JPS5899180A - 内燃機関用排気ガス系機器の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 関するものである。

内燃機関の排気マニホルド或いはこれに続くエキゾース
Ｆパイプ、マフラなどの排気系機器は鋳鉄製或いは軟鋼
部とするのを普通とするが、特にその内面は高温の排気
ガスに接するために長期の使用に耐えることができない
という難点があり、まえ、断熱性に乏しいことも難点で
あった０そこで、そＯ耐食性、耐酸化性を向上させて長
期耐用できるように金属鋼機器本体の内面に琺瑯層を形
成することも試みられているが、琺瑯層は長期耐用でき
るに十分な厚さとすることが困■であるほか高温にさら
されることによって部分的に剥離する難点があシ、他方
、機器本体をセラミック材よｐなるものとしてその外側
を金属で鋳包んだものもａＳされているが、鋳包んだ金
属とセラミック材とＯ熱膨張、熱収縮の差によってセラ
ミック材に亀Ｉｌｔ生じやすいという一点かあシ、何れ
も長期の使用に耐えず、もちろん断熱性の向上は期待で
きないところである。

本発明は前記のような従来のものにみられるような難点
がないうえ断熱性においても向上した内燃機関用排気ガ
ス系機器を容易に提供することを目的としたものであっ
て、第１の発明は高熱の排気ガスに接する金属製機器本
体の内面に耐火物原料粒子と無機質結合材とフリツ）（
Ｄ混和物よりなる泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成し
、続いて、該耐熱被覆層が湿潤状態にある間にそのＩｌ
ｌ［ｌに耐火断熱材粒子を付着させて耐火断熱層を形成
し、次いで、前記耐熱被覆層を固化させたうえ該耐火断
熱層の表面に耐火物原料粒子と無機質結合材とフリット
の混和物よシなる泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成さ
せることを特徴とし、必要に応じ前記拳外層の耐熱被覆
層の表面に前記耐火断熱層と同材の耐火断熱層および前
記耐熱被覆層と同材の耐熱被覆層を順次反復して所要層
形成させるものであり、第２の発明は高熱の排気ガスに
接する金属製機器本体の内面に耐火物原料粒子と無機質
結合材と７リツ）Ｏ混和物に耐熱性ファイバで片を加配
した泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成し、続いて、該
耐熱被覆層が湿潤状態にある間にその表面に耐熱性ファ
イバー片を加配した耐火断熱材粒子を付着させて耐火断
熱層を形成し１次いで、前記耐熱被覆層を固化させたう
え該耐火断熱層の表面に耐火物原料粒子と無機質結合材
とフリッ）（Ｄ混和物に耐熱性ファイバー片を加配した
泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成させることを特徴と
し、必要に応じ前記単外層の耐熱被覆層の表面に前記耐
火断熱層と同材の耐火断熱層および前記耐熱被覆層と同
材Ｏ耐熱被覆層を順次反復して所要層形成させるもので
ある。

本発明の第１の発明は鋳鉄或い祉鉄合金などの金属でＩ
Ｉ、Ｍした通常の内燃機関用排気ガス系機器の高熱Ｏ排
気ガスに接する金属製機器本体の内面に先ず耐火物原料
粒子と無機質結合材とフリットＯ混和物よシなる泥漿を
付着させて耐熱被覆層を形成するものであるが、該泥漿
の組成分である耐火物原料粒子としては、珪砂或いはア
ルミナ、シャモット、シリカフラワー、ジルコン、ジル
コンフラワーなどの従来耐大物の製造原料として知られ
たものの粒子が適当に使用でき、また、無機質結合材と
しては、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、エ
チルシリケート、コロイダルシリカ、水ガラスなどが適
当に使用できるが、このような耐火物原料粒子と無機質
結合材にさらにフリットを加えた混和物を泥漿としたも
のは無機質結合材の発揮する接着力によって金属製機器
本体の内面に対して容易に付着させることができ、ここ
に均一な耐熱被覆層が形成されるものである。そこで、
続いて該耐熱被覆層がｍ＊状態にある間にその表面に耐
火断熱材粒子を付着させるものであるが、該耐火断熱材
粒子としては発泡シリカ、パーライトそのａＯ適当な無
機質断熱材０粒子が使用でき、このような耐火断熱材粒
子は湿潤状態にあって未だ接着力を発揮する前記泥漿の
無機質結合材によって耐熱被覆層の全面に接触させるだ
けで容易に付着し、耐火断熱層が形成されるものである
。次いで、前記耐熱被覆層が固化した後はその表面に固
着一体化された状態となっている耐火４断熱層の表面に
前記泥漿と同様耐火物原料粒子と無機質結合材とフリッ
）０混和物よシなる泥漿を付着させて最初の耐熱被覆層
と同様の耐熱被覆層を形成させれば、ここに高Ｌ　ｏ排
気ガスに接する金属製機器本体の内面に前記のような耐
熱被覆層と耐火断熱層と耐熱被覆層との三層が一体化し
て積層された内燃機関用排気ガス系機器が得られるもの
である。そして、このようにして得られた内燃機関用排
気ガス系機器はその高温の排気ガスに鋳する金属製機器
本体の内面に一体化して積層された前記Ｏような中間を
耐火断熱層とする内層の耐熱被覆層と外層の耐熱被覆層
によって使用時において接する内燃機関の高温の排気ガ
スによる直ＩＩＯ熱影響を阻止され、該各層もその優れ
た耐食性、耐蒙化性によって排気ガスによる影響がない
ために常に遣正にその機能を発揮できるものであって、
しかも、前記内層と外層の耐熱被覆層は使用間における
高温の排気ガスによる熱影響によっても固着力を失うこ
とがないものであって、これは混在するフリットが高温
において逐次溶融して耐入物原料粒子間および耐火断熱
材粒子間に浸透することにより固着状態を強化する結果
と考えられ、また、前記耐熱被覆層はその組成から鋳鉄
或いは鉄合金などよりなる金属製機器本体とＯ熱膨張、
熱収縮の差が比較的小さいために亀裂の発生や剥離現象
がなく、長期Ｋｌｉつて損傷なく使用できるものである
。さらに、前記内層と外層の耐熱被覆層の中間にある耐
火断熱層は外層の耐熱被覆層に接して通過する高温の排
気ガスの熱が内層の耐熱被覆層に伝導することを防止す
るために排気ガスの濃度低下が避けられ、そ０結果、附
設される排気ガス浄化用の触媒の機能を低下させること
もないものである。しかも、耐熱被覆層および耐火断熱
層の構成材料は何れも安価なものであシ、また、このよ
うな耐熱被覆層と耐火断熱層を形成するには、これらを
金属製機器本体の中空部に順次流し込むような簡単な手
段によって容易に均一な薄層として付着させて形成でき
るために安直に量産できるものである。

しかして、内燃機関用排気ガス系機器の種ＩＩｋよって
前記のよう４耐熱被覆層および耐火断熱層の効果をより
高く向上させる必要がある場合には、前記外層の耐熱被
覆層ｏｈｒＭに前記耐火断熱層と同材の耐火断熱層およ
び前記耐熱被覆層と同材の耐熱被覆層を順次反復して所
要層形成させればよいものである。

次に、本発明の第２の発明は前記＃！ｌの発明にνいて
耐熱被覆層を形成させるために使用する耐大物原料粒子
と無機質結合材とフリット０混和物よりなる泥漿にさら
に適量の耐熱性ファイバー片を加配した泥漿を使用する
とともに耐大断熱層を形成させるために使用する耐火断
熱材粒子にさらに適量の耐熱性ファイバー片を加配した
ものを使用するものであって、該耐熱性ファイバー片と
してはセラミックファイバー或いはステンレス鋼ファイ
バー、カーボンファイバーなどの長さａｓ〜１ｍ＠度の
ものが好適であるが、このような耐熱性ファイバー片は
形成される耐熱被覆層においてはその耐衝撃性を増大さ
せ、耐火断熱層においてはその断熱性を増大させるもの
である。

このような耐熱性ファイバー片を加配した耐火物原料粒
子と無機質結合材とフリットの混和物よりなる泥漿を前
記第１の発明におけると同様に金属製機器本体の内面に
付着させて耐熱被覆層を形威し、続いて、該耐熱被覆層
が湿潤状１１にある間にそＯ表１ｉＫ耐熱性ファイバー
片を加配した耐火断熱材粒子を付着させて耐火断熱層を
形成し、次いで、前記耐熱被覆層を乾燥固化させたうえ
該耐火断熱層の表面に耐大物原料粒子と無機質結合材と
フリットの混和物に耐熱性ファイバー片を加配した泥漿
を付着させて耐熱被覆層を形成させることを前記ＩＩ／
の発明と同様に行えば、ここに高熱の排気ガスに接する
金属製機器本体の内面に耐熱被覆層と耐火断熱層と耐熱
被覆層との三層が一体化して積層され喪内燃機関用排気
ガス系機器が得られるものであシ、そして、得られたも
のは前記第７０発明によって得られるものよシも耐熱被
覆層の耐衝撃性が優れ、耐火断熱層の断熱性が優れたも
のとなるものである。そして、内燃機関用排気ガス系機
器の種類によって前記のような耐熱被覆層および耐火断
熱層の効果をさらに高度のも〇とする必要がある場合に
杜、前記外、層の耐熱被覆層の表面に前記耐火断熱層と
同材０耐火断熱層および前記耐熱被覆層と同材の耐熱被
覆層を順次反復して所要層形成させればよいものである
。

本発明は以上の説明によって明らかなように。

従来の鋳鉄製の内燃機関の排気マニホルド或いはこれＫ
Ｈ＜歌鋼製のエキゾーストバイ１、マフ５などの排気系
機器り欠点きしたところを解消して長期の使用に耐える
ものとしたうえ安直に提供できるものであって、工業的
価値きわめて大なものである。

実施例のｌ 内燃機関用排気ガス系機器としての鋳鉄製の曲シバイブ
（内径弘ＯＩ１ｍ）の内面をサンドブラスト法により研
掃したうえ耐大物原料粒子としてのジルコンフラワー　
＜３２！；メツシュ）４０重１１１とａｌｌｌｌ質材合
材てのコロイダルシリカ（１０％水分散液）３０重量部
とフリット１０重量部の混和物よりなる泥漿を流し込ん
で充満させ、後該泥漿をバイ１内から排出することにょ
郵均−な厚さの耐熱被覆層を付着形成させる。続いて、
該耐熱被覆層がｍ肩状態に′ある間に発泡シリカ（ｓＯ
メツシュ）３０重量部とパーライト７０重量部とシャセ
ット＜ｓｏメツシュ）ＩＩｏ重量部の混和物よりなる耐
火断熱材粒子をバイ１内に充填したうえ排出させ、該耐
火断熱材粒子が湿潤状態の前記耐熱被覆層に均斉に付着
した耐火断熱層を形成させる。そこで、約コ３ｏ℃で乾
燥して前記耐熱被覆層を固化させれば、ここに最初の泥
漿によって形成された内層の耐熱被覆層の表面に前記耐
火断熱層が固着一体化された状態となるから、次いで、
前記最初の泥漿と同じ泥漿を流し込んで充満させた後該
泥漿をパイプ内から排出することＫよシ均一な厚さの耐
熱被覆層を外層として付着形成させ、ここに中間を耐火
断熱層として内層および外層の耐火物原料粒子と無機質
結合材とフリットの混和物よシなる耐熱被覆層の三層が
積層一体化したものとして曲りパイプの内面に剥離のお
それなく固着した製品とする。

なお、必要に応じて前記外層の耐熱被覆層の表面に前記
耐火断熱層と同材の耐火断熱層および前記耐熱被覆層と
同材Ｏ耐熱被覆層を順次反復して所要層形成させる場合
には、前記と同じ泥漿および耐火断熱材粒子を使用して
同様の操作を反復する。

しかして、前記曲シバイ１の内面の層を約３Ｗ厚さに均
一に形成したものは形成しないものと同一条件下ＫＰｉ
燃機関・の排気ガ′スに対する比較試験を行った結果、
層を形成しないものがその内面に腐食の現象を検知でき
る時点において本発明。場合には腐食ＯＩＩ象は全くみ
られなかった。

実施例の２ 通常の排気マニホルドの内面をサンドブラスト法によ〕
研掃したうえジルコンフラワー（Ｊ２にメツシュ）５３
重量部とコロイダルシリカ（１０第水分散液）３０重量
部とフリット１０重量部の混和物に耐熱性ファイバー片
としての長さ０３８〜ｊａｍの七ラミックファイバー片
を加配した泥漿を流し込んで充満させ、後該泥漿を排気
マニホルド内から排出することにょシ均一な厚さの耐熱
被覆層を付着形成させる。続いて、該耐−ｉ被覆層がＳ
＊状態にある間に発泡シリカ（ｊｏメツシュ）４１！ｏ
重量部とパーライトＩＱ重量部とシャモットＣ’ｌＯ）
ッシュ）１７９重量部に長すＱ！；ｗｔ　〜！；ｗａＯ
セラミックファイバー片ｌｏ重量部を加配した混合物よ
りなる耐火断熱材粒子を充填したうえ排出させて該耐久
断熱材粒子が前記湿潤状態の耐熱被覆層に均斉に付着し
た耐火断熱層を形成させる０次いで、前記耐熱被覆層を
乾燥固化させた後前記最初の泥漿と同じ泥漿を流し込ん
で充満させたうえ該泥漿を排出することにょ多角−な厚
さの耐熱被覆層を外層として付着形成させて製品とする
しかして、前記排気マニホルドの内面の層を約ｊｓｏｗ
厚さに均一に形成したものは通常の排気マニホルドと同
一条件下に内燃機関の排気ガスに対す予比較試験を行っ
た結果、通烹０排気マニホ〜ドがその内面に腐食の現象
を検知できた時点において全く異状が紹められず、高熱
の排気ガスに対゛する断熱性にも優れた結果を示した。

実施例の３ 実施例の２における泥漿の組成に代えてジルコンフラワ
ー（３２ｊメツシユ＞　１０重量部と無機質結合材とし
ての第１リン酸アルミニウム（３０幡水溶ｔｅｌ’）Ｊ
Ｏ重量部とフリット１０重量部と長さＱ　ｊ　ｍ　−ｊ
　ｗｘ　（２）セラミックファイバー片ｉｏ重置部よシ
なる泥漿をもって実施例の２と同様に耐熱被覆層１形成
し、他方、耐火断熱材粒子として０パ一ライト３０重量
部のほか前記第１リン酸アμミニウムと反応して硬化さ
せる硬化剤としてのマグネシア（２００メツシユ）７５
重量部、耐火材としてのシャモット＜ａＯＯメツシュ＞
ＩＩｇ重量部と長さＯｊ１〜ｊＨのセラミックファイバ
ー片１０重量部を加配したもＯをもって耐火断熱層を実
施例０２と同様に形成して製品とする。この製品は実施
例の２の製品と同様の優れ九試験結果を示し九。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ７、高熱の排気ガスに接する金属製機器本体の内ｒＩＪ
   Ｋ耐火物原料粒子と無機質結合材とフリットＯ混和物よ
   りなる泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成し、続いて、
   該耐熱被覆層が温潤状１１にある聞にその表面に耐火断
   熱材粒子を付着させて耐火断熱層を彫成し１次いで、前
   記耐熱被覆層ｔｌＩ化させたうえ該耐火断熱層の表面に
   耐火物原料粒子と無機質結合材とフリットの混和物よシ
   なる泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成させることを特
   徴とし、必要に応じ前記填外層の耐熱被覆層０表面に前
   記耐火断熱層と同材の耐火断熱層および前記耐熱被覆層
   と同材Ｏ耐熱被覆層を順次反復して所要層形成させる内
   燃機関用排気ガス系ｌＩＩ器の製造コ、高熱の＃気ガス
   に接する金属製機器本体Ｏ内１ｉＫ耐火物原料粒子と無
   機質結合材とフリットの混和物に耐熱性ファイバー片を
   加配した泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成し、続いて
   、該耐熱被覆層が湿潤状態にある間にその表面に耐熱性
   ファイバー片を加配した耐火断熱材粒子を付着させて耐
   火断熱層を形成し、次いで、前記耐熱被覆層を固化させ
   たうえ該耐火断熱層の表面に耐火物原料粒子と無機質結
   合材とフリットの混和物に耐熱性ファイバー片を加配し
   た泥漿を付着させて耐熱被覆層を形成させることを特徴
   とし、必要に応じ前記疲外層の耐熱被覆層の表面に前記
   耐火断熱層と同材Ｏ耐火断熱層および前記耐熱被覆層と
   同材の耐熱被覆層を順次反復して所要層形成させる内燃
   機関用排気ガス系機器の製造法。