JPH10110616A - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化触媒配設部の冷却性能を高め、酸化触媒
の交換作業性を高めた排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 マフラ部３と酸化触媒配設部９とを導風
カバー５で外嵌包囲し、マフラ部３より上流側に二次空
気供給管７を連通し、導風カバー５とマフラ部３との間
に環状の冷却風通路２９を形成し、マフラ部３の最終排
出口１４のある下流側底壁２２に酸化触媒配設部９を着
脱自在に設けている。酸化触媒配設部９を下流側底壁２
２に装着したときには酸化触媒配設部９はマフラ部３の
最終排出口１４と密着連通した状態となる。また、導風
カバー５を酸化触媒配設部９のある位置周辺から漏斗状
に絞ってその先端に冷却風出口３０を形成し、冷却風通
路２９の冷却風の合流部に酸化触媒配設部９が位置させ
ているので、酸化触媒配設部９に当たる冷却風を増やす
ことができ、冷却性能を高めることができる。

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、より詳しくは酸化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、実開平６−５３７１６号に開示されたものがある。
この排気ガス浄化装置６０は、図４に示すようにマフラ
を構成する排気導管５１の中央部にマフラ部５２を設け
るとともに、マフラ部５１の上手側、下手側に酸化触媒
配設部５３，５３を設け、上手側酸化触媒配設部５３よ
りさらに上流側に二次空気供給管５４を連通している。
排気導管５１は冷却風通路５５を形成した状態で導風カ
バー５６により外嵌包囲され、排気ガスの排出による圧
力差により、環状の外気取入口５７から空気を導入し
て、マフラ部５２および酸化触媒配設部５３を冷却する
ように構成している。

【０００３】

【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）酸化触媒配設部５３，５３は触媒の反応熱によ
り、マフラ部５２よりも高熱になる。しかし、上記従来
技術であると酸化触媒配設部５３，５３のある部分を集
中して冷却する構造とはなっていないため、高回転高負
荷状態では酸化触媒配設部５３，５３のある部分が高く
なって触媒の寿命が短くなる恐れがある。また、排気導
管５１、導風カバー５６においても酸化触媒配設部５
３，５３のある部分の温度が高くなって部分的な温度差
により耐久性が低下する問題がある。

【０００４】（２）上記従来技術の場合、導風カバー５
６の環状の外気取入口５７にゴミ、遮蔽物などが詰まっ
た場合、マフラ部５２、酸化触媒配設部５３の冷却性能
が極端に低下する問題がある。 （３）上記従来技術の場合、酸化触媒配設部５３，５３
を交換するには、導風カバー５６を取り外し、排気導管
５１を分割して内部の酸化触媒配設部５３，５３を個別
に取り出す必要がありメンテナンス性が悪い。排気ガス
浄化装置６０全体を１ユニットとして交換することも考
えられるが、コストが高くなる問題がある。

【０００５】

【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、酸化触媒配設部の冷却性能を
高め、外気取入口に遮蔽物が詰まった場合でも冷却性能
を維持でき、さらに、酸化触媒配設部の交換作業性を高
めた排気ガス浄化装置を提供することにある。

【０００６】

【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、マフラ部３と
酸化触媒配設部９とを導風カバー５で外嵌包囲し、少な
くとも酸化触媒配設部９よりも上流側に二次空気を導入
するように構成し、導風カバー５と少なくともマフラ部
３との間に冷却風通路２９を形成して、マフラ部３の上
流側と導風カバー５との間を開口させて外気取入口２８
を形成し、導風カバー５の冷却風出口３０と排気ガス出
口２６を略一致させ、排気ガス流出による圧力差によ
り、外気取入口２８から冷却風通路２９に外気を導入す
るように構成したエンジンの排気ガス浄化装置におい
て、マフラ部３の最終排出口１４のある所定壁２２に酸
化触媒配設部９を着脱自在に設けるとともに、酸化触媒
配設部９を所定壁２２に装着したときに酸化触媒配設部
９がマフラ部３の最終排出口１４と密着連通され、導風
カバー５を酸化触媒配設部９のある位置周辺から漏斗状
に絞って漏斗部３３とし、その漏斗部３３の先端に冷却
風出口３０を形成し、冷却風通路２９の冷却風の合流部
に酸化触媒配設部９が位置するように構成したことを特
徴とする。

【０００７】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、酸化触媒配設部９のある漏斗部３
３の周面を除いて、マフラ部３に対応する導風カバー５
の周面に複数の周面孔３１を設けたことを特徴とする。
上記の請求項３の発明を、例えば、図３を参照して説明
すれば、導風カバー５の漏斗部３３が円筒状の導風カバ
ー部分３４と分離可能に構成され、その漏斗部３３が着
脱自在に構成されていることを特徴とする。上記の請求
項４の発明を、例えば、図３を参照して説明すれば、着
脱自在に構成された導風カバー５の漏斗部３３が酸化触
媒配設部９と一体的に構成されていることを特徴とす
る。

【０００８】

【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）マフラ部の最終排出口のある所定壁に酸化触媒配
設部を着脱自在に設けることで、酸化触媒配設部が排気
ガス浄化装置の端部に位置することになり、酸化触媒配
設部の交換が行いやすくなる。 （ロ）酸化触媒配設部を所定壁に装着したときに酸化触
媒配設部がマフラ部の最終排出口と密着連通されている
ので、排気ガスおよび二次空気のみが酸化触媒を通過す
ることになり、冷却風は酸化触媒に流れ込まないので、
酸化触媒に冷却風に混入したゴミなどが付着することを
防止できる。 （ハ）導風カバーを酸化触媒配設部のある位置周辺から
漏斗状に絞って漏斗部とし、その漏斗部の先端に冷却風
出口を形成し、冷却風通路の冷却風の合流部に酸化触媒
配設部が位置するように構成したので、外気取入口から
導入された外気は合流部で強い流れとなり、酸化触媒配
設部で発生した熱を素早く冷却風出口から排出すること
ができ、冷却性能を高めることができる。

【０００９】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、マフラ部に対応する導風カバー５周面
に複数の周面孔を設けたことにより、外気取入口がゴ
ミ、遮蔽物などで塞がれたときにも、冷却風を供給する
ことができ、異常時にも触媒が過熱されすぎることを防
止することができる。

【００１０】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、漏斗部が着脱自在に構成されているの
で、酸化触媒配設部が着脱自在にされていることと相俟
って、漏斗部を取り外した後、酸化触媒配設部を所定壁
から取り外すことにより、簡単に酸化触媒の交換作業を
行うことができる。請求項４の発明であれば、請求項３
の発明の効果に加えて、漏斗部が酸化触媒配設部と一体
的に構成されているので、漏斗部の着脱作業で酸化触媒
配設部の着脱作業も行えることになり、さらに交換時の
作業効率が向上する。

【００１１】

【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２は排気ガス浄化装置の全体概略構成を示す図であ
る。図２において、排気ガス浄化装置１は、支持ブラケ
ット２によりマフラ部３をエンジン所定部４に支持する
とともに、マフラ部３を覆う導風カバー５を設けてい
る。排気ガス浄化装置１のマフラ部３より上流側に連通
した排気管６には酸化反応促進用の二次空気を供給する
二次空気供給管７が連通され、所定送風手段２７により
エアクリーナ８を経た清浄な空気が供給されるように構
成されている。

【００１２】送風手段２７としては、本出願人が特開平
５−２４８２２９号で提案したようにクランク軸に連動
するエンジンの冷却ファンを併用して、冷却ファン風の
一部を二次空気供給管に導くように構成してもよい。ま
た、本出願人が実開平５−７５４３１号において提案し
たように、遠心式ガバナのガバナスリーブの摺動を案内
するガバナ軸をガバナ入力ギアに固定し、このガバナ軸
の一端部をクランク室外の突出させ、このガバナ軸の一
端部に二次空気供給羽根を取り付け、この二次空気供給
羽根を覆うハウジングをクランク室壁に露出状態で取り
付け、このハウジングから二次空気供給管７を導出し
て、排気管６に供給するように構成してもよい。いずれ
にしても、二次空気はエアクリーナ８を介した清浄な空
気を供給するようにした方が後述する酸化触媒配設部の
触媒にゴミなどが付着することがなく、好ましい。

【００１３】排気ガス浄化装置１は、図１に示すよう
に、排気管６の出口にマフラ部３を連通させ、マフラ部
３の後方、即ちマフラ部３を経た排気ガス流の下流側に
酸化触媒配設部９を着脱自在に取り付け、導風カバー５
を支持部材１０を介して外嵌包囲した構成となってい
る。排気管６の所定位置には前記したように二次空気導
入管７が突入され、二次空気をマフラ部３内に供給し
て、排気ガスと二次空気を混合することにより、酸素を
増やした状態で酸化触媒配設部９での触媒反応を促進で
きるようになっている。

【００１４】マフラ部３は大径円筒型密閉ケース１１
に、周面に小孔１２を多数開口した筒形排気導管１３を
貫通させ、筒形排気導管１３の上流側口を排気管６と連
通させ、その下流側口（最終排出口１４）を酸化触媒配
設部９と連通させている。大径円筒型密閉ケース１１は
区画壁１５により上流下流の２室に分けられるととも
に、筒形排気導管１３内に設けられた２つの障壁１６に
より第１排気導管１７、第１円筒大径室１８、第２排気
導管１９、第２円筒大径室２０、第３排気導管２１と区
画され、各管１７，１９，２１および各室１８，２０を
排気ガスが流れることで、膨張、迂回を繰り返して排気
騒音を低減するようにしている。

【００１５】酸化触媒配設部９はマフラ部３の最終排出
口１４がある下流側底壁２２に固定される。酸化触媒配
設部９は交換自在に構成されたユニット体であり、２段
の径部のうち大径部２３に円形の触媒ユニット２４が着
脱自在に挿嵌されており、酸化触媒配設部９の取付フラ
ンジ２５をボルトで下流側底壁２２に固定することによ
り、上記第３排気導管２１から流れ出した排気ガスが触
媒ユニット２４を通過して、酸化触媒配設部９の排気ガ
ス出口２６から排出されるように構成されている。ま
た、酸化触媒配設部９を下流側底壁２２に装着すると、
下流側底壁２２に酸化触媒配設部９が密着係合して触媒
ユニット２４には冷却風通路２９を流れる冷却風が入ら
ないように構成されている。

【００１６】導風カバー５は円筒形のマフラ部３を覆
う、上流側が円筒状で下流側が漏斗状の構成をしてお
り、マフラ部３の上流側と導風カバー５との間を環状に
開口させて外気取入口２８を形成している。マフラ部３
と導風カバー５の間および酸化触媒配設部９と導風カバ
ー５の間には、ほぼ一定幅の環状の冷却風通路２９が形
成されている。なお、導風カバー５の冷却風出口３０と
酸化触媒配設部９の排気ガス出口２６を軸方向に略一致
させている。マフラ部３の周面には図１に示すように放
射状に支持部材１０が立設され、その支持部材１０に導
風カバー５をボルトなどの着脱可能な固定手段で固定す
ることにより、導風カバー５をマフラ部３から所定間隔
で保持するようにしている。導風カバー５のマフラ部３
に略相対する範囲には周面に冷却風導入用の周面孔３１
が多数形成されており、排気ガスのエジェクト作用によ
り導風カバー５の外気取入口２８のみならず、周面孔３
１からも外気を取り入れ、冷却風として機能させること
ができるようになっている。

【００１７】上記構成の排気ガス浄化装置の作用につい
て簡単に説明する。排気管６から放出された排気ガスは
二次空気導入管７から供給された空気により、酸素が豊
富になった状態でマフラ部３内において消音され、酸化
触媒配設部９に流れる。酸化触媒配設部９では酸化触媒
で排気ガス中の有害成分、例えば、ＨＣ，ＣＯなどを除
去した後、酸化触媒配設部９の排気ガス出口２６から放
出され、導風カバー５の冷却風出口３０から排気ガスは
外部へ排出される。

【００１８】ここで、排気ガスが導風カバー５の冷却風
出口３０から勢いよく放出されるので、導風カバー５内
の冷却風通路２９は負圧になり、外気取入口２８および
周面孔３１から外気が取り入れられ、マフラ部３、酸化
触媒配設部９を冷却することができる。また、酸化触媒
配設部９が円環状の冷却風通路２９を流れる冷却風の合
流部に設けられているので、多量の冷却風によって反応
熱により最も温度が高くなる酸化触媒配設部９の温度を
強力に冷却することができる。つまり、酸化触媒配設部
９はマフラ部３の終端部に設けられているので、冷却風
に触れる表面積が大きく放熱性が高いとともに、環状の
冷却風通路２９の合流冷却風が酸化触媒配設部９で発生
した熱を直ぐに冷却風出口３０から放出することになる
ので、酸化触媒配設部９の過熱を抑制することができ
る。

【００１９】また、酸化触媒配設部９はマフラ部３の下
流側底壁２２に密着しているので、冷却風に混入したゴ
ミなどが触媒に付着して触媒反応が阻害されるという従
来技術の問題を解決することができる。さらに、酸化触
媒配設部９が設けられた部分の導風カバー５には周面孔
３１を開口していないので、抵抗がなく酸化触媒配設部
９のある冷却風通路２９の冷却風の流れを良くできると
ともに、触媒からの放射熱が直接、導風カバー５の周面
孔３１から吹き出すことを防止できる。また、マフラ部
３があるところには導風カバー５に周面孔３１を設けた
ので、比較的温度の低いマフラ部３の放熱を促進すると
ともに、外気取入口２８が遮られた場合でも周面孔３１
から外気を導入できるので、冷却性能を確保して触媒が
熱破損する危険性を低減することができる。

【００２０】

【第２実施形態】図３（Ａ）は本発明に係るエンジンの
排気ガス浄化装置の第２実施形態を示す概略縦断面図、
図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。この
第２実施形態が図１及び図２に示す第１実施形態に対し
て異なる構成は、以下の２点だけであり、第１実施形態
と同様の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
第１には、導風カバー５をマフラ部３に相対する固定カ
バー部３４と漏斗部３３とに分離可能に構成し、図３
（Ｂ）に示すように漏斗部３３は内側へ放射状に突設さ
れた保持部材３５で酸化触媒配設部９を保持して、酸化
触媒配設部９と漏斗部３３とを一体化して構成した点で
ある。

【００２１】第２には、漏斗部３３と一体化された酸化
触媒配設部９を固定カバー部３４に取り付ける場合に、
マフラ部３の下流側底壁２２に密着係合するための係合
手段３６が下流側底壁２２および酸化触媒配設部９に設
けられていることにより、酸化触媒配設部９内の触媒ユ
ニット２４へ冷却風が入らないように構成されている点
である。この第２実施形態であると、導風カバー５の漏
斗部３３を固定カバー部３４から取り外すだけで、酸化
触媒配設部９内の触媒ユニット２４を交換することがで
きるとともに、漏斗部３３を固定カバー部３４に取り付
けるだけで、組み付け作業が完了するので触媒交換作業
が簡単化できる利点がある。

【００２２】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）前記実施形態では、マフラ部３を円筒状で説明し
たが、四角形など適宜採用できる。また、酸化触媒配設
部９を着脱自在に下流側底壁２２に装着する仕方も、公
知あるいは慣用の技術が採用できる。 （２）酸化触媒配設部９の形状も前記実施形態の形に限
定されるものではなく、冷却風の抵抗を少なくするため
に流線形のもので構成してもよい。さらに、放熱性を高
めるために冷却風の流れの方向に延出する放熱フィンを
複数列、酸化触媒配設部９の外周面に立設してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１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である。

【図２】図２は排気ガス浄化装置の概略全体構成を示す
図である。

【図３】図３（Ａ）は本発明に係るエンジンの排気ガス
浄化装置の第２実施形態を示す概略縦断面図、図３
（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【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】

３…マフラ部、５…導風カバー、９…酸化触媒配設部、
１４…最終排出口、２２…下流側底壁、２６…排気ガス
出口、２８…外気取入口、２９…冷却風通路、３０…冷
却風出口、３１…周面孔、３３…漏斗部、３４…固定カ
バー部分。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マフラ部(３)と酸化触媒配設部(９)とを
   導風カバー(５)で外嵌包囲し、少なくとも酸化触媒配設
   部(９)よりも上流側に二次空気を導入するように構成
   し、導風カバー(５)と少なくともマフラ部(３)との間に
   冷却風通路(２９)を形成して、マフラ部(３)の上流側と
   導風カバー(５)との間を開口させて外気取入口(２８)を
   形成し、導風カバー(５)の冷却風出口(３０)と排気ガス
   出口(２６)を略一致させ、排気ガス流出による圧力差に
   より、外気取入口(２８)から冷却風通路(２９)に外気を
   導入するように構成したエンジンの排気ガス浄化装置に
   おいて、 マフラ部(３)の最終排出口(１４)のある所定壁(２２)に
   酸化触媒配設部(９)を着脱自在に設けるとともに、酸化
   触媒配設部(９)を所定壁(２２)に装着したときに酸化触
   媒配設部(９)がマフラ部(３)の最終排出口(１４)と密着
   連通され、導風カバー(５)を酸化触媒配設部(９)のある
   位置周辺から漏斗状に絞って漏斗部(３３)とし、その漏
   斗部(３３)の先端に冷却風出口(３０)を形成し、冷却風
   通路(２９)の冷却風の合流部に酸化触媒配設部(９)が位
   置するように構成し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】 酸化触媒配設部(９)のある漏斗部(３３)
   の周面を除いて、マフラ部(３)に対応する導風カバー
   (５)の周面に複数の周面孔(３１)を設けた、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】 導風カバー(５)の漏斗部(３３)が円筒状
   の導風カバー部分(３４)と分離可能に構成され、その漏
   斗部(３３)が着脱自在に構成されている、請求項１に記
   載のエンジンの排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 着脱自在に構成された導風カバー(５)の
   漏斗部(３３)が酸化触媒配設部(９)と一体的に構成され
   ている、請求項３に記載のエンジンの排気ガス浄化装
   置。