JP3737101B1

JP3737101B1 - 内燃機関の排気ガス浄化装置

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Publication number: JP3737101B1
Application number: JP2005187795A
Authority: JP
Inventors: 庄平里永
Original assignee: 株式会社サンヨープロジェクト
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: JP2007009704A

Abstract

【課題】構造が簡単で、内燃機関の排気管に対し簡単に取付け・取外しでき、洗浄も簡単に行え、黒煙や白煙の発生を極力無くすることができる排気ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】円筒壁部１とこれの先端部を塞ぐ端壁部２とにより有底円筒状を形成され、円筒壁部１の軸方向中間部にガス抜き用開口部３が設けられ、端壁部２に排気孔４が設けられたケーシング５を備え、ケーシング５内の先端部側に金属細片６を密集装填し、金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７を設け、ケーシング５の円筒壁部１の基端部１ｏを内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気管から排出される排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置に関するもので、特に排気煙である黒鉛や白煙等をできるだけ無くするようにした排気ガス浄化装置に関する。

排気煙は臭いと共にディーゼルエンジン等内燃機関特有の問題であり、人体そのものへの直接的な害よりもむしろ交通視野の妨げや都市美観の悪化など視覚的な公害問題として取り上げられている。この排気煙には大きく分けて黒煙と白煙とがある。黒煙は、０．０２〜０．０４μ程度の微細炭素粒子がくっつき合った１〜３０μのスス（煤）である。また、白煙は、冷時始動の場合の燃焼室の低温のために燃料が部分燃焼した液滴となって排出され、これが白色に見える場合の他、エンジンオイルが燃える時に生じることがある。その他に着火遅れによって生じる白煙も知られている。いずれにしても、黒煙や白煙は、人体に悪影響を及ぼすと共に環境を悪化するものであることから、このような黒鉛や白煙の発生を極力なくする必要がある。

然るに、従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される黒鉛等を除去するための装置が種々提案されているが、従来の排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジン等内燃機関の排気管への取付けが非常に面倒である上に、高価なフィルター等を使用したり構造が複雑であったりするために製作コストが高くつくなどの問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑み、構造が簡単にして、内燃機関の排気管に簡単に取付けできると共に、簡単に取外しできて、洗浄も簡単に行え、しかも黒煙や白煙をできるだけ発生させないようにすることができる排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の内燃機関の排気ガス浄化装置は、円筒壁部１とこれの先端部を塞ぐ端壁部２とにより有底円筒状に形成され、円筒壁部１の軸方向中間部にガス抜き用開口部３が設けられ、端壁部２に複数の排気孔４が設けられたケーシング５を内燃機関の排気管の先端部に連成し、このケーシング５内の先端部側に任意形状の金属細片６を密集装填し、この金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７を設け、該排気流ガイド部材７は、長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成したものからなることを特徴としている。

請求項２に係る発明の内燃機関の排気ガス浄化装置は、円筒壁部１とこれの先端部を塞ぐ端壁部２とにより有底円筒状を形成され、円筒壁部１の軸方向中間部にガス抜き用開口部３が設けられ、端壁部２に複数の排気孔４が設けられたケーシング５を備え、このケーシング５内の先端部側に任意形状の金属細片６を密集装填し、この金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７を設け、該排気流ガイド部材７は、長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成したものからなり、しかしてケーシング５の円筒壁部１の基端部１ｏを内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにしたことを特徴としている。

請求項３は、請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置において、ケーシング５の円筒壁部１には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０を入れてなることを特徴とする。

請求項４に係る発明の内燃機関の排気ガス浄化装置は、円筒状本体１６と、この円筒状本体１６の先端部に着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシング１７とからなり、円筒状本体１６の所要部にガス抜き用開口部３が設けられ、端部ケーシング１７の端壁部１８に複数の排気孔４が設けられてなるケーシング５の円筒状本体１６を内燃機関の排気管の先端部に連成し、このケーシング５の端部ケーシング１７内に任意形状の金属細片６を密集装填すると共に、この金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７を設け、該排気流ガイド部材７は、長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成したものからなることを特徴とする。

請求項５に係る発明の内燃機関の排気ガス浄化装置は、円筒状本体１６と、この円筒状本体１６の先端部に着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシング１７とからなり、円筒状本体１６の所要部にガス抜き用開口部３が設けられ、端部ケーシング１７の端壁部１８に複数の排気孔４が設けられたケーシング５を備え、このケーシング５の端部ケーシング１７内に任意形状の金属細片６を密集装填すると共に、この金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７を設け、該排気流ガイド部材７は、長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成したものからなり、しかしてケーシング５の円筒状本体１６の基端部を内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにしたことを特徴とする。

請求項６は、請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置において、金属細片装填部Ｍ内に電気ヒーター１４を挿入配置し、必要時に通電・加熱するようにしたことを特徴とする。

請求項７は、請求項５又は６に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置において、ケーシング５の円筒状本体１６には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０を入れてなることを特徴とする。

請求項８は、請求項１〜７の何れかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置において、前記金属細片装填部Ｍには金属細片６の他にセラミック片が装填されることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の内燃機関の排気ガス浄化装置によれば、内燃機関の排気管からの排気ガスがケーシング５内の金属細片装填部Ｍを通過する際、排気ガス中の特に黒煙を形成する微細炭素粒子等が除去される。即ち、排気管からの排気ガスが金属細片装填部Ｍを通過する際に、排気ガス中の微細炭素粒子が金属細片６に付着して捕捉され、これによってケーシング５の端壁部２の排気孔４から排出される排気ガスはほとんど無色となる。またこの時、ケーシング５内に導入された排気ガスの一部がガス抜き用開口部３から排出されるため、ケーシング５内の通気性が維持されて、エンジンの機関性能、即ち馬力の低下が回避される。

またトラックＴ等が例えば８０〜１００ｋｍ／ｈ程度の高速で走行している場合には、そのエンジンから排気ガス浄化装置Ａのケーシング５内に導入される排気ガスの温度は、例えば７００〜８００℃程度と非常に高く、従ってケーシング５内の金属細片装填部Ｍをこの排気ガスの温度とほとんど同じ程度まで加熱されるから、排気ガスがこの金属細片装填部Ｍを通過する際には、排気ガス中の微細炭素粒子は、金属細片６に付着して捕捉されると共に、６００〜８００℃もの高温に加熱された金属細片６の高熱により燃焼されて消失され、金属細片６上にはほとんど滓が残らない。また、冷時始動の場合の燃焼室の低温のために燃料が部分燃焼した液滴となって排出される時、あるいは着火遅れや着火不良を生じた時のように燃料が不完全燃焼した場合には、そのような不完全燃焼ガスがケーシング５の金属細片装填部Ｍを通過することによって、その不完全燃焼ガスを完全燃焼させ、それにより白煙の発生をできるだけ無くすることができる。また、このように黒煙や白煙の発生を極力無くすると共に、排気ガス中の窒素酸化物も除去することもできる。

またこの排気ガス浄化装置によれば、金属細片装填部Ｍの手前側に、内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７を設けているから、内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスは、金属細片装填部Ｍにスムーズに流れ込み、一部の排気ガスが、ケーシング５内の通気性を維持する程度に排出されるようになり、これによって排気ガスの浄化作用をより有効に行なわせることができる。しかも、該排気流ガイド部材７として、長尺状の金属帯板を渦巻状に巻成したものを採用するため、排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みを有効に行なわせることができる。

また、この発明の排気ガス浄化装置によれば、円筒壁部１とこれの先端部を塞ぐ端壁部２とにより有底円筒状に形成され、円筒壁部１の軸方向中間部にガス抜き用開口部３が設けられ、端壁部２に複数の排気孔４が設けられたケーシング５を内燃機関の排気管の先端部に連成したものであるから、トラック等を製造する際に排気管の取付と同時に浄化装置を設置することができる。更にこの発明の排気ガス浄化装置は、構造がきわめて簡単で製作が容易であると共に、金属細片６として、工作機械による工作物の切削によって生じる切り屑をそのまま利用できるため、きわめて安価に提供できる。

請求項２に係る発明の排気ガス浄化装置によれば、ケーシング５の円筒壁部１の基端部１ｏを、内燃機関の排気管の先端部に嵌合して着脱自在に取り付けるようにしたもので、その取外し及び取付けが簡単容易であるから、頻繁に洗浄を行なうことができて、常に排気ガスの浄化作用を有効に行なわせることができる。他の効果については、上述した請求項１に係る発明の効果と同様である。

請求項３に係る発明によれば、ケーシング５の円筒壁部１には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０を入れているから、内燃機関の排気管の先端部９ａに取り付ける際に、その先端部９ａへの円筒壁部１の嵌め込みが容易となり、またその先端部９ａに対し円筒壁部１の基端部側を適宜に拡縮変形させることによって、円筒壁部１の基端部を排気管部９ａに密着させて確実強固に取り付けることができる。

請求項４に係る発明の排気ガス浄化装置は、円筒状本体１６と、この円筒状本体１６の先端部に着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシング１７とからなり、円筒状本体１６の所要部にガス抜き用開口部３が設けられ、端部ケーシング１７の端壁部１８に複数の排気孔４が設けられてなるケーシング５の円筒状本体１６を内燃機関の排気管の先端部に連成したものであって、円筒状本体１６側はトラック等を製造する際に排気管の取付と同時に浄化装置を設置することができ、しかして洗浄時には、端部ケーシング１７のみを円筒状本体１６から取り外して、この端部ケーシング１７を洗浄液に漬けておけばよいから、洗浄が簡単容易となる。他の効果につては、上述した請求項１の発明による効果と同様である。

請求項５に係る発明の排気ガス浄化装置は、ケーシング５の円筒状本体１６の基端部を内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにしたものであるから、排気ガス浄化装置を、既設の排気管の先端部に簡単容易に取り付けて使用することができる。他の効果については、上述した請求項１に係る発明の効果と同様である。

請求項６に係る発明によれば、例えばトラックＴ等が市街地を４０〜５０ｋｍ／ｈ程度で走行している場合にはエンジンから排気ガス浄化装置Ａのケーシング５内に導入される排気ガスの温度が例えば３００〜４００℃程度と低く、金属細片装填部Ｍの金属細片６に付着した微細炭素粒子等を燃焼させることができないことから、この発明の排気ガス浄化装置のように、金属細片装填部Ｍ内に電気ヒーター１４を挿入配置しておいて、必要時に通電・加熱することによって、金属細片装填部Ｍをその金属細片６に付着した微細炭素粒子等を燃焼させるに必要な温度、例えば６００〜８００℃程度まで加熱することができ、トラックＴ等が例えば８０〜１００ｋｍ／ｈ程度の高速で走行する場合と同様な効果を奏することができる。

請求項７に係る発明によれば、ケーシング５の円筒状本体１６には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０が入れてあるから、排気管の先端部９ａに取り付ける際に、その先端部９ａへの円筒状本体１６の嵌め込みが容易となり、またその先端部９ａに対し円筒状本体１６の基端部側を適宜に拡縮変形させることにより、円筒状本体１６の基端部を排気管部９ａに密着させて確実強固に取り付けることができる。

請求項８に係る発明によると、金属細片６の他にセラミック片を装填して金属細片装填部Ｍを形成することにより、高温排気ガスによる金属細片６及びセラミック片の加熱によって排気ガス中の微細炭素粒子をより有効に燃焼、除去することができる。

以下に本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明すると、図１は本発明に係る排気ガス浄化装置Ａをディーゼルエンジンを搭載したトラックＴに実施した状態の側面図であり、図２の(a) は排気ガス浄化装置Ａの拡大縦断面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図、(c) は排気ガス浄化装置Ａを前方から見た端面図である。

この排気ガス浄化装置Ａは、円筒壁部１とこの円筒壁部１の先端部を塞ぐ端壁部２とによって有底円筒状に形成されていて、円筒壁部１の軸方向中間部にガス抜き用開口部３を設けると共に端壁部２に複数の排気孔４を設けたステンレス鋼製のケーシング５からなるもので、このケーシング５内にはその先端部側に任意形状の金属細片６を密集装填して、金属細片装填部Ｍを形成し、更にケーシング５内には金属細片装填部Ｍの後部側に排気流ガイド部材７を配置し、しかしてこのケーシング５の円筒壁部１の基端部１ｏをディーゼルエンジンの排気管８のマフラー９の先端側排気管部９ａに嵌合して着脱自在に取り付けるようになっている。

ケーシング５の円筒壁部１は、その内径がマフラー９の先端側排気管部９ａの外径より僅かに大きく形成されていると共に、図３の(a) に示すように、このケーシング５の円筒壁部１には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０が入れられている。

ガス抜き用開口部３は、ケーシング５の排気口が端壁部２に設けた複数の排気孔４のみであれば、ケーシング５内の通気性が悪くなってエンジンの機関性能、即ち馬力が低下することから、これを回避するためのもので、図３の(a) に示すように、円筒壁部１の下側面部に略々半円形状に形成されている。

また、このガス抜き用開口部３の開口面積は、ケーシング５の円筒壁部１の断面積の２／４〜３／４が好ましいとされる。つまり、ガス抜き開口部３の開口面積が円筒壁部１の断面積の２／４以下にすれば、エンジンの機関性能が低下し、また開口面積が円筒壁部１の断面積の３／４以上にすると、最も肝心の排気ガス浄化性能が低下することになるからである。

金属細片６としてはステンレス鋼の細片が好適である。ステンレス鋼は、常温ではもちろんのこと、高温においても酸化に強く、長く使用できるからである。またこの金属細片６は、特別に製造されるものではなく、ステンレス鋼材を旋盤等の工作機械によって切削加工する際に生ずる切り屑をそのまま使用する。具体的には、図３の(c) に示すように、長さが例えば５０〜６０ｍｍ程度のカール状のチップ片６ａや任意の長さの螺旋状片６ｂなどを使用する。

排気流ガイド部材７は、マフラー９の先端側排気管部９ａからケーシング５内に入った排気ガスが金属細片装填部Ｍにスムーズに流れ込むようにガイドするための部材で、例えば、図３の(b) に示すように、長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成して形成したものからなり、金属帯板１１にはパンチ孔１２が長手方向一定ピッチで穿設されている。この排気流ガイド部材７は、図２の(a) 及び(b) から分かるように、ケーシング５内においてガス抜き用開口部３よりも前方側で金属細片装填部Ｍの後部側に配備されている。

ケーシング５をマフラー９の先端側排気管部９ａに取り付けるには、ケーシング５の円筒壁部１の基端部１ｏをマフラー９の先端側排気管部９ａに外嵌合して、適当なクランプ１３で締め付け固定すればよい。この場合、円筒壁部１には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０が入れてあるから、排気管部９ａに対して円筒壁部１の基端部側を適宜に拡縮変形させることにより、円筒壁部１の基端部内周面を排気管部９ａの外周面に密着させて取り付けることができる。尚、クランプ１３は、図示のような金属線条材によって形成されるものの他、金属製のベルトからなるものでもよく、いずれにしても簡単な操作で、ケーシング５の取付けを行なえるものを使用する。

次に、上記のようにしてトラックＴのディーゼルエンジンの排気管８のマフラー９の先端側排気管部９ａに取り付けた本発明の排気ガス浄化装置Ａの作用について、以下に説明する。

このディーゼルエンジンの運転によって、エンジンから排出された排気ガスは、図１に示す排気管８を通り、マフラー９を通過して先端側排気管部９ａから排気ガス浄化装置Ａのケーシング５内に導入されることになる。

ケーシング５内に導入された排気ガスは、図２の(a) に矢印Ｇにて示すように、そのほとんどがケーシング５内の先端部側にある金属細片装填部Ｍに入り、一部の排気ガスがガス抜き用開口部３より排出される。そして、排気ガスが金属細片装填部Ｍを通過する際に排気ガス中の特に黒煙を形成する微細炭素粒子が除去される。

いま、トラックＴが例えば４０〜５０ｋｍ／ｈの比較的低速で走行している場合には、そのディーゼルエンジンから排気ガス浄化装置Ａのケーシング５内に導入される排気ガスの温度は、例えば３００〜４００℃程度であり、従ってケーシング５内の金属細片装填部Ｍもこの排気ガスの温度とほとんど同じ程度まで加熱された状態となる。しかして、この排気ガスが金属細片装填部Ｍを通過する際に、排気ガス中の微細炭素粒子が金属細片６に付着して捕捉され、これによってケーシング５の端壁部２の排気孔４から排出される排気ガスはほとんど無色となる。

またトラックＴが高速道路等を８０〜１００ｋｍ／ｈの高速で走行している場合には、そのディーゼルエンジンから排気ガス浄化装置Ａのケーシング５内に導入される排気ガスの温度は、７００〜８００℃程度とかなり高く、従ってケーシング５内の金属細片装填部Ｍをこの排気ガスＧの温度とほとんど同じ程度まで加熱されるから、排気ガスがこの金属細片装填部Ｍを通過する際には、排気ガス中の微細炭素粒子は、金属細片６に付着して捕捉されると共に、６００〜８００℃もの高温に加熱された金属細片６の高熱により燃焼されて消失され、金属細片６上に僅かに滓が残る状態となる。

この時、排気ガス中に含まれる水蒸気は、６００〜８００℃もの高温域を通過することによって過熱蒸気へと変化することになる。この過熱蒸気は、微細炭素粒子の酸化燃焼反応をさらに促進させる触媒しての効果があり、従って排気ガス中の窒素酸化物から酸素を遊離させて、微細炭素粒子に酸素を供給する作用がある。その結果、排気ガス中の微細炭素粒子及び窒素酸化物が効果的に除去され、ほとんど無色・無臭に近い状態で排気ガスを排出することができる。

また、ディーゼルエンジンの冷時始動の場合の燃焼室の低温のために燃料が部分燃焼した液滴となって排出される時あるいは着火遅れや着火不良を生じた時のように燃料が不完全燃焼した場合には、そのような不完全燃焼ガスがケーシング５内の高温の金属細片装填部Ｍを通過することによって、その不完全燃焼ガスを完全燃焼させ、それにより白煙の発生を無くすることができる。

また、ケーシング５内に導入された排気ガスの一部がガス抜き用開口部３から排出されるため、ケーシング５内の通気性が維持されて、エンジンの機関性能、即ち馬力の低下が回避される。

そしてまた、ケーシング５内には、金属細片装填部Ｍの手前側に、パンチ孔１２が帯板長手方向に一定ピッチで穿設された長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成してなる排気流ガイド部材７を設けているから、マフラー９の先端側排気管部９ａからケーシング５内に入った排気ガスは、金属細片装填部Ｍにスムーズに流れ込み、一部の排気ガスが、ケーシング５内の通気性を維持する程度に排出されるようになり、これによって排気ガスの浄化作用をより有効に行なわせることができる。

即ち、この排気流ガイド部材７を設けていなければ、排気管部９ａからケーシング５内に入った排気ガスが金属細片装填部Ｍの金属細片６に乱反射して、この乱反射した排気ガスにより、ケーシング５内の基端部から先端部へ向かう排気ガスの流れが攪乱され、ガス抜き用開口部３から排気ガスが流出し易くなるが、この排気流ガイド部材７を設けたことにより、ケーシング５内の基端部からの排気ガスは、金属帯板１１を渦巻状に巻成して形成された排気流ガイド部材７を通ることによって金属細片装填部Ｍの金属細片６に乱反射することが少なく、そのまま金属細片装填部Ｍを通過するようになり、また乱反射した排気ガスは排気流ガイド部材７の金属帯板１１の側面に当たったり、その帯板１１のパンチ孔１２を通り抜けることにより、乱反射によるガス流の乱れを消失させて、金属細片装填部Ｍを通過するようになる。その結果、ケーシング５内の基端部から先端部へ向かう排気ガスは、その流れを金属細片装填部Ｍの手前側で攪乱されることなく、そのままストレートに金属細片装填部Ｍに流れ込み、そしてガス抜き用開口部３からは、一部のわずかな排気ガスが、ケーシング５内の通気性を維持する程度に排出される。尚、この排気流ガイド部材７を形成する金属帯板１１にはパンチ孔１２を穿設しているが、このパンチ孔１２は設けなくてもよい。

また、この排気ガス浄化装置Ａでは、ケーシング５の円筒壁部１の基端部１ｏを、マフラー９の先端側排気管部９ａに嵌合して取外し自在に取り付けるようになっているから、ケーシング５を適宜に取り外し、このケーシング５とその内部にある金属細片装填部Ｍ及び排気流ガイド部材７に中性洗剤のスプレー液を吹き付けた後、水で洗い流すことによって、金属細片装填部Ｍの金属細片６及び排気流ガイド部材７に付着残存した微細炭素粒子等を簡単容易に洗浄除去でき、再び清浄な状態で使用することができる。

ケーシング５の取外しにあたってはクランプ１３を緩めるだけでよく、その取外し及び取付け作業は極めて簡単容易であるから、頻繁に毎日でも洗浄を行なうことができ、従って常に排気ガスの浄化作用を有効に行なわせることができる。

この排気ガス浄化装置Ａによれば、ディーゼルエンジンから排出される黒煙の６０〜７０％を除去することができる。

図４の(a) は本発明に係る他の排気ガス浄化装置Ｂを示したもので、この排気ガス浄化装置Ｂは、図２及び図３に示す排気ガス浄化装置Ａとほとんど同じであるが、金属細片装填部内に電気ヒーターを挿入配置し、必要時に通電・加熱するようにしたケーシング５の金属細片装填部Ｍ内に電気ヒーター１４を挿入配置した点が異なり、他の構成については排気ガス浄化装置Ａと同様である。

即ち、前述のように、トラックＴ等が市街地を４０〜５０ｋｍ／ｈ程度で走行している場合にはエンジンから排気ガス浄化装置Ａのケーシング５内に導入される排気ガスの温度が３００〜４００℃程度と低く、従って金属細片装填部Ｍの金属細片６に付着した微細炭素粒子等を燃焼させることができないことから、金属細片装填部Ｍ内に電気ヒーター１４を挿入配置しておいて、必要時に通電・加熱することにより、金属細片装填部Ｍの温度を６００〜８００℃程度まで上昇させるようにしたものである。

この電気ヒーター１４は、例えば直径６ｍｍのステンレス鋼線１４ａからなるもので、この鋼線１４ａを図示のようにケーシング５内に挿入できる程度の螺旋状に２〜３回巻成し、この鋼線１４ａの一端部をケーシング５の所要部に固着（アース接続）し、この鋼線１４ａ他端部とケーシング５とをトラックＴのバッテリ１５に接続配線して、図４の(b)
に示すような電気回路を構成したもので、必要時にスイッチ１６を閉成操作することによって、所要温度、例えば６００〜８００℃程度に加熱するようになっている。また、このステンレス鋼線１４ａに、金属細片６としての螺旋状片６ｂ（図３の(c) 参照）を嵌装するようにすると共に、螺旋状片６ｂ相互間にカール状のチップ片６ａ（図３の(c) 参照）を多数挿入すればよい。尚、ヒーター１４の加熱時間は２０秒程度でよい。

この電気ヒーター１４のスイッチ１６は、例えば、トラックＴの運転席にあるブレーキペダルに連動させておいて、走行中に運転手がブレーキをかけるためにブレーキペダルを踏んだ時に、スイッチ１６が入ってヒーター１４を例えば２０秒間だけ加熱するように設定しておくと、非常に便利である。

図５の(a) は更に他の排気ガス浄化装置Ｃを示したものである。この排気ガス浄化装置Ｃは、円筒状本体１６と、この円筒状本体１６の先端部に嵌合されて着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシング１７とからなり、円筒状本体１６の所要部にガス抜き用開口部３が設けられ、端部ケーシング１７の端壁部１８に複数の排気孔４が設けられたケーシング５を備え、このケーシング５の端部ケーシング１７内に任意形状の金属細片６を密集装填して金属細片装填部Ｍを形成すると共に、この金属細片装填部Ｍの手前側に、図３の(b) に示すようにパンチ孔１２が多数穿設された長尺状の金属帯板１１を渦巻状に巻成してなる排気流ガイド部材７を配置し、このケーシング５の円筒状本体１６の基端部１６ｏを、図１に示すようなディーゼルエンジンの排気管８のマフラー９の先端側排気管部９ａに嵌合して金属製ベルトからなるクランプ１３により着脱自在に取り付けるようにしたものである。

尚、この排気ガス浄化装置Ｃの端部ケーシング１７に金属細片６を装填して形成される金属細片装填部Ｍの中に図４に示すような電気ヒーター１４を挿入配置し、必要時に通電・加熱するようにしてもよい。

またケーシング５の円筒状本体１６には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部３に至る切れ目１０が入れてあるから、排気管の先端部９ａに取り付ける際に、その先端部９ａへの円筒状本体１６の嵌め込みが容易となり、またその先端部９ａに対し円筒状本体１６の基端部側を適宜に拡縮変形させることによって、円筒状本体１６の基端部内周面を排気管部９ａの外周面に密着させて確実強固に取り付けることができる。

この排気ガス浄化装置Ｃでは、ケーシング５の端部ケーシング１７内に金属細片装填部Ｍを形成すると共に、この金属細片装填部Ｍの手前側に排気流ガイド部材７を配備して、この端部ケーシング１７の基端部側を円筒状本体１６の先端部に例えばビス１９により着脱自在に取り付けるようにしているから、洗浄時には、円筒状本体１６はマフラー９の先端側排気管部９ａから取り外す必要はなく、端部ケーシング１７のみを円筒状本体１６から取り外して、この端部ケーシング１７を洗浄液に漬けておけばよいから、洗浄が簡単容易となり、毎日でも洗浄できて極めて便利である。図５の(b) は洗浄を終えた端部ケーシング１７の基端部を円筒状本体１６の先端部に嵌め込んで取り付けようとしている状態を示す。尚、端部ケーシング１７を円筒状本体１６に先端部に取り付け方法は、ビスに限らず、ねじによるねじ込み方式としてもよい。

以上説明した実施形態の図１〜図５に示される排気ガス浄化装置は何れも、ケーシング５を内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにしたものであるが、図６にはケーシング５を内燃機関の排気管の先端部に連成した排気ガス浄化装置Ｄ，Ｅを示している。

図６の(a) に示す排気ガス浄化装置Ｄは、円筒壁部１とこれの先端部を塞ぐ半球状の端壁部２とにより有底円筒状に形成され、円筒壁部１の軸方向中間部にガス抜き用開口部３が設けられ、端壁部２に複数の排気孔４が設けられてなるケーシング５を、マフラー９の先端側排気管部９ａに一体又は一体的に形成したもので、浄化装置自体の構造は、図２〜図４に示す排気ガス浄化装置Ａ，Ｂと同様であり、ケーシング５内の先端部側には任意形状の金属細片６が密集装填され、この金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７が設けられており、また金属細片装填部Ｍ内に電気ヒーター１４が挿入配備されている。この排気ガス浄化装置Ｄによれば、トラック等の製造時に浄化装置を設置することができる。

図６の(b) に示す排気ガス浄化装置Ｅは、円筒状本体１６と、この円筒状本体１６の先端部に着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシング１７とからなり、円筒状本体１６の所要部にガス抜き用開口部３が設けられ、端部ケーシング１７の端壁部１８に複数の排気孔が設けられてなるケーシング５の円筒状本体１６を、排気管の先端部９ａに一体に形成したもので、浄化装置自体の構造は、図５に示す排気ガス浄化装置Ｃと同様であり、ケーシング５の端部ケーシング１７内に任意形状の金属細片６が密集装填されると共に、この金属細片装填部Ｍの手前側には内燃機関の排気管からケーシング５内に入った排気ガスの金属細片装填部Ｍへの流れ込みをガイドする排気流ガイド部材７が設けられている。また、この排気ガス浄化装置Ｅの端部ケーシング１７に金属細片６を装填して形成される金属細片装填部Ｍの中に図４に示すような電気ヒーター１４を挿入配備し、必要時に通電・加熱するようにしてもよい。

この排気ガス浄化装置Ｅによれば、前記排気ガス浄化装置Ｄと同様にトラック等の製造時に浄化装置を設置することができると共に、洗浄時には、端部ケーシング１７を円筒状本体１６から取り外し、この端部ケーシング１７を洗浄液に漬けるなどして洗浄すればよいから、洗浄が簡単で容易となる。

また、以上図１〜図６によって説明した排気ガス浄化装置Ａ〜Ｅでは、ケーシング５内の先端部側、あるいはケーシング５の端部ケーシング１７内に任意形状の金属細片６を密集装填して金属細片装填部Ｍを形成しているが、金属細片装填部Ｍには金属細片６以外にセラミック片を装填することができる。即ち、金属細片６の他にセラミック片を装填して金属細片装填部Ｍを形成することにより、高温の排気ガスによる金属細片６及びセラミック片の加熱によって排気ガス中の微細炭素粒子をより有効に燃焼、除去することができる。

図１は本発明に係る排気ガス浄化装置をディーゼルエンジンを搭載したトラックに実施した状態の側面図である。 (a) は排気ガス浄化装置の拡大縦断面図であり、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図、(c) は排気ガス浄化装置を前方から見た端面図である。 (a) は図２の(a) に示す排気ガス浄化装置を下方より見た底面図、(b) は排気流ガイド部材を示す斜視図、収納部１は金属細片を示す斜視図である。 (a) は本発明に係る他の排気ガス浄化装置を示す縦断面図、(b) は電気ヒーターの電気回路図である。 (a) は更に他の排気ガス浄化装置を示す一部縦断面図、(b) は端部ケーシングを円筒状本体に嵌め込んで取り付けようとしている状態の説明図である。 (a) ，(b) は本発明の更に他の排気ガス浄化装置を示す側面図である。

符号の説明

Ａ〜Ｅ排気ガス浄化装置
１ケーシングの円筒壁部
１ａ円筒壁部の基端部
２ケーシングの端壁部
３ガス抜き用開口部
４排気孔
５ケーシング
６金属細片
７排気流ガイド部材
Ｍ金属細片装填部
１０切れ目
１１金属帯板
１４ヒーター
１６円筒状本体
１７端部ケーシング

Claims

円筒壁部とこれの先端部を塞ぐ端壁部とにより有底円筒状に形成され、円筒壁部の軸方向中間部にガス抜き用開口部が設けられ、端壁部に複数の排気孔が設けられたケーシングを内燃機関の排気管の先端部に連成し、このケーシング内の先端部側に任意形状の金属細片を密集装填し、この金属細片装填部の手前側には内燃機関の排気管からケーシング内に入った排気ガスの金属細片装填部への流れ込みをガイドする排気流ガイド部材を設け、該排気流ガイド部材は、長尺状の金属帯板を渦巻状に巻成したものからなる内燃機関の排気ガス浄化装置。
円筒壁部とこれの先端部を塞ぐ端壁部とにより有底円筒状に形成され、円筒壁部の軸方向中間部にガス抜き用開口部が設けられ、端壁部に複数の排気孔が設けられたケーシングを備え、このケーシング内の先端部側に任意形状の金属細片を密集装填し、この金属細片装填部の手前側には内燃機関の排気管からケーシング内に入った排気ガスの金属細片装填部への流れ込みをガイドする排気流ガイド部材を設け、該排気流ガイド部材は、長尺状の金属帯板を渦巻状に巻成したものからなり、しかしてケーシングの円筒壁部の基端部を内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにした内燃機関の排気ガス浄化装置。
ケーシングの円筒壁部には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部に至る切れ目を入れてなる請求項２に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
円筒状本体と、この円筒状本体の先端部に着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシングとからなり、円筒状本体の所要部にガス抜き用開口部が設けられ、端部ケーシングの端壁部に複数の排気孔が設けられてなるケーシングの円筒状本体を内燃機関の排気管の先端部に連成し、このケーシングの端部ケーシング内に任意形状の金属細片を密集装填すると共に、この金属細片装填部の手前側には内燃機関の排気管からケーシング内に入った排気ガスの金属細片装填部への流れ込みをガイドする排気流ガイド部材を設け、該排気流ガイド部材は、長尺状の金属帯板を渦巻状に巻成したものからなる内燃機関の排気ガス浄化装置。
円筒状本体と、この円筒状本体の先端部に着脱自在に取り付けられる有底円筒状の端部ケーシングとからなり、円筒状本体の所要部にガス抜き用開口部が設けられ、端部ケーシングの端壁部に複数の排気孔が設けられたケーシングを備え、このケーシングの端部ケーシング内に任意形状の金属細片を密集装填すると共に、この金属細片装填部の手前側には内燃機関の排気管からケーシング内に入った排気ガスの金属細片装填部への流れ込みをガイドする排気流ガイド部材を設け、該排気流ガイド部材は、長尺状の金属帯板を渦巻状に巻成したものからなり、しかしてケーシングの円筒状本体の基端部を内燃機関の排気管の先端部に着脱自在に取り付けるようにした内燃機関の排気ガス浄化装置。
金属細片装填部内に電気ヒーターを挿入配置し、必要時に通電・加熱するようにした請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
ケーシングの円筒状本体には、その基端から軸方向に沿ってガス抜き用開口部に至る切れ目を入れてなる請求項５又は６に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
前記金属細片装填部には金属細片の他にセラミック片が装填される請求項１〜７の何れかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。