JP4531576B2 - 車両の排気管 - Google Patents

Description

本発明は車両の排気管に関し、特に、排気ガス浄化用の触媒担体を収納する収納室を備えた車両の排気管に関する。

図４、図５には収納室を備えた従来の排気管の一例を示し、図４は排気管の縦断面図、図５はその横断面図である。各図において、円形断面の排気管１には途中に円筒状の収納ケース２が連結されて管路の一部を構成している。収納ケース２は排気管１よりも大径とした収納室２１と、収納室２１の前後に形成されてそれぞれ上流側排気管１１と下流側排気管１２に向けてテーパ状に漸次縮径する連結部２６，２７とから構成されている。各連結部２６，２７の開口はそれぞれ上流側排気管１１と下流側排気管１２の開口に溶接連結されている。収納室２１内には円柱ハニカム構造の公知の触媒担体３が、その外周面を収納室２１の内周面に接合されて収納されている。

なお、特許文献１には、一方の排気管と、これに嵌挿された他方の排気管にそれぞれ締付け金具を取り付けて、これらをボルトとナットで締め付けるようにした排気管の連結構造が示されている。
特開２００２−２２７６４３

上記従来の排気管において、触媒担体３に担持された触媒による排気浄化作用を確実に保証するために、収納室２１は既述のように排気管１よりも大径にして、触媒担体３を通過する排気ガスの流速が十分低下するようにしている。ところが、発明者らの実験によると、上流側排気管１１での排気ガスの流速が速くなると、連結部２６を流通する排気ガスが外周方向へ良好に拡散せず、排気ガスの大部分が図５の破線で示す排気管１の延長上の収納室２１中心部付近のみを通過するようになる。この結果、触媒担体３を通過する際の排気ガスの流速が十分に低下せず、かつ、触媒担体３の外周部に担持された触媒が排気ガスの浄化に殆ど寄与しなくなるために、良好な排気ガス浄化が行われなくなるという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、排気管を流れる排気ガスの流速が速くなっても排気ガスの良好な浄化を保証することができる車両の排気管を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では、管路の途中に収納室（２１）を設けて当該収納室（２１）内に触媒担体（３）を収納した車両の排気管において、収納室（２１）に連続する上流側に、全周が前記収納室（２１）の外壁から外方へ滑らかに膨出湾曲させられて頂部を形成した後、滑らかに漸次縮径させられて上流側管路に連結され、流入した排気ガスが一旦その室内一杯に拡散された後、その流束が絞られて前記触媒担体（３）の端面全体に均等に流入させられる拡張室（２３）を設ける。

本発明において、収納室に連続するその前方に拡張室を設けた場合には、拡張室に流入した排気ガスは、十分な容量でかつ収納室よりも横断面積が大きくなった拡張室内において流速が低下させられてその室内一杯に拡散させられ、その後、収納室へ向けて流束が絞られる。これにより、排気ガスは収納室内の触媒担体の内周部と外周部へほぼ均等に適度な流速で流通させられ、良好な排気ガス浄化が行われる。収納室に連続するその後方に拡張室を設けた場合には、当該拡張室における排気ガスの流速の低下と拡散が上流側の収納室に及んで、排気ガスが収納室内の触媒担体の内周部および外周部をほぼ均等に適度な流速で流通させられ、良好な排気ガス浄化が行われる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように本発明の車両の排気管によれば、排気管を流れる排気ガスの流速が速くなっても排気ガスの良好な浄化を保証することができる。

（第１実施形態）
図１には収納ケースを連結した排気管の縦断面図を示す。図１において、円形断面の排気管１には途中にスピニング加工等による円筒状の収納ケース２が連結されて管路の一部を構成しており、収納ケース２は排気管１の管径よりも大径とした収納室２１と、その後方に形成された連結部２２を有している。連結部２２は下流側排気管１２に向けてテーパ状に漸次縮径して、その開口が下流側排気管１２の開口に溶接連結されている。そして、収納室２１内には円柱ハニカム構造の公知の触媒担体３が、その外周面を収納室２１の内周面に接合されて収納されている。

ここで本実施形態では、収納室２１に連続する前方で、収納ケース２の外壁は全周が外方へ膨出湾曲させられて収納室２１よりも大径の拡張室２３となっている。拡張室２３の外壁は上流側排気管１１に向けて漸次縮径して、当該排気管１１の開口に溶接連結されている。

このような拡張室２３を設けたことにより、上流側排気管１１を経て収納ケース２に流入した排気ガス（図１の白矢印）は、収納室２１の前方に形成された、十分な容量でかつ収納室２１よりも横断面積が大きい拡張室２３内で流速が低下させられて、一旦その室内一杯に拡散させられ、その後、収納室２１へ向けて流束が絞られる。この結果、排気ガスは収納室２１内の触媒担体３の端面全体にほぼ均等に適度な流速で流入するようになり、触媒担体３の内外周部に担持された触媒によって良好な排気ガス浄化が行われる。

（参考例）
本参考例では、収納ケース２の収納室２１の前方に、上流側排気管１１に向けてテーパ状に漸次縮径する連結部２４が形成されてその開口が上流側排気管１１の開口に溶接連結されている。そして、第１実施形態と同構造の拡張室２５が収納室２１に連続する後方に形成されて、その開口が下流側排気管１２の開口に溶接連結されている。

このように拡張室２５を収納室２１の後方に設けると、当該拡張室２５における排気ガス（白矢印）の流速の低下と拡散が上流側の収納室２１に及んで、排気ガスが収納室２１内の触媒担体３の内周部と外周部をほぼ均等に適度な流速で流通するようになる。これにより、良好な排気ガス浄化が行われる。

（第２実施形態）
図３に示すように、収納ケース２の、収納室２１に連続する前後方にそれぞれ拡張室２３，２５を形成すれば、第１実施形態と参考例の効果が相乗してさらに効果的な排気ガス浄化が行われる。

（その他の実施形態）
排気管１に連結される拡張室２３，２５の開口縁を、排気管１に滑らかに連続するような曲面に成形すると排気ガスの拡張室２３への流入ないし拡張室２５からの流出がより円滑になされる。

本発明の第１実施形態における収納ケースを連結した排気管の縦断面図である。 参考例における収納ケースを連結した排気管の縦断面図である。 本発明の第２実施形態における収納ケースを連結した排気管の縦断面図である。 従来例を示す収納ケースを連結した排気管の縦断面図である。 図４のV−V線に沿った横断面図である。

符号の説明

１…排気管、２１…収納室、２３，２５…拡張室、３…触媒担体。

Claims (1)

1. 管路の途中に収納室を設けて当該収納室内に触媒担体を収納した車両の排気管において、前記収納室に連続する上流側に、全周が前記収納室の外壁から外方へ滑らかに膨出湾曲させられて頂部を形成した後、滑らかに漸次縮径させられて上流側管路に連結され、流入した排気ガスが一旦その室内一杯に拡散された後、その流束が絞られて前記触媒担体の端面全体に均等に流入させられる拡張室を設けたことを特徴とする車両の排気管。

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