JP2010169094A - エンジンルームの過熱ガス温度低減装置 - Google Patents

エンジンルームの過熱ガス温度低減装置 Download PDF

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Abstract

【課題】過熱ガスの温度を低くさせることによって、火傷のような人体傷害や火災の危険を除去する。
【解決手段】ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンの排気管路に連結され、粒子状物質を防止する煤煙低減装置とを有するエンジンルームの過熱ガス温度低減装置において、前記エンジンルームの一側に貫通形成される貫通孔と、一端は前記煤煙低減装置に連結され、他端は、前記貫通孔を通じて前記エンジンルームの外部に延長されており、前記煤煙低減装置の再生時に排出された過熱ガスを外部に排出させるテールパイプと、前記エンジンルームの一側に備えられ、外部の空気を流入させ、気流を生成させる冷却ファンと、前記貫通孔に組み付けられ、前記テールパイプの外径を取り囲んで離隔空間を形成することにより前記テールパイプとの直接な接触を防止し、前記気流を吸入した後、分散を防止し、前記過熱ガスの温度を低くさせるディフューザーとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンルームの過熱ガス温度低減装置に関するものであって、さらに詳しくは、ディーゼルエンジンの煤煙低減装置フィルターに蓄積されている粒子状物質を除去するため、電気ヒーターやバーナーを利用した燃焼過程から生じる過熱ガスをディフューザー（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を使って温度を低下させるエンジンルームの過熱ガス温度低減装置に関する。
列車、船舶、建設機械などでは、通常、ディーゼルエンジンを用いており、最近、ディーゼル乗用車の登場が本格化し、ディーゼルエンジンの使用が益々増大している実情である。
このようなディーゼルエンジンの使用量の増加傾向は、ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれた粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）の排出量を増加させており、こうした粒子状物質は、環境汚染、特に大気汚染の主な原因となり、人体の肺や呼吸器に入ってしまうと、致命的な被害を与えることになるので、全世界にわたって粒子状物質の排出量に対する規制が強化されている。
前述したような環境汚染などの問題を解決すべく、ディーゼル車両などから生じる粒子状物質が大気中に排出されるのを防ぐために粒子状物質を捕集して処理する煤煙低減装置（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ：ＤＰＦ）が開発されており、ディーゼルエンジンの煤煙低減装置は、フィルターを通じて粒子状物質を捕集した後、一定の時点に到達すると、濾過された煤煙を燃焼させる過程を繰り返すか、あるいは燃焼せずに払い落とす過程を繰り返してフィルターを再生させる。後者の場合は、粒子状の物質がフィルターに蓄積後、固くなり、払い落とし難くなるばかりでなく、フィルターに残存してしまい、フィルターの性能を低下させることになるので、実用性に欠けている。多くは、前者のように、粒子状の物質を捕集したあと、電気ヒーターやバーナーを用いて強制的に燃焼させるという再生方法を採択した煤煙低減装置が用いられている。
図１は、従来の煤煙低減装置６が装着されたエンジンルーム７の断面図である。図１に示したように、ディーゼルエンジン５から排出された排気ガスは、煤煙低減装置６を経てテールパイプ１（ｔａｉｌ ｐｉｐｅ）に排出される。
しかし、従来の煤煙低減装置６は、フィルターの再生時、電気ヒーターやバーナーを用いて強制燃焼するので、テールパイプ１を通じて最高１０００℃の非常に高い温度のガスが排出される。こうした過熱ガスは、火傷のような人体傷害及び火災の原因となる問題点がある。
また、過熱ガスによりテールパイプ１が加熱され、過熱ガスに直接接触しなくてもテールパイプ１に触れるだけで火傷を被る虞がある。
また、テールパイプ１を通じて排出された過熱ガスがエンジンルーム７に逆流して入っていくと、エンジンルーム内の各種部品や電気配線などの耐久性が低下する問題点がある。
本発明の目的は、ディフューザーが、従来の煤煙低減装置のフィルター再生時に生じる過熱ガスと、冷却ファンにより生成された気流とを混合することによって、過熱ガスの温度を低くすることができ、且つ、過熱ガスが排出されるテールパイプの外周面を内側に折り曲げた多数のガイドを採用することによって、過熱ガスの逆流を防止できるエンジンルームの過熱ガス温度低減装置を提供することにある。
前記目的を解決するために、本発明は、ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンの排気管路に連結され、粒子状物質を防止する煤煙低減装置とを有するエンジンルームの過熱ガス温度低減装置において、前記エンジンルームの一側に貫通形成される貫通孔と、一端は前記煤煙低減装置に連結されており、他端は、前記貫通孔を通じて前記エンジンルームの外部に延長されており、前記煤煙低減装置の再生時に排出された過熱ガスを外部に排出させるテールパイプと、前記エンジンルームの一側に備えられ、外部の空気を流入させ、気流を生成させる冷却ファンと、前記貫通孔に組み付けられ、前記テールパイプの外径を取り囲んで離隔空間を形成することにより前記テールパイプとの直接な接触を防止し、前記気流を吸入した後、分散を防止し、前記過熱ガスの温度を低くさせるディフューザーとを含む。
望ましくは、前記テールパイプは、前記過熱ガスが前記エンジンルームの内部に逆流することを防止し、前記気流を前記テールパイプの内部に流入させ、前記過熱ガスとよく混合するように前記テールパイプの外周面を内側に折り曲げた多数のガイドを採用する。
望ましくは、前記ディフューザーは、前記ディフューザー内で前記気流を前記テールパイプから排出される前記過熱ガスに混合させるか、または前記気流が前記テールパイプ内部に流入されるようにし、前記過熱ガスの温度を低くする。
望ましくは、前記ディフューザーは、さらに、前記貫通孔との結合を完全に密封し、前記気流の流出を防ぐシーリング部を含む。
本発明に係るエンジンルームの過熱ガス温度低減装置は、ディフューザーにより冷却ファンから生成された気流と過熱ガスとが混合され、過熱ガスの温度が低くなることによって、火傷のような人体傷害と火災の危険を除去する効果を奏する。
また、ディフューザーでテールパイプの外径を取り囲むことによって、加熱されたテールパイプとの直接な接触を防止し、火傷の危険を除去できる利点がある。
さらに、テールパイプに多数のガイドを採用することによって、過熱ガスと冷却ファンにより生成された気流との混合がよく行われるようにし、過熱ガスの温度をさらに低くすることができ、且つ、過熱ガスの逆流を抑制することにより、エンジンルーム内の各種部品と電気配線の損傷を防止することができる。
本発明の様々な実施例による多様な効果等は、該当分野において通常の知識を有する者により請求項及び実施例に記載された多様な実施例の構成から理解できる。
従来の煤煙低減装置が装着されたエンジンルームの断面図である。 本発明の一実施例によるエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の断面図である。 図２に示すエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の望ましい一実施例によるテールパイプの斜視図である。 図２に示すエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の望ましい一実施例によるディフューザーの斜視図である。
以下、本発明の望ましい一実施例を添付図面に基づいて説明する。一実施例を説明するにおいて重複される説明は省略する。以下の実施例において、同じ図面符号は同じ構成を意味する。
図２は、本発明の一実施例によるエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の断面図である。
図２を参照するに、従来のディーゼルエンジン５と煤煙低減装置６及びエンジンルーム７において、本発明に係るエンジンルームの過熱ガス温度低減装置は、過熱ガスを外部に排出するテールパイプ１、エンジンルーム７の一側に貫通形成される貫通孔２、気流９を生成させる冷却ファン３、及び過熱ガスと気流９とを混合させるディフューザー４を含む。
列車、船舶、建設機械などには、通常、ディーゼルエンジン５を用いているものの、ディーゼルエンジン５は、環境汚染の原因となる粒子状物質を排出しており、煤煙低減装置６は、前述したディーゼルエンジン５の排気管路に連結され、粒子状物質を捕集して処理する装置として、フィルター再生のために蓄積された粒子状物質を燃焼する場合、過熱ガスをテールパイプ１に排出させる。
エンジンルーム７は、前述したディーゼルエンジン５と煤煙低減装置６を内部に備えるための空間である。
また、テールパイプ１は、一端が煤煙低減装置６に連結され、他端は、貫通孔２を通じてエンジンルーム７の外部に延長されており、煤煙低減装置６で処理された排気ガスをエンジンルーム７の外部に排出し、煤煙低減装置６がフィルターを再生する場合は燃焼過程で排出された過熱ガスをエンジンルーム７の外部に排出する。また、テールパイプ１は、過熱ガスの排出にも変形したり、破損しないように耐熱性及び絶縁性を備えていると共に、所定の圧力にも耐えられる材質から形成することが望ましい。
図３は、図２に示すエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の望ましい一実施例によるテールパイプ１の斜視図である。
図３を参照するに、テールパイプ１は、外周面を内側に折り曲げた多数のガイド１１を採用することにより、過熱ガスが逆流してもガイド１１に沿ってテールパイプ１の外部に誘導し、エンジンルーム７の内部に逆流することを防止すると共に、冷却ファン３により生成された気流９をガイド１１に沿ってテールパイプ１の内部に誘導し、過熱ガスと混合されるようになすことによって、過熱ガスの温度を効率よく低下することができる。
また、冷却ファン３は、過熱ガスの温度を低くする気流９を生成させる装置であって、前述したエンジンルーム７の一側に位置し、外気を吸い込み、煤煙低減装置６のフィルター再生過程から排出された過熱ガスの温度を低下させることができる気流９を再生する。
望ましくは、冷却ファン３は、ラジエーター８の後方に位置し、ディーゼルエンジン５から発生する熱の影響を排除することにより、一定温度の気流９を生成させる。
そして、貫通孔２は、エンジンルーム７の一側に貫通形成されており、テールパイプ１をエンジンルーム７の外部に延長可能にする。望ましくは、貫通孔２は、後述するディフューザー４とテールパイプ１との間に冷却ファン３から生成した気流９を円滑に供給すべく、テールパイプ１より大径からなり、テールパイプ１を取り囲んでいることを特徴とする。
図４は、図２に示すエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の望ましい一実施例によるディフューザー４の斜視図である。
図４を参照するに、ディフューザーは、断面積が徐々に広くなっている、流体のための通路として、流体の速度を下げ、過熱ガスと冷却ファン３から生成された気流とが混合し得るための時間を延ばすことによって、最終的には排出ガスの温度を低くする装置である。
特に、本発明において、ディフューザー４は、テールパイプ１から排出される過熱ガスの温度を低くする装置であって、貫通孔２に組み付けられ、テールパイプ１より大径で長さが大きくなっており、テールパイプ１を取り囲むことにより離隔空間を形成し、離隔空間に冷却ファン３から生成された気流９を吸い込み、テールパイプ１から排出される過熱ガスの温度を低下させる。
望ましくは、ディフューザー４は、気流９の流速を低下させ、ディフューザー４内で気流９と過熱ガスが混合するための時間を延ばしたり、気流の分散を防止し、気流９がテールパイプ１内部に流入するように誘導し、ひいては外部に排出される過熱ガスの温度を低下させる。
また、ディフューザー４は、テールパイプ１の外径を囲むことによって、過熱ガスにより加熱されたテールパイプ１との直接な接触を防止し、火傷の危険を抑制することができる。
望ましくは、ディフューザー４は、貫通孔２に結合するにおいて、シーリング１０を、さらに、含むことによって、ディフューザーと貫通孔２との間を完全に密封し、冷却ファン３で生成された気流９の流出を防止し、過熱ガスの温度をさらに効率よく低下することができる。
また、ディフューザー４は、前述したテールパイプ１と同じく耐熱性及び絶縁性を備えていると共に、所定の圧力にも耐えられる材質からなることが望ましい。
一方、本発明によるエンジンルームの過熱ガス温度低減装置の動作について説明すると、以下のとおりである。
ディーゼルエンジン５から排出される排気ガスに含まれた粒子状物質がフィルターに蓄積された場合、煤煙低減装置６はフィルターを再生するために粒子状物質を電気ヒーターやバーナーを用いて燃焼させることにより生成された過熱ガスは、テールパイプ１を通じてエンジンルーム７の外部に排出される。
一方、エンジンルーム７の一側に備えられた冷却ファン３は、外部の空気を吸入し、エンジンルーム７内で気流９を生成させる。
冷却ファン３で生成された気流９は、貫通孔２を介して、特に、テールパイプ１とディフューザー４との間の離隔空間を介して、エンジンルーム７の外部に排出される。
この際、テールパイプ１とディフューザー４との間を流れる気流９は、ディフューザー４により分散が防がれ、ディフューザー４内で過熱ガスと混合されたり、テールパイプ１の外周面を内側に折り曲げたガイド１１を通じてテールパイプ１の内部に流入され、過熱ガスと混合されたりすることによって、最終的に外部に排出される過熱ガスの温度を低下させる。
一方、テールパイプ１の外周面を内側に折り曲げたガイド１１は、過熱ガスがエンジンルーム７の内部に逆流することを防止し、外部にだけ過熱ガスが排出されるようにする。
したがって、本発明によるエンジンルームの過熱ガス温度低減装置は、テールパイプ１から排出される過熱ガスの温度を低くし、火傷のような人体傷害と火災の危険性を削減することができ、ディフューザー４を採用することにより過熱ガスにより加熱されたテールパイプ１と直接な接触による火傷の危険性も減らすことができる。
また、テールパイプ１に備えられたガイド１１を通じて過熱ガスの逆流を抑制し、エンジンルーム７内の各種部品と電気配線の損傷を防止することができる。
また、本発明は、添付図面及び実施例によって具体的に説明されているが、添付図面及び前述した実施例は、本発明に対する該当技術分野における通常の知識を有する者の理解を助けるために例示的に説明されたものである。よって、前述した実施例は、限られたものでない、例示的なものと認められるべきであって、本発明の範囲は、添付された特許請求範囲に記載された発明により解析されなければならず、その範囲は、該当技術分野における通常の知識を有する者による様々な変更、代案、均等物をさらに包含する。
１ テールパイプ
２ 貫通孔
３ 冷却ファン
４ ディフューザー
５ ディーゼルエンジン
６ 煤煙低減装置
７ エンジンルーム
８ ラジエーター
９ 気流
１０ シーリング部
１１ ガイド

Claims (4)

  1. ディーゼルエンジンと、前記ディーゼルエンジンの排気管路に連結され、粒子状物質の排出を防止する煤煙低減装置とを有するエンジンルームの過熱ガス温度低減装置において、
    前記エンジンルームの一側に貫通形成される貫通孔と、
    一端は前記煤煙低減装置に連結され、他端は、前記貫通孔を通じて前記エンジンルームの外部に延長されており、前記煤煙低減装置の再生時に排出された過熱ガスを外部に排出させるテールパイプと、
    前記エンジンルームの一側に備えられ、外部の空気を流入させ、気流を生成させる冷却ファンと、
    前記貫通孔に組み付けられ、前記テールパイプの外径を取り囲んで離隔空間を形成することにより前記テールパイプとの直接な接触を防止し、前記気流を吸入した後、分散を防止し、前記過熱ガスの温度を低くさせるディフューザーとを含む、エンジンルームの過熱ガス温度低減装置。
  2. 前記テールパイプは、前記過熱ガスが前記エンジンルームの内部に逆流することを防止させ、前記気流を前記テールパイプ内に流入させ、前記過熱ガスによく混合されるように前記テールパイプの外周面を内側に折り曲げた多数のガイドを採用している、請求項１に記載のエンジンルームの過熱ガス温度低減装置。
  3. 前記ディフューザーは、前記ディフューザー内で前記気流を前記テールパイプから排出される前記過熱ガスに混合させるか、または前記気流が前記テールパイプ内に流入されるようにし、前記過熱ガスの温度を低くする、請求項１または２に記載のエンジンルームの過熱ガス温度低減装置。
  4. 前記ディフューザーは、前記貫通孔との結合を完全に密封し、前記気流の流出を防ぐシーリング部をさらに含む、請求項１または２に記載のエンジンルームの過熱ガス温度低減装置。
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