JPH10205324A - 触媒付排気装置 - Google Patents
触媒付排気装置Info
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- JPH10205324A JPH10205324A JP977897A JP977897A JPH10205324A JP H10205324 A JPH10205324 A JP H10205324A JP 977897 A JP977897 A JP 977897A JP 977897 A JP977897 A JP 977897A JP H10205324 A JPH10205324 A JP H10205324A
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Abstract
く触媒を設ける。 【解決手段】マフラー2内を第1膨張室6、第2膨張室
7及び第3膨張室8に区画し、これら3室を貫通して第
1のディフューザーパイプ10及び第2のディフューザ
ーパイプ11を設ける。第2のディフューザーパイプ1
1内にはパンチングメタル製の触媒筒13を設け、その
後端部を第2のディフューザーパイプ11よりも突出さ
せる。第2のディフューザーパイプ11及び触媒筒13
の内外周面及び第1のディフューザーパイプ10の外周
面には触媒34を担持する。
Description
を担持した排気装置に関する。
から延びる排気管にマフラーを接続し、このマフラー内
へ一端が前記排気管に連通接続されて排気ガスの流出方
向へ末広がり状に拡径するディフューザーパイプを配設
するとともに、排気管とディフューザーパイプとの接続
部へ触媒装置を介装した排気装置が示されている。
へ配設されたディフューザーパイプの後端部に触媒を収
容した円筒状部材を直列に接続した排気装置が示されて
いる。
内において、内挿された排気管の上流側に布状触媒で形
成された筒状部材を直列に接続した排気装置が示されて
いる。
ンジンから延出する排気管の後端部に接続したディフュ
ーザーパイプの後端部をマフラー内へ突出させるととも
に、マフラー内を互いに連通管で接続された3室に区画
し、これら排気管、ディフューザーパイプ及びマフラー
外板の各内周面、並びに連通管、テールパイプ及び隔壁
の表面全体に触媒を担持させた排気装置が示されてい
る。
号、実開平4ー27108号及び特開昭54ー1189
12号のように、別体の触媒装置をディフューザーパイ
プと直列に配置すると、これらのマフラー内挿部材の合
計寸法が長くなるのでマフラーも長くなり易く、しか
も、このような触媒装置は通常ハニカム状に構成されて
いるため、重量も大きくなってしまうため、排気装置全
体のコンパクト化が難しくなる。
フラーでは、マフラーの長さが制約されがちなので、所
定の浄化レベルを達成するに必要な表面積を確保できる
ように触媒装置を配設することも容易でなく、困難な設
計が要求される。
ーパイプの排気系と直列配置することにより、浄化効率
は向上するものの、排気脈動に対する影響が生じ易くな
るため、エンジンの出力低下を招かないようにするため
の困難な設計が要求される。
ている場合は重量が大きくなるため、ディフューザーパ
イプの取付部も大型となり、特に、触媒装置を片持支持
させるようなことが困難になるとともに、排気脈動に対
する影響が生じ易くなるため、エンジンの出力低下を招
かないような困難な設計を要求された。
性の触媒筒を用いているが、この例では膨張後の排気ガ
スを触媒筒内へ集めて浄化するようになっているため浄
化効率が低下し、その結果、触媒筒が大型化してコスト
アップすることになる。
体の触媒装置を設けず、排気管やディフューザーパイプ
の内周面等へ直接触媒を坦持させると、マフラーの長さ
や排気脈動に影響を与えることなく排気ガスを浄化でき
る。
プから出た排気ガスは徐々に排気温度を下げつつ、下流
側の連通管等に坦持された触媒と接触するため、下流側
へ行くにしたがって浄化効率が低下する傾向があり、そ
の結果、所定の浄化レベルを達成するには、触媒を広範
囲に担持させなければならないので、それだけコストア
ップすることになる。
本願発明に係る触媒付排気装置は、エンジンから延びる
排気管と、この排気管に接続されたマフラーと、このマ
フラー内へ配設されかつ一端を前記排気管に連通接続さ
れた排気管内挿部と、マフラー内に担持された触媒とを
備えた触媒付排気装置において、前記排気管内挿部を、
排気ガスの流出方向へ末広がり状に拡径するディフュー
ザーパイプとし、このディフューザーパイプ内へ、多孔
材料を円筒状に形成して表面に触媒を担持した触媒筒を
略同心状に挿入して支持させたことを特徴とする。
フューザーパイプの排気流出側端部よりも長く排気ガス
の流出方向へ突出させることができる。
ューザーパイプ内側へ支持させるとともに、触媒筒とデ
ィフューザーパイプの間に排気ガスの流通路を形成させ
ることができる。
なくとも一部の内外周両面に触媒を坦持させることもで
きる。
の排気管に接続されたマフラーと、このマフラー内へ配
設されかつ一端を前記排気管に連通された排気管内挿部
と、マフラー内に担持された触媒とを備え、この排気管
内挿部から流出する排気ガスをマフラー内部に設けられ
ている膨張室内の前記排気管内挿部周囲へ膨張させてか
らマフラー外へ排出するとともに、触媒で排気ガスを浄
化するようにした触媒付排気装置において、前記排気管
内挿部の少なくとも一部の内外周両面に触媒を坦持させ
ることができる。
に前記触媒を坦持する範囲は、前記排気管内挿部におけ
る排気流入側端部近傍部分及び排気流出側端部近傍部分
を含むようにすることができる。
イプ内側へ多孔性の触媒筒を同心状に挿入配置したの
で、別体の触媒装置を直列配置した従来のものと比べて
マフラーの長さに与える影響が少なく、しかも、単純な
筒状をなすので軽量でありかつその支持も容易になるた
め、排気装置全体のコンパクト化を達成できる。
内にある膨張前の排気ガスを浄化するため、浄化効率が
高くかつディフューザーパイプの長さと略同程度に比較
的長くできるため、所定の浄化レベルを達成するに必要
な表面積を容易に確保できる。
り状のため、この内部を流れる排気ガスはディフューザ
ーパイプの排気流出側端部に向かって徐々に内圧を下げ
るため、触媒筒内の排気ガスが外周部に形成された穴を
通って外部へ流出し易くなり、これによっても浄化効率
が向上する。
フラーのように長さが制約されがちな場合でも、十分な
表面積を有する触媒を容易に配設でき、そのための設計
も簡単になる。
ューザーパイプの排気流出側端部よりも長く排気ガスの
流出方向へ突出させれば、ディフューザーパイプを出た
排気ガスの膨張流を利用して、この突出部から触媒筒内
の排気ガスを外部へ流出させ易くなるので、より一層浄
化効率が高まる。
プの間に排気ガスの流通路を確保すれば、排気脈動に対
する影響が生じにくくなるようにでき、エンジンの出力
低下を招かないようにするための設計が容易になる。
なくとも一部の内外周両面に触媒を坦持させると、まず
ディフューザーパイプ内を通過する排気ガスが内周面側
の触媒と接触して化学反応することにより、このときの
反応熱で外周面側の触媒も加熱される。
張した排気ガスが外周面側の触媒へ接触すると、内周面
側の触媒による反応熱で加熱された外周面側の触媒によ
り化学反応が促進され、その結果、ディフューザーパイ
プから出た後の排気ガスは、徐々に排気温度が低下する
るにもかかわらず、浄化効率が高まる。
フラー外の排気管に連通された排気管内挿部の少なくと
も一部の内外周両面に触媒を坦持させると、上記同様
に、比較的高温で排気管内挿部内を通過する排気ガスと
内周面側の触媒との接触による反応熱を利用して外周面
側の触媒の温度を高めるため、排気管内挿部から流出し
て膨張する排気ガスを排気管内挿部の外周面側で効率よ
く浄化できる。
させることが可能になり、それだけコストダウンが可能
になる。
前記排気管内挿部における排気流入側端部近傍部分及び
排気流出側端部近傍部分を含むようにすれば、まず、排
気流入側端部近傍部分においては、排気管内挿部内で最
も高温となる排気ガスが内周面側の触媒と接触して効率
よく浄化されるとともに、この部分が強く加熱される。
は、排気流入側端部近傍部分の反応熱で比較的高温を保
った排気ガスと内周面側の触媒と接触して効率よく浄化
されるとともに、この部分も反応熱で加熱される。
ら出て膨張した排気ガスは、排気管内挿部の外周面側に
おいて、まず排気流出側端部近傍部分の外周面に設けら
れて内側より加熱されている外周面側の触媒と接触して
効率よく浄化されるとともに、ここでの反応熱により再
び加熱されて、排気流入側端部近傍部分外周面側の触媒
に接触する。
記したように内側からかなり高温に加熱されているか
ら、比較的高温を保っている排気ガスはここでも効率よ
く浄化される。
ガスを比較的長時間高温に保つことができ、かつ排気管
内挿部外周面の比較的広範囲で効率よく浄化できる。
実施形態を説明する。図1はマフラー部分の長さ方向全
断面図、図2はこのマフラーを用いた排気装置の全体
図、図3は図1の3ー3線拡大断面図、図4は図1の4
ー4線拡大断面図、図5は触媒筒の外観を一部欠いて示
した図、図6は図5の6ー6線拡大断面図である。
エンジンの排気口へ接続する排気管1はその下流側端部
がマフラー2の上流側へ接続している。符号3は車体取
付用ステーである。
流側端部を後端部とし、これに接続するマフラー2の部
分を前部、長さ方向反対側を後部というものとする。ま
た、後述する、第1及び第2のディフューザーパイプ並
びに触媒筒の各長さ方向端部のうち、それぞれの内部を
流れる排気ガスの上流側を前端部とし、これと反対側を
後端部というものとする。
は隔壁4、5により、前側から順に、第1膨張室6、第
2膨張室7、第3膨張室8に区画されている。
いて末広がり状をなすディフューザーパイプがマフラー
2の内部前後方向に配設されている。
おける排気管内挿部に相当し、連続する第1のディフュ
ーザーパイプ10と第2のディフューザーパイプ11で
構成されている。
は、前端部がフロントキャップ12を貫通し、ここで排
気管1の後端部と接続され、後端部は、第2膨張室7内
において第2のディフューザーパイプ11の前端部と接
続されている。
媒筒13が略同心状に配設され、これら第2のディフュ
ーザーパイプ11及び触媒筒13の各後端部は第3膨張
室8内においてエンドキャップ14の近傍に開放されて
いる。
によって連通し、第1膨張室6と第2膨張室7は連通管
16によって連通されている(図3参照)。
ップ14を貫通して外部へ突出するテールパイプ17に
よって大気と連通され、このテールパイプ17の第2膨
張室7内へ開口する端部は、外部排出口18になってい
る。
であり、第3膨張室8部分は、その内側に吸音材21が
パンチングメタル製の内筒22で保持されている。
外周にもサイレンサー23が取付けられ、その内側には
吸音材24が介装され、かつこの部分の第2のディフュ
ーザーパイプ11の壁面には小孔25が多数形成されて
いる。
14の各内側も、パンチングメタル製の内板26、27
が設けられ、フロントキャップ12と内板26の間及び
エンドキャップ14と内板27の間にそれぞれ吸音材2
8、29が保持されている。
ィフューザーパイプ10から第2のディフューザーパイ
プ11内へ進み、第2のディフューザーパイプ11及び
触媒筒13の各後端部から第3膨張室8内へ出て膨張す
る。
へ入って膨張し、さらに連通管16を通って再度第2膨
張室7内で膨張した後、外部排出口18からテールパイ
プ17を通って大気中へ排出される。
前端部外周にはステー30がプラグ溶接部31で固着さ
れ、その一部に形成された当接部32が第2のディフュ
ーザーパイプ11の前端部内周面へ当接することにより
片持支持されている。
11との間には十分に大きな間隙をなす流通路33が形
成され、第2のディフューザーパイプ11及び触媒筒1
3の各内外周面には触媒34が坦持されている。
う、パンチングメタルを筒状に形成して周方向端部間を
溶接し、周囲にセラミックコーテイングを介して触媒3
4を坦持したものであり、触媒34並びにその坦持方法
は公知の組成及び方法を採用できる。
7及び当接部32を備え、固着部36は、触媒筒13の
前端部外周に沿い、プラグ溶接部31により触媒筒13
へ取付けられる部分である。
おける固着部36の両端部を触媒筒13の半径方向外方
へ折り曲げた部分である。
の先端を第2のディフューザーパイプ11の前部内周面
へ沿うように折り曲げられた部分であり、第2のディフ
ューザーパイプ11の内周面と同一の傾斜を有するテー
パー状をなしている。
ーザーパイプ11内へ後端部側から挿入すると、当接部
32が第2のディフューザーパイプ11の前部内周面へ
テーパー合わせで密接するようになっている。
曲げ部37によって、寸法dなる間隔が保たれているた
め、触媒筒13と第2のディフューザーパイプ11の内
周面との間に寸法d以上の間隙が形成され、この間隙部
分が前記流通路33(図4)になる。
32は第2のディフューザーパイプ11の前部内周面で
プラグ溶接することにより片持ち支持されている。
接部32を溶接した後からサイレンサー23を第2のデ
ィフューザーパイプ11の外周面上へ小径部側からはめ
て溶接するようになっている。
ザーパイプ11の後端部より寸法Dで示すように大きく
下流側へ突出している(図1)。
外周面及び第1膨張室6内の第1のディフューザーパイ
プ10の内周面及び第1膨張室6内の外周面にも同様の
触媒34が坦持されている。
外周面で隔壁4を貫通する部分には、予めマスキングテ
ープでマスキングすることにより触媒を坦持させないよ
うにして、隔壁4との溶接性を確保している。
ューザーパイプ10における排気流入側端部であり、同
39は第2のディフューザーパイプ11の排気流出側端
部である。また、13aは触媒筒13の排気流出側端部
である。
において、排気管1から第1のディフューザーパイプ1
0内へ入った排気ガスは、最も高温の状態で内周面に坦
持されている触媒34と接触し、効率よく浄化されると
ともに、第1のディフューザーパイプ10は高温の排気
ガスと反応熱によって内側から加熱される。
内へ入った排気ガスは、第2のディフューザーパイプ1
1と触媒筒13の間に形成された流通路33を進むもの
と、触媒筒13内を進むものとに分かれる。
ィフューザーパイプ10内における加熱もあって、まだ
比較的高温を保った状態で第2のディフューザーパイプ
11の内周面及び触媒筒13外周面の触媒34と接触す
ることにより酸化が促進されてさらに浄化される。
13内周面の触媒34により浄化されるとともに、一部
が徐々に触媒筒13の小孔35から外側へ通過し、この
際に触媒34と接触して化学反応が促進されることによ
り浄化される。
1が末広がり状のため、この内部を流れる排気ガスは後
端部に向かって徐々に内圧を下げ、触媒筒13内の排気
ガスが小孔35を通って外部へ流出し易くなるため浄化
効率が向上する。
ディフューザーパイプ11から下流側へ突出しているの
で、触媒筒13内を通過する排気ガスは、この突出部分
において第2のディフューザーパイプ11の後端部から
出て膨張する排気ガスの膨張流を利用して小孔35から
外部へ吸い出され易くなるから、浄化効率がさらに向上
する。
の内周面及び触媒筒13の表面は、坦持された触媒34
における化学反応に伴う反応発熱で加熱されて高温化
し、かつ第2のディフューザーパイプ11及び触媒筒1
3を通過した排気ガスも加熱される。
1及び触媒筒13を通過した排気ガスは、第3膨張室8
内で膨張し、徐々に排気温度を下げながら第1膨張室6
方向へ向かうとき、第2のディフューザーパイプ11の
外表面へ接触し、ここに担持されている触媒34によっ
てさらに浄化される。
ーザーパイプ11及び触媒筒13がそれぞれ加熱されて
いることにより、浄化効率が向上する。
た排気ガスは、第1膨張室6内へ入ると、ここで第1の
ディフューザーパイプ10の外表面に担持された触媒3
4と接触する。
0は内側から加熱されて十分に高温になっており、か
つ、第3膨張室8から入って来る排気ガスも第2のディ
フューザーパイプ11及び触媒筒13の反応熱により加
熱され、第2のディフューザーパイプを出てから比較的
長時間を経ているにもかかわらず、比較的高温を維持し
ている。
の第1膨張室6内においても、第1のディフューザーパ
イプ10の外表面に担持された触媒34と接触し、効率
よくかつ外部へ排出されるに十分な程度まで最終的に浄
化される。
スは、マフラー2内において高い浄化効率で浄化される
ため、触媒筒13以外で触媒34を直接担持させる範囲
は、第1のディフューザーパイプ10及び第2のディフ
ューザーパイプ11で十分となり、隔壁4,5並びに連
通管15,16及びテールパイプ17等へ触媒を坦持さ
せる場合と比べれば、著しく触媒の表面積を少なくで
き、それだけコストダウンが可能になる。
ーパイプ11内側へ多孔性の触媒筒13を同心状に挿入
配置したので、触媒筒13を直列配置した従来のものと
比べてマフラー2の長さに与える影響が少なく、かつ軽
量でディフューザーパイプ11へ片持支持できるため、
排気装置全体のコンパクト化が容易になる。
ザーパイプ11内にある膨張前の排気ガスを浄化するた
め、浄化効率が高くかつ第1のディフューザーパイプ1
1の長さと略同程度に比較的長くできるため、所定の浄
化レベルを達成するに必要な表面積を容易に確保でき
る。
フラーのように長さが制約されがちな場合でも、十分な
表面積を有する触媒を容易に配設でき、そのための設計
も簡単になる。
ディフューザーパイプ(10,11)と直列に配置せ
ず、かつ触媒筒13と第2のディフューザーパイプ11
との間に排気ガスの流通路33を確保でき、排気脈動に
対する影響が生じにくくなるので、エンジンの出力低下
を招かずに浄化効率を高めることができ、かつこのため
の設計も容易になる。
例えば、径の異なる複数の触媒筒を第2のディフューザ
ーパイプ11内へ同心状に挿入配置することもできる。
1)の内外周面に坦持する触媒34を省略又は一部に限
定することもできる。
ば、触媒筒13を省略して、ディフューザーパイプ(1
0,11)の内外周面に触媒34を直接坦持した構造の
みとすることもできる。
イプ(10,11)の入り口側と出口側の各近傍部分を
含む範囲へ触媒を坦持するようにもできる。
1)に代えて、排気管1のマフラー2内へ延長する部分
としてもよい。
ーパイプ、11:第2のディフューザーパイプ、13:
触媒筒、30:ステー、33:流通路、34:触媒
Claims (6)
- 【請求項1】エンジンから延びる排気管と、この排気管
に接続されたマフラーと、このマフラー内へ配設されか
つ一端を前記排気管に連通接続された排気管内挿部と、
マフラー内に担持された触媒とを備えた触媒付排気装置
において、前記排気管内挿部を、排気ガスの流出方向へ
末広がり状に拡径するディフューザーパイプとし、この
ディフューザーパイプ内へ、多孔材料を円筒状に形成し
て表面に触媒を担持した触媒筒を略同心状に挿入して支
持させたことを特徴とする触媒付排気装置。 - 【請求項2】前記触媒筒の排気流出側端部がディフュー
ザーパイプの排気流出側端部よりも長く排気ガスの流出
方向へ突出していることを特徴とする請求項1記載の触
媒付排気装置。 - 【請求項3】前記触媒筒を支持部材によりディフューザ
ーパイプ内側へ支持させるとともに、触媒筒とディフュ
ーザーパイプの間に排気ガスの流通路を形成したことを
特徴とする請求項1又は2記載の触媒付排気装置。 - 【請求項4】前記ディフューザーパイプの少なくとも一
部の内外周両面に触媒を坦持したことを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載した触媒付排気装置。 - 【請求項5】エンジンから延びる排気管と、この排気管
に接続されたマフラーと、このマフラー内へ配設されか
つ一端を前記排気管に連通された排気管内挿部と、マフ
ラー内に担持された触媒とを備え、この排気管内挿部か
ら流出する排気ガスをマフラー内部に設けられている膨
張室内の前記排気管内挿部周囲へ膨張させてからマフラ
ー外へ排出するとともに、触媒で排気ガスを浄化するよ
うにした触媒付排気装置において、前記排気管内挿部の
少なくとも一部の内外周両面に触媒を坦持させたことを
特徴とする触媒付排気装置。 - 【請求項6】前記排気管内挿部の内外周両面に前記触媒
を坦持する範囲は、前記排気管内挿部における排気流入
側端部近傍部分及び排気流出側端部近傍部分を含むこと
を特徴とする請求項5記載の触媒付排気装置。
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