加
熱器１２０で昇温され、こうして脱硝手段１０６に供給
される。したがって脱硝手段１０６の触媒１１５は、た
とえば約３００〜約５００℃の範囲に保たれ、これによ
って酸性硫安の付着が防がれ、また触媒成分の焼結が進
行したり結晶の相転移が起こったりすることが防がれ
る。

【００３７】さらにディーゼル機関１からの排ガスが脱
硝触媒１１５において適切な温度であるときには、その
排ガスは冷却器１１９，１２０を介することなく、媒塵
除去手段６からの排ガスを管路１０５、三方弁１２３、
バイパス路１２１、三方弁１２４およびバイパス路１２
２を経て、管路１２６から脱硝手段１０６に導かれる。

【００３８】本発明の他の実施例として、図５の媒塵除
去手段６を、ディーゼル機関１と三方弁１２３との間に
介在する代りに、管路１２６の途中に介在するようにし
てもよい。

【００３９】図６は、本発明の他の実施例の全体の構成
を示す系統図である。この実施例は図５の実施例に類似
するけれども、注目すべきは図５における冷却器１１９
に代えてタービン８とブロア１３とを含む過給機７を用
い、また前述のバイパス路１２１に対応してタービン８
の入口と出口との間に接続されるバイパス路１１６が用
いられ、また三方弁１２３に代えて流量制御弁１１７が
用いられる。流量制御弁１１７は開閉機能を有する。タ
ービン８によって排ガスが膨張されて温度が低下し、こ
れによって排ガスを冷却する機能が達成される。温度調
節のために、流量制御弁１１７の開度が調節される。

【００４０】図７は、本発明の他の実施例の全体の構成
を示す系統図である。この図７に示される実施例は、前
述の図１に示される実施例に類似し、対応する部分には
同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施例では、過
給機７のブロワ１３から管路１５に供給されるディーゼ
ル機関１のための燃焼用空気の一部をバイパス路１２９
に分流して、脱硝手段１０６の混合器１０７に導き、還
元剤供給源１０８からの還元剤の希釈を行うために用い
る。バイパス路１２９には、流量制御弁１３０が介在さ
れている。混合器１０７で用いられる空気の流量と、ク
ーラ１６に供給される燃焼用空気の流量との比は、たと
えば１：１００であり、このバイパス路１２９に供給さ
れる空気の流量は、クーラ１６に供給される燃焼用空気
の流量に比べてごくわずかである。したがってこのよう
なバイパス路１２９を設けて、還元剤の希釈のためにブ
ロア１３からの空気を用いても、ディーゼル機関１に悪
影響を及ぼすことはない。

【００４１】図８は、本発明のさらに他の実施例の全体
の構成を示す系統図である。この実施例では、前述の図
７の実施例に類似するけれども、注目すべきはこの実施
例では、過給機７の下流側の管路９に気化器１３３を設
け、この気化器１３３には、管路９から管路１３４を介
して排ガスの一部を導く。管路１３４には、流量制御弁
１３５が介在される。気化器１３３には、液体還元剤供
給源１３１が接続される。この液体還元剤供給源１３１
からは、たとえば尿素水またはアンモニア水などが圧送
され、気化器１３３で管路１３４を介して供給される排
ガスが導かれる伝熱管１３６からの熱によって気化さ
れ、管路１３７には、気化された還元剤が導かれる。こ
の還元剤は、脱硝手段１０６の管路１２８から混合器１
０７に供給され、前述の図７の実施例と同様に混合器１
０７では、バイパス路１２９および流量制御弁１３０を
介する空気によって希釈される。その他の構成は、前述
の実施例と同様である。

【００４２】図９は、本発明のさらに他の実施例の全体
の構成を示すブロック図である。この図９に示される実
施例は、前述の図８に示される実施例に類似するけれど
も、注目すべきはこの実施例では、気化器１３３の伝熱
管１３６に排ガスを供給する管路１３４は、過給機７の
タービン８の上流側の管路５に流れる排ガスの一部を分
流して導く。

【００４３】図１０は、本発明の一実施例の媒塵除去手
段６の全体の構成を示す縦断面図である。この媒塵除去
手段６は、媒塵およびＮＯｘを含む被処理排ガスは、た
とえばディーゼル機関から発生され、ハウジング２５に
入口２６から供給される。このハウジング２５は、排気
集合管を兼ねてもよい。ハウジング２５内には、媒塵除
去用粒子充填層３９が形成された第１の直円筒状容器３
０と、この第１容器３０内で同軸に設けられる第２の直
円筒状容器３１とが設けられ、この第２容器３１が水平
な軸線２０まわりに駆動筒２１によって回転駆動される
ことによって、粒状脱硝触媒２２の遠心流動層が形成さ
れる。入口２６からの被処理排ガスは、第１容器３０の
媒塵除去用粒子充填層３９において媒塵が除去されて半
径方向内方に進み、さらに第２容器３１における粒状脱
硝触媒２２によって脱硝され、こうして清浄化されたガ
スは、直円筒状の通路５を介して排出される。第２容器
３１の端板６７，６８には駆動筒２１および管５の基端
部が固定されており、軸受６９，７０によって第１容器
３０の端板３７，３８に相互に回転自在に設けられる。

【００４４】第１容器３０の端板３７，３８には、直円
筒状の支持筒７３，７４の基端部が固定され、これらの
支持筒７３，７４は、軸受７５，７６によってハウジン
グ２５に回転自在に支持される。モータ２３からの回転
動力は、変速装置２４を介して駆動筒２１および支持筒
７３に伝達され、粒状脱硝触媒２２の遠心流動層が形成
されるように高速度で回転され、これに対して支持筒７
３、したがって第１容器３０は低速度、たとえば数時間
に１回転で再生のために駆動される。

【００４５】このような図１０に示される媒塵除去手段
６は、図１１に示される２サイクル舶用ディーゼル機関
１に関連して使用される。ディーゼル機関１の複数の各
気筒２からの排ガスは、管路３から媒塵除去手段６に供
給され、媒塵除去手段６からの排ガスは、管路５を経て
排出される。媒塵除去手段６から管路５を介する排ガス
は、過給機７のタービン８を駆動し、管路９から排ガス
エコノマイザ１１を経て煙突１２に導かれる。過給機７
のタービン８によって回転駆動されるブロワ１３には管
路１４から燃焼用空気が供給され、このブロワ１３から
の空気は管路１５からクーラ１６に導かれて冷却され、
管路１７から掃気管１８を経て、ディーゼル機関１の各
気筒に導かれる。

【００４６】図１２は第１容器３０の図１０における一
部の拡大断面図であり、図１３は第１容器３０の軸線２
０に垂直な切断面から見た一部の断面図であり、図１４
はその第１容器３０の軸線２０を通る切断面から見た断
面図である。これらの図面を参照して、第１容器３０
は、周方向に離間して配置された多数のユニット３２を
有する。各ユニット３２は、半径方向内外にそれぞれ設
けられる多孔内支持板３３および多孔外支持板３４と、
周方向に間隔をあけて配置される仕切板３５，３６と、
軸線方向に間隔をあけて配置される一対の端板３７，３
８とによって構成される。このユニット３２は、金属製
である。各ユニット３２内には、粒子状の濾過材が充填
された媒塵除去用粒子充填層３９が形成される。粒子充
填層３９を形成する粒状の濾過材は、たとえば熱的に安
定なアルミナ、ムライトおよびシリカなどのセラミック
造粒物であり、その外径は１〜５ｍｍφあってもよい。
さらにＰｔ、Ｐｄ、ＭｎＯ、ＮｉＯなどのようなダスト
燃焼促進に効果のある触媒粒子などが混合されていても
よい。またセラミック造粒物に、前述の触媒粒子と同様
な材料が塗布されて構成されてもよい。

【００４７】こうして第１容器３０は、全体の形状が筒
状に構成される。内外の支持板３３，３４は、たとえば
パンチングメタルおよび金網などによって実現される。
１つのユニット３２に隣接する他のユニット３２ａ，３
２ｂの対応する部分には、同一の数字に添え字ａ，ｂを
付して示し、また総括的にはこれらの添え字ａ，ｂを省
略して示すことがある。ユニット３２は、周方向両側
に、中間仕切板５９，６０によって冷却室４１，４２が
それぞれ形成され、こうして周方向に隣接する各ユニッ
ト３２，３２ａは、冷却室４１，４１ａを介して離間さ
れ、またユニット３２，３２ｂは、冷却室４２，４２ｂ
を介して離間される。冷却室４１，４２の半径方向内方
の端部は封止板４３，４４によって閉塞され、また半径
方向外方の端部は封止板４５，４６によって閉塞され
る。封止板４５，４６には、通気孔４７，４８が形成さ
れる。冷却室４１，４２の半径方向内方側の端部は、１
または複数（この実施例では２）の管路４９によって連
通される。

【００４８】図１５は、冷却室４１の半径方向内方の端
部付近の拡大断面図である。管路４９は、仕切板３５に
気密に接続されて、冷却室４１に連通する。このことは
もう１つの冷却室４２に関しても同様である。

【００４９】再び図１０を参照して、媒塵除去手段６の
ハウジング２５の上部の位置には、再生用ガス供給手段
５１が配置される。この再生用ガス供給手段５１のケー
シング７７には、図１１に示される管路５２を介して、
ブロワ１３から管路１５を介する１００〜１５０℃の高
温度の空気の一部が分岐して供給される。この管路５２
からの空気は、たとえば電気ヒータなどのヒータ５３に
よって加熱され、１または複数（この実施例では１）の
ユニット３２の粒子充填層３９に開口しており、こうし
て１つの粒子充填層３９に、高温度の空気を供給して、
粒子充填層３９に充填されている濾過材に付着または吸
着されている排ガス中の媒塵を燃焼し、濾過材を再生す
る。このときユニット３２の温度は、たとえば１０００
℃以上の高温度となるので、耐熱性を向上するために、
一方の冷却室４１に、通気孔４７から冷却用気体である
空気を供給するためのノズル５５が排気集合管４に取付
けられている。冷却室４１に供給された空気は、管路４
９を経てもう１つの冷却室４２に流れ、通気孔４８を経
て、排気集合管４に取付けられている管５６から排出さ
れる。管路５５には、図１１に示されるエアクーラ１６
から管路１７を経て、冷却された空気が供給される。

【００５０】再び図１２を参照して、仕切板３６は、容
器１９の半径線５７に対して角度θ１をなして傾斜して
設けられる。したがって各ユニット３２毎の粒子充填層
３９の上部には、空間５８が形成されるけれども、外支
持板３４から内支持板３３への排ガスのショートパスを
防ぎ、排ガスを粒子充填層３９に確実に通過させること
ができ、したがって排ガス中の媒塵の捕集が確実にな
り、粒子充填層３９の濾過材の片寄りをできるだけ防
ぎ、また上述のように媒塵の焼却による粒子充填層の再
生が容易に可能になる。

【００５１】次に、第２容器３１の構成について述べ
る。軸線２０に同軸に設けられる直円筒状分散板７８に
は多数の通気孔が形成された、たとえばパンチングメタ
ルなどの金属板から成り、遠心力で分散板７８に張り付
けられた粉状脱硝触媒２２を支持する。半径方向内方寄
りで端板６７，６８間にわたり、筒状のフィルタ部材７
９が取付けられる。このフィルタ部材７９は、粒状脱硝
触媒２２がガスとともに管５に排出されることを防ぐ。
粒状脱硝触媒の粒径は、たとえばμｍオーダーとし、こ
れによって表面積を増大して反応性を良好にする。粒状
脱硝触媒２２としては、たとえばＶ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂、Ｖ₂
Ｏ₅−ＷＯ₃−ＴｉＯ₂、ＣｕＯ−Ａｌ₂Ｏ₃と不活性粒子
とを混合し、被処理ガスに還元剤であるＮＨ₃ を必要反
応当量分添加して被処理ガスが供給される。こうして第
１容器３０において、媒塵が除去されることによって、
その媒塵が分散板７８の多数の細孔である通過孔を塞い
で目詰まりを生じることが防がれる。脱硝触媒としては
また、熱的に安定なアルミナ、ブライト、シリカなどの
セラミック造粒物の表面に、Ｖ₂Ｏ₅、ＷＯ₃ およびＣｕ
Ｏなどを担持した構成を有していてもよく、さらにその
他の構成を有していてもよい。

【００５２】図１６は、本発明の他の実施例の一部の断
面図である。この実施例では、第１容器３０の多孔内支
持板３３と、多孔外支持板３４との間に、軸線２０に同
軸の多孔仕切板８１が設けられる。多孔外支持板３４
と、多孔仕切板８１との間の空間には、前述の媒塵除去
用粒子充填層３９が設けられる。多孔仕切板８１と多孔
内支持板３３との間には、粒状脱硝触媒８２が充填され
る。これによって媒塵除去用粒子充填層３９で媒塵が除
去された排ガスは、粒状脱硝触媒８２の充填層でＮＯｘ
が補助的に除去され、その後さらに第２容器３１におい
て脱硝が確実に行われる。このような粒状脱硝触媒８２
の充填層が第１容器３０に形成されることによって、第
２容器３１における粒状脱硝触媒２２の負担が軽減さ
れ、全体の構成を小形化することが可能である。

【００５３】図１７は、変速装置２４の構成を簡略化し
て示す図である。モータ２３の動力は、スプロケットホ
イール８３に伝達され、このスプロケットホイール８３
には遊星歯車装置を構成する対応歯車８４に固定され、
この対応歯車８４は駆動筒２１に固定される。対応歯車
８４には複数の遊星歯車８５が噛合い、この遊星歯車８
５には内歯リング歯車８６が噛合う。リング歯車８６に
は、支持筒７３が固定される。こうして駆動筒２１を高
速度で回転駆動し、これに対して支持筒７３を低速度で
回転駆動することが、小形の構成で実現される。変速装
置２４は、その他の構成によって実現されてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ディーゼ
ル機関などの内燃機関からの排ガスに含まれている媒塵
を、媒塵除去手段によって除去した後に、触媒を用いる
脱硝手段に導くようにしたので、その触媒が媒塵などに
よって目詰りを生じることがなく、これによって触媒機
能の低下を防ぎ、したがって脱硝効率が低下することが
なく、また圧力損失が増加することはない。また、ハウ
ジング内に供給される被処理排ガスは、第１の筒状容器
に形成されている充填空間における媒塵除去用粒子充填
層によって媒塵が除去され、次に、横の軸線まわりに回
転駆動される第２筒状容器内で筒状分散板に保持された
遠心流動層を形成する粒状脱硝触媒によって脱硝されて
排ガスが清浄化され、この分散板には、第１容器におい
て媒塵が除去された後のガスが供給されるので、その分
散板の目詰まりが生じることがなく、脱硝触媒の表面積
を増大するためにその粒径が小さくても、分散板で保持
することができる。

【００５５】

【００５６】また本発明によれば、温度調整手段の上流
に媒塵除去手段を設け、これによって温度調整手段に媒
塵が入込んで付着して熱交換効率が低下するなどの問題
を生じることを防ぐことができる。

【００５７】さらに本発明によれば、内燃機関の過給機
のブロアからの空気の一部を分流して還元剤供給源から
の還元剤の希釈のために用いるようにしたので、その還
元剤の希釈のために新たなブロアを設ける必要がなく、
構成の簡略化を図ることができる。しかもこのような希
釈のために用いるブロアからの空気は、内燃機関の燃焼
用空気としてブロアから供給する空気の流量に比べて、
充分に小さい値であればよく、したがって内燃機関に悪
影響を及ぼすことはない。

【００５８】さらに本発明によれば、還元剤が液体であ
るときには、内燃機関の排ガスによってその液体還元剤
を加熱して気化する気化器を設ける。

【００５９】

【００６０】さらに本発明によれば、第１容器もまた横
の軸線まわりに回転駆動して媒塵除去用粒子充填層に再
生用ガスを供給して媒塵を燃焼して再生を行うことがで
き、長時間にわたる連続運転が可能になる。

【００６１】さらに本発明によれば、第１容器の充填空
間には、媒塵除去用粒子だけでなく粒状脱硝触媒を含め
て、第２容器における脱硝触媒による脱硝の負担を軽減
することができ、構成の小形化を図る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示す系統図で
ある。

【図２】媒塵除去手段６の具体的な構成を示す部分系統
図である。

【図３】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図４】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図５】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図６】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図７】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図８】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図９】本発明の他の実施例の全体の構成を示す系統図
である。

【図１０】本発明の一実施例の全体の構成を示す縦断面
図である。

【図１１】ディーゼル機関１とそれに関連する全体の構
成を示す系統図である。

【図１２】第１容器３０の一部の軸直角断面図である。

【図１３】第１容器３０の一部の軸線線２０に垂直な切
断面から見た再生用ガス供給手段５１付近の断面図であ
る。容器１９の図１における一部の拡大断面図である。

【図１４】第１容器３０の軸線２０に平行な切断面から
見た断面図である。

【図１５】冷却室４１付近の一部の拡大断面図である。

【図１６】本発明の他の実施例の第１容器３０の一部を
示す軸直角断面図である。

【図１７】変速装置２４の一実施例を簡略化して示す図
である。

【符号の説明】

１ディーゼル機関６排ガス浄化装置７過給機８タービン１３ブロワ１５，３６仕切板１６エアクーラ１８掃気管２０軸線２２，８２粒状脱硝触媒２３モータ２４変速装置２５ハウジング３０第１直円筒状容器３１第２直円筒状容器３２ユニット３３多孔内支持板３４多孔外支持板３７，３８，６７，６８端板３９媒塵除去用粒子充填層５１再生用ガス供給手段８１多孔仕切板８２粒状脱硝触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−322724（ＪＰ，Ａ) 実開平４−87332（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−54927（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−149222（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−140143（ＪＰ，Ｕ) 特公昭47−23245（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/36 F01N 3/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排ガスからの媒塵を除去する
媒塵除去手段と、媒塵除去手段の下流に設けられ、排ガスを、触媒を用い
て脱硝する手段とを含み、前記媒塵除去手段は、被処理排ガスが供給されるハウジングと、ハウジング内に設けられ、半径方向内外にそれぞれ設け
られる多孔内支持板と、多孔外支持板との間の充填空間
に媒塵除去用粒子充填層が形成される第１の筒状容器
と、第１容器内で、横の軸線まわりに回転可能に設けられ、
筒状分散板内に粒状脱硝触媒を部分的に収納して遠心流
動層を形成する第２筒状容器と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段とを含
むことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】内燃機関の排ガスからの媒塵を除去する
媒塵除去手段と、媒塵除去手段の下流に設けられ、排ガスの温度を調整す
る手段と、温度調整手段の下流に設けられ、排ガスを、触媒を用い
て脱硝する手段とを含み、前記媒塵除去手段は、被処理排ガスが供給されるハウジングと、ハウジング内に設けられ、半径方向内外にそれぞれ設け
られる多孔内支持板と、多孔外支持板との間の充填空間
に媒塵除去用粒子充填層が形成される第１の筒状容器
と、第１容器内で、横の軸線まわりに回転可能に設けられ、
筒状分散板内に粒状脱硝触媒を部分的に収納して遠心流
動層を形成する第２筒状容器と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段とを含
むことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項３】内燃機関の排ガスによって駆動されるタ
ービンと、このタービンによって駆動されて燃焼用空気
を内燃機関に供給するブロアとを有する過給機と、排ガスを、触媒と還元剤とを用いて脱硝する手段と、還元剤を供給する還元剤供給源と、ブロアからの空気の一部を分流して還元剤供給源からの
還元剤を希釈して脱硝手段に導くバイパス手段とを含
み、少なくとも脱硝手段の上流に、排ガスの媒塵を除去する
媒塵除去手段を配置し、前記媒塵除去手段は、被処理排ガスが供給されるハウジングと、ハウジング内に設けられ、半径方向内外にそれぞれ設け
られる多孔内支持板と、多孔外支持板との間の充填空間
に媒塵除去用粒子充填層が形成される第１の筒状容器
と、第１容器内で、横の軸線まわりに回転可能に設けられ、
筒状分散板内に粒状脱硝触媒を部分的に収納して遠心流
動層を形成する第２筒状容器と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段とを含
むことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項４】還元剤供給源は、液体還元剤を供給し、還元剤供給源からの液体還元剤を、内燃機関の排ガスに
よって加熱して気化し、この気化した還元剤を脱硝手段
に導く気化器が設けられることを特徴とする請求項３記
載の排ガス浄化装置。
【請求項５】第１容器は、横の軸線まわりに回転可能
に設けられ、第１容器をその軸線まわりに回転駆動する手段と、第１容器の外部に近接した位置に設けられ、媒塵除去用
粒子充填層に再生用ガスを供給する手段とを含むことを
特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載の排ガス浄
化装置。
【請求項６】第１容器の充填空間には、粒状脱硝触媒
も含まれることを特徴とする請求項１〜４のうちの１つ
に記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】第１容器は、前記多孔内支持板および多孔外支持板と、周方向に間隔をあけて配置される仕切板と、軸線方向に間隔をあけて配置される一対の端板とによっ
て、複数の各ユニットを構成し、再生用ガス供給手段は、少なくとも１つのユニットの粒
子充填層に再生ガスを供給することを特徴とする請求項
１〜４のうちの１つに記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】被処理排ガスが供給されるハウジング
と、ハウジング内に設けられ、半径方向内外にそれぞれ設け
られる多孔内支持板と、多孔外支持板との間の充填空間
に媒塵除去用粒子充填層が形成される第１の筒状容器
と、第１容器内で、横の軸線まわりに回転可能に設けられ、
筒状分散板内に粒状脱硝触媒を部分的に収納して遠心流
動層を形成する第２筒状容器と、第２容器を、その軸線まわりに回転駆動する手段とを含
むことを特徴とする媒塵除去装置。