JP2007071118A - Internal combustion engine exhaust pipe - Google Patents
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Abstract
【課題】 排気熱回収装置の切り替え弁の凍結を抑制することのできる内燃機関の排気管を提供する。
【解決手段】 内燃機関の排気管は、排気が流通する主排気通路10及び主排気通路10の一部を迂回する迂回通路と、迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、主排気通路10と迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁12とを備える。主排気通路10には切り替え弁12よりも排気下流側に水を貯留する空間ALが設けられている。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust pipe of an internal combustion engine capable of suppressing freezing of a switching valve of an exhaust heat recovery device.
An exhaust pipe of an internal combustion engine includes a main exhaust passage 10 through which exhaust flows, a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage 10, and an exhaust heat recovery device that recovers heat of the exhaust gas that flows through the bypass passage. And a switching valve 12 for switching a passage through which the exhaust flows between the main exhaust passage 10 and the bypass passage. The main exhaust passage 10 is provided with a space AL for storing water on the exhaust downstream side of the switching valve 12.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、内燃機関の排気管に関する。 The present invention relates to an exhaust pipe of an internal combustion engine.
例えば冷間始動時のように内燃機関の温度が低い場合には、冷却水を所定の温度まで上昇させて機関を暖機する必要がある。そこで、内燃機関の排気通路には、排気の熱を利用して冷却水を加熱する排気熱回収装置が設けられているものがある。具体的には、排気通路には触媒コンバータ、主排気通路、及び消音器が排気上流側から下流側に向けて順番に配設されている。この主排気通路には、同主排気通路の一部を迂回する迂回通路、及び主排気通路と迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁が設けられており、同迂回通路の途中に排気熱回収装置が配設されている。この排気熱回収装置は、迂回通路を流通する排気と冷却水との間で熱交換を行うことにより排気の熱を回収する。そして、同装置によって冷却水を加熱する際には、同主排気通路の内部に設けられた切り替え弁を閉じることにより、主排気通路を遮断して排気を迂回通路に流通させる。 For example, when the temperature of the internal combustion engine is low, such as during cold start, it is necessary to warm up the engine by raising the cooling water to a predetermined temperature. Therefore, some exhaust passages of an internal combustion engine are provided with an exhaust heat recovery device that heats the cooling water using the heat of the exhaust. Specifically, a catalytic converter, a main exhaust passage, and a silencer are sequentially arranged in the exhaust passage from the exhaust upstream side to the downstream side. This main exhaust passage is provided with a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage and a switching valve that switches a passage through which the exhaust flows between the main exhaust passage and the bypass passage. An exhaust heat recovery device is provided. This exhaust heat recovery device recovers the heat of the exhaust by exchanging heat between the exhaust flowing through the bypass passage and the cooling water. When the cooling water is heated by the apparatus, the switching valve provided inside the main exhaust passage is closed to shut off the main exhaust passage and to distribute the exhaust to the bypass passage.
ところで、排気と冷却水との間での熱交換が行われる際には、排気に含まれる水蒸気が冷却水によって冷却されて凝縮し、この凝縮した水は迂回通路を通じて主排気通路に戻されることとなる。そして、主排気通路に戻された水が切り替え弁の配設部分に滞留すると、機関運転終了後に排気管の温度が低下して切り替え弁が凍結するおそれがある。 By the way, when heat exchange is performed between the exhaust gas and the cooling water, the water vapor contained in the exhaust gas is cooled and condensed by the cooling water, and the condensed water is returned to the main exhaust passage through the bypass passage. It becomes. If the water returned to the main exhaust passage stays in the portion where the switching valve is disposed, the temperature of the exhaust pipe may decrease after the engine operation ends and the switching valve may freeze.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気熱回収装置の切り替え弁の凍結を抑制することのできる内燃機関の排気管を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an exhaust pipe of an internal combustion engine that can suppress freezing of a switching valve of an exhaust heat recovery apparatus.
以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、内燃機関の排気が流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路には前記切り替え弁と前記迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられてなることをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described object and its operation and effects will be described.
The invention according to
上記構成によれば、主排気通路には切り替え弁と迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられているため、迂回通路から主排気通路に流入した水が切り替え弁まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁が凍結することを抑制することができる。 According to the above configuration, the main exhaust passage is provided with the weir that stops the flow of water between the switching valve and the outlet of the bypass passage, so that the water flowing into the main exhaust passage from the bypass passage to the switching valve Reaching is suppressed. As a result, the switching valve can be prevented from freezing when it is cold.
具体的には、請求項2に記載される発明によるように、主排気通路の一部が主排気通路の内側に変形させられることによって堰が形成されるといった態様を採用することができる。このような態様によれば、堰を別部材によって形成する必要がないため、内燃機関の排気管の構成を簡易なものとしつつ切り替え弁の凍結を抑制することができる。 Specifically, as in the invention described in claim 2, it is possible to adopt a mode in which a weir is formed by deforming a part of the main exhaust passage to the inside of the main exhaust passage. According to such an aspect, since it is not necessary to form the weir with a separate member, it is possible to suppress freezing of the switching valve while simplifying the configuration of the exhaust pipe of the internal combustion engine.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の排気管において、前記切り替え弁は前記主排気通路に設けられてその閉弁により排気の流通する通路を前記迂回通路に切り替えるものであり、前記主排気通路の内壁に前記切り替え弁が閉じられたときに同内壁と同切り替え弁との隙間をシールするシール部材が配設され、前記堰は同切り替え弁の排気下流側に配設された同シール部材により形成されることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the exhaust pipe of the internal combustion engine according to the first aspect, the switching valve is provided in the main exhaust passage and the passage through which the exhaust flows is switched to the bypass passage by closing the valve. A sealing member is provided on the inner wall of the main exhaust passage to seal a gap between the inner wall and the switching valve when the switching valve is closed, and the weir is disposed on the exhaust downstream side of the switching valve. The gist is that the seal member is provided.
上記構成によれば、堰は切り替え弁の排気下流側に配設されたシール部材により形成されるため、シール部材に水の流れを止める堰の機能を兼ねさせることができる。
請求項4に記載の発明は、内燃機関の排気が流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路の前記切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられてなることをその要旨とする。
According to the above configuration, since the weir is formed by the seal member disposed on the exhaust downstream side of the switching valve, the seal member can also function as a weir that stops the flow of water.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a main exhaust passage through which an exhaust gas from an internal combustion engine circulates, a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage, and an exhaust heat recovery device that recovers heat of the exhaust gas flowing through the bypass passage And a switching valve that switches a passage through which the exhaust flows between the main exhaust passage and the bypass passage, in which the water is stored on the exhaust downstream side of the switching valve of the main exhaust passage. The gist is that a part is provided.
上記構成によれば、主排気通路の切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられているため、迂回通路から流入する水が貯留部に貯留されることにより、水が切り替え弁まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁が凍結することを抑制することができる。 According to the above configuration, since the storage part that stores water is provided downstream of the switching valve of the main exhaust passage, the water is switched by storing the water flowing in from the bypass passage in the storage part. Reaching the valve is suppressed. As a result, the switching valve can be prevented from freezing when it is cold.
具体的には、請求項5に記載される発明によるように、主排気通路の一部が主排気通路の外側に変形させられることにより貯留部が形成されるといった態様を採用することができる。このような態様によれば、貯留部を別部材によって形成する必要がないため、内燃機関の排気管の構成を簡易なものとしつつ切り替え弁の凍結を抑制することができる。 Specifically, as in the invention described in claim 5, it is possible to adopt a mode in which a reservoir is formed by deforming a part of the main exhaust passage to the outside of the main exhaust passage. According to such an aspect, since it is not necessary to form a storage part by another member, freezing of the switching valve can be suppressed while simplifying the configuration of the exhaust pipe of the internal combustion engine.
また、請求項6に記載される発明によるように、主排気通路は内管と外管とからなる二重管構造であって、貯留部は内管の外周面と外管の内周面とを接続することにより形成されてなるといった態様を採用することもできる。 Further, according to the invention described in claim 6, the main exhaust passage has a double-pipe structure composed of an inner tube and an outer tube, and the storage portion includes an outer peripheral surface of the inner tube and an inner peripheral surface of the outer tube. It is also possible to adopt a mode in which the film is formed by connecting the two.
また、請求項7に記載される発明によるように、主排気通路と排気の騒音を低減する消音器とは二重管構造をなし、貯留部は主排気通路の外周面と消音器の内周面とを接続することにより形成されてなるといった態様を採用することもできる。 Further, according to the invention described in claim 7, the main exhaust passage and the silencer for reducing exhaust noise have a double-pipe structure, and the storage portion has an outer peripheral surface of the main exhaust passage and an inner periphery of the silencer. It is also possible to adopt a mode in which the surface is formed by connecting the surfaces.
請求項8に記載の発明は、内燃機関の排気の流通する主排気通路及び同主排気通路の一部を迂回する迂回通路と、同迂回通路を流通する排気の熱を回収する排気熱回収装置と、同主排気通路と同迂回通路とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁とを備える内燃機関の排気管において、前記主排気通路において前記迂回通路の出口部を含む排気下流側の部分が下方に傾斜してなることをその要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there are provided a main exhaust passage through which an exhaust gas of an internal combustion engine flows, a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage, and an exhaust heat recovery device that recovers heat of the exhaust gas flowing through the bypass passage. And a switching valve that switches a passage through which exhaust flows between the main exhaust passage and the bypass passage, and an exhaust downstream portion including an outlet portion of the bypass passage in the main exhaust passage The gist is that it is inclined downward.
上記構成によれば、主排気通路において迂回通路の出口部を含む排気下流側の部分が下方に傾斜しているため、迂回通路から主排気通路に流入した水が切り替え弁まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁が凍結することを抑制することができる。 According to the above configuration, since the downstream portion of the exhaust including the outlet portion of the bypass passage in the main exhaust passage is inclined downward, the water flowing into the main exhaust passage from the bypass passage is prevented from reaching the switching valve. Is done. As a result, the switching valve can be prevented from freezing when it is cold.
<第1実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第1実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of an exhaust pipe of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、内燃機関の排気管には排気上流側から排気下流側に向けて順に、排気を浄化する触媒コンバータ40、主排気通路10、及び消音器50が設けられている。
触媒コンバータ40は、内燃機関の排気中の一酸化炭素CO、炭化水素HC、及び窒素酸化物NOxを二酸化炭素CO2、水H2O、窒素N2に変えることにより排気を浄化する装置である。本実施形態では触媒として白金、ロジウム等からなる三元触媒を採用している。消音器50は、内燃機関の排気の温度及び圧力を低下させることにより騒音を低減する。
As shown in FIG. 1, the exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with a
The
主排気通路10には、同通路10の一部を迂回する迂回通路20、及び同通路10と迂回通路20とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁12が設けられている。この切り替え弁12が閉じられると、主排気通路10の排気の流通が遮断されて、排気は迂回通路20に流通するようになる。 The main exhaust passage 10 is provided with a bypass passage 20 that bypasses a part of the passage 10 and a switching valve 12 that switches a passage through which the exhaust flows between the passage 10 and the bypass passage 20. When the switching valve 12 is closed, the flow of the exhaust gas in the main exhaust passage 10 is blocked, and the exhaust gas flows through the bypass passage 20.
迂回通路20には、主排気通路10の切り替え弁12の配設位置よりも排気上流側の部分に接続される導入管22、同導入管22の排気下流側に接続される排気熱回収装置30、及び排気を主排気通路10に戻すための排出管24が設けられている。
In the bypass passage 20, an
排気熱回収装置30には、内燃機関の冷却水を同装置30内に供給する供給通路32及び同装置30内から冷却水を排出する排出通路34がそれぞれ接続されている。図2に排気熱回収装置30の断面構造を模式的に示すように、この排気熱回収装置30内には、供給通路32から供給された冷却水を流通させる細管38A〜38Cが、それら細管の隙間に相当する空間36A,36Bを挟んで配設されている。導入管22から排気熱回収装置30内に導入された排気は、空間36A,36Bを流通して排出管24から排出される。そして、排気が細管38A〜38Cの隙間を通過する際に、排気と冷却水との間で熱交換が行われる。
Connected to the exhaust
次に、図3を参照して主排気通路10及び消音器50の断面構造を詳細に説明する。
図3に示すように、主排気通路10の排気下流側の端部を含む一部は、全周にわたって内管14と外管16とを備える二重管構造となっている。外管16の上部には、上記迂回通路20の排出管24の出口部24Eが接続されている。
Next, the cross-sectional structures of the main exhaust passage 10 and the
As shown in FIG. 3, a part of the main exhaust passage 10 including the end portion on the exhaust downstream side has a double tube structure including an
外管16の排気上流側の端部は、その内周面が内管14の外周面に全周にわたって溶接されている。内管14及び外管16は、互いに溶接されている部分よりも排気下流側の部分がそれぞれ内側に向けて絞られている。具体的には、外管16は主排気通路10の中心軸Cに向けて全周にわたって均等に縮径されている。一方、内管14は、同管14の下部の絞り度合が上部の絞り度合よりも大きくなっている。このように形成された内管14及び外管16の絞り部は、排気下流側の端部まで主排気通路10の中心軸Cに対して平行に形成されている。こうした構成により、内管14の外周面と外管16の内周面との間に形成される空間の容積は、主排気通路10の上部、すなわちこの空間のうちで主排気通路10の中心軸Cから上半分の空間AUの容積よりも下部、すなわち同中心軸Cから下半分の空間ALの容積が大きくなる。この下半分の空間ALが水の貯留部としての機能を有するため、上下の空間AU,ALの容積の比率は、排気熱回収装置30にて凝縮され主排気通路10に流入する水の量に応じて設定される。
The inner peripheral surface of the end of the
消音器50は主排気通路10の外管16の外周面に接続される内筒52、同内筒52の外側に形成される外筒54、及び同内筒52及び外筒54の排気上流側の端部を接続する壁部56を備えている。内筒52の下部の一部には排出口58が貫通形成されており、消音器50内に流入した水が同排出口58から外筒54の内周面、内筒の外周面、及び壁部56の内周面によって形成される空間Bに貯留されることとなる。
The
図4は、図3におけるI−I線に沿った断面図である。
図4に示すように、内管14及び外管16の断面はそれぞれ円形状となっている。外管16の中心軸Ooは主排気通路10の中心軸Cと一致するのに対して、内管14の中心軸Oiは主排気通路10の中心軸Cよりも上方に偏倚している。上述したように、外管16の上部には迂回通路20の排出管24の出口部24Eが接続されており、排気熱回収装置30にて凝縮された水は排出管24を通じて内管14の外周面と外管16の内周面との間に形成された空間の下半分の空間ALに貯留されることとなる。
4 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG.
As shown in FIG. 4, the cross sections of the
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
(1)主排気通路10には切り替え弁12よりも排気下流側に水を貯留する貯留部としての空間ALが設けられているため、迂回通路20から主排気通路10に流入した水が空間ALに貯留されることにより、水が切り替え弁12まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁12が凍結することを抑制することができる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) Since the main exhaust passage 10 is provided with a space AL as a storage portion for storing water downstream of the switching valve 12 from the switching valve 12, the water flowing into the main exhaust passage 10 from the bypass passage 20 is space AL. It is suppressed by this that water reaches | attains to the switching valve 12. As a result, the switching valve 12 can be prevented from freezing when it is cold.
(2)内管14の外周面と外管16の内周面との間に形成される空間は、主排気通路10の中心軸Cから上側の空間AUの容積よりも、同中心軸Cから下側の空間ALの容積が大きくなる。この下側の空間ALが水の貯留部としての機能を有するため、空間全体の容積及び上下の空間AU,ALの容積の比率は、排気熱回収装置30にて凝縮され主排気通路10に流入する水の量に応じて設定される。その結果、主排気通路10内の排気の流路断面積を極力小さくせずに、貯留部としての空間ALの容積を適切に設定することができる。また空間ALから排気下流側に水が流出した場合には、消音器50に設けられた排出口58を通じて空間Bに貯留されることとなるため、水が再び主排気通路10に戻ることを防止することができる。
<第2実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第2実施形態ついて、図5を参照して説明する。本実施形態では、迂回通路120の排出管124が消音器150の側面に接続され、同排出管124の出口部124Eが消音器150の内部に開口しているが第1実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
(2) The space formed between the outer peripheral surface of the
Second Embodiment
Hereinafter, a second embodiment of an exhaust pipe of an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
図5に示すように、迂回通路120には排気熱回収装置30を通過した排気を消音器150内に直接排出するための排出管124が主排気通路110に対して平行に設けられている。排出管124の排気上流側の端部は排気熱回収装置30に接続されるとともに、排気下流側の端部、すなわち排出管124の出口部124Eは消音器150の壁部156を貫通して同消音器150の内部に開口されている。これにより、排気熱回収装置30にて凝縮された水は排出管124を通じて消音器50の内部に貯留されることとなる。本実施形態では、消音器150が貯留部としての機能を有する。換言すれば、主排気通路110と排気の騒音を低減する消音器150とは二重管構造をなし、貯留部は主排気通路110の外周面と消音器の内周面とを接続することにより形成されている。
As shown in FIG. 5, the
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
(1)主排気通路110には切り替え弁112よりも排気下流側に水を貯留する貯留部としての消音器150が設けられているため、迂回通路120からの水が貯留部としての消音器150に貯留されることとにより、水が切り替え弁112まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁112が凍結することを抑制することができる。
<第3実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第3実施形態について、図6を参照して説明する。本実施形態では、主排気通路210において迂回通路(図示略)の出口部224Eを含む排気下流側の部分210Cが下方に傾斜している点が第1,2実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) Since the
<Third Embodiment>
A third embodiment of the exhaust pipe of the internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIG. The present embodiment is different from the first and second embodiments in that the exhaust
図6は、内燃機関の排気管の主排気通路210及び消音器250を正面から見た場合の断面構造を示したものである。
図6に示すように、主排気通路210において排気最上流側の部分210Aは水平に形成され、同部分210Aの内部には切り替え弁212が配設されている。主排気通路210の水平な部分210Aよりも排気下流側の部分210Bは、上方に傾斜するように形成されている。一方、主排気通路210において図6中破線円で示す迂回通路の出口部224Eを含む排気最下流側の部分210Cは下方に傾斜するように、すなわち同部分210Cは排気下流側ほど下方に位置するように形成されている。このときの傾斜角度αは3度以上に設定することが望ましい。これにより、主排気通路210内において水が排気上流方向に流れることを抑制することができる。更にこの傾斜角度αを6度以上に設定すれば、主排気通路210内において水が排気上流方向に流れることを略完全に防止することができる。
FIG. 6 shows a cross-sectional structure when the
As shown in FIG. 6, in the
なお、内筒252の下部の一部には排出口258が貫通形成されており、消音器250内に流入した水が同排出口258から外筒254の内周面、内筒の外周面、及び壁部256の内周面によって形成される空間Dに貯留されることとなる。
A
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
(1)主排気通路210において迂回通路の出口部224Eを含む排気下流側の部分210Cが下方に傾斜しているため、迂回通路から主排気通路210に流入した水が切り替え弁212に到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁が凍結することを抑制することができる。
<第4実施形態>
以下、本発明にかかる内燃機関の排気管の第4実施形態について、図7を参照して説明する。本実施形態では、切り替え弁312が閉じられたときに主排気通路310の内壁と切り替え弁312との隙間をシールするシール部材318U,318Lが配設されている点が第1〜3実施形態と異なっている。以下、相違点を中心に説明する。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) In the
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment of the exhaust pipe of the internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to FIG. In the present embodiment, seal members 318U and 318L that seal the gap between the inner wall of the main exhaust passage 310 and the switching valve 312 when the switching valve 312 is closed are disposed in the first to third embodiments. Is different. Hereinafter, the difference will be mainly described.
図7は、内燃機関の排気管の主排気通路310を正面から見た場合の断面構造を示したものである。
図7に示すように、主排気通路310には、同通路310と迂回通路(図示略)とで排気の流通する通路を切り替える切り替え弁312が配設されている。この切り替え弁312が閉じられると、主排気通路310の排気の流通が遮断されて、排気は迂回通路に流通するようになる。切り替え弁312は、その回転中心となる回転軸312aを同軸312aの軸方向が水平となるように配設されている。このため、同回転軸312aを回転中心として弁部312bが矢印の方向に回転することにより、閉じられた状態(実線)から開かれた状態(破線)まで開度が調節される。
FIG. 7 shows a cross-sectional structure when the main exhaust passage 310 of the exhaust pipe of the internal combustion engine is viewed from the front.
As shown in FIG. 7, the main exhaust passage 310 is provided with a switching valve 312 that switches between the passage 310 and a bypass passage (not shown) for the passage of exhaust gas. When the switching valve 312 is closed, the flow of exhaust gas in the main exhaust passage 310 is blocked, and the exhaust gas flows through the bypass passage. The switching valve 312 is disposed such that the axis of the coaxial 312a is horizontal with respect to the rotation shaft 312a serving as the rotation center. For this reason, the opening degree is adjusted from the closed state (solid line) to the opened state (broken line) by rotating the valve portion 312b in the direction of the arrow about the rotation shaft 312a as the rotation center.
切り替え弁312が閉じられた状態において、弁部312bの上端の排気上流側の部分と、弁部312bの下端の排気下流側の部分とには、主排気通路310の内壁と切り替え弁312との隙間をシールするシール部材318U,318Lがそれぞれ設けられている。シール部材318Uは、主排気通路310の内壁の上側半周にわたる略逆U字形状に形成されている。一方、シール部材318Lは、主排気通路310の内壁の下側半周にわたる略U字形状に形成されている。シール部材318Lの高さhは、排気熱回収装置30にて凝縮されて主排気通路10に流入した水の流れを止めることのできる高さに設定される。
In a state where the switching valve 312 is closed, the inner wall of the main exhaust passage 310 and the switching valve 312 are connected to the exhaust upstream side portion of the upper end of the valve portion 312b and the exhaust downstream side portion of the lower end of the valve portion 312b. Seal members 318U and 318L for sealing the gap are provided. The seal member 318U is formed in a substantially inverted U shape extending over the upper half circumference of the inner wall of the main exhaust passage 310. On the other hand, the seal member 318L is formed in a substantially U shape extending over the lower half of the inner wall of the main exhaust passage 310. The height h of the seal member 318L is set to a height at which the flow of water that has been condensed by the exhaust
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果が得られるようになる。
(1)主排気通路310には切り替え弁312と迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰としてのシール部材318Lが設けられているため、迂回通路から主排気通路310に流入した水が切り替え弁312まで到達することが抑制される。その結果、冷間時に切り替え弁312が凍結することを抑制することができる。
According to the present embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) Since the main exhaust passage 310 is provided with a seal member 318L as a weir that stops the flow of water between the switching valve 312 and the outlet portion of the bypass passage, the main exhaust passage 310 flows into the main exhaust passage 310 from the bypass passage. It is suppressed that water reaches the switching valve 312. As a result, the switching valve 312 can be prevented from freezing when it is cold.
(2)切り替え弁312の排気下流側に配設されたシール部材318Lにより堰が形成されるため、シール部材318Lに水の流れを止める堰の機能を兼ねさせることができる。 (2) Since the weir is formed by the seal member 318L disposed on the exhaust downstream side of the switching valve 312, the seal member 318L can also function as a weir that stops the flow of water.
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記第1実施形態では、主排気通路10内の排気の流路断面積が小さくなり過ぎるのを避けるために、内管14の外周面と外管16の内周面との間に形成される空間のうちで主排気通路10の中心軸Cから上半分の空間AUの容積よりも同中心軸Cから下半分の空間ALの容積が大きくなるようにしている。しかしながら、排気熱回収装置30にて生成される凝縮水の量がそれほど多くない場合には上半分の空間AU及び下半分の空間ALの容積が等しくなるように内管14を形成してもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the first embodiment, in order to avoid the exhaust gas cross-sectional area in the main exhaust passage 10 from becoming too small, it is formed between the outer peripheral surface of the
・上記第1実施形態では、主排気通路10の一部を二重管構造にしているが、水を貯留する貯留部を設ける構成としては必ずしも主排気通路を二重管構造にする必要はない。例えば、図8に示すように、主排気通路410において切り替え弁412と迂回通路の出口部424Eとの間の一部を外側に広げることにより貯留部Eを設けるようにしてもよい。要するに、主排気通路には切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられているものであればよい。
In the first embodiment, a part of the main exhaust passage 10 has a double-pipe structure, but the main exhaust passage need not necessarily have a double-pipe structure as a configuration for providing a storage portion for storing water. . For example, as shown in FIG. 8, the storage portion E may be provided by expanding a part between the switching
・上記第2実施形態では、排出管124が主排気通路110に対して平行に配設され、排出管124の出口部124Eが消音器の壁部156を貫通して消音器150の内部に開口されているが、排出管の出口部を消音器の内部に開口させる構成としては必ずしもこうした構成に限られるものではない。例えば、図9に示すように、排出管524の出口部524Eを含む排気下流側の部分を主排気通路510及び消音器550の内筒552の内部に開口させるように配設すれば、上記第2実施形態と同様の効果を奏することができる。この場合、排出管524の出口部524Eを含む排気下流側の部分が主排気通路510に内包されているため、排出管524の占有するスペースを小さくすることができる。また、この内筒552の下部の一部に排出口558を形成すれば、排出管524から内筒552に流入した水が消音器550の内筒552の外周面、外筒554の内周面、及び壁部556の内周面により形成される空間に貯留されることとなる。その結果、同空間に貯留された水が再び主排気通路210に流入することを防止することができる。
In the second embodiment, the
・上記第3実施形態では、主排気通路210において迂回通路の出口部224Eを含む排気最下流側の部分210Cのみが下方に傾斜するように形成されている。しかしながら、主排気通路210において切り替え弁212の配設位置よりも排気下流側の部分全体を下方に傾斜させるように形成してもよい。要するに、主排気通路において迂回通路の出口部を含む排気下流側の部分が下方に傾斜しているものであればよい。
In the third embodiment, only the most
・上記第4実施形態では、切り替え弁312の排気下流側に配設されたシール部材318Lに水の逆流を抑制する堰の機能を兼ねさせている。しかしながらこうした堰の構成としては、例えば図10に示すように、切り替え弁612と迂回通路の出口部624Eとの間において主排気通路610を同通路610の内側に変形させることによって形成してもよい。また、主排気通路610の内壁に主排気通路610とは別部材によって堰を設けるようにしてもよい。要するに、主排気通路に切り替え弁612と迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられているものであればよい。
In the fourth embodiment, the seal member 318L disposed on the exhaust downstream side of the switching valve 312 also functions as a weir that suppresses the backflow of water. However, such a weir structure may be formed by deforming the
・主排気通路には切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられているといった構成、主排気通路において迂回通路の出口部を含む排気下流側の部分が下方に傾斜しているといった構成、及び主排気通路に切り替え弁と迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられているといった構成を、2つ或いは3つ組み合わせるようにしてもよい。 The main exhaust passage is provided with a reservoir for storing water downstream of the switching valve, and the downstream portion of the main exhaust passage including the outlet of the bypass passage is inclined downward. Two or three configurations may be combined such that the main exhaust passage is provided with a weir that stops the flow of water between the switching valve and the outlet of the bypass passage.
10,110,210,310,410,510,610…主排気通路、12,112,212,312,412,512,612…切り替え弁、312a…回転軸、312b…弁部、14…内管、16…外管、318…シール部材、20,120,520…迂回通路、22,122,522,622…導入管、24,124,424,524,624…排出管、24E,124E,224E,424E,524E,624E…出口部、30…排気熱回収装置、32…供給通路、34…排出通路、40…触媒コンバータ、50,150,250,550…消音器、52,152,252,552…内筒、54,154,254,554…外筒、56,156,256,556…壁部、58,258,558…排出口。 10, 110, 210, 310, 410, 510, 610 ... main exhaust passage, 12, 112, 212, 312, 412, 512, 612 ... switching valve, 312a ... rotating shaft, 312b ... valve part, 14 ... inner pipe, 16 ... outer pipe, 318 ... seal member, 20, 120, 520 ... detour passage, 22, 122, 522, 622 ... introduction pipe, 24, 124, 424, 524, 624 ... discharge pipe, 24E, 124E, 224E, 424E , 524E, 624E ... outlet, 30 ... exhaust heat recovery device, 32 ... supply passage, 34 ... discharge passage, 40 ... catalytic converter, 50, 150, 250, 550 ... silencer, 52, 152, 252, 552 ... inside Tube, 54, 154, 254, 554 ... Outer tube, 56, 156, 256, 556 ... Wall, 58, 258, 558 ... Discharge port.
Claims (8)
前記主排気通路には前記切り替え弁と前記迂回通路の出口部との間に水の流れを止める堰が設けられてなる
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 A main exhaust passage through which the exhaust gas of the internal combustion engine circulates, a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage, an exhaust heat recovery device that recovers heat of the exhaust gas that flows through the bypass passage, and the bypass that is the same as the main exhaust passage In an exhaust pipe of an internal combustion engine comprising a switching valve that switches a passage through which exhaust flows through the passage,
An exhaust pipe for an internal combustion engine, wherein the main exhaust passage is provided with a weir that stops water flow between the switching valve and an outlet of the bypass passage.
前記主排気通路の前記切り替え弁よりも排気下流側に水を貯留する貯留部が設けられてなる
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 A main exhaust passage through which the exhaust gas of the internal combustion engine circulates, a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage, an exhaust heat recovery device that recovers heat of the exhaust gas that flows through the bypass passage, and the bypass that is the same as the main exhaust passage In an exhaust pipe of an internal combustion engine comprising a switching valve that switches a passage through which exhaust flows through the passage,
An exhaust pipe for an internal combustion engine, characterized in that a storage section for storing water is provided downstream of the switching valve in the main exhaust passage.
前記主排気通路において前記迂回通路の出口部を含む排気下流側の部分が下方に傾斜してなる
ことを特徴とする内燃機関の排気管。 A main exhaust passage through which the exhaust gas of the internal combustion engine circulates, a bypass passage that bypasses a part of the main exhaust passage, an exhaust heat recovery device that recovers heat of the exhaust gas that flows through the bypass passage, and the bypass that is the same as the main exhaust passage In an exhaust pipe of an internal combustion engine comprising a switching valve that switches a passage through which exhaust flows through the passage,
An exhaust pipe for an internal combustion engine, wherein a portion of the main exhaust passage on the exhaust downstream side including an outlet portion of the bypass passage is inclined downward.
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