JPH0619786Y2 - エンジン有害排気物を低減する排気パイプ流体注入器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、排気を低減および冷却する排気装置に関
し、特に、浄化用流体を使用して非常に簡単な構造によ
りエンジンからの有害排気物を低減させるとともに排気
を冷却するエンジン有害排気物を低減する排気パイプ流
体注入器に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車の排気を浄化または無害化する排気処理技
術としては、排気自体を処理する技術およびエンジンの
構造または燃焼方式を改良して有害な排気ガスを減少さ
せる技術の２種類があり、有効な排気装置としては両者
を併用するのが普通であった。

前者の排気自体を処理する技術としては、サーマルリア
クターと呼ばれる排気再燃焼装置や触媒を使用した触媒
式排気処理装置が知られている。

後者のエンジンの構造または燃焼方式を改良して有害な
排気ガスを減少させる技術としては、例えば複合渦流燃
焼方式ＣＶＣＣと呼ばれる燃焼方式や気化器を使用しな
いで燃焼噴射ポンプによって燃料を燃焼室に直接噴射す
る直接噴射方式が採用されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の排気処理技術ではいずれも製造さ
れる排気処理措置の製造コストが高く、しかも装置容積
が大きなものとなるので、排気ガス規制の厳しい自動四
輪車、特に新車には積極的に採用されてきたが、排気ガ
ス規制が比較的ゆるやかな中古車およびオートバイ、ス
クーターなどの自動二輪車には適用できないものであっ
た。

また、従来の２サイクル・エンジンは汚染物質を多く排
出するので次第に採用されなくなりつつあるが、現在使
用されている２サイクル・エンジンに対する公害対策は
皆無といってもよいものであった。

この考案は、以上のような実情を背景になされたもの
で、小型で簡易な構造により中古車両およびオートバ
イ、スクーターなどの自動二輪車にも搭載が可能なエン
ジン有害排気物を低減する排気パイプ流体注入器を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決し所望の目的を達成するために、本考案
にかかわるエンジン有害排気物を低減する排気パイプ流
体注入器について、浄化用流体を貯蔵するとともに、そ
の上面に浄化用流体を充填する流体充填口、浄化用流体
を充填する気体充填口および内部の気圧を少なくとも大
気圧以上に保つ気圧保持手段を有し、かつその下方に浄
化用流体を前記流体コントローラへ向けて流出する流出
ノズルを有する流体容器と、エンジンの吸気作用部に連
通した圧力検知ノズルを有するとともに、エンジンの吸
気作用に応じて弁体を開閉移動させる圧力応答部、前記
流体容器の流出ノズルからの浄化用流体を流入させる流
入ノズル、流入ノズルから流入した浄化用流体を流入さ
せる流通孔、流通孔を通過した浄化用流体を前記接合手
段へ向けて流出させる流出ノズルを有する基台および圧
力応答部並びに基台を弁体が移動可能に連結する連結パ
イプを備える流体コントローラと、流体コントローラか
らの浄化用流体を流入させる連接ノズルおよび連接ノズ
ルを排気パイプに開設した連通孔と連通するように固定
する固定部材を有する接合手段とを備えると効果的であ
る。

また、前記流体コントローラの圧力検知ノズルが、排気
パイプの内部と連通すると好都合である。

そして、前記流体コントローラが、前記基台の流入ノズ
ルおよび連結パイプの間の流通孔に対して元栓を付設し
て流通孔の開閉および浄化用流体の流量調整を行うと便
利である。

［作用］ 第１図および第２図とにおいて、エンジンＥが作動状態
にある時、吸気孔Ｅ１において吸気作用が行われるた
め、圧力検知ノズル２１を有する圧力応答部２０内部の
気圧が大気圧よりも低くなって、圧力応答部２０を中心
として発生する圧力差により弁体２８を上方へ引き上げ
て流通孔２３ａを開状態とし、浄化用流体を排気パイプ
Ｐに取付けられた接合手段３へと流出させる。この時、
エンジンＥは作動状態にあるので、排気パイプＰ内部の
気圧が排気の通過により大気圧より低くなっているの
で、流体容器１内部の気圧が、気圧保持手段としてのチ
ェックバルブ１２により少なくとも大気圧に保たれてい
ることと併せて、流体容器１の内部に充填された浄化用
流体が十分な流量だけ排気パイプＰ内部に注入できる。
そして、エンジンＥが高速回転し吸気作用が活発になれ
ばなるほど、弁体２８は上方へ引き上げられるので、排
気パイプＰ内部に注入される浄化用流体の流量はエンジ
ンＥの作動状態にあわせて自動調整されることになる。
同時に、浄化用流体による排気の冷却も達成する。

［実施例］ 以下、この考案にかかわる好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

第１実施例 第１図は、この考案にかかわるエンジン有害排気物を低
減する排気パイプ流体注入器の第１実施例を示す斜視図
である。

第１図において、この第１実施例は、この考案にかかわ
るエンジン有害排気物を低減する排気パイプ流体注入器
を車両（図示せず）の相対的に高い位置に取付けられる
流体容器１と、この流体容器１より低い位置に取付けら
れる流体コントローラ２と、車両の排気パイプＰに取付
けられる結合手段３とから構成されている。

流体容器１は、エンジンＥからの有害排気物を低減する
浄化用流体（図示せず。本考案では水H₂Oまたは水H₂Oに
少量の添加物を加えたものを使用）を充填する逆Ｌ字形
の中空ハウジング体で、その上面に流体充填口の一実施
態様である注入キャップ１０と、この注入キャップ１０
の中央に設けられる気体充填口の一実施態様としての気
体注入孔１１と、空気Ａを矢印方向へのみ通過させる気
圧保持手段の一実施態様としてのチェックバルブ１２と
を備え、その下方の逆Ｌ字形のくぼみ部分に設けられて
浄化用流体を流出させる流出ノズル１３と、その底面近
くに設けられた圧力スイッチを介して表示パネルの容量
メータに浄化用流体の残量を表示する容量表示手段（い
ずれも図示せず）とを備えている。

注入キャップ１０は、浄化用流体が液体である場合に取
外して浄化用流体を流体容器１内部に充填し、浄化用流
体が気体である場合には注入キャップ１０を固定したま
ま気体注入孔１１から浄化用流体を充填する。

チェックバルブ１２は、流体容器１内部の気圧が大気圧
より小さくなった時に、流体容器１内部へ空気Ａを流入
させるので流体容器１内部の気圧が大気圧と常に等しく
するように作用するとともに、流体容器１内部の気圧が
大気圧より大きくなった場合は密閉状態となって浄化用
流体が流体容器１から漏れないように自動調整するとと
もに、後述するように浄化用流体を気圧差により排気パ
イプＰに円滑に流入させる構成となっている。

流出ノズル１３は、流体容器１が流体コントローラ２よ
り高い位置に取付けられるので、１点鎖線で図示した流
入チューブ４により流体容器１内部の浄化用流体をその
自重により流体コントローラ２へと導く。但し、後述す
るように、浄化用流体の排気パイプＰへの流入は、重力
作用ではなく主として流体容器１内部の気圧が大気圧と
常に等しく保たれていることと、後述の如くエンジンＥ
の排気作用により排気パイプＰ内部の気圧が大気圧より
低くなることによっている。

圧力スイッチ、表示パネル容量メータ等を備えた容量表
示手段は、公知技術に属するので詳細な説明を省略す
る。もちろん、浄化用流体が液体の場合は、流体容器１
の側壁に表示窓（図示せず）を開設することも可能であ
り、構造が簡略化できるという点で望ましい。

なお、上述したように本考案では浄化用流体として水H₂
Oまたは水H₂Oに少量の添加物を加えたものを使用する
が、水自体の無公害性および本装置の簡易性を考慮した
場合、水H₂Oを浄化用流体とするのが最適かつ容易であ
る。なぜなら、高温かつ高圧なエンジン有害排気物に対
して水H₂Oを混入させるだけで、エンジン有害排気物中
の一酸化炭素の一部を二酸化炭素に変換かつ排気を冷却
できるとともに、窒素酸化物質NO_xに対しても水を加え
ることで低減できることが知られている。硫黄酸化物質
SO_xに対しては石灰せっこう法として石灰石の微粉末ま
たは消石灰を水に混入する方法が石灰せっこう法として
知られている。したがって、この考案においては、浄化
用流体として水または水に少量の添加物、例えば消石灰
を添加したものを使用する。また、浄化用流体として気
体を使用する場合は、酸素またはオゾンが望ましく、酸
素の場合、一酸化炭素の全量を二酸化炭素に変換できる
とともに、オゾンの場合は、臭気の原因となる窒素酸化
物質NO_xおよび硫黄酸化物質SO_xを低減できる。

流体コントローラ２は、流体容器１内部の浄化用流体を
エンジンＥの作動状態に合せて流出または停止の切替え
および流量の調整を行うもので、密閉ドラム型の圧力応
答部２０と、この圧力応答部２０の上面から圧力応答部
２０の内部と連通するように逆Ｌ字形に突設される圧力
検知ノズル２１と、圧力応答部２０の下方に延設される
連結パイプ２２と、この連結パイプ２２の下端が固定さ
れる基台２３と、基台２３の一端（図左側）に設けられ
て前記流入チューブ４の他端と連接される流入ノズル２
４と、基台２３の他端（図右側）に設けられて流出チュ
ーブ５の一端と連接される流出ノズル２５とを具備して
いる。つまり、浄化用流体は矢印Ｂ方向から矢印Ｃ方
向、さらに矢印Ｄ方向へと送られる。

結合手段３は、排気パイプＰの適当な位置に取付けられ
る固定用リング３０と、ねじ込み管継手３１と、連接ノ
ズル３２とを備えている。そして、前記流出チューブ５
の他端（右側）を連接ノズル３２と連接しているととも
に、排気パイプＰの固定用リング３０が固定される位置
に小径な連通孔３０ａ（第３図を参照）を開設して浄化
用流体を排気パイプＰの内部に流入させる。

第２図は、流体コントローラ２を示す断面図で、この第
２図と第１図とに基づいて、流体コントローラ２の構造
を説明する。

圧力応答部２０は、内部が中空な圧力ハウジング２０ａ
と、上面に圧力検知ノズル２１と連通する連通口２０ｂ
と、外周中央に密閉状態に折曲げ接続される折曲げ部２
０ｃと、下面の中央に開口縁を垂下する形で形成した連
結開口２０ｄと、連結開口２０ｄの開口縁に沿って下面
に配設される複数の通気孔２０ｅ，２０ｅ，２０ｅ…
と、圧力ハウジング２０ａの内部に緩やかに弾装される
圧縮コイルばね２６と、連結開口２０ｄの開口部分に嵌
め込まれて前記連結パイプ２２に連結される連結リング
２７と、圧力ハウジング２０ａの底面から基台２３の内
部にかけて架設される弁体２８とを備えている。

そして、連結リング２７が中央に滑動孔２７ａを設け
て、弁体２８のプランジャ２８ａを上下滑動可能に嵌挿
かつ保持し、弁体２８上端の圧力ハウジング２０ａの底
面となる部分において弁体２８上端に一体成形され、連
結リング２７の上端を覆うフランジ２８ｂを設けて前記
圧縮コイルばね２６の下端面と一体的に固着している。
また、フランジ２８ｂの外周縁は圧力ハウジング２０ａ
の内壁面との間にわずかな隙間ｄを設けている。

圧力検知ノズル２１は、第１図にも詳細には図示してい
ないが、本実施例ではエンジンＥの吸気孔Ｅ１に圧力検
知チューブ６で連通して、エンジンＥで吸気作用が行わ
れているエンジン作動状態において、圧力ハウジング２
０ａ内部を大気圧よりも低圧状態にするように構成して
いる。

連結パイプ２２は、その中空内部に弁体２８の弁部２８
ｃを遊挿するとともに、締着部２２ａで連結リング２７
をねじ止め支持するとともに、締着部２２ｂで基台２３
に固着されている。

基台２３は、前記流入ノズル２４および流出ノズル２５
の間を貫通する流通孔２３ａを穿設するとともに、前記
弁部２８下端の尖った部分が整合する弁座２３ｂを凹設
している。

第３図は、結合手段３を示す分解側面図である。

第３図において、結合手段３は、固定用リング３０と、
ねじ込み管継手３１と、連接ノズル３２とを備えてい
る。

固定用リング３０は、排気パイプＰのエンジン寄りに設
けた連通孔３０ａを覆うように固定するとともに、この
固定用リング３０に溶接などにより固着されたナット３
０ｂと、ナット３０ｂに対向する位置に設けられた締着
部３０ｃとを有している。

ねじ込み管継手３１は、内部が中空なパイプ体であると
ともに、その下ボルト３１ａをナット３０ｂに締着して
先端部３１ｂを排気パイプＰに開設された連通孔３０ａ
から突出するように形成している。

連接ノズル３２は、ナット部３２ａをねじ込み管継手３
１の上ボルト３１ｃに締着するとともに、ノズル部３２
ｂに前記流出チューブ５の他端を連接する（第１図を参
照）。

第１実施例の作動 続いて、第２図を中心として第１図から第３図により第
１実施例の作動を説明する。

まず、エンジンＥが停止状態にある時、エンジンＥの吸
気孔Ｅ１において吸気作用が行われないので、圧力ハウ
ジング２０ａの内外とも大気圧となって、圧縮コイルば
ね２６の弾性力によりフランジ２８ｂが連結リング２７
の上面に押接されて、弁体２８の弁部２８ｃ先端が弁座
２３ｂと整合し、流入チューブ４により矢印Ｃ方向から
流入ノズル２４へ供給される浄化用流体を弁座２３ｂに
おいて制止する。

次に、エンジンＥが作動状態になった時は、吸気孔Ｅ１
内部の気圧が大気圧より低くなるので、圧力検知チュー
ブ６、圧力検知ノズル２１および連通口２０ｂを介して
圧力ハウジング２０ａ内部の気圧も大気圧より低くな
る。従って、通気孔２０ｅ，２０ｅ…から大気圧を有す
る空気Ａが矢印方向へ進入して、弁体２８のフランジ２
８ｂを圧縮コイルばね２６の弾性力に逆らって２点鎖線
で示した位置に気圧差により押し上げるので、弁部２８
ｃ先端が流通孔２３ａ内の弁座２３ｂから離れて浄化用
流体を矢印Ｄ方向へと通過させ流出ノズル２５から流出
させる。この時、重力作用によって流出するチューブ
５、連接ノズル３２および連通孔３０ａを介して排気パ
イプＰの内部へと流入する浄化用流体の流入量は大きい
ものではないが、排気パイプＰの内部を排気が通過して
いるのでベルヌーイの定理により排気パイプＰ内部の気
圧は大気圧より低くなるので、前記チェックバルブによ
り少なくとも大気圧に等しい気圧がかかっている浄化用
流体は排気パイプＰの内部へ勢いよく流入することにな
り、十分な流入量が確保できる。

そして、エンジンＥが高速作動状態になった時は、吸気
孔Ｅ１の吸気量も増大するので圧力ハウジング２０ａ内
部の気圧がさらに低下してフランジ２８ｂは圧力差によ
り連通口２８ａに接近するので、弁部２８ｃ先端と弁座
２３ｂとの距離が大きくなり浄化用流体の流量が増大
し、排気パイプＰの内部へ流入する浄化用流体の流入量
も増大する。

逆に、エンジンＥが停止状態になった時は、連通口２８
ａに吸気作用が及ばなくなるとともに、隙間ｄから圧力
ハウジング２０ａへ少量ずつ進入していた空気Ａが急速
に圧力ハウジング２０ａ内部を大気圧と等しい気圧にし
て圧力差を消去するので、フランジ２８ｂは速やかに圧
縮コイルばね２６により連結リング２７の上面に押接し
て、弁座２３ｂに弁部２８ｃ先端を整合させて浄化用流
体を制止する。

第２実施例 第１図Ａおよび第２図Ａは、この考案にかかわる第２実
施例を示す斜視図である。

第１図Ａにおいて、この第２実施例は、排気パイプＰの
エンジンＥ寄りに設けた第２の接合手段３Ａの連接ノズ
ル３２Ａに圧力検知チューブ６の他端を連接している点
を第１実施例と異にしている。このように構成すること
により、排気パイプＰ内を排気が実際に通過して大気圧
より低下した時にのみ浄化用流体が排気パイプＰの内部
に流入するとともに、排気パイプＰ内を排気が通過して
いる限りにおいて浄化用流体が排気パイプＰの内部に流
入するように形成することができる。

第２図Ａにおいて、第２実施例の流体コントローラ２Ａ
は、第１実施例の圧力応答部２０において、圧力ハウジ
ング２０ａの折曲げ部２０ｃとフランジ２８ｂとの間に
気密性の薄いダイヤフラム２０ｆを張節している点を異
にしている。この構成により、フランジ２８ｂの連通口
２８ａ寄りとフランジ２８ｂの通気孔２０ｅ，２０ｅ…
との気圧差を迅速に形成して速やかに浄化用流体を排気
パイプＰの内部に流入させるとともに、エンジンＥが停
止状態となって排気が排気パイプＰの内部を通過しなく
なった後に初めて浄化用流体の排気パイプＰの内部への
供給が停止されるように形成することができる。

第３実施例 第２図Ｂは、流体コントローラの第３実施例を示す断面
図で、流体コントローラ２Ａは、流入ノズル２４および
弁座２３ｂ間の流通孔２３ａに対して元栓２９を設けて
いる。

この元栓２９は、回転部２９ａと、スピンドル２９ｂ
と、弁部２９ｃと、ねじ部２９ｄとを備えるとともに、
弁部２９ｃに対して流通孔２３ａの対応する位置に弁座
２３ｃを凹設している。

従って、この元栓２９により浄化用流体の流通を停止で
きるとともに、流量が多すぎる場合には適当な流量に制
限することができる。

なお、流体コントローラ２Ａは第２図Ａと同様にダイヤ
フラム２０ｆを設けたものであるが、第２図に示したダ
イヤフラム２０ｆを設けないものであってもよい。

［考案の効果］ この考案は、以上に説明した構成となっているので少な
くとも下記の効果を奏する。

請求項１の排気パイプ流体注入器では、小型かつ簡易な
構造でエンジンの作動状態に合せて浄化用流体を排気パ
イプに注入できるので、中古車やオートバイ、スクータ
への実装が可能となるとともに、排気を冷却して排熱公
害を低減できる。

請求項２の排気パイプ流体注入器では、流体コントロー
ラの圧力検知ノズルが排気パイプ内部と連通するので、
排気パイプ内部を排気が通過している間は浄化用流体を
排気パイプに注入できる。

請求項３の排気パイプ流体注入器では、流体コントロー
ラに元栓を付加して、車両を使用しない時に浄化用流体
が排気パイプに流入することを防止るとともに、流量が
多すぎる時に流量を適量なものに調整できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案にかかわる第１実施例を示す斜視
図、 第１図Ａは、この考案にかかわる第２実施例を示す斜視
図、 第２図は、その流体コントローラを示す断面図、 第２図Ａは、流体コントローラの第２実施例を示す断面
図、 第２図Ｂは、流体コントローラの第３実施例を示す断面
図である。 第３図は、その接合手段を示す分解側面図、 １……流体容器、 ２……流体コントローラ、 ３……接合手段、 ４……流入チューブ、 ５……流出チューブ、 ６……圧力検知チューブ、 １０……注入キャップ、 １１……気体注入孔、 １２……チェックバルブ、 １３……流出ノズル、 ２０……圧力応答部、 ２１……圧力検知ノズル、 ２２……連結パイプ、 ２３……基台、 ２４……流入ノズル、 ２５……流出ノズル、 ２６……圧縮コイルばね、 ２７……連結リング、 ２８……弁体、 ３０……固定用リング、 ３１……ねじ込み管継手、 ３２……連接ノズル

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】浄化用流体を貯蔵する流体容器と、エンジ
   ンの作動状態に合わせて排気パイプに浄化用流体を注入
   する流体コントローラと、前記排気パイプ内部へ浄化用
   流体の流入が可能となるように前記流体コントローラお
   よび前記排気パイプを接続する接合手段とを備えるもの
   において、 前記流体容器が、その上面に浄化用液体を充填する流体
   充填口、浄化用気体を充填する気体充填口および内部気
   圧を少なくとも大気圧以上に保つ気圧保持手段を有する
   とともに、その下方に浄化用流体を前記流体コントロー
   ラへ向けて流出する流出ノズルを有し、 前記流体コントローラが、エンジンの吸気作用部に連通
   した圧力検知ノズルを有するとともに、エンジンの吸気
   作用に応じて弁体を開閉移動させる圧力応答部と、前記
   流体容器の前記流出ノズルからの浄化用流体を流入させ
   る流入ノズル、前記流入ノズルから流入した浄化用流体
   を流入させる流通孔および前記流通孔を通過した浄化用
   流体を前記接合手段へ向けて流出させる流出ノズルを有
   する基台と、これらに前記圧力応答部および前記基台を
   前記弁体が移動可能に連結する連結パイプとを備え、さ
   らに前記基台の前記流入ノズルおよび前記連結パイプ間
   の前記流通孔に対して元栓を付設して前記流通孔の開閉
   および浄化用流体の流量調整を可能とし、 前記接合手段が前記流体コントローラからの浄化用流体
   を流入させる連接ノズルおよび前記連接ノズルを前記排
   気パイプに開設した連通孔と連通するように固定する固
   定部材を有することを特徴とするエンジン有害排気物を
   低減する排気パイプ流体注入器。
2. 【請求項２】浄化用流体を貯蔵する流体容器と、エンジ
   ンの作動状態に合わせて排気パイプに浄化用流体を注入
   する流体コントローラと、前記排気パイプ内部へ浄化用
   流体の流入が可能となるように前記流体コントローラお
   よび前記排気パイプを接続する接合手段とを備えるもの
   において、 前記流体容器が、その上面に浄化用液体を充填する流体
   充填口、浄化用気体を充填する気体充填口および内部気
   圧を少なくとも大気圧以上に保つ気圧保持手段を有する
   とともに、その下方に浄化用流体を前記流体コントロー
   ラへ向けて流出する流出ノズルを有し、 前記流体コントローラが、エンジンの前記排気パイプ内
   部と連通する圧力検知ノズルを有するとともに、エンジ
   ンの前記排気パイプに排気が通過しているときに前記圧
   力検知ノズルに発生する負圧により弁体を開閉移動させ
   る圧力応答部と、前記流体容器の前記流出ノズルからの
   浄化用流体を流入させる流入ノズル、前記流入ノズルか
   ら流入した浄化用流体を流入させる流通孔および前記流
   通孔を通過した浄化用流体を前記接合手段へ向けて流出
   させる流出ノズルを有する基台と、これらに前記圧力応
   答部および前記基台を前記弁体が移動可能に連結する連
   結パイプとを備え、 前記接合手段が前記流体コントローラからの浄化用流体
   を流入させる連接ノズルおよび前記連接ノズルを前記排
   気パイプに開設した連通孔と連通するように固定する固
   定部材を有することを特徴とするエンジン有害排気物を
   低減する排気パイプ流体注入器。
3. 【請求項３】前記流体コントローラが、前記基台の前記
   流入ノズルおよび前記連結パイプ間の前記流通孔に対し
   て元栓を付設して前記流通孔の開閉および浄化用流体の
   流量調整を行うことを特徴とする請求項２記載のエンジ
   ン有害排気物を低減する排気パイプ流体注入器。