(57)【要約】  【課題】エンジン本体からのすすや有害成分の排気量を減少できるディーゼルエンジンを提供する。  【解決手段】エンジン本体２の回転数が低い場合に、エンジン本体２から排気される排気ガスの一部を、ＥＧＲ通路23にて吸気風路12に再循環させて駆動効率を抑える。空気挿入オゾンをオゾン供給装置41にて吸気風路12に供給し、エンジン本体２のエンジンシリンダ３に噴射される軽油への酸素原子比率を向上する。軽油の点火が良くなり、軽油の初期燃焼が効率良くなる。軽油を確実に燃焼できる。エンジン本体２の初期回転が効率良くなり、エンジン本体２のエンジンシリンダ３からすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分が排気されなくなる。  【選択図】図１
2006125382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気にて燃料を燃焼させて回転駆動するエンジン本体と、
このエンジン本体に空気を吸い込ませる吸気系と、
前記エンジン本体から排気される不活性の排気ガスの少なくとも一部を前記吸気系に環流させる排気環流手段と、
前記空気より前記燃料を効率良く燃焼させる高酸素原子含有ガスを前記吸気系に供給させるガス供給手段と
を具備したことを特徴としたエンジン装置。
【請求項２】
エンジン本体から排気される排気ガスを焼却して、この排気ガスに含まれているすすを微粒子化させるすす焼却手段と、
このすす焼却手段にて焼却されて微粒子化されたすすを除去するすす除去手段と
を具備したことを特徴とした請求項１記載のエンジン装置。
【請求項３】
排気環流手段にて環流される排気ガスの温度を低下させつつ前記排気ガスに含まれているすすを除去するすす除去温度低下手段を具備した
ことを特徴とした請求項１または２記載のエンジン装置。
【請求項４】
排気ガスが供給される供給口、および前記排気ガスを排出させる排出口を有するマフラ本体と、
このマフラ本体内に充填され少なくとも５００℃以上の耐熱性および通気性を有する溶岩岩石と、
前記マフラ本体に取り付けられこのマフラ本体内に排気される排気ガスにて加熱されて前記溶岩岩石を加熱する加熱手段と
を具備したことを特徴としたマフラ装置。
【請求項５】
加熱手段は、マフラ本体内の供給口に対向する位置と排出口に対向する位置とのそれぞれに設けられ、
溶岩岩石は、前記マフラ本体内の前記加熱手段間に充填されている
ことを特徴とした請求項４記載のマフラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気にて燃料を燃焼させて回転駆動するエンジン本体を備えたエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエンジン装置であるディーゼルエンジンには、このディーゼルエンジンのエンジン本体に空気を吸い込ませる吸気系としての吸気風路が設けられている。そして、この吸気風路には、エンジン本体から排気される排気ガスを吸気風路に環流させて再循環させる排気環流手段としての排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation:ＥＧＲ）装置（以下、ＥＧＲ装置という。）が取り付けられている。このＥＧＲ装置は、ディーゼルエンジンのエンジン本体から排気される不活性の排気ガス中の粒子状物質（Particulate Matter:ＰＭ）や、一酸化窒素（ＮＯ）または二酸化窒素（ＮＯ２）などの窒素化合物（ＮＯＸ）の発生を減少させるために、エンジン本体から排気される排気ガスを吸気風路に環流させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
さらに、この種のディーゼルエンジンとしては、エンジン本体から排気される排気ガスをＥＧＲ装置で再循環させる際に、この排気ガスの温度を低下させてから吸気風路の吸気口に挿入させる装置が設けられている。また、このＥＧＲ装置には、このＥＧＲ装置にて再循環させる排気ガスの量を調整するＥＧＲバルブが取り付けられており、このＥＧＲバルブにて、排気ガスの吸気風路への再循環量を調整して、エンジン本体から排気される排気ガス中のＰＭおよびＮＯＸの発生を減少させる構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ここで、このＥＧＲ装置は、このＥＧＲ装置にて排気ガスを吸気通路に再循環させる際に、この排気ガスとともに、すすと、エンジン本体のエンジンシリンダからクランク室内に抜けたブローバイガスと、水蒸気と、エンジン本体の回転駆動を円滑にする不活性の粘着状のオイルとのそれぞれを再循環させている。このため、これらオイルと水蒸気とブローバイガスとのそれぞれが吸気通路内ですすに混合されて、この吸気通路内に付着することで吸気通路が狭くなる。この結果、エンジン本体内に取り付けられているエンジンシリンダ内が酸素不足になるため、このエンジン本体内での燃料の燃焼が不完全になって、このエンジン本体から排気される排気ガス中のＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分が増える傾向になる。
【０００５】
このとき、この排気ガス中のＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分の発生は、エンジン本体の使用条件によって変化する。すなわち、このエンジン本体を高回転させたときには、これらＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分の発生量が減少する傾向にある。これに対し、このエンジン本体を低回転させたときには、排気ガス中のすす粒が大きくなるとともに、ＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分の発生量が増加する傾向にある。すなわち、このエンジン本体を低回転させたときに、ＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分の発生を減少させるためには、ＥＧＲ装置を改善する必要がある。また、このエンジン本体から排出される排気ガスに含まれているすすを完全に分離してから、吸気風路に再循環させることによって、排気ガス中の有害成分を減少できるので、このエンジン本体の性能を向上できる。
【０００６】
さらに、この種のＥＧＲ装置としては、車両の発進時の排気ガス再循環量、すなわちＥＧＲ量の制御応答を改善する方法であって、車両のブレーキ作動状態、アクセル開度および車両の速度に応じて、車両の発進時を検出して、この車両の発進前に予め定めた目標ＥＧＲ率を減量補正させている。すなわち、このＥＧＲ装置は、エンジン本体から排気される排気ガスが通過する排気通路に、この排気通路の排気圧を検知する排気圧センサが取り付けられているとともに、このエンジン本体の吸気風路に、この吸気風路の吸気圧を検出する吸気圧センサが取り付けられている。そして、これら複数の排気圧センサおよび吸気圧センサにて検出される排気圧および吸気圧に基づいて、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量を調整している（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
ところが、このＥＧＲ装置では、複数の排気圧センサおよび吸気圧センサを用いてＥＧＲ装置のＥＧＲ量を調整しているため、これら複数のセンサで自動的に確実にＥＧＲ量を調整することは容易でない。また、これら複数のセンサでＥＧＲ装置のＥＧＲバルブを確実に作動させることができたとしても、このＥＧＲバルブの操作によるＥＧＲ制御だけでは、エンジン本体から排気される排気ガスから、ＰＭやＮＯＸなどの有害成分を完全に除去することは容易ではない。
【０００８】
そこで、この種のディーゼルエンジンの排気ガスからのすす微粒子を除去する方法としては、流入チャネルと流出チャネルとが交互に設けられたウォールフローフィルタの流入チャネルの内壁面に触媒層が設けられており、この触媒層を排気ガスが通過することによって、この排気ガスに含まれているすす微粒子を除去する構成が知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
ところが、このウォールフローフィルタの流入チャネルの内壁面に取り付けられた触媒層は、従来から使用されている触媒と何ら変わらない触媒である。そこで、近年、新たな機能を有する触媒が提案されている。一般的に、大型車両には選択還元法（Selective Catalytic Reduction:ＳＣＲ）触媒が用いられており、小型車両にはディーゼルエンジン排気ガス浄化（Diesel Particulate NOX Reduction:ＤＰＮＲ）触媒などが用いられている。
【００１０】
また、この種の触媒としては、酸化触媒や、２連式触媒、連続再生式ディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter:ＤＰＦ）と尿素を用いた尿素ＳＣＲとを直列に組み合わせたＳＣＲＴ触媒などの方式がある。
【００１１】
ここで、上述のＤＰＦを用いたＤＰＦ装置としては、ディーゼルエンジンのエンジン本体から排気される排気ガスを後処理する装置である。そして、このＤＰＦ装置は、ＤＰＦに堆積した粒子状物質（パティキュレート）の堆積量が許容量を超えたときに、このパティキュレートを強制再生装置にて焼却除去させる。さらに、この強制再生装置は、バーナを点火させて燃焼ガスの供給にてＤＰＦを昇温させて所定温度に達してから、このバーナを失火させてＤＰＦを再生させている。
【００１２】
ところが、これら触媒を用いたシステムには、未だ技術的な課題が多い。さらに、この種の触媒認定方式分類としては、バッチ再生式、外部電源接続方式、カセットフィルタ方式、強制再生式、連続再生式、１段式、２段式などが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１４１１４６号公報
【特許文献２】特開２００３−２８６８８０号公報
【特許文献３】特開２００４−９２６６２公報
【特許文献４】特開２００４−８４６６６号公報
【非特許文献１】浜田秀昭、外１名，「ディーゼルＮＯＸとＰＭ後処理技術の展望」，エンジンテクノロジー，株式会社山海堂，２００４年８月，第３３号，ｐ．１４−２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述したディーゼルエンジンの排気ガス中のＰＭおよびＮＯＸを低下する触媒としては、ＤＰＮＲ、酸化触媒、２連式触媒、ＳＣＲＴ触媒などの方式があるが、これら方式の触媒も熱伝導や熱持続が余り良くなく目詰まりしてエンジンの回転を低下させて排気ガス中のＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分を増加させてしまう傾向がある。
【００１４】
さらに、上述のＤＰＦ装置では、エンジン本体の回転数が低下する度に触媒効力が低下し、エンジン本体の回転数を上げる度にエンジン本体の排気口からＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分を排気ガスとともに排出させてしまう。このため、人体や環境に適しない装置であるとともに、エンジン本体の排気口から排気される排気ガス中のＰＭまたはＮＯＸなどの有害成分を確実に減少させることが容易ではないという問題を有している。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、エンジン本体から排気される排気ガス中の有害成分を確実に減少できるエンジン装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載のエンジン装置は、空気にて燃料を燃焼させて回転駆動するエンジン本体と、このエンジン本体に空気を吸い込ませる吸気系と、前記エンジン本体から排気される不活性の排気ガスの少なくとも一部を前記吸気系に環流させる排気環流手段と、前記空気より前記燃料を効率良く燃焼させる高酸素原子含有ガスを前記吸気系に供給させるガス供給手段とを具備したものである。
【００１７】
そして、空気にて燃料を燃焼させてエンジン本体を回転駆動させるときであって、このエンジン本体の回転数が低い場合に、このエンジン本体から排気される不活性の排気ガスの少なくとも一部を、エンジン本体に空気を吸い込ませる吸気系に排気環流手段にて環流させて、このエンジン本体の回転数が低いときの駆動効率を抑えるとともに、空気より燃料を効率良く燃焼させる高酸素原子含有ガスをガス供給手段にて吸気系に供給させて、エンジン本体にて燃料を確実に燃焼させる。この結果、エンジン本体の回転数が低い場合であっても、高酸素原子含有ガスにて燃料を効率良く確実に燃焼できるので、このエンジン本体からすすや、粒子状物質および窒素化合物などの有害成分がほとんど排気されなくなる。したがって、エンジン本体の回転数に関わらず、このエンジン本体からのすすや粒子状物質および窒素化合物などの有害成分の排出を確実に減少できる。
【００１８】
請求項２記載のエンジン装置は、請求項１記載のエンジン装置において、エンジン本体から排気される排気ガスを焼却して、この排気ガスに含まれているすすを微粒子化させるすす焼却手段と、このすす焼却手段にて焼却されて微粒子化されたすすを除去するすす除去手段とを具備したものである。
【００１９】
そして、エンジン本体から排気される排気ガスをすす焼却手段にて焼却して、この排気ガスに含まれているすすを微粒子化してから、この微粒子化されたすすをすす除去手段にて除去させる。この結果、エンジン本体から排気ガスとともに排気されるすすをすす焼却手段およびすす除去手段にてより確実に除去できるので、このエンジン本体から排出される排気ガスを確実に除去できる。
【００２０】
請求項３記載のエンジン装置は、請求項１または２記載のエンジン装置において、排気環流手段にて環流される排気ガスの温度を低下させつつ前記排気ガスに含まれているすすを除去するすす除去温度低下手段を具備したものである。
【００２１】
そして、排気環流手段にて環流される排気ガスの温度をすす除去温度低下手段にて低下させつつ、このすす除去温度低下手段にて排気ガスに含まれているすすを除去させる。この結果、この排気ガスに含まれているすすが吸気風路内に吸気されにくくなるとともに、このすすが吸気風路内に付着しにくくなるので、このすすによる吸気風路内への付着を防止できる。したがって、このすすの付着によって吸気風路が狭くなることを防止できるから、この吸気風路にて確実に空気をエンジン本体に吸気できる。
【００２２】
請求項４記載のマフラ装置は、排気ガスが供給される供給口、および前記排気ガスを排出させる排出口を有するマフラ本体と、このマフラ本体内に充填され少なくとも５００℃以上の耐熱性および通気性を有する溶岩岩石と、前記マフラ本体に取り付けられこのマフラ本体内に排気される排気ガスにて加熱されて前記溶岩岩石を加熱する加熱手段とを具備したものである。
【００２３】
そして、少なくとも５００℃以上の耐熱性および通気性を有する溶岩岩石をマフラ本体内に充填させるとともに、このマフラ本体内に供給される排気ガスにて加熱されて溶岩岩石を加熱する加熱手段をマフラ本体に取り付けた。この結果、マフラ本体の供給口から供給される排気ガスにて加熱手段を介して溶岩岩石が加熱され、この加熱された溶岩岩石に排気ガスを通過させることによって、この排気ガス中に含まれているすすや粒子状物質および窒素化合物などの有害成分が溶岩岩石にて確実に除去される。したがって、このマフラ本体の排気口からのすすや有害成分の排出が確実に減少される。
【００２４】
請求項５記載のマフラ装置は、請求項４記載のマフラ装置において、加熱手段は、マフラ本体内の供給口に対向する位置と排出口に対向する位置とのそれぞれに設けられ、溶岩岩石は、前記マフラ本体内の前記加熱手段間に充填されているものである。
【００２５】
そして、マフラ本体内の供給口に対向する位置と排出口に対向する位置とのそれぞれに加熱手段を設け、このマフラ本体内の加熱手段間に溶岩岩石を充填させたことにより、このマフラ本体内の排気口側の位置の溶岩岩石をも加熱手段にて効率良く加熱できる。したがって、このマフラ本体内に充填されている溶岩岩石をマフラ本体内全体に亘って効率良く加熱できるから、この溶岩岩石によるすすや有害成分などの除去をより確実になる。このため、このマフラ本体の排気口からのすすや有害成分の排出がより確実に減少される。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載のエンジン装置によれば、エンジン本体の回転数が低い場合に、このエンジン本体から排気される不活性の排気ガスの少なくとも一部を、吸気系に排気環流手段にて環流させて、このエンジン本体の回転数が低いときの駆動効率を抑えるとともに、空気より燃料を効率良く燃焼させる高酸素原子含有ガスをガス供給手段にて吸気系に供給させて、エンジン本体にて燃料を確実に燃焼させるので、このエンジン本体の回転数が低い場合でも、高酸素原子含有ガスにて燃料を効率良く確実に燃焼できるから、このエンジン本体からすすや粒子状物質および窒素化合物などの有害成分がほとんど排気されなくなるため、このエンジン本体の回転数に関わらず、このエンジン本体からのすすや粒子状物質および窒素化合物などの有害成分の排出を確実に減少できる。
【００２７】
請求項２記載のエンジン装置によれば、エンジン本体から排気ガスとともに排気されるすすをすす焼却手段およびすす除去手段にてより確実に除去できるので、このエンジン本体から排出される排気ガスを確実に除去できる。
【００２８】
請求項３記載のエンジン装置によれば、排気環流手段にて環流される排気ガスの温度をすす除去温度低下手段にて低下させることにより、このすすが吸気風路内に付着しにくくなるとともに、すす除去温度低下手段にて排気ガスに含まれているすすを除去させることにより、この排気ガスに含まれているすすが吸気風路内に吸気されにくくなるから、このすすによる吸気風路内への付着を防止でき、このすすの付着にて吸気風路が狭くなることを防止できるので、この吸気風路にて確実に空気をエンジン本体に吸気できる。
【００２９】
請求項４記載のマフラ装置によれば、マフラ本体の供給口から供給される排気ガスによって溶岩岩石が加熱手段を介して加熱されるから、この加熱された溶岩岩石に排気ガスを通過させることによって、この排気ガス中に含まれているすすや粒子状物質および窒素化合物などの有害成分を溶岩岩石にて確実に除去できるので、このマフラ本体の排気口からのすすや有害成分の排出を確実に減少できる。
【００３０】
請求項５記載のマフラ装置によれば、マフラ本体内の排気口側の位置の溶岩岩石をも加熱手段にて効率良く加熱できるので、このマフラ本体内に充填されている溶岩岩石をマフラ本体内全体に亘って効率良く加熱でき、この溶岩岩石によるすすや有害成分などの除去をより確実にできるから、このマフラ本体の排気口からのすすや有害成分の排出をより確実に減少できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明のエンジン装置の一実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００３２】
図１ないし図３において、１はエンジン装置としてのディーゼルエンジンで、このディーゼルエンジン１は内燃機関としてのディーゼルエンジン本体であるエンジン本体２を備えている。このエンジン本体２は、空気を吸い込んで、この空気に含まれている酸素にて燃料としての軽油を燃焼、すなわち内燃させて回転駆動するとともに不活性の排気ガスを排出する。
【００３３】
そして、このエンジン本体２には、複数、例えば４本のエンジンシリンダ３が設けられており、これら各エンジンシリンダ３には、図示しないピストンが上下動可能に取り付けられている。さらに、これら各エンジンシリンダ３には、これら各エンジンシリンダ３内に軽油を所定のサイクルで噴射させる燃料噴射装置５が接続されている。この燃料噴射装置５は、エンジン本体２を始動させて、このエンジン本体２の回転初期に軽油と空気との比率を１００％にする装置である。
【００３４】
また、この燃料噴射装置５には、各エンジンシリンダ３内に軽油を噴射させるサイクルをコントロールする燃料噴射コントロール装置６が取り付けられている。この燃料噴射コントロール装置６は、エンジン本体２の回転数を上昇させるために図示しないアクセルペダルを踏んだ場合に、各エンジンシリンダ３内に軽油を噴射させるサイクルをコントロールする。また、エンジン本体２の図示しないクランク室には、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３内のピストンの上下動を円滑にさせる粘性を有する粘着状のオイルが挿入されて貯留されているオイルパンが取り付けられている。
【００３５】
さらに、エンジン本体２の吸気側には、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３それぞれの吸気側に連通した吸気管としての吸気マニホールドであるインテイクマニホールド管11が取り付けられている。このインテイクマニホールド管11は、いわゆるインレットマニホールドであって、このインテイクマニホールド管11の吸気側には、このインテイクマニホールド管11を介してエンジン本体２の各エンジンシリンダ３内に空気を吸い込ませる吸気系としての吸気風路12が取り付けられている。この吸気風路12の吸気側には、空気挿入用のエアクリーナボックス13が取り付けられている。このエアクリーナボックス13には、吸気風路12に吸い込まれる空気中に浮遊する浮遊物としての粉塵を除去するエレメント14が取り付けられている。
【００３６】
一方、エンジン本体２の排気側には、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３それぞれの排気側に連通した排気装置としての排気マニホールドであるエキゾーストマニホールド管21が取り付けられている。そして、このエキゾーストマニホールド管21の吸気側には、すす焼却手段としてのパネル状の加熱ヒータ18が、取付手段としてのターミナル19を介して取り付けられている。
【００３７】
この加熱ヒータ18は、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排出されてくる排気ガスを焼却して、この排気ガスに含まれている微粒子状の排気ガスすす（以下、すすという。）を微粒子化させて細かくして、このすすを微粒子状する。さらに、この加熱ヒータ18は、排気ガスに含まれているＰＭ、ＮＯＸ、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）および炭化水素（ＨＣ）などの有害成分を９０％以上の高い比率で焼却する。
【００３８】
さらに、この加熱ヒータ18よりエキゾーストマニホールド管21の排気側には、排気環流手段としての排気ガス再循環（Exhaust Gas Recirculation:ＥＧＲ）装置であるＥＧＲ装置22が取り付けられている。このＥＧＲ装置22は、エキゾーストマニホールド管21を介してエンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排出される不活性である不燃性の排気ガスを、吸気風路12、すなわちエンジン本体２の吸気側に再循環させて環流させる。
【００３９】
そして、このＥＧＲ装置22は、エキゾーストマニホールド管21の吸気側に、吸気側が連通して接続された円筒状の排気ガスパイプとしての環流風路であるＥＧＲ通路23を備えている。このＥＧＲ通路23は、パイプ装置であって、このＥＧＲ通路23の途中である中間部には、すす除去温度低下手段としてのすす除去温度低下装置24が取り付けられている。この温度低下すす除去装置24は、ＥＧＲ通路23の途中で、ＥＧＲ通路23にて環流される排気ガス中の加熱ヒータ18にて焼却されたすすを除去して回収して減少させるとともに、この排気ガスを冷却してから、吸気風路12に挿入して再循環させる。
【００４０】
すなわち、このすす除去温度低下装置24は、図５に示すように、ＥＧＲ通路23にて環流される排気ガスに含まれている焼却されたすすを除去するすす除去手段であるとともに、この排気ガスの温度を低下させて排気熱を下げる温度低下手段でもある。具体的に、このすす除去温度低下装置24は、触媒装置としてのセラミック触媒装置27を備えている。このセラミック触媒装置27は、排気ガスの通過により、この排気ガス中のすすを除去するとともに、このセラミック触媒装置27にて除去したすすがすす除去温度低下装置24内に沈殿して溜まるように構成されている。さらに、このすす除去温度低下装置24は、水冷式の冷却手段である冷却装置28を備えている。この冷却装置28は、図示しないラジエータからの冷却液が循環されて、この冷却液にて排気ガスを冷却させる。
【００４１】
さらに、ＥＧＲ通路23の排気側は、吸気風路12の排気側に連通して接続されており、この吸気風路12の排気側にはバルブ装置としてのＥＧＲバルブであるＥＧＲ弁25が取り付けられている。このＥＧＲ弁25は、電磁弁であって、制御手段としての電源コントロールユニット26に接続されており、この電源コントロールユニット26から供給される電源に応じて開閉が制御されて環流量、すなわちＥＧＲ量を調整させる。
【００４２】
また、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３の下側に設けられている図示しないクランク室には、これら各エンジンシリンダ３の上端側に位置する図示しないエンジンヘッドからピストンが上下した時点で各エンジンシリンダ３からクランク室内に抜けた排気ガスであるブローバイガスと、このクランク室内の空気、水蒸気およびオイルなどとが混合した混合ガスが細長円筒状の連通管30へと排気されて、この混合ガスからオイル、水蒸気およびブローバイガスを完全に効率良く分離する前処理手段としての分離装置31が取り付けられている。
【００４３】
そして、この分離装置31は、ブローバイガス分離装置であって、この分離装置31内には、この分離装置31へと連通管30を介して排気された混合ガス中の水蒸気およびブローバイガスを吸着除去する吸着材32が取り付けられている。ここで、この吸着材32は、例えば複数のスポンジフィルタあるいはウレタンフィルタを積層させたものの間に、吸着力の大きなひのきを粉砕したチップを積層させて構成されている。
【００４４】
また、この分離装置31は、吸気風路12に接続された空気返送管33と、エンジン本体２クランク室に接続されたオイル返送管34とを備えている。さらに、このオイル返送管34の基端部には、分離装置31にて分離されたオイルをエンジン本体２のクランク室内のオイルパンに返送して戻すためのオイル返送バルブ35が取り付けられている。
【００４５】
そして、この分離装置31は、この分離装置31へと排気された混合ガスから分離されたオイルを、オイル返送管34を介してエンジン本体２のクランク室内のオイルパンに戻すとともに、この分離装置31へと排気された混合ガスから分離された空気を、空気返送管33を介して吸気風路12内に戻すように構成されている。
【００４６】
さらに、吸気風路12には、空気よりも軽油を効率良く燃焼させる高酸素原子含有ガスとしてのオゾン（Ｏ３）に空気を挿入して混合させた空気挿入オゾンを吸気風路12内に供給させるガス供給手段としてのオゾン供給装置41が取り付けられている。このオゾン供給装置41は、オゾンとともに新鮮な空気を吸気風路12に供給する空気供給装置でもある。
【００４７】
ここで、高酸素分子含有ガスとは、空気よりも軽油を効率良く燃焼させることができるガス、すなわち空気の酸素原子含有量よりも酸素原子含有量が多いガスのことである。具体的には、この高酸素分子含有ガスとは、空気にオゾンを混合させたオゾン混合空気や、酸素イオンなどの酸素原子を有するマイナスイオンを空気に混合させたイオン混合空気などのことである。
【００４８】
そして、このオゾン供給装置41は、内部が中空な収容ボックス42を備えており、この収容ボックス42内の一端側である上流側であるには、送風手段としての送風装置43が取り付けられている。この送風装置43は、駆動手段としてのモータ44を備えているとともに、このモータ44の回転軸40には送風翼としてファン45が取り付けられている。
【００４９】
さらに、この送風装置43の下流側には、オゾンを発生させるオゾン発生手段としてのオゾン発生装置46が取り付けられている。このオゾン発生装置46は、オンオフやオゾン発生量のそれぞれが電源コントロールユニット26にて制御されて調整される。そして、このオゾン発生装置46は、このオゾン発生装置46にてオゾンを発生させる際の動力となる高圧電気トランス47を備えている。また、このオゾン発生装置46の下流側には、収容ボックス42内から空気とともにオゾンを排出させる排出口48が設けられている。
【００５０】
そして、この排出口48には、この排出口48から排出されるオゾンを吸気風路12内に圧送する圧送手段としてのエアコンプレッサＡＳＳＹ装置であるポンプ装置51の吸気側が接続されている。このポンプ装置51は、アクセルペダルを踏むことによって作動して、空気挿入オゾンを、吸気風路12を介してインテイクマニホールド管11内に挿入させる。また、このポンプ装置51は、オンオフや空気挿入オゾンの圧送量が電源コントロールユニット26にて制御されて調整される。さらに、このポンプ装置51の排気側は、細長円筒状の供給管52を介して吸気風路12の排気側に貫通して接続されている。
【００５１】
また、この供給管52には、この供給管52にて供給される空気挿入オゾンの供給量や圧力を調整する調整機53が取り付けられている。この調整機53は、ポンプ装置51内のタンクの圧力を調整する。そして、この調整機53には、この調整機53にて調整された酸素挿入オゾンの圧力を測定する圧力測定手段としての圧力メータ54が取り付けられている。また、この調整機53には、供給管52が開閉可能な開閉手段としてのエアバルブである電動バルブ装置55が取り付けられている。
【００５２】
さらに、調整機53には、この調整機53の電動バルブ装置55のオンオフや、この電動バルブ装置55の開閉が調整可能な圧力スイッチＡＳＳＹ装置としての電動操作スイッチ56が取り付けられている。このため、この電動バルブ装置55は、この電動バルブ装置55のオンオフや、この電動バルブ装置55の開閉率などが電動操作スイッチ56を介して電源コントロールユニット26にて制御されて調整される。すなわち、この電源コントロールユニット26は、エンジン本体２の回転数を上昇させるためにアクセルペダルを踏んだ場合に、電動操作スイッチ56を動作させて電動バルブ装置55を作動させ、供給管52を開いて空気挿入オゾンを吸気風路12に供給させる。
【００５３】
一方、エキゾーストマニホールド管21の排気側には、このエキゾーストマニホールド管21を介してエンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気される排気ガスを排出させる排気系としての排気パイプである排気風路63が接続されている。そして、この排気風路63の吸気側には、排気ガスの圧力エネルギを利用してタービン62を回転させて、吸気風路12に取り付けられているターボ送風機60による吸気風路12への空気の吸込量を過給させるターボ装置64が取り付けられている。ここで、このターボ装置64のターボ送風機60は、図５に示すように、分離装置31の空気返送管33およびＥＧＲ弁25より排気側の吸気風路12内に取り付けられている。そして、このターボ送風機60より吸気風路12内の排気側には、このターボ送風機60にて過給された空気を冷却する冷却手段としてのインタークーラ装置61が取り付けられている。
【００５４】
さらに、排気風路63の途中である中間部には、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気され加熱ヒータ18にて焼却されて微細化された排気ガス中のすすを除去するすす除去手段としての触媒装置である金属合成触媒装置65が取り付けられている。この金属合成触媒装置65は、金属合成触媒であって、後述する金属合成触媒装置79と同様に構成されている。したがって、この金属合成触媒装置65は、エンジン本体２から排気される排気ガスの圧力に関わらず、この排気ガス中のすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分を完全に焼却しつつ除去できるので、エンジン本体２の馬力を低下させない。さらに、この金属合成触媒装置65は、加熱ヒータ18とともに排気ガス中のすすや種々の有害成分を焼却回収除去する排気ガス焼却除去装置66を構成している。
【００５５】
また、排気風路63の金属合成触媒装置65が取り付けられている部分には、この金属合成触媒装置65を取り外し可能にする円筒状の取出口67が一体的に突設されている。この取出口67は、金属合成触媒装置65にて回収したすすを回収するために設けられている。また、この取出口67には、この取出口67を開閉可能に閉塞する円盤状の蓋体68が取り外し可能に取り付けられている。この蓋体68の中央部には、排気風路63を通過する排気ガスの一部を排気させる円形状の通気穴69が穿設されている。この通気穴69は、金属合成触媒装置65にて除去されたすすを取出口67近傍に効率良く堆積させて、この取出口67からすすが効率良く回収できるように設けられている。さらに、この取出口67と排気風路63との間には、この取出口67近傍にすすを効率良く回収させるバイパス風路70が設けられている。
【００５６】
また、この排気風路63の排気側には、この排気風路63より径大な略円筒状のマフラ装置71が取り付けられている。このマフラ装置71は、断面長円筒状のマフラ本体としての本体部72を備えている。この本体部72は、鉄（Ｆｅ）にて構成されている。さらに、この本体部72の一端である吸気側には、排気風路63の排気側に連通して接続される円筒状の入口管73が一体的に突設されている。そして、この入口管73の吸気側が本体部72内に排気ガスを供給させる供給口73aとなる。また、この本体部72の他端である排気側には、円筒状の出口管74が入口管73に対して同心状に一体的に突設されている。そして、この出口管74の排気側が本体部72内に吸気されて供給された排気ガスを本体部72内から排気させる排出口74aとなる。
【００５７】
さらに、この本体部72内には、排気ガス中のすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分を後処理して吸着除去する焼却除去装置である触媒装置としての金属合成触媒装置79が挿入されて取り付けられている。この金属合成触媒装置79は、本体部72内に排気される排気ガス中のすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分を再焼却させて吸着除去する。
【００５８】
ここで、この金属合成触媒装置79は、高温に耐えるステンレスであるＳＵＳ３０４にて構成された円筒状の筒状体79aを備えている。この筒状体79aは、本体部72内に同心状に挿入されて取り付けられている。また、この筒状体79aの両端部は、加熱手段としての平板状の熱保持板80がそれぞれ取り付けられて閉塞されている。すなわち、これら熱保持板80は、本体部72内の供給口73aに離間対向する位置と排出口74aに離間対向する位置とに取り付けられている。そして、これら熱保持板80は、一対のステンレス板80a間にジュラルミン（duralumin）−パラジウム（Ｐｄ）合金板80bが積層されて構成されている。ここで、これらステンレス板80aは、ＳＵＳ３１６にて構成された保持板である。さらに、各熱保持板80は、本体部72の入口管73および出口管74に対向して設置されている。
【００５９】
さらに、これら熱保持板80は、筒状体79a内の熱保持性および放熱性に優れており、ディーゼルエンジン１の場合には、この筒状体79a内の温度を３００℃以上４００℃以下程度に加熱して保持させる。なお、このディーゼルエンジン１がガソリンエンジンの場合には、これら熱保持板80によって筒状体79a内の温度を５００℃以上６００℃以下程度に加温して保持させる。すなわち、これら熱保持板80は、マフラ装置71の本体部72内に排気される排気ガスが有する熱にて加熱されて、筒状体79a内の温度を所定の温度まで加熱保持する。
【００６０】
そして、この筒状体79aの外周面と本体部72の内周面との間の隙間には、ガラス繊維にて構成された断熱材80cが充填されて閉塞されている。また、本体部72の吸気側の入口管73側の熱保持板80には、この熱保持板80を入口管73側に向けて貫通して突出したパイプ体である複数の流入チャネル75が取り付けられている。これら流入チャネル75は、本体部72の入口管73側の一端部が開口されており、この本体部72の出口管74側の他端部が閉塞された細長有底円筒状に形成されている。さらに、これら流入チャネル75の外周面には、これら各流入チャネル75に入り込んだ排気ガスを、これら流入チャネル75内から排出させる複数の連結孔78が設けられて開口されている。これら複数の連結孔78は、例えば直径が０．５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下程度の大きさに形成されている。
【００６１】
ここで、これら流入チャネル75の熱保持板80よりも入口管73側に突出した一端部と、この熱保持板より吸気側の本体部72内の空間とによって、この入口管73から供給され各流入チャネル75の一端部に入り込むまでの排気ガスを、これら流入チャネル75の外周面や本体部の内側面などに激しく激突させて、この排気ガスを渦巻流にさせる渦巻装置77が構成されている。
【００６２】
さらに、本体部72の排気側の出口管74側の熱保持板80には、この熱保持板80の出口管74側に向けて開口して取り付けられたパイプ体である複数の流出チャネル76が取り付けられている。これら流出チャネル76は、筒状体79a内の流入チャネル75間に位置するように取り付けられている。具体的に、これら流出チャネル76は、これら流出チャネル76の外周面と流入チャネル75の外周面との間に、例えば１ｃｍ以上１．５ｃｍ以下の所定の間隙ができるように、これら流入チャネル75間に配置されている。
【００６３】
また、これら流出チャネル76は、本体部72の入口管73側の一端部が閉塞されており、この本体部72の出口管74側の他端部が開口された細長有底円筒状に形成されている。さらに、これら流出チャネル76の外周面には、これら各流出チャネル76に隣接して設置されている流入チャネル75の連結孔78から排出される排気ガスが流入する複数の連結孔78が設けられて開口されている。これら複数の連結孔78は、例えば直径が０．５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下程度の大きさに形成されている。
【００６４】
そして、これら流出チャネル76は、出口管74側の熱保持板80を貫通して、この熱保持板80の出口管74に対向する側の一側面と面一に接続されている。したがって、筒状体79a内には、流入チャネル75と流出チャネル76とが交互に配設されて取り付けられている。なお、これら流入チャネル75および流出チャネル76のそれぞれは、１０００℃以上の耐熱性を有するステンレスであるＳＵＳ３１０にて構成されている。
【００６５】
また、本体部72の出口管74側である熱保持板の内側面には、パラジウムとガラス繊維とにて構成された平板状の断熱材80dが取り付けられている。この断熱材80dは、筒状体79aの排気側の温度を保持するために設けられている。さらに、この筒状体79a内に取り付けられている流入チャネル75および流出チャネル76のそれぞれは、金属にて構成された金網である網状体80eにて周方向に向けて覆われて保持されている。そして、この網状体80eは、例えばＳＵＳ３１６にて構成されている。
【００６６】
さらに、この網状体80e内の流入チャネル75と流出チャネル76との間の隙間には、複数の粒状の溶岩岩石81が充填されている。この溶岩岩石81は、一対の熱保持板80間に充填されて保持されている。そして、この溶岩岩石81は、排気ガス中のすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分を再焼却させて効率良く吸着除去する触媒である。さらに、この溶岩岩石81は、少なくとも５００℃以上、好ましくは１０００以上の耐熱性を有している。そして、この溶岩岩石81は、５ｍｍ以上２ｃｍ以下程度の大きさの粒状に形成されている。
【００６７】
また、この溶岩岩石81は、１０００℃以上に加熱されても溶けずに腐食しない岩石であるとともに、耐振動性および熱伝導性に優れている。さらに、この溶岩岩石81は、複数の孔が蜂の巣状に連続して形成された通気性を有する多孔質な岩石であって、富士山の周辺で採取できる赤褐色あるいは黒色の溶岩や、ハワイ諸島のマウイ島で採取できる溶岩などが特に好ましい。そして、この溶岩岩石81は、マフラ装置71の筒状体79a内に排気される排気ガスや、この排気ガスにて加熱された熱保持板80によって、所定の温度まで加熱保持される。
【００６８】
また、マフラ装置71の出口管74の排気側には、この出口管に略等しい円筒状の排気パイプ83が連通して接続されている。さらに、この排気パイプ83の排気側には、この排気パイプ83から排気される排気ガスにて発生する音を消音させる消音用の消音マフラＡＳＳＹとしてのサイレンサである消音装置84が取り付けられている。
【００６９】
さらに、ＥＧＲ装置22のすす除去温度低下装置24には、空気送風機85と電磁バルブ装置86とが一体的に取り付けられた一体式の空気吸入圧縮機87にて圧縮された空気が供給される。この空気吸入圧縮機87は、ＥＧＲ通路23内での、すす除去温度低下装置24にてすすが除去されて冷却された排気ガスと、エンジン本体２のエンジンシリンダ３内への酸素供給量を調整して、このエンジン本体２から排気される排気ガス中のＰＭやＮＯＸの発生量を減少させる。
【００７０】
そして、この空気吸入圧縮機87の空気送風機85は、内部が中空な円柱状のケース88を備えている。このケース88は、軸方向を上下方向に沿わせた状態で設置されている。また、このケース88上には、駆動手段としてのモータ89が取り付けられている。このモータ89には、このモータ89の駆動にて回転駆動する回転軸としてのシャフト91が取り付けられている。このシャフト91は、ケース88の上面からこのケース88内に同心状に突出している。
【００７１】
さらに、このシャフト91には、モータ89の駆動によるシャフト91の回転にて回転する送風手段としてのファン92が同心状に取り付けられている。また、ケース88の側面部の下端部には、このケース88内に空気を挿入させる細長円筒状の空気入口93が突設されている。この空気入口93は、図５に示すように、インタークーラ装置61とＥＧＲ弁25との間の吸気風路12に接続されており、エアクリーナボックス13を通過した空気と分離装置31にてブローバイガスが分離された空気とが混合されターボ装置64のターボ送風機60にて過給された空気の少なくとも一部が供給される。さらに、この空気入口93に対向したケース88の側面部の上端部には、このケース88内でファン92にて送風された空気が排出される細長円筒状の空気出口94が突設されている。
【００７２】
そして、この空気出口94には電磁バルブ装置86が取り付けられている。この電磁バルブ装置86は、軸方向を上下方向に沿わせた状態で設置された細長円筒状の本体部95を有している。この本体部95の上側部は、空気送風機85の空気出口94に連通している。また、この本体部95内には、複数、例えば２台のバルブ弁96,97が設置されている。これらバルブ弁96,97は、空気送風機85のケース88内のファン92にて本体部95内に送風される空気を圧縮させる。さらに、これらバルブ弁96,97は、本体部95内に挿入された軸体としてのシャフト98に取り付けられている。このシャフト98の下端部には、このシャフト98を上方に向けて付勢する付勢手段としてのばね体であるコイルスプリング99が取り付けられている。
【００７３】
さらに、このシャフト98の上端部には、このシャフト98を上下に移動させる駆動手段としてのソレノイド101が取り付けられている。このソレノイド101は、本体部95上に設置されており、コイルスプリング99の弾性力に抗してシャフト98を下方に移動させることによって各バルブ弁96,97を開動作させる。さらに、このソレノイド101は、このソレノイド101によるシャフト98の下方への移動を停止させることに伴って、コイルスプリング99の弾性力にてシャフト98が上方に移動して各バルブ弁96,97によって本体部95内が上下に仕切られるように構成されている。
【００７４】
そして、この本体部95の側面部の下端部には、この本体部95内に送風され各バルブ弁96,97にて圧縮された空気が排出される空気挿入口としての細長円筒状の空気排出口102が突設されている。この空気排出口102は、ＥＧＲ通路23のすす除去温度低下装置24より吸気側に接続されており、空気吸入圧縮機87にて圧縮された空気が空気排出口102を介してＥＧＲ通路23のすす除去温度低下装置24より吸気側に排出されて供給される。
【００７５】
さらに、空気吸入圧縮機87は、ＥＧＲ装置22のＥＲＧ弁25が開閉する度に空気送風機85および電磁バルブ装置86のそれぞれが作動して、ＥＧＲ通路23内に空気を挿入させる。また、この空気吸入圧縮機87は、金属合成触媒装置79内の酸素量が減少して酸素不足となった場合に、図示しない温度センサが感知して空気送風機85および電磁バルブ装置86のそれぞれが作動して、ＥＧＲ通路23内に空気を挿入させる。
【００７６】
次に、上記一実施の形態のエンジン装置の作用を説明する。
【００７７】
まず、アクセルペダルを踏み込んで、エンジン本体２を始動させて初期回転させる。このとき、このアクセルペダルの踏み込み度に応じて、電源コントロールユニット26が燃料噴射コントロール装置６を動作させて、この燃料噴射コントロール装置６にて燃料噴射装置５を介してエンジン本体２の各エンジンシリンダ３内に所定のサイクルで順次軽油を噴射させる。
【００７８】
さらに、このエンジン本体２のエアクリーナボックス13のエレメント14にてゴミが除去された空気が吸気風路12を介してエンジン本体２の各エンジンシリンダ３内に吸気され、この空気に含まれている酸素にて、エンジンシリンダ３内に噴射された軽油が順次燃焼されて、これらエンジンシリンダ３内のピストンが上下動して、このエンジン本体２が回転駆動される。
【００７９】
このとき、このエンジン本体２が初期回転や速度を落とした場合などであって、このエンジン本体２の回転数が低い状態では、電源コントロールユニット26にてオゾン供給装置41の送風装置43、オゾン発生装置46およびポンプ装置51のそれぞれが駆動されるとともに、調整機53の電動操作スイッチ56を操作して電動バルブ装置55にて供給管52を開いて、このオゾン発生装置46から発生させたオゾンに空気を挿入させた空気挿入オゾンが、供給管52を介して吸気風路12に供給される。
【００８０】
さらに、この電源コントロールユニット26にてＥＧＲ弁25を開閉操作して、エンジン本体２のエンジンシリンダ３内での軽油の燃焼によって発生する排気ガスの少なくとも一部をＥＧＲ通路23に再循環させる。
【００８１】
このとき、このＥＲＧ弁25が開閉する度に、空気吸入圧縮機87の空気送風機85および電磁バルブ装置86のそれぞれが作動して、吸気風路12内に空気が挿入される。
【００８２】
そして、このＥＧＲ通路23に再循環された排気ガスは、すす除去温度低下装置24にて温度が低下されるとともに、この排気ガスに含まれているすすがすす除去温度低下装置24にて回収されて除去されてから、ＥＧＲ通路23を介して吸気風路12に再循環される。
【００８３】
このため、この排気ガスの吸気風路12への再循環によって、エンジン本体２のエンジンシリンダ３内の燃焼温度が抑えられ、このエンジン本体２の駆動効率が抑えられるとともに、この吸気風路12への酸素挿入オゾンの供給によって、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３内に噴射された軽油が効率良く確実に完全燃焼されるので、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気される排気ガス中にすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分が含まれなくなる。
【００８４】
同時に、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３からクランク室内に抜けたブローバイガスは、このクランク室内の空気、水蒸気およびオイルとともに混合ガスとして分離装置31へと排気される。そして、この分離装置31の吸着材32にて混合ガスに含まれている水蒸気やブローバイガスが吸着除去されるとともに、この混合ガスからオイルが分離される。そして、この混合ガスから水蒸気、ブローバイガスおよびオイルのそれぞれが除去された空気が、空気返送管33を介して吸気風路12内に返送されるとともに、この混合ガスから分離したオイルが、オイル返送管34を介してエンジン本体２のクランク室内のオイルパンに返送される。
【００８５】
さらに、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気された排気ガスは、エキゾーストマニホールド管21に排気されて加熱ヒータ18にて焼却され、この排気ガスに含まれているすすが微粒子化されるとともに、この排気ガスに含まれているＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分が９０％以上の高い比率で焼却される。
【００８６】
また、この加熱ヒータ18にてすすが微粒子化され有害成分が高い比率で焼却された排気ガスは、排気風路63に排気され、この排気ガスの圧力エネルギにてターボ装置64のタービン62を回転させてターボ送風機60による吸気風路12への空気の吸込量を過給させるとともに、この排気ガスに含まれている微粒子化されたすすや有害成分が金属合成触媒装置65にて除去される。
【００８７】
さらに、この金属合成触媒装置65にてすすおよび有害成分が除去された後の排気ガスは、排気風路63からマフラ装置71の入口管73を介して本体部72の渦巻装置77内に排気されて渦巻流となる。
【００８８】
そして、この渦巻装置77にて渦巻流とされた排気ガスは、金属合成触媒装置79の各流入チャネル75内に排気されて、これら各流入チャネル75の連結孔78から筒状体79a内に排気され、これら各流入チャネル75に隣接して配設されている流出チャネル76の連結孔78から、これら流出チャネル76内に排気される。
【００８９】
このとき、これら流入チャネル75と流出チャネル76との間の隙間に充填されている溶岩岩石81によって、排気ガス中のすすや有害成分が再焼却されて回収除去される。
【００９０】
さらに、このマフラ装置71の金属合成触媒装置79内の酸素量が減少して酸素不足になり、この金属合成触媒装置79が機能しない場合には、温度センサが感知して空気吸入圧縮機87の空気送風機85および電磁バルブ装置86のそれぞれが作動して、ＥＧＲ通路23内に空気が挿入される。
【００９１】
この後、マフラ装置71の金属合成触媒装置79ですすや有害成分が再度回収除去された排気ガスは、このマフラ装置71の出口管74を介して排気パイプ83に排気された後、この排気パイプ83を介して消音装置84にて消音されて排気圧が下げられてから外気に排出される。
【００９２】
上述したように、上記一実施の形態によれば、空気を吸気風路12に引き込んで軽油を内燃させてエンジン本体２を回転駆動させるときであって、このエンジン本体２の回転数が低い場合に、このエンジン本体２から排気される排気ガスの少なくとも一部を、ＥＧＲ通路23にて吸気風路12に再循環させて、このエンジン本体２の回転数が低いときの駆動効率を抑える。
【００９３】
また、このエンジン本体２の回転数が低い場合には、エアクリーナボックス13を介した吸気風路12への空気の吸込比率が少ないので、この吸気風路12に外部から引き込まれる空気より燃料を効率良く燃焼させる空気挿入オゾンをオゾン供給装置41にて吸気風路12に供給させて、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３に噴射される軽油に対する酸素原子（Ｏ）比率を向上させた。この結果、この軽油の点火が良くなり、この軽油の初期燃焼が効率良くなり、この軽油を確実に燃焼、より好ましくは完全燃焼できる。
【００９４】
ここで、従来から使用されているディーゼルエンジンは、初期回転時の燃料噴射量と、初期空気供給量との比率が好ましくないので、初期回転時にエンジン本体２からすすを排出させてしまっている。
【００９５】
そこで、上記一実施の形態のように構成したことにより、エンジン本体２の回転数が低い場合であっても、空気より効率の良い空気挿入オゾンにて軽油を効率良く確実に燃焼できる。このため、このエンジン本体２の初期回転も効率良くなるとともに、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３からすすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分がほとんど排気されなくなる。したがって、このエンジン本体２の回転数に関わらず、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３からのすすや有害成分の排出を確実に減少できるので、人体や環境に適したディーゼルエンジン１を提供できる。
【００９６】
また、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気される排気ガスを、エキゾーストマニホールド管21に取り付けられている加熱ヒータ18にて焼却して、この排気ガスに含まれているすすを微粒子化させるとともに、この排気ガスに含まれているＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分を、例えば９０％以上の高い比率で焼却してから、この加熱ヒータ18にて焼却された排気ガス中のすす、および有害成分を金属合成触媒装置65にて除去させた。
【００９７】
さらに、この金属合成触媒装置65にてすすや有害成分が除去された排気ガスを、マフラ装置71内の金属合成触媒装置79に導入させて、この金属合成触媒装置79内に充填した溶岩岩石81にて、この排気ガス中に含まれているすすや有害成分をさらに確実に除去する構成とした。また、この金属合成触媒装置79に導入される排気ガスが有する熱によって、この金属合成触媒装置79内の各熱保持板80が加熱され、これら熱保持板80や排気ガスによって溶岩岩石81が所定の温度まで加熱される構成とした。
【００９８】
この結果、この溶岩岩石81が所定の温度まで加熱された状態が熱保持板80にて保持され、この溶岩岩石81が加熱された状態で、この溶岩岩石81を排気ガスが通過するので、この溶岩岩石81による排気ガス中のすすや有害成分の除去をより効率良くできる。さらに、この溶岩岩石81を一対の熱保持板80にて挟み込む構成としたことにより、これら一対の熱保持板80にて金属合成触媒装置79内の溶岩岩石81を略均等に効率良く加熱できるから、この溶岩岩石81によって排気ガスに含まれているすすや有害成分をさらに確実に焼却除去できる。具体的に、このディーゼルエンジン１を新しい車両に装着したときには、この車両から排気される排気ガス中の有害成分をほぼ１００％減少できる。
【００９９】
この結果、これら加熱ヒータ18、金属合成触媒装置65,79を用いることによって、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気ガスとともに排気されるすすや有害成分をより確実に回収して除去できる。このため、このエンジン本体２から排気される排気ガスからすすや有害成分を確実に除去できるので、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気される排気ガスにすすや有害成分が含まれにくくなる。
【０１００】
同時に、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気される排気ガスの排気圧に関わらず、これら各エンジンシリンダ３から排気される排気ガスに含まれているすすや有害成分を簡単な構成で確実に回収除去できる。このため、このエンジン本体２の回転数を下げたり上げたりしても、このエンジン本体２の消音装置84からは、すすや、ＰＭ、ＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２およびＨＣなどの有害成分が排出されなくなる。したがって、このエンジン本体２の馬力を低下させることなく、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３から排気される排気ガス中からすすや有害成分を効率良く確実に除去してから排出できる。
【０１０１】
また、ＥＧＲ装置22にて再循環させる排気ガスの温度をすす除去温度低下装置24にて低下させて排気熱を下げつつ、この排気ガスに含まれているすすをすす除去温度低下装置24にて除去させた。この結果、この排気ガスに含まれているすすが吸気風路12内に吸気されにくくなる。さらに、エンジン本体２の各エンジンシリンダ３からクランク室内に抜けたブローバイガスとともに混合ガスとして分離装置31へと排気されるオイルが、この分離装置31にて確実に分離されてエンジン本体２のクランク室内のオイルパンに返送される。このため、このオイルが吸気風路12内に吸い込まれなくなるから、このオイルが吸気風路12に吸い込まれることによって生じるすすの吸気風路12内への付着を防止できる。
【０１０２】
すなわち、エンジン本体２のクランク室内の混合ガスには、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３からクランク室内に抜けたブローバイガスとともに、空気、水蒸気およびオイルなどが混合している。そこで、この混合ガスから水蒸気およびブローバイガスを分離装置31の吸着材32にて吸着除去するとともに、この混合ガスから分離装置31にてオイルを分離してオイル返送管34を介してエンジン本体２のクランク室内のオイルパンに戻し、この混合ガスから水蒸気、ブローバイガスおよびオイルのそれぞれが除去された新鮮な空気を、空気返送管33を介して吸気風路12に戻す構成とした。
【０１０３】
この結果、この吸気風路12へのオイルの進入が分離装置31にて防止できるから、このオイルによる吸気風路12の内壁面へのすすの付着を防止できる。よって、このすすがオイルとともに吸気風路12の内壁面に付着することによって生じる、この吸気風路12内が狭くなることを防止できる。このため、この吸気風路12が狭くなることによる、この吸気風路12を介した空気の吸込量の減少を防止できる。よって、この吸気風路12にて空気を確実にエンジン本体２に吸い込むことができるから、このエンジン本体２の各エンジンシリンダ３での軽油の燃焼効率の悪化を防止でき、これら各エンジンシリンダ３から排気される排気ガスにすすや有害成分が含まれにくくできる。
【０１０４】
したがって、ディーゼルエンジン１を用いることによって、エンジン本体２が快適に回転し、少ない燃料で効率良く走行できるとともに、排気ガスとしてすすや有害成分を排出させなくなる。よって、環境に良く地球温暖化の問題に対応したディーゼルエンジン１を提供できる。
【０１０５】
ここで一般的に、ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べ、二酸化炭素（ＣＯ２）および一酸化炭素（ＣＯ）などの人体に影響のある有害成分の排出量が３分の１程度と少ない。このため、上述のディーゼルエンジン１は、人体に対してやさしいエンジンである。
【０１０６】
なお、上記一実施の形態では、燃料として軽油を用いたディーゼルエンジン１について説明したが、この軽油以外のガソリンなどを燃料としたガソリンエンジンなどの内燃機関であっても対応させて用いることができる。
【０１０７】
また、空気より軽油を効率良く燃焼させる高酸素原子含有ガスとして、空気にオゾンを挿入した空気挿入オゾンを吸気風路12に供給してエンジン本体２の低回転時の軽油の点火を良くして、この軽油の初期燃焼を効率良くさせたが、例えば酸素イオンなどのイオンを発生するイオン発生装置をオゾン発生装置46の代わりに取り付けて、このイオン発生装置にて発生させたイオンを空気に挿入させた空気挿入イオンなどの高酸素原子含有ガスを吸気風路12に供給しても、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例１】
【０１０８】
次に、本発明の実施例１について説明する。
【０１０９】
上記一実施の形態の分離装置31、オゾン供給装置41、金属合成触媒装置65,79および空気吸入圧縮機87のそれぞれを、試験時の総走行距離が４２４４２ｋｍの型式ＫＤ−Ｖ４６ＷＧ（三菱自動車工業株式会社製）のディーゼルエンジン１に取り付けて、このディーゼルエンジン１から排出される排気ガスを測定した。
【０１１０】
この結果、表１に示すように、有害成分としての排出量は、ＣＯ：０．３３９ｇ／ｋｍ、ＨＣ：０．０７０ｇ／ｋｍ、ＮＯＸ：１．３０５ｇ／ｋｍ、ＰＭ：０．０４０ｇ／ｋｍであった。
【０１１１】
【表１】
2006125382.tif 000003
【０１１２】
ここで、この型式ＫＤ−Ｖ４６ＷＧ（三菱自動車工業株式会社製）のディーゼルエンジン１は、上記一実施の形態の分離装置31、オゾン供給装置41、金属合成触媒装置65,79および空気吸入圧縮機87のそれぞれを取り付けない状態で、新車時の有害成分の排気量が、ＣＯ：１．４２ｇ／ｋｍ、ＨＣ：０．２６ｇ／ｋｍ、ＮＯＸ：０．５４ｇ／ｋｍ、ＰＭ：０．１７ｇ／ｋｍあった。
【０１１３】
したがって、これらＣＯ、ＨＣおよびＰＭそれぞれの排気量が、日本国が定めている基準値である最大規制値よりも低いとともに、４２４４２ｋｍほど走行させた後であっても、新車時のＣＯ、ＨＣおよびＰＭそれぞれの排気量より低い値となった。この結果、ディーゼルエンジン１から排気される排気ガス中のＣＯ、ＨＣおよびＰＭなどの有害成分を効率良く減少できることが分かった。
【０１１４】
ここで、ディーゼルエンジン１から排気される排気ガス中のＮＯＸについては、試験時の値が新車時および最大規制値より大きくなったが、これはＮＯＸの測定方法や測定条件に何らかの誤りがあったと思われる。したがって、このＮＯＸの排出量についても、理論的に効率良く減少できると考えられる。
【実施例２】
【０１１５】
次に、本発明の実施例２について説明する。
【０１１６】
まず、金属合成触媒装置65,79に充填されている溶岩岩石81である試料Ａについて含有量試験をしたところ、表２に示すように、この試料Ａには、重量法で測定した場合に、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が４５．９質量％ほど含まれていた。また、この試料Ａには、原子吸光光度法で測定した場合に、例えば酸化カルシウム（ＣａＯ）が１２．０質量％含まれ、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が１２．７質量％含まれ、酸化鉄（Ｆ２Ｏ３）が８．０質量％含まれ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が４．３質量％ほど含まれていた。
【０１１７】
【表２】
2006125382.tif 000004
【０１１８】
さらに、上記試料Ａとは別個の溶岩岩石81である試料Ｂについて含有量試験をしたところ、この試料Ｂには、重量法で測定した場合に、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が４８．０質量％ほど含まれていた。また、この試料Ｂには、原子吸光光度法で測定した場合に、例えば酸化カルシウム（ＣａＯ）が１０．３質量％含まれ、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が１２．５質量％含まれ、酸化鉄（Ｆ２Ｏ３）が９．８質量％含まれ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が４．６質量％ほど含まれていた。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の一実施の形態のエンジン装置を示す概略説明図である。
【図２】同上エンジン装置を示すブロック図である。
【図３】同上エンジン装置のマフラ装置を示す説明構成図である。
【図４】同上エンジン装置のマフラ装置を示す説明図である。
【図５】同上エンジン装置の一部を示す説明斜視図である。
【図６】同上エンジン装置の一部を示す説明構成図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１    エンジン装置としてのディーゼルエンジン
２    エンジン本体
12    吸気系としての吸気風路
18    すす焼却手段としての加熱ヒータ
22    排気環流手段としてのＥＧＲ装置
24    すす除去温度低下手段としてのすす除去温度低下装置
41    ガス供給手段としてのオゾン供給装置
65,79    すす除去手段としての金属合成触媒装置
71    マフラ装置
72    マフラ本体としての本体部
73a    供給口
74a    排出口
80    加熱手段としての熱保持板
81    溶岩岩石
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006125382.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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