JPH1150837A - 触媒コンバータ - Google Patents

触媒コンバータ

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Publication number
JPH1150837A
JPH1150837A JP20879097A JP20879097A JPH1150837A JP H1150837 A JPH1150837 A JP H1150837A JP 20879097 A JP20879097 A JP 20879097A JP 20879097 A JP20879097 A JP 20879097A JP H1150837 A JPH1150837 A JP H1150837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
catalytic converter
exhaust pipe
temperature
case
Prior art date
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Pending
Application number
JP20879097A
Other languages
English (en)
Inventor
Junzo Ueda
順三 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JPH1150837A publication Critical patent/JPH1150837A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、エンジン冷機時の触媒の活性化が
早く、かつ全負荷時における触媒の融解を抑制すること
が可能な触媒コンバータを提供することにある。 【解決手段】 本発明は、エキゾーストパイプ2の途中
にこのパイプ径よりも大径のケース3を設け、ケース3
内に触媒4が内蔵されている触媒ホルダ5を配設した触
媒コンバータ1において、ケース3の排気出口3b側に
位置するエキゾーストパイプ2aの端部を触媒ホルダ5
の付近まで延長し、この延長部7にバイメタルリードバ
ルブ8等の開閉手段によって開閉される連通孔9を設け
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の内燃機
関の排気系に使用される触媒コンバータに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車の内燃機関の排気系に
は触媒コンバータが配設されており、この触媒コンバー
タは石油を燃料とするためのエンジンの排気ガス中に含
まれる有害なCO,HC,NOX を触媒を使って低減さ
せる装置である。例えば、図9に示すような触媒コンバ
ータ51は、エキゾーストパイプ52の途中に設けられ
る大径のケース53と、該ケース53内に配設され、触
媒(キャタライザ)54が内蔵されている触媒ホルダ5
5とを備えている。このような触媒コンバータ51で
は、図9の矢印で示すように、エキゾーストマニホール
ド(図示せず)からエキゾーストパイプ52を経た排気
ガスがケース53の入り口で広がり、触媒54を通過し
て浄化されるようになっている。そして浄化後、排気ガ
スは縮流されて、再びエキゾーストパイプ52に入るこ
とになる。したがって、従来の触媒コンバータ51にあ
っては、触媒54の断面に対して排気ガスを常に全面に
通過させる構造のものが採用されている。あるいは、触
媒54の空孔率に分布を持たせ、排気ガスの流速分布を
わずかに変更するだけの構造のものが採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジン始
動時の冷機状態で、まだライトオフ温度(触媒反応が始
まる温度)に達していない触媒54では、排気ガスが当
該触媒54の広い部分を流れる場合、排気ガスの持つ熱
は広い部分に拡散されるため、触媒54の温度上昇が遅
くなる。触媒54は、ライトオフ温度を越さない温度領
域において、浄化率が低いので、未浄化の排気ガスが大
気中に排出されてしまうことになる。一方、触媒コンバ
ータ51を細くして熱拡散を少なくした場合は、全開状
態の全負荷において触媒54が溶けるという問題もあ
り、全面積をあまり小さくすることもできない。また、
ライトオフ時間を短くするため、触媒コンバータ51を
エキゾーストマニホールド(図示せず)に近づけ過ぎる
と、上記した同様、全負荷時に触媒54が融解するとい
う問題が生じる。
【0004】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、エンジン冷機時の触媒の活
性化が早く、かつ全負荷時における触媒の融解を抑制す
ることが可能な触媒コンバータを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、エキゾースト
パイプの途中にこのパイプ径よりも大径のケースを設
け、該ケース内に触媒が内蔵されている触媒ホルダを配
設した触媒コンバータにおいて、前記ケースの排気出口
側に位置するエキゾーストパイプの端部を前記触媒ホル
ダの付近まで延長し、この延長部に開閉手段によって開
閉される連通孔を設けている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。
【0007】図1〜図5は、本発明に係る触媒コンバー
タの実施の形態を示している。本実施の形態の触媒コン
バータ1は、従来の触媒コンバータに対して、冷機時と
高温時における排気ガスの触媒への通過エリアを選択的
に使用し得る構造となっている。すなわち、触媒コンバ
ータ1内には、2系統以上の排気ガス通路が存在し、選
択して排気ガスを流すことが可能となっている。上記触
媒コンバータ1は、エキゾーストパイプ2の途中に設け
られるケース3と、該ケース3内に配設され、かつ触媒
4が内蔵されている円筒状の触媒ホルダ5とをそれぞれ
備えている。なお、エキゾーストパイプ2の両端部に
は、隣接する他のエキゾーストパイプ等と接続すべく径
方向へ延びるフランジ6が設けられている。
【0008】上記ケース3は、エキゾーストパイプ2の
径よりも大径の円筒状に形成され、排気入口3a側およ
び排気出口3b側の両端部は、エキゾーストパイプ2と
接続すべく先細りに形成されている。すなわち、ケース
3の排気入口3a側は排気下流側へ向かって徐々に拡径
するラッパ状に形成され、ケース3の排気出口3b側は
排気下流側へ向かって徐々に縮径するラッパ状に形成さ
れている。また、触媒4は触媒ホルダ5内に充填収納さ
れ、標準よりも通過エリアが大きくて全負荷に対する余
裕率が大きく取られており、排気ガスが触媒4内を通過
すると浄化されるように構成されている。
【0009】一方、上記ケース3の排気出口3b側に位
置するエキゾーストパイプ2aの先端部は、図1に示す
如く、ケース3を貫通して内部の触媒ホルダ5の後面付
近まで延長されている。そして、この延長部7には、図
2〜図4に示す如く、開閉手段たるバイメタルリードバ
ルブ8によって開閉される複数個の連通孔(スリット)
9が穿設されている。これら連通孔9は、エキゾースト
パイプ2aの軸心方向に沿って延びる平面矩形の長孔状
に形成されており、エキゾーストパイプ2aの延長部7
の周方向へ一定の間隔を置いて配設されている。また、
上記バイメタルリードバルブ8は、各連通孔9を覆うべ
く、その外形が連通孔9よりも大きく形成されている。
しかも、各リードバルブ8の前端部8a側は、前後2本
のリベット10によってエキゾーストパイプ2aの延長
部7に固定されており、その後端部8b側は、変形が拘
束されない自由端となっている。
【0010】上記バイメタルリードバルブ8は、熱膨張
率の異なる2枚の金属(メタル)を貼合わせ、温度が上
がると2種類の金属のうち熱膨張率の小さい側に曲がる
もので、温度に対応して弾性変形するように構成されて
いる。また、リードバルブ8は、図5に示すような温度
特性を有しており、その温度特性は、触媒反応が始まる
ライトオフ温度T(図5中の破線)よりも高く設定され
ている。すなわち、リードバルブ8は、温度の関数でラ
イトオフ温度Tよりかなり高い温度で変形するようにな
っている。したがって、リードバルブ8は、その設定温
度以下では変形せずに各連通孔9が閉塞され、その設定
温度以上では変形して各連通孔9が開放されるように構
成されている。
【0011】本発明の実施の形態の触媒コンバータ1を
使用する内燃機関の排気系において、エンジン始動の冷
機時はバイメタルリードバルブ8が弾性変形せずに各連
通孔9は閉塞されていることから、触媒4のコア中心お
よびその付近だけに排気ガスが流れる。このため、排気
ガスの持つ熱容量は、触媒4の中心コアに作用して、当
該触媒4の温度を早期にライトオフ温度Tに上昇させる
ことになる。また、温度が上昇して高温状態時になる
と、図3に示す如く、バイメタルリードバルブ8が弾性
変形して後端部8b側がエキゾーストパイプ2aの延長
部7の外側(図3中の下方側)へ向かって曲がり、連通
孔9が開放される。このため、排気ガスは、触媒4の使
われていない周辺部分を通過して、矢印で示す如く、ケ
ース3の排気出口3b側に位置するエキゾーストパイプ
2a内を流れることになる。したがって、排気ガスは触
媒4の全体を使って均一に流れることになる。
【0012】図6は、本発明に係る触媒コンバータの他
の実施の形態を示している。本実施の形態の触媒コンバ
ータ11では、連通孔9の開閉手段としてバイメタルリ
ードバルブを利用せず、機械式の開閉手段によって排気
ガスの通路を確保している。すなわち、エキゾーストパ
イプ2aの延長部7は、摺動可能な内外筒12,13の
二重構造となっており、触媒コンバータ11には、これ
ら内外筒12,13に関連して、上記設定温度を検知す
る図示しない温度検知手段とこの検知信号に基づいて内
筒12を回動させる図示しない駆動手段が設けられてい
る。しかも、内外筒12,13には、エキゾーストパイ
プ2aの軸心方向に沿って延びる複数個の連通孔(スリ
ット)19a,19bが周方向へ間隔を置いてそれぞれ
穿設され、これら連通孔19a,19bは、図示しない
検知手段および駆動手段によってその位相が制御される
ように構成されている。その他の構成は、上記実施の形
態と同様である。
【0013】本発明の実施の形態の触媒コンバータ11
を使用する内燃機関の排気系において、エンジンの冷機
時は内筒12の連通孔19aと外筒13の連通孔19b
とが周方向へ交互に配置され、各連通孔19a,19b
は閉塞されていることから、触媒4のコア中心およびそ
の付近だけに排気ガスが流れる。このため、排気ガスの
持つ熱容量は、触媒4の中心コアに作用して、当該触媒
4の温度を早期にライトオフ温度Tに上昇させることに
なる。また、温度が上昇して高温状態時になると、図示
しない検知手段が設定温度を検知し、この検知信号に基
づいて図示しない駆動手段が内筒12を外筒13に対し
周方向へ回動させることにより、連通孔19a,19b
の位置が合致して開放される。このため、排気ガスは、
触媒4の使われていない周辺部分を通過して、ケース3
の排気出口3b側に位置するエキゾーストパイプ2a内
を流れることになる。したがって、排気ガスは触媒4の
全体を使って均一に流れることになる。
【0014】また、図7は、本発明に係る触媒コンバー
タの更に他の実施の形態を示している。本実施の形態の
触媒コンバータ21では、図6の実施の形態と同様、連
通孔9の開閉手段としてバイメタルリードバルブを利用
せず、機械式の開閉手段によって排気ガスの通路を確保
している。すなわち、エキゾーストパイプ2aの延長部
7は、摺動可能な内外筒22,23の二重構造となって
おり、触媒コンバータ21には、これら内外筒22,2
3に関連して、上記設定温度を検知する図示しない温度
検知手段とこの検知信号に基づいて内筒22を軸方向へ
摺動させる図示しない駆動手段が設けられている。しか
も、内外筒22,23には、エキゾーストパイプ2aの
軸心方向と直交する方向に沿って延びる複数個の連通孔
(スリット)29a,29bが軸方向へ間隔を置いてそ
れぞれ穿設され、これら連通孔29a,29bは、図示
しない検知手段および駆動手段によってその位相が制御
されるように構成されている。その他の構成は上記実施
の形態と同様である。
【0015】本発明の実施の形態の触媒コンバータ21
を使用する内燃機関の排気系において、エンジンの冷機
時は内筒22の連通孔29aと外筒23の連通孔29b
とが軸方向へ交互に配置され、各連通孔29a,29b
は閉塞されていることから、触媒4のコア中心およびそ
の付近だけに排気ガスが流れる。このため、排気ガスの
持つ熱容量は、触媒4の中心コアに作用して、当該触媒
4の温度を早期にライトオフ温度Tに上昇させることに
なる。また、温度が上昇して高温状態時になると、図示
しない検知手段が設定温度を検知し、この検知信号に基
づいて図示しない駆動手段が内筒22を外筒23に対し
軸方向へ摺動させることにより、連通孔29a,29b
の位置が合致して開放される。このため、排気ガスは、
触媒4の使われていない周辺部分を通過して、ケース3
の排気出口3b側に位置するエキゾーストパイプ2a内
を流れることになる。したがって、排気ガスは触媒4の
全体を使って均一に流れることになる。
【0016】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変
更が可能である。
【0017】例えば、図8に示す触媒コンバータ31で
は、バイメタルリードバルブ38が取付けられるエキゾ
ーストパイプ2aの延長部7が浄化率との関係で縮流管
となっている。すなわち、エキゾーストパイプ2aの延
長部7は触媒ホルダ5側が大径に形成され、その反対の
下流側へ向かって徐々に小径に形成されている。また、
本実施の形態のバイメタルリードバルブ8は、同一の材
質の金属を使用して各連通孔9を全体で開閉するように
構成したが、各連通孔9に取付けるバイメタルリードバ
ルブ8の材質を変えることにより、温度に応じてバイメ
タルリードバルブ8の弾性変形に差をつけて連通孔9の
開口面積に変化を持たせ、排気ガスの流れる系統を任意
にコントロールすることも可能である。
【0018】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係る触媒コンバー
タは、エキゾーストパイプの途中にこのパイプ径よりも
大径のケースを設け、該ケース内に触媒が内蔵されてい
る触媒ホルダを配設したものであって、前記ケースの排
気出口側に位置するエキゾーストパイプの端部を前記触
媒ホルダの付近まで延長し、この延長部に開閉手段によ
って開閉される連通孔を設けているので、エンジン始動
の冷機時における触媒を早期に活性化させることができ
るとともに、全負荷時の触媒面積を大きく確保して触媒
の融解の問題を少なくすることができる。したがって、
本発明の触媒コンバータによれば、エンジン冷機時およ
び全負荷時のいずれの時も触媒を効率的に使用すること
が可能になるため、エンジンの排気ガス中に含まれる有
害な物質を除去し、排気ガスを効果的に浄化させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る触媒コンバータを示
す断面図である。
【図2】図1におけるA−A線断面図である。
【図3】図2におけるB−B線断面であって、バイメタ
ルバルブの変形により連通孔が開放されている状態を示
す断面図である。
【図4】図3におけるC−C線矢視方向から見た平面図
である。
【図5】本発明の実施の形態に係る触媒コンバータに使
用されるバイメタルリードバルブの温度特性を示す線図
である。
【図6】本発明の他の実施の形態に係る触媒コンバータ
を示す断面図である。
【図7】本発明の更に他の実施の形態に係る触媒コンバ
ータを示す断面図である。
【図8】本発明の実施の形態の変形例に係る触媒コンバ
ータを示す断面図である。
【図9】従来の触媒コンバータを示す断面図である。
【符号の説明】
1,11,21,31 触媒コンバータ 2 エキゾーストパイプ 3 ケース 4 触媒 5 触媒ホルダ 7 延長部 8,38 バイメタルリードバルブ 9,19a,19b,29a,29b 連通孔 10 リベット 12,22 内筒 13,23 外筒

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エキゾーストパイプの途中にこのパイプ
    径よりも大径のケースを設け、該ケース内に触媒が内蔵
    されている触媒ホルダを配設した触媒コンバータにおい
    て、前記ケースの排気出口側に位置するエキゾーストパ
    イプの端部を前記触媒ホルダの付近まで延長し、この延
    長部に開閉手段によって開閉される連通孔を設けたこと
    を特徴とする触媒コンバータ。
  2. 【請求項2】 前記連通孔は、触媒反応が始まる温度よ
    りも高い設定温度以下では閉塞され、その設定温度以上
    では開放されるように構成されていることを特徴とする
    請求項1に記載の触媒コンバータ。
  3. 【請求項3】 前記連通孔の開閉手段が、温度に対応し
    て弾性変形するバイメタルバルブにより構成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の触媒コンバータ。
  4. 【請求項4】 前記連通孔の開閉手段が、エキゾースト
    パイプの延長部を摺動可能な内外筒の二重構造とするこ
    とにより構成されていることを特徴とする請求項1に記
    載の触媒コンバータ。
JP20879097A 1997-08-04 1997-08-04 触媒コンバータ Pending JPH1150837A (ja)

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JP20879097A JPH1150837A (ja) 1997-08-04 1997-08-04 触媒コンバータ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100435965B1 (ko) * 2001-10-12 2004-06-12 현대자동차주식회사 엔진의 운전 조건에 따라 배기유동을 가변시켜 소음을감쇄하는 가변 머플러
CN115288834A (zh) * 2022-08-03 2022-11-04 邯郸市新蓝环保科技有限公司 一种机动车发动机尾气碳中和处理装置及其使用方法

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