JP2000073750A - マニホールドコンバータ - Google Patents

マニホールドコンバータ

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JP2000073750A
JP2000073750A JP10239756A JP23975698A JP2000073750A JP 2000073750 A JP2000073750 A JP 2000073750A JP 10239756 A JP10239756 A JP 10239756A JP 23975698 A JP23975698 A JP 23975698A JP 2000073750 A JP2000073750 A JP 2000073750A
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JP
Japan
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cylindrical container
cap
catalyst carrier
plate
exhaust gas
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JP10239756A
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English (en)
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Yasunori Anno
恭則 安納
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Marelli Corp
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Calsonic Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
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    • F01N3/2867Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being placed at the front or end face of catalyst body
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、排ガスを浄化するために、車両排
気系に装着されるマニホールドコンバータに関し、筒状
容器およびキャップの熱変形による亀裂、破損を、確実
に防止することを目的とする。 【解決手段】 筒状容器21と、筒状容器21内に収容
される触媒担体31と、筒状容器21の内壁21aに沿
って配置され、触媒担体31の両端をそれぞれ支持する
環状のキャップ39とを備えてなるマニホールドコンバ
ータにおいて、筒状容器21の内壁21aに、各キャッ
プ39の触媒担体31と反対側に当接し、キャップ39
の軸長方向への移動を規制する規制部41、43を設け
てなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガスを浄化する
ために、車両排気系に装着されるマニホールドコンバー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、車両排気系には、排ガス中のC
O等の有害成分を浄化するために触媒コンバータが装着
されている。これ等触媒コンバータのうち、排気マニホ
ールドの排ガス排出口に直接装着するものは、マニホー
ルドコンバータと称されている。
【0003】図7は、実開平6−80815号公報等に
開示されるこの種のマニホールドコンバータを示してい
る。図において、マニホールドコンバータは、金属製の
筒状容器1を備えており、この筒状容器1の排ガス流入
側には、上流側ディフューザ2が溶接されている。上流
側ディフューザ2には、排気マニホールド3の4本のパ
イプ3a、3b、3c、3dの各排出端が接続されてい
る。
【0004】筒状容器1の排ガス流出側には、排ガス流
出口4が形成された下流側ディフューザ5が溶接されて
いる。筒状容器1内には、排ガスを浄化するためのセラ
ミックス製の触媒担体6が収容されている。触媒担体6
の両端には、触媒担体6の外周に沿って、金属メッシュ
からなる緩衝材7がそれぞれ環状に配置されている。
【0005】触媒担体6の周囲には、織布状の金属細線
からなるサポータ8および熱膨張性を有する無機材マッ
ト9が巻回されている。サポータ8により、触媒担体6
は、筒状容器1内に弾性的に保持されている。無機材マ
ット9は、触媒担体6内に流通する排ガスの温度により
膨張し、排ガスが触媒担体6の周囲から下流側に漏洩す
ることを防止する。
【0006】各緩衝材7の触媒担体6と反対側には、筒
状容器1の内壁に沿って、環状の金属製のキャップ10
が配置されている。キャップ10は、図8に示すよう
に、触媒担体6の端面に対向する環状フランジ部10a
を有している。環状フランジ部10aの外周は、触媒担
体6の外径より大きく形成され、環状フランジ部10a
の内周は、触媒担体6の外径より小さく形成されてい
る。
【0007】環状フランジ部10aの外周側および内周
側には、触媒担体6に向けて延在する筒状部10bおよ
び筒状部10cが、それぞれ形成されている。キャップ
10には、環状フランジ部10a、筒状部10b、10
cにより、緩衝材7を配置する断面コ字状の空間10d
が形成されている。
【0008】キャップ10は、環状の一部10eを切断
して、C字状に形成されており、キャップ10の径方向
への熱膨張が規制されることを防止している。そして、
図7に示すように、触媒担体6は、緩衝材7を介して、
各キャップ10に両端を押圧されており、この状態を保
持して、各キャップ10と筒状容器1とが、それぞれ4
箇所ずつ栓溶接11されている。
【0009】そして、触媒担体6は、キャップ10によ
り、筒状容器1内の所定の位置に支持されている。上述
したマニホールドコンバータでは、エンジンから排出さ
れる排ガスは、排気マニホールド3および上流側ディフ
ューザ2を通って、触媒担体6内に流入する。
【0010】触媒担体6内に流入した排ガスは、触媒担
体6内で浄化され、下流側ディフューザ5の排ガス流出
口4を通って、下流側に配設される消音器等を設けた排
気系に導かれる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のマニ
ホールドコンバータでは、エンジンの駆動時には、筒状
容器6内に高温の排ガスが流入するため、エンジンの駆
動、停止の繰り返しにより、筒状容器6とキャップ10
とが、それぞれ熱膨張および熱収縮を繰り返す。
【0012】特に、排ガス流入側に位置するキャップ1
0は、排ガスが直接当たるため、筒状容器1に比べて大
きく熱膨張する。このため、筒状容器1およびキャップ
10には、熱膨張、熱収縮に伴って、栓溶接部分11に
熱応力が掛かり、このような状態が長期間にわたり続く
と、筒状容器1とキャップ10との栓溶接部分11に亀
裂が発生し、高温の排ガスの一部が、筒状容器6外に漏
洩するおそれがあった。
【0013】また、亀裂がさらに進行し、キャップ10
自体が破損すると、破損したキャップ10により、触媒
担体6の上流側端部が削られてしまうおそれがあった。
本発明はかかる従来の問題点を解決するためになされた
もので、筒状容器およびキャップの熱変形による亀裂、
破損を、確実に防止することができるマニホールドコン
バータを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1のマニホールド
コンバータは、筒状容器と、前記筒状容器内に収容され
る触媒担体と、前記筒状容器の内壁に沿って配置され、
前記触媒担体の両端をそれぞれ支持する環状のキャップ
とを備えてなるマニホールドコンバータにおいて、前記
筒状容器の内壁に、前記各キャップの前記触媒担体と反
対側に当接し、該キャップの軸長方向への移動を規制す
る規制部を設けてなることを特徴とする。
【0015】請求項2のマニホールドコンバータは、請
求項1記載のマニホールドコンバータにおいて、前記規
制部は、前記筒状容器の内壁に間隔を置いて固定される
板状片であることを特徴とする。請求項3のマニホール
ドコンバータは、請求項2記載のマニホールドコンバー
タにおいて、前記板状片は、前記筒状容器に一体形成さ
れていることを特徴とする。
【0016】(作用)請求項1のマニホールドコンバー
タでは、エンジンの駆動時には、筒状容器内に収容され
る触媒担体に高温の排ガスが流入するため、エンジンの
駆動、停止の繰り返しにより、筒状容器と触媒担体を支
持するキャップとが、それぞれ熱膨張および熱収縮を繰
り返す。
【0017】排ガスが直接当たるキャップは、筒状容器
に比べて大きく熱膨張するが、キャップは、筒状容器に
固定される規制部に当接することで筒状容器内の所定の
場所に位置しているため、径方向に自在に熱膨張、熱収
縮を繰り返すことができる。このため、キャップおよび
筒状容器に熱応力が生じることが防止され、筒状容器お
よびキャップの熱変形による亀裂、破損が確実に防止さ
れる。
【0018】請求項2のマニホールドコンバータでは、
規制部が、筒状容器の内壁に間隔を置いて固定される板
状片により構成されるため、簡易な構造で確実に、キャ
ップおよび筒状容器に熱応力が生じることが防止され
る。請求項3のマニホールドコンバータでは、板状片が
筒状容器に一体形成されるため、板状片を容易に形成す
ることができる。
【0019】また、一体形成することにより、板状片お
よび筒状容器に熱応力が生じることが防止されるため、
より熱変形に強いマニホールドコンバータを形成するこ
とができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。
【0021】図1は、本発明のマニホールドコンバータ
の第1の実施形態(請求項1および請求項2に対応す
る)を示している。図において、本実施形態のマニホー
ルドコンバータは、金属製の筒状容器21を備えてお
り、この筒状容器21の排ガス流入側には、上流側ディ
フューザ23が溶接されている。
【0022】上流側ディフューザ23には、排気マニホ
ールド25の4本のパイプ25a、25b、25c、2
5dの各排出端が接続されている。筒状容器21の排ガ
ス流出側には、排ガス流出口27が形成された下流側デ
ィフューザ29が溶接されている。筒状容器21内に
は、排ガスを浄化するためのセラミックス製の触媒担体
31が収容されている。
【0023】触媒担体31の両端には、触媒担体31の
外周に沿って、金属メッシュからなる緩衝材33がそれ
ぞれ環状に配置されている。触媒担体31の周囲には、
織布状の金属細線からなるサポータ35および熱膨張性
を有する無機材マット37が巻回されている。サポータ
35により、触媒担体31は、筒状容器21内に弾性的
に保持されている。
【0024】無機材マット37は、触媒担体31内に流
通する排ガスの温度により膨張し、排ガスが触媒担体3
1の周囲から下流側に漏洩することを防止する。各緩衝
材33の触媒担体31と反対側には、筒状容器21の内
壁21aに沿って、環状の金属製のキャップ39が配置
されている。キャップ39は、従来と同様の形状のもの
が使用されており、図2に示すように、触媒担体31の
端面に対向する環状フランジ部39aを有している。
【0025】環状フランジ部39aの外周は、触媒担体
31の外径より大きく形成され、環状フランジ部39a
の内周は、触媒担体31の外径より小さく形成されてい
る。環状フランジ部39aの外周側および内周側には、
触媒担体31に向けて延在する筒状部39bおよび筒状
部39cが、それぞれ形成されている。キャップ39に
は、環状フランジ部39a、筒状部39b、39cによ
り、緩衝材33を配置する断面コ字状の空間39dが形
成されている。
【0026】キャップ39は、環状の一部39eを切断
して、C字状に形成されており、キャップ39の径方向
への熱膨張が規制されることを防止している。また、図
1に示すように、筒状容器21の内壁21aには、各キ
ャップ39の触媒担体31と反対側に、四角形形状の金
属からなる板状片41が、配設されている。
【0027】板状片41は、キャップ39および緩衝材
33を触媒担体31の両端に押圧した状態で、筒状容器
21の内壁21aに溶接されている。板状片41の突出
長さは、キャップ39の環状フランジ39aの幅とほぼ
同一にされている。この実施形態では、図3に示すよう
に、板状片41は、筒状容器21の内壁21aに、等間
隔を置いて4箇所に溶接されている。
【0028】そして、キャップ39は、押圧される緩衝
材33の復元力により、板状片41に押圧状態で当接さ
れ、筒状容器21内に、径方向に摺動自在に支持されて
いる。上述したマニホールドコンバータでは、エンジン
から排出される排ガスは、排気マニホールド25および
上流側ディフューザ23を通って、触媒担体31内に流
入する。
【0029】触媒担体31内に流入した排ガスは、触媒
担体31内で浄化され、下流側ディフューザ29の排ガ
ス流出口27を通って、下流側に配設される消音器等の
排気系に導かれる。この際、エンジンの駆動、停止の繰
り返しにより、筒状容器21、板状片41およびキャッ
プ39が、それぞれ熱膨張および熱収縮を繰り返す。
【0030】特に、排ガス流入側に位置する板状片41
およびキャップ39は、排ガスが直接当たるため、筒状
容器21に比べて大きく熱膨張する。キャップ39は、
板状片41に当接した状態を保持しながら、径方向に自
在に熱膨張および熱収縮を繰り返すことができるため、
キャップ39に熱応力が生じることが防止される。
【0031】また、板状片41は、筒状容器21との溶
接部分が小さいため、板状片41の熱膨張、熱収縮に伴
い、板状片41および筒状容器に発生する熱応力は、極
小さいものとなる。このため、マニホールドコンバータ
の各部に、熱応力が生じることが防止され、亀裂等が発
生することが防止される。
【0032】以上のように構成されたマニホールドコン
バータでは、触媒担体31が収容される筒状容器21の
内壁21aに、各キャップ39の触媒担体31と反対側
に当接し、触媒担体31の軸長方向への移動を規制する
板状片41を溶接したので、排ガスの流通に伴い、キャ
ップ39は、板状片41に当接した状態で、径方向に自
在に熱膨張、熱収縮を繰り返すことができ、キャップ3
9および筒状容器21に熱応力が生じることを防止する
ことができる。
【0033】このため、筒状容器21およびキャップ3
9の熱変形による亀裂、破損を確実に防止することがで
きる。また、筒状容器21の内壁21aに等間隔を置い
て4箇所に板状片41を溶接したので、簡易な構造で確
実に、板状片41および筒状容器21に生じる熱応力を
小さくすることができ、板状片41と筒状容器21との
間に、熱応力による亀裂が発生することを防止すること
ができる。
【0034】図4は、本発明のマニホールドコンバータ
の第2の実施形態(請求項3に対応する)を示してい
る。本実施形態では、キャップ39を触媒コンバータ3
1に向けて押圧する板状片43が、筒状容器21に一体
形成されている。板状片43は、図5に示すように、筒
状容器21の開口端21bに、等間隔を置いて4箇所に
一対の切込部21cを入れ、内側に折り曲げることによ
り形成されている。
【0035】切込部21cの長さは、キャップ39の環
状フランジ部39aの幅と、ほぼ同一にされている。ま
た、図4に示すように、上流側ディフューザ23は、切
込部21cを完全に覆った状態で、筒状容器21に溶接
されている。この実施形態においても、上述した第1の
実施形態と同様の効果を得ることができるが、この実施
形態では、筒状容器21の開口端21bに切込部21c
を形成し、この切込部21cを内側に折曲することで、
筒状容器21に板状片43を一体形成したので、板状片
43を容易に形成することができる。
【0036】また、一体形成することにより、筒状容器
21および板状片43に熱応力が生じることを防止する
ことができる。なお、上述した第1の実施形態では、筒
状容器21の内側に、板状片41を4箇所に溶接した例
について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定され
るものでなく、例えば、板状片41を6箇所に溶接して
も良く、一般的には、板状片41の大きさを小さくし
て、多数の箇所に溶接することで、板状片41および筒
状容器21に生じる熱応力を、より小さくすることがで
きる。
【0037】さらに、板状片41の幾つかを、図6に示
すように、触媒担体31の排ガスが集中する場所を覆う
ような形状に形成しても良く、この場合には、排ガスの
局所的集中で発生する触媒担体31の熱劣化による破壊
を防止することができる。
【0038】
【発明の効果】請求項1のマニホールドコンバータで
は、触媒担体が収容される筒状容器の内壁に、各キャッ
プの触媒担体と反対側に当接し、触媒担体の軸長方向へ
の移動を規制する規制部を設けたので、キャップは、径
方向に自在に熱膨張、熱収縮を繰り返すことができ、キ
ャップおよび筒状容器に熱応力が生じることを防止する
ことができる。
【0039】このため、筒状容器およびキャップの熱変
形による亀裂、破損を確実に防止することができる。請
求項2のマニホールドコンバータでは、筒状容器の内壁
に間隔を置いて板状片を固定したので、簡易な構造で確
実に、キャップおよび筒状容器に熱応力が生じることを
防止することができる。
【0040】請求項3のマニホールドコンバータでは、
板状片を筒状容器に一体形成したので、板状片を容易に
形成することができる。また、一体形成することによ
り、板状片および筒状容器に熱応力が生じることを防止
することができ、より熱変形に強いマニホールドコンバ
ータを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマニホールドコンバータの第1の実施
形態を示す一部切欠き正面図である。
【図2】キャップの詳細を示す斜視図である。
【図3】キャップと板状片との当接の状態を示す斜視図
である。
【図4】本発明のマニホールドコンバータの第2の実施
形態を示す一部切欠き正面図である。
【図5】キャップと板状片との当接の状態を示す斜視図
である。
【図6】排ガスが局所的に集中する場所に、板状片を固
定した例を示す斜視図である。
【図7】従来のマニホールドコンバータを示す一部切欠
き正面図である。
【図8】キャップの詳細を示す斜視図である。
【符号の説明】
21 筒状容器 21a 内壁 21b 開口端 21c 切込部 23 上流側ディフューザ 25 排気マニホールド 25a、25b、25c、25d パイプ 27 排ガス流出口 29 下流側ディフューザ 31 触媒担体 33 緩衝材 35 サポータ 37 無機材マット 39 キャップ 39a 環状フランジ部 39b 筒状部 39c 筒状部 39d 空間 39e 一部 41 板状片 43 板状片

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状容器(21)と、 前記筒状容器(21)内に収容される触媒担体(31)
    と、 前記筒状容器(21)の内壁(21a)に沿って配置さ
    れ、前記触媒担体(31)の両端をそれぞれ支持する環
    状のキャップ(39)とを備えてなるマニホールドコン
    バータにおいて、 前記筒状容器(21)の内壁(21a)に、前記各キャ
    ップ(39)の前記触媒担体(31)と反対側に当接
    し、該キャップ(39)の軸長方向への移動を規制する
    規制部(41、43)を設けてなることを特徴とするマ
    ニホールドコンバータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマニホールドコンバータ
    において、 前記規制部は、前記筒状容器(21)の内壁(21a)
    に間隔を置いて固定される複数個の板状片(41)であ
    ることを特徴とするマニホールドコンバータ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のマニホールドコンバータ
    において、 前記板状片(43)は、前記筒状容器(21)に一体形
    成されていることを特徴とするマニホールドコンバー
    タ。
JP10239756A 1998-08-26 1998-08-26 マニホールドコンバータ Pending JP2000073750A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233827A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Toyota Motor Corp 排気浄化装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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