JPS6185523A - 水冷式マニホルドコンバ−タ - Google Patents

水冷式マニホルドコンバ−タ

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JPS6185523A
JPS6185523A JP59206597A JP20659784A JPS6185523A JP S6185523 A JPS6185523 A JP S6185523A JP 59206597 A JP59206597 A JP 59206597A JP 20659784 A JP20659784 A JP 20659784A JP S6185523 A JPS6185523 A JP S6185523A
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JP
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cooling water
manifold converter
inner cylinder
exhaust gas
manifold
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Toru Hamamoto
浜本 徹
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マニホルドコンバータを・冷却する場合等に
利用されるものである。
〔従来の技術〕
自動車にはマニホルドコンバータが備えられているもの
がある(例えば、実願昭58−194361)。
マニホルドコンバータは、第3図に示されるように、エ
ンジンの排気マニホールド1の集合部2に取り付けられ
ている。第3図において、3がマニホルドコンバークで
ある。
マニホールドコンバータ3は1本体ケース4の内部に触
媒(図示されない)が充填されており。
この触媒によって排気ガスを浄化するようにされている
ところで、このような触媒による排気ガスの浄化は、そ
れ自体発熱反応であるために、マニホールドコンバータ
3の作動時9本体ケース4の温度は非常に高(なる。従
って1本体ケース4の外壁面より放射される輻射熱によ
ってマニホールドコンバータ3の周囲にあるエンジン部
品(図示されない)が被害を受けるおそれがある。
この対策として、従来のマニホールドコンバータ3にお
いては、第3図に示されるように1本体ケース4の周囲
に遮熱板5が取り付けられていた。
遮熱板5は、マニホールドコンバータ3の本体ケース4
とは別部品で構成され、ボルト6によって本体ケース4
に取り付けられていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第3図に示されているような従来のマニホルドコンバー
タ3では、熱を充分遮断することができないという問題
があった。
この訳は、第3図のものでは遮熱板5が金属製であるた
めに、熱を伝達し易いからである。
この対策の一つとしては、第4図に示されるように、二
枚の板21.22の間にカオール等の断熱材23を介在
させた遮熱板5を用いることが考えられる(但し、この
ようなものは未公知)。
第4図に示されているような遮熱板5を備えたマニホル
ドコンバータ3にあっては、確かに充分な遮熱効果を得
ることが出来る。しかしながら。
新たに次のような問題が生じる。
■遮熱効果を上げるためには、断熱材23の厚みを大き
くしなければならない。このため、それだけスペースを
必要とする。従って、他の自動車部品に干渉する虞が生
してくる。
■カオール等の断熱材23は非常に高(市であるため、
コストアンプになる。
遮熱効果を上げる他の方法としては、米国特許第3.9
67.929号に倣って、第5図に示されるように、マ
ニホルドコンバーク3を積極的に空気(矢印)で冷却す
ることが考えられる(但し。
このようなものも未公知)。
しかしながら、第5図のものでは、第5図から分るよう
に、最低限1次の四つの部品が必要となる。従って、コ
ストアップとなる。
・空気ポンプ15 ・空気ダクト16 ・消音器17(空気が流れる場合、意外に大きな騒音が
発生する。従って、これを低減するために消音器17は
必要となる) ・エアフィルタ18 (これがないと、水。
オイル、泥等が空気とともに供給されることになる) 本発明の技術的課題は5 このような従来の技術の問題
点を解決することにある。
言葉を変えて言うと1本発明の技術的課題は。
次の■及び■の二つの不具合の発生を招くことなく、充
分な遮熱効果を得ることが出来るようにすることにある
■スペースの増大 ■コストアンプ 〔問題点を解決するための手段〕 この技術的課題を達成する(即ち、前述の従来の技術の
問題点を解決する)ために1本発明にあっては1次のよ
うな手段が講じられた水冷式マニホルドコンバータが提
案されている。
即ち3本発明に係る水冷式マニホルドコンバータという
のは、内筒と外筒を有し、該外筒は該内筒の周囲におい
て該内筒との間に所定の隙間をもって配置されており、
前記内筒と前記外筒とは局部的に連結された一体形成鋳
造品でできており。
前記内筒の両端は開口されてそれぞれ排気ガス入口およ
び排気ガス出口とされており、前記内筒の内部には排気
ガスを浄化するための触媒が配置されており、前記内筒
と前記外筒との間の空間はウォータジャケットとされ、
エンジン冷却水が流通可能とされていることを特徴とす
る。
〔作用〕
本発明においては、ウォータジャケットを流れるエンジ
ンの冷却水によってマニホルドコンバータの冷却が行わ
れる。
自動車の高速運転時或いは登板時等の全負荷運転時には
、触媒の温度は800℃〜850℃となす、コのとき、
マニホルドコンバータの外壁の温度は500℃程度であ
る。また、軽負荷運転時には、触媒の温度は500 ’
C程度であり、マニホルドコンバータの外壁の温度は3
00°C〜350°C程度である。エンジンの冷却水の
温度は、エンジンの運転状態によっても異なるが1通常
、80’C〜90℃程度である。このような冷却水がウ
ォータジャケットを流通するため、マニホルドコンバー
タは充分冷却される。従って、マニホルドコンバータは
、その周囲の自動車部品に熱害を及ぼすようなことはな
い。
本発明においては、上記のように、エンジン冷却水によ
ってマニホルドコンバータを冷却しているが、水の比熱
は空気等に比べれば逃かに大きい。
従って、触媒の温度は高くても、少しの冷却水量でマニ
ホルドコンバータを充分冷却することが出来る。従って
、冷却水の/I!?、itは少なくて済む。このため、
ウォータジャケットの容積5即ち、内筒と外筒との間の
間隔は小さくて済む。
従って、ウォータジャケットを設けてもマニホルドコン
バータが、他の自動車部品に干渉する虞は生じない。
本発明では、第4図(従来)に示されているように、高
価な断熱材23を使用してはいない。また、第5図(従
来)に示されているように、空気ポンプ15.空気ダク
ト16.消音器17.エアフィルタ18等を必要としな
い。
本発明で必要とするのは、ウォータジャケットにエンジ
ン冷却水を供給する冷却水ホース及び冷却水パイプであ
るが、これらは比較的易いものである。
冷却水ホース及び冷却水パイプを取り除いたマニホルド
コンバータ単体に関しては、ウォータジャケットを形成
する必要があるが、ウォータジャケントを形成するため
の内筒と外筒とは一体成形品であるため1部品点数が少
ないし、また、内筒と外筒との組付工程は不要である。
更に、内筒と外筒とは鋳造品であるため、これらを一体
成形でつ(ること自体は極めて容易である。
従って2本発明のマニホルドコンバータ単体自体、極め
て安価に製造出来る。
斯くして1本発明のマニホルドコンバータは。
従来(第4図或いは第5図)のものに比べて値段が安い
本発明の構成(手段及び作用)は以下の実施例からより
一層明らかにされる。従って1次に実施例を説明する。
〔実施例〕
第1図は1本発明の一実施例に係る水冷式マニホルドコ
ンバータの縦断面図である。
Mlllfflにおいて、3は水冷式マニホールドコン
ハーク(に)、下、Rにマニホルドコンバータと言つ)
である。マニホールドコンバータ3は、内筒11と外筒
12とから成る二重内筒構造とされている。
外筒12は内?fJllの周囲に配置されている。
内筒11の上下両端は開口されており、それぞれ排気ガ
ス人口13および排気ガス出口14とされている。排気
ガス人口13は排気マニホールド(図示しない)に連通
されている。排気ガス出口14は図示されない排気管に
連通されている。
内筒11の内部には排気ガス(矢印A)を浄化するため
の触媒(モノリス触媒)15が配置されている。触媒1
5の内w111への取付は構造については従来のものと
全く同じであるので、その説明は省略する。
内筒11と外筒■2とは、排気ガス人口13の近傍、排
気ガス出口14の近傍、及び、排気ガス人口13と排気
ガス出口14との間において連結されている(符号16
で示されている)。内筒11と外wJ12との連結部1
6以外の部分において内筒11と外筒12との間には所
定の隙間tが設けられている。このような内筒11と外
筒12とは鋳造により一体成形されている。
第1図に示されるように、内筒11と外筒12との間の
空間18には、マニホルドコンバータ3の左右方向から
冷却水パイプ31が接続されている。従って、空間18
はウォータジャケットとされている。冷却水パイプ31
のうち図の右側にあるものは、入口側冷却水パイプ31
aである。冷却水パイプ31のうち左側にあるものは、
出口側冷却水パイプ31bである。
第2図に示されているように、入口側冷却水パイプ31
aとエンジン本体32のウォータジャケット(図示しな
い)とは、エンジン本体32の後部33において入口側
冷却水ホース34によって連絡されている。出口側冷却
水パイプ31bとエンジンのウォータポンプ35の吸入
側(図示しない)とは、出口側冷却水ホース36によっ
て連絡されている。従って、第1131Uのマニホルド
コンパ−夕3のウォータジャケット18には、エンジン
冷却水が流れることが出来る。第1図及び第2図におけ
る矢印は、エンジン冷却水の流れを表している。
第2図において、入口側冷却水ホース34と出口fJI
J 冷却水ホース36とは、マニホルドコンバータ3を
バイパスするバイパスホース41によって連絡されてい
る。バイパスホース4Iと入口側冷却水ホース34との
接続部分42には、三方切り換え弁43が配置されてい
る。
三方切り換え弁43は1次のようにポート44゜45.
46を選択的に切り換える機能を有する。
・ポート44とポート45とを連通させ。
ポート44とポート46との連通は遮断する或いは。
・ポート44とポート46とを連通させ。
ポート44とポート45との連通は遮断する第1図に戻
って、外筒12にはウォータジャケット18に臨んで、
温度センサ51が取り付けられている。温度センサ51
は、ウォータジャケット18を流れる冷却水の温度を測
定して、出力するためのものである。
第2図において、温度センサ51の出力信号は。
制御装置52に入力される。制御装置52は、マニホル
ドコンバータ3のウォータジャケット18を流れる冷却
水の温度に応じて1次のように三方切り換え弁43を切
り換える機能を有する。
・ウオークジャケット18を流れる冷却水の温度が所定
値以下のときには、ポート44とポート45とを連通さ
せ、ポート44とポート46との連通は遮断する ・ウォータジャケット18を流れる冷却水の温度が所定
値を超えるときには、ポート44とポート46とを連通
させ、ポート44とポート45との連通は遮断する 本実施例にあって上記のようなバイパスホース41及び
三方切り換え弁43が設けられている理由は、マニホル
ドコンバータ3の過冷却を防止するためである。
即ち、マニホルドコンバータ3のなかの触媒15は成る
温度以上でないと浄化作用を発揮しない。
従って、マニホルドコンバータ3を冷却し過ぎると、排
気ガス浄化性能が低下するからである。
本実施例の機能を説明する。
本実施例においては、第1図のウォータジャケット18
を流れるエンジンの冷却水によってマニホルドコンバー
タ3の冷却が行われる。
自動車の高速運転時或いは登板時等の全負荷運転時には
、触媒15の温度は800℃〜850℃となり、このと
き、マニホルドコンバータ3の外壁の温度はs o o
 ’c程度である。また、軽負荷運転時には、触媒15
の温度は500 ’C程度であり、マニホルドコンバー
タ3の外壁の温度は300℃〜350℃程度である。エ
ンジンの冷却水の温度は、エンジンの運転状態によって
も異なるが。
通常、80′C〜90℃程度である。このような冷却水
が入口側冷却水パイプ31aからウォータジャケット1
8に流入するため、マニホルドコンバータ3は充分冷却
される。従って、マニホルドコンバータ3は、その周囲
の自動車部品に熱害を及ぼすようなことはない。
本実施例においては、上記のように、エンジン冷却水に
よってマニホルドコンバータ3を冷却しているが、水の
比熱は空気等に比べれば占かに大きい。従って、触媒1
5の温度は高くても、少しの冷却水量でマニホルドコン
ハーク3を充分冷却することが出来る。従って、冷却水
の流量は少なくて済む。このため1 ウォータジャケッ
ト18の容積、即ち、内筒11と外?fJ12との間の
間隔tは小さくて済む。
従って、ウォータジャケット18を設けてもマニホルド
コンバータ3が、他の自動車部品に干渉する虞は生じな
い。
本実施例では、第4図(従来)に示されているように、
高価な断熱材23を使用してはいない。
また、第5図に示されているように、空気ポンプ15、
空気ダクト16.消音器17.エアフィルタ18等を必
要としない。
本実施例で必要とするのは、冷却水ホース34゜36及
び冷却水パイプ31であるが、これらは比較的安いもの
である。
冷却水ポース34.35及び冷却水バイブ31を取り除
いたマニホルドコンバータ3単体に関しては、ウォータ
ジャケット18を形成する必要があるが、ウォータジャ
ケット18を形成するための内筒11と外筒12とは一
体成形品であるため。
部品点数が少ない。また、内筒11と外M12との組付
工程は不要である。更に、内筒11と外筒12とは鋳造
品であるため、これらを一体成形でつくること自体は極
めて容易である。
従って5本実施例のマニホルドコンバータJJli体重
体、極めて安価に製造出来る。
従って5本実施例のマニホルドコンバータ3は。
従来(第4図或いは第5図)のものに比べて値段が易い
〔発明の効果〕
上記実施例の説明から分る通り9本発明によれば、マニ
ホルドコンバータについて2次の■及び■の二つの不具
合を招くことなく、充分な遮熱効果を得ることが出来る
ようになるという効果を奏する。
■スペースの増大 ■コストアンプ
【図面の簡単な説明】
第1図は3本発明の一実施例に係る水冷式マニホルドコ
ンバータの縦断面図2 第2図は1本発明の一実施例に係る水冷式マニホルドコ
ンバータを取り付けたエンジンの側面図。 第3図は、従来のマニホルドコンバータの斜視図。 第4図は、従来の他のマニホルドコンバータに用いられ
る遮熱板(但し、未公知)の一部分の縦断面図。 第5図は、従来の他のマニホルドコンバータ(但し、未
公知)の縦断面図である。 3−−−−一・水冷式マニホルドコンバータ11−一内
筒 12−・−・・外筒 13−−−一排気ガス入口 14−−−・−排気ガス出口 15−一一一触媒 16一連結部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内筒と外筒を有し、該外筒は該内筒の周囲において該内
    筒との間に所定の隙間をもって配置されており、前記内
    筒と前記外筒とは局部的に連結された一体形成鋳造品で
    できており、前記内筒の両端は開口されてそれぞれ排気
    ガス入口および排気ガス出口とされており、前記内筒の
    内部には排気ガスを浄化するための触媒が配置されてお
    り、前記内筒と前記外筒との間の空間はウォータジャケ
    ットとされ、エンジン冷却水が流通可能とされているこ
    とを特徴とする水冷式マニホルドコンバータ。
JP59206597A 1984-10-02 1984-10-02 水冷式マニホルドコンバ−タ Pending JPS6185523A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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