JPS5870016A

JPS5870016A - エンジン装置

Info

Publication number: JPS5870016A
Application number: JP56168237A
Authority: JP
Inventors: Nagatoshi Suzuki; 鈴木　長利; Sadahatsu Araki; 荒木　貞発
Original assignee: Niles Parts Co Ltd
Current assignee: Niles Parts Co Ltd
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1981-10-21
Publication date: 1983-04-26

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】本発明は車両、船舶等に搭載されるエンジン装置に関す
るものである。

従来、この種、エンジン装置、特に車両用のエンジン装
置においては、排気ガスはエキゾーストマニホールドか
ら排出管を通してその１ま大気に放出していた。また、
他の実施例としてはエンジンへ除塵した清浄空気を吸入
し、エンジンの燃焼効率を高め、もって不純物の少ない
排気ガスを大気に放出していた。更に他の実極例として
は、排気ガス中に包含している窒素酸化物（Ｎｏｘ）を
低減する目的で、該排気ガスの一部を複雑な検知装置が
要求されるパルプを通してエンジンへ吸気環流させるい
わゆるエンジン排気ガス再循環システムがある。

これらの従来の技術はいずれも不純物を包含した排気ガ
スを大気に放出するものであり、静電フィルターを備え
だ装置においても排気ガスを完全に除塵することは難し
く結局、依然として不純物を包含した排気ガスを大気に
放出しているつじか−るに、静電フィルターを備えてい
ない装置においては相当な不純物を包含した排気ガスを
大気に放出しているといえよう。

また、エンジン排気ガス再循環システムは特殊なパルプ
が必要で、高価となることは勿論、排気ガスの一部を大
気に放出していることに鑑み、前記従来の技術に有する
大気汚染やベンツオビレン、ニトロピレン等の発癌物質
の放出等の公害問題が解消されていない。

本発明は叙上した従来の技術に有する問題点を解消する
だめに発明したものである。

本発明の第１番目の発明の目的はエキゾーストマニホー
ルド若シクは該エキゾーストマニホールドに連結した電
離円筒管に白金等の材料で線引き成形された放電線を張
設し、排気ガスがこの放電線に印加された高電圧により
解離現象、例えば、排気ガス中に包含されている窒素酸
化物（Ｎｏｘ）を窒素分子と酸素分子に解離するという
現象を奏し、有効な酸素分のみ大気に放出するエンジン
装置を提供することである。

本発明の第２番目の発明の目的は前記解離現）象を奏した排気ガスをサイクロン集塵胴を介して、更に
、放電線を垂直に張設した複数のサイクロン胴を経て、
排気ガス冷却器に流過させ、インテークマニホールドに
よってエンジンの燃焼室に送り込む、いわゆる排気ガス
の還流機能を有するエンジン装置を提供することである
。

この第２番目の発明により、排気ガス中に包λする微粒
子たるパーティキュレートを完全に除去することができ
、また全く排気ガスを大気に放出しないので大気汚染や
排気ガスの排出に伴う騒音等による公害を防止すること
ができる。

本発明の第３番目の発明の目的は前記第１の発明及び第
２の発明に更に追加的構成を備えるものである。すなわ
ち、コンピューター制鋼１部を設け、該コンピューター
制御部からの指令信号により排気ガス冷却器に送り込む
圧縮空気駄及び排気ガス冷却器の出口側に設けた排気ガ
ス圧力調整パルプの開度を制御し、合理的なｕＦ気ガス
の還流を企図するエンジン装置を提供することである。

このコンピュータ制御部はインテークマニホールドの入
口に配設し、且つ冷却された排気ガスの吸入量を制御す
るスロットル弁の開度に応じた指令信号を受信し、作動
するものである。

本発明は叙上したように３つの発明を構成し、従来、技
術の欠点を解決したものである。

以下、添付した図面に基づき、本発明の構成。

作用及び効果を言及する。

図面は本発明の一実施例を示す構成図であり、特に、エ
キゾーストマニホールドから排出シた排出ガスを還−流
し再度インテークマニホールドに吸入し、エンジンの燃
焼室に送り込む実施例を示すエンジン装置に係るもので
ある。

１はエンジン本体であり、自動車用のガソリンエンジン
及びディーゼルエンジン、船舶用のエンジン等各種エン
ジンの本体である。２はエキゾーストマニホールドであ
り、エンジン本体１に連結されエンジンの燃焼室から排
出された排気ガスを導出する。３は電離円筒管であり、
前記エキゾーストマニホールド２の出口側に接続されて
いる。該電離円筒管３の左、右側部にはセラミック材質
の絶縁体３ａ、３ｂを配置１２ており、軸心部には、例
えば、白金等の材料でなる放電ｍ３ｃを張設している。

なお、上記実施例は放電線３ｃを電離円筒管３内に張設
したものであるがエキゾーストマニホールド２内に張設
した構成としてもよい。４は高圧電線であり、その一端
は前記電離円筒管３内の放電線３ｃに接続されると共に
その他端はトランス等でなる第１高電圧発生器５に接続
されている。この第１高電圧発生器５は例えば２０〜ｊ
Ｏキロボルトの高電圧を高圧電線４を介して電離円筒管
３の放電線３ｃに印加する５、６は直流電源であり、第
１高電圧発生器５の入力１１１１に接続されている。７
は排気導管であり、電離円筒管３の略中央部に接続して
いる。該排気導管γ内にｒｌ：、ｔ）ｆｌ　１ｊ「：電
離円筒管３の機能により、例ぐば、排気ガス中の窒素酸
化物（Ｎｏｘ）が解離現象を奏し、窒素分子と酸素分子
を解離した混合排気ガスが流過する。この混合排気ガス
は化学的には燃焼用空気に近似する気体といえる。

８はサイクロン集塵用であり、前記排気導管７と連結し
、排気導管７から送り込まれてきた混合排気ガス中に包
含している塵埃を除塵する機能を有する。

８ａは該サイクロン集塵用８の下部に配置した塵溜であ
り、所定量以上の塵埃が堆積したとき、該塵溜を取換え
る。９は二股状の第１誘導管であり、サイクロン集塵用
８の−に面出口側と第１゜第２サイクロン胴１０．１１
の−Ｌ部入口側との間に連結されている。該第゛１．第
２サイクロン胴１０．１１の垂直中心方向には、例えば
タングステン材料でなる放電線１０ａ、１１ａを張設し
ている０１２は二股状の第２誘導管であり、前１１１−
；第１．第２サイクロン胴１０．１１のに面出１１側と
、第３サイクロン胴１３の入［−１側との間に連結され
ている。、］該第３ザイク【７／胴１３（ｌ〕申面直中
心方向は前記放電線１０ａ、　１１　ａと同材質の放電
線１３ａを張設している。サイクロン集塵用８から排出
され、二股状の第１誘導管９に流過する混合排気ガス中
には塵埃微粒千尋炭素粒−Ｆ等を包含するパーティキュ
レートが混入しており、これらを除去すべく第１．第２
．及び第３サイクロン胴１０．ｉｔ、１３を配設してし
）る。

本実施例では３つのサイクロン胴１０，１１゜１３をシ
リース若しくはノ（ラレルに適宜配設しているが、混合
排気ガスの流速や塵埃の混入程度如何により所望数のサ
イクロン胴を配設してよいことは勿論である。１４は第
１連通管であり、第３サイクロン胴１３の−Ｌ面出口側
と排気ガス冷却器１５の人口側との間に介在し、第３サ
イクロン胴１３から微粒子等の塵埃を除去した排気ガス
を排気ガス冷却器１５に導入する５、１５ａはヒートパ
イプであり、該排気ガス冷却器１５の内部に複数個配設
し、流入した排気ガスを冷却する。１５ｂは放熱フィン
であり、該排気ガス冷却器１５の上面に突設している。

１６は圧縮空気導入管であり、複数のゴムホース１７を
介して排気ガス冷却器１５内に配置した針状電極（図示
せず）に連結されている。該針状電極には、高圧電線１
８を介して第２高電圧発生器１９が接続されている。２
０は圧縮空気調整弁であり、圧縮空気導入管１６の入口
側に接続されており、圧縮空気供給管２１から送り込ま
れる圧縮空気量を制御する。

前記、高圧電線１８は第１．第２及び第３サイクロン胴
１０．１１及び１３内に張設している放電線１０ａ、１
１ａ及び１３ａに接続している。

２２は直流電源であり、第２高電圧発生器１９に接続し
ている。２３は第２連通管であり、排気ガス冷却器１５
の出口側と排気ガス圧力調整バルブ２４との間に接続さ
れている。２！Ｍ：を第３連通管であり、該排気ガス圧
力調整パルプ２４とインテークマニホールド２６の導入
部に配置したスロットル弁２１との間に接続されている
、２８はコンピュータ制御部であり、車両や船舶の所望
部位にユニツ゛トＡして搭載されている、該コンピュー
ター制御部２８は信号ライン２８ａを経て、スロットル
弁２７の開度の情報を受信し、直ちに、信号ライン２８
ｂ及び２８ｃを経て、排気ガス圧力調整バルブ２４及び
圧縮空気調整弁２０の弁開度を制御すべき指令信号を導
出する。

次に、本発明に係るエンジン装置の一実施例における作
動を説明する。

エンジン本体１内の燃焼室で噴霧状ガソリン等の燃料が
燃焼し、排気ガスが発生し、約５００°Ｃ〜１０００′
Ｃの高温の排気ガスがエキゾーストマニホールド２を介
して電離円筒管３内に導入される。一方、第１高電圧発
生器５が作動し、ｇ〜１０キロボルトの高電圧が高圧電
線４を介して放電線３ｃに印加される。而して、排気ガ
スが充満した電離円筒管３内でコロナ放電現象が惹起さ
れ、排気ガス中に包含している一酸化炭素（ＣＯ）、二
酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘｌ。

炭化水素（ＨＣ）等の解離現象が誘発される。この排気
ガスはプラズマ状の混合気体であり、−・酸化炭素（Ｃ
Ｏ）及び二酸化炭素（Ｃｏ、）は炭素分子と酸素分子に
、窒素酸化物（Ｎ　Ｏｘ　）は窒素分子・と酸素分子に
、炭化水素０（Ｃ）は水素分子と炭素分子に、それぞれ
解離される。而して、解離された分子群で構成された排
気ガスは化学的には燃焼用空気に近似しているといえる
。

本発明の第１番目の発明においては前述した解離した排
気ガスを還流せず、マフラーを介して大気に放出する構
成としてもよい。特に、炭素分子や窒素分子を別の構成
手段で収集排除すると共に、゛酸素分子のみを大気に放
出することも考えられる。

解離された混合排気ガスは排気導管Ｔを介してサイクロ
ン集塵用８に導入し、該サイクロン集塵用８内を螺旋状
に旋回しながら、包含している塵埃を塵溜にて集塵する
と共に二股状の第１誘導管９を介して、第１及び第２サ
イクロン胴１０及び１１に導入する。

ここにおいて、第２高電下発生器１９が作動し、ｒ〜１
０キロボルトの高電圧がρ圧電線１８を介して第１及び
第２サイクロン胴１０及び１１内の放電線１０ａ及び１
１ａに印加される。

而して放電現象を奏し、混合排気ガス中に包含している
塵埃微粒子を集塵しながら、該混合排気ガスは二股状の
第２誘導管１２を介して次段の第３サイクロン胴１３へ
導入する。第３サイクロン胴１３の働きは前記第１及び
第２サイクロン胴１０及び１１と同様に、混合排蔵ガス
中の塵埃極微粒子等を集塵する。本実施例では３つのサ
イクロン胴で排気ガス中の塵埃微粒子を集塵しているが
包含している塵埃微粒子の＋Φ類や含有量の程度によっ
ては更に追加的にサイクロン胴を配設してもよい。除塵
された排気ガスは第１連通管１４を介して排気ガス冷却
器１５に導入される。導入された排気ガスはヒートパイ
プ１５ａの作動により２０′Ｃ〜ｓｏ”ｃ程度の温度捷
で冷却される＋７１一方、コンピューター制御部２Ｂか
らの指令信号が信号ライン２８ｃを介して圧縮空気調整
弁２０に伝達し、該圧縮空気調整弁２０の弁開度を制御
し、圧縮空気を圧縮空気導入管１６、ゴムホース１７を
介して排気ガス冷却器１５内の針状電極に送り込み放出
する。ここにおいて、該針状電極には第２高電圧発生器
１９の作動により高圧電線１８を介してｇ〜１０キ「」
ポルトの高電圧が一印加される。圧縮空気の放出とこの
高電圧による放電現象により、排気ガスはイオン化され
、排気ガス中に含まれる酸素化合物はイオン分解され、
可燃性酸素を分離する１、また、流入された排気ガスは
放熱フィン１５ｂにより更に冷却される。このように冷
却されかつ完全に除塵された排気ガスは第２連通管２３
゜第３連通管２５を介して排気ガス圧力調整バルブ２４
．スロットル弁２７へ流過させる。アクセルヘタル等に
連動するスロットル弁２７　ノ開度に応じた情報が信号
ライン２８ａを介してコノピユータ制御部２８に伝達さ
れ、コンピュータ制御部２８の作動により指令信号が信
号ライン２８ｂを介して排気ガス圧力調整パルプ２４に
伝達され、該排気ガス圧力調整パルプ２４の弁の開度が
制御される。これにより、排気ガスの圧力変動をキャッ
チし、制御することができ、排気ガスを合理的にインテ
ークマニホールド２６へ導入する。導入された排気ガス
は更に、エンジン本体１のエンジンの燃焼室へ噴霧状の
燃料と共に送り込まれるＯこのように本発明の第２番目の発明によ九ば電離円筒管
３により解離された混合排気ガスを排気導管７を介して
サイクロン集塵用８及び第１、第２．第３サイクロン胴
１０．１１．１３゜に流過せしめ更に、排気ガス冷却器
１５を介してインテークマニホールドに吸入した構成と
し排気ガスを還流している。

本発明の第３番目の発明によれば、第２番目の発明の構
成に更に追加的にコンピュータ制御部を配設し、スロッ
トル弁２７の作動情況に応じた信号を排気ガス圧力調整
パルプ２４及び圧縮空気調整弁２０に伝達し一ヤそれぞ
れの弁開度をコンピュータシステムにより制御する構成
となる。

本発明は前述した構成９作動を有するので次の効果を奏
する。

すなわち、第１番目の発明によれば排気ガスを還流する
か否かに拘らず、エキゾーストマニホールド若しくは該
エキゾーストマニホールドに連結した電離円筒管内に放
電線を張設したエンジン装置であり該放電線に高電圧を
印加することにより排気ガスの解離現象を奏し、酸素分
子、炭素分子、窒素分子等解離し、燃焼用空気ガスに近
似する排気ガスを生成するので、そのまま大気に放出し
た場合にも、ベンツォピレン。

ニトロピレン等の発癌物質を除去しているので、公害問
題を解消するーことができる。

第２番目の発明によれば、電離円筒管により解離した排
気ガスをサイクロン集塵用に送り込み、塵埃を集塵する
と共に更に複数の放電線を張設したサイクロン胴で排気
ガス中に包含しているパーティキュレート等の微粒子を
完全に除去し、該排気ガスを排気ガス冷却器により冷却
器し、インテークマニホールドに吸入するる排気ガスの還
流を企図、した構成のエンジン装置であり、排気ガス中
に包含する塵埃を完全に除去すると共に排気ガスを大気
に放出しないのでマフラー等の付属品を排除し、騒音を
防止することかできる。

第３番目の発明によれば、コンピュータ制御部を所定部
位に搭載し、インテークマニホールドに吸入する排気ガ
ス吸入量を制御するスロツ専トル弁の開度に応じた信号を該コンピュータ制御部が受
信し、直ちに排気ガス冷却器の針状電極に注入する圧縮
空気量を制御する圧縮空気調整弁と排気ガスの圧力変動
を制御する排気ガス圧力調整パルプに指令信号を伝達し
、弁の開度をコントロールする構成のエンジン装置であ
り、弁の開度を合理的に制御することができ、燃費の向
上を図ることができる等種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るエンジン装置の一実施例を示す構成
図である。１・・・・・・エンジン本体、２・・・・・・エキソ−
ストマニホールド、３・・・・・・電離円筒管、３ｃ・
・・・・・放電線。７・・・・・・排気導管、８・・・・・・サイクロン集
塵用、９・・・・・・二股状の第１誘導管、１０・・・
・・・第１サイクロン胴、１１・・・・・・第２サイク
ロン胴、１２・・・・・二股状の第２誘導管、１３・・
・・・・第３サイクロ７・・胴、１４・・・・・・第１
連通管、１５・・・・・・排気ガス冷却器、２３・・・
・・・第２連通管、２４・・・・・・排鍼ガス圧力調整
バルブ、２５・・・・・・第３連通管、２６・・・・イ
ンテークマニホール）’、２Ｂ・・・・・・コンピュー
タ制御部。以　　１−

Claims

【特許請求の範囲】１）　エンジン本体と、該エンジン本体に連結したエキ
ゾーストマニホールドと、該エキゾーストマニホールド
に連結しかつ軸心方向に高電圧を印加する放電線を張設
した電離円筒管と、該電離円筒管に接続し、かつ排気ガ
スを流過する排気管を備えたことを特徴とするエンジン
装置。２）エンジン本体と、該エンジン本体に連結したエキゾ
ーストマニホールドと、該エキゾーストマニホールドに
連結しかつ軸心方向に高電圧を印加する放電線を張設し
た電離円筒管と、該電離円筒管に排気導管を介して接続
したサイクロン集塵層と、該サイクロン集塵層に接続し
かつ誘導管を介して放電線を張設した複数のサイクロン
胴と、該サイクロン胴に連通管を介して接続された排気
ガス冷却器と、該排気ガス冷却器に連通管を介して接続
さＪした排気ガス流入量を制御するスロットル弁と、該
スロットル弁に連結したインテークマニホールドとを具
備したことを特徴とするエンジン装置。３）エンジン本体と、該エンジン本体に連結したエキゾ
ーストマニホールドト、該エキソ−ストマニホールドに
連結しかつ軸心方向に高電圧を印加する放電線を張設し
た電離円筒管と、該電離円筒管に排気導管を介して接続
したサイクロン集塵層と、該サイクロン集塵層に接続し
かつ誘導管を介して放電線を張設した複数のサイクロン
胴と、該サイクロン胴に連通管を介して接続された排気
ガス冷却器と、該排気ガス冷却器に連通管を介して接続
さＪｔだ流入量を制御するスロットル弁と、該スロット
ル弁に連結したインテークマニホールドと、前記スロッ
トル弁の開度に応じた信号を受信すると共に排気ガス冷
却器に吸入する圧縮空気量及び排気ガス圧力変動を制御
する指令信号を導出するコンピューター制御部とを具備
したことを特徴とするエンジン装置１）