(57)【要約】【課題】内燃機関の排気ガス中の水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減する。【解決手段】内燃機関２の排気ガスを排気する排気通路３のマフラ下流の端部３ａに、該排気ガスを外気によって冷却する冷却器４を設け、該排気ガスの温度が低いときには該排気ガス中の水分を更に冷却し水滴にして排出し、該排気ガスの温度が高いときには該排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。【選択図】        図１
2005023840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路のマフラ下流に、排気ガスを冷却する冷却器を設けたことを特徴とする白煙低減装置。
【請求項２】
請求項１において、前記冷却器は、大気によって冷却されることを特徴とする白煙低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス中の水分が冷却されて白煙の状態で大気中に排出することを低減する白煙低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関において、低温時、始動時等にガソリンや軽油などの燃料が未燃焼のまま霧状、即ち白煙の状態で大気中に排出することがある。この未燃焼の燃料からなる白煙が含まれる排気ガスを大気中に排出しないようにする装置として、下記特許文献１に記載の白煙低減装置が知られている。該公報には、内燃機関の排気通路に介設されるマフラ内にワイヤ・メツシユの球体を収容することにより、排気ガス中に含まれる白煙の元となる未燃焼の液状燃料や煤を該球体に吸着させて、大気中に放出するのを抑制する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２７６１１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
寒冷地において、排気ガスが白煙の状態で大気中に排出される他の要因として、排気ガスに含まれる水分が冷却されて微細な水滴のまま排出されることあるいは大気中に排出された直後に冷却されて微細な水滴となり白煙の状態になることが知られている。排気通路内に触媒やＤＰＦなどの排気ガス浄化装置を装着した場合、内燃機関が暖気されて排気ガスの温度が上昇しても、該排気ガス浄化装置自体の温度が上昇するまで、白煙の状態で大気中に排出されている。排気ガス浄化装置自体の温度が低いとき、該排気ガス浄化装置が排気ガス中の水分を吸着する。そのため、該排気ガス浄化装置自体の温度が上昇すると、吸着した水分を白煙の状態で一気に排出してしまう。この白煙は後続車両の前方の視界を妨げてしまうおそれがあり、該後続車両の安全性を低下させていた。尚、上記の特許文献１は、排気ガス中に含まれる水分による白煙の排出を防止し得るものではない。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、内燃機関の排気ガス中の水分が白煙の状態で排出しないようにする白煙低減装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１の発明に係る白煙低減装置は、内燃機関の排気通路のマフラ下流に、排気ガスを冷却する冷却器を設けたことを特徴とする。
内燃機関の排気通路のマフラ下流に排気ガスを冷却する冷却器を設けたことにより、排気ガスの温度が低いときは、排気ガス中の水分は更に冷却されて水滴になり、水滴の状態で外へ排出され、排気ガスの温度が高くなっているときは、冷却器の温度も高くなり、排気ガス中の水分は気体の状態で外へ排出される。
【０００７】
前述した課題を解決する第２の発明に係る白煙低減装置は、第１の発明において、冷却器は大気によって冷却されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る白煙低減装置に関する実施の形態を以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る白煙低減装置を排気通路の端部への取り付け方の一例を示す概略図である。図２は、本発明の一実施形態に係る白煙低減装置を排気通路の端部への取り付け方の他の一例を示す概略図である。
【０００９】
図１に示すように、白煙低減装置１は、内燃機関２の排気通路３のマフラ（図示せず）よりも下流の端部３ａに冷却器４を連設したものである。冷却器４は、大気に接することにより冷却される。図２に示すように、白煙低減装置１は、内燃機関２の排気通路３のマフラ（図示せず）よりも下流の端部３ａに所定の空間を挟んで冷却器４を配設しても良い。このように配設した冷却器４には、排気通路３の端部３ａと冷却器４との空間を覆うようにガイド部４ａを設ける。このガイド部４ａにより、排気通路３から排気された排気ガスを拡散させずに冷却器４へ誘導すると共に、大気を強制的に冷却器４内に導入することができる。
なお、排気通路３内に触媒やＤＰＦなどの排気ガス浄化装置を介設した場合でも、上記白煙低減装置１の取り付け方と同様に、冷却器４を取り付けることができる。冷却器４はステンレスやアルミなど熱容量が小さいものであれば良い。
【００１０】
次に、本発明の実施例を説明する。
［実施例１］
図３は、本発明の実施例１に係る白煙低減装置の概略図である。
図３に示すように、この白煙低減装置１は排気通路３の端部３ａに蛇腹状の冷却器４を連設したものである。冷却器４の外壁６が大気で冷却されることにより、冷却器４の内壁５も冷却される。ただし、白煙低減装置１の排気通路３側が上方に配置される。
【００１１】
内燃機関２（図１を参照）で燃料が燃焼することにより水分を含む排気ガスが生成される。この水分を含む排気ガスが内燃機関２から排気通路３を通って、冷却器４内の内壁５に接する。
内燃機関２の始動時など排気ガスの温度が低いときは、内壁５に接した排気ガス中の水分は更に冷却されて水の粒（水滴）９になる。白煙低減装置１の排気通路３側が上方に配設されるので、この水滴９はそのまま内壁５を伝って流れて外に排出される。内燃機関２が暖気されて排気ガスの温度が高くなっているときは、熱容量の小さい冷却器４の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置１によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００１２】
［実施例２］
図４は、本発明の実施例２に係る白煙低減装置の概略図である。
図４に示すように、この白煙低減装置２０は排気通路３の端部３ａに所定の空間を挟んで冷却器２４が配設されたものである。冷却器２４も実施例１で用いた冷却器４と同様に熱容量が小さい。この冷却器２４は中心に回転可能な回転軸２１を有する円盤状部材２５である。円盤状部材２５は、大気によって冷却されている。円盤状部材２５が回転することにより、該円盤状部材２５の排気通路３に対向する部位２５ａは、大気によって冷却された部位２５ｂに連続的に入れ替わる。つまり、排気通路３から排気される排気ガスは、常にこの部位２５ｂに接する。円盤状部材２５に複数の穴２２を設けても良い。この穴２２により回転時の空気抵抗が低減される。円盤状部材２５の外周に切り欠き２６を設けても良い。車両が動くことによる空気抵抗を切り欠き２６が受けることにより、円盤状部材２５は回転する。
【００１３】
排気通路３から排出された排気ガスは、円盤状部材２５に接する。排気ガスの温度が低いときは、円盤状部材２５の温度が低いので、円盤状部材２５に接した排気ガス中の水分は更に冷却されて水滴２９になる。この水滴２９は円盤状部材２５の表面を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、熱容量の小さい円盤状部材２５の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置２０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００１４】
［実施例３］
図５は、本発明の実施例３に係る白煙低減装置の斜視図である。
図５に示すように、この白煙低減装置３０は、排気通路３の端部３ａに所定の空間を挟んで冷却器３４が配設されたものである。冷却器３４も実施例１で用いた冷却器４と同様に熱容量が小さい。この冷却器３４に形成されるガイド部３４ａは、排気通路３よりも径大である。このガイド部３４ａは排気通路３の端部３ａまで延在する。ガイド部３４ａにより排気通路３から排出される排気ガスを冷却器３４に誘導すると共に、大気を冷却器３４内に導入する。冷却器３４内には、発泡金属や金属多孔体などからなるメッシュ状の平板３５が層状に配置される。
【００１５】
排気通路３から排出された排気ガスは、平板３５に接する。排気ガスの温度が低いときは、平板３５の温度が低いので、平板３５に接した排気ガス中の水分が更に冷却されて水滴３９になる。この水滴３９は、平板３５から冷却器３４の内壁を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、平板３５の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置３０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００１６】
［実施例４］
図６は、本発明の実施例４に係る白煙低減装置の概略図であり、図７は、そのＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
図６、図７に示すように、この白煙低減装置４０は、上記実施例３で示した白煙低減装置３０で用いた平板３５の配設の仕方を変えたものであり、排気通路３に連接したものである。平板４５は冷却器４４を横断するように配設される。つまり、平板４５の端は、冷却器４４の外側へ突き出るように配設される。平板４５により横断された冷却器４４の下側には穴４４ａが設けられる。この穴４４ａにより、平板４５にできた水滴４９は、そのまま平板を伝わって流れて外へ排出される。冷却器４４の外壁および平板４５の端が大気によって冷却されるので、排気ガスを冷却する効果がより高まる。また、冷却器４４と平板４５とが接し、平板４５が吸収した熱は冷却器４４に伝導するので、冷却効果がより一層高まる。
【００１７】
排気通路３から排出された排気ガスは、平板４５に接する。排気ガスの温度が低いときは、平板４５の温度が低いので、平板４５に接した排気ガス中の水分が更に冷却されて水滴４９になる。この水滴４９は平板４５を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、平板４５の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置４０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００１８】
［実施例５］
図８は、本発明の実施例５に係る白煙低減装置の概略図である。
図８に示すように、この白煙低減装置５０は、実施例３で示した白煙低減装置３０で用いた平板３５の形状を変形したものである。冷却器５４内には、排気通路３側に突起する形状を有する第１突起部材５７と、排気通路３側に凹んだ形状を有する第２突起部材５８とが配設される。第１突起部材５７は、所定の間隔で配設される。第１突起部材５７同士の間に、第２突起部材５８の端部が入り込むように配設される。ただし、排気ガスの排気圧力を低減させないように、第１突起部材５７と第２突起部材５８とは配設される。
【００１９】
排気通路３から排出された排気ガスは、第１突起部材５７および第２突起部材５８ならびに冷却器５４の内壁に接する。排気ガスの温度が低いときは、第１突起部材５７の温度および第２突起部材５８の温度ならびに冷却器５４の内壁の温度はそれぞれ低いので、排気ガス中の水分が更に冷却されて水滴５９になる。この水滴５９は、第１突起部材５７および第２突起部材５８から冷却器５４の内壁を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、第１突起部材５７の温度および第２突起部材５８の温度ならびに冷却器５４の内壁の温度もそれぞれ高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置５０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００２０】
［実施例６］
図９は、本発明の実施例６に係る白煙低減装置の断面図、図１０は、その要部拡大図である。
図９に示すように、この白煙低減装置６０は、内部に蜂の巣状の空間６５を有する冷却器６４である。冷却器６４も実施例１で用いた冷却器４と同様に熱容量が小さい。図１０に示すように、この蜂の巣状の空間６５は、平板６５ａと波状の板（以下波板と略す）６５ｂとからなり、平板６５ａと波板６５ｂを重ね合わせて幾重にも巻くことにより形成される。波板６５ｂの表面には排ガス流れ方向に流れる波（凹凸）を形成しても良い。このような形状を有する冷却器６０では、排ガスと接する表面積が大きくなるので、排気ガスを冷却する効果が高まる。
【００２１】
排気通路３から排出された排気ガスは、蜂の巣状の空間６５に入り、波板６５ｂ及び平板６５ａに接する。排気ガスの温度が低いときは、波板６５ｂ及び平板６５ａの温度が低いので、排気ガス中の水分が更に冷却されて水滴６９になる。この水滴６９は、波板６５ｂ及び平板６５ａおよび冷却器６４の内壁を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、波板６５ｂ及び平板６５ａの温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置６０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００２２】
［実施例７］
図１１は、本発明の実施例７に係る白煙低減装置の要部拡大図である。
図１１に示すように、この白煙低減装置７０は、実施例６で示した白煙低減装置６０に用いた波板６５の形状を変形したものである。蜂の巣状の空間６５を形成する波板７５ｂの谷部および山部に切り欠き７７を設けたものである。この切り欠き７７により、排気ガスの流れが蜂の巣状の空間６５内で乱れる。排気ガスの流れが乱れることにより、排気ガスは波板７５ｂ及び平板７５ａに接する時間が長くなるので、排気ガスを冷却する効果が高まる。
【００２３】
排気通路３から排出された排気ガスは、蜂の巣状の板７５に接する。排気ガスの温度が低いときは、波板７５ｂ及び平板７５ａの温度が低いので、排気ガス中の水分が冷却されて水滴７９になる。この水滴７９は、波板７５ｂ及び平板７５ａおよび冷却器７４の内壁を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、波板７５ｂ及び平板７５ａの温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置７０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００２４】
［実施例８］
図１２は、本発明の実施例８に係る白煙低減装置の概略図であり、図１３は、そのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。
図１２に示すように、この白煙低減装置８０は、排気通路３の端部３ａに所定の空間を挟んで冷却器８４を配設したものである。冷却器８４も実施例１で用いた冷却器４と同様に熱容量が小さい。この冷却器８４は、排気通路３と略同径である第１筒状部材８１と、該排気通路３より径大である第２筒状部材８２とを有する。この第２筒状部材８２は、排気通路３より径大に形成され、排気流れ方向上流側は、ガイド部８４ａとして構成されている。このガイド部８４ａは排気通路３の端部３ａまで延在する。ガイド部８４ａにより排気通路３から排出される排気ガスを冷却器８４に誘導すると共に、大気を冷却器８４内に導入する。つまり、大気が第１筒状部材８１内および第１筒状部材８１と第２筒状部材８２との間に導入される。
【００２５】
第１筒状部材８１の内面に、排気ガスが接する円弧状の仕切り板８５が所定の間隔で複数配設される。図１３に示すように、これら仕切り板８５を、第１筒状部材８１の上面および一側面および下面ならびに他側面に設けても良い。このように仕切り板８５を配設することにより、第１筒状部材８１内を流れる排気ガスは、該筒状部材８１の内壁および仕切り板８５に接する時間が長くなるので、排気ガスを冷却する効果が高まる。
【００２６】
排気通路３から冷却器８４内に入った排気ガスは、仕切り板８５に接することにより冷却される。排気ガスの温度が低いときは、排気ガス中の水分は更に冷却されて水滴８９になる。この水滴８９は仕切り板８５から第１筒状部材８１の内壁を伝わり、更に第２筒状部材８２の内壁を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、冷却器８４の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置８０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００２７】
［実施例９］
図１４は、本発明の実施例９に係る白煙低減装置の概略図である。
図１４に示すように、この白煙低減装置９０は、排気通路３より径大な筒状部材９２を該排気通路３の端部３ａに配設したものである。筒状部材９２は、終端に向ってなだらかに拡隆して構成され、反終端側は排気通路３に対し少量の隙間を有して、配設される。排気通路３の端部３ａに穴９１が設けられる。排気通路３の端面３ｂは閉塞されている。大気は主に筒状部材９２の外表面に沿って流れて、筒状部材９２が冷却されると共に、少量の隙間から流入した大気により該筒状部材９２に覆われる排気通路３も冷却される。
【００２８】
排気通路３の穴９１から排出された排気ガスは、筒状部材９２の内壁に接して冷却される。大気温度が低く排気ガスの温度が低いときは、排気ガス中の水分は更に冷却されて水滴９９になる。この水滴９９は筒状部材９２の内壁を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、筒状部材９２の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置９０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００２９】
［実施例１０］
図１５は、本発明の実施例１０に係る白煙低減装置の概略図である。
図１５に示すように、この白煙低減装置１００は、実施例９で示した白煙低減装置９０に用いた排気通路３の端面３ｂに穴１０５を設けたものである。この穴１０５から排出される排気ガスを冷却するために、この端面３ｂに形成された穴１０５を覆うように衝立状の板１０７が配設される。
【００３０】
排気通路３の穴１０１、１０５から排出された排気ガスは、筒状部材１０２の内壁および衝立状の板１０７に接して冷却される。排気ガスの温度が低いときは、排気ガス中の水分は更に冷却されて水滴１０９になる。この水滴１０９は筒状部材１０２の内壁および衝立状の板１０７を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、筒状部材１０２および衝立状の板１０７の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置１００によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００３１】
［実施例１１］
図１６は、本発明の実施例１１に係る白煙低減装置の概略図であり、図１７は、そのＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
図１６、図１７に示すように、この白煙低減装置１１０は、排気通路３の端部３ａの上面に設けられた開口部１１２を覆う板状部材１１６を該排気通路３の上面に付設したものである。排気通路３の端部３ａの下面に穴１１１が設けられる。
【００３２】
排気通路３を通った排気ガスは端面３ｂにより上方の板状部材１１６に接して冷却される。排気ガスの温度が低いときは、排気ガス中の水分が更に冷却されて水滴１１９になる。この水滴１１９は板状部材１１６の内壁を伝わって流れて外へ排出されると共に、排気通路３に設けられた穴１１１から外に排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、板状部材１１６の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置１１０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００３３】
［実施例１２］
図１８は、本発明の実施例１２に係る白煙低減装置の概略図であり、図１９は、そのＸＩＸ−ＸＩＸ断面図である。
図１８、図１９に示すように、この白煙低減装置１２０は、実施例１１で示した白煙低減装置１１０に用いた排気通路３に形成された開口部１１２の位置を変更したものである。
白煙低減装置１２０は、排気通路３の端部３ａの下面に設けられた開口部１２２を覆う板状部材１２６を該排気通路３の下方に所定の空間を挟んで配設したものである。ただし、板状部材１２６は、排気通路３の端部３ａに近傍する側が上方に配設される。
【００３４】
排気通路３を通った排気ガスは端面３ｂにより下方の板状部材１２６に接して冷却される。排気ガスの温度が低いときは、排気ガス中の水分は更に冷却されて水滴１２９になる。この水滴１２９は板状部材１２６を伝わって流れて外へ排出される。排気ガスの温度が高くなっているときは、板状部材１２６の温度も高くなり、排気ガス中の水分を気体の状態で排出する。
よって、この白煙低減装置１２０によれば、排気ガスに含まれる水分が白煙の状態で大気中に排出することを低減することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態と共に具体的に説明したように、第１の発明に係る白煙低減装置によれば、内燃機関の排気通路のマフラ下流に、排気ガスを冷却する冷却器を設けたことにより、排気ガスの温度が低いときは排気ガス中の水分は更に冷却されて水粒になり、水滴の状態で外へ排出され、排気ガスの温度が高くなっているときは排気ガス中の水分を気体の状態で排出するので、排気ガスが白煙の状態で大気中に排出することあるいは排気ガスが大気中に排出された直後に白煙の状態になることを低減することができる。
【００３６】
第２の発明に係る白煙低減装置によれば、第１の発明において、冷却器は大気によって冷却されるため、簡易な構造であり、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る白煙低減装置を排気通路の端部への取り付け方の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る白煙低減装置を排気通路の端部への取り付け方の他の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例１に係る白煙低減装置の概略図である。
【図４】本発明の実施例２に係る白煙低減装置の概略図である。
【図５】本発明の実施例３に係る白煙低減装置の斜視図である。
【図６】本発明の実施例４に係る白煙低減装置の概略図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】本発明の実施例５に係る白煙低減装置の概略図である。
【図９】本発明の実施例６に係る白煙低減装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施例６に係る白煙低減装置の要部拡大図である。
【図１１】本発明の実施例７に係る白煙低減装置の要部拡大図である。
【図１２】本発明の実施例８に係る白煙低減装置の概略図である。
【図１３】図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。
【図１４】本発明の実施例９に係る白煙低減装置の概略図である。
【図１５】本発明の実施例１０に係る白煙低減装置の概略図である。
【図１６】本発明の実施例１１に係る白煙低減装置の概略図である。
【図１７】図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
【図１８】本発明の実施例１２に係る白煙低減装置の概略図である。
【図１９】図１８におけるＸＩＸ−ＸＩＸ断面図である。
【符号の説明】
１        白煙低減装置
２        内燃機関
３        排気通路
４        冷却器
【図１】
2005023840.tif 000003
【図２】
2005023840.tif 000004
【図３】
2005023840.tif 000005
【図４】
2005023840.tif 000006
【図５】
2005023840.tif 000007
【図６】
2005023840.tif 000008
【図７】
2005023840.tif 000009
【図８】
2005023840.tif 000010
【図９】
2005023840.tif 000011
【図１０】
2005023840.tif 000012
【図１１】
2005023840.tif 000013
【図１２】
2005023840.tif 000014
【図１３】
2005023840.tif 000015
【図１４】
2005023840.tif 000016
【図１５】
2005023840.tif 000017
【図１６】
2005023840.tif 000018
【図１７】
2005023840.tif 000019
【図１８】
2005023840.tif 000020
【図１９】
2005023840.tif 000021