JPH0281917A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は燃焼により生じた排気ガスを浄化するための装
置に関するものである。

（従来の技術） 燃料が燃焼すれば多少ともガスの発生を伴なうが、その
質と量がしばしば問題となる。

例えば、ガソリンエンジンでは排気ガス中のＣＯ，Ｈｅ
及びＮＯｘ等の有害物質による大気汚染が問題となり、
３元触媒の導入によって一応の解決を見たことはまだ耳
新しいことである。

しかし各種工場の煙突から排出される硫黄酸化物その他
の汚染物質の場合は、燃料の切替え等で対応するはかな
く、該物質を除去する技術的解決策は未だ示されていな
い。

（技術的課題） ところが、触媒によって解決されたかのような排気ガス
の場合、無負荷運転中つまりアイドリング中のＣＯ濃度
等は低減されるが、実走行時の汚染物質放出量は規制外
である。

これに対し、発明者は内燃機関の性能改善効率面上等に
ついて、長年研究を続けて来たものであるが、その中か
ら、排気ガス流に空気流を高速で衝突させると、前記Ｃ
０１ＨＣ，ＮＯｘ等有害物質を著しく少なくすることが
できることを見出した。

従って本発明の目的は燃焼によって生成されるガス流に
対し、空気流を高速度で衝突させることにより前記有害
物質等を極少化できる排気浄化装置を提供することにあ
る。

（技術的手段） 前記目的は、燃焼ガス流を排出する管路に、その流速を
加速ザるノズルを設け、該ノズルの外側を覆いにより密
１１シて吸引室を形成し、前記ノズルと吸引室を連通し
、覆いに空気導入口を形成することにより、ノズルで加
速された燃焼ガス流に高速で空気流を衝突させるように
構成された排気浄化装置によって達成される。

管路内を流れる燃焼ガス流の加速前の流速は成る程１ａ
早い方が効果的である。例えば内燃機関の排気流速程度
であれば十分である。しかし、ガス流速が十分得られな
いときはブロワ−等で予め所要流速まで加速することが
できる。

ノズルは燃焼ガス流を流れｂ向に治って加速Ｊるために
１段又は２段以上設けられ、多段の場合はタンデム（縦
列）配置される。ノズル構造はべ。

ンチュリ管状のものが良い。

燃焼ガス流の加速は、強力な負圧の形成が目的である。

即ち、強力な負圧のによって空気流を加速し、その空気
流を燃焼ガス流に高速で衝突させ、擾乱を起させるしの
である。

（作用） 内燃機関を例どすると、本体Ｅより排出された（男気ガ
ス流は排気管路１から大気放出されるが、放出の直前に
ノズル２によって高速に加速され、そこに負圧が形成さ
れる。ベンチュリ管構造のノズル２は単純なものである
が、ガス流が最大に高速化されると、１〜２　ｂａｒ程
麿の負圧形成が可能であり、吸引室３から吸引される空
気流の流速は音速を超えるようになる。

吸引室３へ導入１Ｊる空気は、周囲の空気で烏い。

しかしこの吸引空気流を利用して本体Ｅの空冷を行なう
ことができるのでその場合は、エアジＩＩケットを通過
した冷却製気流が利用できる。

かくして空気流がガス流に高速で衝突すると、テイルチ
ューブから大気放出されるＩＩ気ガス濃度は第１表に示
すように著しく低い値を示す。

第１表は国産の排気ｒＰ１１３００ｃｃの乗用中に本発
明の装置Ａを装着した場合のテストデータで、所謂１０
モード燃利消費吊測定と同じ方法で行なった結。

果を示す。同表によればＣＯ，ＨＣ及びＮＯｘのいずれ
もが在米の３元触媒による排気ガス浄化の場合を著しく
、Ｆ回っていることがわかる。なＪ３、テストでは３元
触媒は使用していない。

第　　１ 表 条ｆ［：国産車、排気１７３１３００ｃｃ、電子制御燃
料囁射式４サイクルガソリンエンジンを １０モード運転。触媒取外し。

気温２５℃、湿度４５．５％、気圧７５８．５ａａｌｌ
Ｌその理論的な裏付けは現在のところ把握されて。

いないが、本発明の装置では顕著な排気ガス浄化と同時
に、人聞の水が生成されることから、空気流と燃焼ガス
の高速衝突によりＣＯと１−ＩＣが化学変化を起すため
と思われる。

即ち、ガソリンは可燃性液体炭化水素であり、具体的に
はパラフィンやナフテン、芳香族炭化水素を主成分とす
るが、高温で燃焼すると爆発エネルギと共にＨＣやｃｏ
、ｃｏ’等が生成さる。本充用は、それら燃焼生成物と
加速された空気流とをｎ速で衝突させるため、例えばｌ
−Ｉ　Ｃと大気中の０２とが常温で化学変化を起し、大
ｍの水が生成されるものと思われる。この反応が起る条
件番よ、分子同士の高速度での衝突であると認識される
。

何故なら内燃ｎ関の排気ガスが加速され、それによって
生じた高度の負圧により空気と排気ガスとを高速度で衝
突させると、排気ガス流は１０ｃ謂程度流れる問に瞬間
的に第１表の状態に変質し、かつ低温化するからＣある
。なお、水のほか固形分も同時に生成されたので、その
回収除去も容易化する。

（実施例） 以下図面を参照して説明すると、第１図、第２図に於−
Ｃ１１は内燃機関本体Ｅの排気ガス流を排出する管路、
２はその大気放出端付近に設けたノズル、３はノズル２
を密閉し吸引室４を形成するＴい、５は旧い３に形成し
た空気導入口、６は吸引室４とノズル２内を連通ずる吸
引口で、マフラ７は本発明の装置より上流に設けられる
。これは加速された負圧流がマフラにより再び抵抗を受
けて減速され、吸引エネルギーが減少するのを防ぐ。

ためである。８はアイルデユープを示づ。

ノズル２の詳細は第２図に示されており、マフラ７に接
続された前端の大径部から口径を最小に絞ったテーパ管
部１０．第１加速部１１、第１吸引口１２、第２加速部
１３、第２吸引口１４、第３加速部１５、第３吸引［１
１６を順に前後配置したもので、最後尾にアイルデユー
プ８が接続される。

前記第１加速部１１の容積Ｖ１はテーパ管部１０で排気
流速を最小に絞り第１次加速流を得るために必要な容積
に設定される。尚実施例の第２、第３加速部１３．１５
の容積はＶ２＝ＡＶｌ、Ｖ３＝ＢＶ２　（Ａ＝Ｂ→２）
となるような関係で地積されている。勿論この係数△、
Ｂは別の任意な数値をとることができる。また、アイル
デユープ８の内径は第３加速部１５の内径より大であり
、第１〜第３の各吸引口１２．１４．１６については前
進角θをつけるのが良く、この角度θはＯより大で９０
度未満、望ましくは１０〜３０度の範囲が良い。吸引口
１２〜１６の孔数、孔径は空気流の加速導入に最適なよ
うに設定される。

また、空気導入口５はエンジン本体Ｅのエツジ１１ケツ
トＪとダクトＤにより接続されており、エアジャケット
Ｊには空気取入口Ｉより外気を導入する。

第３図は例えば重油専焼ボイラＢ等の煙突Ｃから放出さ
れるガス流を浄化する装置に関するもので、煙突Ｃの放
出端に本発明の装置へが設けてあり、燃焼ガス流はブロ
ワＦにより予め加速する構成がとられる。ノズル２はテ
ーパ管部２０と、スロート２１と、加速部２２から成り
、例示のものは１段であるが第２図と同様多段にも構成
され、吸引口６は加速部２２に形成されている。２３は
放出筒を示す。

（効果） 以上の如く構成された本発明の排気浄化装置によれば、
極めて高速に加速された状態に於て排気ガス流と空気流
とを衝突させるので、特に化石燃料を燃焼させたガス中
のＣ０１）−１０，ＮＯｘ等有害成分を著しく低減する
ことができた。

結果は既に第１表に示されているが、本発明に於て特に
有効なのは、内燃機関の場合低速無負荷運転から高速負
荷運転に移行しても浄化作用が低下しないのみならず、
逆に向上する事実である。

これに対し、３元触媒を使用した場合は、排気ガス温度
の上昇に伴なって触媒作用が低下するのでアイドル時よ
り実走行時の方が効果は少なくなるが、本発明によれば
そうした問題もなく、ガス温度も著しく低下することと
相俟って内燃機用、各種産業用として顕著な排気浄化効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る排気浄化ｖｔ置を示すもので第１図
は第１実施例の側面図、第２図は要部断面説明図、第３
図は第２実施例の説明図である。 １・・・管路、２・・・ノズル、３・・・覆い、４・・
・吸引室、５・・・空気導入口。 特　　許　　出　　願　　人　　角　　１）　義　　明
代理人　　　弁理士　井　沢　　　向 □１．−１ 第１１２！ ２ｍ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼ガス流を排出する管路に、その流速を加速す
   るノズルを設け、該ノズルの外側を覆いにより密閉して
   吸引室を形成し、前記ノズルと吸引室を連通し、覆いに
   空気導入口を形成することにより、ノズルで加速された
   燃焼ガス流に高速で空気流を衝突させるように構成され
   た排気浄化装置。
2. （２）ノズルは燃焼ガス流を流れ方向に沿って加速する
   ように１段又は２段以上タンデムに設けられた請求項第
   １項記載の排気浄化装置。
3. （３）ノズルは燃焼ガス流を排出する管路の最下流に配
   置されている請求項第１項又は第２項記載の１項又は第
   ２項記載の排気浄化装置。