(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノリス触媒を内蔵し下部に排気ガスの出口を備えた触媒ケースの上部に、ヘッド室を設け、このヘッド室に、内燃機関の気筒からの排気管を、横向き又は斜め下向きに接続して成る排気ガス浄化装置において、
前記ヘッド室のうち当該ヘッド室への前記排気管の接続側と反対側の部位に排気ガス取り入れ口を、前記排気管の接続側の部位に排気ガス噴出口を各々設け、この排気ガス取り入れ口と排気ガス噴出口とを、前記ヘッド室の外側に配設したパイパス通路にて接続したことを特徴とする内燃機関における触媒式排気ガス浄化装置。
【請求項２】
モノリス触媒を内蔵し下部に排気ガスの出口を備えた触媒ケースの上部に、ヘッド室を設け、このヘッド室に、多気筒内燃機関の各気筒からの排気管を、横向き又は斜め下向きに接続して成る排気ガス浄化装置において、
前記ヘッド室のうち当該ヘッド室への前記各排気管の接続側と反対側の部位に排気ガス取り入れ口を、前記各排気管の接続側の部位に排気ガス噴出口を各々設け、これら各排気ガス取り入れ口及び各排気ガス噴出口を、前記ヘッド室の外側にこれを囲うように配設した環状のバイパス通路に接続したことを特徴とする内燃機関における触媒式排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関において、その各気筒からのモノリス触媒を内蔵した触媒ケース内に導いて浄化するようにした排気ガス浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の排気ガス浄化装置は、例えば、特開平１１−１３４６１号公報等に記載されているように、モノリス触媒を内蔵した触媒ケースの上部におけるヘッド室に、各気筒からの排気管を、横向き又は斜め下向きに接続する一方、前記触媒ケースの下部に排気ガスの出口を設け、前記ヘッド室内に、各気筒からの排気ガスを排気管を介して導入して、この排気ガスを前記モノリス触媒に接触することによって浄化するように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、触媒ケースのヘッド室に、各気筒からの排気管を横向き又は斜め下向きに接続すると言う構成にした場合、この触媒ケースを各気筒における排気ポートに近づけることができて、触媒ケース内を高い温度に維持できるという利点を有する。
【０００４】
しかし、その反面、排気管からヘッド室内に流入する排気ガスは、排気管のヘッド室に対する接続方向に方向づけされることで、ヘッド室内を横切ったのち排気管を接続した側と反対側において下向きに方向変換してモノリス触媒に向かうように流れるか、或いは、ヘッド室内を横切ったのちモノリス触媒に向かって流れることにより、触媒ケース内のモノリス触媒に対する排気ガスの流れには、モノリス触媒の上面のうち前記排気管の接続側と反対側の領域に向かっての流れが多く、モノリス触媒の上面のうち前記排気管の接続側の領域に向かっての流れが少ないというように偏流が発生し、モノリス触媒のうち排気ガスの流れが多くなる部分における触媒の劣化が早くなるから、モノリス触媒を交換する時期を早くしなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明は、この排気ガスの偏流の問題を解消した触媒式の浄化装置を提供することを技術的課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「モノリス触媒を内蔵し下部に排気ガスの出口を備えた触媒ケースの上部に、ヘッド室を設け、このヘッド室に、内燃機関の気筒からの排気管を、横向き又は斜め下向きに接続して成る浄化装置において、
前記ヘッド室のうち当該ヘッド室への前記排気管の接続側と反対側の部位に排気ガス取り入れ口を、前記排気管の接続側の部位に排気ガス噴出口を各々設け、この排気ガス取り入れ口と排気ガス噴出口とを、前記ヘッド室の外側に配設したパイパス通路にて接続する。」
という構成にした。
【０００７】
【発明の作用・効果】
この構成において、排気管からヘッド室内に方向性をもって流入した排気ガスは、その一部が、前記ヘッド室のうち排気管の接続側と反対側の部位に開口している排気ガス取り入れ口内に入り、この排気ガス取り入れ口からバイパス通路を流れ、そして、前記ヘッド室のうち排気管の接続側の部位に開口して排気ガス噴出口から再びヘッド室内に流入することになり、換言すると、モノリス触媒の上面のうち前記排気管の接続側と反対側の領域に向かう多量の排気ガスの一部を、前記排気ガス取り入れ口及び排気ガス噴出口並びにその間を接続するバイパス通路にて、モノリス触媒の上面のうち前記排気管の接続側の領域に移行することができるというように、排気ガスの偏流を是正することができる。
【０００８】
従って、本発明によると、モノリス触媒における劣化を各所に均等にできるから、このモノリス触媒を交換する時期を延長できる効果を有する。
【０００９】
ところで、前記ヘッド室に、多気筒内燃機関における各気筒からの複数本の排気管を接続する場合に、前記した効果を得るためには、各排気管ごとに別々のパイパス通路を設けるようにしなければならず、構造の複雑化等を招来することになる。
【００１０】
これに対しては、請求項２に記載したように構成することにより、モノリス触媒に対する排気ガスの均一化を一本の環状のパイパス通路にて達成することができるから、構造の複雑化、大型化及び重量のアップ等を確実に回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１２】
図１〜図４は、第１の実施の形態を示す。
【００１３】
この図において、符号１は、三つの気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３を有する三気筒内燃機関を、符号２は、前記内燃機関１に対する触媒式の排気ガス浄化装置を各々示す。
【００１４】
前記排気ガス浄化装置２は、前記内燃機関１に対して、その各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３からの排気ポート４の各々に連通するようにフランジ部５にて接続された三本の排気管６，７，８と、上部にヘッド室１０を下部に排気ガス出口１１を備え且つモノリス触媒１２を内蔵して成る触媒ケース９とによって構成されている。
【００１５】
前記各気筒のうち第１気筒Ａ１からの排気管６は、前記触媒ケース９におけるヘッド室１０の側面に横向きに接続され、また、各気筒のうち第３気筒からの排気管８は、これに第２気筒Ａ２からの排気管７を合流したのち、前記触媒ケース９におけるヘッド室１０の側面に斜め下向きに接続されている。
【００１６】
そして、前記触媒ケース９におけるヘッド室１０のうち当該ヘッド室１０への前記第３気筒Ａ３からの排気管８の接続側には、排気ガス噴出口１３を、これと反対側には、排気ガス取り入れ口１４を各々設ける一方、この排気ガス噴出口１３と排気ガス取り入れ口１４とを、前記ヘッド室１０の外側に配設したパイパス通路１５にて接続するという構成にする。
【００１７】
この構成において、各気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３からの排気ガスは、その各々の排気管６，７，８を介して触媒ケース９におけるヘッド室１０内に導入される。
【００１８】
この場合において、第３気筒Ａ３からの排気管８は、これに第２気筒Ａ２からの排気管７が合流したのち前記ヘッド室１０に対して斜め下向きに接続されていることにより、この排気管８よりヘッド室１０内に流入する排気ガスの主流は、ヘッド室１０内を斜め下向き横切ったのち、前記モノリス触媒１２の上面のうち前記排気管８の接続側とは反対側の領域に向かうようになるが、この排気ガスの一部は、前記ヘッド室１０のうち排気管８の接続側と反対側の部位に開口している排気ガス取り入れ口１４内に入り、この排気ガス取り入れ口１４からバイパス通路１５を通って、前記ヘッド室１０のうち排気管８の接続側の部位に開口して排気ガス噴出口１３から再びヘッド室１０内に流入することになる。
【００１９】
つまり、モノリス触媒１２の上面のうち前記排気管８の接続側と反対側の領域に向かう多量の排気ガスの一部を、前記排気ガス取り入れ口１４及び排気ガス噴出口１３並びにその間を接続するバイパス通路１５にて、モノリス触媒１２の上面のうち前記排気管８の接続側の領域に移行することができるから、前記ヘッド室１０内における排気ガスの偏流を是正できるのである。
【００２０】
また、前記各排気管６，７，８のうち第１気筒Ａ１からの排気管６は、ヘッド室１０に対して横向きに接続されていることにより、この排気管６からヘッド室１０内に流入する排気ガスの主流は、ヘッド室１０内を横切ったのち排気管６を接続した側と反対側において下向きに方向変換してモノリス触媒１２に向かうように流れるという偏流が発生するが、この偏流は、前記第３気筒用の排気管８の場合と同様に、図３及び図４に二点鎖線で示すように、ヘッド室１０のうち当該ヘッド室１０への前記第１気筒Ａ１からの排気管６の接続側には、排気ガス噴出口１３′を、これと反対側には、排気ガス取り入れ口１４′を各々設ける一方、この排気ガス噴出口１３′と排気ガス取り入れ口１４′とを、前記ヘッド室１０の外側に配設したパイパス通路１５′にて接続するという構成することにより是正することができる。
【００２１】
しかし、このように、一つのヘッド室１０に対して複数本の排気管を別々に接続する場合において、その各排気管の各々に対して別々のバイパス通路を設けることは、構造の複雑化及び大型化並びに重量のアップ等を招来する。
【００２２】
そこで、本発明においては、図５に示す第２の実施の形態のように、触媒ケース９におけるヘッド室１０の外側に、当該ヘッド室１０の周囲を囲うように環状に構成したバイパス通路１５ａを配設する一方、前記ヘッド室１０のうち当該ヘッド室への前記各排気管６，８の接続側と反対側の部位に排気ガス取り入れ口１４ａ，１４ａ′を、前記各排気管６，８の接続側の部位に排気ガス噴出口１３ａ，１３ａ′を、その各々が前記環状のパイパス通路１５ａに連通するように設けるという構成にすることを提案するもので、これにより、モノリス触媒１２に対する排気ガスの均一化を一本の環状のパイパス通路１５ａにて達成することができるから、構造の複雑化、大型化及び重量のアップ等を回避できる。
【００２３】
なお、前記各実施の形態は、三気筒内燃機関に適用した場合であったが、本発明は、これ以外の多気筒内燃機関に対しても同様に適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視拡大断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  視拡大断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ視拡大平断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す拡大平断面図である。
【符号の説明】
１                                内燃機関
Ａ１，Ａ２，Ａ３                  気筒
２                                排気ガス浄化装置
４                                排気ポート
６，７，８                        排気管
９                                触媒ケース
１０                              ヘッド室
１１                              排気ガス出口
１２                              モノリス触媒
１３，１３′，１３ａ，１３ａ′    排気ガス噴出口
１４，１４′，１４ａ，１４ａ′    排気ガス取り入れ口
１５，１５′，１５ａ              バイパス通路
【図１】
0003607834.tif 000002
【図２】
0003607834.tif 000003
【図３】
0003607834.tif 000004
【図４】
0003607834.tif 000005
【図５】
0003607834.tif 000006