JPS6183407A - 反応装置 - Google Patents

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】 イ、産業上の利用分野 本発明は内燃装置の排気ガス放出源に使用される反応装
置に関する。

口、従来の技術 内燃装置の排気ガス放出源に使用される反応装置はこの
技術分野において知られている０このような装置の一つ
としてイタリー特許第３１５，４２５号明細書から知ら
れている反応装置は排気ディフューザが内部を貫通して
延びる室を備えている０前記デイフユーデには、排気ガ
スを前記室の中に放出させるための複数個の個々の開口
部が形成されている。さらに、複数個の空気流入管が前
記室を通して延びている。漏斗形部材が前記室の放出端
部に保持され、そして排気ガスと吸い込まれた空気とが
漏斗形部材の中で混合して前記排気ガスに含まれている
一酸化炭素を二酸化炭素に転化するようになっている。

反応装置のさらに別の構造は米国特許 第１８６４９１５号明細書から知られてお）、内部にガ
ス室を有するジャケットを備えている０さらに、前記ガ
ス室の内部には複数個の空気管が設けられている。前記
空気管は排気ガスをその中に流入させるように開口部を
有している。排気管は排気ガスが空気管に衝突してホッ
トスポットを生ずるようにその後端部に開口部を有して
いる０また、この技術分野においては、排気管に使用さ
れしかも基本的にサイレンサとしての機能をはたす反応
装置の他の構造が知られている０英国特許第６２３．０
９８号、第２８７，７１２号および第２２１，３０２号
明細書に記載の反応装置は本質的には排気管に使用する
ためのサイレンサである０本発明の一つの目的は、内燃
機関の排気ガス放出源に使用される反応装置の新規の構
造を提案することである０ 本発明の別の目的は、放出される排気ガスに含まれてい
る有害な汚染物質を除去するために内燃機関の排気ガス
流発生源に使用される反応装置を提案することである。

本発明のさらに別の目的は、内燃機関が車両に使用され
ている場合に推力を発生してそれにより内燃機関の負荷
を低減する内燃機関の排気流発生源に使用される反応装
置を提案することである。

本発明のさらに別の目的は、サイレンサとしての役目を
する内燃機関の排気流発生源に使用される反応装置を提
案することである。

本発明は前側閉鎖部材および後側閉鎖部材を有する膨脹
室と、前側閉鎖部材に形成された開口部を貫通して前記
膨脹室の内部に長手方向（かつ軸線方向に延びる排気ガ
スディフューザとを備え、前記排気ガスディフューザは
排気ガスを前記膨脹室の中に放出させるための１個また
は複数個の開口部を有しておυ、さらに、前記膨脹室の
内部に延びる複数個の排気管と、前記排気管の放出端部
のために後側閉鎖部材に形成された開口部とを備え、前
記排気管の入口側端部は前記膨脹室の内部に終端しかつ
前記前側閉鎖部材から隔置されてそれにより前記排気管
の前記前端部と前側閉鎖部材との間に排気ガスを前記膨
脹室から前記排気管の中に流すための第１通路を形成し
、前記排気管の各々は前側閉鎖部材に形成されたそれぞ
れの開口部を貫通して延びる空気流入管を有し、前記空
気流入管はそれぞれの排気管の内部に該排気管に対して
隔置された関係に延びて前記空気流入管と前記排気管と
の間に絞り通路を形成し、前記絞り通路は前記第１通路
と気体の流れにより連通して前記空気流入管の末端部に
高速低圧領域を形成し、前記絞り通路を流れる排気ガス
が前記空気流入管の中に吸い込まれた空気を加熱し、排
気ガスと吸い込まれた空気との反応により前記高速低圧
領域において発生した発熱反応により前記排気ガス中に
含まれている一酸化炭素を二酸化炭素に転化しそしてさ
らに前記排気管の放出端部に高速で流れる反応したガス
を膨張させてそれにより推力を発生するようにした内燃
機関の排気ガス放出源に使用するための反応装置を提供
するものである０ハ１作用 特に１本発明の反応装置はいくつかの機能をはたすこと
かできる。前記機能の一つは、排気ガス中に含まれてい
る汚染物質、すなわち、−酸化炭素を二酸化炭素に転化
することにより除去することである。本発明の概念は、
特に、転化方法それ自体がこの技術分野に知られている
ので、排気ガスに連行した一酸化炭素を二酸化炭素に転
化することにあるわけではない。本発明は、前記機能を
効果的にはだす以外に付加的な次の機能をはたすことが
できる装置の特定の構造にある。第二の機能は反応した
ガスが高速で放出されそれにより車両の推進を助ける推
力を発生することである。第三の機能は本発明の装置が
サイレンサの働きをすることである。第四の機能は本発
明の装置が内燃機関から燃焼がスを完全に排出すること
を保証することである。

二、実施例 本発明の実施例を添付図面について以下説明する０ 反応装置１０は薄板で円筒形に構成された管状の排気ガ
ス膨脹室１２を備えている。膨脹室１２は約４５．７ｚ
　（１８インチ）の長さおよび約１２．７α（５インチ
）の直径に形成することが好ましい。

このサイズは車両に必要な値に調節することができる。

前記膨脹室１２には前側閉鎖部材１４が設けられている
。閉鎖部材１４は膨脹室１２にファスナにより固定され
るかまたは溶接により固定されている。また、前記膨脹
室１２には、同様な後側閉鎖部材１６が設けられている
。前側閉鎖部材１４には中央開口部１７が形成されてい
る。中央開口部１７は前記膨脹室１２の内部に長手方向
にかつ軸線方向に延びる金属製の排気ガスディフューザ
バレル１８を導入しかつ配置するようになっている。排
気ガスディフューザバレル１８は約４５．７ｃｍ　（１
８インチ）ないし約４８．３ｃｒＩＫ（１９インチ）の
長さであ夛かつ膨脹室１２の長さに沿って軸線方向に延
びている。この排気ガスディフューザバレル１８は内燃
機関の排気ガス放出源に適轟な連結管（図示せず）によ
多連結されるようＫなっている。

排気ガスディフューザバレル１８は約２．５　ｃｍ（１
インチ）ないし３．８　ｃｍ　（１１／２インチ）の直
径を有しておυかつ放出される排気ガスを前記膨脹室１
２のみの内部で拡散しかつ膨張させるための複数個の離
散した開口部１５を備えている。排気ガスディフューザ
バレル１８の端部は符号２０で示し次ように閉ざされて
いる。排気ガスディフューザバレル１８は放出される排
気ガスの騒音を減少するためのサイレンサ、すなわち、
マフラの機能をはたす。４個の空気取入管状部材、すな
わち、空気取入管２２が前側閉鎖板１４に形成された４
個の付加的な開口部２３を通して長手方向に導入されか
つ該開口部２３に溶接されている。空気取入管２２は１
．９　ａｎ　（／４インチ）の直径とすることか好まし
く、そして約５．１ｃＩｎ（２インチ）ないし７．６ｃ
ｍ（３インチ）の長さに延びている。

これらの空気取入管２２は４個の対応した管状の排気ガ
ス放出管２４に対して実質的に同心状に配置されかつ該
排気ガス放出管２４から隔置されている。排気ガス放出
管２４は長手方向に延びかつ前記後側閉鎖部材１６に形
成された対応した開口部２６を通して突出している。こ
れらの排気ガス放出管２４は後側閉鎖部材１６に対して
溶接またはねじこみによる保合により固定されておシ、
その前端部は前側閉鎖部材１４から隔置されてそれによ
）第１通路３５を形成している０各々の管状の排気ガス
放出管２４の直径は約２．５ｃＴｎ（１インチ）である
。従って、前記の管状の空気取入管２２の各々の直径は
対応した管状の排気ガス放出管２４の直径よシも小さく
なっておシ、それにより空気取入管２２と排気ガス放出
管２４との間に前記第１空気通路３５と気体の流れによ
り連通する絞り通路３６を形成している。ベンチュリー
の原理による低圧領域が空気取入管２２の放出端部に発
生し、その結果、排気ガスの圧力を約５．６に９／ａｎ
”　（８０ポンド毎平方インチ）から約０．５６に９／
ｃＩｎ”　（８ポンド毎平方インチ）程度まで降下させ
る。従って、低圧領域が発生しているために、膨脹室１
２からの排気ガスは前記第１通路３５および絞り通路３
６を通って前記低圧領域中に流入する。同時に、また絞
り通路３６を通って排気ガスが流れるために、空気取入
管２２を通って流れる大気が加熱される。

１．０３　ｋｌｉ’／ｃＩｎ２（１４，７ポンド毎平方
インチ）の大気がベンチュリー作用により惹き起こされ
た０、５６　ｋｇ／Ｃｒｎ”　（８ボンド毎平方インチ
）の圧力の低圧領域に向かって勢よく流れて予熱された
空気とディツユ−ずバレル１８から放出された排気ガス
とが混合し、その結果、排気ガス中の未燃焼燃料が流入
する空気中の酸素の助けで燃焼し、それＫよυ反熱反応
によりＣＯがＣＯ２に転化される。

炭化水素もまた酸化して燃焼し、そして窒素酸化物もま
た減少する。

前述したように、空気中に混合している酸素の反熱反応
によるＣＯのＣＯ２への転化により熱が発生し、その結
果、放出される排気ガスの速度よシも大きい速度で排気
ガス放出管２４を通過する容積だけ空気が膨張すること
になる。排気ガス放出管２４を通過する空気の膨張およ
び速度により推力が発生し、この推力は機関の負荷を低
減することにより車両に付加的な動力および加速度を与
える０ ホ０発明の効果 この反応装置はこのようにして排気に対して有利な態様
で推力を与え、放出される排気ガス中の未燃焼不純物を
減少し、サイレンサ、すなわち、マフラとしての機能を
はたし、そしてさらに機関からの燃焼ガスの除去を保証
することができる０この実施態様は４個の空気取入管２
２および４個の管状の排気ガス放出管２４を示している
が、複数個のこのような管状の管を使用することができ
よう。

管状の排気ガス放出管２４は排気ガスディフューザバレ
ル１８のまわりにそれを取り囲むように配置されそれに
よりデイフユーデバレル１８に流入する機関から放出さ
れた排気ガスが膨脹室１２の内部で膨張せしめられ、そ
してベンチュリー作用により前記の管状の排気ガス放出
管２４の中に吸い込まれ、その間前記管状の空気取入管
２２を通して吸い込まれた空気と反応して排気ガスの実
質的に汚染を生じない放出物を生ずる０４個の管状の空
気取入管２２が前側閉鎖部材１４全通して挿入されかつ
それぞれ隔置されかつそれぞれの管状の排気ガス放出管
２４に対して同心状に配置されて低圧領域を構成してい
る。排気ガスディフューザバレル１８はその流入側から
遠い端部において閉ざされかつ後側閉鎖部材１６から隔
置されている。排気ガスディフューザバレル１８は後側
閉鎖部材１６−！で延在させかつシール溶接することが
できるけれども、前記排気ガス放出管２４の６各は前記
後側閉鎖部材１６を越えて延びて漏斗３２の形状の拡開
した導出口を形成している。そのうえ、前記管状の空気
取入管２２の各々は前記前側閉鎖部材１４の前方に突出
し、かつ漏斗３４の形状に形成されている。この新規の
反応装置によれば、放出される排気ガスが車両を前方に
押す動力を発生するときに推力が発生し、内燃機関から
放出される排気ガスに含まれている有害な汚染物質が除
去される間に機関の負荷を低減する。反応装置１０は有
害な汚染物質、例えば、−酸化炭素、炭化水素を有利な
態様で除去する。内燃機関から放出された排気ガス中の
窒素酸化物を低減するために触媒コンバータを使用する
必要がなく、また圧縮機、エアポンプまたは容積形送風
機を使用して放出された排気ガスの中に強制的に空気を
注入する必要もない。さらに、この反応装置においては
、別個にサイレンサを設ける必要はない０また、この反
応装置は一燃焼ガスの除去を保証する０過大な量の空気
が反応装置に流入しそして発熱反応により加熱されかつ
膨張を開始しその結果機関から放出された排気ガスと共
に周囲の大気中に流出しつつ可成シの推力を発生する０
従って１機関の負荷はこのようにして発生せしめられた
付加的な推力により５％ないし７チ低減される。

この反応装置を使用することは、使用中に不必要になる
サイレンサ、すなわち、マフラのコストを節減すること
ができるので経済的である０従って、昇温された排気ガ
スは開口部１５を通って均一に排出され、通路３５を通
るときに排気ガス放出管２４をその全長にわたって加熱
する。従って、低圧域からのすべての未転化−酸化炭素
は加熱された排気ガス放出管２４を通る混気ガス通路中
で燃焼される。更に、混気がスは排気ガス放出管２４を
通って流れるときに絶えまなく加熱されるので出口にお
ける推力を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反応装置の断面図、そして第２図
は第１図を■−■線で裁った端面図である０ １０・・・反応装置、１２・・・膨脹室、１４・・・前
側閉鎖部材、１５・・・開口部、１６・・・後側閉鎖部
材、１Ｔ・・・開口部、１８・・・排気ガスディツユ−
ずバレル、２０・・・閉鎖端部、２２・・・空気流入管
、２３．２４・・・排気ガス放出管、２６・・・開口部
、３２．３４・・・漏斗状部分、３５・・・第１通路、
３６・・・絞り通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前側閉鎖部材および後側閉鎖部材を有する膨脹室
   と、前側閉鎖部材に形成された開口部を貫通して前記膨
   脹室の内部に長手方向にかつ軸線方向に延びる排気ガス
   ディフューザとを備え、前記排気ガスディフューザは排
   気ガスを前記膨脹室の中に放出させるための１個または
   複数個の開口部を有しており、さらに、前記膨脹室の内
   部に延びる複数個の排気管と、前記排気管の放出端部の
   ために後側閉鎖部材に形成された開口部とを備え、前記
   排気管の入口側端部は前記膨脹室の内部に終端しかつ前
   記前側閉鎖部材から隔置されてそれにより前記排気管の
   前記前端部と前側閉鎖部材との間に排気ガスを前記膨脹
   室から前記排気管の中に流すための第１通路を形成し、
   前記排気管の各々は前側閉鎖部材に形成されたそれぞれ
   の開口部を貫通して延びる空気流入管を有し、前記空気
   流入管はそれぞれの排気管の内部に該排気管に隔置され
   た関係に延びて前記空気流入管と前記排気管との間に絞
   り通路を形成し、前記絞り通路は前記第１通路と気体の
   流れにより連通して前記空気流入管の末端部に高速低圧
   領域を形成し、前記絞り通路を流れる排気ガスが前記空
   気流入管の中に吸い込まれた空気を加熱し、排気ガスと
   吸い込まれた空気との反応により前記高速低圧領域にお
   いて発生した発熱反応により前記排気ガス中に含まれて
   いる一酸化炭素を二酸化炭素に転化しそしてさらに前記
   排気管の端部に高速で流れる反応したガスを膨脹させて
   それにより推力を発生するようにしたことを特徴とする
   内燃機関の排気ガス放出源に使用するための反応装置。