WO2019131495A1 - 触媒担持体の取付構造 - Google Patents

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catalyst
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篤人 中村
加藤　正
隆時 南
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ニチダイフィルタ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/24—Exhaust 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
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the present invention relates to a mounting structure of a catalyst carrier capable of efficiently purifying exhaust gas at a position relatively close to a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • Patent Document 1 is proposed for providing an exhaust gas purification catalyst at a position relatively close to a combustion chamber of an exhaust flow passage in an internal combustion engine.
  • providing the catalyst for exhaust gas purification at a position relatively close to the combustion chamber of the exhaust flow path in the internal combustion engine means that the temperature of the catalyst is raised by the heat of combustion of the internal combustion engine and the exhaust gas and the catalyst is promptly activated. It is because you can.
  • Patent Document 1 when the catalytic converter 12 is provided in the flow path of the exhaust pipe 11 connected from the engine E, the catalytic converter 12 may be arranged axially and radially of the exhaust pipe 11. It solves the problem that the catalytic converter 12 can not be provided in the vicinity of the engine E, especially when the exhaust pipe immediately after the engine is bent as in a two-wheeled vehicle because the arrangement space is large. In order to do that, we propose the following.
  • Patent Document 1 the gasket interposed between each combustion chamber of the internal combustion engine and each branch of the manifold is provided with a cylindrical portion to be inserted into the branch, and the catalyst layer is formed on the inner and outer surfaces of this cylindrical portion. It is made to provide.
  • the catalyst layer for exhaust gas purification is positioned in the exhaust flow path close to the combustion chamber of the internal combustion engine, so that an additional space for providing the exhaust gas purification structure becomes unnecessary. There is.
  • the problem to be solved by the present invention is that, in the technology described in Patent Document 1, since the catalyst layer is provided in a plane parallel to the flow direction of the exhaust, the exhaust flowing through the central portion of the exhaust flow path is purified In addition, the exhaust purification efficiency is bad.
  • the catalyst carrier is used as a mounting portion for the exhaust gas purification portion and the outer edge, and the mounting portion is mounted by being sandwiched by the connection portion of the flow channel such that the purification portion blocks the flow channel. It is characterized by
  • the attachment portion is attached to the flow channel connection portion so as to block the flow channel by the purification portion of the catalyst carrier, the exhaust gas is not purified at the central portion of the exhaust flow channel.
  • (A) is a perspective view which shows the catalyst supporting body used by this invention
  • (b) is a disassembled perspective view explaining the attachment structure of the catalyst supporting body of this invention.
  • (A) is a mounting structure of the catalyst supporting body of this invention
  • (b) is a longitudinal cross-sectional view which respectively shows a catalyst supporting body.
  • (A) is a longitudinal cross-sectional view which respectively shows the attachment structure of the catalyst support body by the modification of this invention, (b) shows a catalyst support body.
  • (A) is a perspective view which shows a catalyst supporting body
  • (b) is a disassembled perspective view explaining the attachment structure of the catalyst supporting body by the modification of this invention.
  • (A) is a longitudinal cross-sectional view which respectively shows the attachment structure of the catalyst support body by the modification of this invention, (b) shows a catalyst support body.
  • (A) is a mounting structure of the catalyst supporting body of this invention,
  • (b) is a longitudinal cross-sectional view which respectively shows a catalyst supporting body.
  • (A) to (f) each show a variation of the catalyst support used in the present invention. It is a figure for demonstrating the attachment condition of the conventional catalytic converter.
  • An object of the present invention is to efficiently purify exhaust gas from a combustion chamber in an exhaust flow passage immediately after an internal combustion engine.
  • the catalyst carrier is used as the attachment part of the exhaust purification part and the outer edge, and the attachment part is attached by sandwiching and attached to the connection part of the flow path so that the purification part interrupts the flow path. .
  • to interrupt the flow path means a state in which the flow of fluid is possible in a state where the flow path is separated from the flow path due to the arrangement. That is, to interrupt the flow path means to divide the flow path and not to interrupt the flow of fluid. That is, since the cylindrical part in patent document 1 is connecting the inner peripheral part with the flow path, it is not the structure which interrupts
  • the attachment portion is attached to the connection portion of the flow path so that the purification portion blocks the flow path, but depending on the catalyst carrier, there is a possibility that fluid may leak from the connection portion. is there.
  • the present invention adopts a configuration in which in the above configuration, the mounting portion is crushed and attached in the thickness direction so that the fluid does not leak from the connection portion of the flow path, or the connecting portion is attached to the mounting portion and attached. do it. By doing this, since the fluid (exhaust) does not leak from the connection portion, the exhaust purification efficiency by the catalyst is further improved.
  • the catalyst carrier is attached at a position relatively close to the combustion chamber of the internal combustion engine, for example, the connection of the flow passage between each combustion chamber and each branch pipe of the manifold.
  • the catalyst support employed in the mounting structure of the present invention preferably has, for example, the following configuration.
  • the catalyst support is, for example, a structure in which a catalyst substance is supported on a porous body obtained by sintering a material obtained by laminating a plurality of metal nets or a single layer metal net material. It is desirable in that it is easy to attach at the joints such as the joint of the road.
  • the catalyst carrier itself is not limited except that it has the purification portion and the attachment portion, and, for example, a plurality of the above-mentioned one unit configuration may be used.
  • the mounting portions may be overlapped with each other.
  • the shape of the purification portion of the catalyst carrier the shape of the surface, the shape having irregularities and waves formed in the surface, and the shape of a cone whose cross-sectional area decreases from upstream to downstream of the flow channel
  • a shape that can ensure a wide contact area with the exhaust gas, such as one having a rectangular cross section or a circular cross section toward the downstream from the flow path upstream may be used.
  • the attachment which is the outer edge of the purification part, is pressurized, for example, in the thickness direction to increase the density so that the exhaust does not leak from the connection.
  • the front and back of the pressurized outer edge may be sandwiched between the connectors.
  • connection body is provided for the attachment portion which is the outer edge of the purification portion so that the catalyst carrier does not leak exhaust gas from the connection portion when attached to the connection portion of the flow path.
  • the outer edge (attachment portion) of the catalyst carrier may be fitted in the direction of the outer edge of the thick portion, or the connector may be made of heat insulating fiber.
  • FIGS. 1 to 6 there is shown an example in which the catalyst carrier 1 is processed in advance to carry out the mounting structure of the present invention.
  • 1 is a catalyst carrier used in the present invention.
  • the catalyst carrier 1 has a structure in which a catalyst substance is supported on a porous body obtained by sintering a material obtained by laminating a plurality of wire nets, or a single layer wire net material, for example. Adopt).
  • the outer edge of the purification portion 1A through which the exhaust gas passes is the attachment portion 1B.
  • cleaning part 1A means the part located in the outer side of the exhaust flow path C.
  • the mounting portion 1B is pressurized from the thickness direction to the thickness center from the front and back to increase the density and crush the mesh of the metal mesh in this example to close the catalyst carrier 1.
  • the exhaust gas is prevented from leaking out of the flow path from the mounting portion 1B.
  • the catalyst carrier 1 may be, for example, a unit in which the catalyst substance is supported on a porous body obtained by sintering a material obtained by laminating a plurality of metal nets or a single layer metal net material.
  • a plurality of configurations for example, as shown in FIG. 7A, do not open the space between the purification parts 1A in the flow path direction, or as shown in FIG. 7B, the space between the purification parts 1A in the flow path direction It is also possible to open and use mounting parts 1B in piles.
  • the shape of the purification portion 1A of the catalyst carrier in addition to the one having a planar shape as shown in FIGS. 1 to 6, for example, as shown in FIG. Those having a spindle shape with a reduced cross-sectional area, those having irregularities or waves formed in a plane as shown in FIG. 7 (d), and from the upstream to the downstream of the channel as shown in FIGS. 7 (e) and (f) It is also possible to use directed towards a circular cross section or a bulging into a rectangular cross section.
  • the contact area with the exhaust gas can be secured widely, so that the exhaust purification efficiency can be improved, and the pressure loss can also be reduced. Since mechanical dimensional variation of contraction is also absorbed, there is an effect that the attachment is stabilized.
  • the catalyst carrier 1 is pressurized in advance from the thickness direction to the thickness center from the front and back to increase the density before attaching it to the connection part of the flow path, and in this example, it substitutes for crushing (closing) the wire mesh. As a result of sandwiching and attaching to the connection portion of the flow path, the mounting portion 1B may be crushed in the thickness direction.
  • the catalyst carrier 1 is connected to the exhaust passage A of the cylinder head SH of the engine as an internal combustion engine and the exhaust passage C of the manifold B, and the passage from the exhaust hole A to the exhaust passage C is It is attached so as to block it.
  • the catalyst carrier 1 is described as being in the form of a circular surface throughout the present embodiment, its shape is not limited except that it has the purification portion 1A and the attachment portion 1B as described above, and the shape is not limited to a circle. It is not limited, and may be an ellipse or a polygon. Further, the catalyst carrier 1 may have a shape along the flange shape of the end face on the cylinder head SH side, for example, in the multi-cylinder manifold B, and the exhaust flow-through portion is the outer edge (purification portion 1A The shape is not limited as long as the enclosed portion is the mounting portion 1B.
  • the mounting portion 1B is positioned on the flange portions SHa and Ba of the cylinder head SH and the manifold B which are abutted with each other, and each screw hole formed in the flange portions SHa and Ba Align the SHb and Bb, insert the bolt P, screw the flanges SHa and Ba in the direction to approach each other with the nut N via the bolt P and the spring washer SW for securing the bolt P for locking. Install.
  • the above attachment structure is attached as described above because the purification portion 1A and the attachment portion 1B of the catalyst carrier 1 are not separate bodies, and the attachment portion 1B is pressurized from the thickness direction to increase the density. Even though the exhaust gas is prevented from leaking, even if the catalyst carrier 1 vibrates due to the pulsation of the exhaust gas from the combustion chamber, only the catalyst carrier 1 does not fall out inside the exhaust flow path C.
  • the catalyst carrier 1 employed in the mounting structure shown in FIG. 3 has the mounting portion 1B from the front and back of the mounting portion 1B which is pressurized in the thickness direction to increase the density in the configuration shown in FIG. 1 and FIG.
  • the connectors 2A and 2B similar in shape are sandwiched and integrated.
  • the connector 2 may be a gasket interposed in a flow passage relatively close to the combustion chamber of the internal combustion engine, for example, a connection portion in the flow passage of the exhaust hole A formed in the cylinder head SH and the exhaust flow passage C of the manifold B. .
  • the material and detailed configuration of the connector 2 depend on the mounting position of the catalyst carrier 1, considering that the catalyst carrier 1 is provided relatively close to the combustion chamber of the internal combustion engine, high temperature and high pressure Materials such as metals and copper alloys that can endure can be adopted.
  • screw holes SHb formed in the flange SHa of the cylinder head SH and the flange Ba of the manifold B at the same position as the screw holes SHb are formed in the mounting portion 1B and the connectors 2A and 2B.
  • the through holes 1Ba (attachment portion 1B) and 2a, 2a (connector 2A) of the bolt P are respectively provided at the same positions communicating with the screw holes Bb.
  • the catalyst carrier 1 is located at the connection between the cylinder head SH and the manifold B, and is provided in the screw hole SHb of the cylinder head SH at the through holes 2a, 1Ba, 2a and the flange portion Ba at the end of the manifold B.
  • the screw holes Bb are made to coincide with each other, and the bolt P is inserted through the spring washers SW into the screw holes Bb, the through holes 2a, 1Ba, 2a and the screw holes SHb, and screwed and attached.
  • the catalyst carrier 1 is replaced by pressing the mounting portion 1B in the thickness direction to increase the density in the above (the thickness and density of the purification portion 1A remain unchanged).
  • the catalyst carrier 1 in FIGS. 4 and 5 press the connection body 2C from the thickness direction in this example, for example. Shows an integrated structure.
  • Through holes 2a of bolts P to be screwed into the screw holes SHb are formed in the outer edge of the connector 2C at the same position as the screw holes SHb provided in the cylinder head SH. In the connection body 2C shown in FIGS. 4 and 5, the through hole 2a is not formed in the mounting portion 1B.
  • the catalyst carrier 1 in FIGS. 4 and 5 is, for example, positioned between the flange SHb of the cylinder head SH and the flange Ba of the manifold B as shown in FIG.
  • the through hole 2a and the screw hole Bb of the manifold B are made to coincide with the SHb, and the bolt P is inserted through the spring washer SW and screwed and attached.
  • the connector 2C and the mounting portion 1B are integrated more firmly, and the catalyst carrier 1 vibrates due to the pulsation of the exhaust from the combustion chamber. Also, it is possible to prevent only the catalyst carrier 1 from falling off inside the exhaust flow path C, and it is possible to reliably prevent the exhaust from leaking from here.
  • the catalyst carrier 1 is replaced by the connecting portion 2C provided in the mounting portion 1B shown in FIG. 4 and FIG.
  • the connection part 2D covered with expanded graphite is adopted.
  • the connecting portion 2D of the catalyst carrier 1 is positioned on the flange portions SHa and Ba where the cylinder head SH and the manifold B abut each other.
  • the flange portions SHa and Ba are tightened so as to approach each other.
  • the present invention since the catalyst carrier 1 is planar and the planar catalyst carrier 1 is attached to the connection portion of the flow path, the present invention is also relatively close to the combustion chamber. It can be installed. And, when installed at a position close to the combustion chamber, the outer edge of the purification portion 1A in the catalyst carrier 1 is substantially the entire surface purification portion 1A as the attachment portion 1B, so the purification portion 1A is vibrated by the pulsation of the combustion chamber. Can be prevented from falling off the exhaust flow path C.
  • the exhaust gas does not leak from the mounting portion 1B when attached to the connection portion of the flow path, so that the catalyst carrier 1 can be attached to the connection portion of the flow path , Workability at the time of installation is good. Further, when the catalyst support 1 is deteriorated by use, it may be replaced with a new catalyst support 1, so that the workability at the time of replacement is also extremely good.
  • the present invention has a high degree of freedom in the configuration of the mounting portion 1B, the connecting member 2 provided in the mounting portion 1B, and the configuration of integrating these in the catalyst carrier 1 in advance for implementing the mounting structure.

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Abstract

【課題】内燃機関の燃焼室からの排気を浄化する触媒担持体を、燃焼室から比較的近い位置に、容易に設置することができ、取り替えも容易で、かつ排気浄化効率が良好な状態で取り付ける構造を提供する。 【解決手段】本発明の触媒担持体の取付構造は、触媒担持体１を排気の浄化部１Ａと外縁の取付部１Ｂとし、浄化部１Ａが流路を遮るように取付部１Ｂを該流路の接続部に挟み込んで取り付ける。

Description

触媒担持体の取付構造
　本発明は、内燃機関の燃焼室から比較的近い位置で効率良く排気浄化を行うことが可能な触媒担持体の取付構造に関するものである。
　例えば、内燃機関における排気流路の燃焼室から比較的近い位置に排気浄化用の触媒を設ける点に関して、特許文献１が提案されている。ここで、内燃機関における排気流路の燃焼室から比較的近い位置に排気浄化用の触媒を設けるのは、内燃機関の燃焼や排気の熱により触媒を昇温して速やかに触媒を活性化することができるためである。
　特許文献１は、図８に示すように、エンジンＥから接続された排気管１１の流路中に触媒コンバータ１２を設ける際、この触媒コンバータ１２が排気管１１の軸方向にも径方向にも大きくて配置スペースの制約が生じ、また、特に、二輪車のようにエンジン直後の排気管が屈曲しているような場合には、エンジンＥの近傍に触媒コンバータ１２を設けることができない点を解決するために、下記を提案している。
　すなわち、特許文献１では、内燃機関の各燃焼室とマニホールドの各枝管との間に介装するガスケットに、前記枝管に挿入する筒部を設け、この筒部の内外面に触媒層を設けるようにしている。
　上記特許文献１に記載された構成では、内燃機関の燃焼室から近い排気流路に、排気浄化用の触媒層を位置させているので、排気浄化構成を設ける別途のスペースが不要となるという利点がある。
　しかし、上記特許文献１に記載された構成は、触媒層が排気の流れ方向と平行な面に設けられているため、該触媒層に接触する排気は浄化されるとしても、例えば排気流路における筒部の中央部を流れる排気は該触媒層に接触せず、結果として浄化されない排気が生じる可能性があり、排気量全体から見た浄化効率が悪いという問題があった。
特開２００１－５００４３号公報
　本発明が解決しようとする問題は、特許文献１に記載された技術は、触媒層が排気の流れ方向と平行な面に設けられているため、排気流路の中央部を流れる排気は浄化されず、排気浄化効率が悪いことにある。
　本発明の触媒担持体の取付構造は、触媒担持体を排気の浄化部と外縁の取付部とし、前記浄化部が流路を遮るように前記取付部を該流路の接続部に挟み込んで取り付けることを特徴としている。
　本発明は、流路の接続部において、触媒担持体の浄化部で流路を遮るように、取付部が取り付けられるから、排気流路の中央部で排気が浄化されないといったことがない。
（ａ）は本発明で用いられる触媒担持体を示す斜視図、（ｂ）は本発明の触媒担持体の取付構造を説明する分解斜視図、である。 （ａ）は本発明の触媒担持体の取付構造を、（ｂ）は触媒担持体を、各々示す縦断面図である。 （ａ）は本発明の変形例による触媒担持体の取付構造を、（ｂ）は触媒担持体を、各々示す縦断面図である。 （ａ）は触媒担持体を示す斜視図、（ｂ）は本発明の変形例による触媒担持体の取付構造を説明する分解斜視図、である。 （ａ）は本発明の変形例による触媒担持体の取付構造を、（ｂ）は触媒担持体を、各々示す縦断面図である。 （ａ）は本発明の触媒担持体の取付構造を、（ｂ）は触媒担持体を、各々示す縦断面図である。 （ａ）～（ｆ）は各々本発明で用いられる触媒担持体のバリエーションを示す図である。 従来の触媒コンバータの取付状況を説明するための図である。
　本発明の目的は、内燃機関の直後の排気流路において燃焼室からの排気を効率よく浄化することにある。そして、この目的を達成するため、触媒担持体を排気の浄化部と外縁の取付部とし、浄化部が流路を遮るように取付部を該流路の接続部に挟み込んで取り付けることで達成した。
　なお、本発明において、流路を遮るとは、配置上、流路に存在して流路を分断した状態で、流体の流通は可能な状態を意味する。すなわち、流路を遮るとは流路を分断するのであって流体の流通を遮断することを意味していない。つまり、特許文献１における筒部は内周部が流路と連通しているので、流路を遮る構成ではない。
　本発明は、上記構成のとおり、浄化部が該流路を遮るように、流路の接続部に取付部を挟み込んで取り付けるのであるが、触媒担持体によっては接続部から流体が漏れる可能性がある。
　そこで、本発明は、上記構成において、流路の接続部から流体が漏れないように、取付部を厚み方向に潰して取り付ける、又は、取付部に接続体を介在させて取り付ける、といった構成を採用すればよい。こうすることで、接続部から流体（排気）が漏れないので、触媒による排気浄化効率がさらに向上する。
　本発明は、例えば、内燃機関の燃焼室から比較的近い位置、例えば各燃焼室とマニホールドの各枝管との流路の接続部に触媒担持体を取り付けることを想定している。本発明の取付構造に採用される触媒担持体は、例えば、次のような構成であることが望ましい。
　触媒担持体は、例えば複数枚の金網を積層した素材、あるいは単層の金網素材、を焼結した多孔体に、触媒物質を担持させた構成であることが、例えば燃焼室直後の屈曲した流路の継目等の接続部において取り付けが容易である点で望ましい。
　また、触媒担持体自体は、浄化部と取付部を有すること以外は限定せず、例えば上記１個単位の構成を複数、例えば流路方向に浄化部同士の間隔を開けて又は開けないで、取付部同士を重ねて使用してもよい。
　さらに、触媒担持体の浄化部の形状に関しては、面状とされたもの、前記面状に凹凸や波を形成したもの、流路上流から下流に向けて断面積が小さくなる錘状とされたもの、流路上流から下流に向けて断面矩形又は断面円形に膨出したもの、のように排気との接触面積を広く確保できる形状を使用してもよい。
　さらに上記触媒担持体は、流路の接続部に取り付けたとき、該接続部から排気が漏れないように、浄化部の外縁である取付部について、例えば厚み方向から加圧して密度を上げたり、前記加圧して密度を上げた外縁の表裏を接続体で挟み込んだりしてもよい。
　また、上記触媒担持体は、流路の接続部に取り付けたとき、該接続部から排気が漏れないように、浄化部の外縁である取付部について、例えば接続体を設けたり、前記接続体の厚み部位における外縁方向へ触媒担持体の外縁（取付部）を嵌め込んだり、該接続体を断熱繊維で構成したものであってもよい。
　以下、本発明の触媒担持体の取付構造の具体的な実施例について、図１～図６を参照して説明する。図１～図６に示す実施例では、いずれも、本発明の取付構造を実施するために予め触媒担持体１において加工を施した例を示す。１は、本発明で採用される触媒担持体である。触媒担持体１は、本例では、例えば複数枚の金網を積層した素材、あるいは単層の金網素材、を焼結した多孔体に、触媒物質を担持させた構成（図面は単層のものを示している）を採用する。
　触媒担持体１は、全面のうち排気が通過する浄化部１Ａの外縁を取付部１Ｂとしている。なお、浄化部１Ａの外縁とは、排気流路Ｃの外側に位置する部分をいう。
　図１及び図２に示す例では、取付部１Ｂは、厚み方向から厚み中央へ表裏から加圧して密度を上げて本例では金網の目を潰す（閉塞する）ことで、触媒担持体１を流路に取り付けた際に、該取付部１Ｂから排気が流路の外へ漏れないようにしている。
　なお、触媒担持体１は、例えば複数枚の金網を積層した素材、あるいは単層の金網素材、を焼結した多孔体に、触媒物質を担持させた構成を１個単位とした場合に、この構成を複数、例えば図７（ａ）に示すように流路方向に浄化部１Ａ同士の間隔を開けないで、又は図７（ｂ）に示すように流路方向に浄化部１Ａ同士の間隔を開けて、取付部１Ｂ同士を重ねて使用することも可能である。
　さらに、触媒担持体１の浄化部１Ａの形状に関しては、図１～図６に示すように面状とされたものの他、例えば図７（ｃ）に示すように流路上流から下流に向けて断面積が小さくなる錘状とされたもの、図７（ｄ）に示すように面状に凹凸や波を形成したもの、図７（ｅ）（ｆ）に示すように流路上流から下流に向けて断面円形又は断面矩形に膨出したもの、を使用することも可能である。
　このような触媒担持体１を用いれば、排気との接触面積を広く確保できるから排気浄化効率が向上し、また、圧損も下げることが可能となる他、熱による素材の流路方向の膨張と収縮の機械的寸法変動も吸収するから、取り付けが安定するという効果がある。
　また、触媒担持体１は、流路の接続部に取り付ける前に予め厚み方向から厚み中央へ表裏から加圧して密度を上げて本例では金網の目を潰す（閉塞する）ことに代えて、流路の接続部に挟み込んで取り付けた結果、取付部１Ｂが厚み方向に潰れることとなっても構わない。
　触媒担持体１は、本例では例えば内燃機関としてエンジンのシリンダヘッドＳＨの排気孔Ａと、マニホールドＢの排気流路Ｃとの接続部に、排気孔Ａから排気流路Ｃへの流路を遮るように取り付けられる。
　なお、触媒担持体１は、本実施例全体を通して円形の面状とされたもので説明するが、その形状は上記のとおり浄化部１Ａと取付部１Ｂを有すること以外は限定せせず、円に限らず、楕円でも多角形でも良い。また、触媒担持体１は、例えば多気筒のマニホールドＢにおいては、シリンダヘッドＳＨ側の端面のフランジ形状に沿った形状でよく、排気が流通する部位を浄化部１Ａでその外縁（浄化部１Ａを囲んだ部位）を取付部１Ｂとなっていればその形状は限定しない。
　図１及び図２に示す触媒担持体１は、例えばシリンダヘッドＳＨとマニホールドＢの互いの突き合わせたフランジ部ＳＨａ，Ｂａに取付部１Ｂを位置させ、フランジ部ＳＨａ，Ｂａに形成された各ねじ孔ＳＨｂ，Ｂｂをそれぞれ位置合わせしてボルトＰを挿入し、該ボルトＰとボルトＰの緩み止め用のスプリングワッシャＳＷを介してナットＮとによりフランジ部ＳＨａ，Ｂａを互いに接近する方向にねじ締結して取り付ける。
　上記の取付構造は、触媒担持体１の浄化部１Ａと取付部１Ｂとが別体ではなく、また、取付部１Ｂが厚み方向から加圧して密度を上げていることから、上記のように取り付けても排気が漏れることが防止されると共に、燃焼室からの排気の脈動によって触媒担持体１が振動しても、該触媒担持体１だけが排気流路Ｃの内部に脱落することがない。
　図３に示す取付構造に採用される触媒担持体１は、上記図１及び図２に示した構成において、厚み方向から加圧して密度を上げた取付部１Ｂの表裏から、該取付部１Ｂの形状に相似した接続体２Ａ，２Ｂで挟み込んで一体としている。接続体２は、内燃機関の燃焼室から比較的近い流路、例えばシリンダヘッドＳＨに形成した排気孔ＡとマニホールドＢの排気流路Ｃの流路における接続部に介在させるガスケットであってもよい。
　また、接続体２の材質や詳細構成は、触媒担持体１の取り付け位置にもよるが、内燃機関の燃焼室から比較的近い位置に触媒担持体１を設けることを考慮すると、高温・高圧に耐え得る金属、銅合金等の材質を採用すればよい。
　例えば図３の取付構造の場合、取付部１Ｂ及び接続体２Ａ，２Ｂには、シリンダヘッドＳＨのフランジＳＨａに形成されたねじ孔ＳＨｂ、これらねじ孔ＳＨｂと同位置でマニホールドＢのフランジＢａに形成されたねじ孔Ｂｂ、と連通する同じ位置に、ボルトＰの貫通孔１Ｂａ（取付部１Ｂ）及び２ａ，２ａ（接続体２Ａ）がそれぞれ設けられている。
　触媒担持体１は、シリンダヘッドＳＨとマニホールドＢとの接続部に位置させ、シリンダヘッドＳＨのねじ孔ＳＨｂに、前記貫通孔２ａ，１Ｂａ，２ａ及びマニホールドＢの端部のフランジ部Ｂａに設けたねじ孔Ｂｂを一致させ、これらねじ孔Ｂｂ、貫通孔２ａ，１Ｂａ，２ａ及びねじ孔ＳＨｂにスプリングワッシャＳＷを介してボルトＰを挿通して、ねじ結合して取り付ける。
　図３に示す取付構造の場合、触媒担持体１の取付部１Ｂの排気流通方向の表裏を接続体２Ａ，２Ｂが挟み込んでいるので、図１及び図２の構成に較べてより一層、接続部からの排気の漏出防止が確実となる。
　図４及び図５に示す取付構造では、触媒担持体１を、上記において取付部１Ｂを厚み方向から加圧して密度を上げていたのに代えて（浄化部１Ａの厚み・密度はそのままで）、接続体２Ｃを設けた構成としたものを採用した。
　すなわち図４及び図５における触媒担持体１は、取付部１Ｂを、接続体２Ｃの内周部に形成した嵌入溝２ｂに嵌め込んだ後、例えば本例では接続体２Ｃを厚み方向から加圧して一体化した構造を示している。
　接続体２Ｃには、その外縁に、シリンダヘッドＳＨに設けたねじ孔ＳＨｂと同じ位置に、前記ねじ孔ＳＨｂにねじ込むボルトＰの貫通孔２ａが形成されている。なお、図４及び図５に示す接続体２Ｃは貫通孔２ａが取付部１Ｂに形成されていない。
　図４及び図５における触媒担持体１は、本例では、例えば図３に示したようにしてシリンダヘッドＳＨのフランジＳＨｂとマニホールドＢのフランジＢａとの間に位置させ、シリンダヘッドＳＨのねじ孔ＳＨｂに、前記貫通孔２ａ、及びマニホールドＢのねじ孔Ｂｂを一致させ、スプリングワッシャＳＷを介してボルトＰを挿通して、ねじ結合して取り付ける。
　図４及び図５に示した取付構造であれば、触媒担持体１において接続体２Ｃと取付部１Ｂがより強固に一体化され、燃焼室からの排気の脈動によって触媒担持体１が振動した場合にも、触媒担持体１だけが排気流路Ｃの内部に脱落することを防止できると共に、排気がここから漏れることを確実に阻止できる。
　図６に示す取付構造は、触媒担持体１が、図４及び図５に示した取付部１Ｂに設けた接続部２Ｃに代えて、取付部１Ｂをカーボン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維といった断熱フィラー又は膨張黒鉛で覆った接続部２Ｄとされたものを採用するようにしている。
　図６に示す取付構造は、例えば、図１及び図２のように、シリンダヘッドＳＨとマニホールドＢの互いの突き合わせたフランジ部ＳＨａ，Ｂａに触媒担持体１の接続部２Ｄを位置させ、ボルトＰでフランジ部ＳＨａ，Ｂａを互いに接近するように締めることで行う。図６の取付構造であれば、接続体２Ｄの断熱構成により、燃焼室から触媒担持体１への熱伝達を遮断することができる。
　このように、本発明は、触媒担持体１が面状であること、また、面状の触媒担持体１を流路の接続部に取り付ける構成であるから、燃焼室から比較的近い位置にも設置することができる。そして、燃焼室から近い位置に設置した場合には、触媒担持体１における浄化部１Ａの外縁を取付部１Ｂとして実質的に全面浄化部１Ａであるので、燃焼室の脈動の振動で浄化部１Ａが排気流路Ｃへ脱落することが防止できる。
　さらに、本発明は、流路の接続部に取り付けた際、取付部１Ｂから排気が漏れないようにしているので、ガスケットを介在させるごとく触媒担持体１を流路の接続部に取り付けることができ、取り付けの際の作業性が良い。また、使用により触媒担持体１が劣化した場合には、新しい触媒担持体１に交換すればよいので、交換の際の作業性も極めて良好である。
　また、本発明は、取付構造を実施するにあたって、予め触媒担持体１において、取付部１Ｂと、該取付部１Ｂに設ける接続体２の構成、及びこれらを一体化する構成に高い自由度を持たせることができ、熱による素材の膨張又は収縮を吸収することができ、よって安定した取付強度が確保でき、さらに、取り付け位置や用途によって、様々に変形したり、機能を持たせたり、機能を特化したりすることができる。
　１　　触媒担持体
　　１Ａ　浄化部
　　１Ｂ　取付部
　２　接続体

Claims (3)

  1. 　触媒担持体を排気の浄化部と外縁の取付部とし、前記浄化部が流路を遮るように前記取付部を該流路の接続部に挟み込んで取り付けることを特徴とする触媒担持体の取付構造。
  2. 　流路の接続部から流体が漏れないように取付部を厚み方向に潰して取り付けることを特徴とする請求項１記載の触媒担持体の取付構造。
  3. 　流路の接続部から流体が漏れないように取付部に接続体を介在させて取り付けることを特徴とする請求項１記載の触媒担持体の取付構造。
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