JP3142805U - 触媒転化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの廃棄ガスを加温して、作業温度まで素早く達するようにした触媒転化装置を提供する。
【解決手段】排気前管は、エンジンの排気マニホルド及びサイレンサーの間に設けられており、サイレンサー内に少なくとも一触媒転化器が設けられ、近接した排気マニホルドの排気前管内に少なくとも触媒被覆の一コアプレートがあり、そして、排気前管の一外管の壁に少なくとも一溶接孔があり、そこに溶接材料が充填されて、コアプレートが排気前管の内管壁に固定するように設けられる。それにより、排気マニホルドから、排気前管、コアプレートを通ってサイレンサー内に入るエンジンの廃棄ガスが、先にコアプレートの触媒に接触して、加温作用が生じて、それから、エンジンの初起動時に触媒転化器内の触媒が素早く作業温度に達するように加温される。
【選択図】図１

Description

本考案は、触媒転化装置に関わり、特にエンジンの廃棄ガスが排出されるダクト内に前置型触媒を設けられることにより、あらかじめエンジンの廃棄ガスを加温して、作業温度まで素早く達するようにする装置技術である。

だんだん厳しくなる排出ガス基準に適合するために、一般の業者はみんな、エンジンのガス排出管に触媒転化器を設置するが、それは金属外管内に少なくとも一渦巻き状コアプレートを設置して作られたものであり、しかも、金属外管内及びコアプレートの表面には、それぞれ触媒で覆われており、前記触媒は通常、パラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等貴金属元素が含まれるが、その中のＰｄとＰｔ元素は、廃棄ガス中の有害な ＣＯとＨＣを無害のＣＯ_２とＨ_２Ｏに酸化するのに役立つもので、Ｒｈ元素は、廃棄ガス中の有害なＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）を無害のＮ_２とＯ_２に還元するのに役立つものであり、それによって、エンジンの廃棄ガスが浄化され、外界の空気品質へのマイナスな影響が軽減される。

上述のエンジンは冷間起動時に、燃料が完全に燃焼できず、過多の有害な廃棄ガスが発生する。しかし、前記の触媒転化器の触媒は、エンジンの廃棄ガスの高温で加熱されるもので、前記触媒温度が作業温度に達してから、エンジンの廃棄ガスとの酸化や還元反応を行う。従って、前記触媒転化器の触媒は、エンジンの初起動時、直ちに作業温度に達することができないため、大量な有害の廃棄ガスが外界の大気中に排出されてしまう。

上述の問題を解決するために、既存の技術では、前記触媒転化器の前方の廃棄ガス排出管に更に前置型触媒転化器を設置するという技術が公開されており、それにより、エンジンの廃棄ガスが先に前置型触媒転化器の触媒と接触し、加温作用が生じて、それから、エンジンの初起動時に、触媒転化器の触媒が素早く作業温度に達せるように加温される。
そして、廃棄ガス排出管がエンジンに近いほど、管径が狭くなる。しかし、エンジンの廃棄ガスを、先に触媒に接触させ、加温作用を生じさせるようにするため、前記前置型触媒転化器は一般的に、廃棄ガス排出管内におけるエンジンに近く、管径が比較的に狭い所に設けられるようになる。ところが、管径が狭い廃棄ガス排出管内に前置型触媒転化器を設置した場合、前置型触媒転化器のコアプレートの体積が制限され、前記コアプレートが提供する、エンジン排出ガスが接触する触媒表面積が制限されるようになり、そこで、前置型触媒転化器の触媒のコアプレートはエンジン排出ガスへの加温効果が悪いことになる。また、従来の前記前置型触媒転化器は、コアプレートが外管内にも設けられ、それから外管を廃棄ガス排出管内に近いエンジンの所に設けられるようになっているため、そこで、コアプレートの二回固定動作を行うのに、前記外管の金属材料の製造コストがかかり、それを改善しなければならない。

従来の技術で、前置型触媒転化器のコアプレートの体積、及びその被覆の触媒表面積が制限されるため、触媒のコアプレートがエンジン廃棄ガスへの加温効果が悪いという問題点があるが、本考案の目的は、触媒転化装置を提供し、エンジン廃棄ガスと先に接触する、触媒被覆の表面積を増加し、エンジンの廃棄ガスへの加温効果を向上することを旨としている。

上述の目的を実現するために、本考案の触媒転化装置では、排気前管は、エンジンの排気マニホルド及びサイレンサーの間に設けられており、前記排気マニホルドは、排気前管とサイレンサーとがつながり、廃棄ガス排出管が形成されるようになり、しかも、サイレンサー内に少なくとも一触媒転化器が設けられており、近接した排気マニホルドの排気前管内に少なくとも触媒被覆の一コアプレートがあり、排気前管の一外管壁に少なくとも一溶接孔があり、そこに溶接材料が充填されて、コアプレートが排気前管の内管壁に固定されに設けられることを特徴とする触媒転化装置である。

それで、前述した従来の技術で見た前置型触媒転化器の金属外管は、コアプレートだけによる触媒被覆のキャリアーであり、前記外管の金属材料の製造コストが削減、コアプレートの体積及びその被覆触媒の表面積が増加される。それに、溶接孔の外から填充し、溶接材料を溶接孔内とコアプレートとの間に溶接することにより、コアプレートが排気前管の内管壁に設けられる利便性が向上される。

上述により、排気マニホルドから、排気前管、コアプレートを通ってサイレンサー内に入るエンジン廃棄ガスが、先にコアプレートの触媒と接触し、加温作用が生じて、それから、エンジンの初起動時に触媒転化器内の触媒が素早く作業温度に達するように加温し、触媒転化器が廃棄ガス中の有害物質を有効に浄化する力が向上される。

なお、本考案は、次のようにも設けられているが、前記排気マニホルド又は排気前管は、二次空気を提供するための供給管につながり、コアプレートは、供給管とサイレンサーとの間にある排気前管内に設けられている。或いは、近接したサイレンサーの排気前管は、二次空気を供給するための供給管につながり、コアプレートは、排気マニホルドと供給管との間にある排気前管内に設けられている。

前記コアプレートは、渦巻き状に巻かれ、複数が可能で、渦巻蜂巣状に巻かれた平板式コアプレート及び波形式コアプレートがある。

本考案を詳しく説明するために、好適な実施例を挙げて、図面を参考しながら以下のように詳しく説明する。

図１は、本考案の好適な実施例の断面図で、それにより本考案の触媒転化装置を説明するが、エンジン１の排気マニホルド１１とサイレンサー２との間に排気前管３が設けられており、前記排気マニホルド１１は、排気前管３とサイレンサー２とつながり、エンジン１の廃棄ガス排出管１０が形成されるようになり、しかも、サイレンサー２内に少なくとも一触媒転化器４が設けられているが、
触媒転化器４は、排気前管３及び少なくとも一連接管３０により、サイレンサー２内に接続し、触媒転化器４内にパラジウム（Ｐｄ）、プラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒が被覆されている。前記サイレンサー２の片側に排気尾管２１があり、サイレンサー２内に間隔を置きながら幾つの仕切り版２２、２３があり、各仕切り版２２、２３にそれぞれ複数の貫通孔２２１、２３１があり、それにより、連接管３０、触媒転化器４及び尾管２１をつなげるようにする。

上述の実施環境で、本考案は近接した排気マニホルド１１の排気前管３内に少なくとも触媒被覆の一コアプレート５（図２、図３と図４）が設けられ、そして、排気前管３の一外管壁３１に少なくとも一溶接孔３２が設けられており、在本実施では、二溶接孔３２を例にして、各溶接孔３２に溶接材料６が充填されて、コアプレート５が排気前管３の一内管壁３３に固定されるようになることを説明している。

より具体的な実施では、本考案にあっては、
前記排気マニホルド１１は、本実施で二次空気を提供するための供給管７（図１）につながっている。或いは、前記供給管７は、排気前管３につながり（図６）、コアプレート５は、供給管７とサイレンサー２との間にある排気前管３内に設けられている。二次空気は、エンジン１の運転時に、排気マニホルド１１と排気前管３内で生じた間歇性負圧による動力源で、二次空気を供給管７へ導入し、排気前管３及びサイレンサー２内に供給し続けるようにする。

前記コアプレート５は、本実施で複数があるが、共同で渦巻蜂巣状に巻かれた平板式コアプレート５１及び波形式コアプレート５（図４）があり、各コアプレート５及び５１との間に、エンジン廃棄ガスが通るのに供するための複数の隙間５２（図２）が形成される。

その他に、前記コアプレートの配置形態は、一平板式コアプレート５１で実施（図５）されるようになり、平板式コアプレート５１は、渦巻き状に巻かれ、エンジン廃棄ガスが通るのに供するための隙間５３に設けられる。

上述の配置により、上述の従来の技術で見た前置型触媒転化器の金属外管が不要で、コアプレート５、５１のみで被覆触媒のキャリアーにして、前記外管の金属材料の製造コストが削減、コアプレート５、５１の体積及びその被覆触媒の表面積が増加され、それにより、エンジンの廃棄ガスの加温効果が向上される。なお、溶接孔３２の外から充填し、溶接材料６を溶接孔３２内とコアプレート５、５１との間に溶接することにより、コアプレート５、５１が排気前管３の内管壁３３に設けられる利便性が向上される。

上述の部品構成により、本考案を実施したうえ、特にエンジン１の冷間起動時に、エンジンの廃棄ガスは、排気マニホルド１１から、排気前管３、コアプレート５、５１の隙間５２を通る （図２と図７）ようになり、エンジンの廃棄ガスは、隙間５２を通っている間に、先にコアプレート５、５１表面の触媒に接触し、酸化反応が生じて、高温が発生する。それと同時に、二次空気は、排気マニホルド１１及び排気前管３内の間歇性負圧による作用力で、供給管７を経て、排気前管３内に持続的に導入され、それにより、十分な酸素を排気前管３内のエンジンの廃棄ガスと混合するように提供して、前記廃棄ガスがコアプレート５、５１の触媒と行われる酸化反応の効果を促進し、廃棄ガスが生じる高温効果を上げるようにする。その後、連接管３０で高温の廃棄ガスをサイレンサー２内へ導入し、そして、触媒転化器４を通って、触媒転化器４中の触媒が素早く作業温度に達せるように加温し、エンジンの廃棄ガス中の有害物質を浄化する。

その他、上述の二次空気を提供するための供給管７は、近接したサイレンサー２の排気前管３につながり（図８）、コアプレート５は、排気マニホルド１１と供給管７との間にある排気前管３内に設けられる。それにより、前記コアプレート５表面の触媒は、二次空気に接触しないが、エンジンの廃棄ガスと接触して、酸化反応が起きて、高温が発生するようになり、しかも、前記供給管７は、排気前管３の末端を経て、二次空気を直接に連接管３０内へ導入し、十分な酸素を連接管３０内のエンジンの廃棄ガスと混合するように提供して、前記廃棄ガスと触媒転化器４の触媒と行われる酸化反応の効果を促進することができるが、その他の実施方法は上述の実施例と同様である。

以上は、本考案の好適な実施例のみであり、それを持って本考案を制限してはならない。本考案に掲示されたコンセプトで改造や修正などを行って完成されたものは、すべて後述の登録請求範囲に含まれるものとする。

本考案の好適な実施例の断面図である。 図１の部分拡大図である。 本考案の排気前管及びコアプレートの立体分解図である。 本考案のコアプレートの断面図である。 本考案のコアプレートのもう一つの断面図である。 本考案の供給管がコアプレートの前方の排気前管につながった時の断面図である。 図１の使用状態図である。 本考案の供給管がコアプレートの後方の排気前管につながった時の断面図である。

符号の説明

１ エンジン
１０ 廃棄ガス排出管
１１ 排気マニホルド
２ サイレンサー
２１ 尾管
２２、２３ 仕切り版
２２１、２３１ 貫通孔
３ 排気前管
３０ 連接管
３１ 外管壁
３２ 溶接孔
３３ 内管壁
４ 触媒転化器
５、５１ コアプレート
５２、５３ 隙間
６ 溶接材料
７ 供給管

Claims (5)

1. エンジンの排気マニホルド及びサイレンサーの間に排気前管が設けられ、サイレンサー内に少なくとも一触媒転化器が設けられる触媒転化装置であり、近接した排気マニホルドの排気前管内に少なくとも触媒被覆の一コアプレートがあり、そして、排気前管の一外管の壁に少なくとも一溶接孔があり、そこに溶接材料が充填されて、コアプレートが排気前管の内管壁に固定するように設けられることを特徴とする触媒転化装置。
2. 前記排気マニホルド又は排気前管は、二次空気を提供するための供給管につながり、コアプレートは、供給管とサイレンサーとの間にある排気前管内に設けられることを特徴とする請求項１に記載の触媒転化装置。
3. 近接した前記サイレンサーの排気前管は、二次空気を供給するための供給管につながり、コアプレートは、排気マニホルドと供給管との間にある排気前管内に設けられることを特徴とする請求項１に記載の触媒転化装置。
4. 前記コアプレートは、渦巻き状に巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の触媒転化装置。
5. 前記コアプレートは複数があり、渦巻蜂巣状に巻かれた平板式コアプレート及び波形式コアプレートがあることを特徴とする請求項１に記載の触媒転化装置。