JP2001508515A

JP2001508515A - 背圧逃し装置を含むテールパイプ触媒コンバータ

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Publication number: JP2001508515A
Application number: JP53362097A
Authority: JP
Inventors: マーク・ティムコ
Original assignee: マーク・ティムコ
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2001-06-26
Also published as: EP0888492A1; WO1997035099A1; CN1224482A; CA2249262A1; BR9708127A; US5849251A; CN1088793C; AU2533497A

Abstract

(57)【要約】テールパイプ（22）に取り付けられる触媒コンバータ（1030）が排気ガス・システム（10）からの排気をさらに減少させ、州および連邦政府のより厳しい排気ガス規制基準を満たす。テールパイプ触媒コンバータ（1030）は比較的小型のセラミックまたは鋼鉄製ハウジング（32）を含み、その直径は1/2から8インチで、長さは3/4から11インチである。ハウジング（32）はNOx、NMHC、HC、およびCOのような排気ガス汚染物質と反応する触媒積層材のマトリックス・コア（34）を内蔵する。これらの汚染物質は、マトリックス・コア（34）のハネカムまたはメッシュ積層内に含まれる白金、パラジウム、ロジウムなどの一般的な触媒物質の作用により、テールパイプ内の触媒コンバータ（1030）によって削減され、酸化される。触媒コンバータ（1030）はテールパイプ（22）の内部で開端に近い一に設置されるか、またはテールパイプ（22）の端部の延長として設置される。テールパイプ触媒コンバータ（1030）はクランプ、取付ネジ、取付ブラケットなどの適当な装置（38）で固定される。コンバータは背圧を逃す装置（1050'）を含む。また、テールパイプ触媒コンバータ（1030）はトラックやオートバイのような他の車両、またはその他のガス圧縮エンジン、たとえば芝刈機にも応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】背圧逃し装置を含むテールパイプ触媒コンバータ関連する技術分野本発明は内燃機関からの排気ガスに対するテールパイプ触媒コンバータ、特に通常の車両用排気ガス放出システムからの排出ガスを減少させるためにテールパイプの開端部に取り付けられた触媒コンバータに関するものである。発明の背景乗用車、トラック、バンおよびオートバイに使用されている内燃機関が発生する排出ガスは、通常の排気ガス放出システムから放出される。通常の排気ガス放出システムは、エンジン・ブロック・マニホールドから触媒コンバータに向かって伸びる小径の排気管を含んでいる。触媒コンバータは小径の連絡排気管を経由して、消音装置に接続している。消音器の先端にはテールパイプが接続されており、テールパイプは大気に排気を放出するための開端部を持っている。近年において連邦および州政府の排気ガス規制は次第に厳しさを増し、その結果、排気システム触媒コンバータは排気ガスから未燃焼炭化水素を除去することが求められている。触媒コンバータには様々な設計があるが、典型的なものはプラチナ、パラジウム、および/またはロジウムのような貴金属をアルミナまたは押し出し加工したセラミックス基板の上にメッキしたものである。触媒コンバータの設計は、基本的に単純なハウジングの中に触媒アルミナ・ペレットを封じこめたものであり、また、場合によっては、ハネカムまたは網目のような通路で触媒基板を包んだようなより複雑なシステムを持つものもある。いずれの場合でも、触媒コンバータは炭化水素を酸化することにより、大気中に放出される汚染源を減少させる働きをする。より厳しい規格が導入されたために、新しい連邦および州のNOx、HC、CO、およびNMHCガス放出レベルの基準を満足するように炭化水素の放出を減少するような改良された排気ガス放出システムの出現が望まれている。新しい連邦および州の排気ガス放出レベルの基準を満足するような従来の技術ではテールパイプの開端部に取り付けられたテールパイプ触媒コンバータは開示されていない。従来の技術の説明様々な設計や構造の触媒式コンバータが過去に開示されている。例えば、DePa 1maらに与えられた米国特許3,492,098はエンジン・マニホールドと消音器および /または排気管の間に置かれた触媒装置を開示している。Nowakに与えられた米国特許3,771,967と3,861,981はエンジン・マニホールド排気システムと消音器の間のハネカム触媒エレメントを開示している。Sowardsらに与えられた米国特許3,9 05,775はエンジン・マニホールド排気システムと消音器の間に置かれた円筒式触媒ハネカム・モジュールを開示している。日立製作所に与えられた米国特許5,11 0,561は排気管の中間点に設置されるハネカム・コア触媒装置を開示している。これらの特許は、本発明のようにテールパイプの開端に触媒コンバータを設置することにより、排気ガス放出をさらに削減しようとするものではない。 Currieに与えられた米国特許4,530,418はエンジンの排気マニホールドからテールパイプの開端までのシステム全長を使った改良型触媒排気システムを開示している。このシステムは通常の自動車用触媒コンバータと消音器の代わりに用いられて、消音の機能と未燃焼炭化水素を変換する役目を果たす。Gebeliusに与えられた米国特許4,920,746はエンジンの排気マニホールドからテールパイプの末端までの全長を使った触媒コンバータを開示している。このシステムは自動車に使われる普通の触媒コンバータと消音器の代わりに用いられる。Urataに与えられた米国特許5,218,817はそこに示された触媒16を有する消音器2を開示している。米国特許4,020,539は入口と出口を有する触媒コンバータを開示している。これらの特許は本発明のようにテールパイプの端部に設けた触媒コンバータを開示するものではない。ドイツ特許DE3518756A1は消音器と排気システムとの接続部において排気システムに設置された触媒コンバータを開示している。この特許は本特許のようにテールパイプの開端部に近いところに設置された触媒コンバータを開示していない。以上に基づき、本発明の目的はテールパイプの端部に設けることにより排気ガス放出をさらに削減し、連邦および州の基準を満たすような触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、取付クランプ、ホース・クランプ、消音器クランプ、圧縮式口金、取付プラケット、取付ネジ、溶接、カシメ、などの方法でテールパイプ端部に容易に取り付けられるような触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、触媒式コンバータ・テールパイプの開端部の内部に、またはテールパイプの端部に延長して取り付け得る触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、車両の出力の減少を生じないで作用する触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、本発明のテールパイプ触媒コンバータを取り付けた車両の排気が格段に清浄になるように働く触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、排気システムの背圧を所定の水準以下に保つような背圧逃し弁を有するテールパイプ触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、背圧をテールパイプ触媒コンバータから逃し、内部コアをバイパスすることにより、システムの効率を保つことができるような背圧逃し弁を有するテールパイプ触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、テールパイプ触媒コンバータの入口側で排出システム内に生じる圧力の高まりを逃がしてシステムの効率を保つためのブリード・バルブ、小型逆止弁、または小型逃し弁の形態をとる背圧逃し弁を有するテールパイプ触媒コンバータを提供することにある。本発明の別の目的は、50,000ないし100,000マイルの走行ごとに交換するだけですむようなテールパイプ取付式触媒コンバータを提供することにある。本発明のさらに別の目的は、自動化された、経済的な手段で生産可能であり、しかも比較的安価に、長寿命のテールパイプ取付式触媒コンバータを提供することにある。発明の概要本発明は排気ガス放出から出る車両の排気ガスをさらに減少させ、州および連邦政府のより厳しい排気ガス規制を満たすことができるテールパイプ取付式触媒コンバータを提供する。そのテールパイプ触媒コンバータは直径が1/2インチから8インチ、長さが3/4インチから11インチまでの範囲に入る比較的小型のセラミックまたは鋼鉄製ハウジングから構成される。そのハウジングにはNOx、NMHC、H C、およびCOのような排気ガス汚染物質と反応する触媒積層材のマトリックス・コアが内蔵されている。これらの汚染物質は、マトリックス・コアのハネカムまたはメッシュ積層構造に含まれた典型的な触媒物質、例えば、プラチナ、パラジウム、ロジウム、などの働きによって、テールパイプ取付式触媒コンバータによりさらに削減され酸化される。触媒式コンバータはテールパイプの開端に近接したテールパイプ内部またはテールパイプの端部の延長部として設けられている。テールパイプの触媒コンバータは、クランプ、取付ネジ、取付ブラケットなどの適当な手段で固定されている。コンバータは背圧を逃すような装置も含んでいる。さらに、テールパイプ取付式触媒コンバータは、トラックやオートバイのような車両または他のガス圧縮エンジン、例えば、芝刈機にも使用することができる。本発明の利点を示す、様々な車両におけるテールパイプ取付式触媒コンバータの有無による差を示す実験データが得られている（下記参照）。図面の簡単な説明本発明のその他の目的、特徴、および利点は、添付された図面を参照し、望ましい実施例を説明することにより、明らかにされる。図1は本発明によるテールパイプ取付式触媒コンバータを含む通常の車両排気システムの底面図であり、図1Aは本発明による背圧逃し弁を設けたテールパイプ取付式触媒コンバータを含む通常の車両排気システムの底面図であり、図2はハネカム・マトリックスを持つテールパイプ触媒コンバータの透視図であり、図3はテールパイプ内に配置されたテールパイプ触媒コンバータの透視図であり、図4は本発明の第3実施例であり、図5は本発明の第4実施例であり、図6は本発明の第5実施例であり、図7は本発明の第6実施例であり、図8は本発明の第7実施例であり、図9は本発明の第8実施例であり、図10は本発明の第9実施例であり、図11は本発明の第10実施例であり、図12は本発明の第11実施例であり、図13は本発明の第12実施例であり、図14は本発明の第13実施例であり、図15は本発明の第14実施例であり、図16は本発明の第14実施例の断面図である。望ましい実施例の詳細説明本発明の一つの実施例は、図１、２及び３に示すように、テールパイプ２２の内部に配置された触媒コンバータを提供している。図1は典型的な自動車の標準的な普通の排気システム10を示している。この排気システム10は内燃機関12に接続された排気マニホールド14を含み、排気マニホールド14は排気管18を持つ主触媒コンバータ16に接続されている。排気管18は普通の消音器20と長く伸びるテールパイプ22を持つ。テールパイプ触媒コンバータ30は、図1および図2に示したように、テールパイプ22内部の開端部28の近くに配置されている。触媒コンバータ 30の端部30aはテールパイプ開口部28から約1インチの距離にあることが望ましいが、開口部28から最大6インチまで離して設置してもよい。主触媒コンバータ16は取付クランプ24で固定されており、消音器20は取付クランプ26に固定されており、テールパイプ触媒コンバータ30は排気システム10に対して取付クランプ38で固定されている。テールパイプ触媒コンバータ30は、図2および図3に示したように、全般的に普通の構造のものであり、触媒積層材36から成るマトリックス・コア34を内蔵した円筒形ハウジング32を含んでおり、触媒物質はTHC、NOx、NMHC、およびCOのような放出ガス汚染物質と反応する。ハウジング32はセラミック、鋼鉄、ステンレス鋼、クロームまたはその他の適当な材料でできている。コア・マトリックス34は触媒積層材36を内蔵するのに好適な通路設計であるメッシュ、ハネカムなどから構成されている。触媒積層材36はその内部に貴金属触媒を含んでいる。使用されている典型的な触媒はプラチナ、パラジウム、ロジウムおよび/またはニッケルである。触媒コンバータ30のハウジング32の外径はテールパイプ22の内径とほぼ等しい。この直径は1/2インチから8インチの範囲にあり、ハウジング32は3/4インチから11インチの長さであり、自動車、トラック、オートバイ、芝刈り機および/またはガリソン・エンジン式、ガリソン・エジソン式発電機などの用途に応じて様々に変化し得る。マトリクス・コア34の望ましい仕様の中で、直径はテールパイプに合わせて1- 3/4インチ、長さも1-3/4インチであり、1平方インチ当たり200ないし700セルの範囲にある。典型的な場合、そのようなマトリックス・コアが2、3、または4個を積み重ねて、触媒コンバータ30を構成しており、推奨する長さは6インチである。マトリックス・コア34はアルミナで約12%（重量比）の割合に被覆してあり、触媒積層材36は1立方フィート当たり30ないし50グラムの範囲で、パラジウムと白金を2：1ないし6：1の割合で含んでいる。触媒コンバータ30は図1から図3に示したように、適当な取付クランプ38でテールパイプ22の内部に固定されている。その固定にはホースクランプ、消音器クランプ、圧縮口金、取付ブラケット、取付ネジ、溶接、カシメなどのその他の適当な方法を用いてもよい。図3は第2実施例を示し、触媒コンバータ30は開端部28から6インチのところに配置されている。触媒コンバータ30は第1実施例で既に述べたような同様な方法でクランプされている。その動作中、触媒30は汚染物質を大気中に放出する前に焼却するために約500 °Fの高温に達する。本発明は、1990年式マツダ・ミアタ、1991年式フォード・ブロンコ、1993年式イントレピッドなどの異なる車両の排気システム10に装着してテストされた。これらのテストで使われたテールパイプ触媒コンバータ30には、長さが6インチ、直径がテールパイプ22の内径とほぼ等しい2インチあるハウジング32が使用された。触媒コンバータ30はテールパイプ22に装着され、その開端部28から約1インチの点に端部30aがあるようにクランプされた。テストの結果は表1から表4に示したとおり、テールパイプ触媒コンバータ30を図1と図2に示したようにテールパイプ22の端部に取り付けたとき排気ガスは格段に減少した。テスト結果は、また、触媒コンバータ30を使用したことにより、燃料消費率に不利な効果をもたらすこともなかった。第3実施例100の詳細説明テールパイプ触媒コンバータの第3実施例100は図4に示してある。第3実施例10 0にはテールパイプ触媒コンバータ130が含まれ、それはマトリックス・コア134 を持つコア・ハウジング132を含むキャニスタ式ハウジング131のほかは触媒コンバータ30と同様である。ハウジング131の端部138はわずかにテーパがついており、首の部分140がテールパイプ22'の開端28'に挿入されている。触媒130のハウジング131はテールパイプ22'にクランプ38'、カシメ、溶接または前述の固定方法で固定されている。ハウジング131の物理的仕様は全般的にテールパイプ22'の寸法に適合している。直径は3/4インチから8インチ、全長は3/4インチから11インチで、望ましい直径は2インチから4インチ、望ましい長さは5インチから6インチである。ハウジング131はわずかにテーパがついた端部138があり、その直径は2インチ以下で首の部分140の長さは2インチであり、テールパイプ22'のテールパイプ開口部28'に首の部分が適正にはまり合うようになっている。マトリックス・コア134を有するコア・ハウジング132の推奨する物理的仕様は直径が1-3/4インチで長さは6インチである。第4実施例200の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ230の第4実施例200は図5に示されている。第4実施例200はテールパイプ触媒コンバータ230を含み、それはテールパイプ22'の中のコアハウジング132とマトリックス・コア134の数と間隔が違う点以外はテールパイプ触媒コンバータ130と同様である。テールパイプ触媒コンバータ230には3 個のコア・ハウジング232が間隔を置いて設置され、各々が長さ2インチであり、各々がマトリックス・コア234を有している。長さ1インチの金属製間隔カラー23 6は、図5に示したように環状をしており、各マトリックス・コア234隔離している。2個の間隔カラー236は触媒コンバータと230によって生じる背圧を下げる作用をする。間隔カラー236は直径1-3/4インチと長さ1インチが望ましい。さらに、各マトリックス・コア234の間に空隙238があることによって、各マトリックス・コア234での排気ガスの交換が促進される。排気ガスが空隙238を経てから各マトリックスコア234を通過することにより、そのたびに触媒変換が行われる。各マトリックス・コア234は取付クランプ38'またはホースクランプ、消音器クランプ、圧縮口金、取付ブラケット、取付ネジ、溶接、カシメ、などの適当な方法で固定される。テールパイプ22'内の触媒コンバータ230の物理的な仕様は直径が2インチ、全長が2個の間隔カラー236を含んだ8インチであることが望ましい。しかし、全長は2-1/2インチからから11インチの範囲で変動してもよい。第5実施例300の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ330の第5実施例300は図6に示してある。第5実施例300はテールパイプ触媒コンバータ330を含み、それは各々マトリックス・コア 334と間隔カラー336を中間に置いて互いに隔離された3個のコア・ハウジング332 を持っているキャニスタ式ハウジング331を含んでいるほかは、テールパイプ触媒コンバータ230の第4実施例200と同等である。ハウジング331はわずかにテーパのついた端部338と首の部分340を一端に持っており、テールパイプ22'に挿入される。ハウジング331はクランプ38'またはカシメ、溶接、または前述のような固定方法でテールパイプ22に固定される。コンバータ330の物理的仕様は直径2.3インチ、全長2ないし8インチである。ハウジング331は全長13インチで、わずかにテーパがついた端部338を有し、直径は 2インチ以下である。首部の340の長さは2インチで、首部340はテールパイプ22' の開口部28'に適正にはまり合っている。第6実施例400の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ430の第6実施例400は図7に示してある。第6実施例400はテールパイプ触媒コンバータ430を含み、それはより大きい直径のコア・ハウジング432とマトリックス・コア434およびより大きい直径の間隔カラー436 を持つ大型のキャニスタ式ハウジング431を含んでいるほかは、テールパイプ触媒コンバータ330の第5実施例300と同じである。ハウジング431は一端に、テールパイプ22"に挿入される首部440を持つテーパつき端部438を持っている。触媒コンバータ・ハウジング431は図7のように、マトリックス・コア434と各マトリックス・コア434を隔離する長さ1インチの金属製間隔カラー436を持つ4個のコア・ハウジング432を持っている。ハウジング431はテールパイプ22"にクランプ38"、溶接、カシメなどの方法で固定されている。ハウジング431の設計は触媒コンバータ430がテールパイプ22"取り付けられたときに背圧を生じることなく適正な排出ガス流を発生することを保証する。キャニスタ・ハウジング431の物理的仕様は直径2.3インチ、長さが13インチである。ハウジング431は直径が2インチで首部長さが2インチのテーパがつき端部4 38を有し、首部の440はテールパイプ22"に適正にはまり合っている。マトリックス・コア434を持つ各ハウジング432の物理的仕様は直径が2.3インチ、長さが2インチである。各間隔カラー436の物理的仕様は直径が2.3インチ、長さが1インチである。コンバータ430の全長は11インチである。この実験例は1989年式でジープ・ラングラーでテストされた。このテストにおいて、ハウジング432とマトリックス434の長さは2、4、6、および8インチであり、速度55mphと30mphでテストされた。テストの結果は表5に示してある。ジープ・ラングラーのマトリックス・コア434は約12%（重量比）にアルミナ被覆し、白金とロジウムを5：1の比率で1立方フィート当たり約50グラムの割合でメッキした触媒積層材435を有した。これは低温着火型触媒で、900°Fでなく400°Fで着火するので、表5に示したように、本発明のテールパイプ触媒コンバータの効率を更に高める効果をもたらす。第7実施例500の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ530の第7実施例500は図8に示されている。第7実施例500はテールパイプ触媒コンバータ530を含み、それは単一の一体型マトリックス・コア534を内蔵する単一の一体型ハウジング532を有する短いキャニスタ式ハウジング531を持つほか、テールパイプ触媒コンバータ430の第6実施例400と同じである。ハウジング531はテールパイプ22"に中に触媒コンバータ530が取り付けられることによって背圧を生じることなく、適正な排出ガスの流れを許すことができるように設計されている。ハウジング531の直径はテールパイプ22"の内径より1/4インチから4インチ大きく、さらにテールパイプの内径より1/2インチから1インチ大きいことが望ましい。ハウジング531の望ましい物理的仕様は、直径が2-3/4インチであり、長さは12 インチである。ハウジング531はテーパのついた端部538を有し、その直径は2インチ以下、首の部分540は長さが2インチでテールパイプ22"に適正にはまり合っている。コンバータ530は全長8インチである。第8実施例600の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ630の第8実施例600は図9に示されている。第8実施例600はテールパイプ触媒コンバータ630を含み、それは排出開端部644を有する円スイ形端部642を有するほかは第6実施例400と同様なハウジング631の中に配置されている。円スイ形端部642はハウジング631内に背圧を生じ、それによってより高い温度（＋ΔT）を発生し、その結果、触媒コンバータ630のマトリックス・コア634を有するコア・ハウジング632による触媒変換作用が増進される。さらに、ハウジング631の円スイ形状642は騒音を減少させ、車両の消音効果を増進させる。ハウジング631の物理的仕様は直径2-1/4から2-3/4インチで全長は15から17インチあり、さらに直径が2-1/2インチで長さが16インチであることが望ましい。ハウジング631はテーパのついた端部638を有し、直径2インチ以下、首の長さは2 インチ以下であり、首部640はテールパイプ22"に適正にはまり合っている。円スイ形端部642は長さが2インチで開端部644の排気口直径は2インチである。各コア・ハウジング632とマトリックス・コア634の物理的仕様は直径が2-3/8インチで長さが2インチである。間隔カラー636の物理的仕様は直径が2-3/8インチで長さが1 インチである。コンバータ530の全長は11インチである。第9実施例700の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ730の第9実施例700は図10に示されている。第9実施例700はキャニスタ・ハウジング731に配置されたテールパイプ触媒コンバータ 730を有し、それは排出開端部744を有する円スイ形端部742を持つほかは、第7実施例500と同様である。円スイ形端部742はハウジング731内に背圧を生じ、それによってより高い温度（＋ΔT）を発生し、その結果、単一の一体型マトリックス・コア734を有するコア・ハウジング732による触媒変換作用が増進される。さらに、ハウジング731の円スイ形状742は騒音を減少させ、車両の消音効果を増進させる。ハウジング731の物理的仕様は直径2-1/4から2-3/4インチで全長は13から15インチあり、直径が2-1/2インチで長さが14インチであることが望ましい。ハウジング731はテーパのついた端部738を有し、直径2インチ以下、首の長さは2インチ以下であり、首部740はテールパイプ22"に適正にはまり合っている。円スイ形端部742は長さが2インチで開端部744の排気口直径は2インチである。各コア・ハウジング732とマトリックス・コア734の物理的仕様は直径が2-3/8インチで長さが7 インチである。第10実施例800の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ830の第10実施例800は図11に示されている。第10 実施例800はテールパイプ触媒コンバータ830を含み、それはより小さい直径のコア・ハウジング832とマトリックス・コア834を有するより小型のキャニスタ式ハウジング831内に設けられたほかは第3実施例130と同様である。この触媒式コンバータ830はスクーター、オートバイ、芝刈機、ガソリン・エンジン発電機などに用いられる。ハウジング831はテールパイプ822の開端部828に挿入され、クランプ836、溶接、カシメなどの方法で固定される。ハウジング831の物理的仕様は直径1/2から1インチで全長は3から5インチあり、さらに直径が3/4インチで長さが4インチであることが望ましい。ハウジング83 1はテーパのついた端部838を有し、直径3/4インチ以下、首の長さは1インチ以下であり、首部840はテールパイプ822のテールパイプ開端部828に適正にはまり合っている。マトリックス・コア834の物理的仕様は直径が23/32インチで長さが2 インチである。第11実施例900の詳細説明第11実施例900は図12に示すテールパイプ触媒コンバータ930を有し、それはクランプ936によってテールパイプ22に接続されたキャニスタ式ハウジング931に配置されたコア・ハウジング932とマトリックス・コア934を持っている。マトリックス・コア934はその内部に組込まれたセンサ942を有する熱電対940を持っている。熱電対の他端はコンピュータ化された主電気制御ユニットに接続されている。マトリックス・コア934の中央に埋め込まれたヒータ950はセラミックス製ナット952によってキャニスタ式ハウジング931に接続されている。他端954はヒータ9 50を加熱するためのバッテリ・ケーブル（図示せず）に接続されている。電気エネルギーは車両の発電機から供給されている。本マトリックス物質は排気ガスが400°Fに達すると作動を開始する。走行速度にもよるが、これには3−4分を要する。温度が400°Fに達すると、その物質は着火し、50%効率で作動する。本発明においては、電熱ヒータ950が作動すると、400°Fの温度には約10秒で到達し、着火が速いので効率はさらに増進する。熱電対940はマトリックス・コア934の温度を検知する。車両が始動したとき、またはコア934の温度が400°F以下になったときはいつでも、熱電対940はこの400 °F以下の温度を検知し、ヒータ950を作動させてコア934を直ちに加熱する。温度が450°Fに到達すると、着火が生じ、熱電対940はヒータ950の作動を止める。第12実施例1000の詳細説明第12実施例1000は図13に示したテールパイプ触媒コンバータ1030を含む。図13 に示したように、テールパイプ触媒コンバータ1030は一般的な構造であって、TH C、NOx、NMHC、およびCOのような排出ガス汚染物質と反応する触媒積層材1036のマトリックス・コア1034を内蔵する円筒形ハウジング1032を持っている。マトリックス・コア1034は入口端1034aと出口端1034bを持っている。マトリックス・コア1034の内部には小径の出口管1040が埋め込まれており、その入口端は1042であり、出口端は1044である。入口端1042には背圧逃し装置1050が設けられており、その入口1052と出口1054を介している入口端1034aにおける過剰な背圧の発生を除く。背圧逃し装置1050にはブリード・バルブ、小型逆止弁、小型圧力逃し弁、その他適当な装置を使うことができる。本第12実施例1000においては、背圧逃し装置 1050はブリード・バルブ1050を使用している。ブリード・バルブ1050は常時開であり、触媒コンバータ1030の入口端1034aの背圧が水柱7インチを超えたときのみ、排気ガスが入口管1060を通過するような形状寸法になっている。逆止弁または圧力逃し弁が使用された場合は常時閉となり、背圧が水柱7インチに達したときのみ開く。テールパイプ触媒コンバータ1030が図1Aに示したように排気ガス・システム10に配置されたときに前記の排気ガスの背圧をさげるために排気ガスを受け入れるための入口管1060が圧力逃し装置1050の入口1052に接続されている。排気システム10に背圧逃し装置を持たないテールパイプ触媒コンバータを使うと、所定のレベル以上の過大な背圧（水柱7インチ以上の背圧）が発生したとき、排気システム10の働きが妨げられ、排気システム10の効率は表6に示すように減少する。背圧逃し装置1050を持つテールパイプ触媒コンバータ1030を使用したとき、表6に示すように、排気ガスはより均一に流れ、排気ガス減少の効率を低下させることがない。排気システム10の背圧の増加を生じる条件は、自動車の急加速、スロットルを全開にした運転、車両の負荷の急激な増加（急な坂）、などである。テールパイプ触媒コンバータ1030が使用されると、コンバータ1030は主触媒コンバータ16を通過する時間を増加させ、その結果、主触媒コンバータ16内の滞留期間の延長により、車両の使用期間中の排気システム10からのガス状の汚染物の放出を減少させる効果を増進させる。排気ガスの減少効率を適正に保つためには、排気システム10内の排気ガスの背圧は水柱2ないし7インチの範囲でなければならない。ハウジング1032はセラミックス、鋼鉄、ステンレス鋼、クローム、などの適当な材料でできている。コア・マトリックス1034は、その内部に触媒積層材1036を内蔵する、メッシュ、ハネカム、または他の通路設計となっている。触媒積層体 1036は貴金属触媒を含んでいる。典型的な触媒はプラチナ、パラジウム、ロジウム、および/またはニッケルである。テールパイプ触媒コンバータ1030のハウジング1032はその外径がテールパイプ22の内径とほぼ等しくできている。ハウジング1032の直径は1/2インチから8インチの範囲であり、ハウジング1032の全長は3/ 4インチから11インチであるが、乗用車、トラック、オートバイ、芝刈機、ガソリン・エンジン発電機、および/または定置型内燃機関など、各用途によって異なる。マトリックス・コア1034の仕様としては、1-3/4インチのテールパイプにあった直径、長さは1-3/4インチ、1平方インチ当たり200ないし700セルが望ましい。一般には、そのようなマトリックス・コア1034を2、3、または4個をつなげてテールパイプ触媒コンバータ1030とするか、または長さ6インチの単一の一体型マトリックス・コア1034が使われる。マトリックス・コア1034はアルミナを約12% （重量比）に被覆してあり、触媒積層材1036は1立方フィート当たり30ないし50 グラムの範囲で、パラジウムと白金を2：1ないし6：1の割合で内蔵している。テールパイプ触媒コンバータ1030は図1Aおよび図13に示したように適当な取付クランプ38を使ってテールパイプ22内に固定する。固定の方法にはホースクランプ、消音器クランプ、圧縮口金、取付ブラケット、取付ネジ、溶接、カシメなどの方法を用いてもよい。第13実施例1100の詳細説明第13実施例1100は図14にその詳細を示したようにテールパイプ触媒コンバータ 1130を含んでいる。テールパイプ触媒コンバータ1130は大型のキャニスタ式ハウジング1131を有し、それは（第12実施例で述べたものと同様な）触媒積層材1136 の単一の一体型マトリックス・コア1134を有する大径のコア・ハウジング1132を持っている。ハウジング1131はその入口1138にテーパつきの端部1140を有し、その首部1142がテールパイプ22の開端部28に挿入されている。出口側1144にはテーパつき端部1146が設けられ、その首部1148から排気ガスは大気に放出される。第7実施例500の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ530の第7実施例500は図8に示されている。第7実施例500はテールパイプ触媒コンバータ530を含み、それは単一の一体型マトリックス・コア534を内蔵する単一の一体型ハウジング532を有する短いキャニスタ式ハウジング531を持つほか、テールパイプ触媒コンバータ430の第6実施例400と同じである。ハウジング531はテールパイプ22"に中に触媒コンバータ530が取り付けられることによって背圧を生じることなく、適正な排出ガスの流れを許すことができるように設計されている。ハウジング531の直径はテールパイプ22"の内径より1/4インチから4インチ大きく、さらにテールパイプの内径より1/2インチから1インチ大きいことが望ましい。ハウジング531の望ましい物理的仕様は、直径が2-3/4インチであり、長さは12 インチである。ハウジング531はテーパのついた端部538を有し、その直径は2インチ以下、首の部分540は長さが2インチでテールパイプ22"に適正にはまり合っている。コンバータ530は全長8インチである。第8実施例600の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ630の第8実施例600は図9に示されている。第8実施例600はテールパイプ触媒コンバータ630を含み、それは排出開端部644を有する円スイ形端部642を有するほかは第6実施例400と同様なハウジング631の中に配置されている。円スイ形端部642はハウジング631内に背圧を生じ、それによってより高い温度（＋ΔT）を発生し、その結果、触媒コンバータ630のマトリックス・コア634を有するコア・ハウジング632による触媒変換作用が増進される。さらに、ハウジング631の円スイ形状642は騒音を減少させ、車両の消音効果を増進させる。ハウジング631の物理的仕様は直径2-1/4から2-3/4インチで全長は15から17インチあり、さらに直径が2-1/2インチで長さが16インチであることが望ましい。ハウジング631はテーパのついた端部638を有し、直径2インチ以下、首の長さは2 インチ以下であり、首部640はテールパイプ22"に適正にはまり合っている。円スイ形端部642は長さが2インチで開端部644の排気口直径は2インチである。各コア・ハウジング632とマトリックス・コア634の物理的仕様は直径が2-3/8インチで長さが2インチである。間隔カラー636の物理的仕様は直径が2-3/8インチで長さが1 インチである。コンバータ530の全長は11インチである。第9実施例700の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ730の第9実施例700は図10に示されている。第9実施例700はキャニスタ・ハウジング731に配置されたテールパイプ触媒コンバータ 730を有し、それは排出開端部744を有する円スイ形端部742を持つほかは、第7実施例500と同様である。円スイ形端部742はハウジング731内に背圧を生じ、それによってより高い温度（＋ΔT）を発生し、その結果、単一の一体型マトリックス・コア734を有するコア・ハウジング732による触媒変換作用が増進される。さらに、ハウジング731の円スイ形状742は騒音を減少させ、車両の消音効果を増進させる。ハウジング731の物理的仕様は直径2-1/4から2-3/4インチで全長は13から15インチあり、直径が2-1/2インチで長さが14インチであることが望ましい。ハウジング731はテーパのついた端部738を有し、直径2インチ以下、首の長さは2インチ以下であり、首部740はテールパイプ22"に適正にはまり合っている。円スイ形端部742は長さが2インチで開端部744の排気口直径は2インチである。各コア・ハウジング732とマトリックス・コア734の物理的仕様は直径が2-3/8インチで長さが7 インチである。第10実施例800の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ830の第10実施例800は図11に示されている。第10 実施例800はテールパイプ触媒コンバータ830を含み、それはより小さい直径のコア・ハウジング832とマトリックス・コア834を有するより小型のキャニスタ式ハウジング831内に設けられたほかは第３実施例130と同様である。この触媒式コンバータ830はスクーター、オートバイ、芝刈機、ガソリン・エンジン発電機などに用いられる。ハウジング831はテールパイプ822の開端部828に挿入され、クランプ836、溶接、カシメなどの方法で固定される。ハウジング831の物理的仕様は直径1/2から1インチで全長は3から5インチあり、さらに直径が3/4インチで長さが4インチであることが望ましい。ハウジング83 1はテーパのついた端部838を有し、直径3/4インチ以下、首の長さは1インチ以下であり、首部840はテールパイプ822のテールパイプ開端部828に適正にはまり合っている。マトリックス・コア834の物理的仕様は直径が23/32インチで長さが2 インチである。第11実施例900の詳細説明第11実施例900は図12に示すテールパイプ触媒コンバータ930を有し、それはクランプ936によってテールパイプ22に接続されたキャニスタ式ハウジング931に配置されたコア・ハウジング932とマトリックス・コア934を持っている。マトリックス・コア934はその内部に組込まれたセンサ942を有する熱電対940を持っている。熱電対の他端はコンピュータ化された主電気制御ユニットに接続されている。マトリックス・コア934の中央に埋め込まれたヒータ950はセラミックス製ナット952によってキャニスタ式ハウジング931に接続されている。他端954はヒータ9 50を加熱するためのバッテリ・ケーブル（図示せず）に接続されている。電気エネルギーは車両の発電機から供給されている。本マトリックス物質は排気ガスが400°Fに達すると作動を開始する。走行速度にもよるが、これには3−4分を要する。温度が400°Fに達すると、その物質は着火し、50%効率で作動する。本発明においては、電熱ヒータ950が作動すると、400°Fの温度には約10秒で到達し、着火が速いので効率はさらに増進する。熱電対940はマトリックス・コア934の温度を検知する。車両が始動したとき、またはコア934の温度が400°F以下になったときはいつでも、熱電対940はこの400 °F以下の温度を検知し、ヒータ950を作動させてコア934を直ちに加熱する。温度が450°Fに到達すると、着火が生じ、熱電対940はヒータ950の作動を止める。第12実施例1000の詳細説明第12実施例1000は図13に示したテールパイプ触媒コンバータ1030を含む。図13 に示したように、テールパイプ触媒コンバータ1030は一般的な構造であって、TH C、NOx、NMHC、およびCOのような排出ガス汚染物質と反応する触媒積層材1036のマトリックス・コア1034を内蔵する円筒形ハウジング1032を持っている。マトリックス・コア1034は入口端1034aと出口端1034bを持っている。マトリックス・コア1034の内部には小径の出口管1040が埋め込まれており、その入口端は1042であり、出口端は1044である。入口端1042には背圧逃し装置1050が設けられており、その入口1052と出口1054を介している入口端1034aにおける過剰な背圧の発生を除く。背圧逃し装置1050にはブリード・バルブ、小型逆止弁、小型圧力逃し弁、その他適当な装置を使うことができる。本第12実施例1000においては、背圧逃し装置 1050はブリード・バルブ1050を使用している。ブリード・バルブ1050は常時開であり、触媒コンバータ1030の入口端1034aの背圧が水柱7インチを超えたときのみ、排気ガスが入口管1060を通過するような形状寸法になっている。逆止弁または圧力逃し弁が使用された場合は常時閉となり、背圧が水柱7インチに達したときのみ開く。テールパイプ触媒コンバータ1030が図1Aに示したように排気ガス・システム10に配置されたときに前記の排気ガスの背圧をさげるために排気ガスを受け入れるための入口管1060が圧力逃し装置1050の入口1052に接続されている。排気システム10に背圧逃し装置を持たないテールパイプ触媒コンバータを使うと、所定のレベル以上の過大な背圧（水柱7インチ以上の背圧）が発生したとき、排気システム10の働きが妨げられ、排気システム10の効率は表6に示すように減少する。背圧逃し装置1050を持つテールパイプ触媒コンバータ1030を使用したとき、表6に示すように、排気ガスはより均一に流れ、排気ガス減少の効率を低下させることがない。排気システム10の背圧の増加を生じる条件は、自動車の急加速、スロットルを全開にした運転、車両の負荷の急激な増加（急な坂）、などである。テールパイプ触媒コンバータ1030が使用されると、コンバータ1030は主触媒コンバータ16を通過する時間を増加させ、その結果、主触媒コンバータ16内の滞留期間の延長により、車両の使用期間中の排気システム10からのガス状の汚染物の放出を減少させる効果を増進させる。排気ガスの減少効率を適正に保つためには、排気システム10内の排気ガスの背圧は水柱2ないし7インチの範囲でなければならない。ハウジング1032はセラミックス、鋼鉄、ステンレス鋼、クローム、などの適当な材料でできている。コア・マトリックス1034は、その内部に触媒積層材1036を内蔵する、メッシュ、ハネカム、または他の通路設計となっている。触媒積層体 1036は貴金属触媒を含んでいる。典型的な触媒はプラチナ、パラジウム、ロジウム、および/またはニッケルである。テールパイプ触媒コンバータ1030のハウジング1032はその外径がテールパイプ22の内径とほぼ等しくできている。ハウジング1032の直径は1/2インチから8インチの範囲であり、ハウジング1032の全長は3/ 4インチから11インチであるが、乗用車、トラック、オートバイ、芝刈機、ガソリン・エンジン発電機、および/または定置型内燃機関など、各用途によって異なる。マトリックス・コア1034の仕様としては、1-3/4インチのテールパイプにあった直径、長さは1-3/4インチ、1平方インチ当たり200ないし700セルが望ましい。一般には、そのようなマトリックス・コア1034を2、3、または4個をつなげてテールパイプ触媒コンバータ1030とするか、または長さ6インチの単一の一体型マトリックス・コア1034が使われる。マトリックス・コア1034はアルミナを約12% （重量比）に被覆してあり、触媒積層材1036は1立方フィート当たり30ないし50 グラムの範囲で、パラジウムと白金を2：1ないし6：1の割合で内蔵している。テールパイプ触媒コンバータ1030は図IAおよび図13に示したように適当な取付クランプ38を使ってテールパイプ22内に固定する。固定の方法にはホースクランプ、消音器クランプ、圧縮口金、取付ブラケット、取付ネジ、溶接、カシメなどの方法を用いてもよい。第13実施例1100の詳細説明第13実施例1100は図14にその詳細を示したようにテールパイプ触媒コンバータ 1130を含んでいる。テールパイプ触媒コンバータ1130は大型のキャニスタ式ハウジング1131を有し、それは（第12実施例で述べたものと同様な）触媒積層材1136 の単一の一体型マトリックス・コア1134を有する大径のコア・ハウジング1132を持っている。ハウジング1131はその入口1138にテーパつきの端部1140を有し、その首部1142がテールパイプ22の開端部28に挿入されている。出口側1144にはテーパつき端部1146が設けられ、その首部1148から排気ガスは大気に放出される。さらに、ハウジング1131はその入口孔1138に図14に示されたように、丸孔1150にL 型入口艦1152が差し込まれ、その出口部1154には背圧逃し装置1050'が取り付けられている。背圧逃し装置1050'にはブリード・バルブ、小型逆止弁、小型圧力逃し弁、その他適当な装置を用いてもよい。本第13実施例1100の場合、背圧逃し装置は小型逆止弁1050'である。逆止弁1050'は常時閉であり、L型の入口管1152の入口1152a における背圧が水柱7インチ以上になったときのみ開いて過剰な排気ガスを逃す。ブリード・バルブが使用された場合は、バルブは常時開であり、背圧が水柱7 インチ以上になったときのみ、過剰な排気ガスを通過させるような形状寸法になっている。圧力逃し弁を使用した場合は、バルブは常時閉であり、背圧が水柱7 インチを超えた時のみ開く。逆止弁1050'は入口孔1052'と出口孔1054'を有し、入口孔1052'はL型管1152の出口部1154に接続され、出口孔1054'は出口管1156に接続して、排気システム10内の過剰な背圧を大気中に逃す。ハウジング1131はテールパイプ22の開端部28にクランプ38、溶接、カシメなどの方法で固定される。さらに、ハウジング1131の円スイ形状により、消音効果が得られ車両の追加の消音器としての働きもする。ハウジング1131の物理的仕様は直径が3-1/2インチから4-1/2インチの範囲で全長が3インチから15インチであり、さらに直径は4-1/8インチ、長さが4インチであることが望ましい。ハウジング1131には、入口孔1138と出口孔1144がテーパつき端部1140と1146に設けられ、直径は2インチ以下であり、首部1142はテールパイプ22の開端部28に適正にはめ合わされている。マトリックス・コア1134を持つコア・ハウジング1132の物理的仕様は、直径が4インチで長さが4インチである。第14実施例1200の詳細説明テールパイプ触媒コンバータ1230の第14実施例1200は図15と16にその詳細を示してある。テールパイプ触媒コンバータ1230は大径のコア・ハウジング1232を持つ大型のキャニスタ型ハウジング1231を含み、それは（第12実施例で説明したような）触媒積層材1236の単一の一体型マトリックス・コア1234を持っている。ハウジング1231は入口1238に首部1242を持つテーパ端部1240を有し、テールパイプ 22の開端部28に挿入されている。一方、出口1244には首部1248を持つテーパ端部 1246を持ち、排気ガスを大気に放出している。さらに、入口側首部1242においては図16に示したように、ハウジング1231には第1の丸孔1250にL型入口管1252が差し込まれ、その出口端1254は背圧逃し装置1050"が接続されている。一方、ハウジングの出口側1248には第２の丸孔1260にL型出口管1262が差し込まれ、その入口端1264は背圧逃し装置1050"またはリリーフ弁1050"が接続されている。背圧逃し装置1050"にはブリード・バルブ、小型逆止弁、小型圧力逃し弁、その他適当な装置を用いてもよい。本第14実施例1200の場合、背圧逃し装置は小型圧力逃し弁105"である。圧力逃し弁1050"は常時閉であり、L型の入口管1252の入口1250における背圧が水柱7インチ以上になったときのみ開いて過剰な排気ガスを逃す。ブリード・バルブが使用された場合は、バルブは常時開であり、背圧が水柱7インチ以上になったときのみ、過剰な排気ガスを通過させるような形状寸法になっている。逆止弁を使用した場合は、逆止弁は常時閉であり、背圧が水柱 7インチを超えた時のみ開く。背圧逃し弁1050"は入口孔1052"と出口孔1054"を有し、入口孔1052"はL型管1152の出口部1254に接続され、出口孔1054"はL型管1262 の入口部1264に接続され、排気システム10内の過剰な背圧を大気中に逃す。ハウジング1231はテールパイプ22の開端部28にクランプ38、溶接、カシメなどの方法で固定される。さらに、ハウジング1231の円スイ形状により、消音効果が得られ車両の第2の消音器としての働きもする。さらに、テールパイプ触媒コンバータ1230はハウジング1231の外部に取り囲む絶縁層1270を持っている。絶縁層1270は図15および16のように外部キャニスタ式シェル1272によって保護されている。作動中、テールパイプ触媒コンバータ1230のマトリックス・コア1234内の排気ガスは比較的高温に（500°Fから600°F）に保たれるため、絶縁型テールパイプ触媒コンバータ1230の排気ガス除去効率はさらに増進する。シェル1272は鋼鉄、ステンレス鋼、クロムまたは他の適当な物質で作られている。絶縁層1270には高温ファイバグラス、シリコン・ファイバグラス、膨張性被覆材、アスベストなどを使用することができる。ハウジング1231の物理的仕様は直径が3-1/2インチから4-1/2インチの範囲で全長が3インチから15インチであるが、さらに直径は4-1/8インチ、長さが4インチであることがより望ましい。ハウジング1231には、入口孔1238と出口孔1244がテーパつき端部1240と1246に設けられ、直径は2インチ以下であり、首部1242はテールパイプ22の開端部28に適正にはめ合わされている。マトリックス・コア1234 を持つコア・ハウジング1232の物理的仕様は、直径が4インチで長さが4インチである。絶縁層1270は厚さが約1/2インチである。絶縁された副触媒コンバータ123 0の外径は4-1/2インチから5-1/2インチであり、5-1/8インチが好ましい。背圧逃し装置を持つ本触媒コンバータは、1992年式クライスラー・チェロキー、1989年式三菱レイダン、および1989年式ダッジ・アダムズLEのような様々な車両の排気システム10でテストされた。これらのテストにおいては、表6に示すように第14実施例1200の触媒コンバータ1230は、長さ8インチで直径5インチのハウジング1232を持ち、オリフィス直径が0.015インチ（表6のオリフィス#15）または0.017インチ（表6のオリフィス#17）の背圧ブリード・バルブ1050"を持っていた。マトリックス・コア1234は、基体の直径が3.66インチで、パラジウムと白金を2：1の割合で被覆した1インチ当たり400セルの触媒積層材1236が内蔵している。テスト・グループAからFにおいて、触媒コンバータ1230はクランプ38でテールパイプ22の端部28にクランプされた。テストグループCとFは図16に示すようにハウジング1232の上に絶縁層1270の有無（表6で「絶縁有」と「絶縁無」と表示）に分類して触媒1230がテストされた。表6において、「3.66」とは直径3.66インチのマトリックス・コア1234を使用したもの、「ベースライン」とはテスト・グループAからFにおいて触媒式コンバータを一切使用しないものを意味する。テスト・グループAからFで「ダミー（無被覆）」としたのはパラジウムと白金の触媒積層1236を持たないマトリックス・コア1234を意味する。テスト結果は表6に示したとおりだが、テールパイプ22の開端部28に触媒コンバータ1230が取り付けられた場合、THC、COおよびＮＯxが格段に減少していることが分かる。最良の結果は絶縁層1270をハウジング1232上に設けた触媒コンバータ1230が使用されたテスト・グループCとFで発生し、THC汚染物質はベースライン値を各々20.0%と31.1%、CO汚染物質はベースライン値を各々34.1%と19.2%下回り、ＮＯx汚染物質はベースライン値を28.2%と71.7%下回っていた。本発明の利点本発明の主な利点は連邦および州の排気ガス規制基準を満たすように排気ガスをさらに減少させることが可能なテールパイプの端部に取り付け得る触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つの利点は、ホース・クランプ、消音器クランプ、圧縮口金、取付プラケット、取付ネジ、溶接、カシメなどの方法でテールパイプの末端に容易かつ簡単に取り付け得る触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つの利点は、テールパイプの開端部の内部に、あるいはその延長部分として取り付け得る触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つの利点は、その使用により車両の出力に影響を及ぼさないような触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つの利点は、車両に本発明によるテールパイプ触媒コンバータを取り付けることにより、格段にきれいな排気をもたらすことのできる触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つ利点は、排気システムの背圧を所定の水準に保つ背圧逃し弁を持つテールパイプ触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つ利点は、過剰な背圧はテールパイプ触媒コンバータから逃して、内部コアをバイパスさせることにより、システムの効率を落とさないようにする背圧逃し弁を持つテールパイプ触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つ利点は、システムの効率をおとさないようにするために、テールパイプ触媒コンバータの入口側に生じる圧力を逃すための背圧弁として、ブリード・バルブ、または小型逆止弁、または小型圧力逃し弁を使用することにある。本発明のもう一つ利点は、走行50,000から100,000マイルごとに交換するだけで済むテールパイプ取付式触媒コンバータを提供することにある。本発明のもう一つ利点は、自動化された、経済的な方法で生産できる比較的低価格で長い寿命を持つテールパイプ取付式触媒コンバータを提供することにある。上述の開示においては、ある程度の改造、変更、および代替が考えられており、場合によっては、本発明の一部の機能は他の機能と無関係に適用し得る。したがって、特許の請求範囲は広く解釈され、また、ここに述べた発明の精神と範囲に合致する方法で解釈されることが妥当である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】ルパイプ触媒コンバータ（1030）はトラックやオートバイのような他の車両、またはその他のガス圧縮エンジン、たとえば芝刈機にも応用できる。

Claims

【特許請求の範囲】１．排気管及びエグゾースト・テールパイプを備え、更に、前記排気管に配置された主触媒コンバータと、車両の前記排気管の前記テールパイプに設置されたテールパイプ触媒コンバータとを備え、前記エグゾースト・テールパイプが開端部を有するような排気装置において、ａ)前記テールパイプ触媒コンバータは、ハウジングと、前記ハウジングに配置された触媒物質の内部コアとを備え、かつ内端部と外端部とを有し、ｂ)前記テールパイプ触媒コンバータは、前記エグゾースト・テールパイプ内に配置され、前記テールパイプ触媒コンバータの外端部は前記排気テールパイプの開端から６インチ以内に配置され、前記排気装置は、ｃ)前記テールパイプ触媒コンバータを前記エグゾースト・テールパイプに固定して、車両からの放出を減少させる手段と、ｄ)前記内部コアの入口端部での排気圧力が所定の圧力レベル以上に増加したとき、前記排気ガスを内部コアをバイパスして迂回させることにより、テールパイプ内の背圧を減少させる手段と、を備えていることを特徴とする排気装置。２．請求項１記載の排気装置において、前記排気装置内の背圧を逃す前記手段がさらに、ブリードバルブの形態のバルブ手段と、チェックバルブ若しくは圧力リリーフバルブを備えていることを特徴とする排気装置。３．請求項２記載の排気装置において、前記バルブ手段が、水柱２インチ以上のレベル及び水柱７インチ以下のレベルで背圧を維持することを特徴とする排気装置。４．請求項２記載の排気装置において、前記背圧を逃す手段は、前記テールパイプ触媒コンバータの内部コアを介して伸長するパイプを備え、前記パイプは前記テールパイプ触媒コンバータの内端部に配置された第１の端部と、前記テールパイプ触媒コンバータの外端部に配置された第２の端部とを有し、前記バルブ手段は、前記第１の端部に連結されかつ前記テールパイプ触媒コンバータの内端部に配置されていることを特徴とする排気装置。５．請求項２記載の排気装置において、前記背圧を逃す手段は、チューブを備え、前記チューブは、ハウジングの壁を通して大気まで伸長する外側部分を有しかつ前記テールパイプ触媒コンバータの内端部に配置されており、前記バルブ手段は前記チューブの外側部分に連結されていることを特徴とする排気装置。６．請求項２記載の排気装置において、前記背圧を逃す手段は、ハウジングの内端部でハウジングの外壁を貫通して伸長する第１のチューブと、ハウジングの外端部でハウジングの外壁を貫通して伸長する第２のチューブとを備え、前記バルブは第１のチューブと第２のチューブの間に連結されていることを特徴とする排気装置。７．請求項１記載の排気装置において、前記触媒物質が低着火型の物質でありかつプラチナとロジウムの触媒基体又はプラチナとパラジウムの触媒基体であることを特徴とする排気装置。８．請求項１記載の排気装置において、前記固定する手段が、ホースクランプ、マフラークランプ、圧縮継手、装着ブラケット、装着ネジ、溶接、かしめ、及びそれらと同等な手段からなるグループから選定されることを特徴とする排気装置。９．請求項１記載の排気装置において、前記テールパイプ触媒コンバータがハウジングに配置された一体ユニットである触媒物質の内部コアを有することを特徴とする排気装置。１０．請求項１記載の排気装置において、前記のテールパイプ触媒コンバータの直径は1/2インチから8インチの範囲、長さは3/4インチから11インチの範囲にあることを特徴とする排気装置。１１．請求項１記載の排気システムにおいて、前記のテールパイプ触媒コンバータの直径は3-1/2インチから4-1/2インチの範囲、長さは3インチから15インチの範囲にあることを特徴とする排気装置。１２．排気管及びエグゾースト・テールパイプと、前記排気管に配置された主触媒コンバータ、車両の排気装置の前記エグゾースト・テールパイプに取り付けるテールパイプ触媒コンバータとを備え、前記エグゾースト・テールパイプは開端部を有するような、排気装置において、ａ）前記テールパイプ触媒コンバータが、ハウジングと、ハウジングに配置された触媒物質の内部コアとを備えかつ内端部及び外端部を有しており、ｂ）前記テールパイプ触媒コンバータが、テールパイプの外端部に前記ハウジングを取り付けるテーパ状の端部を有し、それにより、前記ハウジングの残りの部分がテールパイプの開端部から伸長し、前記排気装置は更に、ｃ）前記テールパイプ触媒コンバータを前記テールパイプに固定して車両からの放出を低減する手段と、ｄ）前記内部コアの入口端部での排気圧力が所定の圧力レベル以上に増加したとき、前記排気ガスを内部コアをバイパスして迂回させることにより、テールパイプ内の背圧を減少させる手段と、を備えていることを特徴とする排気装置。１３．請求項１２記載の排気装置において、前記排気装置内の背圧を逃す手段がさらに、ブリードバルブの形態のバルブ手段と、チェックバルブ若しくは圧力リリーフバルブを備えていることを特徴とする排気装置。１４．請求項１３記載の排気装置において、前記バルブ手段が、水柱２インチ以上のレベル及び水柱７インチ以下のレベルで背圧を維持することを特徴とする排気装置。１５．請求項１３記載の排気装置において、前記背圧を逃す手段は、前記テールパイプ触媒コンバータの内部コアを介して伸長するパイプを備え、前記パイプは前記テールパイプ触媒コンバータの内端部に配置された第１の端部と、前記テールパイプ触媒コンバータの外端部に配置された第２の端部とを有し、前記バルブ手段は、前記第１の端部に連結されかつ前記テールパイプ触媒コンバータの内端部に配置されていることを特徴とする排気装置。１６．請求項１３記載の排気装置において、前記背圧を逃す手段は、チューブを備え、前記チューブは、ハウジングの壁を通して大気まで伸長する外側部分を有しかつ前記テールパイプ触媒コンバータの内端部に配置されており、前記バルブ手段は前記チューブの外側部分に連結されていることを特徴とする排気装置。１７．請求項１３記載の排気装置において、前記背圧を逃す手段は、ハウジングの内端部でハウジングの外壁を貫通して伸長する第１のチューブと、ハウジングの外端部でハウジングの外壁を貫通して伸長する第２のチューブとを備え、前記バルブは第１のチューブと第２のチューブの間に連結されていることを特徴とする排気装置。１８．請求項１２記載の排気装置において、前記触媒物質が低着火型の物質でありかつプラチナとロジウムの触媒基体又はプラチナとパラジウムの触媒基体であることを特徴とする排気装置。１９．請求項１２記載の排気装置において、前記固定する手段が、ホースクランプ、マフラークランプ、圧縮継手、装着ブラケット、装着ネジ、溶接、かしめ、及びそれらと同等な手段からなるグループから選定されることを特徴とする排気装置。２０．請求項１２記載の排気装置において、前記テールパイプ触媒コンバータがハウジングに配置された一体ユニットである触媒物質の内部コアを有することを特徴とする排気装置。２１．請求項１２記載の排気装置において、前記のテールパイプ触媒コンバータの直径は1/2インチから8インチの範囲、長さは3/4インチから11インチの範囲にあることを特徴とする排気装置。２２．請求項１２記載の排気装置において、前記のテールパイプ触媒コンバータの直径は3-1/2インチから4-1/2インチの範囲、長さは3インチから15インチの範囲にあることを特徴とする排気装置。２３．請求項１２記載の排気装置において、前記ハウジングの残りの部分が、テールパイプの直径より大きい直径を有することを特徴とする排気装置。２４．請求項１２記載の排気装置において、前記ハウジングの残りの部分が、テールパイプの直径に略等しい直径を有することを特徴とする排気装置。２５．請求項１２記載の排気装置において、前記ハウジングが入口端部と排出端部を有し、そえら端部は、各々がテーパ状になっていて、ノイズを低減しかつ水柱２インチ以上ないし水柱７インチ以下のテールパイプ触媒コンバータの背圧を維持するように、寸法が小さくされた開口部を形成することを特徴とする排気装置。２６．請求項１２記載の排気装置において、前記ハウジングを取り囲みかつ間に空間を形成する第２のハウジングと、前記内部コアからの熱の損失を防止するように前記空間に配置された絶縁体とを更に備えていることを特徴とする排気装置。