JP2002364361A - 内燃機関における排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関における排気浄化装置Info
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Abstract
排気が十分に浄化されるようにし、また、内燃機関にお
ける排気管の内部に触媒を設置した場合に、この触媒の
寿命を向上させるようにする。 【解決手段】 内燃機関4が、内燃機関本体12と、こ
の内燃機関本体12から延出してこの内燃機関本体12
からの排気15を内燃機関本体12の外部に導出させる
排気管33と、この排気管33の管壁に成形されて冷却
水44を通過させる水ジャケット43と、排気管33の
長手方向の一部分の内部に設置されて排気15を通過さ
せることによりこの排気15を浄化させる触媒51とを
備える。水ジャケット43が、排気管33の上記一部分
に成形される第1ジャケット45と、排気管33の他部
分に成形される第2ジャケット46とを備える。第1、
第2ジャケット45,46を冷却水44が並列に通過す
るようにする。
Description
排気管の内部に排気浄化用の触媒を設置し、冷却水によ
り排気管を介し上記触媒を冷却してその寿命を向上させ
るようにした内燃機関における排気浄化装置に関するも
のである。
は、従来、次のように構成されたものがある。
可能な内燃機関本体と、この内燃機関本体から延出して
この内燃機関本体からの排気を上記内燃機関本体の外部
に導出させる排気管と、この排気管の管壁に成形されて
冷却水を通過させる水ジャケットと、上記排気管の長手
方向の一部分の内部に設置されて上記排気を通過させる
ことによりこの排気を浄化させる触媒とを備えている。
燃機関本体から排出された排気は、上記排気管を通し上
記内燃機関本体の外部に導出される。また、この際、上
記排気は触媒を通過することにより化学反応が促進され
て浄化され、その後、排出される。
せられることにより排気管が冷却され、この排気管が排
気の熱で高温にさせられるということが防止される。ま
た、上記冷却水により冷却された排気管を介し上記触媒
が冷却されて、この触媒が上記化学反応により高温にさ
せられるということが防止され、もって、触媒の寿命の
向上が図られている。
技術では、次のような問題点がある。
媒の周りの温度が、ある程度高温であることによって、
より促進され、もって、排気が効果的に浄化される。
燃機関は一般に全体的に低温であるにもかかわらず、上
記排気管は冷却水により冷却されるため、上記触媒周り
の温度が排気の熱により、ある程度高温とされるまでに
は時間を要し、よって、このような始動直後では、上記
触媒による排気の浄化は不十分になるおそれがある。
常運転中、排気管は、その長手方向の各部が平均的な所
定温度となるよう冷却水により冷却される。このため、
上記排気管の長手方向の一部分の内部に設置されて、上
記化学反応により高温とされた触媒を、上記平均的な所
定温度とされる上記排気管の一部分との熱交換によって
十分に冷却させる、ということは困難である。
化学反応によって高温になりがちであることから、上記
したように、触媒を十分に冷却させることはできない、
という上記従来の技術では、触媒の寿命を向上させる上
で、改善の余地が残されている。
い場合には、その分、この横断面における排気管の中央
部は、前記水ジャケットを成形した排気管の管壁から大
きく離れることとなる。
れた排気管を介して上記排気管の内部に設置された触媒
を冷却させようとしても、この触媒の中央部の冷却は不
十分となりがちであり、よって、この点でも、触媒の寿
命を向上させる上で、改善の余地が残されている。
されたもので、内燃機関の始動直後であっても、触媒に
より排気が十分に浄化されるようにし、また、内燃機関
における排気管の内部に触媒を設置した場合に、この触
媒の寿命を向上させるようにすることを課題とする。
の本発明の内燃機関における排気浄化装置は、次の如く
である。
この内燃機関本体12から延出してこの内燃機関本体1
2からの排気15を上記内燃機関本体12の外部に導出
させる排気管33と、この排気管33の管壁に成形され
て冷却水44を通過させる水ジャケット43と、上記排
気管33の長手方向の一部分(第1上流側管39)の内
部に設置されて上記排気15を通過させることによりこ
の排気15を浄化させる触媒51とを備えた内燃機関に
おける排気浄化装置において、
の上記一部分(第1上流側管39)に成形される第1ジ
ャケット45と、上記排気管33の他部分に成形される
第2ジャケット46とを備え、上記第1、第2ジャケッ
ト45,46を上記冷却水44が並列に通過するように
したものである。
この内燃機関本体12から延出してこの内燃機関本体1
2からの排気15を上記内燃機関本体12の外部に導出
させる排気管33と、この排気管33の管壁に成形され
て冷却水44を通過させる水ジャケット43と、上記排
気管33の長手方向の一部分の内部に設置されて上記排
気15を通過させることによりこの排気15を浄化させ
る触媒51とを備え、
備え、上記排気管33が、この排気管33の上流側を構
成して上記各気筒21からそれぞれ延出する上流側管3
7と、上記排気管33の下流側を構成して上記各上流側
管37の延出端部を互いに集合させた下流側管38とを
備えた内燃機関における排気浄化装置において、
ット43を成形すると共に、上記各上流側管37の内部
に上記触媒51を設置したものである。
により説明する。
ある鞍乗型の小型船舶であり、水2面に浮かべられてい
る。また、矢印Frは、この船舶1の推進方向の前方を
示している。
船体3と、この船体3の内部空間に搭載されこの船体3
の推進用駆動源とされる4サイクル内燃機関4と、上記
船体3の後部に支持され、上記内燃機関4から出力され
る駆動力を入力して船体3の下方から水2を吸入する一
方、この水2を船体3の後方に向って噴射させることに
よりこの船体3を前方に推進させるジェット噴射手段5
とを備えている。
後部に支持されて前後方向に延びる流水管7を備え、こ
の流水管7の内部が、上記船体3の後部下方をこの船体
3の後方に連通させる水通路8とされている。この水通
路8に配設されて上記流水管7に支承されるインペラ9
が設けられ、このインペラ9は上記内燃機関4に対し推
進軸10により連動連結されている。
て動力の出力が可能な内燃機関本体12と、この内燃機
関本体12における燃焼に供するよう、この内燃機関本
体12に外部の空気13と燃料とを供給する吸気装置1
4と、上記内燃機関本体12から延出してこの内燃機関
本体12での燃焼により生じた排気15を通過させ上記
内燃機関本体12の外部に排出させる排気装置16とを
備えている。
上記船体3に支持されてクランク軸19を支承するクラ
ンクケース20と、このクランクケース20から上方に
突出する複数(4つ)の気筒21とを備え、また、これ
ら各気筒21は、上記クランクケース20から突出する
シリンダ本体22と、このシリンダ本体22の突出端に
着脱自在に支持されるシリンダヘッド23と、上記シリ
ンダ本体22に摺動自在に内嵌されるピストン24と、
上記クランクケース20と各ピストン24とを互いに連
動連結させる連接棒25とを備えている。
2の各気筒21のシリンダヘッド23にそれぞれ成形さ
れる吸気通路28と、上記シリンダヘッド23から延出
してその内部が上記吸気通路28と連通し上記空気13
と燃料とを上記気筒21内に吸入可能とさせる吸気管2
9とを備え、上記吸気通路28は吸気弁30により適宜
開閉自在とされている。
2の各気筒21のシリンダヘッド23にそれぞれ成形さ
れる排気通路32と、上記シリンダヘッド23から延出
してこの内燃機関本体12の気筒21からの排気15を
上記内燃機関本体12の外部に導出させる排気管33と
を備え、上記排気通路32は排気弁34により適宜開閉
自在とされている。
側を構成して上記各気筒21に対し締結具36により着
脱自在に締結されると共に上記各気筒21からそれぞれ
延出する上流側管37と、上記排気管33の下流側を構
成して上記各上流側管37の延出端部の内部を互いに集
合させた下流側管38とを備えている。
の一部分であってその上流側を構成して上記各気筒21
から延出する第1上流側管39と、上記上流側管37の
下流側を構成して上記第1上流側管39の延出端部に締
結される第2上流側管40と、上記各気筒21と上流側
管37との間、および第1上流側管39と第2上流側管
40との間にそれぞれ介設されるガスケット41とを備
え、上記各第1上流側管39の延出端部は互いに一体成
形され、また、上記各第2上流側管40はその長手方向
のほぼ全体にわたり互いに一体成形されている。
設けられている。即ち、上記気筒21のシリンダ本体2
2とシリンダヘッド23とにそれぞれ互いに連通する水
ジャケット42が成形されている。また、上記排気管3
3の管壁に水ジャケット43が成形され、上記各水ジャ
ケット42,43を冷却水44が通過可能とされてい
る。
は、上記排気管33の長手方向の一部分である上記上流
側管37の各第1上流側管39にそれぞれ成形される第
1ジャケット45と、上記排気管33の他部分である上
記上流側管37の第2上流側管40および下流側管38
にそれぞれ成形される第2ジャケット46とを備えてい
る。上記気筒21の水ジャケット42、第1ジャケット
45、第2ジャケット46は、空気抜き孔などで互いに
連通し合うことを除き、上記ガスケット41等によって
互いに分断されており、互いに冷却水44が流動し合う
ということは抑制されている。
4を加圧して供給する水供給源48は、上記ジェット噴
射手段5により構成されている。つまり、船体3の推進
時に、上記ジェット噴射手段5により船体3の後方に向
って噴射される水2の一部が、上記冷却水44としてそ
れぞれ給水管49を通し上記各水ジャケット42,43
に供給されるようになっている。
て、上記各気筒21の水ジャケット42と、排気管33
の第1、第2ジャケット45,46とは並列に配置さ
れ、これら42,45,46を上記冷却水44が並列に
通過して、上記各気筒21と、排気管33の第1、第2
ジャケット45,46とをそれぞれ冷却することとされ
ている。また、これらの通過により、上記気筒21と排
気管33とを冷却した後の冷却水44は、それぞれ船体
3の外部に排水管50を通し排水されるようになってい
る。また、上記各第1上流側管39の第1ジャケット4
5には、上記第1上流側管39の下流端部側から冷却水
44が給水管49を通し供給され、第1上流側管39の
上流端部側から冷却水44が排水管50を通し排水され
るようになっている。
50aが設けられ、これら各開度調整弁50aの開度調
整により、上記気筒21の水ジャケット42、排気管3
3の第1、第2ジャケット45,46に対する冷却水4
4の供給量がそれぞれ増減調整可能とされている。
各上流側管37の第1上流側管39の内部に設置され、
かつ、この第1上流側管39の長手方向の一部分である
上流端部に設置されて上記排気15を通過させることに
よりこの排気15と化学反応して、この排気15を浄化
させる三元触媒51が設けられている。
ダヘッド23と各第1上流側管39との間に介設されて
上記締結具36により共締めされる板金製の基板52
と、この基板52にそれぞれ取り付けられ、上記各第1
上流側管39の内部に嵌入されてこの内部に設置される
ハニカム形状の触媒本体53とを備え、各気筒21に対
応する上記各基板52は互いに一体成形されて、全体と
して平坦な板形状とされている。
上記クランク軸19から推進軸10を介しインペラ9に
伝達して、このインペラ9を回転させれば、上記水2が
流水管7を通し船体3の後方に向って噴射させられ、上
記船体3は、その前方への推進が可能となる。
気装置14の吸気管29の内部を通し、上記各気筒21
内に空気13と燃料とが導入されて燃焼に供され、これ
により、上記駆動力が出力される。また、上記燃焼によ
り生じた燃焼ガスは排気15として上記排気装置16の
内部を通り、上記内燃機関本体12の外部に導出され
る。
1と、上記排気管33は上記各水ジャケット42,43
を冷却水44が通過することにより冷却されて排気15
の熱によって高温にされることが防止される。一方、上
記排気管33を通る排気15は上記触媒51の各触媒本
体53を通過することにより浄化され、この際、上記各
触媒本体53は、上記第1上流側管39に成形された第
1ジャケット45を通る冷却水44により冷却されて、
上記各触媒本体53が高温になろうとすることが防止さ
れる。
この内燃機関本体12から延出してこの内燃機関本体1
2からの排気15を上記内燃機関本体12の外部に導出
させる排気管33と、この排気管33の管壁に成形され
て冷却水44を通過させる水ジャケット43と、上記排
気管33の長手方向の一部分である第1上流側管39の
内部に設置されて上記排気15を通過させることにより
この排気15を浄化させる触媒51とを備えた内燃機関
における排気浄化装置において、
の上記一部分である第1上流側管39に成形される第1
ジャケット45と、上記排気管33の他部分に成形され
る第2ジャケット46とを備え、上記第1、第2ジャケ
ット45,46を上記冷却水44が並列に通過するよう
にしてある。
ジャケット46へ供給するそれぞれの冷却水44の量
は、上記開度調整弁50aなどにより、互いに個別に調
整することができる。
この内燃機関4は一般に全体的に低温であるため、上記
触媒51を設置していない上記排気管33の他部分に成
形した第2ジャケット46に比べて、上記触媒51を設
置した上記排気管33の一部分に成形した第1ジャケッ
ト45に対し、より少量の冷却水44を供給して通過さ
せれば、上記第1上流側管39との熱交換により上記触
媒51が過度に冷却されるということが抑制される。
その排気15の熱により、上記触媒51の周りが短時間
で、ある程度高温にさせられることとなり、この触媒5
1による化学反応が促進させられることから、内燃機関
4の始動直後であっても、上記触媒51により、排気1
5が十分に浄化される。
上記触媒51は排気15との上記化学反応によるこの排
気15の浄化時に発熱して高温になろうとする。そこ
で、上記触媒51を設置していない上記排気管33の他
部分に成形した第2ジャケット46に比べて、上記第1
ジャケット45に対し、より多量の冷却水44を供給し
て通過させれば、上記第1上流側管39との熱交換によ
り、上記触媒51が十分に冷却されることとなって、こ
の触媒51の寿命の向上が達成される。
が複数の気筒21を備え、上記排気管33が、この排気
管33の上流側を構成して上記各気筒21からそれぞれ
延出する上流側管37と、上記排気管33の下流側を構
成して上記各上流側管37の延出端部を互いに集合させ
た下流側管38とを備えた内燃機関における排気浄化装
置において、
ット43を成形すると共に、上記各上流側管37の内部
に上記触媒51を設置してある。
上記下流側管38のそれに比べて小さいため、上記各上
流側管37の横断面におけるこれら上流側管37の中央
部は、これら上流側管37の管壁に成形した水ジャケッ
ト43の第1ジャケット45に、より接近する。
された触媒51は、上記水ジャケット43の第1ジャケ
ット45により冷却された上記各上流側管37を介し
て、より十分に冷却され、このため、これら触媒51の
寿命の向上が達成される。
に、触媒51は、これを第1上流側管39の上流端部に
設置したことに代え、もしくは、これと共に、上記第1
上流側管39の下流端部に設置してもよい。
上流側管37の第1上流側管39に成形された第1ジャ
ケット45内の冷却水44を排水させる排水管50を、
弁56と連通管57を介し、上記気筒21の水ジャケッ
ト42への給水管49における上記開度調整弁50aよ
りも下流側に連通させてもよい。
運転時には、上記開度調整弁50aと弁56の開閉操作
により、上記第1上流側管39の第1ジャケット45を
通過して触媒51を冷却したことにより高温とされた冷
却水44を、上記給水管49を通し気筒21に供給させ
れば、内燃機関4の暖気運転が迅速に行われる。また、
この暖気運転後には、図1中実線で示した元の状態に戻
し、前記したように内燃機関4を駆動させればよい。
4は2サイクルであってもよく、気筒21は2気筒であ
ってもよい。
との開閉弁動作をそれぞれ電子的な制御装置により自動
制御してもよく、例えば、内燃機関4の始動直後の暖気
運転時には、第1ジャケット45への冷却水44の供給
量を第2ジャケット46へのそれよりも自動的に少量に
させ、一方、上記暖気運転後の内燃機関4の通常運転中
には、第1ジャケット45への冷却水44の供給量を第
2ジャケット46へのそれよりも自動的に多量にさせる
ようにしてもよい。
の全体にわたり、排気15の十分な浄化が、より確実に
達成される。
内燃機関本体から延出してこの内燃機関本体からの排気
を上記内燃機関本体の外部に導出させる排気管と、この
排気管の管壁に成形されて冷却水を通過させる水ジャケ
ットと、上記排気管の長手方向の一部分の内部に設置さ
れて上記排気を通過させることによりこの排気を浄化さ
せる触媒とを備えた内燃機関における排気浄化装置にお
いて、
部分に成形される第1ジャケットと、上記排気管の他部
分に成形される第2ジャケットとを備え、上記第1、第
2ジャケットを上記冷却水が並列に通過するようにして
ある。
ケットへ供給するそれぞれの冷却水の量は、互いに個別
に調整することができる。
の内燃機関は一般に全体的に低温であるため、上記触媒
を設置していない上記排気管の他部分に成形した第2ジ
ャケットに比べて、上記触媒を設置した上記排気管の一
部分に成形した第1ジャケットに対し、より少量の冷却
水を供給させれば、上記排気管の上記一部分との熱交換
により、上記触媒が過度に冷却されるということが抑制
される。
の排気の熱により、上記触媒の周りが短時間で、ある程
度高温にさせられることとなり、この触媒による化学反
応が促進させられることから、内燃機関の始動直後であ
っても、上記触媒により、排気が十分に浄化される。
記触媒は排気との化学反応によるこの排気の浄化時に発
熱して高温になろうとする。そこで、上記触媒を設置し
ていない上記排気管の他部分に成形した第2ジャケット
に比べて、上記排気管の一部分に成形した第1ジャケッ
トに対し、より多量の冷却水を供給して通過させれば、
上記排気管の一部分との熱交換により、上記触媒が十分
に冷却されることとなって、この触媒の寿命の向上が達
成される。
内燃機関本体から延出してこの内燃機関本体からの排気
を上記内燃機関本体の外部に導出させる排気管と、この
排気管の管壁に成形されて冷却水を通過させる水ジャケ
ットと、上記排気管の長手方向の一部分の内部に設置さ
れて上記排気を通過させることによりこの排気を浄化さ
せる触媒とを備え、
記排気管が、この排気管の上流側を構成して上記各気筒
からそれぞれ延出する上流側管と、上記排気管の下流側
を構成して上記各上流側管の延出端部を互いに集合させ
た下流側管とを備えた内燃機関における排気浄化装置に
おいて、
を成形すると共に、上記各上流側管の内部に上記触媒を
設置してある。
下流側管のそれに比べて小さいため、上記各上流側管の
横断面におけるこれら上流側管の中央部は、これら上流
側管の管壁に成形した水ジャケットに、より接近する。
た触媒は、上記水ジャケットにより冷却された上記各上
流側管を介して、より十分に冷却され、このため、これ
ら触媒の寿命の向上が達成される。
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関本体と、この内燃機関本体から
延出してこの内燃機関本体からの排気を上記内燃機関本
体の外部に導出させる排気管と、この排気管の管壁に成
形されて冷却水を通過させる水ジャケットと、上記排気
管の長手方向の一部分の内部に設置されて上記排気を通
過させることによりこの排気を浄化させる触媒とを備え
た内燃機関における排気浄化装置において、 上記水ジャケットが、上記排気管の上記一部分に成形さ
れる第1ジャケットと、上記排気管の他部分に成形され
る第2ジャケットとを備え、上記第1、第2ジャケット
を上記冷却水が並列に通過するようにした内燃機関にお
ける排気浄化装置。 - 【請求項2】 内燃機関本体と、この内燃機関本体から
延出してこの内燃機関本体からの排気を上記内燃機関本
体の外部に導出させる排気管と、この排気管の管壁に成
形されて冷却水を通過させる水ジャケットと、上記排気
管の長手方向の一部分の内部に設置されて上記排気を通
過させることによりこの排気を浄化させる触媒とを備
え、 上記内燃機関本体が複数の気筒を備え、上記排気管が、
この排気管の上流側を構成して上記各気筒からそれぞれ
延出する上流側管と、上記排気管の下流側を構成して上
記各上流側管の延出端部を互いに集合させた下流側管と
を備えた内燃機関における排気浄化装置において、 上記各上流側管の管壁に上記水ジャケットを成形すると
共に、上記各上流側管の内部に上記触媒を設置した内燃
機関における排気浄化装置。
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Cited By (1)
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- 2001-06-11 JP JP2001175206A patent/JP4553229B2/ja not_active Expired - Fee Related
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