JPH0521118U - デイーゼルエンジン用消煙装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 煤塵除去率が高く、排気ガス温度を低くする
ことができ、且つ、排気騒音を低減した消煙装置の提
供。 【構成】 ディーゼルエンジンの排気ガス中の煤塵を除
去するサイクロン集塵機と、該集塵機で集塵された排気
ガスを適宜の温度に加熱する加熱器と、この加熱器で加
熱された排気ガス中の微粒煤塵を燃焼させる触媒装置
と、該触媒装置で微粒煤塵が燃焼された排気ガスを安全
温度に冷却する冷却器とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、地下鉄用非常電源設備等として設置される発電装置用ディーゼルエ ンジンの消煙装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンでは、不均一混合気が空気過剰の状態で燃焼されるので排 気ガス中に煙を含んでいる。煙は大別すると白煙と黒煙（灰色をも含む）に分類 される。

【０００３】 白煙は、燃料あるいは潤滑油が未燃焼のままで、または冷やされて霧状になっ たもので、アイドリングや軽負荷時によく見受けられるが、負荷が増すとともに 消滅する。

【０００４】 黒煙は、燃焼室内の局部的混合気により生じた炭化粒子（煤塵）で、高温にさ らされれば再燃焼するが、温度が低かったり、燃焼室内の滞留時間が短かったら そのまま排出され、負荷の増加とともに濃度を増す。

【０００５】 従って、排気ガス中の煤塵を除去することによって煙を消すことができるため に、従来はサイクロン集塵機、電気集塵機、又はスクラバとフィルタを組み合わ せた湿式集塵機等が、消煙装置として使用されていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

消煙のための煤塵除去に使用されているサイクロン集塵機の煤塵除去率は低く 、１０μｍ程度以下の微細な煤塵の除去はできない。電気集塵機では１０^-2μｍ 程度までの微塵粒子を捕集することができるが、設備が大型で高価なものとなる 。湿式集塵機は比較的安価であるが、フィルタをしばしば交換しなければならず 、また、排気ガス中に蒸気が含まれ白煙が見えて好ましくない。

【０００７】 地下鉄用設備等、地下に設けられるディーゼルエンジンの排気ガスは、道路の 脇、歩道の車道寄りの部分等から排出されるため、煙を視認することができない 程度の高い煤塵除去等が要求されるとともに、排出ガスの温度や騒音をも低く押 さえることが要求される。

【０００８】 本考案は以上の点に鑑みてなされたもので、煤塵除去率が高く、排気ガス温度 を低くすることができ、且つ、排気騒音を低減した消煙装置を提供することを目 的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案における上記の課題を解決するための手段は、ディーゼルエンジンの排 気ガス中の煤塵を除去するサイクロン集塵機と、該集塵機で集塵された排気ガス を適宜の温度に加熱する加熱器と、この加熱器で加熱された排気ガス中の微粒煤 塵を燃焼させる触媒装置と、該触媒装置で微粒煤塵が燃焼された排気ガスを安全 温度に冷却する冷却器とを備えたディーゼルエンジン用消煙装置となす。

【００１０】

【作用】

商用電源の停電により発電装置を運転する場合は、ディーゼルエンジンを起動 して、最短時間で負荷運転とし、加熱器にも電源を供給する。ディーゼルエンジ ンの煙を含んだ排気ガスは、サイクロン集塵機において粒子の大きい煤塵が除去 される。加熱器では、温度調節器により触媒装置の入口における排気ガス温度が 触媒の良好な反応温度となるように加熱される。触媒の良好な反応温度は４００ 〜５００℃程度なので、温度調節器により余裕を見込んで４７０℃程度に設定さ れる。また、ディーゼルエンジンの排気ガス温度は無負荷運転時で１５０℃程度 、全負荷運転時で５００℃程度で、全負荷に近い負荷で運転しているときの排気 ガス温度は高いので、加熱器での加熱は行われない。加熱器で温度の調節がされ た排気ガスは触媒装置に入り、サイクロン集塵機で除去できなかった微粒煤塵を 触媒により燃焼させる。この燃焼ガスは冷却器で安全な温度に下げて大気に放出 される。

【００１１】 また、商用電源があるときに発電装置を運転する場合には、ディーゼルエンジ ンの起動に先立ち、触媒装置および排気ガスの主通路の予備加熱をし、触媒に付 着した微粒煤塵の未燃焼分を焼却する。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を図１に示す一実施例に基づいて説明する。図１は本考案の一実 施例を示す構成図で、１は発電装置用ディーゼルエンジン、２はサイクロン集塵 機、３は電気ヒータを使った加熱器、４は整流装置、５は白金，パラジウムおよ びその混合物等を触媒とした触媒装置、６はガス−水熱交換器からなる冷却器、 ７は排気ダクトで道路脇等に設けられる排気口に接続されている。また、太線８ は排気ガスの主通路を示している。

【００１３】 ９は温度調節器、１０は圧力スイッチ、１１は触媒装置５の側路１２に設けら れたバイパス弁、１３は冷却器６の給水管１４に設けられた電磁弁、１５は電動 弁１６とブロワ１７を介して、触媒装置５の出口とサイクロン集塵機２の入口と を接続した空気循環路である。１８はサイクロン集塵機２のダスト排出部に設け られたロータリエアロック弁、１９はダストバンカである。また、二点鎖線で囲 んだ２０は本考案に係る消煙装置部分を示している。

【００１４】 商用電源の停電により発電装置を運転する場合は、ディーゼルエンジン１を起 動して、最短時間で負荷運転とし、加熱器３にも電源を供給する。ディーゼルエ ンジン１の煙を含んだ排気ガスは、サイクロン集塵機２において粒子の大きい煤 塵が除去される。加熱器３では、温度調節器９により触媒装置５の入口における 排気ガス温度が触媒の良好な反応温度となるように加熱される。

【００１５】 触媒の良好な反応温度が４００〜５００℃の場合、温度調節器９の設定温度は 余裕を見込んで４７０℃程度にされる。また、ディーゼルエンジン１の排気ガス 温度は無負荷運転時で１５０℃程度、全負荷運転時で５００℃程度で、当然のこ とながら全負荷に近い負荷で運転しているときの排気ガス温度は高いので、加熱 器３での加熱は行われない。加熱器３はで温度の調節がされた排気ガスは整流装 置４で整流され、触媒装置５に入り、サイクロン集塵機２で除去できなかった微 粒煤塵は触媒により燃焼される。万一触媒部分の目詰まり等によって触媒装置５ の入口における排気ガス圧力が異常に上昇すると、圧力スイッチ１０により警報 し、表示するとともにバイパス弁１１を開き、側路１２に排気ガスを通して運転 を継続する。微粒煤塵が燃焼して煙が消滅した排気ガスは冷却器６により、排気 口における排出温度が安全温度となるように冷却され、排気ダクト７を経て大気 中に放出される。

【００１６】 運転終了後、ディーゼルエンジン１を停止したら、サイクロン集塵機２のロー タリエアロック弁１８を開き、捕集した煤塵をダストバンカ１４に排出して次の 運転に備える。

【００１７】 また、二点鎖線で囲んで示す消煙装置２０は、ディーゼルエンジン１の排気ガ スが膨張，収縮，屈折，分流，合流等を繰り返す大きな消音装置を形成しており 、消煙装置２０内の装置，機器，配管類の断熱材の外側をさらに多孔板で覆って 固定したことと相俟って、大きな消音効果を奏している。

【００１８】 商用電源があるときに発電装置を運転する場合には、ディーゼルエンジン１の 起動に先立ち、触媒装置５および排気ガスの主通路８の予備加熱をする。すなわ ち、弁１６を開きブロワ１７を運転して、サイクロン集塵機２の入口から触媒装 置５までの排気ガスの主通路８と、空気循環路１５に空気を循環させ、加熱器３ により温度調節器の設定温度程度にまで加熱し、その後にディーゼルエンジン１ を起動する。予備加熱をすることにより無負荷運転をする場合は勿論、商用電源 への同期並列投入に多少時間がかかって排気ガス温度の上昇が遅れたとしても道 路脇等の排出口から煙を排出しないで済む。

【００１９】 発電装置の保守，点検後，調整等のために無負荷運転を継続すると、ディーゼ ルエンジン１の排気ガス温度は上昇せず、加熱器３で加熱していても触媒装置５ の入口における排気ガス温度は徐々に触媒の良好な反応温度以下に低下する。こ のことは排気ガス温度が低い軽負荷運転を継続した場合も同様である。加熱器３ の容量を大きくすることにより、触媒装置５の入口における排気ガス温度の低下 を防止することができるが、不経済な装置となってしまうので、所要無負荷運転 継続時間の長短等により、加熱器３の容量は適宜選定される。

【００２０】 従って、無負荷あるいは軽負荷運転後ディーゼルエンジン１を停止したら、前 述の予備加熱と同様に排気ガスの主通路８とともに触媒装置５を加熱し、触媒に 付着した微粒煤塵の未燃焼分を焼却する。

【００２１】

【考案の効果】

本考案に係るディーゼルエンジン用消煙装置は、粗粒煤塵を除去するサイクロ ン集塵機と微粒煤塵を燃焼除去する触媒装置とを組み合わせ、ディーゼルエンジ ンの排気ガス温度が変化しても温度調節器と加熱器により触媒の良好な反応温度 に調節して高い煤塵除去率を得るもので、Ａ重油および灯油を燃料とするディー ゼルエンジンの例ではＪＩＳＺ８８０８円形ろ紙重量法で約９２％の除去率とな っている。

【００２２】 商用電源がある場合には予備加熱をすることによって、起動に続く無負荷運転 や軽負荷運転時の煤塵除去率を向上して消煙することができる。

【００２３】 また、大形で高価な電気集塵機に比し、小形で安価であり、湿式集塵機のよう にフィルタ等の交換部品もなく、点検、保守は１年に１回程度で充分である。万 一触媒装置が目詰まりを起こしても、圧力スイッチにより検出してバイパス弁を 開くことにより運転を継続することができる。

【００２４】 排気ダクトを経て道路脇等に設けられた排出口から大気中に放出される排気ガ スは、冷却器により安全な温度に冷却後放出され、また、消煙装置自体が消音効 果の大きな消音装置として機能し、排出口における排気ガス騒音が問題となるよ うなことはない等、種々の実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す構成図。

【符号の説明】

１…ディーゼルエンジン、２…サイクロン集塵機、３…
加熱器、５…触媒装置、６…冷却器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気ガス中の煤塵
   を除去するサイクロン集塵機と、該集塵機で集塵された
   排気ガスを適宜の温度に加熱する加熱器と、この加熱器
   で加熱された排気ガス中の微粒煤塵を燃焼させる触媒装
   置と、該触媒装置で微粒煤塵が燃焼された排気ガスを安
   全温度に冷却する冷却器とを備えたことを特徴とするデ
   ィーゼルエンジン用消煙装置。