JP3335609B2

JP3335609B2 - 排気ガス処理装置

Info

Publication number: JP3335609B2
Application number: JP2000115589A
Authority: JP
Inventors: 睦世成毛
Original assignee: 有限会社ナサオート
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2002-10-21
Anticipated expiration: 2020-04-17
Also published as: JP2001295644A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス処理装置
に関し、特にガソリン自動車の排気ガス中の水分を効果
的に除去できる排気ガス処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大都市及び幹線道路沿いの地域等におい
ては、近年、自動車の排気ガスによる大気汚染が深刻に
なっている。

【０００３】ガソリン自動車については、この数十年の
間に排気ガス規制が強化されたので、エンジンにおける
燃焼制御、及び酸化還元触媒又は三軒処理触媒等による
排気ガス中の有害成分の酸化・還元等により、排気ガス
を浄化することが一般に行われるようになってきた。

【０００４】しかし、前記何れの手段によっても排気ガ
ス中の炭化水素類を完全に除去することはできなかっ
た。

【０００５】排気ガス中の炭化水素類を効果的に除去で
きる排気ガス浄化装置として、本出願人により、室温に
おいて実質的に非揮発性であり、しかも炭化水素に対し
て親和性を有する排気ガス浄化液を内部に収容してなる
排気ガス浄化槽と、前記排気ガス浄化槽に収容されてな
る排気ガス浄化液中に、浄化しようとする排気ガスを導
入する排気ガス導入流路と、前記排気ガス浄化液中を流
通した排気ガスを前記排気ガス浄化槽外に導出する排気
ガス導出流路とを備える排気ガス浄化装置が提案された
（特願平１１−２７０８８５号明細書）。

【０００６】本出願人が前記排気ガス浄化装置を用いて
ディーゼル自動車及びガソリン自動車の排気ガスを浄化
する実験を行ったところ、ディーゼル自動車及びガソリ
ン自動車の何れにおいても、煤等の炭化水素をほぼ完全
に除去できることが判った。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガソリン自動
車の排気ガスには、水蒸気が大量に含まれるので、前記
排気ガス浄化装置にガソリン自動車の排気ガスを直接に
導入すると、排気ガス中の水分が前記排気ガス浄化槽中
で凝縮して排気ガス浄化槽中に溜まり、排気ガス導出流
路から排気ガス浄化液が溢れ出す可能性がある。又、排
気ガス浄化液が大量の水分を含むと、煤等を絡めとる作
用が弱くなり、炭化水素を十分に除去できなくなる可能
性もある。

【０００８】したがって、前記排気ガス浄化装置におい
てガソリン自動車の排気ガスを長時間処理するには、前
記排気ガス中の水分を予め除去することが望ましい。

【０００９】本発明は、前記の事実を考慮し、ガソリン
自動車の排気ガスのように水分を高濃度で含有する排気
ガスから水分を効果的に除去できる排気ガス処理装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、内部を排気ガスが流通する筐体と、前記筐体の内部
において、前記排気ガスの流れが衝突するように設けら
れてなり、前記排気ガス中の水分を表面に凝縮させる凝
縮板と、前記筐体の内部において凝縮した凝縮水を貯留
する凝縮水貯留槽と、前記凝縮板と前記凝縮水貯留槽と
の間に設けられてなり、前記凝縮板の表面に凝縮した凝
縮水を集めて前記凝縮水貯留槽に導く凝縮水誘導流路と
を備えてなり、前記凝縮板における両端縁部において垂
直方向に延在するとともに、前記筐体における排気ガス
の導入方向に対して上流側に向かって開口する樋状流路
が前記凝縮水誘導流路に設けられてなることを特徴とす
る排気ガス処理装置である。

【００１１】前記排気ガス浄化装置においては、前記筐
体に導入された排気ガスは、前記凝縮板に衝突して、前
記排気ガス中の水分が、前記凝縮板における排気ガス導
入側の表面に凝縮水として凝縮する。

【００１２】凝縮板の表面に凝縮した凝縮水は、凝縮板
の表面に沿って流れる排気ガスの圧力によって凝縮板の
両端縁部に向かって移動し、樋状流路の開口から内部に
流入し、凝縮水貯留槽に集められる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、前記筐体が、略
水平方向に排気ガスが流通するように形成されてなる排
気ガス処理装置である。

【００１４】前記排気ガス処理装置においては、通常、
筐体は、横方向に延在する角柱型、円柱型、又は楕円柱
型に形成されるから、前記排気ガス処理装置は、自動車
の床下に装着するのに都合がよい。

【００１５】請求項３に記載の発明は、前記凝縮板にお
いて、前記筐体における排気ガスの導入方向に対して上
流側に向かって突出する凸面状である排気ガス処理装置
である。

【００１６】前記排気ガス処理装置においては、前記凝
縮板における凸面状の面に排気ガスが当たり、前記面上
に、排気ガス中の水分が凝縮する。

【００１７】

【００１８】

【００１９】請求項４に記載の発明は、前記凝縮板が、
前記筐体の底面に対して平行な面に沿ってＶ字型の断面
を有する排気ガス処理装置である。

【００２０】前記排気ガス浄化装置においては、前記凝
縮板におけるＶ字型に突出した側の面に排気ガスが当た
る。

【００２１】請求項５に記載の排気ガス処理装置は、前
記凝縮板が、前記筐体における排気ガスの導入方向に対
して上流側から下流側に向かう方向に沿って２以上の列
状に配列され、しかも前記方向に対して直角の方向に沿
って互い違いに配列されてなる排気ガス処理装置であ
る。

【００２２】前記排気ガス浄化装置においては、前記凝
縮板によってジグザグ状の流路が形成されるから、筐体
に導入された排気ガスは、前記ジグザグ状の流路を流通
する。したがって、前記排気ガスは、外部に導出される
までに何回も前記凝縮板に当たって進路を変更する。し
たがって、筐体の体積が同一であれば、排気ガス中の水
分をより多く凝縮させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】１．第１の実施形態本発明の排気ガス処理装置の一例について以下に説明す
る。

【００２４】前記排気ガス処理装置の水平面に沿った断
面を図１に示し、図１における垂直面Ｘ−Ｘに沿って切
断し、排気ガスの導入側から見た断面を図２に示す。

【００２５】図１に示すように、前記排気ガス処理装置
は、水平方向に延在すると共に、排気ガスが内部を流通
する略角柱状の筐体１を有する。筐体１の端板１Ａ及び
１Ｂは、何れも外側に突出した角錐状に形成され、筐体
１に排気ガスを導入する排気ガス導入管１Ｃ及び筐体１
から排気ガスを導出する排気ガス導出管１Ｄが、端板１
Ａ及び端板１Ｂのそれぞれの頂部から、筐体１の中心線
に沿って外側に向かって突出している。

【００２６】図２に示すように、筐体１の下方には、排
気ガス中の水分が凝縮した凝縮水を貯留する直方体状の
凝縮水貯留槽２が一体に設けられている。

【００２７】筐体１と凝縮水貯留槽２とは、筐体１の底
面を形成する筐体底板１Ｅで区画されている。筐体底板
１Ｅは、筐体１の長手方向の中心線に沿って上方に、言
い換えれば筐体１の天井板１Ｇに向かって山形に屈曲
し、筐体１の長手方向に沿った稜を形成している。

【００２８】筐体１における筐体底板１Ｅと天井板１Ｇ
との間には、筐体底板１Ｅに対して平行に仕切り板１Ｆ
が設けられている。仕切り板１Ｆも、筐体底板１Ｅと同
様の形状及び大きさを有し、筐体１の長手方向の中心線
に沿って上方に山形に屈曲し、筐体１の長手方向に沿っ
た稜を形成している。

【００２９】筐体底板１Ｅの下面には、筐体１に導入さ
れた排気ガスの熱が凝縮水貯留槽２に伝わるのを防止す
るグラスウール層７が設けられている。

【００３０】図２に示すように、凝縮水貯留槽２におけ
る筐体底板１Ｅ近傍には、筐体１からの凝縮水を一旦貯
留すると同時に、筐体１内部における排気ガス圧の変動
が凝縮水貯留槽２に直接及ぶのを防止する水集チャンバ
２Ａが設けられている。

【００３１】水集チャンバ２Ａの底面を形成する水集チ
ャンバ底板２Ｂは、略水平方向に設けられ、直径３〜５
ｍｍ程度の孔が全面に多数開口した金属板であるパンチ
メタル板により形成されている。

【００３２】水集チャンバ底板２Ｂの下方には、パンチ
メタル板により形成された波動防止板２Ｃが、前記水集
チャンバ底板２Ｂに対して平行に設けられている。波動
防止板２Ｃは、凝縮水貯留槽２に貯留された凝縮水の水
面が、外部からの振動等によって激しく踊るのを防止す
る機能を有する。波動防止板２Ｃを形成するパンチメタ
ル板は、水集チャンバ底板２Ｂと孔径が同一であっても
よく、異なっていてもよい。

【００３３】波動防止板２Ｃと、凝縮水貯留槽底板２Ｄ
との間には、凝縮水貯留槽２の内部を仕切る仕切り板２
Ｅが設けられている。仕切り版２Ｅは、垂直方向に設け
られ、波動防止板２Ｃ及び水集チャンバ底板２Ｂと同様
にパンチメタル板により形成されている。仕切り版２Ｅ
も又、凝縮水貯留槽２に貯留された凝縮水の水面が激し
く踊るのを防止する機能を有する。仕切り板２Ｅの孔径
も又、波動防止板２Ｃ及び水集チャンバ底板２Ｂと同一
であってもよく、異なっていてもよい。

【００３４】凝縮水貯留槽底板２Ｄの中央部には、凝縮
水貯留槽２内部に溜まった凝縮水を排出するドレン排出
口２Ｆが設けられている。ドレン排出口２Ｆは、通常
は、キャップ２Ｇにより閉じられている。

【００３５】凝縮水貯留槽２における凝縮水貯留槽底板
２Ｄ近傍には、更に、図２に示すように、内部における
凝縮水の液面が一定の高さ以上に上昇すると凝縮水を外
部に排出する水封弁２Ｈが設けられている。水封弁２Ｈ
は、図２に示すように１本の管から形成され、根元部に
おいて上方に屈曲し、先端部においてループ状に形成さ
れている。

【００３６】図２において二点鎖線で示すように、凝縮
水貯留槽２における凝縮水の水面が前記ループ部の頂点
の高さを超えると、サイホンの原理により、水封弁２Ｈ
から凝縮水が外部に排出され、凝縮水貯留槽２内の水面
の高さが一定に保たれる。

【００３７】図１及び図２に示すように、筐体底板１Ｅ
及び仕切り板１Ｆの上面には、本発明の排気ガス処理装
置の備える凝縮板に相当するＶ型プレート３が、筐体１
の長手方向に沿って３列に配列されている。Ｖ型プレー
ト３は、図１において矢印ａで示す排気ガスの導入方向
に対して上流側（以下、単に「上流側」という。）に突
出し、言い換えれば前記排気ガスの導入方向ａに対して
下流側（以下、単に「下流側」という。）に開くＶ字型
の平面形状を有している。したがって、前記排気ガス中
の水分は、Ｖ型プレート３における上流側の面、言い換
えればＶ字型に突出した側の面に凝縮する。前記３列に
配置されたＶ型プレート３の内、１列は、筐体底板１Ｅ
及び仕切り板１Ｆにおける中央部、即ち稜が形成された
部分に配列され、中央Ｖ型プレート列３１を形成する。
一方、残りの２列は、それぞれ筐体１が有する側壁１Ｈ
の近傍部分に配置され、外側Ｖ型プレート列３２を形成
する。Ｖ型プレート３は、筐体１の幅方向に沿って互い
違いに配列されている。

【００３８】Ｖ型プレート３の外側には、外側プレート
４が立設されている。外側プレート４は、図１に示すよ
うに、上方から見て、筐体１の側壁１Ｈから中心部に向
かって下流側に延在するように配設されている。

【００３９】図１に示すように、Ｖ型プレート３の両端
縁近傍には、Ｖ型プレート３の表面に凝縮した凝縮水を
捕集するＣ型円筒３Ａが設けられている。同様に、外側
プレート４における筐体１の中心部寄りの端縁近傍にも
同様の機能を有するＣ型円筒４Ａが設けられている。

【００４０】Ｖ型プレート３及び外側プレート４におけ
る端縁部近傍の上方から見た拡大図を図３に示す。図３
に示すように、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａは、何れもＣ字型
の断面を有する樋状の部材であり、上流側に向かって開
口している。Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａは、何れも垂直方向
に設けられ、長手方向に沿った一対の端縁の一方におい
てＶ型プレート３及び外側プレート４に固定されてい
る。更に、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａは、Ｖ型プレート３及
び外側プレート４に固定された側とは反対側の端縁部
が、Ｖ型プレート３及び外側プレート４が属する仮想平
面（図３において二点鎖線で示す。）よりも排気ガス導
入側に対して上流側に突出するように形成されている。

【００４１】更に、図３に示すように、Ｖ型プレート３
及び外側プレート４においては、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａ
が固定された側の端縁部が、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａの内
壁面との間隔が次第に縮小するように、Ｃ型円筒３Ａ及
び４Ａの内壁面に沿って下流側に円筒状に巻き込まれ、
水流巻き込みリブ３Ｂ及び４Ｂを形成している。従っ
て、Ｃ型円筒３Ａと水流巻き込みリブ３Ｂとの間、及び
Ｃ型円筒４Ａと水流巻き込みリブ４Ｂとの間には、それ
ぞれ入り口から遠ざかるに従って狭くなる間隙３Ｃ及び
４Ｃが形成されている。

【００４２】図１〜図３に示すように、筐体底板１Ｅ及
び仕切り板１Ｆの下面には、Ｖ型プレート３及び外側プ
レート４の表面に凝縮した凝縮水を集める凝縮水集合管
５Ａ及び５Ｂがそれぞれ筐体１の幅方向に沿って設けら
れている。凝縮水集合管５Ａ及び５Ｂも又、筐体底板１
Ｅ及び仕切り板１Ｆと同様に、筐体１の中心部から側壁
１Ｈに向かって高さが低くなる方向の勾配を有してい
る。筐体１の外側には、側壁１Ｈに沿って、凝縮水集合
管５Ａ及び５Ｂと水集チャンバ２Ａとを連通する凝縮水
導出管６が設けられている。

【００４３】筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆには、凝縮
水集合管５Ａ及び５Ｂに沿って一定間隔で円形の開口ｑ
が設けられている。筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆにお
ける開口ｑの位置に一致するように、凝縮水集合管５Ａ
及び５Ｂにも円形の開口ｑ’が設けられている。開口ｑ
と開口ｑ’とは、同一の直径を有している。開口ｑ及び
ｑ’には、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａの下端部が挿通されて
いる。

【００４４】Ｖ型プレート３及び外側プレート４の上流
側の表面に凝縮した凝縮水の滴は、Ｖ型プレート３及び
外側プレート４の前記表面に沿って流れる排気ガスによ
り、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａに向かって吹き寄せられ、Ｃ
型円筒３Ａと水流巻き込みリブ３Ｂとの間の間隙３Ｃ、
及びＣ型円筒４Ａと水流巻き込みリブ４Ｂとの間の間隙
４Ｃ内に吹き込まれる。

【００４５】前述のように間隙３Ｃ及び４Ｃは、入り口
から遠ざかるに従って狭まるから、間隙３Ｃ及び４Ｃに
吹き込んだ排気ガスは、水流巻き込みリブ３Ｂ及び４Ｂ
の内壁面に囲まれた円筒状の空間の中心に向かう渦状の
加速流れを形成する。したがって、水流巻き込みリブ３
Ｂ及び４Ｂの内側は減圧になるから、凝縮水の滴は、水
流巻き込みリブ３Ｂ及び４Ｂの内側に吸い込まれる。

【００４６】水流巻き込みリブ３Ｂ及び４Ｂの内側に吸
い込まれた凝縮水は、開口ｑ及びｑ’を通って凝縮水集
合管５Ａ及び５Ｂに集められ、凝縮水導出管６を通って
水集チャンバ２Ａ内に集められ、凝縮水貯留槽２に導か
れる。Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａと、水流巻き込みリブ３Ｂ
及び４Ｂと、凝縮水集合管５Ａ及び５Ｂと、凝縮水導出
管６と、水集チャンバ２Ａとは、本発明の排気ガス処理
装置における凝縮水誘導流路に相当し、Ｃ型円筒３Ａ及
び４Ａは、本発明の排気ガス処理装置における樋状流路
にも相当する。

【００４７】筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆには、更
に、図１に示すように、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａによって
捕集できなかったり、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａから溢れ出
したりした凝縮水を捕集するスリット状の水滴捕集口８
が、筐体１の幅方向に沿って２列設けられている。水滴
捕集口８の内、１つは、筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆ
における下流側の端縁部近傍に設けられ、もう１つは、
それよりも上流側に設けられている。

【００４８】筐体１における水滴捕集口８の近傍につ
き、筐体１の長手方向に沿って切断した断面を図４に示
し、筐体１の幅方向に沿った垂直面（図４においてＹ−
Ｙで示す。）に沿って切断した断面を上流側から見たと
ころを図５に示す。

【００４９】図４に示すように、水滴捕集口８の上流側
における端縁部には、筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆと
一体に、下流側に向かって下方に屈曲するように形成さ
れると共に、水滴捕集口８内に凝縮水を誘導する水滴誘
導板８Ａが設けられている。一方、水滴捕集口８の下流
側における端縁部には、水滴誘導板８Ａの下方に向かっ
て延在し、筐体１の長手方向に沿って略Ｌ字型の断面を
有する水滴受け８Ｂが、筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆ
と一体に形成されている。水滴受け８Ｂは、水滴誘導板
８Ａの先端から滴下した凝縮水を受ける機能を有する。
水滴捕集口８の前記端縁部には、更に、上流側に向かっ
て斜め上方に延びる水沫跳ね返り防止板８Ｃが、筐体底
板１Ｅ及び仕切り板１Ｆと一体に形成されている。

【００５０】図４及び図５に示すように、筐体底板１Ｅ
及び仕切り板１Ｆにおける水滴誘導板８Ａ及び水滴受け
８Ｂの下方には、水滴誘導板８Ａ及び水滴受け８Ｂに沿
って滴下した凝縮水を受ける水滴捕集樋９が固定されて
いる。水滴捕集樋９の両端には、水滴捕集樋９で受けた
凝縮水を水集チャンバ２Ａに導く凝縮水導出管１０が接
続されている。

【００５１】以下、第１実施形態に係る排気ガス処理装
置の内部における排気ガス及び凝縮水の流れについて説
明する。

【００５２】前記排気ガス処理装置における排気ガスの
流れを図６に示す。図６において矢印ｂで示すように、
排気ガス導入管１Ｃから導入された排気ガスは、大部分
が、中央Ｖ型プレート列３１に向かって流れ、一部が、
側壁１Ｈに沿って流れる。

【００５３】ここで、図６に示すように、中央Ｖ型プレ
ート列３１と外側Ｖ型プレート列３２との間、及び外側
Ｖ型プレート列３２と外側プレート４との間には、矢印
ｃ及びｄで示すように、ジグザグ状の流路が形成されて
いる。

【００５４】中央Ｖ型プレート列３１に向かって流れた
排気ガスは、図６に示すように中央Ｖ型プレート列３１
における最も上流側のＶ型プレート３に当たって左右に
分かれ、流路ｃに沿って下流側に向かって流れながら、
中央Ｖ型プレート列３１におけるＶ型プレート３の上流
側の面と、外側Ｖ型プレート列３２におけるＶ型プレー
ト３の上流側の面とに次々に当たる。

【００５５】一方、両側の側壁１Ｈに沿って流れた排気
ガスは、最も上流側の外側プレート４に当たり、流路ｄ
に沿って下流側に向かって流れながら、外側Ｖ型プレー
ト列３２におけるＶ型プレート３の上流側の面と、外側
プレート４の上流側の面とに次々に当たる。

【００５６】排気ガスがＶ型プレート３及び外側プレー
ト４の上流側の面に当たると、排気ガス中の水分は、Ｖ
型プレート３及び外側プレート４の前記面において凝縮
する。図３に示すように、Ｖ型プレート３及び外側プレ
ート４に凝縮した凝縮水は、前述のように排気ガスによ
ってＣ型円筒３Ａ及び４Ａに向かって吹き寄せられ、間
隙３Ｃ及び４Ｃを通って凝縮水集合管５Ａ及び５Ｂに集
められ、凝縮水導出管６を通って水集チャンバ２Ａに集
められる。

【００５７】水集チャンバ２Ａに集められた凝縮水は、
水集チャンバ２Ａの底面２Ｂにおけるパンチ孔を通って
凝縮水貯留槽２に落下する。

【００５８】一方、Ｃ型円筒３Ａ及び４Ａから溢れ出た
凝縮水、及び筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆ上で凝縮し
た凝縮水は、図４及び図５に示すように、排気ガスの流
れに押されて筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆ上を下流側
に向かって移動し、水滴誘導板８Ａによって水滴捕集口
８内に誘導され、水滴誘導板８Ａの端縁から水滴受け８
Ｂに向かって落下し、水滴捕集樋９に集められる。水滴
捕集樋９に集められた凝縮水は、凝縮水導出管１０を通
って水集チャンバ２Ａに集められる。

【００５９】第１の実施形態に係る排気ガス処理装置
は、筐体１の内部に多数のＶ型プレート３及び外側プレ
ート４が設けられているから、排気ガス中の水分が多量
にＶ型プレート３及び外側プレート４上に凝縮する。そ
して、前述のように、Ｖ型プレート３及び外側プレート
４上の凝縮水は、排気ガスが間隙３Ｃ及び４Ｃにおいて
形成する加速流れによって、凝縮水集合管５及び６に集
められ、凝縮水貯留槽２に導かれるから、凝縮水を凝縮
水貯留槽２に集めるポンプは不要である。加えて、水滴
捕集口８が設けられているから、Ｃ型円筒３Ａと水滴巻
き込みリブ３Ｂ、及びＣ型円筒４Ａと水滴巻き込みリブ
４Ｂとにより捕集できなかった凝縮水、及び筐体底板１
Ｅ又は仕切り板１Ｆ上に凝縮した凝縮水も、確実に凝縮
水貯留槽２に集めることができる。このように、前記排
気ガス処理装置は、可動部を有さず、機構が単純である
にもかかわらず、排気ガス中の水分を特に効果的に除去
できる。

【００６０】又、前記排気ガス処理装置においては、排
気ガスは、多数のＶ型プレート３及び外側プレート４に
当たってから外部に導出されるので、消音効果が高い。

【００６１】しかも、前記排気ガス処理装置は、吸水剤
層のように排気ガスが通過すると大きな流通抵抗を生じ
させる部分を有しないから、排気ガスの流通抵抗が少な
い。故に、消音効果が大きいにもかかわらず、エンジン
の出力低下が少ない。

【００６２】更に、筐体１と凝縮水貯留層２とが一体に
形成されているから、コンパクトでもある。

【００６３】加えて、凝縮水貯留層２には、水集チャン
バ２Ａが設けられ、更に波動防止板２Ｃ及び仕切り板２
Ｅが設けられているから、筐体１内部における排気ガス
の圧力の変動、及び前記排気ガス処理装置が装着された
自動車からの振動等によって、凝縮水貯留槽２に貯留さ
れた凝縮水の水面が激しく動揺し、前記凝縮水が凝縮水
貯留槽２外に溢れ出すことが無い。２．第２の実施形態本発明に係る排気ガス処理装置の別の例について以下に
説明する。

【００６４】前記排気ガス処理装置の水平面に沿った断
面を図７に示す。図７に示すように、前記排気ガス処理
装置は、凝縮板として、Ｖ型プレートに換えて、略半円
筒状に形成された半円筒プレート１１を用いている外
は、図１に示す排気ガス処理装置と同様の構成を有す
る。半円筒プレート１１は、半円筒状に膨出する側の面
が上流側を向くように、筐体底板１Ｅ（図７では省略さ
れている。）及び仕切り板１Ｆ上に立設されている。

【００６５】半円筒プレート１１の平面形状を図８に示
し、半円筒プレート１１が筐体底板１Ｅ及び仕切り板１
Ｆに立設された状態の詳細を図９に示す。図８に示すよ
うに、半円筒プレート１１は、半円筒状に形成された樋
状の半円筒プレート本体１１Ａと、半円筒プレート本体
１１Ａの長手方向に沿った端縁部を内側に円筒状に巻き
込んで形成された水流巻き込みリブ１１Ｂと、半円筒プ
レート本体１１Ａの前記端縁部のそれぞれにおける内側
の面に、水流巻き込みリブ１１Ｂを外側から囲むように
設けられた半円筒状のＣ型円筒１１Ｃとを備える。Ｃ型
円筒１１Ｃは、開口部が半円筒プレート本体１１Ａの外
側を向くように、長手方向の端縁部の一方が半円筒プレ
ート本体１１Ａの内側の面に固定され、他方の端縁部
が、半円筒プレート本体１１Ａの外側の面が属する仮想
円筒面（図８及び図９において二点鎖線で示す。）の半
径方向に沿って外側に突出するように形成されている。

【００６６】図９に示すように、Ｃ型円筒１１Ｃの下端
部が、筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆに設けられた円形
の開口ｑに挿入され、固定されている。

【００６７】図７に示す排気ガス処理装置においても、
排気ガス導入管１Ｃから導入された排気ガスは、半円筒
プレート１１の半円筒状に膨出した側の面に当たり、排
気ガスに含まれていた水分が凝縮して凝縮水になる。半
円筒プレート１１の前記面に凝縮した凝縮水は、半円筒
プレート１１の前記面に沿って下流側、即ち図８及び図
９における上方に向かって流れる排気ガスによって、Ｃ
型プレート１１Ｃに向かって吹き寄せられ、Ｃ型プレー
ト１１Ｃと水流巻き込みリブ１１Ｂとの間に吸い込ま
れ、開口ｑ及びｑ’を通って凝縮水集合管５Ａ、５Ｂ内
に集められる。

【００６８】前記排気ガス処理装置においては、前述の
ように、排気ガス中の水分が凝縮する凝縮板として半円
筒プレート１１を用いているから、第１の実施形態に係
る排気ガス処理装置の有する特長に加えて、排気ガスが
流通するときの抵抗損失が更に小さいという特長を有す
る。３．第３実施形態第１実施形態に係る排気ガス処理装置に、凝縮水貯留槽
内における凝縮水の水面高さを一定の範囲に調節する凝
縮水水面レベル調節手段を設けた例を図１０に示す。図
１０において、図２と同一の符号は、前記符号が図２に
おいて示す構成要素と同一の構成要素を示す。

【００６９】図１０に示すように、第３実施形態に係る
排気ガス処理装置は、凝縮水貯留槽２の内部における水
面の高さを一定の範囲に保持する凝縮水水面レベル調節
装置１２を備えている。凝縮水水面レベル調節装置１２
は、前記凝縮水水面レベル調節手段に相当する。前記排
気ガス処理装置は、凝縮水水面レベル調節装置１２を備
える以外は、第１の実施形態に係る排気ガス処理装置と
同様の構成を有している。

【００７０】凝縮水水面レベル調節装置１２は、凝縮水
貯留槽２の外壁に沿って垂直に設けられ、上端部におい
て、凝縮水貯留槽２における波動防止板２Ｃの近傍に連
通し、下端部において、凝縮水貯留槽２における凝縮水
貯留槽底板２Ｄ近傍に連通する水位検出管路１２ａと、
水位検出管路１２ａ内部の水位の変化に応じて垂直部を
上下に移動するフロート１２ｂとを備えている。水位検
出管路１２ａの内部には、上端部近傍に設けられ、水位
検出管路１２ａ内の水面が波動防止板２Ｃに近い第１の
所定レベルｈ₁に達してフロート１２ｂが下方から当接
するとｏｎになる第１マイクロスイッチ１２ｃと、第１
マイクロスイッチ１２ｃと水位検出管路１２ａの下端部
との間に設けられ、水位検出管路１２ａ内の水面が、第
１の所定レベルｈ₁よりも下方の第２の所定レベルｈ₂ま
で低下してフロート１２ｂが上方から当接するとｏｎに
なる第２マイクロスイッチ１２ｄとを備えている。

【００７１】図１０に示すように、凝縮水水面レベル調
節装置１２は、更に、凝縮水貯留槽２内の凝縮水を外部
に排出する凝縮水排出管路１２ｅと、凝縮水貯留槽２に
補充される補充水が貯留されている補充水槽１２ｇと、
補充水槽１２ｇと凝縮水貯留槽２とを連通する凝縮水補
充流路１２ｆとを備えている。凝縮水排出管路１２ｅに
は、遠心ポンプである凝縮水排出ポンプ１２ｈが介装さ
れ、凝縮水補充流路１２ｆには、同じく遠心ポンプであ
る凝縮水補充ポンプ１２ｉが介装されている。

【００７２】凝縮水排出ポンプ１２ｈは、第１マイクロ
スイッチ１２ｃがｏｎになると回転するように配線さ
れ、凝縮水補充ポンプ１２ｉは、第２マイクロスイッチ
１２ｄがｏｎになると回転するように配線されている。

【００７３】第３の実施形態に係る排気ガス処理装置に
おいては、凝縮水貯留槽２と水位検出管路１２ａとは連
通しているから、凝縮水貯留槽２内部と水位検出管路１
２ａとの水面レベルはほぼ同一である。そして、水位検
出管路１２ａ内の水面が第１の所定レベルｈ₁に上昇す
ると、図１０において実線で示すように、第１マイクロ
スイッチ１２ｃがｏｎになり、凝縮水排出ポンプ１２ｈ
が回転して凝縮水排出流路１２ｅから凝縮水が排出され
るから、水位検出管路１２ａ内の水面は低下する。一
方、水位検出管路１２ａ内の水面が第２の所定レベルｈ
₂に低下すると、図１０において二点鎖線で示すよう
に、第２マイクロスイッチ１２ｄがｏｎになり、凝縮水
排出ポンプ１２ｉが回転して補充水槽１２ｇから凝縮水
補充流路１２ｆを通して凝縮水貯留槽２に水が補充さ
れ、水位検出管路１２ａ内の水面は上昇する。

【００７４】したがって、凝縮水貯留槽２内部の水面も
第１の所定レベルｈ₁よりも高くなることがなく、又、
第２の所定レベルｈ₂よりも低くなることもない。

【００７５】このように、第３の実施形態に係る排気ガ
ス処理装置においては、凝縮水貯留槽２の水面の高さ
は、第１の所定レベルｈ₁と第２の所定レベルｈ₂との間
に保持されるから、凝縮水貯留槽２の内部には常に一定
量の水が存在している状態にある。故に、前記排気ガス
処理装置は、第１の実施形態に係る排気ガス処理装置が
有する特長に加え、筐体１が排気ガスの熱により、高温
に加熱された場合においても、排気ガス中の水分が確実
に除去できるという特長を有する。４．第４実施形態第１実施形態に係る排気ガス処理装置に凝縮水水面レベ
ル調節手段を設けた排気ガス処理装置の別の例を図１１
に示す。図１１において、図１０と同一の符号は、前記
符号が図１０において示す構成要素と同一の構成要素を
示す。図１１に示す排気ガス処理装置においては、凝縮
水水面レベル調節装置１３が前記凝縮水水面レベル調節
手段に相当する。

【００７６】図１１に示すように、凝縮水水面レベル調
節装置１３は、水位検出管路１３ａとフロート１３ｂと
第１マイクロスイッチ１３ｃと第２マイクロスイッチ１
３ｄについては、第３実施形態に係る排気ガス処理装置
が備える凝縮水水面レベル調節装置１２と同様である。

【００７７】凝縮水水面レベル調節装置１３は、更に、
凝縮水貯留槽２における凝縮水貯留槽底板２Ｄ近傍に開
口し、凝縮水を排出する凝縮水排出管路１３ｅと、凝縮
水貯留槽２に補充される補充水が貯留されている補充水
槽１３ｇと、凝縮水貯留槽２と補充水槽１３ｇとを連通
する凝縮水補充管路１３ｆとを備えている。

【００７８】凝縮水排出管路１３ｅの先端部は下方を向
くように形成され、中間部には、電磁弁１３ｈが介装さ
れている。一方、凝縮水補充管路１３ｆは、凝縮水貯留
槽２における凝縮水排出管路１３ｅの開口部よりも上方
に開口している。凝縮水補充管路１３ｆには、電磁弁１
３ｉが介装されている。補充水槽１３ｇは、底面が、第
２の所定レベルｈ₂よりも高くなるように設けられてい
る。電磁弁１３ｈは、第１マイクロスイッチ１３ｃがｏ
ｎになると開き、電磁弁１３ｉは、第２マイクロスイッ
チ１３ｄがｏｎになると開くように配線されている。

【００７９】図１１に示す排気ガス処理装置において
は、水位検出管路１２ａ内の水面，即ち凝縮水貯留槽２
内の水面が第１の所定レベルｈ₁に上昇すると、実線で
示すように、第１マイクロスイッチ１３ｃがｏｎにな
り、電磁弁１３ｈが開くから、凝縮水排出流路１３ｅも
開く。そして、凝縮水貯留槽２内部の凝縮水は、重力の
作用により、凝縮水排出流路１３ｅを通って外部に排出
される。一方、水位検出管路１３ａ内の水面が第２の所
定レベルｈ₂に低下すると、図１１において二点鎖線で
示すように、第２マイクロスイッチ１３ｄがｏｎにな
り、電磁弁１３ｉが開くから、補充水槽１３ｇから凝縮
水補充流路１３ｆを通して重力により凝縮水貯留槽２に
水が補充される。

【００８０】第４の実施形態に係る排気ガス処理装置
は、第３の実施形態に係る排気ガス処理装置の備える特
長に加えて構成がより単純であるという特長を有する。５．第５実施形態排気ガスの導入方向に対して直角な方向に設けられた平
板状の凝縮板を備える排気ガス処理装置の一例につき、
以下に説明する。前記排気ガス処理装置について、長手
方向に沿って水平面に対して平行に切断した断面図を図
１２に示し、幅方向に沿って垂直面に対して平行に切断
した断面図を図１３に示す。図１２及び図１３におい
て、図１及び図２と同一の符号は、前記符号が図１及び
図２において示す構成要素と同一の要素を示す。

【００８１】図１２及び図１３に示すように、前記排気
ガス処理装置は、第１実施態様に係る排気ガス処理装置
と同様の筐体１を有し、筐体１の下方には、第１実施態
様に係る排気ガス処理装置と同様の凝縮水貯留槽２が一
体に設けられている。

【００８２】筐体１と凝縮水貯留槽２とは、筐体底板１
Ｅにより仕切られ、筐体１における筐体底板１Ｅと天井
板１Ｇとの間には、仕切り板１Ｆが設けられている。

【００８３】筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆの下面に
は、それぞれ凝縮水集合管５Ａ及び５Ｂが設けられてい
る。更に、筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆには、凝縮水
集合管５Ａ及び５Ｂに沿って開口ｑが設けられ、凝縮水
集合管５Ａ及び５Ｂにおける前記開口ｑに対応する位置
に開口ｑ’が設けられている。

【００８４】筐体底板１Ｅ及び仕切り板１Ｆの上面にお
ける中央部，即ち稜が形成された部分には、筐体１の長
手方向に沿って凝縮板１３が５枚配設されている。凝縮
板１３は、図１２において矢印ａで示す排気ガスの導入
方向に対して直角に設けられている。更に、筐体底板１
Ｅ及び仕切り板１Ｆの上面における側壁１Ｈ近傍には、
側壁１Ｈから筐体１の中心部に向かって延在する平板状
の凝縮板１４が、一方の側壁１Ｈについて４枚づつ、合
計８枚立設されている。凝縮板１４は、図１２に示すよ
うに、上方から見て筐体１の側壁１Ｈから下流側、即ち
図１２における上方に向かって延在するように配設され
ている。

【００８５】凝縮板１３及び凝縮板１４の端縁部の詳細
を図１４に示す。図１２〜図１４に示すように、凝縮板
１３の両方の端縁部及び凝縮板１４の内側の端縁部に
は、それぞれＣ型円筒１３Ａ及び１４Ａが垂直方向に設
けられている。Ｃ型円筒１３Ａ及び１４Ａは、何れも第
１実施形態に係る排気ガス処理装置におけるＣ型円筒３
Ａと同様に形成されている。凝縮板１３及び１４におけ
るＣ型円筒１３Ａ及び１４Ａが設けられた端縁部は、Ｃ
型円筒１３Ａ及び１４Ａの内壁面との間隔が次第に縮小
するように、下流側に円筒状に巻き込まれ、水流巻き込
みリブ１３Ｂ及び１４Ｂを形成している。Ｃ型円筒１３
Ａと水流巻き込みリブ１３Ｂとの間には、入り口から遠
ざかるに従って狭くなる間隙１３Ｃ及び１４Ｃが形成さ
れている。

【００８６】Ｃ型円筒１３Ａ及び１４Ａは、何れも下端
部が開口ｑ及びｑ’に挿通されている。

【００８７】前記排気ガス処理装置においては、排気ガ
ス導入管１Ｃから導入された排気ガスは、凝縮板１３と
凝縮板１４との間に形成されたジクザグ状の流路に沿っ
て流れ、同時に排気ガス中の水分が凝縮板１３及び１４
の上流側の表面に凝縮して凝縮水になる。

【００８８】凝縮板１３及び１４の上流側の面に凝縮し
た凝縮水は、凝縮板１３及び１４の前記面に沿って流れ
る排気ガスによって、Ｃ型円筒１３Ａ及び１４Ａに向か
って吹き寄せられ、水流巻き込みリブ１３Ｂに沿って間
隙１３Ｃ及び１４Ｃ内に吸い込まれる。

【００８９】間隙１３Ｃ及び１４Ｃ内に吸い込まれた凝
縮水は、凝縮水集合管５Ａ、５Ｂ及び凝縮水導出管６を
通って水集チャンバ２Ａに集められ、凝縮水貯留槽２に
貯留される。

【００９０】第５実施形態に係る排気ガス処理装置は、
第１実施形態に係る排気ガス処理装置の有する特長に加
え、凝縮板の構成がより簡素であり、作製が容易である
という特長を有する。

【００９１】

【発明の効果】本発明により提供される排気ガス処理装
置によれば、排気ガス中の水分量を大幅に少なくするこ
とができるから、水分を多く含むガソリン自動車の排気
ガスも、前記排気ガス処理装置で予め水分を除去するこ
とにより、特願平１１−２７０８８５号明細書で本願出
願人が提案した排気ガス浄化装置で長時間効果的に浄化
できる。

【００９２】又、前記排気ガス処理装置は、凝縮板に排
気ガスを衝突させることにより、前記凝縮板の表面に水
分などを凝縮させて除去しているから、吸水剤を用いた
水分除去装置とは異なり、消耗する部分が殆どなく、更
に、性能が経時的に劣化することも殆ど無い。

【００９３】更に、水分以外の凝縮性成分、たとえば炭
化水素なども本発明に係る排気ガス処理装置で除去でき
る。

【００９４】更に、筐体は、通常、排気管よりも格段に
大きな断面積を有し、更に、凝縮板は邪魔板としても機
能するから、本発明の排気ガス処理装置は、高性能のマ
フラーとしても機能する。更に、前記排気ガス処理装置
は、流通抵抗が少ないから、エンジンの出力低下が少な
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る排気ガ
ス処理装置につき、筐体の長手方向に沿って水平方向に
切断した断面を示す断面図である。

【図２】図２は、図１に示す排気ガス処理装置につき、
筐体の幅方向に切断した断面を上流側から見た断面図で
ある。

【図３】図３は、前記排気ガス処理装置が備えるＶ型プ
レート及び外側プレートにおける端縁部の詳細を示す拡
大上面図である。

【図４】図４は、前記排気ガス処理装置が備える水滴捕
集口の近傍につき、筐体の長手方向に切断した断面を示
す断面図である。

【図５】図５は、前記排気ガス処理装置における前記部
分につき、筐体の幅方向に切断した断面を示す断面図で
ある。

【図６】図６は、前記排気ガス処理装置内部における排
気ガスの流れを示す概略図である。

【図７】図７は、凝縮板として半円筒プレートを備える
排気ガス処理装置の長手方向に沿って切断した断面図で
ある。

【図８】図８は、図７に示す排気ガス処理装置における
半円筒プレートの詳細を示す拡大図である。

【図９】図９は、半円筒プレートが筐体底板又は筐体の
仕切り板に立設された状態を示す拡大図である。

【図１０】図１０は、凝縮水水面レベル調節手段を備え
た排気ガス処理装置の一例を示す長手方向の断面図であ
る。

【図１１】図１１は、凝縮水水面レベル調節手段を備え
た排気ガス処理装置の別の例を示す幅方向に切断した断
面図である。

【図１２】図１２は、本発明に係る排気ガス処理装置の
更に別の例を示す水平面に沿って長手方向に切断した断
面図である。

【図１３】図１３は、図１２に示す排気ガス処理装置の
幅方向に切断した断面を示す断面図である。

【図１４】図１４は、図１２に示す排気ガス処理装置が
備える凝縮板の端縁部の詳細を示す拡大図である。

【符号の説明】

１筐体、２凝縮水貯留槽、２Ａ水集チャンバ（凝縮水誘導流路）３Ｖ型プレート（凝縮板）３ＡＣ型円筒（凝縮水誘導流路）３Ｂ水流巻き込みリブ（凝縮水誘導流路）３Ｃ間隙（凝縮水誘導流路）４外側プレート（凝縮板）４ＡＣ型円筒（凝縮水誘導流路）４Ｂ水流巻き込みリブ（凝縮水誘導流路）４Ｃ間隙（凝縮水誘導流路）５Ａ凝縮水集合管（凝縮水誘導流路）５Ｂ凝縮水集合管（凝縮水誘導流路）６凝縮水導出管（凝縮水誘導流路）８水滴捕集口（凝縮水誘導流路）８Ａ水滴誘導板（凝縮水誘導流路）８Ｂ水滴受け（凝縮水誘導流路）９水滴捕集樋（凝縮水誘導流路）１０凝縮水導出管（凝縮水誘導流路）１１半円筒プレート（凝縮板）１１Ａ半円筒プレート本体（凝縮板）１１Ｂ水流巻き込みリブ（凝縮水誘導流路）１１ＣＣ型円筒（凝縮水誘導流路）１３凝縮板１３ＡＣ型プレート（凝縮水誘導流路）１３Ｂ水流巻き込みリブ（凝縮水誘導流路）１３Ｃ間隙（凝縮水誘導流路）１４管路（凝縮水誘導流路）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部を排気ガスが流通する筐体と、前記筐体の内部において、前記排気ガスの流れが衝突す
るように設けられてなり、前記排気ガス中の水分を表面
に凝縮させる凝縮板と、前記筐体の内部において凝縮した凝縮水を貯留する凝縮
水貯留槽と、前記凝縮板と前記凝縮水貯留槽との間に設けられてな
り、前記凝縮板の表面に凝縮した凝縮水を集めて前記凝
縮水貯留槽に導く凝縮水誘導流路とを備えてなり、前記凝縮板における両端縁部において垂直方向に延在す
るとともに、前記筐体における排気ガスの導入方向に対
して上流側に向かって開口する樋状流路が前記凝縮水誘
導流路に設けられてなることを特徴とする排気ガス処理
装置。
【請求項２】前記筐体は、略水平方向に排気ガスが
流通するように形成されてなる請求項１に記載の排気ガ
ス処理装置。
【請求項３】前記凝縮板は、前記筐体の底面に立設
され、前記筐体における排気ガスの導入方向に対して上
流側に向かって突出する凸面状である請求項１又は請求
項２に記載の排気ガス処理装置。
【請求項４】前記凝縮板は、前記筐体の底面に対し
て平行な面に沿ってＶ字型の断面を有する請求項３に記
載の排気ガス処理装置。
【請求項５】前記凝縮板は、前記筐体における排気
ガスの導入方向に対して上流側から下流側に向かう方向
に沿って２以上の列状に配列され、しかも前記方向に対
して直角の方向に沿って互い違いに配列されてなる請求
項１〜請求項４の何れか１項に記載の排気ガス処理装
置。