JPH10110615A - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気慣性効果を利用した長い二次空気導入管
をスペースを問題としないで配置できる排気ガス浄化装
置を提供する。 【解決手段】 触媒反応ケース１６内に触媒ユニット１
７を収容し、入口側空間１８に排気ガス入口１９を開口
し、触媒反応ケース１６の反対側の出口側空間２０に排
気ガス出口２１を開口してある。また、触媒反応ケース
１６を導風ケース２３によって外嵌包囲して、触媒反応
ケース１６と導風ケース２３の間に冷却風通路２４を形
成して、その冷却風通路２４に冷却風を流して、触媒反
応ケース１６を冷却するようにしてある。二次空気導入
管１３を触媒収容部２２下流周辺の所定位置から導風ケ
ース２３壁を貫通させ冷却風通路２４内において、触媒
収容部２２を下側から周方向に巻き付けた後、触媒反応
ケース１６の入口側空間１８に突入させているので、長
い二次空気導入管でもスペースを必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの排気ガス
浄化装置に関し、より詳しくは触媒に二次空気を供給し
てエンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンの排気ガス浄化装置とし
て、特開平５−１２５９３３号に開示されたものがあ
る。この排気ガス浄化装置は、図４に示すように触媒ユ
ニット９２が収容された触媒反応ケース８１の入口側空
間８５に排気ガス入口８６を開口して排気ガス管８７を
連通させ、触媒反応ケース８１の出口側空間８８に排気
ガス出口８９を開口している。

【０００３】そして、触媒反応ケース８１に空気予熱ケ
ース８２を空気予熱通路８３を形成した状態で外嵌し、
二次空気導入管８４を空気予熱ケース８２を介して触媒
反応ケース８１の入口側空間８５に連通させている。こ
のように構成することにより、二次空気は触媒反応熱に
よって予熱でき、外気温度が低い場合等に触媒の反応が
低くなることを抑制できるとともに、エンジンが高速高
負荷で運転されているときに触媒反応ケース８１を介し
て触媒を冷却することができ、触媒が過熱破損すること
を防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、以下の問題がある。 （１）上記排気ガス浄化装置の場合、排気ガスの排気脈
動によって二次空気導入管８４から二次空気を吸い込む
構成になっているので、所謂、吸気慣性効果を利用して
同調回転数において二次空気の導入量を多くしようとす
ると、同調回転数が低速であればあるほど、一般に吸気
慣性効果が発揮できる二次空気導入管８４は長くなるの
で、３０００〜４０００ｒｐｍ程度の定格回転数で運転
するエンジンの場合、かなりの長さの二次空気導入管８
４が必要となる。したがって、エンジン単体で販売され
る汎用エンジンの場合、自動車のボンネット内に収容さ
れるエンジンとは違い、二次空気導入管８４を収容する
スペースが問題となっていた。

【０００５】（２）上記従来技術の場合、二次空気のみ
で触媒９２を冷却するため構成のため、高速高負荷運転
時には、過熱防止効果が十分でない問題がある。 （３）上記従来技術の場合、空気予熱ケース８２と触媒
反応ケース８１との間の空気予熱通路８３には、小穴９
０を多数開けてある蛇腹管９１が介装されているので、
排気脈動の二次空気導入管８４への伝達が悪くなり、触
媒反応ケース８１への二次空気の吸入の量が十分でない
という問題がある。なお、上記（１）〜（３）の問題を
解決するために二次空気導入用の送風ファンなどの送風
手段を設けることも考えられるが、送風ファンの配置ス
ペースが必要となるとともに、コストが高くなるという
問題がある。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は、触媒を取り付けている排気ガ
ス浄化装置の過熱を抑制し、吸気慣性効果を利用した長
い二次空気導入管をスペース上の問題とならないで採用
でき、外気温が低い場合などにおいて触媒の反応を向上
できる、排気ガス浄化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の請求項１の発明
を、例えば、図１を参照して説明すれば、触媒反応ケー
ス１６内に触媒１７を収容し、この触媒反応ケース１６
の入口側空間１８に排気ガス入口１９を開口するととも
に、その出口側空間２０に排気ガス出口２１を開口し、
この触媒反応ケース１６に導風ケース２３を冷却風通路
２４を形成した状態で外嵌包囲し、導風ケース２３の冷
却風出口２５を排気ガス出口２１に一致させ、導風ケー
ス２３の冷却風出口２５とは反対側に冷却風入口２６を
設けて構成したエンジンの排気ガス浄化装置において、
二次空気供給管１３を導風ケース２３壁を貫通して冷却
風通路２４に挿入して触媒反応ケース１６の触媒収容部
２２周囲に巻き付けた後、その二次空気供給管１３を触
媒反応ケース１６の入口側空間１８に連通させたことを
特徴とする。

【０００８】上記の請求項２の発明を、例えば、図１を
参照して説明すれば、排気ガスの排圧を利用して外気を
冷却風入口２６から取り入れ冷却風出口２５から排出さ
せるとともに、エンジンの所定側面にエアクリーナ１０
と排気ガス浄化装置１２を近接して並設し、エアクリー
ナ１０のクリーナユニットを経た空気を二次空気導入管
１３により排気ガス浄化装置１２へ供給したことを特徴
とする。上記の請求項３の発明を、例えば、図１を参照
して説明すれば、二次空気導入管１３は冷却風通路２４
を閉塞することなく導風隙間２８を有した状態で触媒収
容部２２の周囲に巻き付けたことを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用及び効果】請求項１の発明であれば、次の
作用・効果を奏する。 （イ）二次空気供給管が導風ケース内において巻付けら
れて収容されていることになるので、吸気慣性効果を満
足するに必要な十分な長さの二次空気導入管を排気ガス
浄化装置内で確保することができ、エンジン単体の汎用
エンジンにおいても二次空気供給管の配置スペースの問
題を解決することができる。 （ロ）触媒収容ケース内の触媒収容部を二次空気供給管
を流れる二次空気によって冷却できるので、高回転高負
荷時において触媒が過熱しすぎることを抑制できる。

【００１０】（ハ）二次空気導入管は他の部材および空
間を介さずに直接に触媒反応ケースに連通されているの
で、排気脈動の二次空気導入管への伝達が良くなり、排
気脈動により触媒反応ケースへの二次空気の吸入を十分
に行える。 （ニ）触媒反応ケース内の排気熱及び触媒反応熱が、触
媒収容部を巻き付けている二次空気供給管内を流れる二
次空気を予熱する。この二次空気は予熱されて温度上昇
してから、触媒反応ケースの入口側空間に入って排気ガ
スに混入する。このため、排気ガスは混入空気により冷
やされる度合いが小さく高温に保たれるので、負荷が低
い場合や外気温が低い場合に、触媒の反応率が低下し難
くなり、ＨＣ・ＣＯの大気放出量を低減できる。

【００１１】請求項２の発明であれば、請求項１の発明
の効果に加えて、排気ガスの排圧を利用して外気を冷却
風入口から取り入れ、冷却風出口から排出させることに
よって外気を取り入れるので、特別の送風手段を必要と
せず、送風ファンなどで冷却する場合に比べて電力消費
を省略でき、省エネとすることができる。また、エンジ
ンの所定側面にエアクリーナと排気ガス浄化装置を近接
して並べて設け、エアクリーナのクリーナユニットを経
た空気を二次空気導入管により排気ガス浄化装置へ供給
するように構成しているので、エアクリーナと排気ガス
浄化装置とをエンジン所定面に近接して配置することが
でき、両者を連通する二次空気導入管も排気ガス浄化装
置内に巻き付けられている分だけ外部に露出している部
分を短くでき、エアクリーナ、排気ガス浄化装置をエン
ジン回りにコンパクトに配置することができる。

【００１２】請求項３の発明であれば、請求項１の発明
の効果に加えて、二次空気導入管を巻き付けた後におい
ても触媒反応ケースと導風ケースとの冷却風通路に導風
隙間ができるように構成したことにより、導風ケース内
の冷却風の流れがスムーズになり、触媒収容部から二次
空気供給管に伝わった熱を効率良く導風ケースから外部
に放出することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面によって
詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置の第１実施形態を示す概略縦断面図、
図１（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線横断面図、図２（Ａ）は排
気ガス浄化装置が採用されたエンジンの外観図、図２
（Ｂ）はそのガソリンタンクを外した状態での平面図で
ある。図２において、エンジン本体１にはクランク軸と
連動する冷却ファン２が取り付けられ、冷却ファン２は
ファンカバー３で覆われ、冷却風をシリンダヘッド４に
導くように構成されている。冷却ファン２の外側にはリ
コイルスタータ５が設けられている。エンジン本体１の
側面には図２（Ｂ）に示すように吸気ポート６及び排気
ポート７が形成され、その吸気ポート６には、吸気管
８、気化器９、エアクリーナ１０を順に連通している。

【００１４】そして排気ポート７に接続された排気管１
１の出口が、排気ガス浄化装置１２に突入されている。
なお、排気管１１と排気ガス浄化装置１２との間に消音
用のマフラが設けられる場合もある。排気ガス浄化装置
１２はエアクリーナ１０のすぐ横に配設され、エアクリ
ーナ１０のクリーナユニットを経た清浄な空気が清浄室
２７から二次空気導入管１３によって、排気ガス浄化装
置１２に供給されるように構成している。

【００１５】排気ガス浄化装置１２は、図１に示すよう
に、触媒反応ケース１６内に触媒ユニット１７を収容
し、この触媒反応ケース１６の入口側空間１８に排気ガ
ス入口１９を開口するとともに、排気管１１を突入させ
て連通させてある。また、触媒反応ケース１６の反対側
の出口側空間２０に排気ガス出口２１を開口してある。
触媒反応ケース１６は略円筒状をしており、その円筒軸
方向の略中央部に触媒ユニット１７が配設された触媒収
容部２２が設けられている。なお、排気ガス浄化装置１
２に積極的に消音機能を持たせる場合には、前記入口側
空間１８に拡散、膨張室などを設けてマフラを構成す
る。

【００１６】また、触媒反応ケース１６を同じく略円筒
状の導風ケース２３によって外嵌包囲して、触媒反応ケ
ース１６と導風ケース２３の間に冷却風通路２４を形成
して、その冷却風通路２４に冷却風を流して、触媒反応
ケース１６を冷却するようにしてある。即ち、排気ガス
出口２１に導風ケース２３の冷却風出口２５を一致さ
せ、導風ケース２３の冷却風出口２５とは反対側に冷却
風入口２６を設けて、排気ガスの排圧（排気脈動）を利
用して外気の空気を導風ケース２３内に導くようにして
ある。なお、冷却風入口２６にはゴミなどが入らないよ
うに金網２９が張設されている。

【００１７】また、二次空気導入管１３を触媒収容部２
２下流周辺の所定位置から導風ケース２３壁を貫通させ
て上記冷却風通路２４内において、触媒収容部２２を下
側から周方向に巻き付けてた後、触媒反応ケース１６の
入口側空間１８に突入させ、エアクリーナ１０の清浄室
２７と入口側空間１８とを連通させている。なお、二次
空気導入管１３のエアクリーナ１０側の入口には、排気
ガスのエアクリーナ１０への逆流を防止するための逆止
弁（図示せず）が設けられている。図２にも示されてい
るように、二次空気導入管１３は冷却風通路２４を閉塞
することなく導風隙間２８を有した状態で設けられてい
る。

【００１８】

【その他の構成例】次に本発明の構成とは異なるが、実
用上、有利な効果を奏する構成例について説明する。図
３（Ａ）はその構成例の排気ガス浄化装置を示す概略縦
断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の平面図である。この
構成例は、触媒反応ケース５１の入口側空間５２に排気
ガス入口５３を開口して排気管５８を連通するととも
に、反対側の出口側空間５４に排気ガス出口５５を開口
している。また、触媒反応ケース５１を外嵌包囲する導
風ケース５６を設け、冷却風を触媒反応ケース５１と導
風ケース５６との間の冷却風通路５７に流して、触媒反
応ケース５１を冷却すること、触媒反応ケース５１の中
央部に触媒収容部５９を設けたことは上記第１実施形態
と同様である。この構成例は上記構成に加えて、以下の
点を特徴としている。

【００１９】第１に、導風ケース５６の下部は排気ガス
出口５５だけが貫通するように密閉して構成し、導風ケ
ース５６の上部も冷却風入口は設けず、二次空気導入管
６０を導風ケース５６の上端部に連通させている点であ
る。第２に、導風ケース５６と触媒反応ケース５１との
間の冷却風通路５７を入口側円盤状通路６２、円筒状通
路６３、出口側円盤状通路６４と分けた場合に、入口側
円盤状通路６２、円筒状通路６３を軸方向に２分割する
区画壁６５を設け、冷却風通路５７を２つの領域に区分
した点である。そして図２（Ｂ）に示すように区画壁６
５により形成された左側の半円状通路６６に二次空気導
入管６０が連通されており、右側の半円状通路６７に臨
む触媒反応ケース上壁６８に二次空気を触媒反応ケース
５１内に供給する二次空気導入口６９を設けている。

【００２０】この構成例によれば、導風ケース５１の冷
却は二次空気によって行われる。この場合、二次空気導
入管６０から供給された二次空気は下方に流れる冷却風
となり、図中矢印７０で示すように、出口側円盤状通路
６４まで迂回してから、二次空気導入口６９のある右側
半円状通路６７まで導風されることになり、触媒反応ケ
ース５１全体をまんべんなく冷却してから、暖まった二
次空気を触媒反応ケース５１内に供給することができ
る。また、冷却風通路５７には区画壁６５しかないの
で、二次空気導入管６０へ排気脈動が比較的伝わりやす
くなっており、排気脈動によって二次空気を吸い込む場
合に好ましい構成となっている。

【００２１】この発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において
種々の設計変更を施すことが可能である。以下、そのよ
うな実施形態を説明する。 （１）前記第１実施形態では、二次空気導入管１３を触
媒反応ケース１６の周方向に螺旋状に巻き付けたが、巻
き付け方は空気抵抗が著しく大きくならない巻き付け方
ならば特に限定されるものではない。 （２）二次空気導入管１３を巻き付けることに代えて、
予め巻き付けた状態と同等の風路成形品を形成してお
き、その風路形成品に触媒反応ケース１６を嵌め込んで
もよい。 （３）図２（Ｂ）において冷却ファン２で発生した風を
エンジンのシリンダヘッド４などに取り付けたカウリン
グ３１により、排気ガス浄化装置１２まで導風して導風
ケース２３外周面に吹き付け、導風ケース２３外周の温
度を低下させるようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は本発明に係るエンジンの排気ガス
浄化装置の第１実施形態を示す概略縦断面図、図１
（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線横断面図である。

【図２】図２（Ａ）は排気ガス浄化装置が採用されたエ
ンジンの外観図、図２（Ｂ）はガソリンタンクを外した
状態での平面図である。

【図３】図３（Ａ）は別の構成例の排気ガス浄化装置の
概略縦断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の平面図であ
る。

【図４】従来のエンジンの排気ガス浄化装置の要部を示
す概略縦断面図である。

【符号の説明】

１０…エアクリーナ、１２…排気ガス浄化装置、１３…
二次空気供給管、１６…触媒反応ケース、１７…触媒ユ
ニット、１８…入口側空間、１９…排気ガス入口、２０
…出口側空間、２１…排気ガス出口、２２…触媒収容
部、２３…導風ケース、２４…冷却風通路、２５…冷却
風出口、２６…冷却風入口、２８…導風隙間。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 触媒反応ケース(１６)内に触媒(１７)を
   収容し、この触媒反応ケース(１６)の入口側空間(１８)
   に排気ガス入口(１９)を開口するとともに、その出口側
   空間(２０)に排気ガス出口(２１)を開口し、この触媒反
   応ケース(１６)に導風ケース(２３)を冷却風通路(２４)
   を形成した状態で外嵌包囲し、導風ケース(２３)の冷却
   風出口(２５)を排気ガス出口(２１)に一致させ、導風ケ
   ース(２３)の冷却風出口(２５)とは反対側に冷却風入口
   (２６)を設けて構成したエンジンの排気ガス浄化装置に
   おいて、 二次空気供給管(１３)を導風ケース(２３)壁を貫通して
   冷却風通路(２４)に挿入して触媒反応ケース(１６)の触
   媒収容部(２２)周囲に巻き付けた後、その二次空気供給
   管(１３)を触媒反応ケース(１６)の入口側空間(１８)に
   連通させたことを特徴とする、エンジンの排気ガス浄化
   装置。
2. 【請求項２】 排気ガスの排圧を利用して外気を冷却風
   入口(２６)から取り入れ冷却風出口(２５)から排出させ
   るとともに、エンジンの所定側面にエアクリーナ(１０)
   と排気ガス浄化装置(１２)を近接して並設し、エアクリ
   ーナ(１０)のクリーナユニットを経た空気を二次空気導
   入管(１３)により排気ガス浄化装置(１２)へ供給した、
   請求項１に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】 二次空気導入管(１３)は冷却風通路(２
   ４)を閉塞することなく導風隙間(２８)を有した状態で
   触媒収容部(２２)の周囲に巻き付けた、請求項１に記載
   のエンジンの排気ガス浄化装置。