JP2002364336A - 内燃機関俳気ガス浄化装置およびその方法 - Google Patents
内燃機関俳気ガス浄化装置およびその方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】排気される汚染ガスを減少する排気ガス浄化装
置及びその浄化方法を提供すること。 【解決手段】エンジンの排気マニホールドからガスを誘
導し、浄化装置に注入する管を含む内燃機関の排気ガス
浄化装置は、ガスを膨張させる静止室3、このガスが順
次通過するように配置された第１フィルタ4、第１緩衝
板5a、第２フィルタ4’、および中央拡散器を含む。中
央拡散器は、ガスの流れを外気の流れと接触させ、汚染
ガスの一部を乱流室32に誘導してエンジンに吸入ガスと
して送りこみ、残りのガスの流れを、噴霧器内に設けた
管の一端部に誘導し、そこから排気管に送り込む。乱流
室32は、一部に開口部を備え、固定羽根によりガスを膨
張させ、前記噴霧器内に誘導し、噴霧器は出口から回収
ガスを再びエンジンにおくる構造となっている。
置及びその浄化方法を提供すること。 【解決手段】エンジンの排気マニホールドからガスを誘
導し、浄化装置に注入する管を含む内燃機関の排気ガス
浄化装置は、ガスを膨張させる静止室3、このガスが順
次通過するように配置された第１フィルタ4、第１緩衝
板5a、第２フィルタ4’、および中央拡散器を含む。中
央拡散器は、ガスの流れを外気の流れと接触させ、汚染
ガスの一部を乱流室32に誘導してエンジンに吸入ガスと
して送りこみ、残りのガスの流れを、噴霧器内に設けた
管の一端部に誘導し、そこから排気管に送り込む。乱流
室32は、一部に開口部を備え、固定羽根によりガスを膨
張させ、前記噴霧器内に誘導し、噴霧器は出口から回収
ガスを再びエンジンにおくる構造となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンまたはオットーエンジンであるとを問わず、またター
ボの有無に関係なく、あらゆる内燃機関に適用可能な排
気ガス浄化装置に関する。特に、内燃機関の排気マニホ
ールドから排出される有毒ガスの大部分を排出する自動
車の排気ガスの浄化装置に関するものである。
ンまたはオットーエンジンであるとを問わず、またター
ボの有無に関係なく、あらゆる内燃機関に適用可能な排
気ガス浄化装置に関する。特に、内燃機関の排気マニホ
ールドから排出される有毒ガスの大部分を排出する自動
車の排気ガスの浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車メーカーのみならず産業一般にお
いて、環境保護の重要性についての一般的な認識が普及
した現在、乗用車、トラック、バン等に排気ガス浄化装
置を設置することは、すでに標準的な仕様となってい
る。例えば、ヨーロッパにおいて、ヨーロッパ自動車製
造業者協会は、全ヨーロッパ自動車産業について、各社
が製造するエンジンのＣＯ2排出量を、１キロメートル
当たり１４０ｇ（平均燃料消費量１００キロメートル当
たり５．６リットル）の範囲内にする目標を定めた。
いて、環境保護の重要性についての一般的な認識が普及
した現在、乗用車、トラック、バン等に排気ガス浄化装
置を設置することは、すでに標準的な仕様となってい
る。例えば、ヨーロッパにおいて、ヨーロッパ自動車製
造業者協会は、全ヨーロッパ自動車産業について、各社
が製造するエンジンのＣＯ2排出量を、１キロメートル
当たり１４０ｇ（平均燃料消費量１００キロメートル当
たり５．６リットル）の範囲内にする目標を定めた。
【０００３】内燃機関が一酸化炭素、二酸化炭素、窒素
酸化物、炭化水素、浮遊微粒子、黒煙など、大気を汚染
する大量の有毒ガスを排出することはすでに周知の事実
である。そのため、車両交通量が多量であることと、そ
の位置する地域の地理上の特徴から、住民に危険な程度
にまで大気汚染の度合いが進んでいる都市があり、メキ
シコシティ、チリのサンチヤゴ市などがその例である。
酸化物、炭化水素、浮遊微粒子、黒煙など、大気を汚染
する大量の有毒ガスを排出することはすでに周知の事実
である。そのため、車両交通量が多量であることと、そ
の位置する地域の地理上の特徴から、住民に危険な程度
にまで大気汚染の度合いが進んでいる都市があり、メキ
シコシティ、チリのサンチヤゴ市などがその例である。
【０００４】したがって、エンジンから排出されるガス
の汚染度を減少するための触媒剤、その他自動車の排気
ガスを浄化する装置を設置することが、単なる追加装置
でなく現実に必要となっている。
の汚染度を減少するための触媒剤、その他自動車の排気
ガスを浄化する装置を設置することが、単なる追加装置
でなく現実に必要となっている。
【０００５】現在の技術における排気ガス浄化装置の大
部分は、一酸化炭素の処理を実施する浄化装置および窒
素酸化物を貯蔵して処理する浄化装置を含んでいる。こ
れら装置の大部分は、ＨＣ、ＣＯ2、ＣＯなど最も汚染
度の高いいくつかのガスを大幅に減少させることに成功
している。
部分は、一酸化炭素の処理を実施する浄化装置および窒
素酸化物を貯蔵して処理する浄化装置を含んでいる。こ
れら装置の大部分は、ＨＣ、ＣＯ2、ＣＯなど最も汚染
度の高いいくつかのガスを大幅に減少させることに成功
している。
【０００６】それ以前の技術においても、いくつかの排
気ガス浄化装置が存在している。米国特許第６,３４２,
１９２号明細書、米国特許第６,３４０,０６６号明細
書、米国特許第６,３３８,２４４号明細書、米国特許第
６,３３８,２４３号明細書などがその一例として挙げら
れる。
気ガス浄化装置が存在している。米国特許第６,３４２,
１９２号明細書、米国特許第６,３４０,０６６号明細
書、米国特許第６,３３８,２４４号明細書、米国特許第
６,３３８,２４３号明細書などがその一例として挙げら
れる。
【０００７】しかし、そのいずれも本発明の提起する目
的を達成することに成功していない。すなわち、排出ガ
スの層流処理（laminar flow treatment）を行う装置に
より排気ガスを浄化し、しかもガスの排出を阻止する手
段を設ける必要がないというシステムである。本発明に
よって達成される効果の一つは、以下に詳述するよう
に、エンジンの出力を増強し、燃料消費量を減少させる
ことである。出力の増加は、基本的に上記の排気ガスの
層流処理によることが経験上わかっている。排気ガスの
排出を阻止すると、エンジンの性能に直接影響を与え、
また従来の触媒剤は混濁した流れを生み出すフィルタ材
料を介在させなければならないことは周知の事実であ
る。
的を達成することに成功していない。すなわち、排出ガ
スの層流処理（laminar flow treatment）を行う装置に
より排気ガスを浄化し、しかもガスの排出を阻止する手
段を設ける必要がないというシステムである。本発明に
よって達成される効果の一つは、以下に詳述するよう
に、エンジンの出力を増強し、燃料消費量を減少させる
ことである。出力の増加は、基本的に上記の排気ガスの
層流処理によることが経験上わかっている。排気ガスの
排出を阻止すると、エンジンの性能に直接影響を与え、
また従来の触媒剤は混濁した流れを生み出すフィルタ材
料を介在させなければならないことは周知の事実であ
る。
【０００８】本発明は、以前の技術における多くの解決
法に見られるように、触媒などのいかなる要素も介在さ
せず、また汚染微粒子を固定するための貴鉱石による蜂
の巣状の構造などを使用していない。
法に見られるように、触媒などのいかなる要素も介在さ
せず、また汚染微粒子を固定するための貴鉱石による蜂
の巣状の構造などを使用していない。
【０００９】本発明の提案する解決法の本質は、エンジ
ンから出る排気ガスの流れに層流処理を施すことであ
る。本発明における装置のいずれの部分も排気ガスの排
出路に直接介在せず、これを層流的に処理して行き、後
述するように、非汚染ガスとは異なる物理的化学的特性
を備える汚染ガスを分離して除去し、排気ガスを浄化す
る。
ンから出る排気ガスの流れに層流処理を施すことであ
る。本発明における装置のいずれの部分も排気ガスの排
出路に直接介在せず、これを層流的に処理して行き、後
述するように、非汚染ガスとは異なる物理的化学的特性
を備える汚染ガスを分離して除去し、排気ガスを浄化す
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ディ
ーゼルサイクルあるいはオットーサイクルの内燃機関の
排気マニホールドより排出される汚染ガスを減少および
／又は除去する排気ガス浄化装置およびその浄化方法を
提供することである。
ーゼルサイクルあるいはオットーサイクルの内燃機関の
排気マニホールドより排出される汚染ガスを減少および
／又は除去する排気ガス浄化装置およびその浄化方法を
提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明
は、エンジンの排気マニホールドからガスを誘導し、浄
化装置に注入する管を含む、内燃機関の排気ガス浄化装
置であって、ガスを膨張させる静止室、このガスが順次
通過するように配置された標準の第１フィルタ、第１緩
衝板、第２フィルタ、および中央拡散器を含み、前記中
央拡散器は、前記ガスの流れを外気の流れと接触させ、
汚染ガスの一部を乱流室に誘導して前記エンジンに吸入
ガスとして送りこみ、残りのガスの流れを、噴霧器内に
設けた管の一端部に誘導し、そこから排気管に送り込
み、前記乱流室は、一部に開口部を備え、固定羽根によ
りガスを膨張させ、前記噴霧器内に誘導し、噴霧器は出
口から回収ガスを再びエンジンにおくる構造となってい
ることを特徴としている。
に、本発明は、各請求項に記載の構成を有する。本発明
は、エンジンの排気マニホールドからガスを誘導し、浄
化装置に注入する管を含む、内燃機関の排気ガス浄化装
置であって、ガスを膨張させる静止室、このガスが順次
通過するように配置された標準の第１フィルタ、第１緩
衝板、第２フィルタ、および中央拡散器を含み、前記中
央拡散器は、前記ガスの流れを外気の流れと接触させ、
汚染ガスの一部を乱流室に誘導して前記エンジンに吸入
ガスとして送りこみ、残りのガスの流れを、噴霧器内に
設けた管の一端部に誘導し、そこから排気管に送り込
み、前記乱流室は、一部に開口部を備え、固定羽根によ
りガスを膨張させ、前記噴霧器内に誘導し、噴霧器は出
口から回収ガスを再びエンジンにおくる構造となってい
ることを特徴としている。
【００１２】この構成によれば、本発明の排気ガス浄化
装置は、有毒ガスの排出量を減少させ、煙を中和させ
る。燃焼しないガス（HC、CO2、CO）を回収し、これを
全体の流れから分離し、吸入フローとしてエンジンに送
りこみ、燃料消費を減少し、エンジン出力を増強する。
ダクトの断面積の変化あるいは温度に応じた速度の変化
によって、流れの物理的特徴が変化するように設計され
ている。
装置は、有毒ガスの排出量を減少させ、煙を中和させ
る。燃焼しないガス（HC、CO2、CO）を回収し、これを
全体の流れから分離し、吸入フローとしてエンジンに送
りこみ、燃料消費を減少し、エンジン出力を増強する。
ダクトの断面積の変化あるいは温度に応じた速度の変化
によって、流れの物理的特徴が変化するように設計され
ている。
【００１３】本装置は、可動部品あるいは電気および／
又は電子部品その他ガスの正常な流れを阻害するいかな
る部品も備えておらず、そのため保守は一切必要ない。
本装置は、乗用車、ライトバン、バン、トラック、軽ト
ラック、小型バス、農業機械、道路建設機械その他あら
ゆるタイプの車両に適用可能である。
又は電子部品その他ガスの正常な流れを阻害するいかな
る部品も備えておらず、そのため保守は一切必要ない。
本装置は、乗用車、ライトバン、バン、トラック、軽ト
ラック、小型バス、農業機械、道路建設機械その他あら
ゆるタイプの車両に適用可能である。
【００１４】知名度の高いエンジン検査センターで実施
された試験の結果によると、排気ガスのＨＣの量が劇的
に減少し、いくつかの例では、エンジンを適応あるいは
改造することなしに、ＨＣの量が１０ppmから２ppmにま
で減少することができる。また煙の量も０．０４％と言
う低い数値にまで減少し、ＣＯは、０％、ＣＯ2は容積
の１．３％まで減少している。
された試験の結果によると、排気ガスのＨＣの量が劇的
に減少し、いくつかの例では、エンジンを適応あるいは
改造することなしに、ＨＣの量が１０ppmから２ppmにま
で減少することができる。また煙の量も０．０４％と言
う低い数値にまで減少し、ＣＯは、０％、ＣＯ2は容積
の１．３％まで減少している。
【００１５】基本的には、本発明による排気ガス浄化装
置は、以下のような構造となっている。エンジンから排
出される排気ガスは静止室に送られ、そこで膨張し、渦
巻き状態となる。次いでガスは、集中−乳化−拡散装置
に送られ、その後、層流ガス管、次いでエンジンへのガ
ス回収出口を備えた乱流室に送られ、最終的排気管に送
られる。
置は、以下のような構造となっている。エンジンから排
出される排気ガスは静止室に送られ、そこで膨張し、渦
巻き状態となる。次いでガスは、集中−乳化−拡散装置
に送られ、その後、層流ガス管、次いでエンジンへのガ
ス回収出口を備えた乱流室に送られ、最終的排気管に送
られる。
【００１６】内燃機関の排気ガス処理の方法は、以下の
とおりである。 (a) 内燃機関の排気マニホールドから入来するガスを
流路に誘導し、静止室においてそのガスを急速に膨張さ
せる。 (b) ガスの流れに対して従来の方式により第１フィル
タで濾過する。 (c) 第１フィルタから出たガスの流れを衝突させ、発
生した流れの中に存在する微粒子の一部、蒸気およびＣ
Ｏを分離させる。これらはその後の工程で処理するため
に誘導される。 (d) 残りの流れは水平の細長い穴を強制的に通過さ
せ、さらに従来型の第２フィルタで濾過する。 (e) 第２フィルタを通過した流れの速度を上昇させ、
二つの冷気流を注入し、外周部に配置される高温ガスを
集め、後の工程で処理する。 (f) 分流されなかった残りの流れの周囲部分は、(d)及
び(e)段階で分流された汚染ガスと共に、エンジンへの
吸気マニホールドへ戻る。 (g) 分流されなかった残留フローは、装置を通って外
部に排出される。
とおりである。 (a) 内燃機関の排気マニホールドから入来するガスを
流路に誘導し、静止室においてそのガスを急速に膨張さ
せる。 (b) ガスの流れに対して従来の方式により第１フィル
タで濾過する。 (c) 第１フィルタから出たガスの流れを衝突させ、発
生した流れの中に存在する微粒子の一部、蒸気およびＣ
Ｏを分離させる。これらはその後の工程で処理するため
に誘導される。 (d) 残りの流れは水平の細長い穴を強制的に通過さ
せ、さらに従来型の第２フィルタで濾過する。 (e) 第２フィルタを通過した流れの速度を上昇させ、
二つの冷気流を注入し、外周部に配置される高温ガスを
集め、後の工程で処理する。 (f) 分流されなかった残りの流れの周囲部分は、(d)及
び(e)段階で分流された汚染ガスと共に、エンジンへの
吸気マニホールドへ戻る。 (g) 分流されなかった残留フローは、装置を通って外
部に排出される。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の排気ガス浄化装置１の全
体図を示すもので、以下の構造を備える。エンジンから
排出されるガス入口２は、排気ガス装置１の長手方向軸
線に対して所定の角度でテーパー状に拡がっており、こ
の傾斜部によりエンジンから排出される排気ガスの流れ
を構成する各種ガスの装置内における望ましい分散が可
能となる。
て説明する。図１は、本発明の排気ガス浄化装置１の全
体図を示すもので、以下の構造を備える。エンジンから
排出されるガス入口２は、排気ガス装置１の長手方向軸
線に対して所定の角度でテーパー状に拡がっており、こ
の傾斜部によりエンジンから排出される排気ガスの流れ
を構成する各種ガスの装置内における望ましい分散が可
能となる。
【００１８】本装置の第１段階は、ガスの膨張、減圧、
渦流を発生させる静止室３により構成される。すでに減
圧されたガスは、静止室３から出てまず最初に従来型の
第１フィルタ４、次いで分離板５に向かう。この分離板
５（図２a参照）は、第１プレート（第１緩衝板）５a、
ガス誘導管５bおよび締切板（第２緩衝板）５cより成
る。第１緩衝板５aは、ガスの流れを誘導する中心穴
６、分離板５をボルト８とナット９により静止室３のね
じ穴３’に固定するための複数の穴、中心穴６の回りに
配置された複数の小さな穴９、および穴６の上部を取り
囲みかつ接触点１０で接触する２枚の案内つば１１を備
える。
渦流を発生させる静止室３により構成される。すでに減
圧されたガスは、静止室３から出てまず最初に従来型の
第１フィルタ４、次いで分離板５に向かう。この分離板
５（図２a参照）は、第１プレート（第１緩衝板）５a、
ガス誘導管５bおよび締切板（第２緩衝板）５cより成
る。第１緩衝板５aは、ガスの流れを誘導する中心穴
６、分離板５をボルト８とナット９により静止室３のね
じ穴３’に固定するための複数の穴、中心穴６の回りに
配置された複数の小さな穴９、および穴６の上部を取り
囲みかつ接触点１０で接触する２枚の案内つば１１を備
える。
【００１９】ガスが板５’に衝突すると、いくつかの効
果が発生し、浮遊微粒子の一部が穴９に保持される。案
内つば１１と外周誘導管１２の存在により、緩衝板５a
と締切板５cの間で、一つの室が形成される。この室内
で発生する効果は、以下の２点である。一方では、ガス
の中心の流れはそのまま進行を続け、入口６と同様の穴
６’から排出され、他方では、穴９において流れから分
離した浮遊微粒子の一部、ガスに含まれる水蒸気の一部
および汚染ガスの一部が、案内つば１１により、誘導管
１４の入口にある穴１３へ誘導される。静止室３から出
るガスは緩衝板５aに衝突し、ガスに含まれる微粒子の
大部分が穴９に誘導される。これらの穴を通過した後、
ガスの流れによって微粒子を案内つば１１に向けて外周
部を通って誘導する。案内つば１１は、微粒子を出口１
０に、次いで穴１３および管１４に誘導する。後述の試
験においては、この段階でガスの速度が減少し、温度は
低下する。ガスの流れに含まれる窒素酸化物などの汚染
ガスも、微粒子と同様の過程を経る。
果が発生し、浮遊微粒子の一部が穴９に保持される。案
内つば１１と外周誘導管１２の存在により、緩衝板５a
と締切板５cの間で、一つの室が形成される。この室内
で発生する効果は、以下の２点である。一方では、ガス
の中心の流れはそのまま進行を続け、入口６と同様の穴
６’から排出され、他方では、穴９において流れから分
離した浮遊微粒子の一部、ガスに含まれる水蒸気の一部
および汚染ガスの一部が、案内つば１１により、誘導管
１４の入口にある穴１３へ誘導される。静止室３から出
るガスは緩衝板５aに衝突し、ガスに含まれる微粒子の
大部分が穴９に誘導される。これらの穴を通過した後、
ガスの流れによって微粒子を案内つば１１に向けて外周
部を通って誘導する。案内つば１１は、微粒子を出口１
０に、次いで穴１３および管１４に誘導する。後述の試
験においては、この段階でガスの速度が減少し、温度は
低下する。ガスの流れに含まれる窒素酸化物などの汚染
ガスも、微粒子と同様の過程を経る。
【００２０】分離板５から穴６’を通過したガスは、も
う一つのフィルタユニット（第２フィルタ）４’に入
る。このフィルタユニットは実際には室１５の内部に収
容されており、この室はガスチューニングユニットと言
う名称のユニットを構成する。第２フィルタ４’は第１
フィルタ４の部分と同一の断面積を有し、漏斗１６を形
成する狭い流路に通じている。この漏斗の先端は、円形
断面の中心管１７になっている。このような断面積の再
三の変化により、ガスの流れに力学的な変化を発生さ
せ、流れの中に含まれる各種ガスの間に層流分離を発生
させるという目的が達成される。この簡単な方法では各
種ガスを異なる層流に完全に分離することはできない
が、一定のガスを多量に含む層流を発生させ、その一つ
一つを後処理することにより、エンジンから排出される
ガスのうちのいくつかを減少させることができる（完全
な除去には至らない）。
う一つのフィルタユニット（第２フィルタ）４’に入
る。このフィルタユニットは実際には室１５の内部に収
容されており、この室はガスチューニングユニットと言
う名称のユニットを構成する。第２フィルタ４’は第１
フィルタ４の部分と同一の断面積を有し、漏斗１６を形
成する狭い流路に通じている。この漏斗の先端は、円形
断面の中心管１７になっている。このような断面積の再
三の変化により、ガスの流れに力学的な変化を発生さ
せ、流れの中に含まれる各種ガスの間に層流分離を発生
させるという目的が達成される。この簡単な方法では各
種ガスを異なる層流に完全に分離することはできない
が、一定のガスを多量に含む層流を発生させ、その一つ
一つを後処理することにより、エンジンから排出される
ガスのうちのいくつかを減少させることができる（完全
な除去には至らない）。
【００２１】室１５に収容されているフィルタユニット
４を出たガスは、複数の溝１７’を備えた放散管１７に
入る。この管によりガスの一部が誘導され、さらに誘導
管１８、１９により誘導される。ガスの流れは、テーパ
ー状区間１６に入って速度を増し、これを通過すると、
円筒形中心管２０に流入する。この中心管には二つの空
気取入口があり、外気を取入れるための第１の横断管２
１と、ベンチュリータイプの断面狭窄部２３に対応して
第２の空気取入管２２がある。第１の管２１は、円筒形
中心管２０と同軸に収容されている管２４を横断する金
属管で、外気が流れの中心に同一進行方向に向かって注
入される（図４b参照）。第２の空気取入管は、空気取
入口２２と、ベンチュリータイプの部品２７を構成する
リング２７の外周穴２６との間を流れが通過することに
より実施される。これらの管２１、２２の外気が進入す
る外端部は、外気と共に異物が進入するのを防ぐための
保護メッシュ２５により覆われている。
４を出たガスは、複数の溝１７’を備えた放散管１７に
入る。この管によりガスの一部が誘導され、さらに誘導
管１８、１９により誘導される。ガスの流れは、テーパ
ー状区間１６に入って速度を増し、これを通過すると、
円筒形中心管２０に流入する。この中心管には二つの空
気取入口があり、外気を取入れるための第１の横断管２
１と、ベンチュリータイプの断面狭窄部２３に対応して
第２の空気取入管２２がある。第１の管２１は、円筒形
中心管２０と同軸に収容されている管２４を横断する金
属管で、外気が流れの中心に同一進行方向に向かって注
入される（図４b参照）。第２の空気取入管は、空気取
入口２２と、ベンチュリータイプの部品２７を構成する
リング２７の外周穴２６との間を流れが通過することに
より実施される。これらの管２１、２２の外気が進入す
る外端部は、外気と共に異物が進入するのを防ぐための
保護メッシュ２５により覆われている。
【００２２】ガスの流れの中心に外気が侵入することに
より、高温ガス（汚染度の高い）は、円筒形中心管２０
を出るとすぐに３本の誘導管２８、２９、３０に入り、
高温の汚染ガスはこれらの管を通って後処理のために誘
導される。一方、残りの流れは、円筒中心管３１を通
り、乱流室３２に入る。中心管３１は、終端３１’に開
口部３４を備え、これに対応して複数の羽根をもつ固定
「タービン」３５が配置されている。管３１を通ってき
たガスの一部は、開口部３４により乱流室３２に誘導さ
れ、残りのガスは、管３１を通って出口マフラー（排気
管）４０に向かって進行し外部へ排出される。
より、高温ガス（汚染度の高い）は、円筒形中心管２０
を出るとすぐに３本の誘導管２８、２９、３０に入り、
高温の汚染ガスはこれらの管を通って後処理のために誘
導される。一方、残りの流れは、円筒中心管３１を通
り、乱流室３２に入る。中心管３１は、終端３１’に開
口部３４を備え、これに対応して複数の羽根をもつ固定
「タービン」３５が配置されている。管３１を通ってき
たガスの一部は、開口部３４により乱流室３２に誘導さ
れ、残りのガスは、管３１を通って出口マフラー（排気
管）４０に向かって進行し外部へ排出される。
【００２３】前述した乱流室３２は、第１円錐３３によ
り構成され、高温汚染ガスを通す３本の管２８〜３０が
これに接続している。すなわち前段階において分離され
たすべての汚染ガスは、乱流室３２に誘導される。また
拡散器（中央拡散器）３８から出ている管３７には誘導
管１４、１８および１９が通じているが、管３７は乱流
室３８を横断し、噴霧シリンダ（噴霧器）３９に通じて
いる。乱流室のガス（図６参照）もこのシリンダに集め
られる。
り構成され、高温汚染ガスを通す３本の管２８〜３０が
これに接続している。すなわち前段階において分離され
たすべての汚染ガスは、乱流室３２に誘導される。また
拡散器（中央拡散器）３８から出ている管３７には誘導
管１４、１８および１９が通じているが、管３７は乱流
室３８を横断し、噴霧シリンダ（噴霧器）３９に通じて
いる。乱流室のガス（図６参照）もこのシリンダに集め
られる。
【００２４】このようにして、ガス主流から分離された
それぞれ異なるガスの流れのすべてが、一部は管３７を
通り、残りは乱流室を通って上記噴霧シリンダ３９に到
着する。噴霧シリンダ３９は、熱を放散するための外部
フイン（固定羽根）３９’，および中心通路４１を備え
ている（図９参照）。中心通路の周囲には複数の穴４２
があり、図６のガスの流れが示すように、管３７を通っ
てきたガスがこの穴を再び通過する。ガスの流れは、シ
リンダ３９を通過した後、管４３を通って浄化装置を離
れ、再び、エンジンに向かい、エンジンの吸入フローと
合流する。汚染ガスの排出量を抑制する目的で、排気ガ
スを吸入フローとして再利用する方法は、すでに自動車
産業で広く採用されている。この方法には、エンジンの
機能に影響を及ぼさないという当然の制限がある。本発
明の装置について実施された実地試験（実地試験の項参
照）においては、エンジンは上記方法により影響を受け
ないのみならず、出力の増大と燃料消費の減少が見られ
た。
それぞれ異なるガスの流れのすべてが、一部は管３７を
通り、残りは乱流室を通って上記噴霧シリンダ３９に到
着する。噴霧シリンダ３９は、熱を放散するための外部
フイン（固定羽根）３９’，および中心通路４１を備え
ている（図９参照）。中心通路の周囲には複数の穴４２
があり、図６のガスの流れが示すように、管３７を通っ
てきたガスがこの穴を再び通過する。ガスの流れは、シ
リンダ３９を通過した後、管４３を通って浄化装置を離
れ、再び、エンジンに向かい、エンジンの吸入フローと
合流する。汚染ガスの排出量を抑制する目的で、排気ガ
スを吸入フローとして再利用する方法は、すでに自動車
産業で広く採用されている。この方法には、エンジンの
機能に影響を及ぼさないという当然の制限がある。本発
明の装置について実施された実地試験（実地試験の項参
照）においては、エンジンは上記方法により影響を受け
ないのみならず、出力の増大と燃料消費の減少が見られ
た。
【００２５】本発明の装置の最終部分は円形の細長い中
空管を備えたマフラー４０である。中空管は末端部４
０’に対応した同軸内管４４で、中心管３１の続きに接
続し、ボルト４５により乱流室３２と繋がっている。こ
のボルト４５の付近でマフラーは穴４６を備え、これに
より内部への外気の進入が可能となる。空気の流れは最
終的に出口４７から排出される。
空管を備えたマフラー４０である。中空管は末端部４
０’に対応した同軸内管４４で、中心管３１の続きに接
続し、ボルト４５により乱流室３２と繋がっている。こ
のボルト４５の付近でマフラーは穴４６を備え、これに
より内部への外気の進入が可能となる。空気の流れは最
終的に出口４７から排出される。
【００２６】上記より、エンジンから排出されるガスの
流れの経路は、以下のとおりとなる。ガスは、エンジン
から排気マニホールドを通って入口２に達し、静止室３
に入り膨張する。その後、ガスの流れはフィルタ４を通
過して分離板５に衝突する。ここでガスの流れの一部は
出口６’に向かい、一部は管１４により拡散器３８に向
かう。ガスは、分離板５に衝突した後、室１５に進入
し、ここで一部は管１８−１９を通って拡散器３８に、
残りは円筒形中心管２０に誘導される。
流れの経路は、以下のとおりとなる。ガスは、エンジン
から排気マニホールドを通って入口２に達し、静止室３
に入り膨張する。その後、ガスの流れはフィルタ４を通
過して分離板５に衝突する。ここでガスの流れの一部は
出口６’に向かい、一部は管１４により拡散器３８に向
かう。ガスは、分離板５に衝突した後、室１５に進入
し、ここで一部は管１８−１９を通って拡散器３８に、
残りは円筒形中心管２０に誘導される。
【００２７】そこで、ガスは、取入口２１，２２から入
って来る低温の外気と接触し、管の中心に酸素、管壁に
ＣＯその他汚染ガスの含有量の高い層流が形成される。
これらのガスの一部は、管３７を通って噴霧器３９に誘
導される。ガスの流れが管３１に進入すると、管壁の近
くにある残りの汚染ガスは、管２８〜３０を通って噴霧
器３９に誘導される。これらの管を介してガスはまず乱
流室３２に入り、乱流を発生させる羽根３６と接触し、
噴霧器３９に誘導される。管２８〜３０を介して導かれ
ずに、管３１を通過して循環する残りのガスの流れは、
マフラー４０に誘導され、次いで外部に排出される。
って来る低温の外気と接触し、管の中心に酸素、管壁に
ＣＯその他汚染ガスの含有量の高い層流が形成される。
これらのガスの一部は、管３７を通って噴霧器３９に誘
導される。ガスの流れが管３１に進入すると、管壁の近
くにある残りの汚染ガスは、管２８〜３０を通って噴霧
器３９に誘導される。これらの管を介してガスはまず乱
流室３２に入り、乱流を発生させる羽根３６と接触し、
噴霧器３９に誘導される。管２８〜３０を介して導かれ
ずに、管３１を通過して循環する残りのガスの流れは、
マフラー４０に誘導され、次いで外部に排出される。
【００２８】実施試験：実物のエンジンにおける本発明
装置の作用を分析するため、アルゼンチン国立技術大学
工学部に数種の試験の実施を依頼した。その結果は、以
下のとおりである。 − 窒素酸化物の排出量の減少 − 炭化水素の排出量の減少 − 浮遊微粒子の排出量の減少 試験台上のエンジンにおいて実施された試験では、窒素
酸化物の排出量は相当程度（２５％）減少し、一方車両
上の試験では４６％まで減少した。また、浮遊微粒子の
数は約６３％減少し、排出炭化水素の濃度は約７０％減
少した。
装置の作用を分析するため、アルゼンチン国立技術大学
工学部に数種の試験の実施を依頼した。その結果は、以
下のとおりである。 − 窒素酸化物の排出量の減少 − 炭化水素の排出量の減少 − 浮遊微粒子の排出量の減少 試験台上のエンジンにおいて実施された試験では、窒素
酸化物の排出量は相当程度（２５％）減少し、一方車両
上の試験では４６％まで減少した。また、浮遊微粒子の
数は約６３％減少し、排出炭化水素の濃度は約７０％減
少した。
【００２９】最後に、本発明の方法は、以下の段階によ
り構成される。 −(a) 内燃機関の排気マニホールドから排出される排
気ガスを誘導し、静止室においてその急速な膨張を発生
させる。 −(b) ガスの流れを従来型の第１フィルタを通過させ
る。 −(c) フィルタから出るガスの流れを中央に穴のあい
た金属板に衝突させ、流れの中における浮遊微粒子の一
部を、水蒸気およびＣＯを分離させ、後の段階で処理す
る。 −(d) 残りのガス流れは、金属板の水平の長穴を強制
的に通過させ、次に第２の従来型フィルタに通す。 −(e) 第２フィルタから出る流れの速度を増大し、２
本の低温空気の流れを注入する。これにより、流れの周
辺部にある高温ガスの一部を後段階の処理のため誘導す
る。 −(f) 誘導されなかった残りの流れの周辺部分は、(c)
および(e)段階において誘導された汚染ガスの残りと共
にエンジンの吸入マニホールドに戻される。 −(g) 誘導されなかった残りの流れは装置から外部へ
排出される。
り構成される。 −(a) 内燃機関の排気マニホールドから排出される排
気ガスを誘導し、静止室においてその急速な膨張を発生
させる。 −(b) ガスの流れを従来型の第１フィルタを通過させ
る。 −(c) フィルタから出るガスの流れを中央に穴のあい
た金属板に衝突させ、流れの中における浮遊微粒子の一
部を、水蒸気およびＣＯを分離させ、後の段階で処理す
る。 −(d) 残りのガス流れは、金属板の水平の長穴を強制
的に通過させ、次に第２の従来型フィルタに通す。 −(e) 第２フィルタから出る流れの速度を増大し、２
本の低温空気の流れを注入する。これにより、流れの周
辺部にある高温ガスの一部を後段階の処理のため誘導す
る。 −(f) 誘導されなかった残りの流れの周辺部分は、(c)
および(e)段階において誘導された汚染ガスの残りと共
にエンジンの吸入マニホールドに戻される。 −(g) 誘導されなかった残りの流れは装置から外部へ
排出される。
【００３０】これまで、本発明の好ましい実施形態につ
いて説明してきたが、本発明は、ここに記載した実施形
態に限定されるものではなく、種々の変更及び修正を含
み、添付された特許請求の範囲またはその技術的思想か
ら逸脱しない上述の記載を含むものとする。
いて説明してきたが、本発明は、ここに記載した実施形
態に限定されるものではなく、種々の変更及び修正を含
み、添付された特許請求の範囲またはその技術的思想か
ら逸脱しない上述の記載を含むものとする。
【図１】図１は、本発明の排気ガス浄化装置の全体透視
図である。
図である。
【図２】図２aは、装置の第１部分の部分的分解図で、
静止室、炭素微粒子浄化プレート、フィルタおよび微粒
子を多量に含む汚染ガスの捕集と排気のための装置を示
す図であり、図２bは、フローの冷却空気の取入れ口、
汚染ガス分流管および分流羽根によって乱流を形成する
円錐を含んでいる装置の中間部分を示す斜視図である
静止室、炭素微粒子浄化プレート、フィルタおよび微粒
子を多量に含む汚染ガスの捕集と排気のための装置を示
す図であり、図２bは、フローの冷却空気の取入れ口、
汚染ガス分流管および分流羽根によって乱流を形成する
円錐を含んでいる装置の中間部分を示す斜視図である
【図３】図３は、乱流室、噴霧シリンダおよび排気マフ
ラーを含む装置の最終部分を示す斜視図である。
ラーを含む装置の最終部分を示す斜視図である。
【図４】図４aは、図１のIIIa−IIIa線に沿って切り取
った断面図である。図４bは、図１のIIIｂ−IIIｂ線に
沿って切り取った断面図である。
った断面図である。図４bは、図１のIIIｂ−IIIｂ線に
沿って切り取った断面図である。
【図５】図５は、図１のIIIｃ−IIIｃ線に沿って切り取
った断面図である。
った断面図である。
【図６】図６は、図１のIV−IV線に沿って切り取った断
面図である。
面図である。
【図７】図７は、乱流室に接続する端部を示している、
マフラーの末端あるいは最終排気管の図である。
マフラーの末端あるいは最終排気管の図である。
【図８】図８は、汚染ガスを排出する３本の排気管の分
岐管を１本にまとめる拡散器の断面図である。
岐管を１本にまとめる拡散器の断面図である。
【図９】図９は、汚染ガスを再びエンジンに最終的に送
り返す前に設置されている噴霧シリンダの末端の図であ
る。
り返す前に設置されている噴霧シリンダの末端の図であ
る。
【図１０】図１０は、乱流室を閉鎖する円錐型プレート
の端部の図である。
の端部の図である。
１ ガス浄化装置 ３ 静止室 ４ 第１フィルタ ４’ 第２フィルタ ５ 分離板 ５a 第１緩衝板 ５b ガス誘導管 ５c 締切板 ３２ 乱流室 ３８ 中央拡散器 ３９ 噴霧器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 7/20 Ｆ０１Ｎ 7/20 Ｚ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０Ａ (72)発明者 ヘクトル エドゥアルド ルエルチョ アルゼンチン プロビンシア デ ブエノ スアイレス ラネラフ カジェ 302 ヌ メロ 1144（1886) Ｆターム(参考） 3G004 AA01 AA03 AA04 BA00 BA03 BA06 DA00 DA01 DA04 DA21 DA22 EA00 EA06 FA04 3G062 ED01 ED08 3G090 AA01 EA01 EA06 3G091 AA02 AA05 AA11 AB00 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 BA36 CA15 CA27 HA04 HB01 HB05
Claims (11)
- 【請求項１】エンジンの排気マニホールドからガスを誘
導し、浄化装置に注入する管を含む、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置であって、 ガスを膨張させる静止室、このガスが順次通過するよう
に配置された標準の第１フィルタ、第１緩衝板、第２フ
ィルタ、および中央拡散器を含み、 前記中央拡散器は、前記ガスの流れを外気の流れと接触
させ、汚染ガスの一部を乱流室に誘導して前記エンジン
に吸入ガスとして送りこみ、残りのガスの流れを、噴霧
器内に設けた管の一端部に誘導し、そこから排気管に送
り込み、 前記乱流室は、一部に開口部を備え、固定羽根によりガ
スを膨張させ、前記噴霧器内に誘導し、噴霧器は出口か
ら回収ガスを再びエンジンに送る構造となっていること
を特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】前記第１緩衝板は、中央部分にガスを誘導
するための水平に配置された長穴と、その外周に位置す
る複数の小さな穴を備えることを特徴とする請求項１記
載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】前記第１緩衝板および第２フィルタの下流
側に、前記第１緩衝板と同一の第２緩衝板を含むことを
特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】前記中央拡散器は、第１の低温空気流を注
入する外部に通じる横断管を有するシリンダと、第２の
低温空気流を注入する外周に穴のあいたリングとを備え
ることを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項５】前記中央拡散器の下流側に、３つの誘導管
を含む１つの管を備え、前記誘導管は、外側に流れる周
辺ガスを乱流室に誘導することを特徴とする請求項１記
載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項６】(a) 内燃機関の排気マニホールドから排
出される排気ガスを誘導し、静止室において前記ガスを
急速に膨張させ、(b) 前記ガスの流れを従来型の第１
フィルタで濾過し、(c) この第１フィルタから出たガ
スの流れを、細長い中心穴と複数の周辺穴を備える金属
表面に衝突させ、ガスの流れの中にある浮遊微粒子の一
部を、後の段階で処理するために水蒸気およびＣＯから
分離させ、(d) 残りのガスの流れを細長い水平穴に導
いて強制的に通過させ、次いで第２フィルタを通過さ
せ、(e) 前記第２フィルタから出た流れの速度を増加
して、２本の低温空気の流れを注入し、後の段階で処理
するために、ガスの流れの外周部分に位置する高温ガス
の一部を誘導し、(f) 誘導されなかった前記外周部分
における残りのガスの流れは、前記(c)およびe）の段階
において誘導された汚染ガスの残りと共にエンジンの吸
入マニホールドに戻し、(g ) 誘導されなかった残りの
流れは、装置から外部に排出される、各段階を有するこ
とを特徴とする内燃機関の排気ガスの浄化方法。 - 【請求項７】(a)段階において、ガスを減圧し、静止室
において乱流を発生させることを特徴とする請求項６記
載の方法。 - 【請求項８】(c)段階において、ガスは、速度と温度を
失うことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項９】(e)段階において、第１の低温の外気をガ
スの流れの中心に進行方向に向けて注入し、第２の低温
の外気をガスの流れの周辺方向に向けて注入することを
特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項１０】(f)段階において、前段階で当初の流れ
から分離された汚染ガスを噴霧器内に誘導し、次いで吸
入ガスとしてエンジンに戻すことを特徴とする請求項６
記載の方法。 - 【請求項１１】(f)段階において、ガスをマフラーに送
り、そこで低温空気を注入して温度を低下させた後に、
最終的に外部へ排出することを特徴とする請求項６記載
の方法。
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