JP2003083027A - 車両排気ガスの低温化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、車両から排気される高温の排気ガ
スを低下させる、車両排気ガスの低温化装置である。 【解決手段】 本発明は、車両１の排気管路系３の当該
管路途中に液体供給装置系１００の液体噴射手段１１０
を組み込み、これに車両１の適宜部分に付設された液体
供給装置系１００の液体タンク１２０からの液体を噴霧
状に供給して排気ガスを冷却する車両排気ガスの低温化
装置にあり、この噴霧状の液体の供給により、液体が排
気ガスの熱により蒸発する際、周囲の熱を奪うため、排
気ガス温度を低下させるさとができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両から排気され
る高温の排気ガス温度を低下させる、車両排気ガスの低
温化装置に関するものである。

【０００２】一般に、車両のエンジン内部では、燃料の
燃焼に伴って極めて高温の状態が生じる。このため、エ
ンジンの外装側にあっては、ラジェータなどの冷却系統
によって低温化させているものの、燃焼ガスからなる排
気ガスは、相当な高温状態のままで排気管路系に送り出
されている。この排気ガスは、エンジン側から車両底面
後方のマフラー部分に至るまでの距離がかなり長いた
め、この排気管路系を通じて排気口に達するまでには、
ある程度の温度低下が期待できる。

【０００３】しかしながら、現実には、エンジンの駆動
状態（回転速度など）によっても異なるが、排気ガス
は、高温のままで排気されている。特に最近の車両で
は、排気ガス規制法規に基づき、排気ガス中の有害成分
などを除去するための触媒装置が殆ど組み込まれてお
り、これに用いられる触媒の動作温度がかなり高い（数
百度）ことから、触媒装置の装着されるエンジン付近で
は、意図的に排気ガス温度を高温に維持しておく必要が
ある。このことからも、現状では排気ガスは高温のまま
で排気される傾向にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような高温の排気
ガスは、種々の問題を呈している。例えば、車庫として
の使用場所において、車両後方の木製壁や設置物品が焦
げ付いたり、遂には発火して、火災となる懸念もある。
また、このような排気ガスの事情から、子供やペットな
どが通ったり、遊ぶような駐車場などでは、不用意に排
気させると、子供やペットなどに不測の熱ストレスを与
えたり、火傷させたりする恐れがある。言い換えれば、
ドライバーは、エンジンの始動などにあたって、細心の
注意を払う義務があり、自由な操作が大幅に制限させる
という問題がある。

【０００５】さらに、近年、夏場の都市部などにあって
は、ヒートアイランド現象という現象が生じている。こ
れは、日中の人的活動による大量の熱の放出によって、
夜間に至ってもなかなか温度が下がらない現象を指す。
現実に都市部では、近年夜間においてなかなか温度の下
がらない熱帯夜が益々続く傾向にある。

【０００６】このようなヒートアイランド現象を招く熱
放出の一因として、車両からの高温の排気ガスの放出が
挙げられる。この高温排気ガスの放出は、夏場の炎天下
において、近年の炭酸ガス濃度の上昇による地球温暖化
現状と相まって、ヒートアイランド現象を益々深刻なも
のとしている。

【０００７】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、車両から排出される排気ガスの温度を
なるべく低下させて、上記種々の問題点を解消せんとす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、車両の排気管路系の当該管路途中又はマフラー部分
に液体供給装置系の液体噴射手段を組み込み、これに車
両の適宜部分に付設された液体供給装置系の液体タンク
からの液体を噴霧状に供給して排気ガスを冷却すること
を特徴とする車両排気ガスの低温化装置にある。

【０００９】請求項２記載の本発明は、車両の排気管路
系のマフラー後方側に圧縮式冷凍機系の冷却ジャケット
を設け、この冷却ジャケットにより排気ガスを冷却する
ことを特徴とする車両排気ガスの低温化装置にある。

【００１０】請求項３記載の本発明は、車両の排気管路
系の当該管路途中又はマフラー部分に冷媒循環式冷却機
系の冷却ジャケットを設け、この冷却ジャケットにより
排気ガスを冷却することを特徴とする車両排気ガスの低
温化装置にある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る車両排気ガス
の低温化装置の一実施例を示し、図２はその他の実施例
を示したものである。図中、１は車両、２はそのエンジ
ン、３は排気管路系、４はそのマフラー、５はラジェー
タ、６はその電動ファンである。また、１００，２０
０，３００は本発明の車両排気ガスの低温化装置をな
す、液体供給装置系、圧縮式冷凍機系、冷媒循環式冷却
機系である。

【００１２】先ず、図１の実施例において、液体供給装
置系１００の液体噴射手段１１０は、排気管路系３のマ
フラー後方の途中に組み込まれ、例えば図３に示すよう
に、排気管路内に露出された一対の液体噴射ノズル１１
１，１１１からなる。この液体噴射ノズル１１１，１１
１では、車両底面側などの適宜位置に付設された液体タ
ンク１２０から、液体送出用のポンプ１３０により、水
などの液体が供給されるが、一旦液体貯留部１１２，１
１２に溜められる。この液体貯留部１１２，１１２に
は、霧吹き構造をなす細管１１３，１１３が立設されて
いて、液体噴射ノズル１１１，１１１側へのエアの吹き
込みによって、液体が排気管路系３内に噴霧状に噴射さ
れるようになっている。

【００１３】この一対の液体噴射ノズル１１１，１１１
からの水の噴射は、例えばマフラー４部分などに排気ガ
ス温度を検出する温度センサ４１０を設置し、この検出
データを、コンピュータなどの内蔵されたコントローラ
（車載コントローラで兼用も可能）４２０に導いて行
う。つまり、排気ガス温度が所定の温度以上のとき、コ
ントローラ４２０からの信号により、ポンプ１３０を駆
動させると共に、液体噴射ノズル１１１，１１１の霧吹
き構造部分も働かせて、排気管路系３内に噴霧状の水の
噴射を噴射させる。噴射された水は、排気ガスの熱によ
り蒸発させられるため、周囲から気化熱を奪う。これに
より、排気ガス温度が低下する。

【００１４】なお、エンジンの始動時などで、未だ排気
ガス温度が所定の温度未満のときには、コントローラ４
２０の働きによって、水の噴射は停止させる。また、温
度センサ４１０からの排気ガス温度は、例えば図４に示
すようなデジタル式の温度表示器４３０を、車両ダッシ
ュボード部分などに設置して表示させるとよい。さら
に、車両ダッシュボード部分などには、液体タンク１２
０の残量表示器４４０を設置して表示させることもでき
る。そこで、液量が不足してきたら、液体タンク１２０
の液体注入口１２１より適宜補充すればよい。

【００１５】上記図１の実施例では、上記液体供給装置
系１００の他に、車両底面側などの適宜位置に圧縮式冷
凍機系２００を組み付けている。これは、通常の冷凍庫
や冷蔵庫などと同様のシステムである。本例では、マフ
ラー後方の排気管路系３の途中に組み付けられた冷却ジ
ャケット（冷却器）２１０、冷媒を圧縮するための圧縮
器（コンプレッサー）２２０、圧縮器用の駆動源（モー
ター）２３０、凝縮器（放熱部）２４０、キャピラリー
部２５０などを備えてなる。

【００１６】この冷凍機系２００の駆動も、上記と同
様、排気ガス温度が所定の温度以上のとき、コントロー
ラ４２０からの信号により、圧縮器用の駆動源２３０を
駆動させて、冷却ジャケット２１０を冷却させる。この
冷却により、排気管路系３の金属管が温度低下するた
め、結果として、排気ガス温度が低下する。

【００１７】ここで、冷凍機系２００の冷却ジャケット
２１０を、マフラー後方の排気管路系３に設けたのは、
この種の冷凍機性能からして、マフラー前方やマフラー
部分では、温度が高過ぎて、十分な冷却性能が得られな
い恐れがあるからである。

【００１８】上記圧縮式冷凍機系２００、及び上記液体
供給装置系１００は、共同作用させもよいし、排気ガス
温度によっては、いずれか一方のみを動作させることも
可能である。本実施例では、冷凍機系２００の冷却ジャ
ケット２１０をマフラー直後に設け、液体供給装置系１
００の液体噴射手段１１０を後にしたが、この関係は逆
にすることもできる。

【００１９】次に、図２の実施例において、液体供給装
置系１００の構成自体は、図１の場合とほぼ同様である
が、液体噴射手段１１０の取付け位置が異なり、マフラ
ー４の前端部分にしてある。この場合も、水の噴射によ
る排気ガス温度の低下機構は、上記図１の場合とほぼ同
様である。

【００２０】この図２の実施例では、上記液体供給装置
系１００と共に、車両の排気管路系３のマフラー部分に
冷媒循環式冷却機系３００を組み付けてある。これは、
通常のラジェータと同様のシステムである。本例では、
マフラー４の外側に組み付けられた冷却ジャケット３１
０、例えば本来のラジェータ５の側方などに設置された
放熱部（小型ラジェータ）３２０、小型の電動ファン３
３０、冷媒循環用のポンプ３４０などを備えてなる。

【００２１】この冷媒循環式冷却機系３００の駆動も、
上記図１のと同様、排気ガス温度が所定の温度以上のと
き、コントローラ４２０からの信号により、電動ファン
３３０と冷媒循環用のポンプ３４０を駆動させて、冷却
ジャケット３１０を冷却させる。この冷却により、マフ
ラー４の金属外装が温度低下するため、結果として、排
気ガス温度が低下する。

【００２２】ここで、冷却機系３００の冷却ジャケット
３１０を、マフラー４部分に設けたのは、比較的径の大
きいマフラー外側部分に接触させることで、その接触面
積を増やして、冷却効果の向上を図るためである。この
冷却機系３００の駆動は、例えば図４に示すような駆動
表示器（ＬＥＤ）４５０を、車両ダッシュボード部分な
どに設置して表示させるとよい。

【００２３】上記冷媒循環式冷却機系３００、及び上記
液体供給装置系１００にあっても、共同作用させもよい
し、排気ガス温度によっては、いずれか一方のみを動作
させることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る車両排気ガスの低温化装置によると、次のような
優れた効果が得られる。

【００２５】先ず、請求項１では、車両の排気管路系の
途中又はマフラー部分に液体が噴霧状に供給されるた
め、この液体の蒸発により、排気ガス温度が低下する。
この作用は、近年着目されてきている植物（特に森林）
の水分放出による周囲温度の低下作用とほぼ同様のもの
と言える。水分が蒸発する際、周囲から気化熱を奪う結
果、周囲温度が低下するのである。

【００２６】このことから、先ず、従来問題であった、
車両後方の木製壁や設置物品の焦げ付きや発火、子供や
ペットなどへの熱ストレスや火傷などの問題が解消され
る。さらに、夏場の車両混雑領域において、車両に起因
する温度上昇を最小限に抑えることができる。この結
果、夏場の都市部などにおけるヒートアイランド現象の
緩和にも大いに寄与するものと言える。これにより、熱
帯夜の逓減が可能となり、また、地球に優しい装置の提
供が実現される。

【００２７】次に、請求項２では、圧縮式冷凍機系の冷
却ジャケットにより、排気ガス温度が冷却されるため、
やはり排気ガス温度が低下する。この場合、放熱部から
の放熱があるため、周辺大気への温度低下作用は少ない
ものの、排気口からの高温高密度での排気ガスの排気が
抑制される。この結果、上述した木製壁や設置物品の焦
げ付きや発火、子供やペットなどへの熱ストレスや火傷
などの問題が解消される。

【００２８】さらに、請求項３では、冷媒循環式冷却機
系の冷却ジャケットにより、排気ガス温度が冷却される
ため、やはり排気ガス温度が低下する。この場合、放熱
部からの放熱があるため、やはり周辺大気への温度低下
作用は少ないものの、排気口からの高温高密度での排気
ガスの排気が抑制される。上記請求項２と同様、上述し
た木製壁や設置物品の焦げ付きや発火、子供やペットな
どへの熱ストレスや火傷などの問題が解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る車両排気ガスの低温化装置の一
実施例を示した概略平面図である。

【図２】 本発明に係る車両排気ガスの低温化装置の他
の実施例を示した概略平面図である。

【図３】 図１の低温化装置における液体噴射手段の構
造図である。

【図４】 図１又は図２の低温化装置で使用される各種
の表示器を示した概略説明図である。

【符号の説明】

１ 車両 ２ エンジン ３ 排気管路系 ４ マフラー ５ ラジェータ １００ 液体供給装置系 １１０ 液体噴射手段 １１１ 液体噴射ノズル １２０ 液体タンク １３０ 液体送出用のポンプ ２００ 圧縮式冷凍機系 ２１０ 冷却ジャケット（冷却器） ２２０ 圧縮器（コンプレッサー） ２３０ 圧縮器用の駆動源 ２４０ 凝縮器（放熱部） ２５０ キャピラリー部 ３００ 冷媒循環式冷却機系 ３１０ 冷却ジャケット ３２０ 放熱部（小型ラジェータ） ３３０ 電動ファン ３４０ 冷媒循環用のポンプ ４１０ 温度センサ ４２０ コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の排気管路系の当該管路途中又はマ
   フラー部分に液体供給装置系の液体噴射手段を組み込
   み、これに車両の適宜部分に付設された液体供給装置系
   の液体タンクからの液体を噴霧状に供給して排気ガスを
   冷却することを特徴とする車両排気ガスの低温化装置。
2. 【請求項２】 車両の排気管路系のマフラー後方側に圧
   縮式冷凍機系の冷却ジャケットを設け、この冷却ジャケ
   ットにより排気ガスを冷却することを特徴とする車両排
   気ガスの低温化装置。
3. 【請求項３】 車両の排気管路系の当該管路途中又はマ
   フラー部分に冷媒循環式冷却機系の冷却ジャケットを設
   け、この冷却ジャケットにより排気ガスを冷却すること
   を特徴とする車両排気ガスの低温化装置。