JP6916771B2 - Exhaust unit - Google Patents

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Description

本開示は、排気を通過させる排気ユニットに関する。 The present disclosure relates to an exhaust unit that allows exhaust to pass through.

下記の特許文献1には、触媒を筐体内に配置した排気ユニットが提案されている。 Patent Document 1 below proposes an exhaust unit in which a catalyst is arranged in a housing.

特開2006−207531号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-207531

一般的に、排気ユニットにおいては、触媒等の性能の向上、省スペース化の達成等、機能性向上に対する要求がある。本開示の一側面は、触媒を筐体内に配置した排気ユニットにおいて、機能性を向上できるようにすることが望ましい。 Generally, in an exhaust unit, there is a demand for improvement of functionality such as improvement of performance of catalyst and the like and achievement of space saving. One aspect of the present disclosure is that it is desirable to be able to improve the functionality of the exhaust unit in which the catalyst is arranged in the housing.

本開示の一態様は、排気ユニットであって、筐体と、壁部材と、触媒と、を備える。筐体は、導入口から内燃機関の排気が導入され、排出口から排気が排出されるように構成される。壁部材は、筐体内に配置され、筐体の一部とともに、導入口から導入された排気を筐体内にて流通させるため筒状の流路を形成するように構成される。触媒は、流路内に配置される。 One aspect of the present disclosure is an exhaust unit, which includes a housing, a wall member, and a catalyst. The housing is configured so that the exhaust gas of the internal combustion engine is introduced from the introduction port and the exhaust gas is discharged from the exhaust port. The wall member is arranged in the housing, and is configured to form a tubular flow path together with a part of the housing in order to circulate the exhaust gas introduced from the introduction port in the housing. The catalyst is placed in the flow path.

排気ユニットにおいて、壁部材のうちの筐体とともに触媒を取り囲む部位を第1部位とし、筐体のうちの壁部材とともに触媒を取り囲む部位を第2部位とする。第1部位における熱容量は、第2部位の熱容量よりも大きく設定される。 In the exhaust unit, the portion of the wall member that surrounds the catalyst together with the housing is referred to as the first portion, and the portion of the housing that surrounds the catalyst together with the wall member is referred to as the second portion. The heat capacity of the first portion is set to be larger than the heat capacity of the second portion.

このような構成によれば、比較的外気の影響を受けにくい第1部位における熱容量を、比較的外気の影響を受けやすい第2部位における熱容量よりも大きく設定するので、触媒が排気よりも低温である外気により冷却されにくくすることができる。つまり、第2部位が外気によって冷却されたとしても、第1部位に蓄えられたより多くの熱量を触媒に供給することができる。よって、触媒を作動可能な温度に維持しやすくすることができる。すなわち、触媒を筐体内に配置した排気ユニットにおいて、機能性を向上させることができる。 According to such a configuration, the heat capacity of the first portion, which is relatively unaffected by the outside air, is set to be larger than the heat capacity of the second portion, which is relatively susceptible to the influence of the outside air, so that the catalyst is at a lower temperature than the exhaust gas. It can be made difficult to be cooled by a certain outside air. That is, even if the second portion is cooled by the outside air, a larger amount of heat stored in the first portion can be supplied to the catalyst. Therefore, it is possible to easily maintain the catalyst at an operable temperature. That is, the functionality of the exhaust unit in which the catalyst is arranged in the housing can be improved.

本開示の一態様では、壁部材における第1部位および筐体における第2部位は、同じ組成の材料であって板状の材料を加工することで構成されており、第1部位の厚みは、第2部位の厚みよりも大きく設定されていてもよい。 In one aspect of the present disclosure, the first portion of the wall member and the second portion of the housing are formed by processing a plate-like material having the same composition, and the thickness of the first portion is determined. It may be set larger than the thickness of the second portion.

このような構成によれば、第1部位および第2部位が同じ組成の材料の場合、第1部位の厚みが第2部位の厚みよりも大きく設定されることによって、相対的に第1部位の熱容量が大きくなるように設定することができる。 According to such a configuration, when the first part and the second part are materials having the same composition, the thickness of the first part is set to be larger than the thickness of the second part, so that the thickness of the first part is relatively large. The heat capacity can be set to be large.

本開示の一態様では、第1部位における触媒側の表面積は、第2部位における触媒側の表面積よりも大きく設定されていてもよい。
このような構成によれば、第1部位と触媒との間を移動する熱量、および第2部位と触媒との間を移動する熱量とを比較する場合、第1部位における触媒側の表面積は、第2部位における触媒側の表面積よりも大きく設定されているので、第2部位側よりも第1部位側で熱量の移動を活性化することができる。この構成により、触媒が高温の際に、第1部位を効率的に温め、また、第2部位からの放熱を抑制できる。また、触媒が低温の際に、第1部位に蓄えられた熱量を触媒側に放熱しやすくすることができる。
In one aspect of the present disclosure, the surface area on the catalyst side at the first site may be set larger than the surface area on the catalyst side at the second site.
According to such a configuration, when comparing the amount of heat moving between the first part and the catalyst and the amount of heat moving between the second part and the catalyst, the surface area on the catalyst side in the first part is Since the surface area of the second site is set to be larger than the surface area of the catalyst side, the transfer of heat can be activated on the first site side rather than the second site side. With this configuration, when the catalyst is at a high temperature, the first portion can be efficiently heated and heat dissipation from the second portion can be suppressed. Further, when the catalyst has a low temperature, the amount of heat stored in the first portion can be easily dissipated to the catalyst side.

本開示の一態様では、筐体は、第1部位および触媒を覆うように配されてもよい。
このような構成によれば、触媒のうちの第1部位で覆われた部位は、第1部位および筐体で2重に覆われるので、触媒のうちの第1部位で覆われた部位からの放熱を抑制することができる。
In one aspect of the present disclosure, the housing may be arranged to cover the first site and the catalyst.
According to such a configuration, the portion covered with the first portion of the catalyst is doubly covered with the first portion and the housing, so that the portion covered with the first portion of the catalyst is used. Heat dissipation can be suppressed.

本開示の一態様は、触媒よりも流路の下流側にて流路と連通するように構成された消音室、をさらに備えてもよい。この場合、第1部位は、消音室と触媒とを仕切る壁面として機能してもよい。 One aspect of the present disclosure may further include a muffling chamber configured to communicate with the flow path on the downstream side of the flow path with respect to the catalyst. In this case, the first portion may function as a wall surface separating the muffling chamber and the catalyst.

このような構成によれば、第1部位が消音室と触媒とを仕切る壁面として機能するので、消音室を流れる排気の熱量を第1部位に蓄え、第1部位に蓄えられた熱量を触媒の保温のために用いることができる。よって、より触媒の機能性を向上させることができる。 According to such a configuration, since the first part functions as a wall surface separating the muffling chamber and the catalyst, the amount of heat of the exhaust gas flowing through the muffling chamber is stored in the first part, and the amount of heat stored in the first part of the catalyst is stored in the first part. It can be used for heat retention. Therefore, the functionality of the catalyst can be further improved.

排気ユニットの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an exhaust unit. 排気ユニットのII−II断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the exhaust unit. 排気ユニットのIII−III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the exhaust unit. 排気ユニットのIV−IV断面における斜視図である。It is a perspective view in the IV-IV cross section of an exhaust unit.

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
[1−1.構成]
図1に示す排気ユニット1は、例えば、REEV(航続距離延長型電気自動車:Range Extender Electric Vehicle)等の車両に搭載され、排気を通過させつつ浄化および消音を行う機能を有するユニットである。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1-1. Constitution]
The exhaust unit 1 shown in FIG. 1 is, for example, a unit mounted on a vehicle such as a REEV (Range Extender Electric Vehicle) and having a function of purifying and muting sound while passing exhaust gas.

排気ユニット1は、図1に示すように、筐体10を備える。筐体10は、例えばステンレス鋼等によって構成される。筐体10は、任意の複数の板状の材料を、プレス等による加工することで筐体10の部品となる複数の部材を形成し、これらの部材を組み付けることで構成される。筐体10は、導入口11から内燃機関100の排気が導入され、排出口12から排気が排出されるように構成される。 As shown in FIG. 1, the exhaust unit 1 includes a housing 10. The housing 10 is made of, for example, stainless steel. The housing 10 is formed by processing an arbitrary plurality of plate-shaped materials by a press or the like to form a plurality of members to be parts of the housing 10, and assembling these members. The housing 10 is configured such that the exhaust gas of the internal combustion engine 100 is introduced from the introduction port 11 and the exhaust gas is discharged from the exhaust port 12.

また、排気ユニット1は、第1フランジ部11Jと、排気接続部12Jと、冷却導入部23INと、冷却排出部23OUTと、排気取出部25Jとを備えてもよい。筐体10は、センサ取付部10B,10C,10Dと、複数の第2フランジ部10Jとを備えてもよい。 Further, the exhaust unit 1 may include a first flange portion 11J, an exhaust connection portion 12J, a cooling introduction portion 23IN, a cooling discharge portion 23OUT, and an exhaust take-out portion 25J. The housing 10 may include sensor mounting portions 10B, 10C, 10D and a plurality of second flange portions 10J.

センサ取付部10B,10C,10Dは、図2に示すように、後述する流路16において触媒21,22の上流側および下流側のそれぞれにおいて筐体10の内外を連通するように設けられる。なお、上流側、下流側とは、排気の流れ方向に対する上流側、下流側を示す。また、連通とは、複数の空間が連なった状態であることを示す。 As shown in FIG. 2, the sensor mounting portions 10B, 10C, and 10D are provided so as to communicate the inside and outside of the housing 10 on the upstream side and the downstream side of the catalysts 21 and 22, respectively, in the flow path 16 described later. The upstream side and the downstream side indicate the upstream side and the downstream side with respect to the exhaust flow direction. Further, the communication means that a plurality of spaces are connected.

センサ取付部10B,10C,10Dは、図2に示すセンサ26,27,28が筐体10に取り付けられる部位であり、センサ26,27,28が配置されるとセンサ取付部10B,10C,10Dは密閉される。センサ26,27,28としては、例えば、酸素センサ、NOxセンサ、温度センサ等の任意のセンサが配置される。 The sensor mounting portions 10B, 10C, 10D are the parts where the sensors 26, 27, 28 shown in FIG. 2 are mounted on the housing 10, and when the sensors 26, 27, 28 are arranged, the sensor mounting portions 10B, 10C, 10D Is sealed. As the sensors 26, 27, 28, for example, any sensor such as an oxygen sensor, a NOx sensor, and a temperature sensor is arranged.

第2フランジ部10Jは、筐体10を固定するための部位である。第2フランジ部10Jは、筐体10の周囲に複数設けられる。図1では、一例として、第2フランジ部10Jは4個設けられている。第2フランジ部10Jは、それぞれ、ボルト等の固定部材を挿通するための挿通孔10Hを備える。 The second flange portion 10J is a portion for fixing the housing 10. A plurality of second flange portions 10J are provided around the housing 10. In FIG. 1, as an example, four second flange portions 10J are provided. Each of the second flange portions 10J is provided with an insertion hole 10H for inserting a fixing member such as a bolt.

排気ユニット1は、REEVの発電機として機能する内燃機関100、或いは、内燃機関100が設置される台座部に設けられた雌ネジ部等の被固定部に、挿通孔10Hに挿通された固定部材を取り付けることによって内燃機関100或いは台座部に取り付けられる。 The exhaust unit 1 is a fixing member inserted into the insertion hole 10H in a fixed portion such as an internal combustion engine 100 that functions as a generator of REEV or a female screw portion provided in a pedestal portion on which the internal combustion engine 100 is installed. Is attached to the internal combustion engine 100 or the pedestal portion.

第1フランジ部11Jは、排気を導入するための導入口11が形成されており、内燃機関100の排気管と接続される部位である。第1フランジ部11Jが排気管と接続されると、導入口11が排気管と連通し、排気管から導入口11に排気を導入可能となる。 The first flange portion 11J is a portion where an introduction port 11 for introducing exhaust gas is formed and is connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine 100. When the first flange portion 11J is connected to the exhaust pipe, the introduction port 11 communicates with the exhaust pipe, and exhaust gas can be introduced from the exhaust pipe to the introduction port 11.

排気接続部12Jは、筐体10の内部を通過した排気が排出される排出口12が形成され、外気である大気と連通する排気管が接続される部位である。なお、排出口12は、排気ユニット1以外の他の何らかの装置を介して外気と連通してもよい。 The exhaust connection portion 12J is a portion where an exhaust port 12 through which exhaust gas that has passed through the inside of the housing 10 is discharged is formed, and an exhaust pipe that communicates with the atmosphere, which is the outside air, is connected. The exhaust port 12 may communicate with the outside air via some device other than the exhaust unit 1.

冷却導入部23INは、冷却水等の熱交換媒体を導通する管が接続され、この管を介して熱交換媒体が導入される部位である。冷却排出部23OUTは、熱交換媒体を導通する管が接続され、この管を介して熱交換媒体が排出される部位である。 The cooling introduction unit 23IN is a portion to which a pipe conducting a heat exchange medium such as cooling water is connected and the heat exchange medium is introduced through the pipe. The cooling discharge unit 23OUT is a portion to which a pipe conducting the heat exchange medium is connected and the heat exchange medium is discharged through the pipe.

排気取出部25Jは、排気取出口25が形成されるとともに、排気を導通する管が接続され、この管を介して排気の一部が排出される部位である。排気取出口25は、排気の大部分が排出される排出口12とは異なる排気の出口であり、排気取出口25から排出される排気は、例えば、EGR(Exhaust Gas Recirculation)に利用される。 The exhaust outlet 25J is a portion where an exhaust outlet 25 is formed, a pipe for conducting exhaust is connected, and a part of the exhaust is discharged through the pipe. The exhaust outlet 25 is an exhaust outlet different from the exhaust port 12 from which most of the exhaust is discharged, and the exhaust discharged from the exhaust outlet 25 is used for, for example, EGR (Exhaust Gas Recirculation).

次に、筐体10の内部構造について図2を用いて説明する。筐体10の内部には、図2に示すように、壁部材17と、複数の触媒21,22と、を備える。換言すれば、筐体10は、壁部材17および触媒21,22を覆うように配される。なお、壁部材17には、後述する第1部位17Fが含まれる。筐体10の内部には、熱交換器23と、インレットパイプ24と、複数の板部材31,32と、バルブ33と、を備えてもよい。 Next, the internal structure of the housing 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the inside of the housing 10 includes a wall member 17 and a plurality of catalysts 21 and 22. In other words, the housing 10 is arranged so as to cover the wall member 17 and the catalysts 21 and 22. The wall member 17 includes a first portion 17F, which will be described later. A heat exchanger 23, an inlet pipe 24, a plurality of plate members 31, 32, and a valve 33 may be provided inside the housing 10.

壁部材17は、筐体10内に配置され、筐体10の一部とともに、導入口11から導入された排気を筐体10内にて流通させるため筒状の流路16を形成するように構成される。また、壁部材17は、筐体10と同じ組成の材料であって板状の材料を加工することで構成される。筒状の流路16は、筐体10内の外周に沿って湾曲するように構成される。 The wall member 17 is arranged in the housing 10 so as to form a tubular flow path 16 together with a part of the housing 10 in order to circulate the exhaust gas introduced from the introduction port 11 in the housing 10. It is composed. Further, the wall member 17 is made of a material having the same composition as the housing 10 and is formed by processing a plate-shaped material. The tubular flow path 16 is configured to be curved along the outer circumference inside the housing 10.

また、筐体10の内部には、流路16における触媒21,22よりも下流側に複数の消音室18A,18B,18Cが配置される。複数の消音室18A,18B,18Cは、筐体10の内部が壁部材17にて仕切られることで、筐体10の内面と、インレットパイプ24と、壁部材17と、で囲まれた空間である。複数の消音室18A,18B,18Cは、複数の板部材31,32にて仕切られることで複数の部屋に分割される。 Further, inside the housing 10, a plurality of muffling chambers 18A, 18B, 18C are arranged on the downstream side of the catalysts 21 and 22 in the flow path 16. The plurality of sound deadening chambers 18A, 18B, 18C are formed in a space surrounded by the inner surface of the housing 10, the inlet pipe 24, and the wall member 17 by partitioning the inside of the housing 10 by the wall member 17. be. The plurality of muffling chambers 18A, 18B, 18C are divided into a plurality of chambers by being partitioned by a plurality of plate members 31, 32.

すなわち、壁部材17は、筐体10の外壁部10Aとともに流路16を形成するとともに、消音室18A,18B,18Cの一部も構成し、導入口11からの導入直後の排気が通過する領域と、消音室18A,18B,18Cとを仕切る壁面の一部として機能する。また、筐体10の外壁部10Aが流路16の一部を形成し、センサ取付部10B,10C,10Dが外壁部10Aに配置されるので、筐体10の外壁部10Aの内側にさらなるパイプを有する構成と比較して、簡素な構成でセンサを配置することができる。 That is, the wall member 17 forms a flow path 16 together with the outer wall portion 10A of the housing 10, and also constitutes a part of the muffling chambers 18A, 18B, 18C, and is a region through which the exhaust gas immediately after the introduction from the introduction port 11 passes. And functions as a part of the wall surface that separates the muffling chambers 18A, 18B, and 18C. Further, since the outer wall portion 10A of the housing 10 forms a part of the flow path 16 and the sensor mounting portions 10B, 10C, and 10D are arranged on the outer wall portion 10A, a further pipe is provided inside the outer wall portion 10A of the housing 10. The sensor can be arranged in a simpler configuration as compared with the configuration having the above.

また、筐体10の外壁部10Aの内側にパイプを有する構成では、筐体10とパイプとの熱応力差によってセンサ取付部10B,10C,10Dの位置ずれが生じる虞があるが、本構成では筐体10の外壁部10Aを流路16の一部とするためこのような位置ずれの心配がない。 Further, in the configuration in which the pipe is provided inside the outer wall portion 10A of the housing 10, there is a possibility that the sensor mounting portions 10B, 10C, and 10D may be displaced due to the difference in thermal stress between the housing 10 and the pipe. Since the outer wall portion 10A of the housing 10 is a part of the flow path 16, there is no concern about such misalignment.

つまり、壁部材17等の筐体10以外の部材のみで流路16を形成し、流路16が複数の部材を介して外気と接するように構成すれば、効果的に触媒21,22を保温することができるのであるが、本実施形態では、筐体10外部から着脱可能なセンサ26,27,28を配置しやすくするために、筐体10で流路16の一部を構成する。 That is, if the flow path 16 is formed only by members other than the housing 10 such as the wall member 17, and the flow path 16 is configured to be in contact with the outside air via the plurality of members, the catalysts 21 and 22 are effectively kept warm. However, in the present embodiment, the housing 10 constitutes a part of the flow path 16 in order to facilitate the arrangement of the sensors 26, 27, 28 that can be attached to and detached from the outside of the housing 10.

複数の触媒21,22は、それぞれ円筒形に形成されるとともに、流路16内に配置され、一般的な触媒としての機能を有する。すなわち、複数の触媒21,22は、所定の作動温度範囲内で、排気を浄化する作用を促進する機能を有する。また、複数の触媒21,22は、壁部材17と外壁部10Aとに挟まれて保持される。 Each of the plurality of catalysts 21 and 22 is formed in a cylindrical shape and is arranged in the flow path 16 to have a function as a general catalyst. That is, the plurality of catalysts 21 and 22 have a function of promoting the action of purifying the exhaust gas within a predetermined operating temperature range. Further, the plurality of catalysts 21 and 22 are sandwiched and held between the wall member 17 and the outer wall portion 10A.

複数の触媒21,22は、壁部材17を介して消音室18A,18B,18Cに隣接して配置されるので、消音室18A,18B,18C内の排気の余熱を用いて触媒が作動温度を維持できるように保温することができる。 Since the plurality of catalysts 21 and 22 are arranged adjacent to the muffling chambers 18A, 18B and 18C via the wall member 17, the catalyst uses the residual heat of the exhaust gas in the muffling chambers 18A, 18B and 18C to set the operating temperature. It can be kept warm so that it can be maintained.

熱交換器23は、流路16の触媒21,22よりも下流側であって、当該筐体10内の外周のうちの、排気ユニット1を使用する際に鉛直方向下側となる部位に配置され、周知の熱交換器として機能する。熱交換器23は、流路16を流通する排気と、冷却導入部23INから導入され、冷却排出部23OUTから排出される熱交換媒体との熱交換を行う。 The heat exchanger 23 is arranged on the downstream side of the catalysts 21 and 22 of the flow path 16 and on the lower side in the vertical direction when the exhaust unit 1 is used in the outer circumference of the housing 10. And functions as a well-known heat exchanger. The heat exchanger 23 exchanges heat between the exhaust flowing through the flow path 16 and the heat exchange medium introduced from the cooling introduction unit 23IN and discharged from the cooling discharge unit 23OUT.

熱交換器23は、排気の温度を下げることで排気の体積を減じ、排気の圧力を低下させるため、排気が触媒21,22を通過することを促進する。よって、排気ユニット1は、筐体10内に熱交換器23を備えない構成よりも触媒21,22付近にて排気が筐体10の外部に漏れることを抑制できる。 The heat exchanger 23 reduces the volume of the exhaust gas by lowering the temperature of the exhaust gas and lowers the pressure of the exhaust gas, thereby promoting the exhaust gas to pass through the catalysts 21 and 22. Therefore, the exhaust unit 1 can suppress the exhaust from leaking to the outside of the housing 10 in the vicinity of the catalysts 21 and 22 as compared with the configuration in which the heat exchanger 23 is not provided in the housing 10.

インレットパイプ24は、インレットパイプ24の内外を連通するための複数の孔部24Hを備え、複数の孔部24Hを介して、インレットパイプ24を流れる排気を何れかの消音室18A,18B,18Cに供給する。インレットパイプ24は、筐体10の外壁部10Aとともに管状の流路16を形成する。 The inlet pipe 24 includes a plurality of holes 24H for communicating the inside and outside of the inlet pipe 24, and exhaust gas flowing through the inlet pipe 24 to any of the muffling chambers 18A, 18B, 18C via the plurality of holes 24H. Supply. The inlet pipe 24 forms a tubular flow path 16 together with the outer wall portion 10A of the housing 10.

複数の板部材31,32は、消音室18A,18B,18Cを複数の部屋に仕切る仕切板として機能する。また、複数の板部材31,32のうちの熱交換器23から近い位置に配置された板部材32は、消音室18A,18Bを連通するか否かを切り替え可能なバルブ33を備える。 The plurality of plate members 31, 32 function as partition plates for partitioning the muffling chambers 18A, 18B, 18C into a plurality of chambers. Further, the plate member 32 arranged at a position close to the heat exchanger 23 among the plurality of plate members 31 and 32 includes a valve 33 capable of switching whether or not to communicate with the muffling chambers 18A and 18B.

消音室18Aは、排気を拡張させる拡張室として機能する。また、消音室18Cは、排気を共鳴させる共鳴室として機能する。消音室18Bは、バルブ33の開閉に応じて、拡張室または共鳴室として機能する。 The muffling chamber 18A functions as an expansion chamber for expanding the exhaust gas. Further, the muffling chamber 18C functions as a resonance chamber that resonates the exhaust gas. The muffling chamber 18B functions as an expansion chamber or a resonance chamber depending on the opening and closing of the valve 33.

バルブ33は、開閉部33Aを備える。開閉部33Aは、例えば、排気の圧力が高まると開き、排気の圧力が低くなると閉じるように構成される。この構成によって開閉部33Aは、排気を複数の消音室18A,18B,18Cのうちの消音室18Aのみを通過させる構成と、複数の消音室18A,18B,18Cのうちの消音室18A,18Bを通過させる構成とを切り替えられるようにする。つまり、排気ユニット1は、拡張室および共鳴室のサイズをバルブ33によって変更できるように構成される。この構成により、消音しようとする排気音の周波数を変更できるようにしている。 The valve 33 includes an opening / closing portion 33A. The opening / closing portion 33A is configured to open when the exhaust pressure increases and close when the exhaust pressure decreases, for example. With this configuration, the opening / closing unit 33A has a configuration in which the exhaust gas passes through only the muffling chambers 18A among the plurality of muffling chambers 18A, 18B and 18C, and the muffling chambers 18A and 18B among the plurality of muffling chambers 18A, 18B and 18C. It is possible to switch between the configuration to be passed and the configuration to be passed. That is, the exhaust unit 1 is configured so that the sizes of the expansion chamber and the resonance chamber can be changed by the valve 33. With this configuration, the frequency of the exhaust sound to be muted can be changed.

ここで、図3および図4に示すように、排気ユニット1において、複数の触媒21,22のうちの鉛直方向上側に位置する触媒21の周囲に着目する。なお、複数の触媒21,22のうちの鉛直方向下側に位置する触媒22については、触媒21と同様の構成であるため説明を省略する。また、図4は、円筒形の触媒21の上面および下面が通過する平面で筐体10および壁部材17の部位を仮想的に切り出した状態の斜視図である。 Here, as shown in FIGS. 3 and 4, attention is paid to the periphery of the catalyst 21 located on the upper side in the vertical direction among the plurality of catalysts 21 and 22 in the exhaust unit 1. Of the plurality of catalysts 21 and 22, the catalyst 22 located on the lower side in the vertical direction has the same configuration as the catalyst 21, and thus the description thereof will be omitted. Further, FIG. 4 is a perspective view of a state in which the portions of the housing 10 and the wall member 17 are virtually cut out on a flat surface through which the upper and lower surfaces of the cylindrical catalyst 21 pass.

図2、図3、図4に示すように、壁部材17のうちの筐体10とともに触媒21,22を取り囲む部位を第1部位17Fとし、筐体10のうちの壁部材17とともに触媒21,22を取り囲む部位を第2部位10Fとする。第1部位17Fおよび第2部位10Fは、円筒形の触媒21の上面および下面が通過するそれぞれの平面の間に位置する部位である。換言すれば、第1部位17Fおよび第2部位10Fは、触媒21を保持するために触媒21と接触する部位である。 As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the portion surrounding the catalysts 21 and 22 together with the housing 10 in the wall member 17 is designated as the first portion 17F, and the catalyst 21 and the catalyst 21 in the housing 10 together with the wall member 17 The portion surrounding 22 is referred to as the second portion 10F. The first portion 17F and the second portion 10F are portions located between the upper surfaces and the lower surfaces of the cylindrical catalyst 21 through which the upper surface and the lower surface pass. In other words, the first site 17F and the second site 10F are sites that come into contact with the catalyst 21 to hold the catalyst 21.

第1部位17Fは、その外周が筐体10で覆われている。また、第1部位17Fの端部を除く部位は、直接的に筐体10に触れることなく、筐体10との間に空間を形成して配置されている。このような構成では、触媒21,22のうちの第1部位17Fで覆われた部位は、少なくとも、第1部位17Fおよび筐体10によって2重に覆われる。一方で、触媒21,22のうちの第2部位10Fで覆われた部位は、筐体10のみによって1重に覆われる。つまり、第1部位17Fは、第2部位10Fよりも、外気の影響を受けにくく構成される。 The outer periphery of the first portion 17F is covered with a housing 10. Further, the portion other than the end portion of the first portion 17F is arranged so as to form a space between the first portion 17F and the housing 10 without directly touching the housing 10. In such a configuration, the portion of the catalysts 21 and 22 covered with the first portion 17F is doubly covered by at least the first portion 17F and the housing 10. On the other hand, the portion of the catalysts 21 and 22 covered with the second portion 10F is singlely covered by the housing 10 only. That is, the first portion 17F is configured to be less affected by the outside air than the second portion 10F.

この構成において、第1部位17Fにおける熱容量は、第2部位10Fの熱容量よりも大きく設定される。ここで、第1部位17Fおよび第2部位10Fは、同様の組成を有する材料で構成されているので、体積が大きければ熱容量も大きくなる。 In this configuration, the heat capacity of the first portion 17F is set to be larger than the heat capacity of the second portion 10F. Here, since the first portion 17F and the second portion 10F are made of materials having the same composition, the larger the volume, the larger the heat capacity.

より具体的には、図3および図4に示すように、第1部位17Fの厚みt1は、第2部位10Fの厚みt2よりも大きく設定されている。また、第1部位17Fにおける触媒21側の面の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21側の面の表面積よりも大きく設定されている。 More specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the thickness t1 of the first portion 17F is set to be larger than the thickness t2 of the second portion 10F. Further, the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the first portion 17F is set to be larger than the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the second portion 10F.

各部位17F,10Fにおける触媒21側の面の表面積は、触媒21の鉛直方向の長さと取り囲む周長との積で表されるが、どちらも触媒21の鉛直方向の長さは同じである。一方、周長については、図3に示すように、第1部位17Fは、触媒21の全周360degのうちの180deg以上の角度であるθ1を取り囲み、第2部位10Fは、触媒21の全周360degのうちの180deg未満の角度であるθ2を取り囲むように設定される。したがって、第1部位17Fにおける触媒21側の面の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21側の面の表面積よりも大きくなる。 The surface area of the surface on the catalyst 21 side in each of the sites 17F and 10F is represented by the product of the vertical length of the catalyst 21 and the surrounding peripheral length, and the length of the catalyst 21 in the vertical direction is the same in both cases. On the other hand, regarding the peripheral length, as shown in FIG. 3, the first portion 17F surrounds θ1 which is an angle of 180 deg or more out of the 360 deg of the entire circumference of the catalyst 21, and the second portion 10F surrounds the entire circumference of the catalyst 21. It is set to surround θ2, which is an angle of less than 180 deg out of 360 deg. Therefore, the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the first portion 17F is larger than the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the second portion 10F.

このような構成により、第1部位17Fの体積が第2部位10Fの体積よりも大きいため、熱容量も大きくなる。
[1−2.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
With such a configuration, the volume of the first portion 17F is larger than the volume of the second portion 10F, so that the heat capacity is also large.
[1-2. effect]
According to the embodiment described in detail above, the following effects are obtained.

(1a)本開示の一態様は、排気ユニット1であって、筐体10と、壁部材17と、触媒21,22と、を備える。筐体10は、導入口11から内燃機関100の排気が導入され、排出口12から排気が排出されるように構成される。壁部材17は、筐体10内に配置され、筐体10の一部とともに、導入口11から導入された排気を筐体10内にて流通させるため筒状の流路16を形成するように構成される。触媒21,22は、流路16内に配置される。 (1a) One aspect of the present disclosure is an exhaust unit 1, which includes a housing 10, a wall member 17, and catalysts 21 and 22. The housing 10 is configured such that the exhaust gas of the internal combustion engine 100 is introduced from the introduction port 11 and the exhaust gas is discharged from the exhaust port 12. The wall member 17 is arranged in the housing 10 so as to form a tubular flow path 16 together with a part of the housing 10 in order to circulate the exhaust gas introduced from the introduction port 11 in the housing 10. It is composed. The catalysts 21 and 22 are arranged in the flow path 16.

排気ユニット1において、壁部材17のうちの筐体10とともに触媒21,22を取り囲む部位を第1部位17Fとし、筐体10のうちの壁部材17とともに触媒21,22を取り囲む部位を第2部位10Fとする。第1部位17Fにおける熱容量は、第2部位10Fの熱容量よりも大きく設定される。 In the exhaust unit 1, the portion of the wall member 17 that surrounds the catalyst 21 and 22 together with the housing 10 is the first portion 17F, and the portion of the housing 10 that surrounds the catalyst 21 and 22 together with the wall member 17 is the second portion. It is set to 10F. The heat capacity of the first portion 17F is set to be larger than the heat capacity of the second portion 10F.

このような構成によれば、筐体10の内側に位置し、比較的外気の影響を受けにくい第1部位17Fにおける熱容量を、筐体10の外周側に位置し、比較的外気の影響を受けやすい第2部位10Fにおける熱容量よりも大きく設定するので、触媒21,22が排気よりも低温である外気により冷却されにくくすることができる。つまり、第1部位17Fにより多くの熱量を蓄えられるようにすることができるので、第2部位10Fが外気によって冷却されたとしても、第1部位17Fに蓄えられたより多くの熱量を触媒21,22に供給することができる。 According to such a configuration, the heat capacity of the first portion 17F, which is located inside the housing 10 and is relatively unaffected by the outside air, is located on the outer peripheral side of the housing 10 and is relatively affected by the outside air. Since the heat capacity is set to be larger than the heat capacity of the easy second portion 10F, it is possible to make it difficult for the catalysts 21 and 22 to be cooled by the outside air having a temperature lower than that of the exhaust gas. That is, since a larger amount of heat can be stored in the first part 17F, even if the second part 10F is cooled by the outside air, a larger amount of heat stored in the first part 17F can be stored in the catalysts 21 and 22. Can be supplied to.

よって、このような構成によれば、触媒21,22を作動可能な温度に維持しやすくすることができ、排気ユニット1の機能性を向上させることができる。
(1b)本開示の一態様では、壁部材17における第1部位17Fおよび筐体10における第2部位10Fは、同じ組成の材料であって板状の材料を加工することで構成されており、第1部位17Fの厚みt1は、第2部位10Fの厚みt2よりも大きく設定される。
Therefore, according to such a configuration, the catalysts 21 and 22 can be easily maintained at an operable temperature, and the functionality of the exhaust unit 1 can be improved.
(1b) In one aspect of the present disclosure, the first portion 17F of the wall member 17 and the second portion 10F of the housing 10 are made of materials having the same composition and formed by processing a plate-like material. The thickness t1 of the first portion 17F is set to be larger than the thickness t2 of the second portion 10F.

このような構成によれば、第1部位17Fおよび第2部位10Fが同じ組成の材料の場合、第1部位17Fの厚みt1が第2部位10Fの厚みt2よりも大きく設定されることによって、相対的に第1部位17Fの熱容量が大きくなるように設定することができる。 According to such a configuration, when the first part 17F and the second part 10F are materials having the same composition, the thickness t1 of the first part 17F is set to be larger than the thickness t2 of the second part 10F, so that they are relative to each other. The heat capacity of the first portion 17F can be set to be large.

(1c)本開示の一態様では、第1部位17Fにおける触媒21,22側の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21,22側の表面積よりも大きく設定される。
このような構成によれば、第1部位17Fと触媒21,22との間を移動する熱量、および第2部位10Fと触媒21,22との間を移動する熱量とを比較する場合、第1部位17Fにおける触媒21,22側の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21,22側の表面積よりも大きく設定されているので、第2部位10F側よりも第1部位17F側で熱量の移動を活性化することができる。この構成により、触媒21,22が高温の際に、第1部位17Fを効率的に温め、また、第2部位10Fからの放熱を抑制できる。また、触媒21,22が低温の際に、第1部位17Fに蓄えられた熱量を触媒21,22側に放熱しやすくすることができる。
(1c) In one aspect of the present disclosure, the surface area on the catalyst 21 and 22 side in the first site 17F is set to be larger than the surface area on the catalyst 21 and 22 side in the second site 10F.
According to such a configuration, when comparing the amount of heat moving between the first part 17F and the catalysts 21 and 22, and the amount of heat moving between the second part 10F and the catalysts 21 and 22, the first Since the surface area of the catalyst 21 and 22 on the site 17F is set to be larger than the surface area of the catalyst 21 and 22 on the second site 10F, the heat transfer can be performed on the first site 17F side rather than the second site 10F side. Can be activated. With this configuration, when the catalysts 21 and 22 are at a high temperature, the first portion 17F can be efficiently heated, and heat dissipation from the second portion 10F can be suppressed. Further, when the catalysts 21 and 22 are at a low temperature, the amount of heat stored in the first portion 17F can be easily dissipated to the catalysts 21 and 22.

(1d)本開示の一態様では、筐体10は、第1部位17Fおよび触媒21,22を覆うように配されてもよい。
このような構成によれば、触媒21,22のうちの第1部位17Fで覆われた部位は、第1部位17Fおよび筐体10で2重に覆われるので、触媒21,22のうちの第1部位17Fで覆われた部位触媒21,22からの放熱を抑制することができる。
(1d) In one aspect of the present disclosure, the housing 10 may be arranged so as to cover the first portion 17F and the catalysts 21 and 22.
According to such a configuration, the portion covered with the first portion 17F of the catalysts 21 and 22 is doubly covered with the first portion 17F and the housing 10, so that the second of the catalysts 21 and 22 It is possible to suppress heat dissipation from the site catalysts 21 and 22 covered with one site 17F.

(1e)本開示の一態様は、触媒21,22よりも流路16の下流側にて流路16と連通するように構成された消音室18A,18B,18C、をさらに備える。また、第1部位17Fは、消音室18A,18B,18Cと触媒21,22とを仕切る壁面として機能する。 (1e) One aspect of the present disclosure further includes muffling chambers 18A, 18B, 18C configured to communicate with the flow path 16 on the downstream side of the flow path 16 with respect to the catalysts 21 and 22. Further, the first portion 17F functions as a wall surface that separates the muffling chambers 18A, 18B, 18C and the catalysts 21 and 22.

このような構成によれば、第1部位17Fが消音室18A,18B,18Cと触媒21,22とを仕切る壁面として機能するので、消音室18A,18B,18Cを流れる排気の熱量を第1部位17Fに蓄え、第1部位17Fに蓄えられた熱量を触媒21,22の保温のために用いることができる。よって、より触媒21,22の機能性を向上させることができる。 According to such a configuration, the first portion 17F functions as a wall surface separating the muffling chambers 18A, 18B, 18C and the catalysts 21 and 22, so that the amount of heat of the exhaust gas flowing through the muffling chambers 18A, 18B, 18C is the first portion. The amount of heat stored in the 17th floor and stored in the first portion 17F can be used to keep the catalysts 21 and 22 warm. Therefore, the functionality of the catalysts 21 and 22 can be further improved.

[2.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
[2. Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modifications.

(2a)上記実施形態では、第1部位17Fの厚みt1は、第2部位10Fの厚みt2よりも大きく設定されており、かつ、第1部位17Fにおける触媒21側の面の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21側の面の表面積よりも大きく設定したが、この構成に限られない。例えば、第1部位17Fの厚みt1は、第2部位10Fの厚みt2よりも大きく設定されており、第1部位17Fにおける触媒21側の面の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21側の面の表面積より小さく設定されてもよい。ただし、第1部位17Fの体積が第2部位10Fの体積よりも大きくなるように設定されるとよい。 (2a) In the above embodiment, the thickness t1 of the first part 17F is set to be larger than the thickness t2 of the second part 10F, and the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the first part 17F is the second. It is set to be larger than the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the site 10F, but the configuration is not limited to this. For example, the thickness t1 of the first part 17F is set to be larger than the thickness t2 of the second part 10F, and the surface area of the surface on the catalyst 21 side of the first part 17F is the surface of the surface of the second part 10F on the catalyst 21 side. It may be set smaller than the surface area of. However, it is preferable that the volume of the first portion 17F is set to be larger than the volume of the second portion 10F.

(2b)また例えば、第1部位17Fにおける触媒21側の面の表面積は、第2部位10Fにおける触媒21側の面の表面積よりも大きく設定されており、第1部位17Fの厚みt1は、第2部位10Fの厚みt2よりも小さく設定されてもよい。ただし、第1部位17Fの体積が第2部位10Fの体積よりも大きくなるように設定されるとよい。 (2b) For example, the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the first portion 17F is set to be larger than the surface area of the surface on the catalyst 21 side in the second portion 10F, and the thickness t1 of the first portion 17F is the first. It may be set smaller than the thickness t2 of the two sites 10F. However, it is preferable that the volume of the first portion 17F is set to be larger than the volume of the second portion 10F.

(2c)上記実施形態では、第1部位17F(壁部材17)と第2部位10F(筐体10)とを同じ組成の材料で構成したが、この構成に限られない。例えば、第1部位17Fは、第2部位10Fよりも比熱の大きな素材で構成されてもよい。例えば、第2部位10Fがステンレス鋼で構成されるのに対して、第1部位17Fがアルミナ等のセラミックで構成されるようにしてもよい。 (2c) In the above embodiment, the first part 17F (wall member 17) and the second part 10F (housing 10) are made of materials having the same composition, but the structure is not limited to this. For example, the first portion 17F may be composed of a material having a higher specific heat than the second portion 10F. For example, the second portion 10F may be made of stainless steel, while the first portion 17F may be made of ceramic such as alumina.

このような構成によれば、より第1部位17Fの熱容量を大きくすることができる。
(2d)上記実施形態では、壁部材17および筐体10のうちの、触媒21,22と接触する部位を、触媒21,22を取り囲む部位として説明したが、このような解釈に限定されない。例えば、壁部材17および筐体10のうちの、触媒21,22と接触する部位に加えて、さらにその周囲の部位であって、触媒21,22との間で熱量の移動が行われうる範囲内の部位を、触媒21,22を取り囲む部位としてもよい。
According to such a configuration, the heat capacity of the first portion 17F can be further increased.
(2d) In the above embodiment, the portion of the wall member 17 and the housing 10 that comes into contact with the catalysts 21 and 22 has been described as a portion that surrounds the catalysts 21 and 22, but the interpretation is not limited to this. For example, in the wall member 17 and the housing 10, in addition to the portion in contact with the catalysts 21 and 22, the portion around the wall member 17 and the housing 10 in which the amount of heat can be transferred to and from the catalysts 21 and 22. The inner part may be a part surrounding the catalysts 21 and 22.

(2e)上記実施形態では、筐体10に熱交換器23を備えたが、熱交換器23を備えない構成としてもよい。また、上記実施形態では、筐体10に消音室18A,18B,18Cを備えたが、消音室18A,18B,18Cを備えない構成としてもよい。また、壁部材17は、消音室18A,18B,18Cに直接的に接する構成としたが、この構成である必要はない。また、上記実施形態では、筐体10に2つの触媒21,22を備えたが、触媒は1つでも3つ以上でもよい。 (2e) In the above embodiment, the housing 10 is provided with the heat exchanger 23, but the housing 10 may not be provided with the heat exchanger 23. Further, in the above embodiment, the housing 10 is provided with the muffling chambers 18A, 18B, 18C, but the muffling chambers 18A, 18B, 18C may not be provided. Further, the wall member 17 is configured to be in direct contact with the muffling chambers 18A, 18B, 18C, but it is not necessary to have this configuration. Further, in the above embodiment, the housing 10 is provided with two catalysts 21 and 22, but the number of catalysts may be one or three or more.

(2f)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。 (2f) A plurality of functions possessed by one component in the above embodiment may be realized by a plurality of components, or one function possessed by one component may be realized by a plurality of components. .. Further, a plurality of functions possessed by the plurality of components may be realized by one component, or one function realized by the plurality of components may be realized by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with the configuration of the other above embodiment.

1…排気ユニット、10…筐体、10A…外壁部、10B…センサ取付部、10F…第2部位、10H…挿通孔、10J…第2フランジ部、11…導入口、11J…第1フランジ部、12…排出口、12J…排気接続部、16…流路、17…壁部材、17F…第1部位、18A,18B,18C…消音室、21,22…触媒、23…熱交換器、23IN…冷却導入部、23OUT…冷却排出部、24…インレットパイプ、24H…孔部、25…排気取出口、25J…排気取出部、26,27,28…センサ、31,32…板部材、33…バルブ、33A…開閉部、100…内燃機関。 1 ... Exhaust unit, 10 ... Housing, 10A ... Outer wall part, 10B ... Sensor mounting part, 10F ... Second part, 10H ... Insertion hole, 10J ... Second flange part, 11 ... Introduction port, 11J ... First flange part , 12 ... exhaust port, 12J ... exhaust connection, 16 ... flow path, 17 ... wall member, 17F ... first part, 18A, 18B, 18C ... muffling chamber, 21,22 ... catalyst, 23 ... heat exchanger, 23IN ... Cooling introduction unit, 23OUT ... Cooling discharge unit, 24 ... Inlet pipe, 24H ... Hole, 25 ... Exhaust outlet, 25J ... Exhaust outlet, 26, 27, 28 ... Sensor, 31, 32 ... Plate member, 33 ... Valve, 33A ... Opening and closing part, 100 ... Internal combustion engine.

Claims (5)

導入口から内燃機関の排気が導入され、排出口から前記排気が排出されるように構成された筐体と、
前記筐体内に配置され、前記筐体の一部とともに、前記導入口から導入された排気を前記筐体内にて流通させるため筒状の流路を形成するように構成された壁部材と、
前記流路内に配置された触媒と、
を備え、
前記壁部材のうちの前記筐体とともに前記触媒を取り囲む部位を第1部位とし、前記筐体のうちの前記壁部材とともに前記触媒を取り囲む部位を第2部位として、前記第1部位における熱容量は、前記第2部位の熱容量よりも大きく設定されている
排気ユニット。
A housing configured so that the exhaust of the internal combustion engine is introduced from the introduction port and the exhaust is discharged from the discharge port.
A wall member arranged in the housing and configured to form a tubular flow path for circulating the exhaust gas introduced from the introduction port in the housing together with a part of the housing.
With the catalyst arranged in the flow path,
With
The portion of the wall member that surrounds the catalyst together with the housing is the first portion, and the portion of the housing that surrounds the catalyst together with the wall member is the second portion, and the heat capacity in the first portion is determined. An exhaust unit that is set to be larger than the heat capacity of the second part.
請求項1に記載の排気ユニットであって、
前記壁部材における前記第1部位および前記筐体における前記第2部位は、同じ組成の材料であって板状の材料を加工することで構成されており、前記第1部位の厚みは、前記第2部位の厚みよりも大きく設定されている
排気ユニット。
The exhaust unit according to claim 1.
The first portion of the wall member and the second portion of the housing are formed by processing a plate-like material having the same composition, and the thickness of the first portion is the first portion. An exhaust unit that is set larger than the thickness of two parts.
請求項1または請求項2に記載の排気ユニットであって、
前記第1部位における前記触媒側の表面積は、前記第2部位における前記触媒側の表面積よりも大きく設定されている
排気ユニット。
The exhaust unit according to claim 1 or 2.
An exhaust unit in which the surface area of the catalyst side in the first portion is set to be larger than the surface area of the catalyst side in the second portion.
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の排気ユニットであって、
前記筐体は、前記第1部位および前記触媒を覆うように配される
排気ユニット。
The exhaust unit according to any one of claims 1 to 3.
The housing is an exhaust unit arranged so as to cover the first portion and the catalyst.
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の排気ユニットであって、
前記触媒よりも前記流路の下流側にて前記流路と連通するように構成された消音室、をさらに備え、
前記第1部位は、前記消音室と前記触媒とを仕切る壁面として機能する
ように構成された排気ユニット。
The exhaust unit according to any one of claims 1 to 4.
Further, a sound deadening chamber configured to communicate with the flow path on the downstream side of the flow path from the catalyst is further provided.
The first portion is an exhaust unit configured to function as a wall surface separating the muffling chamber and the catalyst.
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