WO2015087882A1 - 触媒コンバータ - Google Patents

触媒コンバータ Download PDF

Info

Publication number
WO2015087882A1
WO2015087882A1 PCT/JP2014/082576 JP2014082576W WO2015087882A1 WO 2015087882 A1 WO2015087882 A1 WO 2015087882A1 JP 2014082576 W JP2014082576 W JP 2014082576W WO 2015087882 A1 WO2015087882 A1 WO 2015087882A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalytic converter
exhaust
downstream
storage case
recirculation
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/082576
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克尚 ▲高▼木
Original Assignee
フタバ産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by フタバ産業株式会社 filed Critical フタバ産業株式会社
Priority to CN201480067591.2A priority Critical patent/CN105829674B/zh
Priority to US15/103,353 priority patent/US10273909B2/en
Publication of WO2015087882A1 publication Critical patent/WO2015087882A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844Mechanical joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • F01N13/1877Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal the channels or tubes thereof being made integrally with the housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/105General auxiliary catalysts, e.g. upstream or downstream of the main catalyst
    • F01N3/106Auxiliary oxidation catalysts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/12Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems characterised by means for attaching parts of an EGR system to each other or to engine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/14Plurality of outlet tubes, e.g. in parallel or with different length
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to a catalytic converter.
  • the vehicle is provided with an exhaust path for exhausting the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine to the outside.
  • the exhaust path is provided with a catalytic converter provided with a catalyst for purifying exhaust gas.
  • the vehicle has an exhaust gas recirculation system that introduces exhaust gas into the combustion chamber by sending exhaust gas discharged from the combustion chamber to the exhaust passage to the intake passage for the purpose of reducing nitrogen oxides in the exhaust gas.
  • a route is provided.
  • the exhaust gas introduced into the intake path by this exhaust recirculation path is the exhaust gas that has passed through the catalyst provided in the catalytic converter provided on the exhaust path.
  • the conventional catalytic converter 100 includes a case 103 for storing a catalyst and a downstream cone 106 provided on the downstream side thereof.
  • An EGR pipe 107 that forms an exhaust gas recirculation path is connected to the downstream cone 106.
  • the EGR pipe 107 is erected from the outer surface of the downstream cone 106 and bent toward the intake path direction.
  • the catalyst tends to increase in diameter to improve fuel efficiency.
  • the vehicle is required to be compact.
  • the EGR pipe is connected to the catalytic converter as in the prior art, a large space is required between the various devices adjacent to the catalytic converter and the catalytic converter.
  • One aspect of the present invention is: In a catalytic converter installed at a branch part of an exhaust path for leading exhaust gas from the internal combustion engine to the outside, and an exhaust gas recirculation path for returning a part of the exhaust gas from the exhaust path to the intake system of the internal combustion engine, A catalyst storage case that is formed of a heat-resistant material and stores a catalyst installed on the exhaust path; A recirculation pipe formed of a heat resistant material and forming the exhaust gas recirculation path; An abutting portion that is provided in the vicinity of an end of a fixed distance from at least one end of the catalyst storage case and the recirculation pipe, and makes the catalyst storage case and the recirculation pipe in surface contact and arranges them in parallel.
  • the exhaust path has one opening formed so that the catalyst housing case and the recirculation pipe that are in contact with each other through the contact portion can be inserted, and another opening that is opened on the downstream exhaust path side.
  • the contact portion of the exhaust gas recirculation pipe and the catalyst storage case are arranged in parallel by the contact portion. The space required for can be minimized.
  • the inner wall surface on the lower side of the downstream cone is When the catalyst storage case is arranged at a predetermined arrangement angle and the recirculation pipe is arranged below the catalyst storage case, at least in a shape that allows liquid to flow downstream of the exhaust path. It may be formed.
  • the downstream cone when the catalyst storage case is disposed at a predetermined arrangement angle and the recirculation pipe is disposed below the catalyst storage case, the downstream cone causes water to flow downstream from the exhaust path. Therefore, the corrosion of the downstream cone and / or the recirculation pipe can be suppressed.
  • the water flows downstream of the exhaust path regardless of how the arrangement relationship changes.
  • the inner wall surface on the lower side of the downstream cone is When the catalyst storage case is arranged at a predetermined arrangement angle, liquid can flow downstream of the exhaust path regardless of the position of the recirculation pipe around the catalyst storage case. It may be formed in any shape.
  • the contact portion may be provided in the vicinity of the end portion of a certain distance from the end portion of the recirculation pipe, and may have a shape along the outer peripheral side surface of the catalyst storage case.
  • any material can be used as long as it can constitute an exhaust path and the like, but stainless steel is preferable from the viewpoint of processing and the like.
  • FIG. 2A is a front view of the catalytic converter
  • FIG. 2B is a IIB-IIB cross-sectional view (however, only the downstream cone is shown)
  • FIG. 2C is a IIB-IIB cross-sectional view ( However, the catalyst is not shown).
  • FIG. 3A is a perspective view
  • FIG. 3B is a front view.
  • FIG. 4A is a perspective view
  • FIG. 4B is a front view.
  • FIG. 5A is a perspective view
  • FIG. 5B is a front view.
  • an exhaust path that guides exhaust gas from the internal combustion engine to the outside, and an exhaust gas recirculation that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust path to the intake system of the internal combustion engine A route is provided.
  • the catalytic converter 1 of the present embodiment is installed at a branching point with the exhaust gas recirculation path on the exhaust path.
  • the catalytic converter 1 includes a honeycomb-shaped oxidation catalyst (not shown).
  • the catalytic converter 1 includes an external forming member 2 as shown in FIG.
  • the external forming member 2 is made of stainless steel which is a heat resistant material.
  • the external forming member 2 includes a case 3 that stores an oxidation catalyst, an upstream cone 4, an upstream pipe 5, a downstream cone 6, and an EGR pipe 7.
  • the case 3 is formed in a cylindrical shape. Inside the case 3, an oxidation catalyst (not shown) formed in a cylindrical shape is accommodated coaxially with the long axis of the case 3.
  • the upstream cone 4 has a central portion 40 as shown in FIG. 2A.
  • the central part 40 is formed in a truncated cone shape. In the central portion 40, both axial ends of the central portion 40 are open.
  • a substantially cylindrical first insertion portion 41 that is formed to be substantially the same diameter as the large-diameter is provided.
  • a second insertion portion 42 having a substantially cylindrical shape and having a substantially same diameter as the small-diameter is provided.
  • the upstream pipe 5 includes a pipe body 50 and an upstream flange 51.
  • the pipe body 50 guides the exhaust gas discharged from the engine to the case 3.
  • the upstream flange 51 is an end of the pipe body 50 and is provided at the other end opposite to the one end inserted into the upstream cone 4.
  • the upstream pipe 5 is fixed to the upstream exhaust system device via the upstream flange 51.
  • the one end of the upstream pipe 5 is inserted into the small diameter side of the upstream cone 4, the inserted portion is welded.
  • the upstream pipe 5 and the upstream cone 4 are fixed.
  • the downstream cone 6 includes a cone body 60 and a downstream flange 61.
  • the cone body 60 has a large-diameter opening 6a and a small-diameter opening 6b (see FIG. 1) having a smaller diameter than the large-diameter opening 6a.
  • the large-diameter opening 6a is formed so that the case 3 and the EGR pipe 7 can be overlapped and inserted.
  • the cone body 60 is formed in a shape that gradually decreases in diameter from the large aperture 6a toward the small aperture 6b.
  • the downstream flange 61 is provided at the end on the small-diameter opening 6 b side among the ends of the downstream cone 6.
  • the downstream cone 6 is fixed to the downstream exhaust system device via the downstream flange 61.
  • the case 3 and the EGR pipe 7 are inserted into the large-diameter opening 6a, and the inserted portion is welded to fix the downstream cone 6, the case 3, and the EGR pipe 7.
  • the downstream cone 6 has the EGR pipe 7 arranged at any position around the axis of the case 3 when the case 3 is arranged at a predetermined arrangement angle ⁇ with respect to the horizontal direction.
  • the angle of the inner wall surface on the lower side of the downstream cone 6 becomes an angle at which water can flow downstream of the exhaust path. Is formed.
  • the EGR pipe 7 has an abutting portion 70 formed in a shape along the outer peripheral side surface of the case 3 in the vicinity of an end portion at a fixed distance from one end portion thereof. .
  • the EGR pipe 7 Since the end portion of the EGR pipe 7 has the abutting portion 70, as shown in FIG. 2C, the EGR pipe 7 has an opening 70 a that is opened in a substantially D shape. The end portion is in surface contact with the outer peripheral surface of the case 3.
  • the EGR pipe 7 includes an EGR flange 71 at the other end.
  • the EGR pipe 7 is fixed to an exhaust recirculation path device on the downstream side via an EGR flange 71.
  • the EGR pipe 7 When attaching the case 3 and the EGR pipe 7 to the downstream cone 6, first, the EGR pipe 7 is arranged so that the contact portion 70 is in surface contact with the outer peripheral surface of the case 3.
  • the end portion of the EGR pipe 7 where the contact portion 70 is provided and the downstream end portion of the case 3 are flush with each other, and the opening 70a of the EGR pipe 7 and the downstream side of the case 3 (downstream of the exhaust path) Side) openings 30a are aligned on the same plane.
  • the case 3 and the EGR pipe 7 are overlapped and inserted into the large-diameter opening 6a of the downstream cone 6, and the case 3 and the EGR pipe 7 and the downstream cone 6 are welded and fixed.
  • the upstream pipe 5, the upstream cone 4, the case 3, and the downstream cone 6 form part of the exhaust path
  • the EGR pipe 7 forms part of the exhaust recirculation path.
  • the exhaust path and the exhaust gas recirculation path are merged in the downstream cone 6 by fitting the case 3 and the EGR pipe 7 into the large-diameter opening 6 a of the downstream cone 6.
  • exhaust gas flows from the engine side (upstream side)
  • most of the exhaust gas flows through the upstream pipe 5, the upstream cone 4, the case 3, and the downstream cone 6 to the exhaust path on the further downstream side.
  • a part of the gas flows from the downstream cone 6 through the EGR pipe 7 to the downstream exhaust gas recirculation path.
  • the portion of the EGR pipe 7 where the contact portion 70 is provided and the case 3 are arranged in parallel by the contact portion 70 (see FIG. 2A). The space required around the catalytic converter 1 when arranging 7 can be minimized.
  • the catalytic converter 1 of the present embodiment it is not necessary to secure a wide space around the catalytic converter 1, so that it is possible to simultaneously improve the fuel efficiency of the vehicle and make it compact.
  • the catalytic converter 1 has a case where the case 3 is arranged at a predetermined arrangement angle ⁇ , and the EGR pipe 7 is disposed downstream of any position of 360 ° around the axis of the case 3.
  • the inner wall surface on the lower side of the cone 6 is formed so that the liquid can flow downstream of the exhaust path.
  • the upstream pipe 5 is configured to receive the exhaust gas from one system.
  • the exhaust pipe 5 is exhausted from a plurality of systems (for example, four systems). It may be configured to receive gas.
  • the downstream cone 6 is formed so that the moisture flows downstream of the exhaust path regardless of the position of the EGR pipe 7 around the case 3.
  • the inner surface (inner wall surface) of the downstream cone 6 causes water
  • the catalytic converter may be formed such that (liquid) flows downstream of the exhaust path.
  • the contact portion 70 is provided on the EGR pipe 7, but the contact portion may be provided on the case 3 side. Further, although the contact portion 70 is provided in the vicinity of the end portion of the end portion having the opening 70a in the EGR pipe 7, it may be longer or shorter than the case shown in the drawing.
  • Each component of the present invention is conceptual and is not limited to the above embodiment.
  • the functions of one component may be distributed to a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component.
  • at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function.
  • at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、該排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路との分岐部分に設置される触媒コンバータを提供する。触媒コンバータは、触媒を収納する触媒収納ケースと、前記排気再循環経路を形成する再循環パイプと、前記触媒収納ケースと前記再循環パイプとを面接触させるとともにこれらを平行に配置させる当接部と、前記排気経路及び前記排気再循環経路を合流させる下流コーンと、を備える。

Description

触媒コンバータ 関連出願の相互参照
 本国際出願は、2013年12月13日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2013-258604号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2013-258604号の全内容を本国際出願に援用する。
 本発明は、触媒コンバータに関する。
 車両には、エンジンの燃焼室から排出された排気ガスを外部に排出するための排気経路が設けられている。その排気経路には、排気ガスを浄化するための触媒を備えた触媒コンバータが設けられている。
 加えて、車両には、排気ガス中の窒素酸化物の低減等を目的として、燃焼室から排気経路に排出された排気ガスを吸気経路に送ることによって排気ガスを燃焼室に導入する排気再循環経路が設けられている。
 この排気再循環経路により吸気経路に導入される排気ガスは、排気経路上に設けられた触媒コンバータが備える触媒を通過した排気ガスである。
 従来の触媒コンバータ100は、図6に示すように、触媒を収納するケース103と、その下流側に設けられた下流コーン106とを備えている。下流コーン106には、排気再循環経路を形成するEGRパイプ107が接続されている。
 EGRパイプ107は、下流コーン106の外部表面から立設され、吸気経路方向に向かって曲げられている。
 車両においては、低燃費性能の向上のため触媒が大径化している傾向にある。その一方で、車両にはコンパクト化が求められている。
 しかし、従来のようにEGRパイプを触媒コンバータに接続すると、触媒コンバータに隣接する各種装置と触媒コンバータとの間に広いスペースを要する。
 触媒の大径化に加えて、前記各種装置と触媒コンバータとの間に広いスペースが必要となると、コンパクト化が阻害され得る。この場合、コンパクト化と低燃費性能の向上との両方の要請を満たすことが困難となる。
 EGRパイプを触媒コンバータに接続する場合であっても、周囲に広いスペースが不要な触媒コンバータを提供することが好ましい。
 一側面の本発明は、
 排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、該排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路との分岐部分に設置される触媒コンバータにおいて、
 耐熱性材料で形成され、前記排気経路上に設置された触媒を収納する触媒収納ケースと、
 耐熱性材料で形成され、前記排気再循環経路を形成する再循環パイプと、
 前記触媒収納ケース及び前記再循環パイプの少なくとも一方の端部から一定距離の端近傍部に設けられ、前記触媒収納ケースと前記再循環パイプとを面接触させるとともにこれらを平行に配置させる当接部と、
 前記当接部を介して当接する前記触媒収納ケース及び前記再循環パイプを嵌挿可能に形成された一の開口、及び、下流の排気経路側で開口する他の開口を有し、前記排気経路及び前記排気再循環経路を合流させる下流コーンと、
 を備えることを特徴とする。
 この触媒コンバータは、当接部によって、排気再循環パイプの当接部が設けられた部分と触媒収納ケースとが平行に配置されることとなるので、排気再循環パイプの設置によって触媒コンバータの周囲に必要とされるスペースを最小限に抑えることができる。
 したがって、本発明の触媒コンバータを用いれば、その周囲に広いスペースが不要となるため、車両の低燃費性能の向上とコンパクト化とを同時に図ることができる。
 一側面の本発明の触媒コンバータにおいて、
 前記下流コーンの下方側の内壁面は、
 前記触媒収納ケースが予め定められた配置角度で配置され、前記再循環パイプが前記触媒収納ケースの下方に配置された場合に、前記排気経路の下流側に液体が流れることが可能な形状に少なくとも形成されていても良い。
 触媒の下流側に水分が溜まる窪み等がある場合、その窪み等に排気ガスに含まれる塩素などを含む水分が溜まることがあり、この水分が下流コーンを腐食させる原因となる。また、この水分が蒸発して再循環パイプ側に入り、再循環パイプ内において水分が溜まり易い部分に不要な水が溜まると、再循環パイプが腐食する可能性がある。
 一側面の本発明によれば、触媒収納ケースが予め定められた配置角度で配置され、再循環パイプが触媒収納ケースの下方に配置された場合には、下流コーンによって水が排気経路の下流側に流れるので、下流コーン及び/又は再循環パイプの腐食を抑制することができる。
 触媒収納ケースと再循環パイプとは、車両によって様々に配置関係が変化するので、その配置関係がどのように変化しても水が排気経路の下流側に流れることが好ましい。
 一側面の本発明の触媒コンバータにおいて、
 前記下流コーンの下方側の内壁面は、
 前記触媒収納ケースが予め定められた配置角度で配置される場合、前記再循環パイプが前記触媒収納ケース回りのいずれの位置に配置されても、前記排気経路の下流側に液体が流れることが可能な形状に形成されていても良い。
 このようにすると、触媒収納ケースに対して、その回り360°いずれの方向に再循環パイプが配置されても、下流コーン等の腐食を抑制することができる。
 当接部は、再循環パイプの端部から一定距離の端部近傍に設けられ、触媒収納ケースの外周側面に沿った形状であっても良い。
 耐熱性材料としては、排気経路等を構成可能な材料であればどのようなものでもよいが、加工等の観点からステンレスであることが好ましい。
本実施形態の触媒コンバータの斜視図である。 本実施形態の触媒コンバータの説明図であり、図2Aは触媒コンバータの正面図、図2BはIIB-IIB断面図(ただし、下流コーンのみ図示されている)、図2CはIIB-IIB断面図(ただし、触媒の図示は省略されている)である。 本実施形態の触媒コンバータの変形例の説明図であり、図3Aは斜視図、図3Bは正面図である。 本実施形態の触媒コンバータの変形例の説明図であり、図4Aは斜視図、図4Bは正面図である。 本実施形態の触媒コンバータの変形例の説明図であり、図5Aは斜視図、図5Bは正面図である。 従来の触媒コンバータの説明図である。
 1…触媒コンバータ 2…外部形成部材 3…ケース(触媒収納ケース) 4…上流コーン 5…上流パイプ 6…下流コーン 6a…大口径開口(一の開口) 6b…小口径開口(他の開口) 7…EGRパイプ(再循環パイプ) 30…開口 40…中央部 41…第1差込部 42…第2差込部 50…パイプ本体 51…上流側フランジ 60…コーン本体 61…下流側フランジ 70…当接部 70a…開口 71…EGRフランジ
 以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
 本実施形態の触媒コンバータ1が設置される車両には、排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、この排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路が設けられている。
 本実施形態の触媒コンバータ1は、排気経路上において、排気再循環経路との分岐部分に設置される。
 触媒コンバータ1は、図示しないハニカム形状の酸化触媒を備える。また触媒コンバータ1は、図1に示すように、外部形成部材2を備えている。
 外部形成部材2は、耐熱性材料であるステンレスで構成されている。
 外部形成部材2は、酸化触媒を収納するケース3、上流コーン4、上流パイプ5、下流コーン6、及びEGRパイプ7を備えている。
 ケース3は、円筒形状に形成されている。ケース3の内部には、円柱形状に形成された酸化触媒(図示省略)が、ケース3の長軸に対し同軸状に収納されている。
 上流コーン4は、図2Aに示すように、中央部40を有している。中央部40は円錐台状に形成されている。中央部40においては、中央部40の軸方向の両端が開口している。中央部40の大口径側には、大口径と略同径に形成された略円筒形状の第1差込部41が設けられている。中央部40の小口径側には、小口径と略同径に形成された略円筒形状の第2差込部42が設けられている。
 上流コーン4の大口径側にケース3が嵌挿されると、その嵌挿された部分は溶接される。これによって、上流コーン4とケース3とが固定される。
 上流パイプ5は、パイプ本体50と、上流側フランジ51とを備えている。パイプ本体50は、エンジンから排出された排気ガスをケース3に誘導する。上流側フランジ51は、パイプ本体50の端部であって、上流コーン4に嵌挿される一端とは反対側の他端に設けられている。
 上流パイプ5は、上流側フランジ51を介して、上流側の排気系装置に固定される。
 上流パイプ5の前記一端が上流コーン4の小口径側に嵌挿されると、その嵌挿された部分は溶接される。これによって、上流パイプ5と上流コーン4とが固定される。
 下流コーン6は、図2Aに示すように、コーン本体60と、下流側フランジ61とを備えている。
 コーン本体60は、大口径開口6aと、大口径開口6aよりも小径の小口径開口6b(図1参照)とを有する。大口径開口6aは、ケース3とEGRパイプ7とを重ね合わせて差し込むことができるように形成されている。
 コーン本体60は、大口径開口6aから小口径開口6bに向かって漸次縮径する形状に形成されている。
 下流側フランジ61は、下流コーン6の端部のうち、小口径開口6b側の端部に設けられいる。
 下流コーン6は、下流側フランジ61を介して、下流側の排気系装置に固定される。
 大口径開口6aにケース3とEGRパイプ7とが嵌挿され、この嵌挿された部分が溶接されることによって、下流コーン6と、ケース3及びEGRパイプ7とが固定される。
 下流コーン6は、図2Aに示すように、ケース3が水平方向に対し予め定められた配置角度θで配置された場合、EGRパイプ7がケース3の軸周りのいずれの位置に配置されても、それらケース3及びEGRパイプ7が大口径開口6aに嵌挿された状態において下流コーン6の下方側の内壁面の角度が排気経路の下流側に水を流すことが可能な角度となるように、形成されている。
 下流コーン6は、薄肉に形成されているので、外部表面と内部表面とは略相似な形状に形成されている。
 EGRパイプ7は、図2A,2Cに示すように、その一方の端部から一定距離の端部近傍に、ケース3の外周側面に沿った形状に形成された当接部70を有している。
 EGRパイプ7の端部は、この当接部70を有するため、図2Cに示すように、略D字状に開口した開口70aを有し、また、この当接部70により、EGRパイプ7の端部はケース3の外周面に面接触する。
 また、EGRパイプ7は、他方の端部にEGRフランジ71を備えている。
 EGRパイプ7は、EGRフランジ71を介して、下流側の排気再循環経路の装置に固定される。
 ケース3及びこのEGRパイプ7を下流コーン6に取り付ける場合、まず、EGRパイプ7を、当接部70がケース3の外周表面に面接触するように配置する。
 そして、EGRパイプ7の当接部70が設けられた端部と、ケース3の下流側の端部とが面一となり、EGRパイプ7の開口70aと、ケース3の下流側(排気経路の下流側)の開口30aとが同一面上で開口するように揃える。
 そして、ケース3及びEGRパイプ7を重ねて下流コーン6の大口径開口6aに嵌挿し、ケース3及びEGRパイプ7と下流コーン6とを溶接して固定する。
 本実施形態の触媒コンバータ1は、組み立てられると、上流パイプ5、上流コーン4、ケース3、下流コーン6が排気経路の一部を形成し、EGRパイプ7が排気再循環経路の一部を形成する。
 また、ケース3とEGRパイプ7とを下流コーン6の大口径開口6aに嵌挿させることによって、下流コーン6内で排気経路と排気再循環経路とが合流する。
 そして、エンジン側(上流側)から排気ガスが流れると、その排気ガスの大部分は、上流パイプ5、上流コーン4、ケース3、下流コーン6を通ってさらに下流側の排気経路に流れ、排気ガスの一部は、下流コーン6からEGRパイプ7を介して下流側の排気再循環経路に流れる。
(本実施形態の特徴的な作用効果)
 本実施形態の触媒コンバータ1は、当接部70(図2A参照)によって、EGRパイプ7の当接部70が設けられた部分とケース3とが平行に配置されることとなるので、EGRパイプ7を配置する際に触媒コンバータ1の周囲に必要とされるスペースを最小限に抑えることができる。
 したがって、本実施形態の触媒コンバータ1を用いれば、触媒コンバータ1の周囲に広いスペースを確保することが不要となるため、車両の低燃費性能の向上とコンパクト化とを同時に図ることができる。
 ところで、触媒の下流側に水分が溜まる窪み等がある場合、その窪み等に排気ガスに含まれる塩素などを含む水分が溜まることがあり、この水分が下流コーン6を腐食させる原因となっていた。また、この水分が蒸発してEGFパイプ7より下流側の再循環パイプ側に入り、再循環パイプ内において、水分が溜まり易い部分に不要な水が溜まると、再循環パイプが腐食する可能性があった。
 この点、本実施形態の触媒コンバータ1は、ケース3が予め定められた配置角度θで配置された場合、EGRパイプ7がケース3の軸周りの360°いずれの位置に配置されても、下流コーン6の下方側の内壁面によって排気経路の下流側に液体が流れ得るように形成されている。
 そのため、本実施形態の触媒コンバータ1を用いると、ケース3が予め定められた配置角度θで配置され、EGRパイプ7がケース3の下方に配置された場合には、下流コーン6が、水を排気経路の下流側に流すので、下流コーン6やEGRパイプ7の腐食を抑制することができる。
[他の実施形態]
 以上、実施形態の一例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
 (1)上記実施形態で説明した触媒コンバータ1はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
 (2)上記実施形態では、上流パイプ5が1つの系統から排気ガスを受けるように構成されていたが、例えば図3A-3Bに示すように、複数の系統(例えば、4つの系統)から排気ガスを受けるように構成されてもよい。
 (3)上記実施形態では、EGRパイプ7がケース3の周囲のいずれの位置に位置しても、水分が排気経路の下流側に流れるように、下流コーン6を形成した。しかし、例えば、EGRパイプ7がケース3の下方に位置する場合にのみなど、EGRパイプ7がケース3に対して特定の方向を向く場合のみ、下流コーン6の内側表面(内壁面)のによって水(液体)が排気経路の下流側に流れるように、触媒コンバータは形成されてもよい。
 (4)上記実施形態では、EGRパイプ7がケース3の下方に位置する構成について説明したが、図4A-4B,5A-5Bに示すように、EGRパイプ7がケース3の左方或いは右方、又は上方に位置する構成が採用されても良い。
 (5)上記実施形態では、当接部70をEGRパイプ7に設けたが、当接部をケース3側に設けてもよい。また、当接部70は、EGRパイプ7において、開口70aを有する端部の端部近傍に設けたが、図示された場合より長くても短くてもよい。
 (6)本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

Claims (5)

  1.  排気ガスを内燃機関から外部に導く排気経路、及び、該排気経路から排気ガスの一部を内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環経路との分岐部分に設置される触媒コンバータにおいて、
     耐熱性材料で形成され、前記排気経路上に設置された触媒を収納する触媒収納ケースと、
     耐熱性材料で形成され、前記排気再循環経路を形成する再循環パイプと、
     前記触媒収納ケース及び前記再循環パイプの少なくとも一方の端部から一定距離の端近傍部に設けられ、前記触媒収納ケースと前記再循環パイプとを面接触させるとともにこれらを平行に配置させる当接部と、
     前記当接部を介して当接する前記触媒収納ケース及び前記再循環パイプを嵌挿可能に形成された一の開口、及び、下流の排気経路側で開口する他の開口を有し、前記排気経路及び前記排気再循環経路を合流させる下流コーンと、
     を備えることを特徴とする触媒コンバータ。
  2.  請求項1に記載の触媒コンバータにおいて、
     前記下流コーンの下方側の内壁面は、
     前記触媒収納ケースが予め定められた配置角度で配置され、前記再循環パイプを前記触媒収納ケースの下方に配置した場合に、前記排気経路の下流側に液体が流れることが可能な形状に少なくとも形成されていることを特徴とする触媒コンバータ。
  3.  請求項2に記載の触媒コンバータにおいて、
     前記下流コーンの下方側の内壁面は、
     前記触媒収納ケースが予め定められた配置角度で配置される場合、前記再循環パイプを前記触媒収納ケースの軸周りのいずれの位置に配置しても、前記排気経路の下流側に液体が流れることが可能な形状に形成されていることを特徴とする触媒コンバータ。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載の触媒コンバータにおいて、
     前記当接部は、
     前記再循環パイプの端部から一定距離の端部近傍に設けられ、前記触媒収納ケースの外周側面に沿った形状であることを特徴とする触媒コンバータ。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の触媒コンバータにおいて、
     前記耐熱性材料は、ステンレスであることを特徴とするコンバータ。
PCT/JP2014/082576 2013-12-13 2014-12-09 触媒コンバータ WO2015087882A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480067591.2A CN105829674B (zh) 2013-12-13 2014-12-09 催化转化器
US15/103,353 US10273909B2 (en) 2013-12-13 2014-12-09 Catalytic converter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013258604A JP6356413B2 (ja) 2013-12-13 2013-12-13 触媒コンバータ
JP2013-258604 2013-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015087882A1 true WO2015087882A1 (ja) 2015-06-18

Family

ID=53371184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/082576 WO2015087882A1 (ja) 2013-12-13 2014-12-09 触媒コンバータ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10273909B2 (ja)
JP (1) JP6356413B2 (ja)
CN (1) CN105829674B (ja)
WO (1) WO2015087882A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017201815B4 (de) 2017-02-06 2018-08-23 Audi Ag Abgasanlage und Verfahren zum Betreiben einer Abgasanlage
JP6493464B2 (ja) * 2017-07-24 2019-04-03 マツダ株式会社 エンジンの排気装置
CN111156068B (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 北汽福田汽车股份有限公司 发动机后处理系统及车辆
CN114542240B (zh) * 2022-02-18 2023-06-13 南京工程学院 一种多级循环柴油机尾气催化处理机构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002147288A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Honda Motor Co Ltd 排気ガス還流系の状態判定装置
JP2004176554A (ja) * 2002-11-25 2004-06-24 Nissan Motor Co Ltd エンジンのegr装置
JP2012031782A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Toyota Motor Corp 排気系のegr配管接続部構造
JP2013136989A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Toyota Industries Corp 内燃機関の排気装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5657736A (en) * 1994-12-30 1997-08-19 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel metering control system for internal combustion engine
JP4434401B2 (ja) * 2000-01-19 2010-03-17 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN100520043C (zh) * 2007-07-28 2009-07-29 奇瑞汽车股份有限公司 一种发动机废气再循环装置
BR112015018123A2 (pt) * 2013-02-04 2017-07-18 Johnson Matthey Plc sistema de escape para tratar um gás de escape de um motor de combustão interna

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002147288A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Honda Motor Co Ltd 排気ガス還流系の状態判定装置
JP2004176554A (ja) * 2002-11-25 2004-06-24 Nissan Motor Co Ltd エンジンのegr装置
JP2012031782A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Toyota Motor Corp 排気系のegr配管接続部構造
JP2013136989A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Toyota Industries Corp 内燃機関の排気装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105829674B (zh) 2018-08-28
US10273909B2 (en) 2019-04-30
CN105829674A (zh) 2016-08-03
US20160333828A1 (en) 2016-11-17
JP2015113814A (ja) 2015-06-22
JP6356413B2 (ja) 2018-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015087882A1 (ja) 触媒コンバータ
KR101327881B1 (ko) 환원제 수용액 믹싱 장치 및 배기 가스 후처리 장치
US9453452B2 (en) Muffler
WO2015053256A1 (ja) 排気浄化装置
JP5339079B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
US9097156B2 (en) Exhaust gas purifying device
US9228471B2 (en) Mixing device for an exhaust system of a vehicle
US20150377104A1 (en) Exhaust gas line section for supplying liquid additive
US8307944B2 (en) Muffler
WO2017064884A1 (ja) 排気状態検出装置
WO2015046169A1 (ja) 排気管構造
JP2019203502A (ja) 樹脂製インテークマニホールド
JP7469279B2 (ja) 排気部品
JP7192271B2 (ja) 排気浄化装置および車両
WO2017119167A1 (ja) 排気装置
US20220235688A1 (en) Exhaust gas sensor assembly
JP2009197629A (ja) 車両用消音器
US20180230889A1 (en) Inlet Device for a Catalytic Converter
US20100059312A1 (en) Particle matter catalyst inserted muffler
US20150135692A1 (en) Device for guiding a gas stream
JP6013769B2 (ja) 排気処理装置
JP2023082781A (ja) 排気管構造
JP2023083073A (ja) 排気ガス処理装置
JP2021131030A (ja) 排気構造
JP2020159217A (ja) Egr装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14869607

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15103353

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14869607

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1