JP2018059425A

JP2018059425A - 二重管構造及び二重管構造の製造方法

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Publication number: JP2018059425A
Application number: JP2016196208A
Authority: JP
Inventors: 加藤　務; Tsutomu Kato; 務加藤; 隼人齋藤; Hayato Saito
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-04-12

Abstract

【課題】内側を流れる排気ガスの温度をなるべく低下させないようにし、かつ、曲げ加工を行うことが容易である二重管構造を提供する。
【解決手段】二重管構造２は、排気ガスを通す蛇腹形状の内管２１と、内管２１の外側に設けられた外管２２と、内管２１と外管２２との間に設けられた断熱材２３と、を有する。また、内管２１の板厚は、外管２２の板厚よりも小さい。また、内管２１の板厚は、内管２１における最大の外径と、内管２１における最小の内径との差の長さの半分の長さよりも小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、内管と外管を有する二重管構造及び当該二重管構造の製造方法に関するものである。

車両には、内管と外管とを有する二重管構造がエンジンから排出される排気ガスを通すための管として用いられている。特許文献１には、外管内に、外管よりも小径で薄肉の内管が挿入保持された車両用二重排気管が開示されている。

特許第２９２４５９０号公報

ところで、内管及び外管を有する二重管を用いて排気ガスを流す場合、内管の肉厚が大きいと、内管の内側を流れる排気ガスは、内管に熱を奪われてしまい、温度が低下してしまう。そこで、特許文献１に示されるように、内管の肉厚を小さくして、薄肉内管を用いる場合、薄肉内管は曲げ加工を行う際に、割れ、つぶれ、シワ等が発生しやすく、曲げ加工を行うことは困難であるという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、内側を流れる排気ガスの温度をなるべく低下させないようにし、かつ、曲げ加工を行うことが容易である二重管構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、排気ガスを通す蛇腹形状の内管と、前記内管の外側に設けられた外管と、前記内管と前記外管との間に設けられた断熱材と、を有することを特徴とする二重管構造を提供する。

また、前記内管の板厚は、前記外管の板厚よりも小さくてもよい。また、前記内管の板厚は、前記内管における最大の外径と、前記内管における最小の内径との差の長さの半分の長さよりも小さくてもよい。また、前記内管は、第１屈曲部を有し、前記外管は、前記第１屈曲部に対応する位置に第２屈曲部を有していてもよい。

本発明の第２の態様においては、直線形状の外管を準備する工程と、断熱材を蛇腹形状の内管の外側に設ける工程と、前記断熱材が外側に設けられている前記内管を前記外管の内側に挿入する工程と、前記断熱材が外側に設けられている前記内管が内側に挿入された前記外管を曲げる工程と、を有することを特徴とする二重管構造の製造方法を提供する。

本発明によれば、二重管構造において、内側を流れる排気ガスの温度をなるべく低下させないようにし、かつ、曲げ加工を行うことが容易になるという効果を奏する。

本実施形態に係る二重管構造２が車両に設けられている構成を示す。本実施形態に係る二重管構造２の構成を示す。図２のＸ−Ｘ線断面図を示す。内管２１の一部の拡大図を示す。

図１は、本実施形態に係る二重管構造２が車両に設けられている構成を示す図である。
車両は、エンジン１、二重管構造２、及び後処理装置３を有する。エンジン１は、例えば、ディーゼルエンジン、またはガソリンエンジンである。

二重管構造２は、エンジン１から排出される排気ガスを通す管である。二重管構造２の長手方向におけるエンジン１側の端部は、エンジン１の排気ガスが排出される排出口に設けられている。二重管構造２は、二重管構造２の内側を通過する排気ガスを保温する機能を有する。二重管構造２の詳細は後述する。

後処理装置３は、エンジン１から排出される排気ガスが流入され、流入された排気ガスを清浄にする機能を有する。後処理装置３は、例えば、酸化触媒（ＤＯＣ：ＤｉｅｓｅｌＯｘｉｄａｔｉｏｎＣａｔａｌｙｓｔ）、ディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＤ：ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＤｉｆｆｕｓｅｒ）、尿素選択還元触媒（尿素ＳＣＲ：ＵｒｅａＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣａｔａｌｙｔｉｃＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）である。

後処理装置３は、二重管構造２の長手方向におけるエンジン１側の端部とは反対側の端部に設けられている。後処理装置３に用いられている触媒を活性化させるためには、後処理装置３の内側を流れる排気ガスの温度が所定温度以上である必要がある。そのため、エンジン１から排出される高温の排気ガスは、後処理装置３に流入する時点で、なるべく高い温度に保たれている必要がある。

そこで、二重管構造２は、前述したように排気ガスを保温する機能を有する。二重管構造２は、エンジン１から排出される排気ガスを保温し、二重管構造２の後流側に設けられている後処理装置３に流入させる排気ガスをなるべく高い温度にするようにしている。

図２は、本実施形態に係る二重管構造２の構成を示す図である。図３は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。図４は、内管２１の一部の拡大図である。
二重管構造２は、内管２１、外管２２、及び断熱材２３を有する。

内管２１は、金属製で、蛇腹形状の管である。内管２１は、排気ガスを通している。内管２１は、例えば、板厚が０．４〜１．０ｍｍ程度である。内管２１は、蛇腹形状の管であるので、内管２１の外周面を形成する板は、凹凸形状を有する。内管２１の板厚は、図４に示すように、内管２１の外周面を形成する板の厚さである。内管２１の板厚は、内管２１の長手方向において一定である。内管２１は、このように蛇腹形状の薄肉内管であるので、曲げやすい。よって、内管２１は、曲げることが必要な空間に設置するのには、適している。

また、内管２１は、このように蛇腹形状の薄内内管であるので体積が小さく、熱容量が小さい。したがって、内管２１が内管２１の内側を流れる流体から熱を奪う量も小さい。よって、内管２１の内側を流れる流体は、内管２１の内側を流れることによって温度が低下する量を、例えば、内管２１よりも板厚が大きい管の内側を流れることによって温度が低下する量に比べて、小さくすることができる。

外管２２は、金属製で、中空の円柱形状（円筒形状）である。外管２２は、内管２１の外側に設けられている。外管２２の板厚（肉厚）は、例えば、１．５〜２．０ｍｍ程度である。外管２２の板厚は、外管２２の長手方向において一定である。外管２２の長手方向における長さは、内管２１の長手方向における長さと同じ長さである。

このように、内管２１の板厚は、外管２２の板厚よりも小さい。したがって、二重管構造２は、内管２１の内側を流れる流体から内管２１が奪う熱量を小さくすることができる。

また、図４に示すように、内管２１の板厚は、内管２１における最大の外径と、内管２１における最小の内径との差の長さの半分の長さよりも小さい。二重管構造２は、このような構成を有するので、内管２１の板厚を小さくすることができる。

また、図２に示すように、内管２１は、第１直線部２１１と第１屈曲部２１２とを有する。第１直線部２１１は、内管２１における直線形状を有する部分である。第１屈曲部２１２は、内管２１における曲がっている部分である。また、外管２２は、第２直線部２２１と第２屈曲部２２２とを有する。第２直線部２２１は、外管２２における直線形状を有する部分である。第２屈曲部２２２は、外管２２における曲がっている部分である。

内管２１は、第１屈曲部２１２を有し、外管２２は、第１屈曲部２１２に対応する位置に第２屈曲部２２２を有する。具体的には、内管２１の第１直線部２１１の外側には、外管２２の第２直線部２２１が位置している。また、内管２１の第１屈曲部２１２の外側には、外管２２の第２屈曲部２２２が位置している。なお、第１屈曲部２１２と第２屈曲部２２２とは、湾曲している領域を含んでいてもよい。また、内管２１が有する第１直線部２１１と第１屈曲部２１２の数、及び外管２２が有する第２直線部２２１と第２屈曲部２２２の数は任意である。

このように、二重管構造２は、直線形状でもよいが、曲げを有していてもよい。二重管構造２は、このような構成を有するので、曲げることが必要な空間に用いることも可能である。

断熱材２３は、熱の移動を防ぐための部材である。断熱材２３は、例えば、グラスウールである。断熱材２３は、内管２１の外側面と外管２２の内側面との間に、充填されている。二重管構造２では、このように内管２１と外管２２との間に断熱材２３が設けられているので、内管２１の内側を流れる排気ガスの熱が、内管２１、断熱材２３、及び外管２２を通過して、外管２２の外側に逃げることを抑制することができる。また、断熱材２３は、内管２１の外側面と外管２２の内側面との間の空隙を確保するための機能も有している。

［本実施形態に係る二重管構造２の製造方法］
まず、直線形状の外管２２を準備する。次に、断熱材２３を蛇腹形状の内管２１の外側に設ける。そして、断熱材２３が外側に設けられている内管２１を直線形状の外管２２の内側に挿入する。

そして、断熱材２３が外側に設けられている内管２１が内側に挿入された直線形状の外管２２を、例えば、ベンダー（曲げ加工機）を用いて曲げることにより、屈曲部を有する二重管構造２が製造される。この結果、二重管構造２、特に、屈曲部を有する二重管構造２を簡易に製造することができる。

［本実施形態に係る二重管構造２による効果］
本実施形態に係る二重管構造２は、排気ガスを通す蛇腹形状の内管２１と、内管２１の外側に設けられた外管２２と、内管２１と外管２２との間に設けられた断熱材２３と、を有する。

本実施形態に係る二重管構造２は、内管２１が蛇腹形状であるので、曲げ加工を行うことが容易である。また、蛇腹形状の内管２１は薄肉であるので、内管２１の体積を小さくすることができる。よって、二重管構造２は、内管２１の熱容量が小さいので、内管２１の内側を排気ガスが通るときに、排気ガスが内管２１に奪われる熱量を小さくすることができる。この結果、二重管構造２は、車両における他の部材の配置に合わせて曲がった形状に加工しやすく、かつ二重管構造２の内部を流れる排気ガスをなるべく保温し、二重管構造２から流出される時点の排気ガスの温度を高い温度に保つことができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１・・・エンジン
２・・・二重管構造
２１・・・内管
２１１・・・第１直線部
２１２・・・第１屈曲部
２２・・・外管
２２１・・・第２直線部
２２２・・・第２屈曲部
２３・・・断熱材
３・・・後処理装置

Claims

排気ガスを通す蛇腹形状の内管と、
前記内管の外側に設けられた外管と、
前記内管と前記外管との間に設けられた断熱材と、
を有することを特徴とする二重管構造。
前記内管の板厚は、前記外管の板厚よりも小さいことを特徴とする、
請求項１に記載の二重管構造。
前記内管の板厚は、前記内管における最大の外径と、前記内管における最小の内径との差の長さの半分の長さよりも小さいことを特徴とする、
請求項１又は２に記載の二重管構造。
前記内管は、第１屈曲部を有し、
前記外管は、前記第１屈曲部に対応する位置に第２屈曲部を有することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載の二重管構造。
直線形状の外管を準備する工程と、
断熱材を蛇腹形状の内管の外側に設ける工程と、
前記断熱材が外側に設けられている前記内管を前記外管の内側に挿入する工程と、
前記断熱材が外側に設けられている前記内管が内側に挿入された前記外管を曲げる工程と、
を有することを特徴とする二重管構造の製造方法。