JP4722268B2

JP4722268B2 - 排気装置

Info

Publication number: JP4722268B2
Application number: JP2000257807A
Authority: JP
Inventors: 潤也白畑; 眞康佐藤; 照彦尾澤
Original assignee: Cataler Corp
Current assignee: Cataler Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP2002070543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気ポートに連通する排気通路を形成する排気管と、排気通路内に設置され排ガスを浄化する触媒を備えた排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来、小型エンジン例えば、２輪車のエンジンの排気ポートから排気管の排気通路に排出された排ガスを浄化する手段として、排気管の排気通路に配置された筒状触媒（パンチングチューブ）が用いられている。この筒状触媒は、エンジン出力を充分に発揮できるように、排ガスの吹き抜け率を高く設定して圧力損失を抑えているため、排ガスの浄化率は低い。
【０００３】
この筒状触媒の浄化機能を補うために、筒状触媒の後方側にハニカム触媒を配置し用いることが一般的である。
【０００４】
また、筒状触媒（パンチングチューブ）や、触媒を担持したパンチングメタルを用いた排気装置が以下に示すように、提供されている。すなわち、
（２）特開平１０ー２９９４６９号公開公報には、２サイクルエンジンのマフラー内に設けた触媒パイプ（パンチングパイプに触媒を担持させたもの）をマフラー内の温度が低いときにマフラーの上流側位置に移動し、マフラー内の温度が高いときに下流側位置とに移動する構成の排ガス浄化装置が開示されている。
（３）特開平５ー３１２０３０号公開公報には、マフラー筒内に触媒体を収容した触媒筒を保持板を介して取付け、保持板に通気孔を設けると共に、触媒筒の後側に連結した導出パイプにバイパス孔を設け、一部の排気ガスを触媒体を通さずにバイパス孔に流す構成の小型エンジンの排ガス浄化装置が開示されている。
（４）特開平７ー５４６４２号公開公報には、エンジンの排気ポートに接続されるエキゾーストパイプと、上記エキゾーストパイプの下流側に繋がる排気マフラとを備え、エキゾーストパイプ内に主触媒部材が設けられたエンジンの排気装置において、エキゾーストパイプの排気ポート接続部に、上記排気ポート内に突出する補助触媒部材（それぞれ触媒成分を担持した円筒形スリーブ部及びプレート部）を設けた排気装置が開示されている。
（５）特開平７ー２６９３３１号公開公報には、排気管内及びマフラー内に触媒を担持させたパンチングプレートや、パンチングメタルを配置した排ガス浄化装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、
（１）前記各公開公報に開示された排ガス浄化装置は、いずれも、複雑な構成のものである。ここにおいて簡素な構成でエンジン出力を低下することなく、排ガスの浄化率を高めるための改良余地がある。
（２）また、前記パンチングチューブの代わりにハニカム触媒を排気管の前方側の排気通路に配置し、着火性及び浄化率を高めることが考えられる。ところがこの場合には、排ガスの流れの抵抗（圧力損失）が大きくなりエンジン出力が低下することや、触媒温度の上がりすぎによる構造的問題や溶損等が発生する。また、ハニカム触媒をエンジン出力の低下に影響の無い後方側位置（排気通路径大部）に配置すると入ガス温度が低くなり、着火できなくなる。このため、浄化不足やオイルミストによるセル詰まりなどを発生させる。
【０００６】
そこで、パンチングチューブ及びハニカム触媒を所定間隔を隔てて直列に配置して用いることにより、定常走行時におけるエンジン出力を保持しつつ、前記パンチングチューブのみを用いた場合よりも浄化率を向上し得るものの、冷機時におけるパンチングチューブの触媒低温活性を向上させるための改善が必要である。この場合には、パンチングチューブに担持させる触媒層に、貴金属を多量に使用する必要があり、コスト面で不利になる。
（３）また、従来、着火性を向上させるために排気管の前方側の内壁面を触媒塗布する方法や、パンチングチューブを排気管の前方側に配置し、後方側にハニカム触媒を配置する構造が一般的であったが、一般のＳＵＳ材に触媒を塗布する場合には基材の酸化の問題、パンチングチューブについては、搭載性の問題（長さにより搭載位置が制限される）等があった。
（４）ここで、特開平５ー８６８４３号公開公報に開示されているように、エキゾースト系ボデーの排ガスの流れの下流側に排ガスを浄化するメイン触媒が配置され、メイン触媒の上流側に排ガス温度を上昇させるプレ触媒（ハニカム触媒）がエキゾースト系ボデーの直径方向中央位置に配置された構成の場合には、排気管の内壁面との間に形成される吹き抜け通路からの排ガスの吹き抜け量が多いと、浄化性能が低下するため改善が必要となり、前記場合とは逆に排ガスの吹き抜け量が少ないと、エンジン出力の低下を発生させるため改善が必要となる。
【０００７】
ここにおいて、本願発明者は、複数個のハニカム触媒を従来にない特異な組み合わせでかつ上流側のハニカム触媒において触媒機能する領域の径方向の断面積が吹抜け通路の断面積の１／５〜２／３である構成を創出するに至った。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成でエンジン出力を低下することなく、浄化率を高めることができる排気装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の排気装置は、エンジンの排気ポートに連通する排気通路を形成する排気管と、該排気通路内に設置され排ガスを浄化する触媒を備えた排気装置であって、前記触媒は、前記排気通路を区画する前記排気管の内壁面より隔てられた該排気通路の中央部に該排気管の軸方向に沿って配置され、前記触媒の外周面が該排気管の該内壁面との間に排ガスの吹抜け通路を形成し、触媒機能する領域の径方向の断面積が該吹抜け通路の断面積の１／５〜２／３であり、該軸方向に沿う多数の通孔を有する金属製の第１ハニカム触媒部と、前記第１ハニカム触媒部に対し前記排気管の軸方向に沿って所定の間隔を隔て配置され、該排気管の軸方向に沿う多数の通孔を有する金属製の第２ハニカム触媒部と、を備え、前記第１ハニカム触媒部の前記通孔の数が１００セル／平方インチ及び前記第２ハニカム触媒部の前記通孔の数が４０セル／平方インチ、又は、前記第１ハニカム触媒部の前記通孔の数が２００セル／平方インチ及び前記第２ハニカム触媒部の前記通孔の数が１００セル／平方インチのいずれかであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の排気装置は、例えば、２サイクルエンジンや、４サイクルエンジンなどの排気系統に用いることができる。また、本発明の排気装置は、排ガス中にオイルミストが含まれている場合であっても、排ガスを浄化する機能を備えているため、この観点から、２サイクルエンジンの排気系統に用いることがより好ましい。
【００１１】
前記第１ハニカム触媒部は、触媒機能する領域の径方向の断面積が前記吹抜け通路の断面積の１／５〜２／３の範囲である。前記値、１／５〜２／３とする理由としては、１／５に満たない場合には、図８に示すように浄化性能不足となり、前記２／３を超過した場合には、図７に示すようにエンジン出力低下の原因となるからである。
【００１２】
前記排気管の前記排気通路は、上流側に形成された小径部と小径部より軸方向に所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部とを備え、小径部に前記第１ハニカム触媒部が配置され、大径部に前記第２ハニカム触媒部が配置されている構成を用いることができる。
【００１３】
前記第１ハニカム触媒部は、前記通孔の数が４０〜２００セル／平方インチとすることができるが、本発明では、前記通孔の数は１００又は２００セル／平方インチである。前記値、４０〜２００セル／平方インチとする理由としては、４０セル／平方インチに満たない場合には、触媒の着火不足や、構造的強度不足となり、２００セル／平方インチを超過した場合には、エンジン出力低下の原因となるからである。
【００１４】
前記第１ハニカム触媒部は、軸方向の長さが径の１／２〜１倍である構成を用いることができる。前記値、１／２倍に満たない場合には、排ガスの吹き抜けにより浄化性能不足となり、１倍を超過した場合には、エンジン出力低下の原因となるからである。
【００１５】
前記前記吹抜け通路は、前記第１ハニカム触媒部を前記排気管の前記上流側小径部の前記外周部に固定保持する板状保持部材（ステーイ）により形成された空間とすることができる。
【００１６】
前記前記吹抜け通路は、前記第１ハニカム触媒部を前記排気管の前記上流側小径部の前記外周部に固定保持するリング状部材の周方向に配列され、第１ハニカム触媒部の軸方向に沿って開口する複数の孔により形成された空間とすることなど、複数の方法が考えられる。
【００１７】
ハニカム触媒部は、例えば、金属箔からなる平板と、金属箔からなる波板とを交互に巻回した後、一体的にロウ付けして筒状とし、その両端側に貫通するほぼ平行な多数の通孔（いわゆるハニカム孔）を形成し、通孔を区画する壁面（孔壁）に排ガス浄化機能をもつ触媒層を担持させ、外周部に外筒を装着することによって形成できる。
。
【００１８】
【実施例】
本発明の排気装置の実施例１及び２、並びに参考例１〜３を以下に説明する。
【００１９】
（参考例１）
図１に示す参考例１の排気装置１Ａは、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１に連通する排気通路２を形成する排気管２ａと、排気通路２の上流側に形成された小径部（第１触媒配置領域）２１ａに配置された第１ハニカム触媒部３ａと、前記小径部２１ａから軸方向Ｐに所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部（第２触媒配置領域）２２ａに配置された第２ハニカム触媒部４ａとよりなる。
【００２０】
排気管２ａの排気通路２は、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１に連通するとともに、後方に伸びる途中に形成された小径部２１ａ及び大径部２２ａに、第１ハニカム触媒部３ａ及び第２ハニカム触媒部４ａが配置される。なお小径部２１ａは、内径５０ｍｍである。大径部２２ａは、内径９０ｍｍである。
【００２１】
第１ハニカム触媒部３ａは、外径が３０ｍｍのものであり、金属箔からなる平板３０と、金属箔からなる波板３１とを交互に巻回して筒状とし、その両端側に貫通するほぼ平行な多数の通孔（いわゆるハニカム孔）３２をもつハニカム箔〔長さが２０ｍｍ、通孔３２の数（１００セル／平方インチ）〕として形成した後、その外周に外筒３４を装着した後、全体をろう塗布し、１２００℃×１ｈで真空処理し、アルミナ＋セリウム＋ジルコニア、希土類、Ｐｔ＋Ｒｈ、Ｐｄなどを触媒層（図示せず）として担持することによって形成したものである。
【００２２】
第１ハニカム触媒部３ａは、図１に示す排気通路２の上流側に形成された小径部２１ａ位置で図２に示されるように、外筒３４の外周側と、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に介置したステーイＫ（図２参照）によって中空状態に固定保持されて配置される。
【００２３】
従って、第１ハニカム触媒部３ａの外筒３４と、排気管２ａの内壁面２０ａとの間には、ステーイＫにより周方向に区画された排ガスの吹き抜け通路２００が形成される。
【００２４】
なお、前記ステーイＫの代わりに、その変形例として図３に示すリング状フランジＫ１を用いることができる。リング状フランジＫ１は、排ガスの吹き抜け通路２００ａとして周方向に等間隔に形成された複数個の円形貫通孔を備え、ステーイＫと同じように、第１ハニカム触媒部３ａの外筒３４と、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に介置することによって第１ハニカム触媒部３ａを中空状態に固定保持することができる。
【００２９】
第２ハニカム触媒部４ａは、外径が７０ｍｍのものであり、金属箔からなる平板４０と、金属箔からなる波板４１とを交互に巻回して筒状とし、その両端側に貫通するほぼ平行な多数の通孔（いわゆるハニカム孔）４２をもつハニカム箔〔長さが５０ｍｍ、通孔４２の数（１００セル／平方インチ）〕として形成した後、その外周に外筒４４を装着した後、全体をろう塗布し、１２００℃×１ｈで真空処理し、アルミナ＋セリウム＋ジルコニア、希土類、Ｐｔ＋Ｒｈ、Ｐｄなどを触媒層（図示せず）として担持することによって形成したものである。
【００３０】
第２ハニカム触媒部４ａは、図１に示す排気通路２の小径部２１ａに配置された第１ハニカム触媒部３ａから軸方向Ｐに約２００ｍｍ後方の下流側でかつ大径部２２ａ位置でリング状仕切り板Ｋ１０（図４参照）により固定保持されて配置される。
【００３２】
前記のように構成された排気装置１Ａは、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１から排気管２ａの排気通路２に排出され排ガスを浄化するために用いられる。排気ポートｅ１から排気通路２に導入した排ガスは、排気通路２の小径部２１ａ、大径部２２ａの順に流通する流れを形成する。
【００３３】
すなわち、排出ガスは、小径部２１ａの第１ハニカム触媒部３ａの多数の通孔３２（ハニカム孔）内に導入する流れと、吹き抜け通路２００あるいは２００ａを吹き抜ける流れとなる。
【００３４】
第１ハニカム触媒部３ａでは、排気ポートｅ１から排出された直後の排気ガスを多数の通孔３２内に導入し、かつ排気ガスの高温により触媒反応を向上した状態で効率良く排ガスを浄化できる。
【００３５】
吹き抜け通路２００あるいは２００ａを吹き抜けた排ガスは、第２ハニカム触媒部４ａへの入ガス温度を、触媒機能を高めることができる値を保持した状態で直接、大径部２２ａの第２ハニカム触媒部４ａの多数の通孔４２（ハニカム孔）内に導入する流れとなる。第２ハニカム触媒部４ａでは、前方側の第１ハニカム触媒部３ａの外周側の吹き抜け通路２００あるいは２００ａから吹き抜けた排ガスが直接、多数の通孔４２内に導入し、触媒機能を充分に発揮し得る高さの入ガス温度を保持できる。このため、後方側の第２ハニカム触媒部４ａにおいても、触媒反応を向上した状態で効率良く浄化できる。
【００３６】
このようにして、排気ポートｅ１から排気通路２に導入した排ガスは、排気通路２の上流側に形成された小径部２１ａに配置された第１ハニカム触媒部３ａと、前記小径部２１ａから軸方向Ｐに所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部２２ａに配置された第２ハニカム触媒部４ａとの２つにより浄化されて浄化率を向上し得るとともに、排気通路２の小径部２１ａに形成された吹き抜け通路２００によってエンジン出力を低下させずにすむ。
【００３７】
なお、参考例１の排気装置１Ａによれば、排気通路２の小径部２１ａの断面積を占める第１ハニカム触媒部３ａの多数の通孔３２の断面積の割合は、２サイクルエンジンＥの出力及びＨＣ浄化率に影響を与えるため、目的とする２サイクルエンジンＥの出力及びＨＣ浄化率が得られるように、予め、触媒機能する領域の径方向の断面積が排ガスの吹き抜け通路２００あるいは２００ａの断面積の１／５〜２／３の範囲で種々設定することができる。
【００３８】
なお、小径部２１ａの断面積を占める第１ハニカム触媒部３ａの多数の通孔３２の断面積の割合と、２サイクルエンジンの出力及びＨＣ浄化率との関係を実車での評価テストを行い、その評価結果を図７及び図８に示す。
【００３９】
（１）図７に示す２サイクルエンジンの出力評価テストについて
（評価テスト条件）
車両：２サイクル１２０ｃｃオートバイ。
【００４０】
測定条件：フルスロットル、８０００ｒｐｍ時の吸収馬力を計測。
【００４１】
仕様：排気管の前方側の内径５０ｍｍの排気通路に断面積が０〜１００（％）の割合となるように、長さ２０ｍｍの第１ハニカム触媒を配置。
【００４２】
第２ハニカム触媒として第１ハニカム触媒の後方２００ｍｍ位置に外径７０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、１００セル／平方インチを配置。
【００４３】
（２）図８に示すＨＣ浄化率評価テストについて
（評価テスト条件）
車両：２サイクル１２０ｃｃオートバイ。
【００４４】
測定条件：ＩＳＯ６４６０。
【００４５】
仕様：排気管の前方側の内径４５ｍｍの排気通路に断面積が０〜１００（％）の割合となるように、長さ２０ｍｍの第１ハニカム触媒を配置。
【００４６】
第２ハニカム触媒として第１ハニカム触媒の後方２００ｍｍ位置に外径７０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、１００セル／平方インチを配置。
【００４７】
（実施例１）
図１に示す実施例１の排気装置１Ｂは、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１に連通する排気通路２を形成する排気管２ａと、排気通路２の上流側に形成された小径部（第１触媒配置領域）２１ｂに配置された第１ハニカム触媒部３ｂと、前記小径部２１ｂから軸方向Ｐに所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部（第２触媒配置領域）２２に配置された第２ハニカム触媒部４ｂとよりなる。
【００４８】
すなわち、実施例１の場合には、排気管２ａの前方側の排気通路２の小径部２１ｂは、内径４５ｍｍであり、小径部２１ｂにステーイＫ（図２参照）あるいはステーイＫ１（図３参照）で保持された第１ハニカム触媒３ｂは、外径３５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、１００セル／平方インチであり、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に吹き抜け通路２００あるいは２００ａを形成する。
【００４９】
排気管２ａの後方側の排気通路２の大径部２２ｂは、内径９０ｍｍであり、第１ハニカム触媒部３ｂの約１００ｍｍ後方側で大径部２２ｂにリング状仕切り板Ｋ１０（図４参照）で保持された第２ハニカム触媒４ｂは、第１ハニカム触媒部３ｂの約１００ｍｍ後方に外径７５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、４０セル／平方インチである。
【００５０】
前記以外は、参考例１の場合と同じ構成であり、同じ構成部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５１】
（実施例２）
図１に示す実施例２の排気装置１Ｃは、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１に連通する排気通路２を形成する排気管２ａと、排気通路２の上流側に形成された小径部（第１触媒配置領域）２１ｃに配置された第１ハニカム触媒部３ｃと、前記小径部２１ｃから軸方向Ｐに所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部（第２触媒配置領域）２２ｃに配置された第２ハニカム触媒部４ｂとよりなる。
【００５２】
すなわち、実施例２の場合には、排気管２ａの前方側の排気通路２の小径部２１ｃは、内径６０ｍｍであり、小径部２１ｃにステーイＫ（図２参照）あるいはステーイＫ１（図３参照）で保持された第１ハニカム触媒３ｃは、外径３５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、２００セル／平方インチであり、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に吹き抜け通路２００あるいは２００ａを形成する。
【００５３】
排気管２ａの後方側の排気通路２の大径部２２ｃは、内径９０ｍｍであり、第１ハニカム触媒部３ｃの約１００ｍｍ後方側で大径部２２ｃにリング状仕切り板Ｋ１０で保持された第２ハニカム触媒４ｃは、外径７０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、１００セル／平方インチである。
【００５４】
前記以外は、参考例１の場合と同じ構成であり、同じ構成部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
（参考例２）
図１に示す参考例２の排気装置１Ｄは、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１に連通する排気通路２を形成する排気管２ａと、排気通路２の上流側に形成された小径部（第１触媒配置領域）２１ｄに配置された第１ハニカム触媒部３ｄと、前記小径部２１ｄから軸方向Ｐに所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部（第２触媒配置領域）２２ｄに配置された第２ハニカム触媒部４ｄとよりなる。
【００５６】
すなわち、参考例２の場合には、排気管２ａの前方側の排気通路２の小径部２１ｄは、内径６０ｍｍであり、小径部２１ｄにステーイＫ（図２参照）あるいはステーイＫ１（図３参照）で保持された第１ハニカム触媒３ｄは、外径３５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、１００セル／平方インチであり、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に吹き抜け通路２００あるいは２００ａを形成する。
【００５７】
排気管２ａの後方側の排気通路２の大径部２２ｄは、内径９０ｍｍであり、第１ハニカム触媒部３ｄの約２００ｍｍ後方側で大径部２２ｄにリング状仕切り板Ｋ１０（図４参照）で保持された第２ハニカム触媒４ｄは、外径７０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、２００セル／平方インチである。
【００５８】
前記以外は、参考例１の場合と同じ構成であり、同じ構成部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５９】
（参考例３）
図５に示す参考例３の排気装置１Ｅは、２サイクルエンジンＥの排気ポートｅ１に連通する排気通路２を形成する排気管２ａと、排気通路２の上流側に形成された小径部（第１触媒配置領域）２１ｅに配置された第１ハニカム触媒部３ｅと、前記小径部２１ｅから軸方向Ｐに所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部（第２触媒配置領域）２２ｅに配置された第２ハニカム触媒部４ｅとよりなる。
【００６０】
すなわち、参考例３の場合には、排気管２ａの前方側の排気通路２の小径部２１ｅは、内径６０ｍｍであり、小径部２１ｅにステーイＫ（図２参照）あるいはステーイＫ１（図３参照）で保持された第１ハニカム触媒３ｅは、外径３５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、１００セル／平方インチであり、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に吹き抜け通路２００あるいは２００ａを形成する。
【００６１】
排気管２ａの後方側の排気通路２の大径部２２ｅは、内径９０ｍｍであり、第１ハニカム触媒部３ｅの約１００ｍｍ後方側で大径部２２ｅにステーイＫ２（図６参照）で保持された第２ハニカム触媒４ｅは、外径７０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、２００セル／平方インチであり、排気管２ａの内壁面２０ａとの間に吹き抜け通路２０１を形成する。
【００６２】
前記以外は、参考例１の場合と同じ構成であり、同じ構成部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００６３】
（排ガスの浄化率の評価テスト）
前記参考例１、前記実施例１及び２における排気装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの効果を確認するため、比較例１ともに同じ、排ガスの浄化率の評価テストを施し、その結果を図９に比較して示した。
【００６４】
なお、比較例１の排気装置は、参考例１、実施例１及び２で用いた排気管２ａ（図１参照）と、排気管２ａの排気通路２と同じ位置に、排気管２ａの内壁面２０ａより隔てられた排気通路２０の中央部に排気管２ａの軸方向Ｐに沿って配置された所定長さの筒状触媒（図示せず、以下同じ）とからなる。
【００６５】
比較例１で用いた筒状触媒（パンチングチューブ）は、外径３５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、筒状周壁部に形成され筒状周壁部の内周側と外周側とを連通する多数の連絡孔（パンチング孔）の孔径３ｍｍ、孔径のピッチ６ｍｍに設定された筒状体に、参考例１、実施例１及び２の場合と同じ触媒層を担持し触媒化したものである。
【００６６】
（評価テスト条件）
エンジン：５０ｃｃ、２サイクル
評価モ−ド：ＩＳ０６４６０
（評価テストの結果）
図９に示されるように、参考例１、実施例１及び２の場合には、いずれも排ガス中のＨＣ及びＣＯの浄化率が６０％を越え、比較例１のＨＣ浄化率が５０％、ＣＯの浄化率が４５％の場合よりも優れることが判明した。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の排気装置によれば、触媒は、排気通路を区画する排気管の内壁面より隔てられた排気通路の中央部に排気管の軸方向に沿って配置され、触媒の外周面が排気管の内壁面との間に排ガスの吹抜け通路を形成し、触媒機能する領域の径方向の断面積が吹抜け通路の断面積の１／５〜２／３であり、軸方向に沿う多数の通孔を有する金属製の第１ハニカム触媒部と、第１ハニカム触媒部に対し排気管の軸方向に沿って所定の間隔を隔て配置され、排気管の軸方向に沿う多数の通孔を有する金属製の第２ハニカム触媒部と、を備え、第１ハニカム触媒部の通孔の数が１００セル／平方インチ及び第２ハニカム触媒部の通孔の数が４０セル／平方インチ、又は、第１ハニカム触媒部の通孔の数が２００セル／平方インチ及び第２ハニカム触媒部の通孔の数が１００セル／平方インチのいずれかであることを特徴とする。
【００６８】
このため、エンジンの排気ポートから排出された直後の排気ガスは、吹き抜け通路から直接、第２ハニカム触媒部に向かう吹き抜け流と、第１ハニカム触媒部に導入する流れとの２つの流れを形成する。
【００６９】
そして、排ガスの吹き抜け量を吹き抜け通路によってエンジン出力が低下しないものに保持しながら、第１ハニカム触媒部では、エンジンの排気ポートから排出された直後の排気ガスの高温により触媒反応を向上した状態で効率良く排ガスを浄化できる。
【００７０】
さらに第２ハニカム触媒部では、前方側の第１ハニカム触媒部の外周側の吹き抜け通路から吹き抜けた排ガスが直接導入し、触媒機能を充分に発揮し得る高さの入ガス温度を保持できる。このため、後方側の第２ハニカム触媒部においても、触媒反応を向上した状態で効率良く浄化できる。
【００７１】
従って、本発明の排気装置は、簡素な構成によりエンジン出力を低下することなく、浄化率を高めることができ、小型エンジンに連結して用いる場合に、優れた機能を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１及び２並びに参考例１及び２の排気装置の使用例を示す断面側面図。
【図２】図１におけるＡ、Ａ線断面矢視拡大図。
【図３】参考例１の変形例におけるＡ、Ａ線断面矢視拡大図。
【図４】図１におけるＢ、Ｂ線断面矢視拡大図。
【図５】参考例３の排気装置の使用例を示す断面側面図。
【図６】図５におけるＢ１、Ｂ１線断面矢視拡大図。
【図７】参考例１の第１ハニカム触媒部が配置された排気通路の上流側小径部における第１ハニカム触媒部が占める断面積の割合と、エンジン出力との関係を示す図。
【図８】参考例１の第１ハニカム触媒部が配置された排気通路の上流側小径部における第１ハニカム触媒部が占める断面積の割合と、ＨＣ浄化率との関係を示す図。
【図９】参考例１、実施例１及び２、並びに比較例１の排ガス浄化率を比較して示す比較図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…排気装置
２ａ…排気管２０ａ…排気管の内壁面
２…排気通路２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ…小径部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ…大径部
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ…第１ハニカム触媒部
３０…平板、３１…波板３２…通孔（ハニカム孔）３４…外筒
４…第２ハニカム触媒部
４０…平板、４１…波板４２…通孔（ハニカム孔）４４…外筒

Claims

エンジンの排気ポートに連通する排気通路を形成する排気管と、該排気通路内に設置され排ガスを浄化する触媒を備えた排気装置であって、
前記触媒は、前記排気通路を区画する前記排気管の内壁面より隔てられた該排気通路の中央部に該排気管の軸方向に沿って配置され、
前記触媒の外周面が該排気管の該内壁面との間に排ガスの吹抜け通路を形成し、触媒機能する領域の径方向の断面積が該吹抜け通路の断面積の１／５〜２／３であり、該軸方向に沿う多数の通孔を有する金属製の第１ハニカム触媒部と、
前記第１ハニカム触媒部に対し前記排気管の軸方向に沿って所定の間隔を隔て配置され、該排気管の軸方向に沿う多数の通孔を有する金属製の第２ハニカム触媒部と、を備え、
前記第１ハニカム触媒部の前記通孔の数が１００セル／平方インチ及び前記第２ハニカム触媒部の前記通孔の数が４０セル／平方インチ、又は、前記第１ハニカム触媒部の前記通孔の数が２００セル／平方インチ及び前記第２ハニカム触媒部の前記通孔の数が１００セル／平方インチのいずれかであることを特徴とする排気装置。
前記排気管の前記排気通路は、上流側に形成された小径部と該小径部より軸方向に所定の間隔を隔てた下流側に形成された大径部とを備え、該小径部に前記第１ハニカム触媒部が配置され、該大径部に前記第２ハニカム触媒部が配置されている請求項１記載の排気装置。
前記第２ハニカム触媒部は、前記排気管の内壁に設けられた仕切り板によって固定保持されている請求項１又は２記載の排気装置。
前記第１ハニカム触媒部は、軸方向の長さが径の１／２〜１倍である請求項１記載の排気装置。