WO2020161983A1 - 船外機の触媒装置 - Google Patents

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黒田　達也
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an outboard motor catalyst device.
  • a structure has been proposed in which an outboard motor is provided with a catalyst connected to the engine to purify exhaust gas from the engine.
  • a catalyzer unit has a double structure composed of an inner cylinder and an outer cylinder, a catalyst is held by the inner cylinder by a cushioning material, and a catalyst is placed outside the inner cylinder via a ring spacer.
  • a technique for supporting a cylinder is disclosed (for example, Patent Document 1).
  • Other techniques include, for example, a metal-supported catalyst having a metal core and a metal inner cylinder, and a metal outer catalyst that is provided on the outer peripheral side of the inner cylinder and forms an insulator between the outer peripheral surface thereof.
  • Patent Document 2 a technique in which the inner cylinder is thinner than the outer cylinder is disclosed in an exhaust gas purifying catalytic converter including a cylinder.
  • the catalyst device itself to which the catalyst is attached is formed in double, and when the catalyst device is attached to the exhaust manifold or the portion leading to the exhaust pipe, the catalyst device is attached. It is necessary to secure a large space, which causes a problem that the outboard motor itself becomes large.
  • the present invention comprises an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of an engine of an outboard motor, wherein a catalyst is installed inside the exhaust pipe, and at least a place where the catalyst is installed in the exhaust pipe.
  • the part corresponding to is formed in a double structure including an inner tube and an outer tube.
  • the double structure portion of the exhaust pipe has a heat resistant structure.
  • the heat resistant structure is characterized by being configured by incorporating either glass wool, rock wool or a reinforced carbon composite material in a space between the inner tube and the outer tube.
  • the heat resistant structure is characterized in that a plastic heat insulating material is installed on the outer surface of the outer tube.
  • the plastic heat insulating material is any one of extruded expanded polystyrene, bead method polystyrene, urethane foam, highly expanded polyethylene or phenol foam.
  • the heat resistant structure is characterized in that the space between the inner pipe and the outer pipe is in a low pressure or in a vacuum.
  • the heat resistant structure is characterized in that the outer surface of the inner tube and the inner surface of the outer tube are mirror-finished.
  • the catalyst installation portion of the exhaust pipe is formed by welding pipe members formed by dividing the exhaust pipe into two.
  • the inside of the inner pipe is kept at a predetermined temperature by the exhaust, and thus Therefore, the oxidation and reduction reactions of the catalyst arranged inside the inner tube can be favorably performed. Further, since the catalyst is installed inside the inner pipe of the exhaust pipe, it is not necessary to separately provide a space for installing the catalyst, and the installation space for the catalyst can be reduced. As a result, the outboard motor can be downsized.
  • FIG. 1 is a vertical sectional side view of a main part of an outboard motor according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an outline of the exhaust structure of the engine.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing details of the exhaust pipe.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another heat insulating structure.
  • FIG. 5 is a figure which shows typically the structure of the water suppression mechanism which concerns on this embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional side view of essential parts of an outboard motor 10 according to this embodiment.
  • the terms “front, rear, left and right” are based on a state in which the boat B to which the outboard motor 10 is attached is viewed in plan.
  • the outboard motor 10 includes a casing C.
  • the casing C includes a mount case 1, an extension case 2 coupled to a lower end surface of the mount case 1, and a lower portion of the extension case 2. And a gear case 3 coupled to the end face.
  • a multi-cylinder engine E is mounted on the upper end surface of the mount case 1 with the crankshaft 4 vertically placed.
  • the outboard motor 10 is provided with a pair of left and right upper arms 12 that support the mount case 1 through the upper mount rubber 11, and a pair of left and right lower arms 14 that support the extension case 2 through the lower mount rubber 13.
  • a swivel shaft 15 is connected between the upper arm 12 and the lower arm 14.
  • a swivel case 16 that rotatably supports the swivel shaft 15 is supported by a stern bracket 17 mounted on the transom Ba of the ship B so as to be vertically swingable via a horizontal tilt shaft 18.
  • An annular under cover (not shown) made of synthetic resin is fixed to the mount case 1.
  • the under cover covers the periphery of the section from the lower part of the engine E to the upper part of the extension case 2, and an engine hood 21 that covers the engine E from above is detachably attached to the upper end of the under cover.
  • the engine hood 21 and the undercover define an engine room 23 that houses the engine E.
  • An air intake 24 to the engine room 23 is provided in the upper part of the engine hood 21.
  • the drive shaft 6 is connected to the lower end of the crank shaft 4 together with the flywheel 5.
  • the drive shaft 6 extends downward inside the extension case 2, and its lower end is connected to a horizontal propeller shaft 8 through a forward/reverse switching mechanism 7 provided inside the gear case 3, and the rear of the propeller shaft 8 is connected to the propeller shaft 8.
  • the propeller 9 is fixed to the end.
  • the engine E has a crankcase 25 supporting the vertically mounted crankshaft 4, a cylinder block 26 extending rearward from the crankcase 25, and a cylinder head 27 joined to the rear end of the cylinder block 26.
  • the lower surface of the crankcase 25 is bolted to the mount case 1.
  • the cylinder block 26 includes a plurality of cylinders 28 arranged vertically.
  • the lower part of the gear case 3 is provided with an intake port 30 that opens on one side to take in external water.
  • the external water taken in through the water intake 30 is pressure-fed as cooling water to the engine E by the water pump 32 to cool each part of the engine E.
  • the cooling water that has finished cooling the engine E is discharged to the extension case 2 and is discharged to the outside through the discharge hole 33 formed in the boss of the propeller shaft 8.
  • An oil pan 35 arranged at the center of the upper part of the extension case 2 is coupled to the lower surface of the mount case 1, and the oil pan 35 stores lubricating oil supplied to each part of the engine E.
  • the cylinder head 27 rotatably supports left and right camshafts 36 for valve actuation, which are parallel to the crankshaft 4, and is a belt type timing mechanism for driving the camshafts 36 from the crankshaft 4 at a predetermined reduction ratio.
  • a transmission device 37 is arranged above the cylinder block 26.
  • the cylinder head 27 is provided with an exhaust manifold 39 that communicates with a plurality of exhaust ports, and an exhaust outlet 39A that opens at the lower end of the exhaust manifold 39 communicates with a tubular exhaust passage 40 that extends to the lower surface of the mount case 1.
  • the exhaust passage 40 is joined to an exhaust guide 41, which is connected to the oil pan 35 in the extension case 2, on the lower surface of the mount case 1.
  • a connecting flange 45 formed at the upper end of the exhaust pipe 44 is flange-fitted to the lower end of the exhaust guide 41 by a bolt 46.
  • the exhaust pipe 44 extends downward inside the extension case 2, an exhaust port 47 of a lower end portion 44A thereof opens in the casing C, and exhaust gas of the engine E is discharged in the casing C. Below the height of the exhaust port 47 of the lower end portion 44A, the waterline W when the vessel B normally travels is located.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an outline of the exhaust structure of the engine.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing details of the exhaust pipe.
  • the engine E is a multi-cylinder gasoline engine E, and the engine E includes two cylinder heads.
  • a box-shaped exhaust manifold 39 is connected to each cylinder head.
  • An oil pan 35 is attached below the exhaust manifold 39 via the mount case 1.
  • Two exhaust pipes 44 are attached below both sides of the oil pan 35. The downstream side of each exhaust pipe 44 is configured to extend downward, enter the inside of the extension case 2, and discharge the exhaust gas into water.
  • the exhaust pipe 44 is double formed, and the exhaust pipe 44 is composed of an inner pipe 60 and an outer pipe 61 arranged outside the inner pipe 60.
  • a flange 45 is formed at one end of the inner pipe 60 and the outer pipe 61 so as to hold the inner pipe 60 and the outer pipe 61 at a predetermined interval, and at the other end of the inner pipe 60 and the outer pipe 61, A blocking plate 62 connected to the outer peripheral surface of the inner pipe is provided.
  • a space 63 is formed between the inner pipe 60 and the outer pipe 61.
  • the outer tube 61 is formed to be thick, and is configured so as to ensure a predetermined strength and rigidity.
  • the inner tube 60 is formed to be thinner than the outer tube 61, and is configured to reduce heat capacity and suppress heat reception.
  • the catalyst 70 is a three-way catalyst that removes harmful components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas by oxidation and reduction reactions.
  • a porous honeycomb For example, a porous honeycomb.
  • the structure has a honeycomb catalyst structure in which a catalyst component such as platinum, palladium or rhodium is coated.
  • the honeycomb catalyst structure is not limited to the honeycomb catalyst structure and may be a simple type such as a plate catalyst structure in which a catalyst component is supported on a plate material.
  • the catalyst 70 is not limited to two, and one or three or more may be installed.
  • the exhaust pipe 44 has a heat insulating structure that makes it difficult to transfer the heat received from the outside of the outer pipe 61 to the inner pipe 60.
  • a heat insulating material 64 is incorporated in the space 63 between the inner pipe 60 and the outer pipe 61 of the exhaust pipe 44.
  • the heat insulating material 64 flame-retardant glass wool, rock wool, reinforced carbon composite material, or the like is used.
  • the heat insulating material 64 By incorporating the heat insulating material 64, a structure in which heat from the outer tube 61 is less likely to be transferred to the inner tube 60 can be obtained. As a result, the inside of the inner pipe 60 can be maintained at a predetermined temperature by exhausting.
  • the space 63 between the inner pipe 60 and the outer pipe 61 of the exhaust pipe 44 may be configured to have a low pressure or a vacuum, for example.
  • the heat from the outer pipe 61 is blocked by the space 63, and the heat is not easily transferred to the inner pipe 60.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another heat insulating structure.
  • a foamed plastic heat insulating material 65 may be installed on the outer surface of the outer tube 61.
  • a foamed plastic heat insulating material 65 such as extruded expanded polystyrene, bead method polystyrene, urethane foam, highly expanded polyethylene, or phenol foam is used. Since the outer tube 61 has a relatively low temperature, even if the foamed plastic heat insulating material 65 is used, problems such as melting do not occur.
  • the heat insulating material 64 may be installed in the space 63 and the foam plastic insulating material 65 may be installed, or only one of the heat insulating material 64 and the foam plastic insulating material 65 may be installed. You may do so.
  • the inner pipe 60 of the exhaust pipe 44 is composed of a pipe member divided in half along the axial direction thereof. That is, the inner pipe 60 is formed by welding and joining each half-divided pipe member with the catalyst 70 inserted therein.
  • the inner pipe 60 may be configured by joining pipe members that are divided along the direction orthogonal to the axial direction.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a water suppression mechanism 50 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a VI-VI sectional view in FIG.
  • a water suppression mechanism 50 is provided at the exhaust port 47 of the exhaust pipe 44.
  • the water suppression mechanism 50 of the present embodiment includes a plurality of (six in the illustrated example) plates 52.
  • the plate 52 is made of, for example, a metal material having a substantially triangular shape, which is excellent in corrosiveness, durability, and rigidity.
  • One side 52A of the plate 52 has an arcuate shape having a curvature that matches the tube wall 49 inside the exhaust pipe 44, and a fixing margin 53 is provided on the one side 52A.
  • the fixing margin 53 is a fixing piece that extends substantially perpendicular to one side 52 ⁇ /b>A of the plate 52. At the lower end portion 44A of the exhaust pipe 44, the fixing margin 53 is fixed to the pipe wall 49 by welding, and as a result, as shown in FIG. A number of plates 52 are arranged.
  • the plates 52 are attached along the peripheral surface of the pipe wall 49 so as to be substantially evenly spaced and substantially in contact with each other.
  • the size of each plate 52 is determined by the area of the gap 80 to be formed at the center O of the cross section of the exhaust port 47, and the area of this gap 800 is determined by the allowable value of the exhaust pressure.
  • each plate 52 to the pipe wall 49 is not limited to the method of fixing the fixing margin 53 by welding, but may be the method of fixing the fixing margin 53 with a rivet.
  • a concave portion for receiving a rivet is formed in advance on the pipe wall 49, and the tip of the rivet passed through the fixing margin 53 is inserted into the concave portion of the pipe wall 49. By caulking the rivet, the fixing margin 53 is fixed. Fix it.
  • each plate 52 a corner portion 54 facing the fixing margin 53, that is, a corner portion 54 closest to the center O of the exhaust pipe 44 is below the fixing margin 53 (on the exhaust port 47 side). It is bent by the fixing margin 53 so as to be located at, so that water that has entered the plate 52 can easily flow down along the upper surface 55.
  • the plates 52 may be provided in a plurality of stages in the vertical direction (extending direction) of the exhaust pipe 44. By providing the plates 52 in multiple stages, the effect of suppressing water exposure can be enhanced.
  • the temperature outside the exhaust pipe 44 is relatively low due to the influence of water entering the water line, but is maintained at a predetermined temperature in order to favorably perform the oxidation and reduction reactions of the catalyst 70.
  • the exhaust pipe 44 since the exhaust pipe 44 has a double structure composed of the inner pipe 60 and the outer pipe 61, the exhaust gas sent from the cylinder head of the engine E to the exhaust pipe 44 via the exhaust manifold 39 causes The inside of the tube 60 is warmed to a predetermined temperature. Since the double pipe structure makes it difficult for the temperature outside the outer pipe 61 to be transmitted to the inner pipe 60, the inside of the inner pipe 60 is maintained at a predetermined temperature by exhaust. Accordingly, the oxidation and reduction reactions of the catalyst 70 arranged inside the inner pipe 60 can be favorably performed.
  • the exhaust pipe 44 connected to the exhaust manifold 39 of the engine E of the outboard motor is provided, the catalyst 70 is installed inside the exhaust pipe 44, and at least the catalyst of the exhaust pipe 44 is installed.
  • the portion corresponding to the installation location of 70 is formed in a double structure including an inner pipe 60 and an outer pipe 61.
  • the inside of the inner pipe 60 is warmed to a predetermined temperature by the exhaust gas sent from the cylinder head of the engine E to the exhaust pipe 44 via the exhaust manifold 39, and the inside of the inner pipe 60 is protected by the double pipe structure. Since it is difficult for the temperature to be transmitted to the inner pipe 60, the inside of the inner pipe 60 is kept at a predetermined temperature by exhaust.
  • the oxidation and reduction reactions of the catalyst 70 arranged inside the inner pipe 60 can be favorably performed. Further, since the catalyst 70 is installed inside the inner pipe 60 of the exhaust pipe 44, it is not necessary to separately provide a space for installing the catalyst 70, and the installation space for the catalyst 70 can be reduced. As a result, the outboard motor 10 can be downsized.
  • the double structure portion of the exhaust pipe 44 has a heat resistant structure.
  • the double structure portion of the exhaust pipe 44 has a heat-resistant structure, so that it is possible to make it difficult for the temperature outside the outer pipe 61 to be transmitted by the inner pipe 60, and the inside of the inner pipe 60 is exhausted to a predetermined temperature. Can be held.
  • a suitable catalyst 70 may be selected according to the engine E.
  • a diesel engine it is suitable for a diesel engine such as an SCR (Selection Catalyst Reduction) catalyst 70 or a Soot (Soot catalyst) catalyst 70.
  • the catalyst 70 may be used.

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Abstract

触媒の設置スペースを小さくして、船外機の小型化を図るとともに、効率のよい触媒の反応を確保することのできる船外機の触媒装置を提供する。　船外機のエンジンＥの排気マニホールド３９に接続される排気管４４を備え、排気管４４の内部に触媒７０を設置し、排気管４４の少なくとも触媒７０の設置箇所に対応する部位は、内管６０と外管６１とからなる２重構造に形成されている。

Description

船外機の触媒装置
　本発明は、船外機の触媒装置に関する。
　従来から、船外機には、エンジンに連結されてエンジンからの排気ガスを浄化するための触媒を設置する構造が提案されている。
　一般に触媒を設置する技術として、例えば、キャタライザユニットは、内筒と外筒により２重構造に構成し、内筒にキャタリストをクッション材により保持し、内筒の外側にリングスペーサを介して外筒を支持するようにした技術が開示されている（例えば特許文献１）。
　また、その他の技術として、例えば、金属製のコア及び金属製の内筒を有するメタル担体触媒と、該内筒の外周側に設けられその外周面との間でインシュレータを構成する金属製の外筒と、を含む排気ガス浄化触媒コンバータにおいて、内筒を外筒よりも薄肉にした技術が開示されている（例えば特許文献２）。
実開昭５９－１６５５１９号公報 特開２０００－２７４２３３号公報
　しかし、前記各特許文献に記載の技術においては、触媒を取り付ける触媒装置自体を２重に形成したものであり、排気マニホールドあるいは排気管に至る箇所に触媒装置を取り付ける場合、触媒装置を取り付けるためのスペースを大きく確保する必要があり、船外機自体の大型化を招くという問題がある。
　そこで、本発明は、触媒の設置スペースを小さくして、船外機の小型化を図るとともに、効率のよい触媒の反応を確保することのできる船外機の触媒装置を提供することを目的とするものである。
　前記目的を達成するために、本発明は、船外機のエンジンの排気マニホールドに接続される排気管を備え、前記排気管の内部に触媒を設置し、前記排気管の少なくとも前記触媒の設置箇所に対応する部位は、内管と外管とからなる２重構造に形成されていることを特徴とする。
　前記構成において、前記排気管の前記２重構造部分は、耐熱構造となっていることを特徴とする。
　前記構成において、前記耐熱構造は、前記内管と前記外管との間の空間に、グラスウール、ロックウールまたは強化炭素複合材のいずれかを組み込んで構成されていることを特徴とする。
　前記構成において、前記耐熱構造は、前記外管の外表面にプラスチック系断熱材を設置して構成されていることを特徴とする。
　前記構成において、前記プラスチック系断熱材は、押し出し発泡ポリスチレン、ビーズ法ポリスチレン、ウレタンフォーム、高発泡ポリエチレンまたはフェノールフォームのいずれかであることを特徴とする。
　前記構成において、前記耐熱構造は、前記内管と前記外管との間の空間が低圧または真空とされていることを特徴とする。
　前記構成において、前記耐熱構造は、前記内管の外表面と前記外管の内表面に鏡面仕上げを施して構成されていることを特徴とする。
　前記構成において、前記排気管の前記触媒の設置部分は、前記排気管を２つに分割してなる管部材を溶接で接合して形成されていることを特徴とする。
　前記構成において、前記触媒は、２つ設置されていることを特徴とする。
　前記構成において、前記排気管の排気開口には、被水抑制機構が設置されていることを特徴とする。
　なお、この明細書には、２０１９年２月４日に出願された日本国特許出願・特願２０１９－０１７８４２号の全ての内容が含まれるものとする。
　本発明によれば、排気管の２重管構造により、外管の外部の温度が内管に伝達しにくくなっているため、内管の内部は、排気により所定の温度に保持され、これにより、内管の内部に配置された触媒の酸化、還元反応を良好に行うことができる。また、触媒を排気管の内管の内部に設置するようにしているので、触媒を設置するためのスペースを別途設ける必要がなく、触媒の設置スペースを小さくすることができる。その結果、船外機の小型化を図ることができる。
図１は、本実施形態に係る船外機の要部縦断側面図である。 図２は、エンジンの排気構造の概略を示す概略構成図である。 図３は、排気管の詳細を示す概略断面図である。 図４は、その他の断熱構造を示す概略断面図である。 図５は、本実施形態に係る被水抑制機構の構成を模式的に示す図である。 図６は、図５におけるＶＩ－ＶＩ断面線図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態に係る船外機１０の要部縦断側面図である。なお、以下の説明において、前後左右とは、船外機１０が取り付けられる船舶Ｂを平面視した状態を基準にして言うものとする。
　図１に示すように、船外機１０はケーシングＣを有し、このケーシングＣは、マウントケース１と、このマウントケース１の下端面に結合されるエクステンションケース２と、このエクステンションケース２の下端面に結合されるギヤケース３と、により構成される。マウントケース１の上端面には、多気筒のエンジンＥがクランク軸４を縦置きにして搭載される。
　船外機１０には、アッパマウントゴム１１を介してマウントケース１を支持する左右一対のアッパアーム１２と、ロアマウントゴム１３を介してエクステンションケース２を支持する左右一対のロアアーム１４とが設けられる。これらアッパアーム１２とロアアーム１４との間にスイベル軸１５が連結される。また、このスイベル軸１５を回転自在に支持するスイベルケース１６が、船舶ＢのトランサムＢａに装着されるスターンブラケット１７に水平方向のチルト軸１８を介して上下揺動可能に支持される。
　マウントケース１には、合成樹脂製で環状のアンダカバー（図示せず）が固着される。このアンダカバーは、エンジンＥの下部からエクステンションケース２の上部までの区間の周囲を覆うもので、その上端に、エンジンＥを上方から覆うエンジンフード２１が着脱可能に取り付けられる。このエンジンフード２１及びアンダカバーにより、エンジンＥを収容するエンジンルーム２３が画成される。このエンジンルーム２３への空気取り入れ口２４がエンジンフード２１の上部に設けられる。
　クランク軸４の下端には、フライホイール５と共に駆動軸６が連結される。この駆動軸６は、エクステンションケース２の内部を下方に延び、その下端はギヤケース３の内部に設けた前進後進切換機構７を介して水平方向のプロペラ軸８に接続され、このプロペラ軸８の後端にプロペラ９が固着される。
　エンジンＥは、縦置きのクランク軸４を支持するクランクケース２５と、このクランクケース２５から後方に延びるシリンダブロック２６と、このシリンダブロック２６の後端に接合されるシリンダヘッド２７とを有しており、クランクケース２５の下面がマウントケース１にボルト結合される。シリンダブロック２６は、上下に配列する複数本の気筒２８を備える。
　ギヤケース３の下部には、その一側面に開口して外部の水を取り入れる取水口３０が設けられる。この取水口３０から取り入れられた外水が水ポンプ３２によってエンジンＥに冷却水として圧送され、エンジンＥの各部を冷却する。エンジンＥを冷却し終えた冷却水は、エクステンションケース２に放出され、そしてプロペラ軸８のボスに形成される排出孔３３を通して外部に排出される。
　マウントケース１の下面には、エクステンションケース２内の上部中央に配置されるオイルパン３５が結合され、このオイルパン３５には、エンジンＥの各部に供給される潤滑オイルが貯留される。
　シリンダヘッド２７には、クランク軸４と平行な動弁用の左右それぞれのカム軸３６が回転自在に支持され、クランク軸４からこれらカム軸３６を所定の減速比をもって駆動するベルト式の調時伝動装置３７がシリンダブロック２６の上方に配設される。
　シリンダヘッド２７には、複数の排気ポートに連通する排気マニホールド３９が設けられ、この排気マニホールド３９の下端に開口する排気出口３９Ａは、マウントケース１の下面に延びる管状の排気通路４０に連通する。この排気通路４０は、マウントケース１の下面において、エクステンションケース２内のオイルパン３５に連設された排気ガイド４１に接合される。排気ガイド４１の下端部には、排気管４４の上端に形成された連結フランジ４５がボルト４６によりフランジ結合される。排気管４４は、エクステンションケース２の内部において下方に延び、その下端部４４Ａの排気口４７がケーシングＣの中で開口し、エンジンＥの排気ガスをケーシングＣ内で排出する。この下端部４４Ａの排気口４７の高さより下に、船舶Ｂの通常走航時の喫水線Ｗが位置する。
　図２は、エンジンの排気構造の概略を示す概略構成図である。図３は、排気管の詳細を示す概略断面図である。
　図２に示すように、エンジンＥは、多気筒のガソリンエンジンＥであり、エンジンＥは、２つのシリンダヘッドを備えている。各シリンダヘッドには、箱型の排気マニホールド３９が連結されている。
　排気マニホールド３９の下方には、マウントケース１を介してオイルパン３５が取り付けられている。
　オイルパン３５の両側下方には、２つの排気管４４が取り付けられている。
　各排気管４４の下流側は、下方に延びてエクステンションケース２の内部に入り、排気ガスを水中に排出するように構成されている。
　図３に示すように、排気管４４は、２重に形成されており、排気管４４は、内管６０と、この内管６０の外側に配置される外管６１とから構成されている。内管６０および外管６１の一端部には、内管６０および外管６１を所定間隔で保持するようにフランジ４５が形成されており、内管６０および外管６１の他端部には、内管の外周面に接続される閉塞板６２を備えている。内管６０と外管６１との間には、空間６３が形成されている。
　本実施形態においては、外管６１は、肉厚に形成されており、所定の強度、剛性を確保することができるように構成されている。これに対して、内管６０は、外管６１に対して薄肉に形成されており、熱容量を下げるとともに、受熱抑制を図ることができるように構成されている。
　内管６０の内部には、本実施形態においては、触媒装置としての２つの触媒７０が設置されている。触媒７０は、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び酸化窒素（ＮＯｘ）等の有害成分を酸化、還元反応によって除去する三元触媒であり、例えば、多孔質のハニカム構造体に、白金、パラジウム、ロジウム等の触媒成分をコーティングしたハニカム触媒構造を有している。なお、ハニカム触媒構造に限定されず、プレート材に触媒成分を担持させたプレート触媒構造等の簡易型にしてもよい。
　なお、触媒７０は２つに限定されるものではなく、１つあるいは３つ以上設置するようにしてもよい。
　排気管４４には、外管６１の外側から受ける熱を内管６０に伝達しにくくする断熱構造が採用されている。
　具体的には、排気管４４の内管６０と外管６１との間の空間６３には、例えば、断熱材６４が組み込まれている。この断熱材６４としては、難燃性のグラスウール、ロックウール、強化炭素複合材などが用いられる。断熱材６４を組み込むことにより、外管６１からの熱を内管６０に伝達しにくい構造とすることができる。その結果、内管６０の内部を排気により所定の温度に保持することができる。
　また、その他の断熱構造としては、排気管４４の内管６０と外管６１との間の空間６３は、例えば、低圧または真空となるように構成してもよい。これにより、外管６１からの熱が空間６３により遮断され、内管６０に伝達しにくい構造となる。
　この場合に、内管６０の外周面および外管６１の内周面を鏡面仕上げを施すことが好ましい。このように鏡面仕上げを施すことにより、外管６１から内管６０への熱伝達を低減させることができる。
　図４は、その他の断熱構造を示す概略断面図である。
　図４に示すように、その他の断熱構造としては、外管６１の外表面に発泡プラスチック系断熱材６５を設置するようにしてもよい。発泡プラスチック系断熱材６５としては、例えば、押し出し発泡ポリスチレン、ビーズ法ポリスチレン、ウレタンフォーム、高発泡ポリエチレン、フェノールフォームなどの発泡プラスチック系断熱材６５が用いられる。外管６１は、比較的低温であるため、発泡プラスチック系断熱材６５であっても、溶融などの問題は発生しない。
　なお、断熱構造は、空間６３に断熱材６４を設置するとともに、発泡プラスチック系断熱材６５を設置するようにしてもよいし、断熱材６４または発泡プラスチック系断熱材６５のいずれか一方のみを設置するようにしてもよい。
　また、排気管４４の内管６０は、その軸方向に沿って半分に分割した管部材で構成される。すなわち、内管６０は、各半割形状の管部材を内部に触媒７０を挿入した状態で、互いに溶接して接合することで形成される。
　なお、内管６０をその軸方向に直交する方向に沿って分割した管部材を接合することにより、構成するようにしてもよい。
　図５は、本発明の第２実施形態に係る被水抑制機構５０の構成を模式的に示す図であり、図６は図５におけるＶＩ－ＶＩ断面線図である。
　図５および図６に示すように、排気管４４の排気口４７には、被水抑制機構５０が設けられている。
　本実施形態の被水抑制機構５０は、複数枚（図示例では６枚）のプレート５２を備える。プレート５２は、腐食性、耐久性、及び剛性に優れた例えば金属材を略三角形状に形成したものである。プレート５２の一辺５２Ａは、排気管４４の内部の管壁４９に合わせた曲率の円弧状を成し、当該一辺５２Ａに固定しろ５３が設けられる。固定しろ５３は、プレート５２の一辺５２Ａに対して略垂直に延びる固定片である。排気管４４の下端部４４Ａにおいて、管壁４９に固定しろ５３が溶接によって固定され、これにより、図４に示すように、排気管４４の下端部４４Ａであって、排気口４７の近傍に複数枚のプレート５２が配置される。
　図５に示すように、各プレート５２は、管壁４９の周面に沿って、ほぼ等間隔、かつ、互いにほぼ接するように取り付けられる。これらのプレート５２が排気管４４の下端部４４Ａに設けられることで、当該下端部４４Ａの排気口４７への浸水が抑えられる。各プレート５２の大きさは、排気口４７の断面の中心Ｏに形成すべき隙間８０の面積によって決定され、この隙間８００の面積は排圧の許容値などによって決定される。
　なお、各プレート５２の管壁４９への固定は、固定しろ５３を溶接によって固定する手法に限らず、固定しろ５３をリベットで固定する手法でもよい。この場合、管壁４９にリベットを受ける凹部を予め形成し、固定しろ５３に通したリベットの先端を、管壁４９の凹部に挿入した状態で、当該リベットをかしめることで、固定しろ５３を固定する。
　各プレート５２は、図６に示すように、固定しろ５３に対向する角部５４、すなわち排気管４４の中心Ｏに最も近い角部５４が、固定しろ５３よりも下方（排気口４７の側）に位置するように当該固定しろ５３で曲がっており、プレート５２の上に入り込んだ水が上面５５を伝って下に流れ落ち易くなっている。
　なお、プレート５２は、排気管４４の上下方向（延在方向）に複数段設けるようにしてもよい。プレート５２が多段に設けられることで、被水抑制効果を高めることができる。
　次に、本実施形態の作用について説明する。
　本実施形態においては、エンジンＥを駆動することにより、エンジンＥの駆動力は、クランク軸４、駆動軸６を介してプロペラ軸８に伝達され、これにより、プロペラを回転させて船舶の前進または後進が行われる。
　エンジンＥのシリンダヘッドから排出される排気は、排気マニホールド３９からマウントケース１を介して排気管４４に送られる。
　そして、排気管４４において、触媒７０により、排気ガス中の有害成分を酸化、還元反応によって除去し、排気管４４の排気口４７を介してエクステンションケース２に排出された後、スクリュー部分から水中に排気される。
　この場合に、排気管４４の外側の温度は、喫水線まで進入する水の影響で比較的低くなっているが、触媒７０の酸化、還元反応を良好に行うためには、所定の温度に保持される必要がある。
　本実施形態においては、排気管４４を内管６０と外管６１とからなる２重構造としているので、エンジンＥのシリンダヘッドから排気マニホールド３９を介して排気管４４に送られる排気ガスにより、内管６０の内部は所定の温度に温められる。そして、２重管構造により、外管６１の外部の温度が内管６０に伝達しにくくなっているため、内管６０の内部は、排気により所定の温度に保持される。これにより、内管６０の内部に配置された触媒７０の酸化、還元反応を良好に行うことができる。
　以上説明したように、本実施形態においては、船外機のエンジンＥの排気マニホールド３９に接続される排気管４４を備え、排気管４４の内部に触媒７０を設置し、排気管４４の少なくとも触媒７０の設置箇所に対応する部位は、内管６０と外管６１とからなる２重構造に形成されている。
　これにより、エンジンＥのシリンダヘッドから排気マニホールド３９を介して排気管４４に送られる排気ガスにより、内管６０の内部は所定の温度に温められ、２重管構造により、外管６１の外部の温度が内管６０に伝達しにくくなっているため、内管６０の内部は、排気により所定の温度に保持される。これにより、内管６０の内部に配置された触媒７０の酸化、還元反応を良好に行うことができる。また、触媒７０を排気管４４の内管６０の内部に設置するようにしているので、触媒７０を設置するためのスペースを別途設ける必要がなく、触媒７０の設置スペースを小さくすることができる。その結果、船外機１０の小型化を図ることができる。
　また、本実施形態においては、排気管４４の２重構造部分は、耐熱構造となっている。
　これにより、排気管４４の２重構造部分を耐熱構造としているので、外管６１の外部の温度を内管６０により伝達しにくくすることができ、内管６０の内部を排気により所定の温度に保持することができる。
　上述の実施形態は、あくまでも本発明の一実施の態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
　例えば、上述の実施形態ではエンジンＥがガソリンエンジンの場合を説明したが、ディーゼルエンジン等の排気浄化が必要なエンジンでもよい。触媒７０はエンジンＥに応じて適切な触媒７０を選択すればよく、例えば、ディーゼルエンジンの場合には、ＳＣＲ（Selection Catalyst Reduction）触媒７０、又はＳｏｏｔ（Soot catalyst）触媒７０といったディーゼルエンジンに適した触媒７０を使用すればよい。
　１０　船外機
　２６　シリンダブロック
　２７　シリンダヘッド
　３５　オイルパン
　４４　排気管
　４７　排気口
　５０　被水抑制機構
　６０　内管
　６１　外管
　６３　空間
　６４　断熱材
　６５　発泡プラスチック系断熱材
　７０　触媒
　Ｂ　船舶
　Ｃ　ケーシング
　Ｅ　エンジン

Claims (10)

  1. 　船外機のエンジンの排気マニホールドに接続される排気管を備え、
    　前記排気管の内部に触媒を設置し、前記排気管の少なくとも前記触媒の設置箇所に対応する部位は、内管と外管とからなる２重構造に形成されていることを特徴とする船外機の触媒装置。
  2. 　前記排気管の前記２重構造部分は、耐熱構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の船外機の触媒装置。
  3. 　前記耐熱構造は、前記内管と前記外管との間の空間に、グラスウール、ロックウールまたは強化炭素複合材のいずれかを組み込んで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の船外機の触媒装置。
  4. 　前記耐熱構造は、前記外管の外表面にプラスチック系断熱材を設置して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の船外機の触媒装置。
  5. 　前記プラスチック系断熱材は、押し出し発泡ポリスチレン、ビーズ法ポリスチレン、ウレタンフォーム、高発泡ポリエチレンまたはフェノールフォームのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の船外機の触媒装置。
  6. 　前記耐熱構造は、前記内管と前記外管との間の空間が低圧または真空とされていることを特徴とする請求項２に記載の船外機の触媒装置。
  7. 　前記耐熱構造は、前記内管の外表面と前記外管の内表面に鏡面仕上げを施して構成されていることを特徴とする請求項６に記載の船外機の触媒装置。
  8. 　前記排気管の前記触媒の設置部分は、前記排気管を２つに分割してなる管部材を溶接で接合して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機の触媒装置。
  9. 　前記触媒は、２つ設置されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機の触媒装置。
  10. 　前記排気管の排気口には、被水抑制機構が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機の触媒装置。
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