JP4760243B2 - 内燃機関の排気管 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、内燃機関の排気が流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路には前記切り替え弁と前記迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられてなり、前記切り替え弁は前記主排気通路に設けられてその閉弁により排気の流通する通路を前記迂回通路に切り替えるものであり、前記主排気通路の内壁に前記切り替え弁が閉じられたときに同内壁と同切り替え弁との隙間をシールするシール部材が配設され、前記堰は同切り替え弁の排気下流側に配設された同シール部材により形成されることをその要旨とする。
また、上記構成によれば、堰は切り替え弁の排気下流側に配設されたシール部材により形成されるため、シール部材に水の流れを止める堰の機能を兼ねさせることができる。
上記構成によれば、主排気通路の切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられているため、迂回通路から流入する水が貯留部に貯留されることにより、水が切り替え弁まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁が凍結することを抑制することができる。
請求項4に記載の発明は、内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路と前記切り替え弁よりも排気下流側に設けられて排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなすとともに、前記迂回通路の出口部は、同主排気通路の外周面と同消音器の内周面との間に位置してなり、前記消音器の前記主排気通路が接続されている側面から前記迂回通路の出口部までの距離が、前記側面から前記主排気通路の排気下流側端部までの距離よりも短いことをその要旨としている。
請求項5に記載の発明は、内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路と前記切り替え弁よりも排気下流側に設けられて排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなすとともに、前記迂回通路は、同迂回通路の出口部から排出される排気が前記消音器に直接流入するように同消音器に接続されてなり、前記消音器の前記主排気通路が接続されている側面から前記迂回通路の出口部までの距離が、前記側面から前記主排気通路の排気下流側端部までの距離よりも短いことをその要旨としている。
請求項6に記載の発明は、内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路と前記切り替え弁よりも排気下流側に設けられて排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなすとともに、前記迂回通路における出口部を含む排気下流側の部分は、前記主排気通路に内包されるとともに、前記主排気通路における前記消音器内で延びる部分の中で前記出口部が開口するように延びて同主排気通路と二重管構造をなし、前記主排気通路における前記消音器内で延びる部分には、前記迂回通路の出口部が開口する位置よりも排気上流側の部位に排出口が貫通形成されていることをその要旨としている。
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
触媒コンバータ40は、内燃機関の排気中の一酸化炭素CO、炭化水素HC、及び窒素酸化物NOxを二酸化炭素CO2、水H2O、窒素N2に変えることにより排気を浄化する装置である。本実施形態では触媒として白金、ロジウム等からなる三元触媒を採用している。消音器50は、内燃機関の排気の温度及び圧力を低下させることにより騒音を低減する。
図3に示すように、主排気通路10の排気下流側の端部を含む一部は、全周にわたって内管14と外管16とを備える二重管構造となっている。外管16の上部には、上記迂回通路20の排出管24の出口部24Eが接続されている。
図4に示すように、内管14及び外管16の断面はそれぞれ円形状となっている。外管16の中心軸Ooは主排気通路10の中心軸Cと一致するのに対して、内管14の中心軸Oiは主排気通路10の中心軸Cよりも上方に偏倚している。上述したように、外管16の上部には迂回通路20の排出管24の出口部24Eが接続されており、排気熱回収装置30にて凝縮された水は排出管24を通じて内管14の外周面と外管16の内周面との間に形成された空間の下半分の空間ALに貯留されることとなる。
(1)主排気通路10には切り替え弁12よりも排気下流側に水を貯留する貯留部としての空間ALが設けられているため、迂回通路20から主排気通路10に流入した水が空間ALに貯留されることにより、水が切り替え弁12まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁12が凍結することを抑制することができる。
<第2実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第2実施形態ついて、図5を参照して説明する。本実施形態では、迂回通路120の排出管124が消音器150の側面に接続され、同排出管124の出口部124Eが消音器150の内部に開口しているが第1実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
(1)主排気通路110には切り替え弁112よりも排気下流側に水を貯留する貯留部としての消音器150が設けられているため、迂回通路120からの水が貯留部としての消音器150に貯留されることとにより、水が切り替え弁112まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁112が凍結することを抑制することができる。
<第3実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第3実施形態について、図6を参照して説明する。本実施形態では、主排気通路210において迂回通路(図示略)の出口部224Eを含む排気下流側の部分210Cが下方に傾斜している点が第1,2実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
図6に示すように、主排気通路210において排気最上流側の部分210Aは水平に形成され、同部分210Aの内部には切り替え弁212が配設されている。主排気通路210の水平な部分210Aよりも排気下流側の部分210Bは、上方に傾斜するように形成されている。一方、主排気通路210において図6中破線円で示す迂回通路の出口部224Eを含む排気最下流側の部分210Cは下方に傾斜するように、すなわち同部分210Cは排気下流側ほど下方に位置するように形成されている。このときの傾斜角度αは3度以上に設定することが望ましい。これにより、主排気通路210内において水が排気上流方向に流れることを抑制することができる。更にこの傾斜角度αを6度以上に設定すれば、主排気通路210内において水が排気上流方向に流れることを略完全に防止することができる。
(1)主排気通路210において迂回通路の出口部224Eを含む排気下流側の部分210Cが下方に傾斜しているため、迂回通路から主排気通路210に流入した水が切り替え弁212に到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁が凍結することを抑制することができる。
<第4実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第4実施形態について、図7を参照して説明する。本実施形態では、切り替え弁312が閉じられたときに主排気通路310の内壁と切り替え弁312との隙間をシールするシール部材318U,318Lが配設されている点が第1〜3実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
図7に示すように、主排気通路310には、同通路310と迂回通路(図示略)とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁312が配設されている。この切り替え弁312が閉じられると、主排気通路310の排気の流通が遮断されて、排気は迂回通路に流通するようになる。切り替え弁312は、その回転中心となる回転軸312aを同軸312aの軸方向が水平となるように配設されている。このため、同回転軸312aを回転中心として弁部312bが矢印の方向に回転することにより、閉じられた状態(実線)から開かれた状態(破線)まで開度が調節される。
(1)主排気通路310には切り替え弁312と迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰としてのシール部材318Lが設けられているため、迂回通路から主排気通路310に流入した水が切り替え弁312まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁312が凍結することを抑制することができる。
・上記第1実施形態では、主排気通路10内の排気の流路断面積が小さくなり過ぎるのを避けるために、内管14の外周面と外管16の内周面との間に形成される空間のうちで主排気通路10の中心軸Cから上半分の空間AUの容積よりも同中心軸Cから下半分の空間ALの容積が大きくなるようにしている。しかしながら、排気熱回収装置30にて生成される凝縮水の量がそれほど多くない場合には上半分の空間AU及び下半分の空間ALの容積が等しくなるように内管14を形成してもよい。
Claims (6)
- 内燃機関の排気が流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、
前記主排気通路には前記切り替え弁と前記迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられてなり、
前記切り替え弁は前記主排気通路に設けられてその閉弁により排気の流通する通路を前記迂回通路に切り替えるものであり、前記主排気通路の内壁に前記切り替え弁が閉じられたときに同内壁と同切り替え弁との隙間をシールするシール部材が配設され、前記堰は同切り替え弁の排気下流側に配設された同シール部材により形成される
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 - 内燃機関の排気が流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、
前記主排気通路の前記切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられてなり、
前記主排気通路は内管及び外管を備える二重管構造であって、前記貯留部は同内管の外周面と同外管の内周面とを接続することにより形成されてなる
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 - 内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、
前記主排気通路において前記迂回通路の出口部を含む排気下流側の部分が下方に傾斜してなる
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 - 内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、
前記主排気通路と前記切り替え弁よりも排気下流側に設けられて排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなすとともに、前記迂回通路の出口部は、同主排気通路の外周面と同消音器の内周面との間に位置してなり、
前記消音器の前記主排気通路が接続されている側面から前記迂回通路の出口部までの距離が、前記側面から前記主排気通路の排気下流側端部までの距離よりも短い
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 - 内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、
前記主排気通路と前記切り替え弁よりも排気下流側に設けられて排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなすとともに、前記迂回通路は、同迂回通路の出口部から排出される排気が前記消音器に直接流入するように同消音器に接続されてなり、
前記消音器の前記主排気通路が接続されている側面から前記迂回通路の出口部までの距離が、前記側面から前記主排気通路の排気下流側端部までの距離よりも短い
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 - 内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、
前記主排気通路と前記切り替え弁よりも排気下流側に設けられて排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなすとともに、
前記迂回通路における出口部を含む排気下流側の部分は、前記主排気通路に内包されるとともに、前記主排気通路における前記消音器内で延びる部分の中で前記出口部が開口するように延びて同主排気通路と二重管構造をなし、
前記主排気通路における前記消音器内で延びる部分には、前記迂回通路の出口部が開口する位置よりも排気上流側の部位に排出口が貫通形成されている
ことを特徴とする内燃機関の排気管。
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