JP2008180117A

JP2008180117A - 内燃機関用排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JP2008180117A
Application number: JP2007013097A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Kitawaki; 昌泰北脇; Akifumi Nozawa; 彰文野澤
Original assignee: Sakura Kogyo KK
Current assignee: Sakura Kogyo KK
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】極端なコストの上昇を伴わず、効果的な排気ガスの浄化ができるようにした新規な内燃機関用排気ガス浄化装置を提案しようとするものである。
【解決手段】内燃機関用排気ガス浄化装置Ｃは、内燃機関の排気ガスＧの経路において、排気ガスＧ中の有害成分を触媒反応により除去して浄化する装置において、前記排気ガス経路には、少なくとも直列的に３基の触媒ユニット（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）が連続して設けられ、且つそのうちの少なくとも１基は、エキゾーストパイプ３内に配設され、他は消音器ユニット２内に配設されていることを特徴として成るものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車等に適用することが好適な内燃機関用排気ガス浄化装置に関するものである。

従来、自動車に比べて環境負荷が少ないとされていた小型の自動二輪車についても、近時排ガス浄化のための装置を設けることが法定されつつあり、それに適した装置に関する開発が鋭意になされている。
その一例として触媒ユニットのレイアウトの工夫により排気ガスの浄化性能を向上させようとする試みもなされている。当然ながら触媒機能材を多段にする技術思想は既にあるが、貴金属、希少金属等を多く含む触媒機能材は、それ自体相応のコストがかかっており、現実には性能の追及とコストとの関連を見極めた設計をせざるを得ない。
しかしながら、極めて厳しいコスト要求がされるこの種の製品においては、このようなコスト上昇をもたらすような対策は現実には採りにくいのが実情である。

本発明は、このような背景を考慮してなされたものであって、極端なコストの上昇を伴わず、効果的な排気ガスの浄化ができるようにした新規な内燃機関用排気ガス浄化装置を提案しようとするものである。

請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気ガス経路で、排気ガス中の有害成分を触媒反応により除去して浄化する装置において、前記排気ガス経路には、少なくとも直列的に３基の触媒ユニットが連続して設けられ、且つそのうちの少なくとも１基は、エキゾーストパイプ内に配設され、他は消音器ユニット内に配設されていることを特徴として成るものである。

請求項２記載記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、前記要件に加え、前記一連の触媒ユニットが配設されたことによる相互の接続部位については、その全部または一部にエアインテイクパイプを設けたことことを特徴として成るものである。

請求項３記載記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、前記要件に加え、前記一連の触媒ユニットついては、排気ガスの流れ方向をほぼ変えないように直列配置されていることを特徴として成るものである。

請求項４記載記載の内燃機関用排気ガス浄化装置は、前記要件に加え、前記一連の触媒ユニットについては、最後段に配置された触媒ユニットのみコアピースにハニカムタイプの触媒ユニットを適用し、その前段のものはコアピースに曲板タイプのものを適用したことを特徴として成るものである。

まず請求項１記載の発明によれば、触媒ユニットの機能が充分発揮できるように３基以上の触媒ユニットが連続して設けられるとともに、一部は触媒反応が効果的に行われる高温雰囲気のエキゾーストパイプ内に配設するものであるから、排気ガスの浄化作用がより効果的行われることが期待できる。

また請求項２記載の発明によれば、更に排気経路途中における触媒ユニットの間に外気が導入されることにより、酸素貧化の状態が避けられ、且つ適切な触媒の反応温度に設定し得る。

また請求項３記載の発明によれば、一連の触媒ユニットが排気ガスの流れ方向を変えずにストレートに配設されていることから、排気ガスの流体抵抗の増加が抑えられ、エンジン出力を損なわない状態での作用が期待できる。

また請求項４記載の発明によれば、比較的触媒機能材が多くコーティングされたコスト高になりがちなハニカムタイプの触媒ユニットについては、最終段に１基のみ設け、その前段には、曲板タイプの比較的低コストである触媒ユニットを設けていることから、全体としてコストの上昇を抑えながら効果的な排気ガス浄化が達成できる。

本発明を実施するための最良の形態は、以下述べる実施例をその一つとするものであるとともに、この技術思想に基づく種々の改良した実施例も含むものである。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。
まず図１の符号Ｍは、本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置Ｃを適用した一例である自動二輪車を示すものである。この自動二輪車ＭのエンジンユニットＥからの排気ガスＧの排出経路途中に、本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置Ｃの実質的な主要部材である触媒装置１を搭載する。具体的には、触媒装置１は、消音器ユニット２と、その前段に位置するエキゾーストパイプ３とのそれぞれの接続部の近くに設けるものである。

以下触媒装置１について具体的に説明する。この実施例では、触媒装置１の有効な作用を期待すべく、触媒装置１を直列的に少なくとも３連以上に亘って設けるものであり、それぞれを一次触媒ユニット１Ａ、二次触媒ユニット１Ｂ、三次触媒ユニット１Ｃとする。
まず触媒装置１は、触媒用金属担体１０を基本骨格部材とするものであり、このものは、一例としてパイプ状の金属外筒１１とその内部に納められるコアピース１２とにより構成される。
コアピース１２は、例えば図示の実施例においては一次触媒ユニット１Ａと二次触媒ユニット１Ｂとについては、金属板を曲成して金属外筒１１内に嵌め込むことにより、金属外筒１１の内部に筒の長手方向に沿ういくつかのスペースが区画されるように構成するものであって、それらの表面には、白金などの触媒機能材１３を担持させるものである。

因みに、このものは、本出願人が「パイプ・Ｓ―Ｃａｔ．（エスキャット）」の商品名（登録商標）のもとに既に製造販売しているタイプを応用するものであり、特開２００５−１８６０２７号公報、特開２００５−１８８４７４号公報等に開示された構成を適用したものである。
また三次触媒ユニット１Ｃについては、一例としてこれらとは異なり従来の平板状の金属製のライナー１２ａに対し、フルート材１２ｂを一体としたものを螺旋状に巻き取ったいわゆるハニカム状のコアピース１２の表面に対して白金などの触媒機能材１３を担持させたものを適用している。

これら一次触媒ユニット１Ａと二次触媒ユニット１Ｂと三次触媒ユニット１Ｃとの配設関係について述べると、一次触媒ユニット１Ａは、エキゾーストパイプ３の末端部、すなわち消音器ユニット２との接続部位近くに設けられ、ディスタンスパイプ１５を介してエキゾーストパイプ３に接続されている。実質的には一次触媒ユニット１Ａと二次触媒ユニット１Ｂとを前段のディスタンスパイプ１５（１５ａとして示す）を介して接続されていることとなっている。

後段の二次触媒ユニット１Ｂは、消音器ユニット２の最前段の隔室内に設けられているものであって、その後段側は、第二のディスタンスパイプ１５（１５ｂとして示す）を介して次の三次触媒ユニット１Ｃと接続されている。そして、このディスタンスパイプ１５ｂには、外気が導入されるエアインテイクパイプ１６が合流するように接続されている。もちろんこのエアインテイクパイプ１６は、図２に仮想線で示すように前段のディスタンスパイプ１５ａに設けて差し支えない。

そして、これらの３連の一次触媒ユニット１Ａと二次触媒ユニット１Ｂと三次触媒ユニット１Ｃは、図示のとおりほぼ直線状に配置することが好ましいが、排気ガスＧの流れが順次連続してこれら一連の触媒ユニットを通過する意味であり、そのことが満たされている限り、必ずしも同心的に一直線に並ぶ必要はない。

本発明は、以上述べたような具体的な構成を有するものであり、エンジンユニットＥからの排気ガスＧは、まず一次触媒ユニット１Ａにおいて浄化され、次いで二次触媒ユニット１Ｂと、三次触媒ユニット１Ｃを経て順次排気ガスＧの浄化がなされる。

〔他の実施例〕
本発明は以上述べた実施の形態を一つの基本的な技術思想とするものであるが、更に次のような改変が考えられる。
まず前記実施例は、触媒装置１の触媒ユニットについて３連のものを示したが、それ以上の基数配置してもよい。
また直列的に触媒ユニットを配設するという意味は、文字通り直列的に配設された既述の実施例のほか、排気ガスＧの流れに従って順次設けられることを意味するものである。

本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置を適用形態と併せ示す斜視図である。本発明の内燃機関用排気ガス浄化装置の触媒ユニットの具体的形態を示す斜視図である。

符号の説明

１触媒装置
１Ａ一次触媒ユニット
１Ｂ二次触媒ユニット
１Ｃ三次触媒ユニット
１０触媒用金属担体
１１金属外筒
１２コアピース
１２ａライナー
１２ｂフルート材
１３触媒機能材
１５ディスタンスパイプ
１５ａ（前段の）ディスタンスパイプ
１５ｂ（後段の）ディスタンスパイプ
１６エアインテイクパイプ
２消音器ユニット
３エキゾーストパイプ
Ｃ内燃機関用排気ガス浄化装置
Ｅエンジンユニット
Ｍ自動二輪車
Ｇ排気ガス

Claims

内燃機関の排気ガス経路で、排気ガス中の有害成分を触媒反応により除去して浄化する装置において
前記排気ガス経路には、少なくとも直列的に３基の触媒ユニットが連続して設けられ、且つそのうちの少なくとも１基は、エキゾーストパイプ内に配設され、他は消音器ユニット内に配設されていることを特徴とする内燃機関用排気ガス浄化装置。
前記一連の触媒ユニットが配設されたことによる相互の接続部位には、その全部または一部にエアインテイクパイプを設けたことを特徴とする前記請求項１記載の内燃機関用排気ガス浄化装置。
前記一連の触媒ユニットは、排気ガスの流れ方向をほぼ変えないように直列配置されていることを特徴とする前記請求項１または２記載の内燃機関用排気ガス浄化装置。
前記一連の触媒ユニットは、最後段に配置された触媒ユニットのみコアピースにハニカムタイプの触媒ユニットを適用し、その前段のものはコアピースに曲板タイプのものを適用したことを特徴とする前記請求項１、２または３記載の内燃機関用排気ガス浄化装置。