JP5148172B2 - Separator for exhaust gas condensed water of engine and exhaust passage device having the same - Google Patents
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本発明は、エンジンの排気通路に設けられ、排気ガスが膨張または冷却して発生する凝縮水を排気経路ら分離排出する排ガス凝縮水の分離器、およびその分離器を備えた排気通路装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a separator for exhaust gas condensed water provided in an exhaust passage of an engine and separating and discharging condensed water generated by expansion or cooling of exhaust gas from an exhaust passage, and an exhaust passage device including the separator. It is.
都市ガス等を利用したガスエンジン等を動力源とした発電機や、該ガスエンジンの排熱を利用して給湯システムとしたコジェネレーション装置が知られており、この種のガスエンジンに用いられる排気熱交換器では排気が冷却されるため排気が凝縮して凝縮水が生じやすく、また、前記コジェネレーション装置が家庭用等に自家発電として利用される場合には排気騒音の低減のために、複数の排気サイレンサが設けられ、そのサイレンサでは排気がチャンバ内で膨張することによって低温化して排気中の水分が凝縮して凝縮水が発生しやすい。 There are known generators powered by gas engines that use city gas, etc., and cogeneration devices that use hot heat from the gas engine as a hot water supply system. The exhaust used in this type of gas engine In the heat exchanger, the exhaust is cooled, so that the exhaust is condensed and condensate is likely to be generated. Also, when the cogeneration device is used for private power generation for home use, etc. The exhaust silencer is provided, and in the silencer, the exhaust gas expands in the chamber, so that the temperature is lowered and moisture in the exhaust gas is condensed to easily generate condensed water.
前記のようにコジェネレーション装置や定置発電機の動力源としてのエンジンにおいては、排気装置の構成上排気凝縮水が生じやすく、排気凝縮水が適切に分離排出されないと、排ガスとともに排気凝縮水が排気口から吹き飛ばされ、吹き飛ばされる凝縮水によって騒音を生ずるとともに排気口付近に水が付着し自家発電設備として適切ではなく、さらに寒冷地での使用に際しては排気口付近で凝縮水が凍結して付着するおそれもある。このため、排気凝縮水だけを排気ガスから効率よく分離して排出する分離装置を設ける必要がある。 As described above, in an engine as a power source for a cogeneration system or a stationary generator, exhaust condensate tends to be generated due to the configuration of the exhaust system, and if the exhaust condensate is not properly separated and discharged, The condensed water blown off from the mouth generates noise, and water adheres to the vicinity of the exhaust port, which is not suitable as a private power generation facility. Further, when used in cold regions, the condensed water freezes and adheres near the exhaust port. There is also a fear. For this reason, it is necessary to provide a separation device that efficiently separates and discharges only the exhaust condensed water from the exhaust gas.
この種のコジェネレーション装置における排気凝縮水を分離する装置としては、例えば、特許文献1(特開2001−132441号公報)に示されており、図8に示すように、排気熱交換器から排出された凝縮水が排気ガスに混合された混合排気ガスが、分離室01につながる曲管部02の入口端03に導入される。そして入口端03に導入された混合状態の前記排気ガスは、押上通路04を上方に吹き上げられて第1膨張室05に導かれ、その後、第1膨張室05に導かれた混合排気ガスは、凝縮水と排気ガスとに分離されつつさらに第2膨張室06へ降下し、分離室01の下部の側壁部の入口07に達する。
An apparatus for separating exhaust condensed water in this type of cogeneration apparatus is disclosed in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132441), and is discharged from an exhaust heat exchanger as shown in FIG. The mixed exhaust gas in which the condensed water is mixed with the exhaust gas is introduced into the
そして入口07に到達した排気ガスと凝縮水は、排気ガスは上方へ向かって上端部の排気出口08から排出され、凝縮水は下方の凝縮水排出口09から排出されるように、分離されて排出される。
前記のように、特許文献1に示されている分離室01の構造では、入口07から分離室01に入った排気ガスおよび凝縮水は分離室01の壁面に垂直にまず当たり、排気ガスは90°方向を変えて上昇して排気出口08に向かってほぼ直線状に上昇する。このとき排気出口08が凝縮水排出口09からほぼ直線状の上方に配置されているため、壁面に垂直に当たって飛散した凝縮水、または凝縮水排出口09部分に溜まっている凝縮水が排気ガスの上昇流とともに排気出口08に向かって吹き抜けやすい。
また、入口07から排気ガスの進行方向に分離室01の底に設けられた凝縮水出口09が直接臨んでいるため、動圧がかかって凝縮水出口09から凝縮水と一緒に排気ガスの一部が吹き抜け易いので、排水トラップを必要として構造が複雑になる。
さらに、排気出口08が凝縮水排出口09からほぼ直線状の上方位置に配置されているため、分離室01の壁面に結露した凝縮水または分離室01の壁面に垂直に当たって飛散した凝縮水が、下方へ向かって重力によって落下するのに対して、上昇方向に向かう排気ガスによって分離室01内で踊らされてポコポコといった異音が発生し、該異音が外部へ排出されやすい問題も有している。
As described above, in the structure of the
Further, since the
Furthermore, since the
そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、エンジンの排気ガスから凝縮水を効率よく分離、排出し、分離された凝縮水が排気出口から排気ガスとともに排出される吹き抜け量を低減するとともに、排気音の漏れも低減することができる凝縮水の分離器を提供することを目的とし、さらに、排気凝縮水が生じやすい膨張室や排気熱交換器を備えた排気通路に前記分離器を設けることによって、排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減する排気通路装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a background, and the condensed water is efficiently separated and discharged from the exhaust gas of the engine, and the blown-through amount in which the separated condensed water is discharged together with the exhaust gas from the exhaust outlet. In addition, the present invention aims to provide a condensate separator that can reduce the leakage of exhaust noise, and further to the exhaust passage provided with an expansion chamber and an exhaust heat exchanger in which exhaust condensate easily occurs. An object of the present invention is to provide an exhaust passage device that reduces the amount of blown-through condensed water discharged together with the exhaust gas and the exhaust of exhaust sound by providing a separator.
前記課題を解決するため、請求項1記載のエンジンの排ガス凝縮水の分離器に係る発明は、
エンジンの排気通路に設けられ排気ガスが膨張または冷却して生じる凝縮水を排気経路から分離排出するエンジンの排ガス凝縮水の分離器において、
前記分離器は、凝縮水が混合した状態の混合排気ガスを流入する入口部と、前記混合排気ガスから凝縮水を分離した排気ガスを排出する排気出口部と、凝縮水を排出する凝縮水排出部とをそれぞれ壁面に形成した略矩形形状をなす容器からなり、
前記入口部に対峙して前記容器内の一側側壁より突設された突起壁によって前記入口部が配置された入口側空間室と前記排気出口部が配置された出口側空間室とに分け、前記入口部から前記突起壁先端より先側の空間を経由して前記排気出口部へ向かう通路をクランク状に形成するとともに、前記入口側空間室の、入口部の取付け位置より傾斜面によって一段下がった位置に凝縮水溜り部が形成され、該凝縮水溜り部の底面に前記凝縮水排出部を配置し、
前記入口部は下から上方へ前記混合排気ガスを容器内に流入するように設置され、更に前記入口部の取付け位置より傾斜面によって一段下がった前記突起壁先端より先側の空間位置に凝縮水溜り部が形成され、そして前記凝縮水排出部は前記入口部の配置位置より下方に形成された凝縮水溜り部の底面に形成され、
さらに、前記容器と突起壁とは樹脂で一体成形され、前記容器下面に前記入口部および凝縮水排出部が、前記容器上面に前記排気出口部が、前記容器入口部と排気出口部との間には、前記容器内の一側側壁より突設された突起壁が設けられ、前記入口部と前記排気出口部とは前記突起壁を挟んで対向する位置に配置されるとともに、前記排気出口部と前記凝縮水排出部とは水平方向に位置をずらして設けられることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, an invention related to a separator for exhaust gas condensed water of an engine according to claim 1,
In the exhaust gas condensed water separator for the engine, which is provided in the exhaust passage of the engine and separates and discharges the condensed water generated by the expansion or cooling of the exhaust gas from the exhaust path.
The separator includes an inlet portion into which mixed exhaust gas mixed with condensed water flows, an exhaust outlet portion that discharges exhaust gas from which condensed water is separated from the mixed exhaust gas, and condensed water discharge that discharges condensed water. Consisting of a container having a substantially rectangular shape with each part formed on the wall surface,
It is divided into an inlet side space chamber in which the inlet portion is disposed and an outlet side space chamber in which the exhaust outlet portion is disposed by a projecting wall projecting from one side wall in the container so as to face the inlet portion. A passage from the inlet part to the exhaust outlet part via a space ahead of the tip of the projection wall is formed in a crank shape, and is lowered by one step from the attachment position of the inlet part of the inlet side space chamber by an inclined surface. A condensate pool is formed at the position where the condensate drain is disposed on the bottom of the condensate pool,
The inlet portion is installed so as to allow the mixed exhaust gas to flow into the container from the bottom to the top, and the condensed water is further lowered to a space position ahead of the tip of the protruding wall that is lowered by one slope from the attachment position of the inlet portion. A pool portion is formed, and the condensed water discharge portion is formed on the bottom surface of the condensed water pool portion formed below the position where the inlet portion is disposed,
Further, the container and the protruding wall are integrally formed of resin, the inlet and the condensed water discharger are formed on the lower surface of the container, the exhaust outlet is formed on the upper surface of the container, and between the container inlet and the exhaust outlet. Is provided with a protruding wall projecting from one side wall in the container, and the inlet portion and the exhaust outlet portion are disposed at positions facing each other across the protruding wall, and the exhaust outlet portion The condensate discharge part is provided with a position shifted in the horizontal direction.
かかる発明によれば、前記入口部に対峙して容器内に突設された突起壁によって前記入口部が配置された入口側空間室と前記排気出口部が配置された出口側空間室とに容器内を分け、前記入口部から前記排気出口部への通路をクランク状に形成するため、入口部から流入した凝縮水が混合した状態の混合排気ガスは、まず突出壁に衝突して90°方向が変えられる。この突出壁への衝突によって排気ガスと凝縮水との分離が促進され、さらにクランク状に形成された通路によって混合排気ガスの膨張と容器壁面との衝突を繰り返すことで排気出口部に至るまでに排気ガスと凝縮水との分離が促進される。
また、前記凝縮水排出部を前記入口側空間室の最下部に配置しているため、排気出口部と凝縮水排出部とは突出壁によって分けられた別々の空間室内に設置されるようになっているので、凝縮水排出部の近傍に溜まる凝縮水が排気ガスの流れに伴って排気出口部へ向かって吹き抜けし難く、排気出口部から排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減することができる。
さらに、入口部から流入した凝縮水が混合した状態の混合排気ガスは突出壁に衝突した後に前記凝縮水排出部に導かれるので、動圧がかかり難く、分離された排気ガスが凝縮水出口から凝縮水とともに排出される吹き抜け量を低減することができる。
According to this invention, the container is divided into the inlet-side space chamber in which the inlet portion is arranged and the outlet-side space chamber in which the exhaust outlet portion is arranged by the protruding wall protruding in the container so as to face the inlet portion. In order to form a passage from the inlet portion to the exhaust outlet portion in a crank shape, the mixed exhaust gas mixed with the condensed water flowing in from the inlet portion first collides with the projecting wall in the direction of 90 °. Can be changed. Separation of the exhaust gas and the condensed water is promoted by the collision with the protruding wall, and further, the passage of the crank shape causes the expansion of the mixed exhaust gas and the collision with the container wall surface to reach the exhaust outlet. Separation of exhaust gas and condensed water is promoted.
In addition, since the condensed water discharge portion is disposed at the lowermost portion of the inlet side space chamber, the exhaust outlet portion and the condensed water discharge portion are installed in separate space chambers separated by protruding walls. Therefore, it is difficult for the condensed water accumulated in the vicinity of the condensed water discharge part to blow out toward the exhaust outlet part along with the flow of the exhaust gas, and the blow-through amount and exhaust sound of the condensed water discharged together with the exhaust gas from the exhaust outlet part. Can be reduced.
Further, the mixed exhaust gas mixed with the condensed water flowing in from the inlet portion is guided to the condensed water discharge portion after colliding with the protruding wall, so that it is difficult to apply dynamic pressure, and the separated exhaust gas is discharged from the condensed water outlet. The amount of blow-through discharged together with the condensed water can be reduced.
また、本発明は、前記入口部は下から上方へ前記混合排気ガスを容器内に流入するように設置され、前記凝縮水排出部は前記入口部の配置位置より下方に形成された凝縮水溜り部の底面に形成されることを特徴とする。 Further, the present invention is the entering opening is disposed so as to flow into the mixed exhaust gas from the bottom upwards in the container, condensed water the condensate drain portion is formed below the position of the inlet portion It is formed in the bottom face of a reservoir part.
かかる発明によれば、入口部が下から上方へ前記混合排気ガスを容器内に流入するように設置され、しかも凝縮水排出部は前記入口部の配置位置より下方に形成された凝縮水溜り部の底面に形成されるため、入口部から流入する混合排気ガスの向きが凝縮水溜り部を向いていないので、流入する排気ガスによって凝縮水が運ばれ難い。
さらに凝縮水溜り部が入口部の配置位置より下方に形成されるとともに、凝縮水排出部が凝縮水溜り部の底面に形成されるため、入口部から排気出口部へのクランク状の通路の流れに影響を受けにくい位置に凝縮水が溜まるので、排気ガスの流れに伴って排気出口部へ凝縮水が運ばれることが低減される。
According to the invention that written inlet portion is installed so as to flow the mixed exhaust gas from the bottom upwards into the container, yet the condensate discharge unit condensate formed below the position of the inlet portion Since it forms in the bottom face of a reservoir part, since the direction of the mixed exhaust gas which flows in from an inlet part does not face the condensed water reservoir part, it is difficult for condensed water to be conveyed by the exhaust gas which flows in.
Furthermore, the condensate pool is formed below the position where the inlet is located, and the condensate drain is formed on the bottom of the condensate pool, so the flow of the crank-shaped passage from the inlet to the exhaust outlet Since the condensed water accumulates at a position that is not easily influenced by the exhaust gas, it is reduced that the condensed water is carried to the exhaust outlet portion along with the flow of the exhaust gas.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記突起壁は容器の側壁面間の1/2〜2/3を仕切るように側壁面から延びて形成されていることを特徴とする。 Further, the invention according to claim 2, in the invention according to the first aspect, wherein the projection wall is formed to extend from the side wall to partition 1/2 to 2/3 between the side wall of the container Features.
かかる請求項2記載の発明によれば、突起壁によって仕切られる長さは、容器の側壁間の1/2〜2/3であり、残りの1/3〜1/2は出口側空間室と入口側空間室との連通孔を形成するために開口されている。
従って、容器内を上下に仕切るように突起壁が設けられるが、突起壁の先端部と側壁面とによって形成される連通孔の部分は入口部から排気出口部に向かって流れる排気ガス流を絞るようなことがなく、容器内での排気ガスの流速の増加による凝縮水の攪拌的作用も生じないため、凝縮水を飛沫状にして排気ガスとともに排出されことが防止される。
According to the invention of such a second aspect, the length that is partitioned by the projection walls is 1 / 2-2 / 3 of the side walls of the container, the remaining 1 / 3-1 / 2 the outlet side space compartment And an entrance-side space chamber are formed to form communication holes.
Accordingly, the projection wall is provided so as to partition the inside of the container up and down, but the portion of the communication hole formed by the tip portion and the side wall surface of the projection wall restricts the exhaust gas flow flowing from the inlet portion toward the exhaust outlet portion. In such a case, the stirring action of the condensed water due to the increase in the flow rate of the exhaust gas in the container does not occur, so that the condensed water is prevented from being discharged together with the exhaust gas in the form of droplets.
また、請求項1記載の発明は、前記略矩形形状の容器と前記突起壁は樹脂で一体成形され、前記容器下面に前記入口部および凝縮水排出部が設けられ、前記容器上面に前記排気出口部が設けられ、前記入口部と前記排気出口部とは前記突起壁を挟んで対向する位置に配置され、前記排気出口部と前記凝縮水排出部とは水平方向に位置がずれて配置されることを特徴とする。 The invention of claim 1 wherein the container and the projection wall of the substantially rectangular shape is integrally molded with resin, the inlet and condensate drain portion is provided on the container bottom surface, the exhaust into the container top An outlet portion is provided, the inlet portion and the exhaust outlet portion are disposed at positions facing each other with the projection wall interposed therebetween, and the exhaust outlet portion and the condensed water discharge portion are disposed with their positions shifted in the horizontal direction. It is characterized by that.
かかる請求項1記載の発明によれば、分離器を樹脂の一体成形によるため、下面に前記入口部および凝縮水排出部が設けられ、上面に前記排気出口部が設けられ、前記入口部と前記排気出口部とを前記突起壁を挟んで対向する位置に配置され、前記排気出口部と前記凝縮水排出部とは水平方向に位置がずれて配置されるような分離器を簡単に製造することができる。
さらに、前記入口部と前記排気出口部とを前記容器内の一側側壁より突設された突起壁を挟んで対向する位置に配置され、前記排気出口部と前記凝縮水排出部とは水平方向に離れて配置されるため、凝縮水排出部の近傍に溜まる凝縮水が排気ガスの流れに伴って排気出口部へ向かって吹き抜けし難く、排気出口から排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および吹き抜け音を低減することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the separator is integrally formed of resin, the inlet portion and the condensed water discharge portion are provided on the lower surface, the exhaust outlet portion is provided on the upper surface, and the inlet portion and the A separator in which the exhaust outlet portion is arranged at a position facing the projecting wall with the projection wall interposed therebetween, and the exhaust outlet portion and the condensed water discharge portion are arranged so as to be displaced in the horizontal direction is easily manufactured. Can do.
Further, the inlet portion and the exhaust outlet portion are disposed at positions facing each other across a protruding wall protruding from one side wall in the container, and the exhaust outlet portion and the condensed water discharge portion are in a horizontal direction. Since the condensed water collected in the vicinity of the condensed water discharge part is not easily blown out toward the exhaust outlet part along with the flow of the exhaust gas, the amount of condensed water discharged from the exhaust outlet together with the exhaust gas is difficult to blow through. Further, it is possible to reduce the blow-by sound.
さらに、請求項3記載の発明は、エンジンの排気通路装置に係る発明であり、係る発明は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の排ガス凝縮水の分離器を排気通路上に設けるとともに、該分離器の排気通路上流側に膨張室からなる複数のサイレンサが設けられ、さらに該サイレンサの上流側にエンジンの排気熱交換器が設置されることを特徴とする。
Further, the invention described in
請求項3記載の発明によれば、排気凝縮水が多く発生するサイレンサや排気熱交換器を備えた排気通路に前記分離器を設けることによって、排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減する排気通路装置を得ることができる。 According to the third aspect of the present invention, by providing the separator in an exhaust passage provided with a silencer and an exhaust heat exchanger that generate a large amount of exhaust condensate, the blow-through amount of exhausted condensate and the exhaust It is possible to obtain an exhaust passage device that reduces sound blow-through.
本発明によれば、エンジンの排気ガスから凝縮水を効率よく分離、排出し、排気出口から排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量を低減するとともに、排気音の漏れも低減することができる凝縮水の分離器を得ることができ、さらに、排気凝縮水が多く発生する膨張室や排気熱交換器を備えた排気通路に前記分離器を設けることによって、排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減する排気通路装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently separate and discharge condensed water from the exhaust gas of the engine, to reduce the amount of condensed water blown out from the exhaust outlet together with the exhaust gas, and to reduce exhaust noise leakage. A condensate separator can be obtained, and further, the condensate discharged together with the exhaust gas is provided by providing the separator in an exhaust passage provided with an expansion chamber and an exhaust heat exchanger where a large amount of exhaust condensate is generated. It is possible to obtain an exhaust passage device that reduces the blow-by amount and exhaust sound blow-through.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Only.
参照する図面において、図1は本発明の実施形態にかかるエンジンの排ガス凝縮水の分離器が設けられた排気通路装置を示す全体構成図である。図2は本発明の実施形態にかかるエンジンの排ガス凝縮水の分離器の正面一部断面図である。図3は図2のA−A線断面図である。図4は図2のB矢視側面図である。図5は平面図、図6は底面図である。図7は分離器の変形例である。 In the drawings to be referred to, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an exhaust passage device provided with a separator for exhaust gas condensed water of an engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial front sectional view of an exhaust gas condensate water separator for an engine according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 4 is a side view of FIG. 5 is a plan view and FIG. 6 is a bottom view. FIG. 7 shows a modification of the separator.
図1は本発明の実施形態にかかるエンジンの排ガス凝縮水の分離器1が設けられた排気通路装置3を示し、エンジンの排熱を利用するコジェネレーション装置に適用した例を示す。このコジェネレーション装置においては図示しないがエンジンによって駆動される発電機が備えられている。また、排気ガスの排熱を回収して外部のボイラユニット等の熱負荷へ供給するために排気熱交換器5が設けられている。
この排気熱交換器5は高温の排気ガスを利用するためにエンジンの排気出口に近い位置に設置され、排気熱交換器5の内部で排気ガスと熱交換する例えば水等の熱媒体を導入するための熱媒体入口部7、ボイラユニット等の熱負荷へと循環させる熱媒体出口部9が設けられている。
FIG. 1 shows an
This exhaust heat exchanger 5 is installed at a position close to the exhaust outlet of the engine in order to use high-temperature exhaust gas, and introduces a heat medium such as water to exchange heat with the exhaust gas inside the exhaust heat exchanger 5. A heat medium outlet 7 for circulating the heat medium to a heat load such as a heat medium inlet 7 and a boiler unit is provided.
エンジンの排気ガスは排気熱交換器5で熱を奪われて冷却され、排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生するが、通常の運転状態では発生した凝縮水は排気ガスの勢いで下流側に吹き飛ばされ、排気熱交換器5の近傍の排気通路には凝縮水はほとんど残らない。 The exhaust gas from the engine is deprived of heat in the exhaust heat exchanger 5 and cooled, and moisture in the exhaust gas is condensed to generate condensed water. In the normal operation state, the condensed water is generated by the momentum of the exhaust gas. The condensed water is blown off downstream, and almost no condensed water remains in the exhaust passage in the vicinity of the exhaust heat exchanger 5.
排気熱交換器5の出口ホース11、連結パイプ13、第1サイレンサ15の入口ホース17を介して、排気熱交換器5の下流側に、第1サイレンサ15が接続され、エンジンからの排気ガスが排気熱交換器5を通って、第1サイレンサ15に導かれる。
第1サイレンサ15は、上部に配置された第1チャンバ19、中部に配置された第2チャンバ21、下部に配置された第3チャンバ23からなる。
The
The
第1チャンバ19は箱型のチャンバであり、一端面側に入口ホース17が接続され、他端面側の下部から円筒状の形状をした第2チャンバ21の一端部側に接続され、第2チャンバ21の他端部側から下部の円筒形状の第3チャンバ23の一端部に接続され、第3チャンバ23の他端部側に出口ホース25が接続される。そして、排気ガスは入口ホース17を経て第1チャンバ19に導入され、下方の第2チャンバ21、第3チャンバ23を経て第1サイレンサ15の出口ホース25へと排出されて、第1サイレンサ15の3つのチャンバ(膨張室)19、21、23による消音作用がなされる。
The
各チャンバ19、21、23では排気ガスの膨張による低温化によって排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生するが、この第1サイレンサ15の部分においては排気ガスの勢いで下流側に吹き飛ばされ、第1サイレンサ15の近傍の排気通路には凝縮水はほとんど残らない。
In each of the
さらに、第2サイレンサ27の入口ホース29を介して、第1サイレンサ15の下流側に第2サイレンサ27が接続され、排気ガスは第1サイレンサ15の出口ホース25、第2サイレンサ27の入口ホース29を経て第1サイレンサ15から第2サイレンサ27に導かれる。
Further, the second silencer 27 is connected to the downstream side of the
第2サイレンサ27も第1サイレンサ15と同様に、上部に配置された第1チャンバ31、中部に配置された第2チャンバ33、下部に配置された第3チャンバ35からなり、各チャンバ31、33、35は円筒形状をして、直列状態に接続されて、排気ガスは入口ホース29を経て第1チャンバ31に導入され、下方の第2チャンバ33、さらに下方の第3チャンバ35を経て第2サイレンサ27の出口ホース37へと排出されて、第2サイレンサ27の3つのチャンバ(膨張室)31、33、35による消音作用がなされる。
Similarly to the
そして、第3サイレンサである分離器1は分離器1の入口ホース39を介して、第2サイレンサ27に接続され、排気ガスは、第2サイレンサ27の出口ホース37、および分離器1の入口部41に接続された入口ホース39を経て、第2サイレンサ27から分離器1に導かれる。
The separator 1 as the third silencer is connected to the second silencer 27 via the
分離器1の構造については、後に詳述するが、分離器1は樹脂で一体成形され、略矩形の形状をなし、下壁面に入口部41と凝縮水排出部43が設けられ、上壁面に排気出口部45が設けられ、分離器1の上流側の排気系で発生した凝縮水は、排気の勢いで排気ガスと凝縮水とが混合した状態の混合排気ガスとして最終の分離器1まで搬送される。
分離器1の内部で、膨張による消音作用をなすとともに、凝縮水とガス状の排気ガスとに分離されて、排気ガスは排気出口部45から排気ダクト47を通って外部へ排出され、凝縮水は凝縮水排出部43からドレンパイプ49を経て下方に配置されたドレンフィルタ51に導かれる。
Although the structure of the separator 1 will be described in detail later, the separator 1 is integrally formed of a resin and has a substantially rectangular shape. The lower wall surface is provided with an
Inside the separator 1, the sound is silenced by expansion, and is separated into condensed water and gaseous exhaust gas. The exhaust gas is discharged from the
ドレンフィルタ51の内部には炭酸カルシウムが内蔵され、ドレンフィルタ51に導かれた酸性の強い凝縮水は炭酸カルシウムによって中和されてから排出パイプ53を経て外部に排出されている。
Calcium carbonate is contained inside the
排気通路装置3は以上のように構成されており、次に前記分離器1について図2〜7を参照して説明する。
図2は、分離器1の正面図の一部断面図であり、略矩形の容器101からなり、下壁面には入口部41と凝縮水排出部43が一体に形成され、上壁面には排気出口部45が一体に形成されている。
図2に示すように、入口部41に対峙して容器101内に、上下壁面に平行に突起壁103を突設し、該突起壁103によって入口部41が配置された入口側空間室105と排気出口部45が配置された出口側空間室107とに容器101内を大きく分けていて、前記入口部41から前記排気出口部45への通路を矢印Sで示すようにクランク状に形成している。そして、凝縮水排出部43が前記入口側空間室105の最下部に配置されている。
The
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the front view of the separator 1, which is composed of a substantially
As shown in FIG. 2, a protruding
また、入口部41は容器101の下壁面に下から上方へ排気ガスと凝縮水との混合排気ガスを容器101内に流入するように、入口ホース39が接続する接続管109が容器101と一体に突設して形成されている。さらに入口部41の取付け位置より傾斜面によって一段下がった位置に凝縮水溜り部111が形成され、該凝縮水溜り部111の底面に凝縮水排出部43が形成されている。
In addition, the
さらに、図2に示すように、入口部41と排気出口部45とは突起壁103を挟んでほぼ対向する位置に配置され、排気出口部45と凝縮水排出部43とは水平方向に距離hだけ位置が離れて配置されている。また、図4に示すように、入口部41と凝縮水排出部43とは、ともに容器101の幅方向の中央部に位置している。
排気出口部45と凝縮水排出部43とは水平方向に距離hだけ位置が離れて配置されているため、凝縮水排出部43付近の凝縮水が排気ガスの流れに乗って上方に吹き上げられたとしても、凝縮水排出部43の垂直上方に排気出口部45がないため、排気ガスと共に吹き抜けることが防止される。
Further, as shown in FIG. 2, the
Since the
また、突起壁103は、容器101の側壁面間の1/2〜2/3を仕切るように壁面から延びて形成され、逆に突起壁103の先端部と相手側の側壁との距離mは、容器101の側壁面間の1/3〜1/2の幅を有した連通孔113が形成されて入口側空間室105と出口側空間室107とを連通している。
In addition, the protruding
従って、容器101内を仕切るように突起壁103が設けられるが、突起壁103の先端部と相手側壁面とによって形成される連通孔113の幅は、容器101の側壁面間の1/3〜1/2の幅を有しているため、入口部41から排気出口部45に向かって流れる排気ガス流を絞って容器101内での排気ガスの流速を増加させるようなことはなく、排ガス流によって凝縮水の攪拌的作用も生じず、凝縮水を飛沫状にして排気ガスとともに排出されることはない。
すなわち、突起壁103の設置によって凝縮水を飛沫状にして排気ガスとともに排出されることがないように突起壁103の長さが設定されている。また、この突起壁の長さは排気出口部から排出される排気ガスの容器101内における共鳴振動の周波数とも関係するため、排気騒音との関係によってその長さを設定することもできる。突起壁103を調整することで排気出口部から排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けの低減を調整することができる。
Accordingly, the protruding
That is, the length of the protruding
さらに突起壁103は、図3に示すように容器101の板厚と略同一の厚みを有する板状部材からなり、突起壁103によって矩形の断面形状の入口側空間室105と矩形の断面形状の出口側空間室107とを上下に接続するように形成される。
また、図5のように容器101の上壁面には排気出口部45が形成される円筒状の支柱115が容器101から一体に突設され、支柱115の上面に排気ダクト47が嵌合して取り付けられるように円形フランジ116が形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, the protruding
Further, as shown in FIG. 5, a
分離器1は、樹脂の一体成形、例えばブロー成形によって成形するため、下壁面に入口部41および凝縮水排出部43が設けられ、上壁面に排気出口部45が設けられ、さらに入口部41と排気出口部45との間に突起壁103が形成されるような分離器1を簡単に製造することができる。
Since the separator 1 is molded by integral molding of resin, for example, blow molding, the
なお、図7に参考例として図2に分離器1を右に90°回転して配置にした分離器120を示す。この場合には、入口側空間室121の最下部に凝縮水溜り部122を形成し、その底面に凝縮水排出部123を配置する。
As a reference example , FIG. 7 shows a
次に、分離器1内の排気ガスの流れについて説明する。
分離器1の上流側の排気熱交換器5や第1サイレンサ15や第2サイレンサ27によって発生した凝縮水は、排気の勢いで排気ガスと凝縮水とが混合した状態の混合排気ガスとして最終の分離器1まで搬送され、入口部41から容器101内に搬入される。
そして、搬入された混合排気ガスは、まず入口部41に対峙する突起壁103に衝突して90°方向が変えられる。この突起壁103への衝突によって排気ガスと凝縮水との分離が促進され、さらに矢印Sで示すクランク状に形成された通路によって混合排気ガスの膨張と容器壁面との衝突を、突起壁103への衝突を含めて4回繰り返すことで排気出口部に至るまでに排気ガスと凝縮水との分離が促進される。
Next, the flow of exhaust gas in the separator 1 will be described.
The condensed water generated by the exhaust heat exchanger 5, the
And the mixed exhaust gas carried in first collides with the protruding
そして、排気ガスは排気出口部45に向かって流れ、分離された凝縮水は容器101の壁面を伝わって下方に流れて、凝縮水溜り部111に溜り、凝縮水溜り部111の底面に設けられた凝縮水排出部43からドレンパイプ49を経てドレンフィルタ51に導かれる。
The exhaust gas flows toward the
以上のように本実施形態によれば、容器101内の突起壁103によって入口部41から排気出口部45までの通路をクランク状に形成するため、突起壁103および側壁への混合排気ガスの複数回の衝突によって排気ガスと凝縮水との分離が促進される。
As described above, according to the present embodiment, the passage from the
また、凝縮水排出部43を入口側空間室105の最下部に配置しているため、排気出口部45と凝縮水排出部43とは突起壁103によって分けられた別々の空間室内に設置されるようになっているので、凝縮水溜り部111に溜まる凝縮水が排気ガスの流れに伴って排気出口部45へ向かって吹き抜けし難く、排気出口部45から排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減することができる。
Moreover, since the condensed
さらに、排気凝縮水が多く発生する第1サイレンサ15、第2サイレンサ27や排気熱交換器5を備えた排気通路に分離器1を設けることによって、排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減する排気通路装置3を得ることができる。
Further, by providing the separator 1 in the exhaust passage including the
本発明によれば、エンジンの排気ガスから凝縮水を効率よく分離、排出し、排気出口から排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量を低減するとともに、排気音の漏れも低減することができる凝縮水の分離器を得ることができ、さらに、排気凝縮水が多く発生する膨張室や排気熱交換器を備えた排気通路に前記分離器を設けることによって、排気ガスとともに排出される凝縮水の吹き抜け量および排気音の吹き抜けを低減する排気通路装置を得ることができるので、コジェネレーション装置等におけるエンジンの排気通路への適用に際して有益である。 According to the present invention, it is possible to efficiently separate and discharge condensed water from the exhaust gas of the engine, to reduce the amount of condensed water blown out from the exhaust outlet together with the exhaust gas, and to reduce exhaust noise leakage. A condensate separator can be obtained, and further, the condensate discharged together with the exhaust gas is provided by providing the separator in an exhaust passage provided with an expansion chamber and an exhaust heat exchanger where a large amount of exhaust condensate is generated. An exhaust passage device that reduces the amount of blow-through and exhaust noise can be obtained, which is advantageous when applied to the exhaust passage of an engine in a cogeneration device or the like.
1、120 分離器
3 排気通路装置
5 排気熱交換器
15 第1サイレンサ
19、21、23 チャンバ(膨張室)
27 第2サイレンサ
31、33、35 チャンバ(膨張室)
41 入口部
43、123 凝縮水排出部
45 排気出口部
101 容器
103 突起壁
105、121 入口側空間室
107 出口側空間室
111、122 凝縮水溜り部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,120
27
41
Claims (3)
前記分離器は、凝縮水が混合した状態の混合排気ガスを流入する入口部と、前記混合排気ガスから凝縮水を分離した排気ガスを排出する排気出口部と、凝縮水を排出する凝縮水排出部とをそれぞれ壁面に形成した略矩形形状をなす容器からなり、
前記入口部に対峙して前記容器内の一側側壁より突設された突起壁によって前記入口部が配置された入口側空間室と前記排気出口部が配置された出口側空間室とに分け、前記入口部から前記突起壁先端より先側の空間を経由して前記排気出口部へ向かう通路をクランク状に形成するとともに、
前記入口側空間室の、入口部の取付け位置より傾斜面によって一段下がった位置に凝縮水溜り部が形成され、該凝縮水溜り部の底面に前記凝縮水排出部を配置し、
前記入口部は下から上方へ前記混合排気ガスを容器内に流入するように設置され、更に前記入口部の取付け位置より傾斜面によって一段下がった前記突起壁先端より先側の空間位置に凝縮水溜り部が形成され、そして前記凝縮水排出部は前記入口部の配置位置より下方に形成された凝縮水溜り部の底面に形成され、
さらに、前記容器と前記突起壁とは樹脂で一体成形され、前記容器下面に前記入口部および凝縮水排出部が、前記容器上面に前記排気出口部が、前記容器入口部と排気出口部との間には、前記容器内の一側側壁より突設された突起壁が設けられ、前記入口部と前記排気出口部とは前記突起壁を挟んで対向する位置に配置されるとともに、前記排気出口部と前記凝縮水排出部とは水平方向に位置をずらして設けられることを特徴とするエンジンの排ガス凝縮水の分離器。 In the exhaust gas condensed water separator for the engine, which is provided in the exhaust passage of the engine and separates and discharges the condensed water generated by the expansion or cooling of the exhaust gas from the exhaust path.
The separator includes an inlet portion into which mixed exhaust gas mixed with condensed water flows, an exhaust outlet portion that discharges exhaust gas from which condensed water is separated from the mixed exhaust gas, and condensed water discharge that discharges condensed water. Consisting of a container having a substantially rectangular shape with each part formed on the wall surface,
It is divided into an inlet side space chamber in which the inlet portion is disposed and an outlet side space chamber in which the exhaust outlet portion is disposed by a projecting wall projecting from one side wall in the container so as to face the inlet portion. While forming a passage from the inlet part to the exhaust outlet part via the space ahead of the tip of the projection wall in a crank shape,
A condensed water reservoir is formed at a position that is one step lower than the installation position of the inlet portion by an inclined surface in the inlet side space chamber, and the condensed water discharge portion is disposed on the bottom surface of the condensed water reservoir,
The inlet portion is installed so as to allow the mixed exhaust gas to flow into the container from the bottom to the top, and the condensed water is further lowered to a space position ahead of the tip of the protruding wall that is lowered by one slope from the attachment position of the inlet portion. A pool portion is formed, and the condensed water discharge portion is formed on the bottom surface of the condensed water pool portion formed below the position where the inlet portion is disposed,
Further, the container and the protruding wall are integrally formed of resin, the inlet and condensate drain on the bottom of the container, the exhaust outlet on the top of the container, and the container inlet and exhaust outlet. A projection wall projecting from one side wall in the container is provided between the inlet portion and the exhaust outlet portion so as to face each other with the projection wall interposed therebetween. An exhaust gas condensate separator for an engine, wherein the condensate discharge section and the condensate discharge section are provided with a position shifted in the horizontal direction.
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