CN104047685B - 带有催化转换器的消音器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有催化转换器的消音器，可在消音器箱内利用单一隔壁稳定良好地支撑催化转换器，是紧凑的。在消音器箱（22）内收容有催化转换器（34）的带有催化转换器的消音器中，消音器箱是使开放面对接的第1和第2箱半体（23、24）与插装在它们之间的隔壁（25）这三者的外周端结合而构成的，在第1箱半体和隔壁之间限定与排气入口管（29）相连的第1消音室（27），并在第2箱半体和隔壁之间限定与尾管（43）相连的第2消音室（28），在隔壁上形成有分别突出到第1和第2消音室（27、28）侧的一对支撑凸座（33a、33b），利用这两个支撑凸座支撑使第1和第2消音室之间连通的催化转换器（34）的保持筒（36）。

Description

带有催化转换器的消音器
技术领域
本发明涉及带有催化转换器的消音器的改良，该带有催化转换器的消音器具有：消音器箱；排气入口管，其设置在该消音器箱上并与发动机的排气管连接；尾管，其设置在该消音器箱上并向大气开口；以及催化转换器，其在所述消音器箱内插装在使所述排气入口管和尾管之间连通的排气路径上。
背景技术
这种带有催化转换器的消音器例如如专利文献1所公开那样，是已公知的。
专利文献1：日本特许第3237333号公报
在以往的这种带有催化转换器的消音器中，为了在消音器箱内稳定良好地支撑催化转换器，具有保持间隔地排列的一对隔壁，这些隔壁使消音器大型化。这种消音器的大型化特别是在与各种作业机结合的通用发动机中，容易招致消音器与其它物体的干扰，不是优选的。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作成的，本发明的目的是提供一种可在消音器箱内利用单一隔壁稳定良好地支撑催化转换器的、紧凑的所述带有催化转换器的消音器。
为了达到上述目的，本发明提供一种带有催化转换器的消音器，所述带有催化转换器的消音器具有：消音器箱；排气入口管，其设置在该消音器箱上并与发动机的排气管连接；尾管，其设置在该消音器箱上并向大气开口；以及催化转换器，其在所述消音器箱内插装在使所述排气入口管和尾管之间连通的排气路径上，所述带有催化转换器的消音器的第1特征在于，所述消音器箱是使开放面相互对接的第1箱半体和第2箱半体以及插装在该第1箱半体和第2箱半体之间的隔壁这三者的外周端结合而构成的，在所述第1箱半体和所述隔壁之间限定与所述排气入口管相连的第1消音室，并在第2箱半体和所述隔壁之间限定与所述尾管相连的第2消音室，在所述隔壁上形成有分别突出到所述第1消音室和第2消音室侧并相互保持间隔地排列的一对支撑凸座，利用这两个支撑凸座支撑使所述第1消音室和第2消音室之间连通的所述催化转换器的保持筒。
并且，本发明除了第1特征以外，其第2特征在于，使用外周部相互紧密接触的一对隔壁板构成所述隔壁，在这些隔壁板上形成有所述一对支撑凸座。
而且，本发明除了第1或第2特征以外，其第3特征在于，在所述一对隔壁板上分别形成有向所述第1消音室和第2消音室侧分别鼓出而在相互间限定第3消音室的鼓出部，在其中一个鼓出部上设置有使所述第2消音室和第3消音室之间连通的多个消音通孔，并且尾管的内端开口于所述第3消音室。
而且，本发明除了第1～第3特征中的任一项以外，其第4特征在于，在所述催化转换器的保持筒的两端部附设有夹着内部的催化剂而相互对置的火焰消除器。
而且，本发明除了第1～第4特征中的任一项以外，其第5特征在于，为了促进所述催化转换器中的废气净化反应，使供给到所述排气管或者排气入口管的二次空气在所述第1消音室中与废气混合。
根据本发明的第1特征，消音器箱是使开放面相互对接的第1和第2箱半体以及插装在该第1和第2箱半体之间的单一隔壁这三者的外周端结合而构成的，在第1箱半体和隔壁之间限定与排气入口管相连的第1消音室，并在第2箱半体和隔壁之间限定与尾管相连的第2消音室，在隔壁上形成有分别突出到第1和第2消音室侧并相互保持间隔地排列的一对支撑凸座，利用这两个支撑凸座支撑使第1和第2消音室之间连通的催化转换器的保持筒，因而可在消音器箱内利用单一隔壁稳定良好地支撑催化转换器，可实现带有催化转换器的消音器的紧凑化。
根据本发明的第2特征，使用外周部相互紧密接触的一对隔壁板构成所述隔壁，在这些隔壁板上形成有所述一对支撑凸座，因而可在各隔壁板为单体时容易地成型对应的支撑凸座，成型性良好。而且，通过使催化转换器的保持筒与两隔壁板的支撑凸座结合，使得两隔壁板的外周部相互紧密接触而构成单一隔壁，可将隔壁容易地夹持结合在第1和第2箱半体之间，制作性良好。
根据本发明的第3特征，在所述一对隔壁板上分别形成有向第1和第2消音室侧分别鼓出而在相互间限定第3消音室的鼓出部，在其中一个鼓出部上设置有使第2和第3消音室之间连通的多个消音通孔，并且尾管的内端开口于第3消音室，因而可在第2消音室和尾管之间简单增设第3消音室，可提高消音效果。
根据本发明的第4特征，在催化转换器的保持筒的两端部附设有夹着内部的催化剂而相互对置的火焰消除器，因而即使在催化剂中伴随废气的无害化反应而产生火焰，也可以利用一对火焰消除器将该火焰抑制在催化转换器内。
根据本发明的第5特征，为了促进催化转换器中的废气净化反应，使供给到所述排气管或者排气入口管的二次空气在所述第1消音室中与废气混合，因而二次空气可在第1消音室中与废气良好混合之后被供给到催化剂，可有效地促进催化剂中的净化反应。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的通用发动机的侧视图。
图2是沿图1的箭头2方向观察的图。
图3是图2中的消音器的放大图。
图4是沿图3的4－4线的剖视图。
图5是沿图4的箭头5方向观察的图。
标号说明
E：发动机；5：排气管；6：消音器；22：消音器箱；23：第1箱半体；24：第2箱半体；25：隔壁；25A、25B：隔壁板；27：第1消音室；28：第2消音室；29：排气入口管；33a、33b：支撑凸座；34：催化转换器；35：催化剂；36：保持筒；37：火焰消除器；39：第3消音室；40a、40b：鼓出部；41：消音通孔；43：尾管。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施方式。
首先在图1和图2中，用于驱动发电机及其它各种作业机的通用发动机E具有：曲轴箱1，其在下端具有安装法兰1a；气缸体2，其连设在该曲轴箱1的上部并向曲轴箱1的一侧倾斜；以及气缸盖3，其连设在该气缸体2的上端。在气缸盖3的开设进气口的一侧面安装有化油器4。过滤发动机E的进气的空气滤清器8与该化油器4的空气入口连接。上述安装法兰1a安装在支撑发动机E的作业机的框架F上。
并且，气缸盖3的开设排气口的另一侧面经由排气管5连接有消音器6。该消音器6配置在气缸盖3和气缸体2的正上方。并且，支撑在作业机的框架F上的燃料箱7配置在上述消音器6的一侧和空气滤清器8的正上方。
二次空气导入管10的下游端与所述排气管5连接，该二次空气导入管10的上游端经由单向阀11连接有专用的空气过滤器12。二次空气导入管10的中间部由安装在气缸体2上的管保持器49保持。
空气过滤器12通过将其具有的一对托架13、13利用螺栓紧固在气缸体2和气缸盖3上而被固定，并且配置在发动机E的曲轴箱1和气缸体2的下表面之间的空间内。该空气过滤器12构成为使其空气入口12a指向与消音器6的尾管43的排气出口相同的方向。
单向阀11由灵敏地响应于排气脉冲的簧片阀构成，当受到发动机E的排气脉冲的正压时关闭，当受到负压时打开。该单向阀11安装在空气过滤器12的一侧壁。
在排气管5的中间部一体地连接有具有与其内部连通的二次空气入口的连接法兰14。二次空气导入管10是铜制，其下游端的连接法兰15与上述连接法兰14螺栓结合，并且二次空气导入管10配置成沿着气缸盖3和气缸体2的一侧面弯曲，由此将二次空气导入管10的管长设定得尽量长。该二次空气导入管10的上游端经由橡皮管17与单向阀11的出口管16连接。这样，由于将橡皮管17用作接合部，因而可容易地进行二次空气导入管10与单向阀11的连接。
在单向阀11或其附近附设有感温传感器18，感温传感器18检测出周围温度为预定值以上而停止发动机E的运转。并且，在单向阀11上设置有排水口19，排水口19将在二次空气导入管10的内壁结露而流下的水滴排出到外部，排水口19通常由排水螺栓20闭锁。而且，弯曲的二次空气导入管10的各部以使在其内壁结露的水滴不停滞的方式水平或者带下坡地进行配置。
下面，根据图2～图4对消音器6的结构进行说明。
如图2和图3所示，消音器6通过将在其侧面焊接的托架21利用螺栓紧固在作业机的框架F上而固定。在图3和图4中，形成消音器6的主体的消音器箱22是通过将开放面相互对接的第1和第2箱半体23、24与夹持在该第1和第2箱半体23、24之间的单一隔壁25这三者敛缝结合而构成的，该敛缝结合所使用的敛缝片26在第1和第2箱半体23、24中的一方的外周端以包覆另一方的外周端和隔壁25的外周端的方式形成为截面U字状。分别在第1箱半体23和隔壁25之间限定了第1消音室27，并在第2箱半体24和隔壁25之间限定了第2消音室28。
隔壁25是使2块隔壁板25A、25B的外周部重叠而构成的，然而在消音器箱22的一角对敛缝片26进行切口，并使隔壁板25A、25B之间呈管状进行扩口（参照图5），在该扩口的部分的内周面48嵌插、焊接有排气入口管29。在该排气入口管29和第1消音室27侧的隔壁板25A上设置有使排气入口管29内与所述第1消音室27连通的连通孔30。在排气入口管29的上游端形成有连接法兰32，该连接法兰32利用螺栓与所述排气管5的下游端的连接法兰31结合。
并且，在隔壁板25A、25B上形成有突出到第1和第2消音室27、28侧并相互保持间隔地排列的一对支撑凸座33a、33b，利用这些支撑凸座33a、33b支撑催化转换器34。该催化转换器34由以下部分构成：保持筒36，其由与支撑凸座33a、33b焊接的外筒36a、和以在中间部处与外筒36a之间形成绝热空间47的方式与外筒36a的两端焊接的内筒36b构成；以及三元催化剂35，其嵌装在该内筒36b的内周面并使第1和第2消音室27、28之间连通，在内筒36b的两端部内周面嵌合、焊接有夹着催化剂35而相互对置的带有多个小孔38、38…的火焰消除器37、37。
而且，在隔壁板25A、25B上形成有分别向第1和第2消音室27、28侧鼓出而在相互间限定第3消音室39的鼓出部40a、40b，在第2消音室28侧的鼓出部40b上设置有使第2消音室28和第3消音室39之间连通的多个消音通孔41、41…。
并且，在第1消音室27侧的鼓出部40a和第1箱半体23之间架设并焊接有尾管支撑筒42，在该尾管支撑筒42上焊接有贯通其中心并使第3消音室39朝大气开放的尾管43的两端部。该尾管43在周壁穿设有多个消音孔44、44…，在尾管支撑筒42内填充有以与这些消音孔44、44…面对的方式围绕尾管43的吸音材料45。并且，在第1和第2箱半体23、24的内表面粘贴有分别面临第1和第2消音室27、28的绝热吸音材料46。
下面，对该实施方式的作用进行说明。
在发动机E的运转中，从其燃烧室排出到排气管5的废气按以下方式通过消音器6内。即，依次通过排气入口管29、连通孔30、第1消音室27、催化剂35、第2消音室28、消音通孔41、第3消音室39和尾管43而被消音，并放出到大气。其间，在催化剂35中，废气中的HC和CO2通过氧化反应而无害化，NOx通过还原反应而无害化，为了促进这些无害化反应，利用发动机E的排气脉冲将二次空气按以下方式供给到上述废气中。
当在发动机E的排气行程中在排气管5内产生的排气脉冲的正压经过二次空气导入管10而传递到单向阀11时，单向阀11关闭，阻止该正压向空气过滤器12侧的传递。然后，当排气脉冲的负压经过二次空气导入管10而传递到单向阀11时，单向阀11打开，向空气过滤器12传递，伴随于此，大气被引入到空气过滤器12进行过滤，通过单向阀11和二次空气导入管10被吸入到排气管5内，在第1消音室27中与废气良好混合之后被供给到催化剂35，可有效地促进所述无害化反应。
万一在催化剂35中伴随所述无害化反应而产生火焰，由于一对火焰消除器37、37夹着催化剂35对置，因而也可以将上述火焰抑制在催化转换器34内。
另外，混入废气中的二次空气在独立于发动机E的空气滤清器8的专用的空气过滤器12中被过滤，因而可防止发动机E的进气脉冲和排气脉冲相互干扰，可充分发挥利用了发动机E的进气脉冲和惯性效果的输出性能，并且可以可靠地利用排气脉冲进行二次空气向废气的供给。
而且，由于空气过滤器12配置在发动机E的曲轴箱1和气缸体2的下表面之间，因而可将发动机E的曲轴箱1与气缸体2的下表面之间的本来成为死空间的部位有效用于空气过滤器12的设置，可抑制由该设置引起的发动机E整体的外形的大型化。
此外，由于在配置于气缸体2的下方的空气过滤器12上附设的单向阀11和与气缸盖3连接的排气管5之间的距离比较长时，而且使单向阀11与排气管5连接的二次空气导入管10以沿着气缸体2的一侧弯曲的方式配置，因而可将二次空气导入管10的全长确保得充分长，可有效地利用由负压引起的二次空气的进气惯性，确保二次空气向废气的供给，可更有效地进行催化剂35中的所述无害化反应。并且，二次空气导入管10配置在气缸体2的一侧也有助于抑制发动机E整体的外形的大型化。
万一发生这样的情况：单向阀11发生故障而开放，由此，废气经过二次空气导入管10而侵入到空气过滤器12侧，从空气过滤器12的空气入口12a放出到大气，由于该空气入口12a朝向与消音器6的尾管43的排气出口相同的方向，一般不使障碍物与消音器6的排气出口对置，因而从上述空气入口12a放出的废气也不会接触到障碍物。
并且，当由于废气向单向阀11侧的侵入而使单向阀11过热到预定温度以上时，设置在单向阀11或其附近的感温传感器18进行工作，停止发动机E的运转，因而可防止由上述过热引起的周边设备的故障。
在发动机E的运转停止后，在二次空气导入管10的内壁产生结露，当由此产生的水滴流下到单向阀11而积存时，如果打开排水口19，就可以将上述水滴从排水口19排出到外部。
在消音器6中，消音器箱22是使开放面相互对接的第1和第2箱半体23、24以及插装在该第1和第2箱半体23、24之间的单一隔壁25这三者的外周端结合而构成的，在第1箱半体23和隔壁25之间限定与排气入口管29相连的第1消音室27，并在第2箱半体24和隔壁25之间限定与尾管43相连的第2消音室28，在隔壁25上形成有分别突出到第1和第2消音室27、28侧并相互保持间隔地排列的一对支撑凸座33a、33b，利用这两个支撑凸座33a、33b支撑使第1和第2消音室27、28之间连通的催化转换器34的保持筒36，因而可在消音器箱22内利用单一隔壁25稳定良好地支撑催化转换器34，可实现带有催化转换器的消音器6的紧凑化。
此时，使用外周部相互紧密接触的一对隔壁板25A、25B构成所述隔壁25，在这些隔壁板25A、25B上形成有所述一对支撑凸座33a、33b，因而可在各隔壁板25A、25B为单体时容易地成型对应的支撑凸座33a、33b，成型性良好。而且，通过使催化转换器34的保持筒36与两隔壁板25A、25B的支撑凸座33a、33b结合，使得两隔壁板25A、25B的外周部相互紧密接触而构成单一隔壁25，可将隔壁25容易地夹持结合在第1和第2箱半体23、24之间，制作性良好。
并且，在一对隔壁板25A、25B上分别形成有向所述第1和第2消音室27、28侧分别鼓出而在相互间限定第3消音室39的鼓出部40a、40b，在其中一个鼓出部40b上设置有使所述第2和第3消音室28、39之间连通的多个消音通孔41、41…，并且尾管43的内端开口于所述第3消音室39，因而可在第2消音室28和尾管43之间简单增设第3消音室39，可提高消音效果。
另外，本发明不限定于上述实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种设计变更。例如，二次空气导入管10的下游端部也可以如图1中的双点划线10’所示与消音器6的排气入口管29连接。

Claims (9)

1.一种带有催化转换器的消音器，所述带有催化转换器的消音器具有：消音器箱(22)；排气入口管(29)，其设置在该消音器箱(22)上并与发动机(E)的排气管(5)连接；尾管(43)，其设置在该消音器箱(22)上并向大气开口；以及催化转换器(34)，其在所述消音器箱(22)内插装在使所述排气入口管(29)和尾管(43)之间连通的排气路径上，所述带有催化转换器的消音器的特征在于，
所述消音器箱(22)是使开放面相互对接的第1箱半体和第2箱半体(23、24)以及插装在该第1箱半体和第2箱半体(23、24)之间的隔壁(25)这三者的外周端结合而构成的，在所述第1箱半体(23)和所述隔壁(25)之间限定与所述排气入口管(29)相连的第1消音室(27)，并在第2箱半体(24)和所述隔壁(25)之间限定与所述尾管(43)相连的第2消音室(28)，在所述隔壁(25)上形成有分别突出到所述第1消音室和第2消音室(27、28)侧并相互保持间隔地排列的一对支撑凸座(33a、33b)，利用这两个支撑凸座(33a、33b)支撑使所述第1消音室和第2消音室(27、28)之间连通的所述催化转换器(34)的保持筒(36)，
使用外周部相互紧密接触的一对隔壁板(25A、25B)构成所述隔壁(25)，在这些隔壁板(25A、25B)上形成有所述一对支撑凸座(33a、33b)，
所述一对隔壁板(25A、25B)的一部分分别向所述第1消音室和第2消音室(27、28)侧鼓出而在相互间限定一空间，所述尾管(43)的内端插入该空间。
2.根据权利要求1所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
在所述一对隔壁板(25A、25B)上分别形成有向所述第1消音室和第2消音室(27、28)侧分别鼓出而在相互间限定所述空间的鼓出部(40a、40b)，所述空间构成第3消音室(39)，在其中一个鼓出部(40b)上设置有使所述第2消音室和第3消音室(28、39)之间连通的多个消音通孔(41)，并且尾管(43)的内端开口于所述第3消音室(39)。
3.根据权利要求1所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
在所述催化转换器(34)的保持筒(36)的两端部附设有夹着内部的催化剂(35)而相互对置的火焰消除器(37)。
4.根据权利要求1所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
为了促进所述催化转换器(34)中的废气净化反应，使供给到所述排气管(5)或者排气入口管(29)的二次空气在所述第1消音室(27)中与废气混合。
5.根据权利要求4所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
所述催化转换器(34)配置在所述第1消音室和第2消音室(27、28)之间，使得废气经由催化转换器(34)从所述第1消音室(27)流向所述第2消音室(28)。
6.根据权利要求1所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
所述一对隔壁板(25A、25B)的外周部进一步与所述第1箱半体和第2箱半体(23、24)的外周端结合。
7.根据权利要求1所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
所述一对隔壁板(25A、25B)在其内端分支成两个分支部，
所述支撑凸座(33a、33b)设置于这些分支部的各端。
8.根据权利要求7所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
所述支撑凸座(33a、33b)与所述催化转换器(34)的所述保持筒(36)的表面连接。
9.根据权利要求2所述的带有催化转换器的消音器，其特征在于，
所述第3消音室(39)配置在所述第1消音室(27)和所述第2消音室(28)之间，
所述第1消音室(27)和所述第3消音室(39)由所述鼓出部(40a、40b)中的一方(40a)分隔，所述第2消音室(28)和所述第3消音室(39)由所述鼓出部(40a、40b)中的另一方(40b)分隔。
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