JPS5912846B2 - 二次空気の加熱方法及び装置 - Google Patents
二次空気の加熱方法及び装置Info
- Publication number
- JPS5912846B2 JPS5912846B2 JP2738576A JP2738576A JPS5912846B2 JP S5912846 B2 JPS5912846 B2 JP S5912846B2 JP 2738576 A JP2738576 A JP 2738576A JP 2738576 A JP2738576 A JP 2738576A JP S5912846 B2 JPS5912846 B2 JP S5912846B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- secondary air
- heat
- port
- air
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は排気ガス中に二次空気を供給し、再燃焼によつ
て排気ガス浄化を行うサーマルリアクター方式又はアフ
ターバーナー方式のエンジンの改良に関するものであり
、特にオートバイに適した二次空気の加熱方法及び装置
の提供を目的としている。
て排気ガス浄化を行うサーマルリアクター方式又はアフ
ターバーナー方式のエンジンの改良に関するものであり
、特にオートバイに適した二次空気の加熱方法及び装置
の提供を目的としている。
上記方式に於ては一般にエアポンプ又はサクションバル
ブにより二次空気が排気ガス中に供給される。
ブにより二次空気が排気ガス中に供給される。
その場合二次空気の温度は高い程熱反応性が向上し、又
反応可能排気ガス温度も低くなることが知られている。
即ち排気ガス中に予熱された二次空気を供給すれば排気
ガス浄化性能が向上し、又冷始動時サーマルリアクター
自身の温度上昇時間が短かくなり、有害未燃焼成分の排
出される期間が短縮するため排気ガス対策上有利となる
。二次空気の余熱方法としては直接排気熱を利用する方
法や冷却水の水温を利用する方法等が考えられているが
、前者では多くのスペースを要し体裁も悪くなり、後者
では水温の上昇に時間を要するため冷始動後有害未燃焼
成分の排出される期間が長くなり、又空冷エンジンには
使用できない不具合がある。従つて特にオートバイ用と
しては適用が困難である。本発明は排気ガスの熱を熱源
とし、ヒートパイプによつて二次空気を加熱することに
より上記従来の問題を解決することのできる簡単、確実
、効果的な方法と装置を提供するもので、特にオートバ
イに適用する場合熱源部と加熱部の相対位置の設計的自
由度が高いこと、空冷エンジンにも使用できること等の
為非常に有利になる。
反応可能排気ガス温度も低くなることが知られている。
即ち排気ガス中に予熱された二次空気を供給すれば排気
ガス浄化性能が向上し、又冷始動時サーマルリアクター
自身の温度上昇時間が短かくなり、有害未燃焼成分の排
出される期間が短縮するため排気ガス対策上有利となる
。二次空気の余熱方法としては直接排気熱を利用する方
法や冷却水の水温を利用する方法等が考えられているが
、前者では多くのスペースを要し体裁も悪くなり、後者
では水温の上昇に時間を要するため冷始動後有害未燃焼
成分の排出される期間が長くなり、又空冷エンジンには
使用できない不具合がある。従つて特にオートバイ用と
しては適用が困難である。本発明は排気ガスの熱を熱源
とし、ヒートパイプによつて二次空気を加熱することに
より上記従来の問題を解決することのできる簡単、確実
、効果的な方法と装置を提供するもので、特にオートバ
イに適用する場合熱源部と加熱部の相対位置の設計的自
由度が高いこと、空冷エンジンにも使用できること等の
為非常に有利になる。
次に図面により説明する。図示のエンジンには二次空気
供給のために排気脈動を利用するサクションバルブ方式
が採用されている。
供給のために排気脈動を利用するサクションバルブ方式
が採用されている。
逆止弁１は矢印で示す前向きにのみ空気を通すことので
きるリード弁で、空気導入管１０′をへてエアクリーナ
ー１１のクリーンサイドに連結されている。リード弁１
を収容したケース２０け空気導入管１０をへて、シリン
ダープロツク３に設けた吸入口２１に連通し、吸入口２
１は紙面と直角方向に配列された気筒４，４間の、シリ
ンダープロツク肉厚内に設けた導入路５をへて分配溝２
２に達し、分配溝２２からシリンダーヘツド６内の空気
供給孔９をへて排気ポート８内の吐出口２３に連通して
いる。分配溝２２はシリンダープロツク３とシリンダー
ヘツド６の合せ面に於て気筒４の配列方向にのび、各気
筒の排気ポート８の下側に達している。吐出口２３は排
気弁１３に近接した排気ポート８の内底面に設けてある
。排気ポート８は途中にサーマルリアクター１５を有す
る排気管１４をへて消音器１６に連通している。ヒート
パイプ７の下端部７ａはサーマルリアクター１５のすぐ
下流側排気管１４内に挿入され、ヒートパイプ７を通す
ために排気管１４にあけた孔との間が溶接部分２４で密
封されている。ヒートパイプ７の上端部７ｂは空気導入
管１０をほ〜その全長にわたり覆い、熱交換器Ｈを形成
している。ヒートパイプ７は密封された耐熱性金属チユ
ーブ内の底部に蒸発性液体を封入し、内面に金属網の層
を有する公知の構造を備え、シリンダープロツク３及び
その下方のミツシヨンケース１２の側面に溢い僅かな間
隔をへだてム前下りに傾斜しており、その外側にはミツ
シヨンケース１２に固定したカバー２５を有する。なお
図中２は気化器、２６は吸気ポート、２７は吸気弁、２
８はピストン、２９は燃焼室である。気化器２で形成さ
れた混合気は吸気ポート２６、吸気弁２７をへて燃焼室
２９内に導入され、そこで燃焼した後排気ガスは排気弁
１３、排気ポート８、排気管１４をへてサーマルリアク
ター１５に ．′送られ、そこで浄化処理を受け、引続
き排気管１４、消音器１６をへて大気に放出される。
きるリード弁で、空気導入管１０′をへてエアクリーナ
ー１１のクリーンサイドに連結されている。リード弁１
を収容したケース２０け空気導入管１０をへて、シリン
ダープロツク３に設けた吸入口２１に連通し、吸入口２
１は紙面と直角方向に配列された気筒４，４間の、シリ
ンダープロツク肉厚内に設けた導入路５をへて分配溝２
２に達し、分配溝２２からシリンダーヘツド６内の空気
供給孔９をへて排気ポート８内の吐出口２３に連通して
いる。分配溝２２はシリンダープロツク３とシリンダー
ヘツド６の合せ面に於て気筒４の配列方向にのび、各気
筒の排気ポート８の下側に達している。吐出口２３は排
気弁１３に近接した排気ポート８の内底面に設けてある
。排気ポート８は途中にサーマルリアクター１５を有す
る排気管１４をへて消音器１６に連通している。ヒート
パイプ７の下端部７ａはサーマルリアクター１５のすぐ
下流側排気管１４内に挿入され、ヒートパイプ７を通す
ために排気管１４にあけた孔との間が溶接部分２４で密
封されている。ヒートパイプ７の上端部７ｂは空気導入
管１０をほ〜その全長にわたり覆い、熱交換器Ｈを形成
している。ヒートパイプ７は密封された耐熱性金属チユ
ーブ内の底部に蒸発性液体を封入し、内面に金属網の層
を有する公知の構造を備え、シリンダープロツク３及び
その下方のミツシヨンケース１２の側面に溢い僅かな間
隔をへだてム前下りに傾斜しており、その外側にはミツ
シヨンケース１２に固定したカバー２５を有する。なお
図中２は気化器、２６は吸気ポート、２７は吸気弁、２
８はピストン、２９は燃焼室である。気化器２で形成さ
れた混合気は吸気ポート２６、吸気弁２７をへて燃焼室
２９内に導入され、そこで燃焼した後排気ガスは排気弁
１３、排気ポート８、排気管１４をへてサーマルリアク
ター１５に ．′送られ、そこで浄化処理を受け、引続
き排気管１４、消音器１６をへて大気に放出される。
一方エアクリーナー１１のクリーンサイドの空気は吐出
口２３に作用する排気脈動の負圧により吸引され、空気
導入管１０″、逆止弁１、熱交換器Ｈ、導 ４入路５、
分配溝２２、空気供給孔９をへて吐出口２３から排気ポ
ート８内に放出される。そして二次空気は熱交換器Ｈ内
の空気導入管１０を通過する間にヒートパイプ７の作用
により排気ガスの熱を受け加熱される。即ちヒートパイ
プ下端部７ａ内の液体はサーマルリアクター１５で反応
した昇温後の排気ガスから気化熱を奪い、蒸発してヒー
トパイプ７を上昇し、熱交換器Ｈに於て空気導入管１０
内を通過する低温の二次空気に潜熱を与えて凝縮液化し
てヒートパイプ７の内面を流下し、再び下端部７ａ内に
達し、引続き上記サイクルを繰返すことにより排気管１
４内の排気の熱を空気導入管１０内の二次空気に供給す
ることができる。熱交換器Ｈで加熱された二次空気は、
引続きシリンダープロツク３の肉厚内の導入路５を通過
する間に燃焼室２９内で発生した熱の一部を受けて更に
昇温し、高温の状態で吐出口２３から排気ポート８内の
排気ガスに吸入添加される。第１の発明においては、シ
リンダーヘツドの片側に排気ポートを、又その反対側に
吸気ポートを有するクロスフロー型エンジンの排気ガス
中に二次空気を供給し再燃焼によつて排気ガス浄化を行
なう方式に於て、排気ガスのもつ」部の熱をヒートパイ
プ７によつて二次空気供給通路内の二次空気に伝え、加
熱された二次空気を排気弁１３に近接した排気ポート８
内に供給するようにしたので、熱源から受熱部までのと
りまわしが比較的自由であり、オートバイ等に適用する
場合オートバイの基本形態を損わずにまとめることが可
能である。
口２３に作用する排気脈動の負圧により吸引され、空気
導入管１０″、逆止弁１、熱交換器Ｈ、導 ４入路５、
分配溝２２、空気供給孔９をへて吐出口２３から排気ポ
ート８内に放出される。そして二次空気は熱交換器Ｈ内
の空気導入管１０を通過する間にヒートパイプ７の作用
により排気ガスの熱を受け加熱される。即ちヒートパイ
プ下端部７ａ内の液体はサーマルリアクター１５で反応
した昇温後の排気ガスから気化熱を奪い、蒸発してヒー
トパイプ７を上昇し、熱交換器Ｈに於て空気導入管１０
内を通過する低温の二次空気に潜熱を与えて凝縮液化し
てヒートパイプ７の内面を流下し、再び下端部７ａ内に
達し、引続き上記サイクルを繰返すことにより排気管１
４内の排気の熱を空気導入管１０内の二次空気に供給す
ることができる。熱交換器Ｈで加熱された二次空気は、
引続きシリンダープロツク３の肉厚内の導入路５を通過
する間に燃焼室２９内で発生した熱の一部を受けて更に
昇温し、高温の状態で吐出口２３から排気ポート８内の
排気ガスに吸入添加される。第１の発明においては、シ
リンダーヘツドの片側に排気ポートを、又その反対側に
吸気ポートを有するクロスフロー型エンジンの排気ガス
中に二次空気を供給し再燃焼によつて排気ガス浄化を行
なう方式に於て、排気ガスのもつ」部の熱をヒートパイ
プ７によつて二次空気供給通路内の二次空気に伝え、加
熱された二次空気を排気弁１３に近接した排気ポート８
内に供給するようにしたので、熱源から受熱部までのと
りまわしが比較的自由であり、オートバイ等に適用する
場合オートバイの基本形態を損わずにまとめることが可
能である。
又二次空気の必要量は吸気量に比べて微少であるためヒ
ートパイプで充分加熱できる。しかも二次空気は排気ポ
ート８内に作用する排気脈動の負圧により強制的に吸引
され、燃焼室２９から高温の排気ガスが排気ポート８内
へ流出する都度、必要量の二次空気が添加されることに
なり、複雑な二次空気制御機構が不要になるばかりでな
く、二次空気を供給するためのポンプも不要となり、装
置が大幅に簡素化する。又二次空気は燃焼室２９から流
出した直後の排気ガスに吸引されて排気ガス中によく混
合され、熱反応性が向上する。又ヒートパイプ７を使用
しているため排気管１４に嵩張る熱交換器を装着したり
排気ガスを二次空気供給系に送る必要がなくなり、排気
系の最適形状を維持したまＸで排気ガスの熱を簡単に利
用することができる。ヒートパイプ７の設置には殆どス
ペースを要しないため体裁が悪化する恐れもなく、二次
空気吸入口２１の場所に関係なく熱交換器Ｈを設け得る
利点がある。勿論二次空気を加熱することによる効果は
同様に発揮される。即ち二次空気の温度が高温の排気ガ
スにより加熱されるため充分高くなり、熱反応性が向上
すると共に、反応可能な排気ガス温度も一層低くなり、
広い運転範囲にわたり熱反応が継続し、特に冷始動時、
サーマルリアクター自身の温度上昇時間が短くなり、有
害未燃焼成分の排出される期間が短縮する。第２の発明
は、シリンダーヘツド６の片側に排気ポート８を又その
反対側に吸気ポート２６を有するクロスフロー型エンジ
ンのシリンダープロツク３肉厚内に設けた導入路の一端
を排気弁１３に近接した排気ポート８内の吐出口２３に
連結し、他端の吸入口２１を熱交換器Ｈの受熱路と吸入
口２１側への流通のみを許す逆止弁１を経てエアクリー
ナー１１のクリーンサイドに連結し、排気ポート８に接
続したサーマルリアクタ下流の排気管１４の内、熱交換
器Ｈより低位置の内部と熱交換器Ｈの与熱路をヒートパ
イプ７で連結しているので、第１発明による前記効果の
他に、次のような効果が得られる。即ち排気ポート８の
部分に正圧が作用した場合には逆止弁１が閉じ、排気ガ
スがエアクリーナ１１のクリーンサイドへ逆流する恐れ
がなくなり、空気導入管１０内には排気ポート８の脈動
と逆止弁１によるポンプ作用により二次空気が一方向に
流れる。従つて特別のポンプを設けることなく、エンジ
ンの運転状態に応じた二次空気量を確実に供給すること
ができる。熱交換器Ｈ内の空気導入管１０は受熱路とな
り、その周囲のヒートパイプ上端部７ｂが与熱路となり
、この熱交換器Ｈがヒートパイプ７の上端部を占めるた
め、ヒートパイプ７による熱の授受が円滑に行なわれる
。主エアサイレンサ一１１は二次空気用エアクリーナー
及びサイレンサ一を兼ねるため、部品点数が減少し、構
造が簡素化する。熱交換器Ｈの部分で加熱された二次空
気はシリンダープロツク３内の導入路５内で二重に加熱
され、加熱効果はより向上する。又図示のような４サイ
クルエンジンに於ては気化器２とミツシヨンケース１２
の間に逆止弁１、熱交換器Ｈを設置するための比較的大
きいスペースが得易く、そこに熱交換器Ｈを設置しても
エンジンの横巾が増加せず好都合である。特にスペース
的余裕が少なく外観が商品性を左右するオートバイに於
ては、ヒートパイプ７の利用が特に有効である。
ートパイプで充分加熱できる。しかも二次空気は排気ポ
ート８内に作用する排気脈動の負圧により強制的に吸引
され、燃焼室２９から高温の排気ガスが排気ポート８内
へ流出する都度、必要量の二次空気が添加されることに
なり、複雑な二次空気制御機構が不要になるばかりでな
く、二次空気を供給するためのポンプも不要となり、装
置が大幅に簡素化する。又二次空気は燃焼室２９から流
出した直後の排気ガスに吸引されて排気ガス中によく混
合され、熱反応性が向上する。又ヒートパイプ７を使用
しているため排気管１４に嵩張る熱交換器を装着したり
排気ガスを二次空気供給系に送る必要がなくなり、排気
系の最適形状を維持したまＸで排気ガスの熱を簡単に利
用することができる。ヒートパイプ７の設置には殆どス
ペースを要しないため体裁が悪化する恐れもなく、二次
空気吸入口２１の場所に関係なく熱交換器Ｈを設け得る
利点がある。勿論二次空気を加熱することによる効果は
同様に発揮される。即ち二次空気の温度が高温の排気ガ
スにより加熱されるため充分高くなり、熱反応性が向上
すると共に、反応可能な排気ガス温度も一層低くなり、
広い運転範囲にわたり熱反応が継続し、特に冷始動時、
サーマルリアクター自身の温度上昇時間が短くなり、有
害未燃焼成分の排出される期間が短縮する。第２の発明
は、シリンダーヘツド６の片側に排気ポート８を又その
反対側に吸気ポート２６を有するクロスフロー型エンジ
ンのシリンダープロツク３肉厚内に設けた導入路の一端
を排気弁１３に近接した排気ポート８内の吐出口２３に
連結し、他端の吸入口２１を熱交換器Ｈの受熱路と吸入
口２１側への流通のみを許す逆止弁１を経てエアクリー
ナー１１のクリーンサイドに連結し、排気ポート８に接
続したサーマルリアクタ下流の排気管１４の内、熱交換
器Ｈより低位置の内部と熱交換器Ｈの与熱路をヒートパ
イプ７で連結しているので、第１発明による前記効果の
他に、次のような効果が得られる。即ち排気ポート８の
部分に正圧が作用した場合には逆止弁１が閉じ、排気ガ
スがエアクリーナ１１のクリーンサイドへ逆流する恐れ
がなくなり、空気導入管１０内には排気ポート８の脈動
と逆止弁１によるポンプ作用により二次空気が一方向に
流れる。従つて特別のポンプを設けることなく、エンジ
ンの運転状態に応じた二次空気量を確実に供給すること
ができる。熱交換器Ｈ内の空気導入管１０は受熱路とな
り、その周囲のヒートパイプ上端部７ｂが与熱路となり
、この熱交換器Ｈがヒートパイプ７の上端部を占めるた
め、ヒートパイプ７による熱の授受が円滑に行なわれる
。主エアサイレンサ一１１は二次空気用エアクリーナー
及びサイレンサ一を兼ねるため、部品点数が減少し、構
造が簡素化する。熱交換器Ｈの部分で加熱された二次空
気はシリンダープロツク３内の導入路５内で二重に加熱
され、加熱効果はより向上する。又図示のような４サイ
クルエンジンに於ては気化器２とミツシヨンケース１２
の間に逆止弁１、熱交換器Ｈを設置するための比較的大
きいスペースが得易く、そこに熱交換器Ｈを設置しても
エンジンの横巾が増加せず好都合である。特にスペース
的余裕が少なく外観が商品性を左右するオートバイに於
ては、ヒートパイプ７の利用が特に有効である。
図は本発明を適用したオートバイ用４サイクルエンジン
の」部縦断側面図である。 １・・・・・・逆止弁、２・・・・・・気化器、３・・
・・・・シリンダープロツク、４・・・・・・気筒、５
・・・・・・導入路、６・・・・・・シリンダーヘツド
、７・・・・・・ヒートパイプ、８・・・・・・排気ポ
ート、９・・・・・・空気供給孔、１０，１０″・・・
・・・空気導入管、Ｈ・・・・・・熱交換器。
の」部縦断側面図である。 １・・・・・・逆止弁、２・・・・・・気化器、３・・
・・・・シリンダープロツク、４・・・・・・気筒、５
・・・・・・導入路、６・・・・・・シリンダーヘツド
、７・・・・・・ヒートパイプ、８・・・・・・排気ポ
ート、９・・・・・・空気供給孔、１０，１０″・・・
・・・空気導入管、Ｈ・・・・・・熱交換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダーヘッドの片側に排気ポートを又その反対
側に吸気ポートを有するクロスフロー型エンジンの排気
ガス中に二次空気を供給し再燃焼によつて排気ガス浄化
を行う方式に於て、排気ガスのもつ一部の熱をヒートパ
イプによつて二次空気供給通路内の二次空気に伝え、加
熱された二次空気を排気弁に近接した排気ポート内に供
給する二次空気の加熱方法。 ２ シリンダーヘッドの片側に排気ポートを、又その反
対側に吸気ポートを有するクロスフロー型エンジンのシ
リンダーブロック肉厚内に設けた導入路の一端を排気弁
に近接した排気ポート内の吐出口に連結し、他端の吸入
口を熱交換器の受熱路と吸入口側への流通のみを許す逆
止弁をへてエアクリーナーのクリーンサイドに連結し、
排気ポートに接続したサーマルリアクタ下流の排気管の
内、熱交換器より低位置の内部と熱交換器の与熱路をヒ
ートパイプで連結した二次空気の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2738576A JPS5912846B2 (ja) | 1976-03-13 | 1976-03-13 | 二次空気の加熱方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2738576A JPS5912846B2 (ja) | 1976-03-13 | 1976-03-13 | 二次空気の加熱方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52110320A JPS52110320A (en) | 1977-09-16 |
| JPS5912846B2 true JPS5912846B2 (ja) | 1984-03-26 |
Family
ID=12219573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2738576A Expired JPS5912846B2 (ja) | 1976-03-13 | 1976-03-13 | 二次空気の加熱方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912846B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5546009A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-31 | Yamaha Motor Co Ltd | Exhaust gas purifying secondary air supply system for engine |
| JPS59194024A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-02 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気二次空気供給装置 |
| US5459998A (en) * | 1992-03-11 | 1995-10-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for introducing fresh air into exhaust pipe of internal combustion engine for purification of exhaust gas |
| US5493858A (en) * | 1992-06-23 | 1996-02-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controlling apparatus for introduction air into exhaust pipe of internal combustion engine |
| US5425235A (en) * | 1992-07-21 | 1995-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for purifying engine exhaust gas |
-
1976
- 1976-03-13 JP JP2738576A patent/JPS5912846B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52110320A (en) | 1977-09-16 |
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