JP2880219B2 - 触媒装置 - Google Patents

触媒装置

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JP2880219B2
JP2880219B2 JP1507745A JP50774589A JP2880219B2 JP 2880219 B2 JP2880219 B2 JP 2880219B2 JP 1507745 A JP1507745 A JP 1507745A JP 50774589 A JP50774589 A JP 50774589A JP 2880219 B2 JP2880219 B2 JP 2880219B2
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
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    • F01N2410/02—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device in case of high temperature, e.g. overheating of catalytic reactor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、触媒が排気ガスにより貫流されるケース
内に配置され、その際ケース内には補助的に排気ガスの
ための迂回路が設けられているような触媒装置に関す
る。流れ案内要素により選択的に排気ガスが触媒中を貫
流するか又は迂回することができるこの種の触媒装置
は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3328205号公報か
ら知られている。例えば触媒に対して適していない燃料
を使用するときに、前記公報では人手による切り換えが
行われる。
排気ガスの流路が温度に関係して、特にまた自動車の
冷態始動期における触媒の応答特性にも関係して、案内
要素により変更できることが種々の文献から知られてい
る。この種の処置及び相応の装置は、例えばドイツ連邦
共和国特許出願公開第2040584号、同第2247947号、同第
3629945号公報又はアメリカ合衆国特許第3972685号明細
書に記載されている。
これらの公知の装置は比較的複雑なケースを必要と
し、また流れ案内要素のための高価な操作装置を必要と
する。
この発明の課題は、排気ガスの温度が低い場合には触
媒に排気ガスを流し、排気ガスの温度が高い場合には排
気ガスを迂回させるような触媒装置において、特にエン
ジン近傍に組み込むためのコンパクトかつ簡単に構成さ
れた装置を提供することにある。この装置を流れ案内要
素のための分岐管路及び複雑な操作機構無しに済ませよ
うとするものである。
この課題を解決するため、この発明によれば、排気ガ
スにより貫流されるケース内に配置された内燃機関付き
自動車用触媒を有し、ケースが少なくとも一つの入口と
少なくとも一つの出口とを有し、触媒がケース断面の一
部だけを満たし、それにより触媒の傍らを通りすぎる排
気ガス用迂回路が形成され、ケースが位置調節可能な少
なくとも一つの流れ案内要素を備え、この流れ案内要素
がその位置に関係して排気ガスを触媒又は迂回路を通し
て導くようにした触媒装置において、 ａ）流れ案内要素が温度の影響により自動的に位置を変
える弁体、特にバイメタル製弁体であり、 ｂ）弁体が高温度において、少なくとも弁体の一部分が
触媒と迂回路との間の熱遮蔽体として作用する隔壁を形
成する。
流れ案内要素のこの発明に基づく装置は、例えば700
℃以上の所定の運転温度以上では触媒にはもはや排気ガ
スが直接流入及び貫流せず、排気ガスが迂回路を通って
導かれることを可能にする。このことは特にエンジン近
傍に組み込まれる触媒を過熱から保護し、その際隔壁と
して働く弁体が流れ案内ばかりでなく高温の排気ガスに
対する触媒の熱遮蔽としても作用する。冷状態において
弁体は実際上すべての排気ガスを触媒に通して導くよう
な位置を取る。それにより触媒は速やかに作動温度に達
し触媒反応を始める。これにより有害な排気ガスが冷態
始動期でも著しく低減され、更に後置接続された主触媒
が比較的早く働き始める。主触媒が働きエンジンが高温
の排気ガスを排出すると直ちに、前置接続された触媒は
もはや必要でないばかりでなく場合によっては過熱によ
り損なわれるおそれがある。このおそれは、弁体が温度
の上昇と共に迂回路の断面を漸次開放し最後に触媒を完
全に遮断することにより防止することができる。このこ
とは特に簡単な方法でバイメタル製弁体により実現でき
るが、温度の影響のもとに自動的に働く他の操作装置
を、ヒンジにより又は曲げやすく取り付けられた弁体に
組み合わせて用いることもできる。
カバー筒を備えた金属製触媒の場合には、弁体を直接
カバー筒に取り付けるか望ましくは溶接するのが有利で
あることが判明している。この種の金属製触媒支持体は
例えば欧州特許出願公開第0136515号、同第0159468号、
同第0220468号、同第0245737号及び同第0245738号公報
に記載されている。この発明に基づく用途に対しては特
に円形でない断面形が適している。なぜならばこの形に
よればケース内の触媒及び迂回路の所望の配置を最も容
易に実現できるからである。
完全に開放された迂回路にもかかわらずなお触媒を貫
流する排気ガスの僅かな部分流でさえも触媒の過熱を招
くおそれがあるので、流れをできるだけ完全に迂回させ
ることが特に重要である。ここで弁体がその終端位置に
おいて後ろへ潜り込むことができるようなケースの成形
部が非常に有利となり得る。このことは特に高温度の際
の終端位置の領域におけるケース及び弁体の適切なデザ
インに対して当てはまる。
触媒の流入側の弁体により触媒の通路が遮断されても
なお触媒を通る排気ガスが存在する場合には、触媒の流
入側ばかりでなく流出側も弁体により迂回路に対して遮
断されることにより、場合によっては更に低減すること
ができる。このことは第２の弁体によるか又は両側に向
かって延びほぼその中央で固定された弁体により達成す
ることができる。しかしどんな場合にも触媒の前側の遮
蔽が重要であり、この遮蔽は流れに対し逆向きの弁体に
より最も容易に達成することができる。
図面により詳細に説明するように、弁体を取り付けら
れた触媒を交換可能にケース内に特に鋳造ケース内に取
り付けることができるので有利である。むろん全体を溶
接で作られ一側面内部に触媒を取り付けられたケース
は、同様に製作技術的に有利となり得るので前記は一実
施例にすぎない。
この発明の一実施例が図面に、しかも温度に関係して
迂回可能な触媒を備えるこの発明に基づく装置の長手断
面図として示されている。
図面は入口17、出口18及び両端部のフランジ２、３を
備える中太のケース１を示す。ケース１の中太部分の自
由断面４は部分的にだけ触媒５により満たされ、一方残
りの断面は迂回路19として利用される。触媒５は保持板
11に取り付けられカバー筒12を有する。ケース１はその
上側領域に触媒５の形に相応する開口を有し、この開口
は保持板11により蓋のように閉鎖されている。保持板11
は固定装置13、14によりケース１に対し固定されてい
る。触媒５のカバー筒12にはカバー筒12の出口側端部に
保持部10によりバイメタル製弁体６が取り付けられ、こ
の弁体は異なる熱膨張係数を有する少なくとも二つの金
属層７、８から成り、これら両金属層７、８はカバー筒
12の出口側端部から入口17までカバー筒12に沿って延び
ており、場合によっては更に熱絶縁層９を備える。この
バイメタル製弁体６は冷状態において図示の位置にある
ので、弁体はケース１の成形部16と協働して矢印により
示された流入排気ガスを触媒の方へ偏向させる。従って
冷状態において触媒５を大部分の排気ガスが貫流する。
しかしながらバイメタル製弁体６が温まると、弁体は矢
印方向に破線で示された位置６′へ移動する。そしてケ
ースの入口側の成形部15と協働して触媒５が高温の排気
ガスからほぼ遮蔽され、排気ガスは迂回路19を通って流
れる。この場合触媒５に対し弁体６が熱遮蔽体として働
き、迂回路19を通る高温の排気ガスによって触媒５が加
熱されるのが防止される。触媒５はバイメタル製弁体６
と共に容易に交換可能である。この発明に基づく装置は
特にエンジン近傍に組み込まれる前置触媒に適してい
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クライダー、ゴレゴリー アメリカ合衆国 ニューハンプシャー 03054、メリーマック．パルメリ・ドラ イブ （番地の表示なし) (56)参考文献 特開 昭49−15811（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−46815（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気ガスにより貫流されるケース（１）内
    に配置された内燃機関付き自動専用触媒（５）を有し、
    ケース（１）が少なくとも一つの入口（17）と少なくと
    も一つの出口（18）とを有し、触媒（５）がケース断面
    の一部だけを満たし、それにより触媒の傍らを通りすぎ
    る排気ガス用迂回路（19）が形成され、ケース（１）が
    位置調節可能な少なくとも一つの流れ案内要素（６）を
    備え、この流れ案内要素がその位置（６、６′）に関係
    して排気ガスを触媒（５）又は迂回路（19）を通して導
    くようにした触媒装置において、 ａ）流れ案内要素（６）が温度の影響により自動的に位
    置を変える弁体、特にバイメタル製弁体（７、８）であ
    り、 ｂ）弁体（６）が高温度において、少なくとも弁体
    （６）の一部分が触媒（５）と迂回路（10）との間の熱
    遮蔽体として作用する隔壁を形成する ことを特徴とする触媒。
  2. 【請求項２】触媒（５）がカバー（12）を有し、このカ
    バーに弁体（６）が取り付けられている（10）ことを特
    徴とする請求項１記載の触媒装置。
  3. 【請求項３】弁体（６）の長さと温度に起因する位置調
    節行程とは、弁体が特に高温度の場合の位置（６′）に
    おいてケース（１）の流入域内の相応に形成された成形
    部（15、16）の後ろに潜り込むことができるように、寸
    法を選択されていることを特徴とする請求項１又は２記
    載の触媒装置。
  4. 【請求項４】弁体（６）が排気ガス流に対向するように
    取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３
    の一つに記載の触媒装置。
  5. 【請求項５】両側で働く弁体又は二つの弁体（６）によ
    り、触媒（５）が高温度の場合に流入側（17）並びに流
    出側（18）で迂回路（19）から遮断されることを特徴と
    する請求項１ないし３の一つに記載の触媒装置。
  6. 【請求項６】触媒（５）及び弁体（６）を一緒にケース
    （１）から取り外すことができることを特徴とする請求
    項２記載の触媒装置。
JP1507745A 1988-08-26 1989-07-14 触媒装置 Expired - Lifetime JP2880219B2 (ja)

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