JP3161615U - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガスの活性を高めて有害物質を燃焼させ易くし、有害物質を確実に浄化でき、浄化した排気ガスの温度を下げ、排気ガスを消音でき、内燃機関にスムーズに供給でき、構成簡素で、コンパクトで、メンテナンス容易で、経済的な内燃機関用排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関Aの排気マニホールドに連結する遠赤外線発生器Bと、遠赤外線発生器Bに連結する触媒コンバータCと、触媒コンバータCに連結する排気ガス冷却器Dと、排気ガス冷却器Dに連結する消音器Eと、消音器Eに連結するエアボックスFとを備え、排気ガスは、遠赤外線発生器B、触媒コンバータC、排気ガス冷却器D、消音器Eを順次通過して浄化し、これをエアボックスF内に送り込むよう構成し、エアボックスF内の浄化した排気ガスを、エアクリーナHを介して内燃機関Aに供給できるよう構成する。【選択図】図1An object of the present invention is to increase the activity of exhaust gas to facilitate the combustion of harmful substances, to reliably purify harmful substances, to lower the temperature of the purified exhaust gas, to mute the exhaust gas, and to smoothly supply it to the internal combustion engine. Provided is an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that is simple, compact, easy to maintain, and economical. A far-infrared generator B connected to an exhaust manifold of an internal combustion engine A, a catalytic converter C connected to the far-infrared generator B, an exhaust gas cooler D connected to the catalytic converter C, and an exhaust gas cooler A silencer E connected to D and an air box F connected to the silencer E. Exhaust gas sequentially passes through a far-infrared generator B, a catalytic converter C, an exhaust gas cooler D, and a silencer E. The exhaust gas is purified and sent into the air box F, and the exhaust gas purified in the air box F can be supplied to the internal combustion engine A through the air cleaner H. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、主に、自動車やオートバイやその他のエンジンから排出される排気ガスをより確実に且つ効率良く浄化処理できるように工夫した内燃機関用排気ガス浄化装置に関するものである。 The present invention mainly relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine devised so that exhaust gas discharged from an automobile, a motorcycle or other engines can be purified more reliably and efficiently.
従来、この種の内燃機関用排気ガス浄化装置としては、例えば、特許文献1に示すような内燃機関排気ガス浄化装置が開示されている。
これは、内燃機関の排気マニホールドと消音マフラーとの間の排気管内のNOx触媒と排気ガス温度が180℃〜450℃のときにNOx触媒の上流側の排気ガス流に外部源から炭化水素燃料を添加、導入して反応させるためのポンプ、及び排気管内配置スパイラル状反応管を含む外部炭化水素燃料導入系から構成される排気ガス浄化装置であって:内燃機関の回転数、内燃機関への燃料の負荷及びNOx触媒の上流側における排気ガス温度を検出し、これらの各信号を入力し、それらに応じて最適量の外部炭化水素燃料を反応管へ送るようにポンプの作動を制御するコンピュータを備え、かつ上記スパイラル状反応管内に粒状クラッキング触媒を充填したものである。
すなわち、炭化水素系燃料(還元剤)噴射方式の排気ガス浄化装置のコンパクト化、迅速応答化、経済化、NOx低減効果の向上ならびにNOx触媒活性温度範囲の拡大化により実用的価値を増大させたものとなっている。
Conventionally, as this type of exhaust gas purification device for an internal combustion engine, for example, an internal combustion engine exhaust gas purification device as disclosed in Patent Document 1 has been disclosed.
This is because hydrocarbon fuel from an external source is added to the NOx catalyst in the exhaust pipe between the exhaust manifold and the muffler of the internal combustion engine and the exhaust gas flow upstream of the NOx catalyst when the exhaust gas temperature is 180 ° C to 450 ° C. An exhaust gas purifying apparatus comprising an external hydrocarbon fuel introduction system including a pump for addition, introduction and reaction, and a spiral reaction pipe arranged in the exhaust pipe, comprising: the rotational speed of the internal combustion engine, the fuel to the internal combustion engine A computer that controls the operation of the pump to detect the load of the exhaust gas and the exhaust gas temperature upstream of the NOx catalyst, input each of these signals, and send the optimum amount of external hydrocarbon fuel to the reaction tube accordingly And a spiral cracking catalyst filled with a granular cracking catalyst.
In other words, the practical value was increased by making the exhaust gas purification device of hydrocarbon fuel (reducing agent) injection type compact, quick response, economy, improvement of NOx reduction effect and expansion of NOx catalyst activation temperature range. It has become a thing.
ところが、本願考案者は、前述のような排気ガス浄化装置よりも更に優れた排気ガスの浄化処理が可能となるような内燃機関用排気ガス浄化装置を提供すべく、その研究・開発を続けていたもので、今般その案出に成功したものである。すなわち、排気ガスの活性を高めて有害物質を燃焼させ易くし、排気ガス中の有害物質をより確実に浄化できるようにし、しかも、浄化された排気ガスの温度を下げられ、これをより確実に消音できるようにしてから、内燃機関の吸気ポートに送り込めるようにし、加えて、構成が簡素で、比較的コンパクトに構成でき、メンテナンスが容易で、経済的な内燃機関用排気ガス浄化装置を提供するものである。 However, the inventor of the present application has continued research and development to provide an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that can perform an exhaust gas purification process even better than the exhaust gas purification device as described above. It has been successfully devised. That is, the exhaust gas activity is increased to facilitate the burning of harmful substances, the harmful substances in the exhaust gas can be purified more reliably, and the temperature of the purified exhaust gas can be lowered, and this can be more reliably performed. Providing an exhaust gas purifying device for an internal combustion engine that can be silenced and then sent to the intake port of the internal combustion engine. In addition, the structure is simple, relatively compact, easy to maintain, and economical. To do.
しかして、前述の如き課題を達成できるようにすべく、本考案の請求項1記載の内燃機関用排気ガス浄化装置にあっては、内燃機関Aの排気ポートに接続した排気マニホールドに連結される遠赤外線発生器Bと、この遠赤外線発生器Bに連結される触媒コンバータCと、この触媒コンバータCに連結される排気ガス冷却器Dと、この排気ガス冷却器Dに連結される消音器Eと、この消音器Eに連結されるエアボックスFとを備え、排気ガスは、遠赤外線発生器B、触媒コンバータC、排気ガス冷却器D、消音器Eを順次通過して浄化されると共に、エアボックスF内に送り込まれるように構成し、このエアボックスF内の浄化された排気ガスを、エアクリーナHを介して内燃機関Aに供給できるように構成する手段を採用した。 Therefore, in order to achieve the above-described problems, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention is connected to an exhaust manifold connected to the exhaust port of the internal combustion engine A. A far-infrared generator B, a catalytic converter C connected to the far-infrared generator B, an exhaust gas cooler D connected to the catalytic converter C, and a silencer E connected to the exhaust gas cooler D And an air box F connected to the silencer E, and the exhaust gas passes through the far-infrared generator B, the catalytic converter C, the exhaust gas cooler D, and the silencer E in order, and is purified. A configuration is adopted in which the exhaust gas is sent into the air box F and the purified exhaust gas in the air box F can be supplied to the internal combustion engine A via the air cleaner H.
また、本考案の請求項2記載の内燃機関用排気ガス浄化装置にあっては、前記遠赤外線発生器Bは、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状のケーシング1と、このケーシング1の内周面に形成される遠赤外線発生基材2と、この遠赤外線発生基材2を加熱可能なヒーター線3とを備え、このヒーター線3への通電よって遠赤外線発生基材2を加熱できるように構成する手段を採用した。
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to
更に、本考案の請求項3記載の内燃機関用排気ガス浄化装置にあっては、前記排気ガス冷却器Dは、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状のケーシング5と、螺旋状に巻装された状態でケーシング5内に収容されると共に、その両端がケーシング5の入口と出口に接続される内管6と、ケーシング5の外周表面に巻装される外装管8とからなり、内管6には多数の小孔7を穿設して、排気ガスが通過自在となるように形成し、外装管8内には冷媒ガスが流されて、ケーシング5内の排気ガスを冷却できるように構成する手段を採用した。
Furthermore, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to
そして、本考案の請求項4記載の内燃機関用排気ガス浄化装置にあっては、前記消音器Eは、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状のケーシング10と、このケーシング10内を入口から出口に向う方向に於いて区画する複数の仕切壁11と、この複数の仕切壁11を貫通すると共に、捩れ状態に形成される複数の貫通内管13とからなり、この貫通内管13には、多数の小孔14を穿設して、排気ガスが通過自在となるように形成し、複数の仕切壁11にあっては、入口がわの仕切壁11を除いて多数の小孔12を穿設すると共に、出口に近い順に仕切壁11の小孔12の数を増すように構成する手段を採用した。
In the exhaust gas purifying device for an internal combustion engine according to claim 4 of the present invention, the silencer E includes a hollow
従って、請求項1の内燃機関用排気ガス浄化装置によれば、遠赤外線発生器Bで排気ガスの活性を高めて有害物質を燃焼させ易くし、触媒コンバータCで排気ガス中の有害物質をより確実に浄化できるようになる。しかも、排気ガス冷却器Dで浄化された排気ガスの温度を下げられ、消音器Eで排気ガスを消音でき、エアボックスFでより確実に排気ガスを消音してから、エアクリーナHを介して内燃機関Aにスムーズに供給できるようになる。
加えて、構成が簡素で、比較的コンパクトに構成でき、メンテナンスが容易で、経済的な内燃機関用排気ガス浄化装置となる。
Therefore, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 1, the far-infrared generator B increases the activity of the exhaust gas to facilitate the combustion of harmful substances, and the catalytic converter C further reduces the harmful substances in the exhaust gas. It will surely be able to purify. In addition, the temperature of the exhaust gas purified by the exhaust gas cooler D can be lowered, the exhaust gas can be silenced by the silencer E, and the exhaust gas can be silenced more reliably by the air box F, and then the internal combustion is performed via the air cleaner H. The engine A can be supplied smoothly.
In addition, the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine is simple and has a relatively compact configuration, is easy to maintain, and is economical.
また、請求項2の内燃機関用排気ガス浄化装置によれば、ヒーター線3への通電によって遠赤外線発生基材2を加熱することにより、遠赤外線の発生量が増すようになると共に、通過する排気ガスが高温となると共に、その活性を高めることができ、有害物質を燃焼させることができるようになる。
しかも、遠赤外線発生器B自体の構成が簡素で、メンテナンスが容易となる。
According to the exhaust gas purifying device for an internal combustion engine of
In addition, the configuration of the far-infrared generator B itself is simple, and maintenance is easy.
更に、請求項3の内燃機関用排気ガス浄化装置によれば、加熱された排気ガスを確実に且つ効率良く冷却できるようになる。しかも、排気ガス冷却器D自体の構成が比較的簡素で、メンテナンスも容易となる。
Furthermore, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of
そして、請求項4の内燃機関用排気ガス浄化装置によれば、冷却された排気ガスを確実に且つ効率良く消音できるようになる。しかも、消音器E自体の構成が比較的簡素で、メンテナンスも容易となる。 According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of claim 4, the cooled exhaust gas can be silenced reliably and efficiently. In addition, the structure of the silencer E itself is relatively simple, and maintenance is easy.
以下、本考案を説明すると、次の通りである。
本考案は、主に、自動車やオートバイやその他のエンジン(内燃機関A)から排出される排気ガスをより確実に且つ効率良く浄化処理できるようにした内燃機関用排気ガス浄化装置に係るものである。
具体的には、内燃機関Aの排気ポートに接続した排気マニホールドに連結される遠赤外線発生器Bと、この遠赤外線発生器Bに連結される触媒コンバータCと、この触媒コンバータCに連結される排気ガス冷却器Dと、この排気ガス冷却器Dに連結される消音器Eと、この消音器Eに連結されるエアボックスFとを備えたものである。
そして、排気ガスは、内燃機関Aから、遠赤外線発生器B、触媒コンバータC、排気ガス冷却器D、消音器Eを順次通過して浄化や、冷却や、消音されながら、エアボックスF内に送り込まれるように構成し、このエアボックスF内の浄化された排気ガスを、エアクリーナHを介して内燃機関Aに供給できるように構成することで、前記課題を達成する。
Hereinafter, the present invention will be described as follows.
The present invention mainly relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can more reliably and efficiently purify exhaust gas discharged from an automobile, a motorcycle, or another engine (internal combustion engine A). .
Specifically, a far-infrared generator B connected to an exhaust manifold connected to an exhaust port of the internal combustion engine A, a catalytic converter C connected to the far-infrared generator B, and connected to the catalytic converter C. An exhaust gas cooler D, a silencer E connected to the exhaust gas cooler D, and an air box F connected to the silencer E are provided.
Then, the exhaust gas passes through the far-infrared generator B, the catalytic converter C, the exhaust gas cooler D, and the silencer E in order from the internal combustion engine A and enters the air box F while being purified, cooled, and silenced. The above-described problem is achieved by being configured so that the exhaust gas purified in the air box F can be supplied to the internal combustion engine A via the air cleaner H.
前記遠赤外線発生器Bは、例えば、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状の金属製ケーシング1と、このケーシング1の内周面に形成される円筒状の遠赤外線発生基材2と、この遠赤外線発生基材2内に埋設される(或いは、外装される)加熱可能なヒーター線3とを備え、このヒーター線3への通電よって遠赤外線発生基材2を加熱できるように構成されている。
The far-infrared generator B includes, for example, a hollow cylindrical metal casing 1 provided with an exhaust gas inlet and outlet at both ends thereof, and a cylindrical far-infrared generator formed on the inner peripheral surface of the casing 1. A
前記ケーシング1は、中空円柱状以外の形状でも良いし、金属製でなくても良い。 The casing 1 may have a shape other than a hollow cylindrical shape or may not be made of metal.
また、前記遠赤外線発生基材2は、加熱することにより遠赤外線を発生するような材料(天然石や、天然石を加工したものや、パウダー状に形成したものや、パウダー状のものを焼成して適宜形状に固形化したもの等)によって円筒状に成形されている。尚、遠赤外線発生基材2は、パウダー状に形成したものをケーシング1の内周面に接着したり、塗布したり、溶着したりしたものでも良いし、或いはケーシング1内周面にパウダー収納空間を形成し、この中にパウダーを充填させて構成したものであっても良い(図示せず)。
The far infrared ray generating
更に、前記ヒーター線3は、遠赤外線発生基材2内に螺旋状に埋設したものであっても良いし(図2参照)、遠赤外線発生基材2(或いは、ケーシング1)に螺旋状に外装させたものであっても良い(図示せず)。しかも、ヒーター線3に於いて、ケーシング1の排気ガスの入口がわにある一端には、マイナスの電極が接続され、ケーシング1の排気ガスの出口がわにある他端には、プラスの電極が接続されるようにして、遠赤外線発生器Bを通過する排気ガスの活性がより高められるようにしても良い。
Further, the
前記触媒コンバータCは、例えば、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状の金属製ケーシングと、このケーシング内装される適宜触媒(例えば、白金、チタン、その他)とによって形成され、排気ガス中の有害成分を還元・酸化によって浄化できるように構成されたものが採用されている。尚、この触媒コンバータCには、遠赤外線発生器Bで加熱されると共に活性が高められた排気ガスが送られてくるため、この排気ガス中の有害成分の還元・酸化による浄化がより促進されるようになる。 The catalytic converter C is formed by, for example, a hollow cylindrical metal casing provided with exhaust gas inlets and outlets at both ends thereof, and an appropriate catalyst (for example, platinum, titanium, etc.) housed in the casing. The exhaust gas is configured so that harmful components in the exhaust gas can be purified by reduction and oxidation. The catalytic converter C is supplied with exhaust gas heated by the far-infrared generator B and enhanced in activity, so that purification by reduction and oxidation of harmful components in the exhaust gas is further promoted. Become so.
前記排気ガス冷却器Dは、例えば、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状の金属製ケーシング5と、螺旋状に巻装された状態でケーシング5内に収容されると共に、その両端がケーシング5の入口と出口に接続される金属製内管6と、ケーシング5の外周表面に螺旋状に巻装される金属製外装管8とからなっている。
そして、内管6には多数の円形状の小孔7を穿設して、排気ガスが通過自在となるように形成し、外装管8内には冷媒ガスが流されて、ケーシング5内の排気ガスを冷却できるように構成されている。すなわち、加熱された排気ガスを確実に且つ効率良く冷却できるように構成されている。
The exhaust gas cooler D is, for example, a hollow
A large number of small
前記消音器Eは、例えば、その両端に排気ガスの入口と出口が設けられた中空円柱状のケーシング10と、このケーシング10内を入口から出口に向う方向に於いて区画する複数の円板状仕切壁11と、この複数の仕切壁11を貫通すると共に、捩れ状態に形成される複数の貫通内管13とからなっている。
そして、貫通内管13には、多数の円形状の小孔14を穿設して、排気ガスが通過自在となるように形成し、複数の仕切壁11にあっては、入口がわの仕切壁11を除いて多数の円形状の小孔12を穿設すると共に、出口に近い順に仕切壁11の小孔12の数を増すように構成されている。すなわち、冷却された排気ガスを確実に且つ効率良く消音できるように構成されている。
The silencer E is, for example, a hollow
A large number of small
前記エアボックスFは、例えば、偏平で比較的容量の大きな中空ボックス状に形成されており、車のボンネットの下方等に配置できるように形成されている。そして、このエアボックスF内に、消音器Eによって消音された排気ガスが送り込まれると、更に消音されてエアダクトGに送り込めるように形成されている。
尚、エアボックスFは、その中に別途消音装置を内蔵しても良いし、或いは、ボンネットに設けた空気取入れ口から外部の空気が取り込まれるように形成しても良い。
The air box F is formed, for example, in the shape of a flat and relatively large hollow box so that it can be placed under the hood of the vehicle. When the exhaust gas silenced by the silencer E is sent into the air box F, the sound is further silenced and sent to the air duct G.
The air box F may be provided with a silencer separately therein, or may be formed so that external air is taken in from an air intake provided in the bonnet.
前記エアダクトGは、例えば、外部の空気を取り込んでエアクリーナHに送り込めるように形成されたもので、その側壁部とエアボックスFとが適宜パイプ材によって連通されている。 The air duct G is formed, for example, so as to take in external air and send it to the air cleaner H, and the side wall portion and the air box F are appropriately communicated by a pipe material.
本考案の内燃機関用排気ガス浄化装置は、以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能なものである。 The exhaust gas purifying device for an internal combustion engine of the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
しかして、本考案の内燃機関用排気ガス浄化装置によれば、遠赤外線発生器Bで排気ガスの活性を高めて有害物質を燃焼させ易くし、触媒コンバータCで排気ガス中の有害物質をより確実に浄化でき、排気ガス冷却器Dで浄化された排気ガスの温度を下げられ、消音器Eで排気ガスを消音でき、エアボックスFでより確実に排気ガスを消音してから、エアクリーナHを介して内燃機関Aにスムーズに供給でき、排気ガス中の有害物質を低減できるようになる。 Therefore, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the far-infrared generator B increases the activity of the exhaust gas to facilitate combustion of harmful substances, and the catalytic converter C further reduces the harmful substances in the exhaust gas. The exhaust gas cooler D can be reliably purified, the temperature of the exhaust gas purified by the exhaust gas cooler D can be lowered, the exhaust gas can be silenced by the silencer E, and the exhaust gas can be silenced more reliably by the air box F. Therefore, it can be smoothly supplied to the internal combustion engine A, and harmful substances in the exhaust gas can be reduced.
A 内燃機関
B 遠赤外線発生器
C 触媒コンバータ
D 排気ガス冷却器
E 消音器
F エアボックス
G エアダクト
H エアクリーナ
1 ケーシング
2 遠赤外線発生基材
3 ヒーター線
5 ケーシング
6 内管
7 小孔
8 外装管
10 ケーシング
11 仕切壁
12 小孔
13 貫通内管
14 小孔
A Internal combustion engine B Far-infrared generator C Catalytic converter D Exhaust gas cooler E Silencer F Air box G Air duct H Air cleaner 1
Claims (4)
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2010
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