JPH051818U - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案の目的は、燃料中からＨＣへの変換効率
を上げて燃費の悪化を防止でき、さらにはオイル管理等
を必要としないで最適な排気ガス浄化率を得られる構造
を備えた排気ガス浄化装置を得ることにある。 【構成】本考案は、排気ガスの流動方向におけるの上記
触媒コンバ−タ６の上流側に燃料噴射ノズル３を設ける
と共に、この燃料噴射ノズル３の前方に噴射される燃料
を衝突させて拡散させる衝突板７Ｂを有する拡散部材７
を配置し、上記燃料噴射ノズル３には、燃料タンクから
の燃料の供給態位と燃料タンクへのリタ−ン態位とを設
定できる三方弁４を接続し、この三方弁４は、触媒コン
バ−タ６に流れ込む排気の温度によって燃料タンク８と
燃料噴射ノズル３との間の連通態位を設定されるように
なっていることを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、排気ガス浄化装置に関し、さらに詳しくは、ＮＯ_X低減用の触媒を 用いた排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように排気ガス中の有害成分の排出を低減する構造の一つとして、排気 路中にＮＯ_X低減用の触媒コンバ−タを設けた構造がある。

【０００３】 上述した触媒コンバ−タは、排気温度によるＮＯ_X浄化率が変化するものであ り、また、排気中のＨＣ濃度によってもＮＯ_X浄化率が変化するという機能を持 っている。

【０００４】 図３は上述した排気温度とＮＯ_X浄化率との関係を示す線図であり、(A)は触媒 コンバ−タ内での排気温度によるＮＯ_X浄化率を示し、そして(B)は触媒コンバ− タに至るまでの排気温度によるＮＯ_X浄化率を示している。 図３において、種々の温度範囲の中で触媒コンバ−タの温度を選択することで 最適な浄化率を設定されることが判る。

【０００５】 また、図４は、ＨＣ濃度とＮＯ_X浄化率との関係を示す線図であり、(A)は触媒 コンバ−タ内でのＨＣ濃度と排気温度温度とによるＮＯ_X浄化率を示し、また、( B)は触媒コンバ−タに至るまでのＨＣ濃度と排気温度とによるＮＯ_X浄化率を示 している。

【０００６】 図４において、触媒コンバ−タ内の排気温度に対するＨＣ濃度を選択すること でＮＯ_X浄化率を最適化できることが判る。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上述した触媒コンバ−タを用いた構造にあっては、エンジン側 での排気ガスの温度を制御することは困難であるばかりでなく、仮りにエンジン の燃焼室にＨＣ濃度を高める目的で燃料を供給した場合には、燃焼とは別に余分 な燃料を加えられることでオイルが希釈されてしまう虞れがあるので、オイル管 理が必要になるという新たな問題が発生することがあった。 また、燃焼室にＨＣ濃度を高める目的で燃料を供給した場合には、当然のこと ながら不完全燃焼による燃費の悪化は避けられないということになる。

【０００８】 そこで、本考案の目的は、上述した従来の触媒コンバ−タによる排気ガス浄化 装置における問題に鑑み、燃料中からＨＣへの変換効率を上げて燃費の悪化を防 止でき、さらにはオイル管理等を必要としないで最適な排気ガス浄化率を得られ る構造を備えた排気ガス浄化装置を得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案は、排気路中にＮＯ_X低減用の触媒コンバ− タを配置した排気ガス浄化装置において、排気ガスの流動方向におけるの上記触 媒コンバ−タの上流側に燃料噴射ノズルを設けると共に、この燃料噴射ノズルの 前方に噴射される燃料を衝突させて拡散させる衝突板を配置し、上記燃料噴射ノ ズルには、燃料タンクからの燃料の供給態位と燃料タンクへのリタ−ン態位とを 設定できる三方弁を接続し、この三方弁は、触媒コンバ−タに流れ込む排気の温 度およびＨＣ濃度によって燃料タンクと燃料噴射ノズルとの間の連通態位を設定 されるようになっていることを特徴としている。

【００１０】 また本考案は、三方弁が、密閉された外筒に挿嵌されて摺動可能なプランジャ を有し、このプランジャは燃料タンクと燃料噴射ノズルとを連通する油路と燃料 噴射ノズルから燃料タンクに燃料を帰還させるリタ−ン油路とを形成されており 、通常態位は、プランジャと上記外筒との間に配置された付勢部材により上記燃 料タンクと燃料噴射ノズルとの連通を遮断する態位を設定され、排気の温度が所 定値に達した時点で、上記付勢部材にこうしてプランジャの態位を燃料タンクか ら燃料噴射ノズルに向け燃料の供給が行える態位に切り換えられるようになって いることを特徴としている。

【００１１】 さらに本考案は、三方弁が、密閉された外筒とプランジャとの間にダイヤフラ ムにより仕切られた空間部を設け、この空間部にはエア源との連通部を設け、排 気温度が所定値に達した時点で、この空間部の圧力を変化させることでプランジ ャの摺動を許容する構造とされていることを特徴としている。

【００１２】

【作用】

本考案によれば、排気路中における触媒コンバ−タの前方に位置する燃料噴射 ノズルは、排気温度およびＨＣ濃度が所定値に達した時点で燃料の噴射を行い、 触媒コンバ−タ内での排気温度およびＨＣ濃度を変化させる。

【００１３】

【実施例】

以下、図１および図２において本考案実施例の詳細を説明する。

【００１４】 図１は本考案実施例による排気ガス浄化装置の要部を示す模型図であり、本実 施例による排気ガス浄化装置１は、排気路２中に配置された燃料噴射ノズル３と 三方弁４および制御部５で構成されている。 上述した燃料噴射ノズル３は、排気路２中において排気ガスの流動方向(図中 、矢印で示す方向)における触媒コンバ−タ６の前方に配置された拡散部材７の 内部に装着されており、拡散部材７は、例えば、燃料噴射ノズル３を装着できる ホルダ−で構成され、このホルダ−における燃料噴射ノズル３の外周囲には冷却 水の流路７Ａが形成され、そして噴射ノズル３の噴射口に対向する位置には銅、 鉄あるいはステンレスで構成されていて排気ガスの流動方向と直角にされた衝突 板７Ｂが設けてある。

【００１５】 この拡散部材７は、燃料噴射ノズル３から噴射された燃料を衝突板７Ｂに衝突 させることで排気路２内で触媒コンバ−タ６に流れ込む燃料を拡散させて均一な 分布状態を設定するようになっている。

【００１６】 一方、三方弁４は、燃料タンク８と燃料噴射ノズル３との間の燃料供給状態を 設定するためのものであり、具体的には、３位置２方向切り換えを行える弁で構 成され、図２に示すように、密閉された外筒４Ａとこの外筒４Ａ内で摺動可能な プランジャ４Ｂを備えている。 上述した外筒４Ａは、図において上部にダイヤフラム４Ｃで仕切られた空間部 ４を設けられており、この空間部４Ｄにおける一方には、エア源に接続されたエ ア取り入れ口４Ｄ１が、そして他方、つまり後述するプランジャ４Ｂ側には燃料 タンク８への燃料の帰還口４Ｄ２が形成され、この帰還口４Ｄ２に連通する空間 はプランジャ４Ｂとの摺動用隙間から漏れる燃料を溜めて燃料タンク８に戻すた めの空間とされている。

【００１７】 そして、上述したプランジャ４Ｂは、外筒４Ａにおける摺動部に挿嵌されてお り、摺動方向の一方側、つまり、ダイヤフラム４Ｃ側と反対側には、内部に燃料 タンク８と燃料噴射ノズル３とを連通させて燃料の供給を行う供給油路４Ｂ１と 燃料噴射ノズル３への燃料の供給を行わないで燃料を帰還させるリタ−ン油路４ Ｂ２とが形成されている。

【００１８】 そして、このプランジャ４Ｂは、ダイヤフラム４Ｃ側の端部と外筒４Ａにおけ る一方の空間との間に配置されたスプリング４Ｅにより、リタ−ン油路４Ｂ２を 各ポ−トに連通させる態位を通常態位として設定されている。

【００１９】 そして、この三方弁４、特にプランジャの態位設定は、後述する制御部５によ り行われるようになっている。 すなわち、制御部５は、三方弁４における空間部４Ｄの一方での圧力を設定し てプランジャ４Ｂの変位制御による態位設定を行わせるものであり、具体的には 、通常用いられるエンジン制御のためのマイクロコンピュ−タを主要部として備 え、その入力側には、排気路２中で触媒コンバ−タ６に至るまでの排気温度を検 知する排気温センサ９が接続され、そして出力側には上述した三方弁４の空間部 ４Ｄへの負圧発生用エア源からのエアの供給をオンオフするための制御弁１０の 駆動部が接続されている。 この制御弁１０は、通常態位を大気開放とされ、制御部５からの駆動信号によ り負圧発生用エア源と連通させて三方弁４の空間部４Ｄの一方を負圧化するよう になっている。 なお、上述した入力側には、排気温センサに加えて、ＮＯ_Xの量を割り出すこ とのできるエンジン回転数および負荷検知用アクセル開度を入力するようにして も良い。

【００２０】 そして、この制御部５においては、図３および図４に示したＮＯ_X浄化率に影 響する排気温度およびＨＣ濃度を割り出して、その排気温度およびＨＣ濃度が所 定値あるいは所定範囲内に到達して時点で負圧発生用エア源に対する制御弁１０ を開放して三方弁４の空間部４Ｄにエアを供給するようになっている。 従って、三方弁４では、空間部４Ｄにおける一方が負圧化されることでダイヤ フラム４Ｃがスプリング４Ｅの付勢に抗して引き上げられ、プランジャ４Ｂを持 ち上げる方向に摺動させて通常態位にある油路の接続状態を燃料タンク８から燃 料噴射ノズル３に向け燃料の供給が行える態位を設定される。

【００２１】 なお、上述した空間部４Ｄに対するエア供給制御は、空間部４Ｄを負圧化する ことに限らず、この関係とは逆に相当する加圧付勢による者としても良く、この 場合には、スプリング４Ｅの付勢習性も逆な関係を設定されることになる。

【００２２】 本実施例は以上のような構造であるから、排気温度および排気ガス中のＨＣ濃 度が所定値あるいは所定範囲にないときには、三方弁４におけるプランジャ４Ｂ がスプリング４Ｅの付勢により図２において押し下げられた通常態位を設定され 、燃料タンク８からの燃料はそのまま帰還することになる。

【００２３】 一方、排気温度およびＨＣ濃度が所定値あるいは所定範囲に達した場合には、 制御部５からの出力信号によって制御弁１０が開放されて負圧発生用エア源と三 方弁４の空間部４Ｄの一方が接続される。従って、三方弁４では、空間部４Ｄの 一方が負圧化されることでスプリング４Ｅの付勢に抗してプランジャ４Ｂが持ち 上げられ、供給油路４Ｂ１が接続された燃料タンク８から燃料噴射ノズル３への 燃料の供給が許容される。 そして、燃料噴射ノズル３から噴射された燃料は、拡散部材７の衝突板７Ｂに 衝突することで排気路中で拡散され、触媒コンバ−タ６への均一分布が設定され る。

【００２４】 本実施例によれば、燃料噴射ノズル３への燃料の供給態位を切り換える弁とし て、機械的な駆動による三方弁を用いたので、燃料系統に電気部品を設けること による火災等の事故の可能性を低いものとして安全性を確保することができる。

【００２５】 また本実施例によれば、噴射される燃料が衝突板に衝突してから触媒コンバ− タに取り込まれるので、燃料の拡散が行われることで混合、蒸発を促進され、Ｈ Ｃ濃度を所定値にしやすい状況を設定することができる。

【００２６】 さらに本実施例によれば、三方弁が密閉された外筒とこの外筒内で摺動可能な プランジャという組合せとしたので、外気が混入することがなく、燃料中に混入 する空気による弊害をなくすことができる。

【００２７】 そして本実施例によれば、プランジャの変位制御を比較的大きな受圧面積を設 定できるダイヤフラムにより行うようにしているので、エア源の構造を大型化す る必要がなくまた、このための動力損失も小さくすることができる。

【００２８】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、排気路中における触媒コンバ−タの前方に燃料 噴射ノズルを設け、この噴射ノズルから噴射される燃料を拡散して均一分布させ た状態とする構造としたので、触媒コンバ−タによる排気ガス中の有害物質、特 に、ＮＯ_Xの浄化率を最適な状態とすることができる。つまり、触媒コンバ−タ によるＮＯ_X浄化率が最適となる排気温度およびＨＣ濃度を簡単に設定すること ができる。

【００２９】 また本考案によれば、排気中に燃料を噴射することで燃焼部に燃料噴射を行う 場合に比べ不完全燃焼の原因を回避することができるので燃費低下を抑えること が可能になり、しかも、排気中に噴射される燃料は拡散部材における衝突板によ り拡散混合され、均一分布された状態で触媒コンバ−タに導入されるので、燃料 からＨＣ発生までの変換効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例による排気ガス浄化装置の要部構
造を示す模型図である。

【図２】図１に示した要部に用いられる三方弁の構造を
説明するための模型図である。

【図３】排気温度とＮＯ_X浄化率との関係を説明するた
めの線図である。

【図４】ＨＣ濃度とＮＯ_X浄化率との関係を説明するた
めの線図である。

【符号の説明】

１ 排気ガス浄化装置 ２ 排気路 ３ 燃料噴射ノズル ４ 三方弁 ４Ａ 外筒 ４Ｂ プランジャ ４Ｂ１ 燃料供給油路 ４Ｂ２ リタ−ン油路 ４Ｃ ダイヤフラム ４Ｄ 空間部 ５ 制御部 ６ 触媒コンバ−タ ７ 拡散部材 ７Ｂ 衝突板 ９ 排気温センサ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気路中にＮＯ_X低減用の触媒コンバ−タ
   を配置した排気ガス浄化装置において、排気ガスの流動
   方向におけるの上記触媒コンバ−タの上流側に燃料噴射
   ノズルを設けると共に、この燃料噴射ノズルの前方に噴
   射される燃料を衝突させて拡散させる衝突板を有する拡
   散部材を配置し、上記燃料噴射ノズルには、燃料タンク
   からの燃料の供給態位と燃料タンクへのリタ−ン態位と
   を設定できる三方弁を接続し、この三方弁は、触媒コン
   バ−タに流れ込む排気の温度およびＨＣ濃度によって燃
   料タンクと燃料噴射ノズルとの間の連通態位を設定され
   るようになっていることを特徴とする排気ガス浄化装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の排気ガス浄化装置におい
   て、三方弁は、密閉された外筒に挿嵌されて摺動可能な
   プランジャを有し、このプランジャは燃料タンクと燃料
   噴射ノズルとを連通する油路と燃料噴射ノズルから燃料
   タンクに燃料を帰還させるリタ−ン油路とを形成されて
   おり、通常態位は、プランジャと上記外筒との間に配置
   された付勢部材により上記燃料タンクと燃料噴射ノズル
   との連通を遮断する態位を設定され、排気の温度が所定
   値に達した時点で、上記付勢部材にこうしてプランジャ
   の態位を燃料タンクから燃料噴射ノズルに向け燃料の供
   給が行える態位に切り換えられるようになっている排気
   ガス浄化装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の排気ガス浄化装置におい
   て、三方弁は、密閉された外筒とプランジャとの間にダ
   イヤフラムにより仕切られた空間部を設け、この空間部
   にはエア源との連通部を設け、排気温度が所定値に達し
   た時点で、この空間部の圧力を変化させることでプラン
   ジャの摺動を許容する構造とされている排気ガス浄化装
   置。