CN100378301C - 废气净化装置 - Google Patents

Abstract

一种废气净化装置，其把由筒状体构成的催化剂筒状体容纳配置在消声器内而形成废气净化装置时，还能调节发动机的输出，而不用只依靠管长来进行调节，并且还能提高排气效果和性能。这种废气净化装置是通过把用附有催化剂的多孔板构成的催化剂筒状体，容纳在具有多个膨胀室的消声器内而构成的，其中，催化剂筒状体(15)配置在排气流最上游的膨胀室(8)中，即配置在距离与作为发动机侧的排气管连接的连接管(11)最近的膨胀室(8)中，用外筒(12)包覆催化剂筒状体(15)的外周，在该外筒上设有前后方向隔开距离、且在前后方向上与催化剂筒状体重叠的漏孔(17)，并且使通过催化剂筒状体圆周的一部分废气通过漏孔泄漏到上述膨胀室中。

Description

废气净化装置

技术领域

本发明涉及一种安装在消声器中的废气(排気ガス)净化装置。

背景技术

以往，公知有一种由附有催化剂的冲孔金属板等所构成的筒状体收容在消声器内的废气净化装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：特开2004-150310号公报

上述公报所揭示的技术，正如该公报的图1所示，内燃机的排气装置E(使用该公报中的标号，下同)，具有排气(排気)净化装置3，上述排气净化装置设置在第一排气管1与第二排气管2之间，并且具有配置在排气消声器4内的催化剂部30，排气净化装置3具有用于形成使净化后的废气流出去的出口通道36的出口部34。出口部34具有构成收敛(convergent)部的锥形管39，在锥形管39的上游侧部39c上，设有使流过出口部34的一部分废气流出去的漏孔7。

以上所述的现有技术中设置于收敛部的漏孔，设置在消声器内离开排气管的连接管、接近中游～下游部分的中间的室内，并且漏孔设置在与催化剂不重叠的位置上。

可是，在要获得发动机目标输出的情况下，输出特性由这个漏孔来调节，然而，在现有技术中，由于漏孔的位置受到限制，因此不可能进行精密的调节，所以输出特性大都决定于排气管的长度，限制了设计的自由度。

此外，如现有技术中的图1所示，如果把催化剂配置在消声器的中央部，很难说在净化性能上是最好的，此外，如图4所示，如果把漏孔开在具有多个室的消声器的下游侧的室内，就需要采取其它消声措施。

本发明是为了改进容纳并配置在以上所述的现有消声器内的排气净化装置而提出的。

发明内容

本发明提供了一种废气净化装置，其在把由筒状部件构成的催化剂筒状部件容纳配置在消声器内，而形成废气净化装置时，还能调节发动机的输出，而不用只依靠管长来进行调节，并且，还能提高排气效果和性能。

本发明的第一方面，是一种将附有催化剂的多孔板所构成的催化剂筒状体，容纳在具有多个膨胀室的消声器内而构成的废气净化装置，其特征在于，上述催化剂筒状体配置在排气气流最上游的膨胀室中，即配置在距离与作为发动机侧的排气管连接的连接管最近的膨胀室中，用外筒包覆上述催化剂筒状体的外周，在该外筒上设有前后方向隔开距离、且在前后方向上与催化剂筒状体重叠的多个漏孔，并且使通过催化剂筒状体圆周的一部分排气通过上述多个漏孔泄漏到上述膨胀室中；并且，设置在上述外筒上的上述多个漏孔，分别设置在上述筒状体的前半部与后半部上。

本发明的第二方面在本发明的第一方面的基础上还具有下列特征：在上述催化剂筒状体与外筒之间的间隙中设有壁体，上述多个漏孔分别设置在该壁体的前、后方。

本发明的第三方面在本发明的第二方面的基础上还具有下列特征：上述壁体设置在催化剂筒状部件的中央，上述多个漏孔从该壁体的前后等距离设置。

在本发明的第一方面，由于把催化剂筒状部件配置在距离与作为发动机侧的排气管连接的连接管最靠近的膨胀室中，即配置在排气气流的最上游的膨胀室中，用外筒包覆上述催化剂筒状部件的外周，在该外筒上，设有前后方向隔开距离、且在前后方向上与催化剂筒状部件重叠的漏孔，并且使通过催化剂筒状部件圆周的一部分排气通过该漏孔泄漏到上述膨胀室中，所以提高了催化剂在消声器中的配置位置的自由度，而且也能够通过设定漏孔的数量来调节发动机输出，因此也就容易进行输出调节。

此外，由于催化剂筒状部件是由多孔板形成的，因此废气能通过多个孔，从而增强了废气的气流，提高了净化废气的性能。此外，由于漏孔配置在上游一侧，因此不需要另外的消声措施。

还有，由于催化剂配置在距离与作为发动机侧的排气管连接的连接管最近的膨胀室中，即排气气流最上游的膨胀室中，因此催化剂被配置在易于进行反应的位置上，所以能够进一步提高净化性能。

而且，由于把设置在外筒上的多个漏孔分别设置在筒状部件的前半部与后半部上，所以能够准确且高效地进行发动机输出的调节。

在本发明第二方面中，由于在本发明的第一方面的基础上，在催化剂筒状部件与外筒之间的间隙中有壁体，而且多个漏孔分别设置在该壁体的前、后方，所以能够高效地使用筒状部件前后的冲孔来发挥前后漏孔的效率，同时，还能可靠地支承筒状部件的中央部。

在本发明第三方面中，由于在本发明第二方面的基础上，将壁体设置在催化剂筒状部件的中央，并且多个漏孔从该壁体的前后等距离设置，所以，在组装时，不必辨认前后就能安装外筒。

附图说明

图1是表示使用本发明的自动两轮车的一个例子的侧视图；

图2是容纳有本发明第一实施方式中的废气净化装置的消声器的纵侧剖面图；

图3是容纳有本发明第二实施方式中的废气净化装置的消声器的横剖面俯视图；

图4是容纳有图3中的废气净化装置的消声器的纵剖面侧视图；

图5是沿图4中的5-5线剖面图；

图6是沿图4中的6-6线剖面图；

图7是表示内置有本发明废气净化装置的消声器的特性的曲线图。

标号说明

1：消声器；       8、9、10：膨胀室；

11：排气连接管；  12：外筒；

15：筒状体；      16：壁体；        17：漏孔

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”是从驾驶员的角度所看到的方向，Fr表示前侧，Rr表示后侧，L表示左侧，R表示右侧。此外，附图应该按照标号的方向来看。

图1是表示使用本发明的自动两轮车的一个例子的左侧视图。

下面，利用该图说明自动两轮车的大致结构。

自动两轮车210是一种小型自动两轮车，它主要由下列部件构成：车架211；安装在车架211的头管211a上的前叉212；安装在前叉212上的前轮213；连接在前叉212上的把手214；安装在车架211后部，并能上下摆动的动力装置215；安装在动力装置215上的后轮216；悬挂动力装置215后端部的后缓冲部件217；安装在车架211后部上方的储存箱218；配置在储存箱218上面并能够开合的座位219。

动力装置215由前部的水冷式发动机221和后部的动力传递机构222构成。发动机221配置成使汽缸盖朝向前方并大致呈水平。

此外，自动两轮车210还用车身罩盖230遮盖车架211。车身罩盖230由下列部件构成：遮盖头管211a前部的前盖231；遮盖驾驶员腿部前方的腿部挡风板232；放置驾驶员的脚的踏板(低位脚踏板)233；从踏板233的外边缘向下方延伸的左、右踏板侧盖234；遮盖在这两块踏板侧盖234的下边缘之间的底盖235；遮盖上述储存箱218的前半部周围的座位下部盖板236；遮盖上述储存箱218后半部周围及车身后部的后盖237；从这两块座位下部盖板236和后盖237向下方延伸的左、右侧盖238。

以上所述的自动两轮车210，在腿部挡风板232的部分上配置有点火钥匙筒241；在踏板233的下面配置了燃料箱242和燃料泵243；在车架211中的后部车架290的上部配置有座位219；在座位219的后方，并且在后部车架290的后部，配置有备用箱244和电器安装件(蓄电池245和控制部件246)。备用箱244是储存发动机冷却用散热器265的冷却液的容器。

图中，标号251是把手上的握把(grip)，252是制动拉杆，253是仪表，254是反光镜，255是方向指示灯，256F是把手前盖，256R是把手后盖，257是前灯，258是喇叭，259是前挡泥板，261是动力装置安装用悬架，262是发动机起动用脚蹬起动踏板，263是空气滤清器，264是化油器，265是发动机冷却用散热器，266是发动机用排气管，271是主支架，272是后挡泥板，273是尾灯，274是方向指示灯，275是托架，He是头盔。

消声器1沿前后方向配置在车轮的右侧，并连接在发动机用排气管266上。

图2是容纳了本发明的排气装置的消声器的纵剖面侧视图。

标号1表示消声器，图的左侧是前方(发动机侧)。

消声器1的主体是用圆筒形的筒状外壳2构成的，筒状外壳2是在外筒体2a与用冲孔金属板等形成的内筒体2b之间填充了吸声材料3而构成的，筒状外壳2的前、后端部用前端板4、后端板5封闭。

用前端板4、后端板5封闭了前、后端部的筒状外壳2的内部，被在内筒体2b中前、后配置的隔板6、7分隔开，并分隔成第一膨胀室8、第二膨胀室9、第三膨胀室10。

如图1和图2所示，前端板4形成为偏向一侧，并且偏向下方的漏斗状。与作为发动机侧的排气管连接的连接管11就连接在这个漏斗状部的开口部4a上，连接管11的前半部11a在前端板4的前方突出，而后半部11b则朝向前端板4的里面一侧的第一膨胀室8的前方的内部。

在隔开第一膨胀室8与第二膨胀室9的第一隔板6上，贯穿配置有直径大于连接管11的外筒12的后部12b。外筒12的大部分配置成朝向第一膨胀室8的内部。

在外筒12的前部12a与连接管11的后端部11c之间，用漏斗状的连接筒13连接起来，上述连接筒13的前部为小直径，而随着靠近后部直径呈喇叭状扩大；朝向第二膨胀室9内部的后部12b，与和上述连接筒13成对称形状的漏斗状连接筒14的直径被扩大的前部14a接合。

在外筒12的内部，容纳配置有催化剂筒状体15(下称筒状体)，上述催化剂筒状体15与外筒12同心且直径小于外筒12的直径。

筒状体15是把附有催化剂的冲孔金属板(多孔板)卷绕成筒状而形成的，并设置在前、后连接筒13、14的端缘之间。

筒状体15的前后方向的中央部由封闭前后的较短的筒状部件16所包围而被保持，筒状部件16通过焊缝16a接合并支承在外筒12的内周部上，筒状部件16与筒状体15的外周的中央部，通过多处焊缝16a在多个圆周方向上等间距接合并支承，在两者的间隔中填充不锈钢纤维16b。

由于通过用这种不锈钢纤维16b保持焊缝前后部分，可减小焊缝的宽度，因此即使筒状体15产生热膨胀，也仍能保持支承状态。借助于这种不锈钢纤维16b，把外筒12与筒状体15之间的间隙分成前后两部分。

因此，筒状部件16作为把外筒12与筒状体15之间的间隙分成前后两部分的壁体而发挥作用。

设置在上述外筒12内的筒状体15由附有催化剂的冲孔金属板构成，并且该筒状体15与上游的排气连接管11连通，由此排气在通过筒状体15内部和其外侧的外筒12内部之后，流向下游，在这个过程中，排气通过筒状体15，废气得到净化，从而构成了废气净化装置。

在上述外筒12的一部分上开设有排气漏孔17、17。在本实施方式中，漏孔17、17是两个，设置在外筒12的下侧，并且与外筒12外侧的第一膨胀室8连通。

漏孔17的数量是任意的，此外，其直径也是任意的。漏孔17、17的配置位置设在壁体16的前后，此外，壁体16设置在筒状体15的前后方向的中央部，而漏孔从壁体的前、后等距离设置。

在本实施方式中，根据加工的容易程度和试验中输出特性的良好结果，漏孔位于在壁体的前后距壁体中心距离为外筒长度的1/4的位置上。

上述催化剂筒状体15、外筒12以及设置在外筒12上的漏孔17，以开口的方式设置在最接近连接在发动机的排气管上的排气连接管11的、多个(在本实施方式中是三个)膨胀室中的最上游部的第一膨胀室8内(排气流的最上游的膨胀室)。

连接在朝向第二膨胀室9内部的外筒12的后部12b上的连接筒14，其直径较小的后部14b与俯视大致呈U字形、在侧视呈大致U字形的长度较长的第一连通管18的前端部18a(上游端部)连接，连通管18的上游直线部18b，在第二膨胀室9内向后延伸，穿过第二隔板7，朝向第三膨胀室10的内部。

第一连通管18的U字形部18c，面向第三膨胀室10内并向前方作U字形转弯，而连接在U字形部18c下游部上的中游直线部18d，则穿过第二隔板7，朝向第二膨胀室9内部。

第一连通管18的下游直线部18e，穿过第一隔板6，其开口端18f在第一膨胀室8的前半部开口。

在第一膨胀室8内，安装有被分隔开的连接管11和附有催化剂的筒状体15，并设有用漏孔17、17与该膨胀室8所连通的外筒12，与废气净化装置连通的连通管18的下游端部在该膨胀室8内开口。

第一膨胀室8和第二膨胀室9，通过设置成贯穿第一隔板6的较短的第二连通管19连通并连接起来，第二膨胀室9和第三膨胀室10，则通过设置成贯穿第二隔板7的较短的第三连通管20连通并连接起来。

从外部封闭第三膨胀室10的后端板5，呈向后方弯曲并鼓出来的形状，在该后端板5的下部设有安装孔5a，尾管21以贯穿这个安装孔的方式连接在该后端板5上，由此使第三膨胀室10与外部气体连通。

尾管21的后部21b向后方突出，其中间部～前半部21a朝向第三膨胀室10的内部。

在以上所述的结构中，发动机的废气从连接管11通过筒状体15的内部，并如箭头所示流向连通管18。

此外，筒状体15是用多孔板形成的，由于有许多孔，所以废气在通过筒状体15内的同时，其一部分便如箭头所示泄漏到筒状体15与外筒12之间的间隙S中。由于间隙S是被壁体16隔开的，所以废气便从漏孔17泄漏到第一膨胀室8内。

一部分废气从多孔板的孔泄漏到壁体16下游的间隙S1中，再如箭头所示的那样，废气从间隙S1通过壁体16下游的漏孔17泄漏到第一膨胀室8内。

在这个过程中，废气与筒状体15的内、外周接触而被点火燃烧，附有催化剂的筒状体15配置在消声器1内最上游部，所以废气的点火燃烧的效率提高，而且提高了废气的净化性能。

特别是，由于催化剂配置在排气气流的最上游的膨胀室8中，该膨胀室8为距与排气管连接的连接管11最近，因此，该催化剂是配置在容易反应的位置上，所以能进一步提高净化性能。

此外，根据催化剂筒状体15的上述配置，提高了消声器1内的催化剂配置位置的自由度，调节发动机的输出也可以通过设定漏孔17的数量来进行，所以也容易调节发动机的输出。

并且，由于催化剂筒状体15是用多孔板形成的，因此废气通过多孔板，从而增加了废气的气流，也提高了废气净化的性能。此外，由于把漏孔配置在上游侧，所以不需要另外的消音措施。

图3是容纳了本发明的废气净化装置的另一实施方式的消声器的横剖面俯视图；图4是这种消声器的纵剖面侧视图；图5是沿图4中的5-5线的剖面图；图6是沿图4中的6-6线的剖面图。下面，参照这几个附图进行说明。

与上面所述的一样，消声器101的主体也是由圆筒形的筒状外壳102构成，筒状外壳102是在外筒体102a与由冲孔金属板等形成的内筒体102b之间填充了吸声材料103而构成的，筒状外壳102的前、后端部用前端板104、后端板105封闭。

用前端板104、后端板105封闭前、后端部的筒状外壳102的内部，由在内筒体102b中前后设置的隔板106、107分隔开来，分隔成第一膨胀室108、第二膨胀室109、第三膨胀室110。

如图1和图2所示，前端板104形成为偏向一侧并偏向下方的漏斗状。与作为发动机侧的排气管连接的连接管111就接合在这个漏斗状部的开口部104a上，连接管111的前半部111a向前端板104的前方突出，而后半部分111b则朝向前端板104的里面一侧的第一膨胀室108前部的内部。

在隔开第一膨胀室108与第二膨胀室109的第一隔板106上，贯穿配置有直径大于连接管111的外筒112的后部112b。外筒112的大部分配置成朝向第一膨胀室108的内部。

在外筒112的前部112a与连接管111的后部111c之间，用漏斗状连接筒113连接起来，上述连接筒113的前部为小直径，而随着靠近后部其直径呈喇叭状扩大，朝向第二膨胀室109内部的后部112b，和与上述连接筒113成对称形状的漏斗状连接筒114的直径被扩大的前部114a接合。

在外筒112的内部，容纳配设有与外筒112同心且直径比外筒12的直径小的筒状体115。

筒状体115是把附有催化剂的冲孔金属板卷绕成筒状而形成的，其设置在前、后连接筒113、114的端缘之间。

如图4所示，这个筒状体115与对称配置在外筒112的轴向中央部内周上并大致呈槽钢形的一对支承件116、116的外周中央部116a处与其接合，由此上述筒状体115被支承在外筒112内。

上述配置在外筒112内的筒状体15是由附有催化剂的多孔板构成的，并且与上游的排气连接管111连通，排气通过筒状体115内部和在其外侧的外筒112的内部，流向下游，在这个过程中，排气通过筒状体115而被净化，从而构成了废气净化装置。

在上述外筒112的一部分，开设有排气漏孔117、117。如图2所示，漏孔117、117是两个、并设置在上述外筒112的下方，以使作为内筒部件的筒状体115和外筒112之间的空间S与外筒112外侧的第一膨胀室108连通。

漏孔117的数量是任意的，此外，其直径也是任意的。漏孔117、117的配置位置分别在与外筒112两端部相隔1/4全长的位置上。因此，也就是分别设置在与内部的筒状体115的轴向中心部前后隔开1/4全长的位置上。

连接在朝向第二膨胀室109内部的外筒112的后部112b上的连接筒114，其小直径的后部114b与俯视大致呈U字形、侧视大致呈U字形的长度较长的第一连通管118的前端部118a(上游端部)连接，连通管118的上游直线部118b，在第二膨胀室109内向后方延伸，并穿过第二隔板107，而朝向第三膨胀室110的内部。

第一连通管118的U字形部118c，朝向第三膨胀室110内并向前方作U字形转弯，而连接在U字形部118c的下游部上的中游直线部118d，则穿过第二隔板107而朝向第二膨胀室109内部。

第一连通管118的下游直线部118e，穿过第一隔板106，开口端118f在第一膨胀室108的前半部开口。

在第一膨胀室108内部，安装有被分隔开的连接管111和附有催化剂的筒状体115，并设有通过漏孔117、117与该膨胀室108连通的外筒112，与废气净化装置连通的连通管118的下游端部在该膨胀室108内开口。

第一膨胀室108和第二膨胀室109，用设置成贯穿第一隔板106的较短的第二连通管119连通并连接起来。第二膨胀室109和第三膨胀室110，则用设置成贯穿第二隔板107的较短的第三连通管120连通并连接起来。

从外部封闭第三膨胀室110的后端板105，呈向后方弯曲并鼓出来的形状，在该后端板105的下部设有安装孔105a，尾管121以贯穿这个安装孔的方式连接在后端板105上，由此使第三膨胀室110与外部气体连通。

尾管121的后部121b向后方突出，其中间部～前半部121a朝向第三膨胀室110的内部。

如上所述，催化剂筒状体(筒状体)，与上述实施例一样，配置排气气流的最上游的膨胀室，即第一膨胀室108内，该第一膨胀室108是距与作为发动机侧的排气管连接的连接管最近的膨胀室。

图7是表示内置有本发明废气净化装置的消声器的特性的曲线图。

曲线图中的横轴表示发动机的转速，纵轴表示发动机输出。

用粗虚线a所示的比较例1，表示在上述外筒12上不设置漏孔的结构，细虚线b所示的比较例2，表示在上述外筒12上有一个漏孔的结构，实线c所示的实施例，表示在上述外筒12上有两个漏孔的结构。

从该曲线图可以知道，在发动机的输出为峰值前后的转速下，有一个漏孔的曲线b的发动机输出比没有漏孔的曲线a的高，而有两个漏孔的实施例的曲线c比比较例1具有更高的输出特性。

另外，虽然在本发明中只表示了设有两个漏孔的例子，但，漏孔的数量可以是任意的。此外，在上述各实施方式中，把漏孔设置在外筒的下侧，但，它也可以设置在圆周方向上的任意位置上。

本发明的废气净化装置优选容纳和配置在自动两轮车的消声器内。

Claims (3)

1.一种废气净化装置，其是将附有催化剂的多孔板所形成的催化剂筒状体，容纳在具有多个膨胀室的消声器内而构成的，其特征在于，

上述催化剂筒状体配置在排气气流的最上游的膨胀室中，即距离与作为发动机侧的排气管连接的连接管最近的膨胀室中；

用外筒包覆上述催化剂筒状体的外周，在该外筒上设有前后方向隔开距离、且在前后方向上与催化剂筒状体重叠的多个漏孔；

使通过催化剂筒状体的圆周的一部分废气，通过上述多个漏孔泄漏到上述膨胀室中；并且

设置在上述外筒上的上述多个漏孔，分别设置在上述筒状体的前半部与后半部上。

2.根据权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于，在上述催化剂筒状体与外筒之间的间隙中设有壁体，上述多个漏孔分别设置在该壁体的前、后方。

3.根据权利要求2所述的废气净化装置，其特征在于，上述壁体设置在催化剂筒状体的中央，上述多个漏孔从该壁体的前后等距离设置。

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