JP2008196498A

JP2008196498A - Exhaust emission control device

Info

Publication number: JP2008196498A
Application number: JP2008129893A
Authority: JP
Inventors: Yukiharu Tada; 行治多田; Nobumasa Takashina; 順正高科; Masayoshi Furukawa; 正善古川
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP4809866B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for elongating the life of a catalyst by preventing the overheat of the catalyst while improving the exhaust gas purifying operation of the catalyst. <P>SOLUTION: In the exhaust emission control device for an engine having the catalyst in an exhaust system passage, an exhaust manifold 32 as part of the exhaust emission control device is divided into a body 32b and a cover part 32c, an exhaust inlet 32a is formed to introduce exhaust gas from the engine into the body 32b of the exhaust manifold 32, an exhaust gas passage 36 is formed ranging from the exhaust inlet 32a to the cover part 32c, the catalyst 5a is stored and arranged in the exhaust gas passage 36, and a water jacket 37 is formed in the outer periphery of the exhaust gas passage 36 where the catalyst 5a is stored. Cooling water in the water jacket 37 cools the catalyst 5a in the exhaust system passage at its upstream side only. Thus, the exhaust gas flowing in the upstream side of the catalyst 5a and an upstream-side portion of the catalyst 5a are cooled. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気系路内に触媒を有し、エンジンの排気を浄化するための排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device that has a catalyst in an exhaust system passage and purifies engine exhaust.

従来から、触媒を用いてエンジンの排気を浄化する排気浄化装置は知られている。このような排気浄化装置にあっては、排気系路内に触媒を有するとともに、排気ガス熱交換器を具備したものがあり、例えば、排気浄化装置内に浸入したエンジンからの排気が、触媒を通過した後に排気ガス熱交換器を通過するように構成されていた。そして、該触媒の排気ガス出口は、排気ガス熱交換器の入口に直接接続されていた。また、前記排気浄化装置においては、触媒が収納される部分の排気系路の冷却構造として、触媒の収納部分を全体的に冷却風で冷却する空冷式冷却構造と、触媒の収納部分を全体的に冷却水で冷却する水冷式冷却構造とがあった。
特開平３−２６８１８号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, exhaust purification apparatuses that purify engine exhaust using a catalyst are known. In such an exhaust purification device, there is one having a catalyst in an exhaust system passage and an exhaust gas heat exchanger. For example, exhaust from an engine that has entered the exhaust purification device is used as a catalyst. After passing, it was configured to pass through an exhaust gas heat exchanger. The exhaust gas outlet of the catalyst was directly connected to the inlet of the exhaust gas heat exchanger. In the exhaust emission control device, as the cooling structure of the exhaust system passage of the part in which the catalyst is accommodated, the air cooling type cooling structure for cooling the catalyst accommodating part with cooling air as a whole, and the catalyst accommodating part as a whole There was a water-cooled cooling structure for cooling with cooling water.
JP-A-3-26818

しかし、前述のように構成した排気浄化装置においては、触媒と排気ガス熱交換器とが直接接続されていたので、触媒を取り外すときには排気ガス熱交換器をも同時に外す必要があり、該触媒の取り外しを容易に行うことができず、触媒の交換作業や排気浄化装置のメンテナンス作業に手間がかかり煩雑であった。また、触媒収納部分の排気系路を空冷式に構成したものでは、排気ガスの冷却が効率的に行われず、高温の排気ガスが触媒を通過することとなるため、触媒が熱により劣化し易く寿命が短くなっていた。さらに、触媒収納部分の排気系路を水冷式に構成したものでは、排気ガスが十分に冷却されるが、冷却により排気ガスからの凝縮水が多量に発生し、この凝集水により触媒が劣化することとなっていた。 However, in the exhaust gas purification apparatus configured as described above, since the catalyst and the exhaust gas heat exchanger are directly connected, when removing the catalyst, it is necessary to also remove the exhaust gas heat exchanger at the same time. The catalyst could not be easily removed, and it took time and effort to replace the catalyst and maintain the exhaust purification device. In addition, when the exhaust path of the catalyst storage portion is configured to be air-cooled, the exhaust gas is not efficiently cooled, and high-temperature exhaust gas passes through the catalyst, so that the catalyst is easily deteriorated by heat. Lifespan was shortened. Further, in the case where the exhaust system passage of the catalyst housing portion is configured to be water-cooled, the exhaust gas is sufficiently cooled, but a large amount of condensed water is generated from the exhaust gas by cooling, and the catalyst is deteriorated by this condensed water. It was supposed to be.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

請求項１においては、排気系路内に触媒を有するエンジンの排気浄化装置において、該排気浄化装置を構成する排気マニホールド（３２）を、本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）とに分割し、該本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）とは着脱可能に固着し、該本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）の分割部を、該排気マニホールド（３２）の一端部に配置し、該排気マニホールド（３２）の本体部（３２ｂ）には、エンジンからの排気ガスが導入される排気入口（３２ａ）を形成し、該排気入口（３２ａ）から蓋部（３２ｃ）にかけて排気ガス通路（３６）を形成し、該排気ガス通路（３６）内に触媒（５ａ）を収納配置し、該触媒（５ａ）は本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）とに渡り配置したものである。
請求項２においては、請求項１記載の排気浄化装置において、前記本体部（３２ｂ）における触媒（５ａ）が収納される部分の排気ガス通路（３６）の外周部にはウォータージャケット（３７）を形成し、該ウォータージャケット（３７）内の冷却水により、該排気系路の触媒（５ａ）の上流側のみを水冷する構造とし、該触媒（５ａ）の上流側を流れる排気ガス、及び触媒（５ａ）の上流側部を冷却すべく構成したものである。 According to a first aspect of the present invention, in an exhaust emission control device for an engine having a catalyst in an exhaust system passage, an exhaust manifold (32) constituting the exhaust purification device is divided into a main body portion (32b) and a lid portion (32c). The main body portion (32b) and the lid portion (32c) are detachably fixed, and a divided portion of the main body portion (32b) and the lid portion (32c) is disposed at one end portion of the exhaust manifold (32). An exhaust inlet (32a) for introducing exhaust gas from the engine is formed in the main body (32b) of the exhaust manifold (32), and an exhaust gas passage extends from the exhaust inlet (32a) to the lid (32c). (36) is formed, the catalyst (5a) is accommodated in the exhaust gas passage (36), and the catalyst (5a) is arranged across the main body (32b) and the lid (32c). .
According to claim 2, in the exhaust emission control device according to claim 1, a water jacket (37) is provided on an outer peripheral portion of the exhaust gas passage (36) in a portion where the catalyst (5a) is accommodated in the main body (32b). And the cooling water in the water jacket (37) is used to cool only the upstream side of the catalyst (5a) in the exhaust system passage, and the exhaust gas flowing in the upstream side of the catalyst (5a) and the catalyst ( 5a) is configured to cool the upstream side.

請求項３においては、請求項１記載の排気浄化装置において、前記本体部（３２ｂ）のウォータージャケット（３７）が形成された部分の下方には、排気ガスの冷却により生じる凝縮水を排気ガス通路（３６）内から外部へ排出するための排水用ドレン管（３８）を設けたものである。 According to claim 3, in the exhaust emission control device according to claim 1, condensed water generated by cooling the exhaust gas is disposed below the portion of the main body portion (32b) where the water jacket (37) is formed. (36) A drainage drain pipe (38) for discharging from the inside to the outside is provided.

本発明は以上の如く、排気系路内に触媒を有するエンジンの排気浄化装置において、該排気浄化装置を構成する排気マニホールド（３２）を、本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）とに分割し、該本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）とは着脱可能に固着し、該本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）の分割部を、該排気マニホールド（３２）の一端部に配置し、該排気マニホールド（３２）の本体部（３２ｂ）には、エンジンからの排気ガスが導入される排気入口（３２ａ）を形成し、該排気入口（３２ａ）から蓋部（３２ｃ）にかけて排気ガス通路（３６）を形成し、該排気ガス通路（３６）内に触媒（５ａ）を収納配置し、該触媒（５ａ）は本体部（３２ｂ）と蓋部（３２ｃ）とに渡り配置したので、触媒へ接触する排気ガスの温度を適温として、触媒による排気ガスの浄化作用を高めることができるとともに、触媒が過度に熱せられることを防止して触媒の寿命を長くすることができる。
また、余分な凝縮水の発生が抑えられ、触媒の劣化を防止して寿命を延ばすことができる。さらに、触媒の下流側に配置され本体部と着脱可能に構成される排気マニホールドの蓋部には、冷却水用の配管等が不要となって構造が簡単となるため、該蓋部の着脱が容易となる。
また、前記水冷構造部を、排気浄化装置を構成する排気マニホールドの端部に配置したので、排気マニホールドのメンテナンスや触媒の交換等の作業が簡便となる。そして、排気マニホールドの端部にて、触媒を確実に保持・保護することができる。 As described above, according to the present invention, in an exhaust purification device for an engine having a catalyst in an exhaust system passage, the exhaust manifold (32) constituting the exhaust purification device is divided into a main body portion (32b) and a lid portion (32c). The body portion (32b) and the lid portion (32c) are detachably fixed, and a divided portion of the body portion (32b) and the lid portion (32c) is disposed at one end portion of the exhaust manifold (32). An exhaust inlet (32a) into which exhaust gas from the engine is introduced is formed in the main body (32b) of the exhaust manifold (32), and the exhaust gas extends from the exhaust inlet (32a) to the lid (32c). Since the passage (36) is formed, the catalyst (5a) is accommodated in the exhaust gas passage (36), and the catalyst (5a) is disposed across the main body portion (32b) and the lid portion (32c). Set the temperature of the exhaust gas that contacts the catalyst to an appropriate temperature. , It is possible to increase the purification action of the exhaust gas by the catalyst, the catalyst can increase the life of the catalyst was prevented from being excessively heated.
Moreover, generation | occurrence | production of excess condensed water is suppressed, deterioration of a catalyst can be prevented and a lifetime can be extended. Furthermore, the lid of the exhaust manifold, which is arranged downstream of the catalyst and configured to be detachable from the main body, eliminates the need for piping for cooling water and simplifies the structure. It becomes easy.
In addition, since the water cooling structure is disposed at the end of the exhaust manifold constituting the exhaust purification device, operations such as maintenance of the exhaust manifold and replacement of the catalyst are simplified. The catalyst can be reliably held and protected at the end of the exhaust manifold.

請求項２に記載の如く、請求項１記載の排気浄化装置において、前記本体部（３２ｂ）における触媒（５ａ）が収納される部分の排気ガス通路（３６）の外周部にはウォータージャケット（３７）を形成し、該ウォータージャケット（３７）内の冷却水により、該排気系路の触媒（５ａ）の上流側のみを水冷する構造とし、該触媒（５ａ）の上流側を流れる排気ガス、及び触媒（５ａ）の上流側部を冷却すべく構成したので、触媒へ接触する排気ガスの温度を適温として、触媒による排気ガスの浄化作用を高めることができるとともに、触媒が過度に熱せられることを防止して触媒の寿命を長くすることができる。
また、余分な凝縮水の発生が抑えられ、触媒の劣化を防止して寿命を延ばすことができる。さらに、触媒の下流側に配置され本体部と着脱可能に構成される排気マニホールドの蓋部には、冷却水用の配管等が不要となって構造が簡単となるため、該蓋部の着脱が容易となる。
また、前記水冷構造部を、排気浄化装置を構成する排気マニホールドの端部に配置したので、排気マニホールドのメンテナンスや触媒の交換等の作業が簡便となる。そして、排気マニホールドの端部にて、触媒を確実に保持・保護することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the exhaust emission control device according to the first aspect, a water jacket (37) is provided on an outer peripheral portion of the exhaust gas passage (36) of the portion (32a) in which the catalyst (5a) is stored. ), And the cooling water in the water jacket (37) is configured to cool only the upstream side of the catalyst (5a) of the exhaust system passage, and the exhaust gas flowing upstream of the catalyst (5a), and Since the upstream side portion of the catalyst (5a) is configured to be cooled, the temperature of the exhaust gas contacting the catalyst can be set to an appropriate temperature, the exhaust gas purification action by the catalyst can be enhanced, and the catalyst can be heated excessively. This can prevent and extend the life of the catalyst.
Moreover, generation | occurrence | production of excess condensed water is suppressed, deterioration of a catalyst can be prevented and a lifetime can be extended. Furthermore, the lid of the exhaust manifold, which is arranged downstream of the catalyst and configured to be detachable from the main body, eliminates the need for piping for cooling water and simplifies the structure. It becomes easy.
In addition, since the water cooling structure is disposed at the end of the exhaust manifold constituting the exhaust purification device, operations such as maintenance of the exhaust manifold and replacement of the catalyst are simplified. The catalyst can be reliably held and protected at the end of the exhaust manifold.

請求項３に記載の如く、請求項１記載の排気浄化装置において、前記本体部（３２ｂ）のウォータージャケット（３７）が形成された部分の下方には、排気ガスの冷却により生じる凝縮水を排気ガス通路（３６）内から外部へ排出するための排水用ドレン管（３８）を設けたので、触媒の上流側で排気ガスからの凝集水を外部へ排出除去することができ、触媒の凝集水による劣化を防止することができる。
さらに、凝縮水排出部は冷却水により冷却されて低温に保持されるので、該凝縮水排出部へ接続する排水パイプに、ゴムや樹脂等の耐熱温度が低い材質を用いることができ、低コスト化を図ることができる。 According to a third aspect of the present invention, in the exhaust emission control device according to the first aspect, the condensed water generated by cooling the exhaust gas is exhausted below the portion of the main body (32b) where the water jacket (37) is formed. Since the drainage drain pipe (38) for discharging the gas passage (36) from the inside to the outside is provided, the condensed water from the exhaust gas can be discharged and removed to the outside on the upstream side of the catalyst. It is possible to prevent deterioration due to.
Furthermore, since the condensed water discharge part is cooled by the cooling water and kept at a low temperature, a material having a low heat-resistant temperature such as rubber and resin can be used for the drain pipe connected to the condensed water discharge part. Can be achieved.

次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は排気浄化装置を示す側面断面図、図２は同じく正面図、図３は排気マニホールドから触媒を取り外して代わりに配管を接続した状態の排気浄化装置を示す側面断面図、図４は触媒を収納した排気マニホールドを示す側面断面図、図５は同じく平面図、図６は同じく正面断面図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described. 1 is a side sectional view showing the exhaust purification device, FIG. 2 is also a front view, FIG. 3 is a side sectional view showing the exhaust purification device in a state in which the catalyst is removed from the exhaust manifold and piping is connected instead, and FIG. FIG. 5 is a plan view of the same, and FIG. 6 is a front sectional view of the same.

排気浄化装置の構成について説明する。図１、図２に示すように、排気浄化装置１は、排気マニホールド２、排気ガス熱交換器３、及び触媒ユニット５等により構成されており、該排気浄化装置１における排気マニホールド２の排気入口２ａが、エンジンＥの排気マニホールドＥａに直接固着されている。 The configuration of the exhaust emission control device will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust purification device 1 includes an exhaust manifold 2, an exhaust gas heat exchanger 3, a catalyst unit 5, and the like, and an exhaust inlet of the exhaust manifold 2 in the exhaust purification device 1. 2a is directly fixed to the exhaust manifold Ea of the engine E.

排気マニホールド２の排気出口２ｂには、触媒５ａを収納する触媒ユニット５の排気入口５ｂが接続され、該触媒ユニット５の排気出口５ｃは、排気マニホールド２内を貫通する排気ガス通路１１の一端に接続されている。そして、触媒ユニット５は、該排気入口５ｂ及び排気出口５ｃを排気マニホールド２に接続することで、該排気マニホールド２へ着脱可能に取り付けられている。 The exhaust outlet 2b of the exhaust manifold 2 is connected to the exhaust inlet 5b of the catalyst unit 5 that houses the catalyst 5a. The exhaust outlet 5c of the catalyst unit 5 is connected to one end of the exhaust gas passage 11 that passes through the exhaust manifold 2. It is connected. The catalyst unit 5 is detachably attached to the exhaust manifold 2 by connecting the exhaust inlet 5b and the exhaust outlet 5c to the exhaust manifold 2.

また、排気ガス熱交換器３の排気入口３ａは、配管１２により前記排気ガス通路１１の他端と接続されており、該排気ガス熱交換器３は、配管１２により排気マニホールド２と接続すること、及び、取付部１３を排気マニホールド２に固定することにより、該排気マニホールド２に固着されている。 Further, the exhaust gas inlet 3 a of the exhaust gas heat exchanger 3 is connected to the other end of the exhaust gas passage 11 by a pipe 12, and the exhaust gas heat exchanger 3 is connected to the exhaust manifold 2 by a pipe 12. And, by fixing the mounting portion 13 to the exhaust manifold 2, it is fixed to the exhaust manifold 2.

排気ガス熱交換器３は略円筒形状に形成されており、該排気ガス熱交換器３内部には、排気ガス通路１５が形成されるとともに、該排気ガス通路１５の略中心部及び外周部に冷却水通路１６が形成されている。該冷却水通路１６の冷却水出口１６ｂは、排気マニホールド２に形成されるウォータージャケット１７の冷却水入口１７ａと、配管やフレキシブルホース等で接続されている。該冷却水通路１６には冷却水入口１６ａから冷却水が導入され、冷却水は冷却水通路１６内を通過した後に、排気マニホールド２のウォータージャケット１７内に流入する。 The exhaust gas heat exchanger 3 is formed in a substantially cylindrical shape, and an exhaust gas passage 15 is formed inside the exhaust gas heat exchanger 3, and at substantially the center and outer periphery of the exhaust gas passage 15. A cooling water passage 16 is formed. A cooling water outlet 16b of the cooling water passage 16 is connected to a cooling water inlet 17a of a water jacket 17 formed in the exhaust manifold 2 by piping, a flexible hose, or the like. Cooling water is introduced into the cooling water passage 16 from a cooling water inlet 16 a, and the cooling water passes through the cooling water passage 16 and then flows into the water jacket 17 of the exhaust manifold 2.

そして、排気浄化装置１においては、エンジンＥからの排気ガスが排気入口２ａを通じて排気マニホールド２内に導入され、ウォータージャケット１７内の冷却水により冷却される。排気マニホールド２内の排気ガスは触媒ユニット５に案内され、該触媒ユニット５内の触媒５ａを通過した後に、前記排気ガス通路１１及び配管１２を介して、排気ガス熱交換器３の排気ガス通路１５内に導入される。排気ガス通路１５に導入された排気ガスは、排気ガス通路１５を通過しながら冷却水通路１６内の冷却水により冷却され、その後排気出口３ｂから排出される。 In the exhaust emission control device 1, the exhaust gas from the engine E is introduced into the exhaust manifold 2 through the exhaust inlet 2 a and cooled by the cooling water in the water jacket 17. The exhaust gas in the exhaust manifold 2 is guided to the catalyst unit 5, passes through the catalyst 5 a in the catalyst unit 5, and then passes through the exhaust gas passage 11 and the pipe 12 to the exhaust gas passage of the exhaust gas heat exchanger 3. 15 is introduced. The exhaust gas introduced into the exhaust gas passage 15 is cooled by the cooling water in the cooling water passage 16 while passing through the exhaust gas passage 15, and then discharged from the exhaust outlet 3b.

この場合、排気マニホールド２のウォータージャケット１７内の冷却水は、排気ガス熱交換器３で排気ガスの熱量を吸収した後に導入されるため、排気マニホールド２内の排気ガスが急速に冷却されることはない。従って、エンジンＥからの排気ガスが、比較的高温状態で触媒５ａに接触することができ、排気ガス中に含まれる有害物質の除去率を高めて、排気ガスの浄化効率を高くすることが可能となっている。一方、触媒５ａに接触して浄化された排気ガスは、排気ガス熱交換器３内にて冷却水通路１６内の冷却水により充分に冷却された後に排出される。 In this case, since the cooling water in the water jacket 17 of the exhaust manifold 2 is introduced after the exhaust gas heat exchanger 3 absorbs the heat quantity of the exhaust gas, the exhaust gas in the exhaust manifold 2 is rapidly cooled. There is no. Therefore, the exhaust gas from the engine E can come into contact with the catalyst 5a at a relatively high temperature, and it is possible to increase the removal rate of harmful substances contained in the exhaust gas and increase the purification efficiency of the exhaust gas. It has become. On the other hand, the exhaust gas purified in contact with the catalyst 5 a is discharged after being sufficiently cooled by the cooling water in the cooling water passage 16 in the exhaust gas heat exchanger 3.

以上の如く構成された排気浄化装置１においては、エンジンＥに排気マニホールド２を固着することで該排気浄化装置１をエンジンＥに取りつけ、該排気マニホールド２に排気ガス熱交換器３を固着し、該排気マニホールド２に触媒５ａを収納する触媒ユニット５を着脱可能に取り付けているので、触媒５ａの交換時や触媒ユニット５のメンテナンス時等に、排気ガス熱交換器３とは関係なしに、触媒ユニット５のみを単独で容易に着脱することが可能となる。従って、図３に示すように、前記触媒ユニット５を取り外し、代わりに配管１９を排気マニホールド２を装着して、排気浄化装置１を触媒無しの仕様に変更することも容易にできる。 In the exhaust purification apparatus 1 configured as described above, the exhaust manifold 2 is fixed to the engine E to attach the exhaust purification apparatus 1 to the engine E, and the exhaust gas heat exchanger 3 is fixed to the exhaust manifold 2. Since the catalyst unit 5 containing the catalyst 5a is detachably attached to the exhaust manifold 2, the catalyst is not involved with the exhaust gas heat exchanger 3 when the catalyst 5a is replaced or when the catalyst unit 5 is maintained. Only the unit 5 can be easily attached and detached alone. Therefore, as shown in FIG. 3, the catalyst unit 5 can be removed, and the exhaust manifold 2 can be attached instead of the pipe 19 so that the exhaust purification device 1 can be easily changed to the specification without catalyst.

また、排気ガス熱交換器３の排気マニホールド２への固着部の一部を、排気ガスが通過する配管１２にて構成したので、該配管１２が排気ガスの通路と排気ガス熱交換器３の排気マニホールド２への取付部材とを兼ねることとなり、該排気ガス熱交換器３の配管構造及び取付構造を簡素化することができる。 Further, since a part of the fixed portion of the exhaust gas heat exchanger 3 to the exhaust manifold 2 is constituted by the pipe 12 through which the exhaust gas passes, the pipe 12 is connected to the exhaust gas passage and the exhaust gas heat exchanger 3. It also serves as a mounting member for the exhaust manifold 2, and the piping structure and mounting structure of the exhaust gas heat exchanger 3 can be simplified.

さらに、排気マニホールド２の排気ガス出口２ｂに、前記触媒ユニット５の排気ガス入口５ｂを接続し、該触媒ユニット５の排気ガス出口５ｃを、排気マニホールド２に形成した排気ガス通路１１を介して、排気ガス熱交換器３の排気ガス通路１５と連通させたので、排気マニホールド２に取り付けられる触媒ユニット５と排気ガス熱交換器３との間の排気ガス配管をシンプルな構成にすることが可能となる。 Furthermore, the exhaust gas inlet 2b of the catalyst unit 5 is connected to the exhaust gas outlet 2b of the exhaust manifold 2, and the exhaust gas outlet 5c of the catalyst unit 5 is connected to the exhaust manifold 2 via the exhaust gas passage 11 formed in the exhaust manifold 2. Since the exhaust gas passage 15 of the exhaust gas heat exchanger 3 communicates with the exhaust gas heat exchanger 3, the exhaust gas piping between the catalyst unit 5 attached to the exhaust manifold 2 and the exhaust gas heat exchanger 3 can be made simple. Become.

また、前記触媒５ａは排気マニホールド内に収納するように構成することもできる。
即ち、本発明の実施例である図４乃至図６においては、排気マニホールド３２内に触媒５ａを収納している。排気マニホールド３２は、本体部３２ｂと蓋部３２ｃとに分割され、該本体部３２ｂと蓋部３２ｃとは着脱可能に固着されている。該本体部３２ｂと蓋部３２ｃとの分割部は排気マニホールド３２の一端部に配置されている。 Further, the catalyst 5a can be configured to be accommodated in the exhaust manifold.
That is, in FIGS. 4 to 6 which are embodiments of the present invention, the catalyst 5 a is accommodated in the exhaust manifold 32. The exhaust manifold 32 is divided into a main body 32b and a lid 32c, and the main body 32b and the lid 32c are detachably fixed. A divided portion of the main body portion 32 b and the lid portion 32 c is disposed at one end portion of the exhaust manifold 32.

排気マニホールド３２の本体部３２ｂには、エンジンＥからの排気ガスが導入される排気入口３２ａが形成されており、該排気入口３２ａから蓋部３２ｃへかけて排気ガス通路３６が形成されている。該排気ガス通路３６内には触媒５ａが収納され、該触媒５ａは本体部３２ｂと蓋部３２ｃとに渡って配置されている。 An exhaust inlet 32a into which exhaust gas from the engine E is introduced is formed in the main body 32b of the exhaust manifold 32, and an exhaust gas passage 36 is formed from the exhaust inlet 32a to the lid portion 32c. A catalyst 5a is accommodated in the exhaust gas passage 36, and the catalyst 5a is disposed across the main body portion 32b and the lid portion 32c.

また、本体部３２ｂにおける、触媒５ａが収納される部分の排気ガス通路３６の外周部にはウォータージャケット３７が形成されており、該ウォータージャケット３７内の冷却水により、触媒５ａの上流側（排気入口３２ａ側）を流れる排気ガス、及び触媒５ａの上流側部を冷却するようにしている。蓋部３２ｃの排気ガス通路３６の外周部にはウォータージャケットは形成されておらず、排気ガス通路３６を流れる排気ガス及び触媒５ａは、本体部３２ｂ側の部分のみ、即ち上流側の部分のみが冷却水によって冷却されることとなる。 Further, a water jacket 37 is formed on the outer peripheral portion of the exhaust gas passage 36 where the catalyst 5a is accommodated in the main body portion 32b, and the cooling water in the water jacket 37 causes the upstream side (exhaust gas) of the catalyst 5a. The exhaust gas flowing on the inlet 32a side) and the upstream side of the catalyst 5a are cooled. A water jacket is not formed on the outer peripheral portion of the exhaust gas passage 36 of the lid portion 32c, and the exhaust gas and the catalyst 5a flowing through the exhaust gas passage 36 are only in the portion on the main body portion 32b side, that is, only in the upstream portion. It will be cooled by the cooling water.

この場合、ウォータージャケット３７に供給される冷却水は、前記排気ガス熱交換器３で排気ガスの熱量を吸収した後に供給されるため、排気ガス通路３６内の排気ガスが急速に冷却されることはなく、触媒の作用が高くなる適度な温度に冷却される。また、触媒５ａも過度に熱せられないように冷却されるので、寿命を長くすることができる。 In this case, since the cooling water supplied to the water jacket 37 is supplied after the heat quantity of the exhaust gas is absorbed by the exhaust gas heat exchanger 3, the exhaust gas in the exhaust gas passage 36 is rapidly cooled. Rather, it is cooled to an appropriate temperature at which the action of the catalyst is increased. Further, since the catalyst 5a is also cooled so as not to be heated excessively, the life can be extended.

尚、排気入口３２ａから排気マニホールド３２の排気ガス通路３６内へ導入された排気ガスは、ウォータージャケット３７内の冷却水により冷却され、触媒５ａを通過して浄化された後に、前記排気ガス熱交換器３の排気ガス通路１５と接続される接続部３２ｄを通じて、該排気ガス通路１５へ導入される。また、触媒５ａにはフランジ３９を設けて、該触媒５ａが冷却され易いような構造とすることで、触媒５ａの冷却を効率良く行うことが可能となる。 The exhaust gas introduced into the exhaust gas passage 36 of the exhaust manifold 32 from the exhaust inlet 32a is cooled by the cooling water in the water jacket 37, passes through the catalyst 5a and purified, and then the exhaust gas heat exchange. The exhaust gas passage 15 is introduced into the exhaust gas passage 15 through a connecting portion 32 d connected to the exhaust gas passage 15 of the vessel 3. Further, by providing the catalyst 5a with a flange 39 so that the catalyst 5a can be easily cooled, the catalyst 5a can be efficiently cooled.

また、本体部３２ｂにおける、ウォータージャケット３７が形成される部分の下方には、排気ガスの冷却により生じる凝縮水を排気ガス通路３６内から外部へ排出するための排水用ドレン管３８が設けられている。この排水用ドレン管３８により本体部３２ｂ内で発生した凝縮水を外部に排出することで、触媒５ａの劣化を防止することができる。 A drainage drain pipe 38 for discharging condensed water generated by cooling the exhaust gas from the exhaust gas passage 36 to the outside is provided below the portion where the water jacket 37 is formed in the main body 32b. Yes. By discharging the condensed water generated in the main body 32b to the outside by the drainage drain pipe 38, the deterioration of the catalyst 5a can be prevented.

また、蓋部３２ｃ側の排気ガス通路３６にはウォータージャケットは形成されておらず空冷式に構成されているため、該蓋部３２ｃ側の排気ガス通路３６内の排気ガスはさほど冷却されず、余分な凝縮水の発生が抑えられている。そして、排水用ドレン管３８より排出されなかった凝縮水は、蓋部３２ｃの壁面に触れること等によって該蓋部３２ｃ内で蒸発するため、排水用ドレン管３８から完全に凝縮水を排出できなかったとしても、触媒５ａの凝縮水による劣化を防止することができる。 Further, since the exhaust gas passage 36 on the lid portion 32c side is not formed with a water jacket and is configured to be air-cooled, the exhaust gas in the exhaust gas passage 36 on the lid portion 32c side is not cooled much, Generation of excess condensed water is suppressed. Further, the condensed water that has not been discharged from the drainage drain pipe 38 evaporates in the lid portion 32c by touching the wall surface of the lid portion 32c, and therefore the condensed water cannot be completely discharged from the drainage drain pipe 38. Even so, deterioration of the catalyst 5a due to condensed water can be prevented.

また、排水用ドレン管３８はウォータージャケット３７形成部分に設けられているので、該排水用ドレン管３８を冷却水により冷却して、排気ガス温度よりもかなり低温に保持することができる。これにより、排水用ドレン管３８へ接続する排水パイプに、ゴムや樹脂等の耐熱温度が低い材質を用いることができ、低コスト化を図ることができる。尚、排気ガス通路３６内の凝縮水は、例えば、排水用ドレン管３８から、排水パイプ及び該排水パイプに接続される排気サイレンサを通じて外部へ排出されるように構成している。 Further, since the drainage drain pipe 38 is provided at the portion where the water jacket 37 is formed, the drainage drain pipe 38 can be cooled with cooling water and kept at a temperature considerably lower than the exhaust gas temperature. As a result, a material having a low heat-resistant temperature such as rubber or resin can be used for the drain pipe connected to the drain drain pipe 38, and the cost can be reduced. The condensed water in the exhaust gas passage 36 is configured to be discharged to the outside from, for example, a drain drain pipe 38 through a drain pipe and an exhaust silencer connected to the drain pipe.

以上の如く、触媒５ａを収納する排気マニホールド３２を、排気系路である排気ガス通路３６における触媒５ａの上流側のみが水冷構造となるように構成することで、触媒５ａへ接触する排気ガスの温度を適温として、触媒５ａによる排気ガスの浄化作用を高めることができるとともに、触媒５ａが過度に熱せられることを防止して触媒５ａの寿命を長くすることができる。また、余分な凝縮水の発生が抑えられ、触媒５ａの劣化を防止して寿命を延ばすことができる。さらに、排気マニホールド３２の蓋部３２ｃには冷却水用の配管等が不要となって構造が簡単となるため、触媒５ａの下流側に位置する該蓋部３２ｃの着脱が容易となる。 As described above, the exhaust manifold 32 that houses the catalyst 5a is configured so that only the upstream side of the catalyst 5a in the exhaust gas passage 36, which is an exhaust system passage, has a water cooling structure. The temperature of the catalyst 5a can be set to an appropriate temperature, so that the exhaust gas purifying action of the catalyst 5a can be enhanced, and the catalyst 5a can be prevented from being heated excessively, thereby extending the life of the catalyst 5a. Moreover, generation | occurrence | production of excess condensed water is suppressed, deterioration of the catalyst 5a can be prevented, and lifetime can be extended. Further, the lid 32c of the exhaust manifold 32 does not require a cooling water pipe or the like, and the structure becomes simple. Therefore, the lid 32c located on the downstream side of the catalyst 5a can be easily attached and detached.

また、ウォータージャケット３７にて構成される前記水冷構造部を、本体部３２ｂと蓋部３２ｃとの分割部である排気マニホールド３２の端部に配置しているので、排気マニホールド３２のメンテナンスや触媒５ａの交換等の作業が簡便となる。そして、排気マニホールド３２の端部にて、触媒５ａを確実に保持・保護することができる。さらに、ウォータージャケット３７への冷却水の供給元である、排気ガス熱交換器３における冷却水通路１６の冷却水出口１６ｂが排気ガス熱交換器３の端部に位置しているため、該排気ガス熱交換器３を排気マニホールド３２に取り付けた際に、該冷却水出口１６ｂとウォータージャケット３７の冷却水入口とを接続する水配管を短くすることができ、さらには、水配管を不要とすることも可能である。 Further, since the water cooling structure portion constituted by the water jacket 37 is arranged at the end of the exhaust manifold 32 which is a divided portion of the main body portion 32b and the lid portion 32c, maintenance of the exhaust manifold 32 and the catalyst 5a are performed. The work such as replacement is simplified. The catalyst 5a can be reliably held and protected at the end of the exhaust manifold 32. Further, since the cooling water outlet 16b of the cooling water passage 16 in the exhaust gas heat exchanger 3 which is the supply source of the cooling water to the water jacket 37 is located at the end of the exhaust gas heat exchanger 3, the exhaust gas When the gas heat exchanger 3 is attached to the exhaust manifold 32, the water pipe connecting the cooling water outlet 16b and the cooling water inlet of the water jacket 37 can be shortened, and further, no water pipe is required. It is also possible.

また、前記水冷構造部を構成するウォータージャケット３７の下方に、排気ガス通路３６内の凝縮水を外部へ排出するための凝縮水排出部として排水用ドレン管３８を設けたので、触媒５ａの上流側で排気ガスからの凝集水を外部へ排出除去することができ、触媒５ａの凝集水による劣化を防止することができる。さらに、排水用ドレン管３８は冷却水により冷却されて低温に保持されるので、該排水用ドレン管３８へ接続する排水パイプに、ゴムや樹脂等の耐熱温度が低い材質を用いることができ、低コスト化を図ることができる。 Further, since a drainage drain pipe 38 is provided below the water jacket 37 constituting the water cooling structure as a condensed water discharge part for discharging condensed water in the exhaust gas passage 36 to the outside, the upstream of the catalyst 5a. On the side, the condensed water from the exhaust gas can be discharged and removed to the outside, and the deterioration of the catalyst 5a due to the condensed water can be prevented. Furthermore, since the drain drain pipe 38 is cooled by cooling water and kept at a low temperature, a material having a low heat resistance temperature such as rubber or resin can be used for the drain pipe connected to the drain drain pipe 38, Cost reduction can be achieved.

以上の如く、エンジン本体に該排気浄化装置の排気マニホールドを固着し、該排気マニホールドに排気ガス熱交換器を固着し、該排気マニホールドに触媒を着脱可能に取り付けたので、触媒の交換やメンテナンス時等に、排気ガス熱交換器とは関係なしに、触媒ユニットのみを単独で容易に着脱することが可能となる。これにより、触媒を取り外して代わりに配管を排気マニホールドを装着し、排気浄化装置を触媒無しの仕様に変更することが容易にできることとなる。 As described above, the exhaust manifold of the exhaust purification device is fixed to the engine body, the exhaust gas heat exchanger is fixed to the exhaust manifold, and the catalyst is detachably attached to the exhaust manifold. For example, only the catalyst unit can be easily attached and detached independently of the exhaust gas heat exchanger. As a result, it is possible to easily change the exhaust purification device to a specification without a catalyst by removing the catalyst and installing the exhaust manifold instead of the piping.

また、前記排気ガス熱交換器の排気マニホールドへの固着部の一部を、排気ガスが通過する配管にて構成したので、該配管が排気ガスの通路と排気ガス熱交換器の排気マニホールドへの取付部材とを兼ねることとなり、該排気ガス熱交換器の配管構造及び取付構造を簡素化することができる。 In addition, since a part of the exhaust gas heat exchanger adhering to the exhaust manifold is constituted by a pipe through which the exhaust gas passes, the pipe is connected to the exhaust gas passage and the exhaust manifold of the exhaust gas heat exchanger. It also serves as an attachment member, and the piping structure and attachment structure of the exhaust gas heat exchanger can be simplified.

また、前記排気マニホールドの排気ガス出口に、前記触媒の排気ガス入口を接続し、該触媒の排気ガス出口を、排気マニホールドに形成した排気ガス通路を介して、前記排気ガス熱交換器と連通させたので、排気マニホールドに取り付けられる触媒と排気ガス熱交換器との間の排気ガス配管をシンプルな構成にすることができる。 The exhaust gas inlet of the catalyst is connected to the exhaust gas outlet of the exhaust manifold, and the exhaust gas outlet of the catalyst is communicated with the exhaust gas heat exchanger via an exhaust gas passage formed in the exhaust manifold. Therefore, the exhaust gas piping between the catalyst attached to the exhaust manifold and the exhaust gas heat exchanger can be made simple.

排気浄化装置を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows an exhaust gas purification apparatus. 同じく正面図である。It is also a front view. 排気マニホールドから触媒を取り外して代わりに配管を接続した状態の排気浄化装置を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the exhaust gas purification apparatus of the state which removed the catalyst from the exhaust manifold and connected piping instead. 触媒を収納した排気マニホールドを示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the exhaust manifold which accommodated the catalyst. 同じく平面図である。It is also a plan view. 同じく正面断面図である。It is a front sectional view similarly.

Explanation of symbols

１排気浄化装置
２排気マニホールド
２ａ排気入口
３排気ガス熱交換器
５触媒ユニット
５ａ触媒
５ｂ排気ガス入口
５ｃ排気ガス出口
１１排気ガス通路
１２配管
３２排気マニホールド
３２ｂ本体部
３２ｃ蓋部
３６排気ガス通路
３７ウォータージャケット
３８排水用ドレン管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust purification device 2 Exhaust manifold 2a Exhaust inlet 3 Exhaust gas heat exchanger 5 Catalytic unit 5a Catalyst 5b Exhaust gas inlet 5c Exhaust gas outlet 11 Exhaust gas passage 12 Pipe 32 Exhaust manifold 32b Main body part 32c Cover part 36 Exhaust gas passage 37 Water Jacket 38 Drain pipe for drainage

Claims

In an exhaust purification device for an engine having a catalyst in an exhaust system path, an exhaust manifold (32) constituting the exhaust purification device is divided into a main body portion (32b) and a lid portion (32c), and the main body portion (32b ) And the lid portion (32c) are detachably fixed, and a divided portion of the main body portion (32b) and the lid portion (32c) is disposed at one end portion of the exhaust manifold (32), and the exhaust manifold (32 ) Is formed with an exhaust inlet (32a) through which exhaust gas from the engine is introduced, and an exhaust gas passage (36) is formed from the exhaust inlet (32a) to the lid (32c). The exhaust gas purification apparatus characterized in that the catalyst (5a) is housed and disposed in the exhaust gas passage (36), and the catalyst (5a) is disposed across the main body (32b) and the lid (32c).

The exhaust purification apparatus according to claim 1, wherein a water jacket (37) is formed on an outer peripheral portion of the exhaust gas passage (36) in a portion where the catalyst (5a) is accommodated in the main body portion (32b). (37) The cooling water in the exhaust system passage is structured so that only the upstream side of the catalyst (5a) is water-cooled, the exhaust gas flowing upstream of the catalyst (5a), and the upstream side of the catalyst (5a) An exhaust emission control device characterized in that it is configured to cool.

2. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein condensed water generated by cooling the exhaust gas is discharged from the inside of the exhaust gas passage (36) to the outside of a portion of the main body (32 b) where the water jacket (37) is formed. An exhaust gas purification apparatus provided with a drainage drain pipe (38) for discharging to the wastewater.