(57)【要約】【課題】オゾン生成装置で生成されたオゾンを短時間で排気管中へ供給できると共にオゾン生成装置の故障を防止できる排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】オゾン生成装置４のケース４ａの端面４ｂには、円形の開口部１０が形成され、開口部１０に沿って、開口周縁部１１が設けられている。開口周縁部１１の内部には、円盤形状のフィルタ部材７が設けられている。排気管２には、円形の孔部１３が形成され、孔部１３に沿って、孔周縁部１４が設けられている。開口周縁部１１を孔周縁部１４内に挿入し、ケース４ａの端面４ｂと孔周縁部１４の端面との接触部分に沿って溶接することにより、接続部６が構成され、オゾン生成装置４は、排気管２との間にフィルタ部材７を位置させた状態で、排気管２に直接接続される。【選択図】図２
2011185162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出された排ガスが流通する排気管に設けられた排ガス浄化手段と、
オゾンを生成するオゾン生成装置と、
フィルタ部材と
を備え、
前記オゾン生成装置は前記排気管に直接接続され、該オゾン生成装置と該排気管との接続部内に前記フィルタ部材が設けられている排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記オゾン生成装置は、開口部と、該開口部に沿って設けられた開口周縁部とを備え、
前記排気管は、孔部と、該孔部に沿って設けられた孔周縁部とを備え、
前記接続部は、前記開口周縁部と前記孔周縁部とが互いに組み合わされると共に固定されて構成される、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記フィルタ部材は、前記開口周縁部及び前記孔周縁部のいずれか一方の内部に設けられている、請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記オゾン生成装置は、開口部と、該開口部に沿って設けられた開口周縁部とを備え、
前記排気管は、孔部を備え、
前記接続部は、前記開口周縁部が前記孔部に挿入されると共に固定されて構成される、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記フィルタ部材は前記開口周縁部内に設けられる、請求項４に記載の排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記オゾン生成装置は、開口部を備え、
前記排気管は、孔部と、該孔部に沿って設けられた孔周縁部とを備え、
前記接続部は、前記孔周縁部が前記開口部に挿入されると共に固定されて構成される、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記フィルタ部材は前記孔周縁部内に設けられる、請求項６に記載の排ガス浄化装置。
【請求項８】
前記オゾン生成装置と前記フィルタ部材との間には、排ガス遮断手段が設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化剤としてオゾンを使用してＮＯｘやパティキュレートマター（ＰＭ）を浄化する排ガス浄化装置が、例えば特許文献１及び２に開示されている。これらの排ガス浄化装置は、オゾンを生成するオゾン生成装置を備えており、オゾン生成装置は、互いに対向する一対の電極を有し、これらの電極間に電圧を印加させると共にこれらの電極間にエアーを流すことにより、オゾンを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７５６３８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５７９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の排ガス浄化装置では、オゾン生成装置がオゾン吐出管を介して排気管に接続されていて、オゾン生成装置が排気管から離れた位置にあることにより、オゾンがオゾン生成装置から排気管へ供給されるのに時間を要するので、エンジンから排出されるＮＯｘの量が急激に増加した場合には、それに応じてオゾン生成装置のオゾン供給量を増加したとしても、排気管に供給されるオゾンの供給量が実際に増加するのにタイムラグがあり、ＮＯｘの急激な増加に迅速に対応できないといった問題点があった。また、特許文献２に記載の排ガス浄化装置では、オゾン生成装置の吐出口が排気管に直接接続されているが、排気管にはＰＭを含む排ガスが流れているため、オゾン生成装置に排ガスが流入してしまい、オゾン生成装置の故障の原因になるといった問題点があった。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、オゾン生成装置で生成されたオゾンを短時間で排気管中へ供給できると共にオゾン生成装置の故障を防止できる排ガス浄化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】
【０００６】
この発明に係る排ガス浄化装置は、内燃機関から排出された排ガスが流通する排気管に設けられた排ガス浄化手段と、オゾンを生成するオゾン生成装置と、フィルタ部材とを備え、オゾン生成装置は排気管に直接接続され、オゾン生成装置と排気管との接続部内にフィルタ部材が設けられている。オゾン生成装置が排気管に直接接続されていることにより、オゾン生成装置から排気管までの距離が短くなり、また、排気管とオゾン生成装置との接続部内にフィルタ部材が設けられることにより、フィルタ部材は、排ガス中のＰＭがオゾン生成装置へ流入するのを防止する。
オゾン生成装置は、開口部と、開口部に沿って設けられた開口周縁部とを備え、排気管は、孔部と、孔部に沿って設けられた孔周縁部とを備え、接続部は、開口周縁部と孔周縁部とが互いに組み合わされると共に固定されて構成されてもよい。
フィルタ部材は、開口周縁部及び孔周縁部のいずれか一方の内部に設けられていてもよい。
オゾン生成装置は、開口部と、開口部に沿って設けられた開口周縁部とを備え、排気管は、孔部を備え、接続部は、開口周縁部が孔部に挿入されると共に固定されて構成されてもよい。
フィルタ部材は、開口周縁部内に設けられてもよい。
オゾン生成装置は、開口部を備え、排気管は、孔部と、孔部に沿って設けられた孔周縁部とを備え、接続部は、孔周縁部が開口部に挿入されると共に固定されて構成されてもよい。
フィルタ部材は孔周縁部内に設けられてもよい。
オゾン生成装置とフィルタ部材との間には、排ガス遮断手段が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、オゾン生成装置が排気管に直接接続されていることにより、オゾン生成装置から排気管までの距離が短くなるので、オゾン生成装置で生成されたオゾンを短時間で排気管へ供給することができると共に、排気管とオゾン生成装置との接続部内にフィルタ部材が設けられることにより、フィルタ部材は、排ガス中のＰＭがオゾン生成装置へ流入するのを防止するので、オゾン生成装置の故障を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えた内燃機関の構成模式図である。
【図２】実施の形態１に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の変形例を示す拡大断面図である。
【図３】実施の形態１に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の変形例を示す拡大断面図である。
【図４】実施の形態１に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の別の変形例を示す拡大断面図である。
【図５】実施の形態２に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の変形例を示す拡大断面図である。
【図６】実施の形態２に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の変形例を示す拡大断面図である。
【図７】実施の形態２に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の別の変形例を示す拡大断面図である。
【図８】実施の形態３に係る排ガス浄化装置において、オゾン生成装置と排気管とが接続される構成の変形例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る排ガス浄化装置を備えた内燃機関の構成模式図を図１に示す。内燃機関であるディーゼルエンジン１には、排ガスが流通する排気管２が接続されており、排気管２には、排ガス浄化手段であるＮＯｘ吸蔵触媒３が設けられている。また、ＮＯｘ吸蔵触媒３よりも上流側において、オゾン生成装置４は排気管２に直接接続されており、オゾン生成装置４と排気管２との間には、接続部６が構成されている。接続部６の内部には、フィルタ部材７が設けられている。オゾン生成装置４は、間隔をあけて対向するように設けられた一対の電極８，８を有し、電極８，８はそれぞれ、電線によって電源装置５に接続されている。
【００１０】
図２（ａ）に示されるように、オゾン生成装置４は、外径Ｄの円筒形状のケース４ａを有している。ケース４ａの一つの端面４ｂには、円形の開口部１０が形成され、開口部１０に沿って、円筒形状の開口周縁部１１が端面４ｂから突出するように設けられている。開口周縁部１１の内部には、開口周縁部１１の内径ｄ１ｉと同じ大きさの直径を有する円盤形状のフィルタ部材７が設けられている。一方、排気管２には、円形の孔部１３が形成され、孔部１３に沿って、円筒形状の孔周縁部１４が排気管２から排気管２の半径方向外方に向かって突出するように設けられている。開口周縁部１１の外径ｄ１ｏは、孔周縁部１４の内径ｄ２ｉとほぼ同じ程度であり、開口周縁部１１が孔周縁部１４内に挿入可能となっている。また、孔周縁部１４の外径ｄ２ｏは、ケース４ａの外径Ｄと同じである。さらに、端面４ｂから突出する方向に関する開口周縁部１１の長さＬ１は、排気管２の半径方向に関する孔周縁部１４の長さＬ２とほぼ同じ程度である。
【００１１】
図２（ｂ）に示されるように、開口周縁部１１を孔周縁部１４内に挿入し、ケース４ａの端面４ｂと孔周縁部１４の端面との接触部分に沿って溶接することにより、接続部６が構成される。すなわち、接続部６は、開口周縁部１１と孔周縁部１４とが互いに組み合わされると共に固定されて構成されている。これにより、オゾン生成装置４は、排気管２に直接接続されているので、オゾン生成装置４から排気管２までの距離ができる限り短くなる。
【００１２】
このように、オゾン生成装置４が排気管２に直接接続されていることにより、オゾン生成装置４から排気管２までの距離が短くなるので、オゾン生成装置４で生成されたオゾンを短時間で排気管２へ供給することができると共に、排気管２とオゾン生成装置４との接続部６内にフィルタ部材７が設けられることにより、フィルタ部材７は、排ガス中のＰＭがオゾン生成装置４へ流入するのを防止するので、オゾン生成装置４の故障を防止することができる。
【００１３】
実施の形態１では、孔周縁部１４が、排気管２から排気管２の半径方向外方に向かって突出するように設けられていたが、この形態に限定するものではない。図３に示されるように、孔周縁部１４’が、排気管２の内部に向かって延びるように設けられていてもよい。この場合には、開口周縁部１１を孔周縁部１４’内に挿入し、ケース４ａの端面４ｂと孔周縁部１４’の端面との接触部分に沿って溶接することにより、接続部６が構成される。
【００１４】
実施の形態１では、孔周縁部１４が、排気管２から排気管２の半径方向外方に向かって突出しているか、あるいは、孔周縁部１４’が、排気管２の内部に向かって延びていたが、この形態に限定するものではない。図４に示されるように、排気管２の壁厚と同じ厚さを有する孔周縁部１４”が、孔部１３の内部で孔部１３に沿って設けられていてもよい。また、孔周縁部を設けずに、孔部１３に開口周縁部１１を挿入すると共にケース４ａの端面４ｂと排気管２の外周面との接触部分に沿って溶接することにより接続部を構成してもよい。
【００１５】
実施の形態１では、開口周縁部１１と孔周縁部１４とを溶接によって固定したが、この形態に限定するものではない。開口周縁部１１の外周面に雄ねじ部を形成すると共に孔周縁部１４の内周面に雌ねじ部を形成し、開口周縁部１１を孔周縁部１４内に挿入してオゾン生成装置４を回転させることにより、雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合させて開口周縁部１１と孔周縁部１４とを固定してもよい。
【００１６】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る排ガス浄化装置について説明する。尚、以下の実施の形態において、図１〜４の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態２に係る排ガス浄化装置は、実施の形態１に対して、孔周縁部１４の内部にフィルタ部材７を設けるとともに孔周縁部１４が開口周縁部１１内に挿入されて接続部６を構成するようにしたものである。
【００１７】
図５（ａ）に示されるように、オゾン生成装置４のケース４ａの一つの端面４ｂには、円形の開口部１０が形成され、開口部１０に沿って、円筒形状の開口周縁部１１がオゾン生成装置４から突出するように設けられている。一方、排気管２には、円形の孔部１３が形成され、孔部１３に沿って、円筒形状の孔周縁部１４が排気管２から排気管２の半径方向外方に向かって突出するように設けられている。開口周縁部１１の内径ｄ１ｉは、孔周縁部１４の外径ｄ２ｏとほぼ同じ程度であり、孔周縁部１４が開口周縁部１１内に挿入可能となっている。孔周縁部１４の内部には、孔周縁部１４の内径ｄ２ｉと同じ大きさの直径を有する円形状のフィルタ部材７が設けられている。
【００１８】
図５（ｂ）に示されるように、孔周縁部１４を開口周縁部１１内に挿入し、開口周縁部１１の端面と排気管２の外周面との接触部分に沿って溶接することにより、接続部６が構成される。これにより、オゾン生成装置４は、排気管２に直接接続されているので、オゾン生成装置４から排気管２までの距離ができる限り短くなり、また、排気管２とオゾン生成装置４との接続部６内にフィルタ部材７が設けられることにより、フィルタ部材７は、排ガス中のＰＭがオゾン生成装置４へ流入するのを防止するようになる。従って、実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
実施の形態２では、開口周縁部１１が、オゾン生成装置４から突出するように設けられていが、この形態に限定するものではない。図６に示されるように、開口周縁部１１’が、オゾン生成装置４の内部に向かって延びるように設けられていてもよい。また、図７に示されるように、ケース４ａの壁厚と同じ厚さを有する開口周縁部１１”が、開口部１０に沿って設けられていてもよい。さらに、開口周縁部を設けずに、開口部１０に孔周縁部１４を挿入することにより接続部を構成してもよい。
【００２０】
実施の形態２では、開口周縁部１１と孔周縁部１４とを溶接によって固定したが、この形態に限定するものではない。孔周縁部１４の外周面に雄ねじ部を形成すると共に開口周縁部１１の内周面に雌ねじ部を形成し、孔周縁部１４を開口周縁部１１内に挿入してオゾン生成装置４を回転させることにより、雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合させて開口周縁部１１と孔周縁部１４とを固定してもよい。
【００２１】
実施の形態１及び２では、開口部１０及び孔部１３はそれぞれ円形状であったが、この形状に限定するものではない。互いに同じ形状であれば、正方形等、任意の形状であってもよい。開口周縁部１１及び孔周縁部１４についても、これらはそれぞれ開口部１０及び孔部１３に沿って設けられているので、開口部１０及び孔部１３の形状と同じ形状を有することになる。
【００２２】
実施の形態１及び２では、開口周縁部１１と孔周縁部１４とは、開口周縁部１１を孔周縁部１４内に挿入するか、あるいは孔周縁部１４を開口周縁部１１内に挿入するようにして組み合わせていたが、この形態に限定するものではない。開口周縁部１１の端面と孔周縁部１４の端面とを接するようにしてその接触部分を溶接することにより組み合わせてもよく、または、開口周縁部１１の端面及び孔周縁部１４の端面のそれぞれに、互いに嵌め合うことができるような任意の凹凸形状を形成し、互いの凹凸形状を嵌め合わせるようにしてその接触部分を溶接することにより組み合わせてもよい。すなわち、開口周縁部１１と孔周縁部１４とをどのような形態で組み合わせてもよい。
【００２３】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る排ガス浄化装置について説明する。この発明の実施の形態３に係る排ガス浄化装置は、実施の形態１に対して、オゾン生成装置４とフィルタ部材７との間に排ガス遮断手段を設けたものである。
図８に示されるように、ケース４ａの端面４ｂには、排ガス遮断手段である開閉弁３０が接続されている。開閉弁３０は、手動式の弁や電磁弁等、任意の形態のバルブであってもよい。開閉弁３０には、オゾン生成装置４とは反対側に、開口周縁部１１が設けられ、開口周縁部１１の内部には、フィルタ部材７が設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。
【００２４】
実施の形態１と同様に、開口周縁部１１を排気管２（図２（ａ）参照）に設けられた孔周縁部１４（図２（ａ）参照）に挿入して溶接することにより、排気管２との間に開閉弁３０を配置させた状態でオゾン生成装置４が排気管２に接続される。ディーゼルエンジン１（図１参照）の運転状況により、オゾンを供給する必要がないときには、開閉弁３０を閉じることにより、排ガス中のＰＭがオゾン生成装置４に流入することを確実に防止できる。また、実施の形態３においても、オゾン生成装置４から排気管２までの距離が短く、さらに、排気管２とオゾン生成装置４との間にフィルタ部材７が設けられているので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
実施の形態３では、開口周縁部１１の内部にフィルタ部材７が設けられ、開口周縁部１１を孔周縁部１４内に挿入しているが、この形態に限定するものではない。孔周縁部１４の内部にフィルタ部材７を設け、孔周縁部１４を開口周縁部１１内に挿入してもよい。また、開口周縁部１１と孔周縁部１４とを溶接によって固定するのではなく、雄ねじ部及び雌ねじ部を開口周縁部１１または孔周縁部１４に設けて、雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合させて開口周縁部１１と孔周縁部１４とを固定してもよい。
【００２６】
実施の形態３では、排ガス遮断手段として、オゾン生成装置４と排気管２とを連通及び遮断する開閉弁３０を採用したが、これに限定するものではない。排ガスがオゾン生成装置４に流入することを遮断するものであればどのようなものでもよく、例えば、オゾン生成装置４から排気管２への流通は確保するが逆方向の流通は遮断する逆止弁であってもよい。
【００２７】
実施の形態１〜３では、開口周縁部１１と孔周縁部１４との接続は、溶接や、これらに設けられた雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合させることにより行っていたが、この形態に限定するものではない。開口周縁部１１と孔周縁部１４とを互いに組み合わせた状態で確実に固定できるものであれば、公知の接着剤や固定部材等、任意の方法を採用してもよい。また、実施の形態１〜３では、排ガス浄化手段としてＮＯｘ吸蔵触媒３を例にして説明したが、これに限定するものではない。排ガス浄化手段は、尿素ＳＣＲシステムのＳＣＲ触媒やディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）であってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）、２  排気管、３  ＮＯｘ吸蔵触媒（排ガス浄化手段）、４  オゾン生成装置、６  接続部、７  フィルタ部材、１０  開口部、１１，１１’，１１”  開口周縁部、１３  孔部、１４，１４’，１４”  孔周縁部、３０  開閉弁（排ガス遮断手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011185162.tif 000007
【図６】
2011185162.tif 000008
【図７】
2011185162.tif 000009
【図８】
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