JP2017218959A - Exhaust device for engine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの排気装置に関する。 The present invention relates to an engine exhaust device.
一般的に、エンジンの排気系には、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を酸化する酸化触媒、粒子状物質(PM)を捕集するパティキュレイト・フィルタ、窒素化合物(NOx)を浄化するNOx触媒等が設けられている。 In general, the exhaust system of an engine includes an oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC) in exhaust gas, a particulate filter that collects particulate matter (PM), and nitrogen. A NOx catalyst or the like for purifying the compound (NOx) is provided.
これら触媒やフィルタは、排気マニホールドから延びる排気管よりも拡径されたケーシング内に収容されている。このため、内径の小さな排気管から内径の大きなケーシング内に流れ込んだ排気ガスは、ケーシング内で拡散されることなく触媒やフィルタの略中央付近を通過してしまい、これら触媒やフィルタの浄化能力を十分に活用できない課題がある。 These catalysts and filters are accommodated in a casing whose diameter is larger than that of the exhaust pipe extending from the exhaust manifold. For this reason, the exhaust gas flowing into the casing having a large inner diameter from the exhaust pipe having a small inner diameter passes through the vicinity of the center of the catalyst or filter without being diffused in the casing, and the purification ability of the catalyst or filter is reduced. There are issues that cannot be fully utilized.
このような課題を解消し得る技術として、例えば、特許文献1には、ケーシング内の酸化触媒よりも上流側に複数の通気孔を有する拡散用の円筒状パンチングメタルを挿入すると共に、当該円筒状パンチングメタルと酸化触媒との間の空間に複数の通気孔を有する整流用の円盤状バッフルプレートを配置した構造が開示されている。 As a technique that can solve such a problem, for example, in Patent Document 1, a cylindrical punching metal for diffusion having a plurality of vent holes on the upstream side of the oxidation catalyst in the casing is inserted and the cylindrical shape is inserted. A structure is disclosed in which a rectifying disc-shaped baffle plate having a plurality of ventilation holes is disposed in a space between a punching metal and an oxidation catalyst.
ところで、上記従来技術のような構造では、図4に示すように、ケーシング110の上流側に排気管100から延びる円筒状パンチングメタル111が挿入されるため、酸化触媒114の上流側に大きな空間が生じる。このため、ケーシング110の特に上流側の強度を確保するために、例えば、円錐台形状等の補強部材113を設ける必要がある。しかしながら、このような補強構造では、消音整流機能を有する円盤状バッフルプレート112の他に、補強部材113を個別に設けることになり、部品点数の増加によるコスト上昇や組み付け工数の増加等を招く課題がある。
By the way, in the structure like the above prior art, as shown in FIG. 4, since the
本開示の技術は、補強部材に消音整流機能を持たせることで、部品点数を効果的に削減することを目的とする。 The technology of the present disclosure aims to effectively reduce the number of parts by providing a reinforcing member with a silencing rectification function.
本開示の技術は、エンジンから排出される排気ガスを流通させる排気管と、前記排気管よりも下流側に設けられると共に、その内部に排気ガスを浄化する触媒を担持した担体が収容され、その内径を前記排気管よりも大径に形成された筒状のケーシングと、前記排気管の下流端から延びると共に、その内径を前記ケーシングより小径の筒状に形成され、その筒面の少なくとも一部を前記ケーシング内の前記担体よりも上流側に挿入されると共に、当該挿入された筒面に複数の第1通気穴が貫通形成された筒状部材と、上流側から下流側に向って前記ケーシングの軸心側に傾斜するテーパ面を含むと共に、当該テーパ面に複数の第2通気穴が貫通形成され、その上流側を前記ケーシングの前記担体よりも上流側の内周面に固定されると共に、その下流側を前記筒状部材の前記第1通気孔よりも下流側の外筒面に固定された補強部材と、を備えることを特徴とする。 The technology of the present disclosure includes an exhaust pipe that circulates exhaust gas discharged from the engine, a downstream side of the exhaust pipe, and a carrier that carries a catalyst that purifies the exhaust gas therein. A cylindrical casing having an inner diameter larger than that of the exhaust pipe, and extending from the downstream end of the exhaust pipe, and having an inner diameter smaller than that of the casing, and at least part of the cylindrical surface Is inserted upstream of the carrier in the casing, and a cylindrical member having a plurality of first vent holes formed through the inserted cylindrical surface, and the casing from the upstream side toward the downstream side. And a plurality of second vent holes are formed through the tapered surface, and the upstream side of the tapered surface is fixed to the inner peripheral surface upstream of the carrier of the casing. , That Downstream, characterized in that it comprises a reinforcement member fixed to the outer cylindrical surface of the downstream side of the first vent hole of the tubular member.
また、前記補強部材が円錐台形状に形成されると共に、その円錐面に前記複数の第2通気孔が貫通形成され、その大径側端を前記ケーシングの前記担体よりも上流側の内周面に固定されると共に、その小径側端を前記筒状部材の前記第1通気孔よりも下流側の外筒面に固定されてもよい。 In addition, the reinforcing member is formed in a truncated cone shape, the plurality of second vent holes are formed through the conical surface thereof, and the large-diameter side end thereof is an inner peripheral surface upstream of the carrier of the casing. In addition, the small-diameter side end may be fixed to the outer cylindrical surface on the downstream side of the first vent hole of the cylindrical member.
また、前記補強部材が、前記円錐面の内部に前記第1通気孔を収めるように、前記大径側端を前記ケーシングの前記第1通気孔よりも上流側の内周面に固定されることが好ましい。 In addition, the large-diameter side end is fixed to the inner peripheral surface of the casing on the upstream side of the first vent hole so that the reinforcing member can accommodate the first vent hole inside the conical surface. Is preferred.
本開示の技術によれば、補強部材に消音整流機能を持たせることで、部品点数を効果的に削減することができる。 According to the technique of the present disclosure, the number of components can be effectively reduced by providing the reinforcing member with a muffler rectifying function.
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, an exhaust system for an engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図1に示すように、ディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)10の排気マニホールド11には、排気ガスを流通させる排気管12が接続されている。排気管12の下流側には、第1及び第2酸化触媒13,14を収容したケーシング20が設けられている。ケーシング20の下流端には、ケーシング20から排気ガスを導出させる排気導出管15が接続されている。さらに、ケーシング20の内部には、詳細を後述する上流側パンチングメタル25、下流側パンチングメタル24及び、補強部材30が設けられている。
As shown in FIG. 1, an
図2に示すように、ケーシング20は、その内径を排気管12よりも大径に形成させた略中空円筒状を呈している。より詳しくは、ケーシング20は、円筒状のケーシング本体21と、ケーシング本体21の上流開口を塞ぐ平板円形の上流側プレート22と、ケーシング本体21の下流開口を塞ぐ平板円形の下流側プレート23とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
ケーシング本体21内には、軸方向の略中央部分に第1酸化触媒13及び、第2酸化触媒14が互いに隣接して収容されている。第1酸化触媒13の上流側と上流側プレート22との間及び、第2酸化触媒14の下流側と下流側プレート23との間には、所定の空間が確保されている。
In the casing
下流側プレート23の略中央には、排気導出管15を挿通させる貫通孔が形成されている。また、第2酸化触媒14と下流側プレート23との間のケーシング本体21内には、消音機能を有する円筒状の下流側パンチングメタル24が設けられている。この下流側パンチングメタル24は、ケーシング20内に挿入された排気導出管15の上流端に接続されている。
A through hole through which the exhaust lead-out
上流側プレート22の略中央には、排気管12から延びる上流側パンチングメタル25を挿通させる貫通孔が形成されている。この貫通孔の周縁には上流側に突出する円環状のフランジ22Aが形成されている。フランジ22Aの内周面には、上流側パンチングメタル25の外周面が溶接等で固定されている。
A through hole through which the
上流側パンチングメタル25は、排気管12と略同径の円筒状を呈しており、ケーシング20内に挿入された先端(下流)側の筒面には複数の通気孔25Aが貫通形成されている。すなわち、排気管12から上流側パンチングメタル25に流入した排気ガスは、各通気孔25Aを通過することで、ケーシング20内に径方向に拡散されるようになっている。この上流側パンチングメタル25には、ケーシング20の上流側の強度を確保する補強部材30が設けられている。
The
図2,3に示すように、補強部材30は、略円錐台形状を呈しており、その円錐面30Aには複数の通気孔31が貫通形成されている。補強部材30の小径側端30Bは、その内径を上流側パンチングメタル25の外径と略同径に形成されている。また、補強部材30の小径側端30Bは、その内周面を上流側パンチングメタル25の先端(下流)側外周面に溶接等で固定されることで、上流側パンチングメタル25の先端(下流側)開口部を閉塞する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the reinforcing
補強部材30の大径側端30Cは、その外径をケーシング本体21の内径と略同径に形成されている。また、補強部材30の大径側端30Cは、その外周面を第1酸化触媒13よりも上流側のケーシング本体21内周面、好ましくは、上流側パンチングメタル25の各通気孔25Aが円錐面30Aの内部に収まるように、各通気孔25Aよりも上流側のケーシング本体21内周面に溶接等で固定されている。
The large-
すなわち、円錐台形状の補強部材30によって、ケーシング本体21の第1酸化触媒13よりも上流側と、上流側パンチングメタル25の先端(下流)とを固定したことで、ケーシング20の上流側の強度が効果的に確保されるようになっている。また、補強部材30の円錐面30Aに複数の通気孔31を穿設したことで、上流側パンチングメタル25によってケーシング20内に径方向に拡散された排気ガスは、各通気孔31を通過することで消音されると共に、第1酸化触媒13に向けられて整流されるようになっている。
That is, the strength on the upstream side of the
以上詳述したように、本実施形態の排気装置によれば、円錐台形状の補強部材30によってケーシング本体21の内周面と上流側パンチングメタル25の外周面とを固定したことで、ケーシング20の強度を効果的に確保しつつ、補強部材30の円錐面30Aに排気ガスを通過させる複数の通気孔31を穿設したことで、補強部材30に排気ガスの消音及び整流の両方の機能を持たせることが可能になる。これにより、図4に示す従来構造のような、バッフルプレート112及び補強部材113を個別に設ける必要がなくなり、部品点数を効果的に削減することができる。また、部品点数が削減されることで、コストの上昇や組み付け工数の増加も効果的に防止することができる。
As described in detail above, according to the exhaust device of the present embodiment, the
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.
例えば、補強部材30の形状は、円錐台形状に限定されず、ケーシング本体21と上流側パンチングメタル25とに固定されてケーシング20の強度を確保しつつ、少なくともその一部に上流側から下流側に向ってケーシング20の中心側に傾斜するテーパ面を含むものであれば、他の形状であってもよい。
For example, the shape of the reinforcing
また、ケーシング20内に収容される担体は、酸化触媒13,14に限定されず、NOx触媒やパティキュレイト・フィルタ等であってもよい。
Further, the carrier accommodated in the
また、エンジン10はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他に内燃機関にも広く適用することが可能である。
The
10 エンジン
11 排気マニホールド
12 排気管
13 第1酸化触媒
14 第2酸化触媒
15 排気導出管
20 ケーシング
21 ケーシング本体
22 上流側プレート
23 下流側プレート
24 下流側パンチングメタル
25 上流側パンチングメタル
25A 通気孔
30 補強部材
30A 円錐面
30B 小径側端
30C 大径側端
10
Claims (3)
前記排気管よりも下流側に設けられると共に、その内部に排気ガスを浄化する触媒を担持した担体が収容され、その内径を前記排気管よりも大径に形成された筒状のケーシングと、
前記排気管の下流端から延びると共に、その内径を前記ケーシングより小径の筒状に形成され、その筒面の少なくとも一部を前記ケーシング内の前記担体よりも上流側に挿入されると共に、当該挿入された筒面に複数の第1通気穴が貫通形成された筒状部材と、
上流側から下流側に向って前記ケーシングの軸心側に傾斜するテーパ面を含むと共に、当該テーパ面に複数の第2通気穴が貫通形成され、その上流側を前記ケーシングの前記担体よりも上流側の内周面に固定されると共に、その下流側を前記筒状部材の前記第1通気孔よりも下流側の外筒面に固定された補強部材と、を備える
ことを特徴とするエンジンの排気装置。 An exhaust pipe for circulating exhaust gas exhausted from the engine;
A cylindrical casing provided downstream of the exhaust pipe and containing a carrier carrying a catalyst for purifying exhaust gas therein, the inner diameter of which is larger than that of the exhaust pipe;
The pipe extends from the downstream end of the exhaust pipe and has an inner diameter formed in a cylindrical shape smaller than the casing, and at least a part of the cylindrical surface is inserted upstream of the carrier in the casing. A cylindrical member having a plurality of first ventilation holes formed through the cylindrical surface formed;
The taper surface includes a tapered surface inclined toward the axial center of the casing from the upstream side to the downstream side, and a plurality of second vent holes are formed through the tapered surface, the upstream side being upstream of the carrier of the casing. A reinforcing member fixed to the inner peripheral surface on the side and a downstream side fixed to the outer cylindrical surface on the downstream side of the first vent hole of the cylindrical member. Exhaust system.
請求項1に記載のエンジンの排気装置。 The reinforcing member is formed in a truncated cone shape, and the plurality of second ventilation holes are formed through the conical surface, and the large-diameter side end is fixed to the inner peripheral surface upstream of the carrier of the casing. The engine exhaust device according to claim 1, wherein the small-diameter side end is fixed to the outer cylindrical surface on the downstream side of the first ventilation hole of the cylindrical member.
請求項2に記載のエンジンの排気装置。 The large diameter side end is fixed to the inner peripheral surface of the casing on the upstream side of the first ventilation hole so that the reinforcing member houses the first ventilation hole inside the conical surface. An exhaust system for an engine according to 1.
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