(57)【要約】【課題】  簡易な構成によって触媒温度を速やかに上昇させることのできる排気還流装置を提供する。【解決手段】  この排気還流装置１０は、内燃機関の排気を吸気通路に還流させる排気還流通路１２に炭化水素を酸化除去する触媒部１４を備える。前記触媒部１４は前記内燃機関の排気通路２０の外周面に当接されてなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気を吸気通路に還流させる排気還流通路に炭化水素を酸化除去する触媒部を備える排気還流装置であって、
前記触媒部は前記内燃機関の排気通路の外周面に当接されてなる
ことを特徴とする排気還流装置。
【請求項２】
前記触媒部は前記排気通路の外周面の上方部分に当接されてなる請求項１に記載の排気還流装置。
【請求項３】
前記触媒部は前記内燃機関の排気マニホルドの外周面に当接されてなる請求項１または２に記載の排気還流装置。
【請求項４】
前記触媒部は前記排気マニホルドを構成する各支管が集合する集合部の外周面に当接されてなる請求項３に記載の排気還流装置。
【請求項５】
前記触媒部は、その長手方向が前記各支管の延びる方向に略直交するように配設されてなる請求項３または４に記載の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の運転時に発生する排気中の窒素酸化物を低減させるべく、燃焼室内から排気通路へ排出された排気ガスを吸気通路に還流させることで、燃焼温度の上昇を抑制する排気還流（Exhaust Gas Recirculation ）装置（以下、ＥＧＲ装置と称する）が知られている。こうしたＥＧＲ装置を採用することにより、燃焼温度の上昇を抑制し、窒素酸化物の発生を抑えることができる反面、排気中に含まれる未燃の炭化水素の発生量が増加し、ＥＧＲ装置を構成する各装置に炭化水素が堆積することで同各装置が劣化してしまう。そこで、例えば特許文献１のように、炭化水素を酸化除去する触媒をＥＧＲ装置内に配設するものがある。
【特許文献１】特開平１１−１２５１４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、冷間始動時などのように触媒の温度が低く同触媒が活性化されていない場合には、未燃の炭化水素を十分に酸化除去することができない。こうした問題に対して、例えば触媒を加熱するためのヒータを設けることにより同触媒の温度を上昇させる技術がある。しかしながらこの場合には、部品点数が増えることによって、ＥＧＲ装置の大型化やコストの増加といった新たな問題が生じることとなる。
【０００４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な構成によって触媒温度を速やかに上昇させることのできる排気還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気を吸気通路に還流させる排気還流通路に炭化水素を酸化除去する触媒部を備える排気還流装置であって、前記触媒部は前記内燃機関の排気通路の外周面に当接されてなることをその要旨とする。
【０００６】
上記構成によれば、炭化水素を酸化除去する触媒部が内燃機関の排気通路の外周面に当接されている。このため触媒部は、燃焼室から排出される高温の排気によって加熱され高温となっている排気通路の外周面から熱を直接受けることとなる。したがって、簡易な構成によって触媒温度を速やかに上昇させることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記触媒部が前記排気通路の外周面の上方部分に当接されてなることをその要旨とする。
上記構成によれば、排気通路の外周面の上方部分、すなわち排気通路の外周面のうちで最も放熱量が多い部分に触媒部が当接されているため、触媒温度を効率的に上昇させることができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記触媒部が前記内燃機関の排気マニホルドの外周面に当接されてなることをその要旨とする。
上記構成によれば、触媒部が内燃機関の排気通路のうちで最も上流に位置する排気マニホルドの外周面に当接されている。換言すれば、排気通路のうちで最も高温となる部分に触媒部が当接されている。このため、触媒温度をより速やかに上昇させることができる。
【０００９】
内燃機関の排気マニホルドの外周面に触媒部を当接させる場合には、排気マニホルドを構成する各支管が独立している部分に同触媒部を配設すると、触媒部のうちで排気マニホルドと当接する部分と当接しない部分とが生じてしまう。この場合、触媒部のうちで排気マニホルドに当接しない部分は当接する部分に比べて加熱されにくいため、触媒部全体を均一に加熱することが困難となる。
【００１０】
この点請求項４に記載の発明によれば、前記触媒部が前記排気マニホルドを構成する各支管が集合する集合部の外周面に当接されている。このため、触媒部が排気マニホルドに一様に当接するようになり、同触媒部全体を均一に加熱することができる。
【００１１】
具体的には、請求項５に記載の発明によるように、前記触媒部が、その長手方向が前記各支管の延びる方向に略直交するように配設されてなるといった構成を採用することができる。
【００１２】
このような構成によれば、触媒部と排気マニホルドとの接触面積を大きくすることができるとともに、排気還流装置全体をコンパクトにまとめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態にかかる排気還流装置１０（以下、ＥＧＲ装置と称する）について、図１，２を参照して説明する。
図１に示されるように排気通路２０は、排気マニホルド２２を備えて構成されている。
【００１４】
排気マニホルド２２は、支管２２ａ１〜２２ａ４からなる支管部２２ａおよび各支管２２ａ１〜２２ａ４の集合する集合部２２ｂとを備える多岐管であって、図示しない内燃機関の燃焼室から排気を排気通路２０の下流へと導くものである。本実施形態では排気マニホルド２２を鉄系材料によって形成している。排気マニホルド２２の下流位置には図示しないターボチャージャが接続されている。
【００１５】
一方、ＥＧＲ装置１０は、図１に示されるように、排気還流通路（以下、ＥＧＲ通路と称する）１２、触媒部１４、および図示しないＥＧＲクーラ等を備えて構成されている。
ＥＧＲ通路１２の排気上流側の一端が排気マニホルド２２と連通されるとともに、同ＥＧＲ通路１２の排気下流側の他端が図示しない吸気通路と連通されることによって、排気マニホルド２２と吸気通路とが連通されている。
【００１６】
ＥＧＲ通路１２には、燃焼室から排出される未燃の炭化水素を酸化除去するための触媒部１４が備えられている。図１に示されるように、触媒部１４はＥＧＲ通路１２の軸方向（矢印Ｃ方向）に長い円筒形状をしており、その長手方向（矢印Ｃ方向）が排気マニホルド２２の各支管２２ａ１〜２２ａ４の延びる方向（矢印Ｍ方向）に直交する向きで排気マニホルド２２の集合部２２ｂの外周面上に当接されている。触媒部１４は図示しない貴金属触媒を内包する円筒形状のカバー１４ａ、同カバー１４ａを排気マニホルドに固定するためのブラケット１４ｂ、および同ブラケット１４ｂを排気マニホルド２２に固定するためのボルト１４ｃを備えている。排気マニホルド２２に形成された図示しないボルト穴にボルト１４ｃを締め付けることで、カバー１４ａはブラケット１４ｂを介して排気マニホルド２２に固定されている。
【００１７】
具体的には、図２に示されるように、ブラケット１４ｂの形状は、円筒形状となっているカバー１４ａの下方部分の形状に合わせて半円形の凹型形状となっている。こうした構成によって、触媒部１４のカバー１４ａは排気マニホルド２２の外周面の上方部分に当接された状態にて取り付けられている。これら触媒部１４を構成するカバー１４ａ、ブラケット１４ｂ、ボルト１４ｃ、およびＥＧＲ通路１２はいずれも鉄系材料によって形成されている。本実施形態では、触媒部１４内に配設される触媒として高温になると活性化されて炭化水素の酸化除去性能が向上する貴金属触媒を採用している。
【００１８】
次に本発明にかかる排気還流装置１０の作用について説明する。
内燃機関の運転が開始されると、燃焼室から排出される高温の排気が排気マニホルド２２へと送り出されるようになる。高温の排気によって加熱されることにより排気マニホルド２２の温度は上昇する。特に排気マニホルド２２内での熱移動によって排気マニホルド２２の外周面のうちで上方部分の放熱量がその他の部分の放熱量よりも大きくなる。ここで、触媒部１４と排気マニホルド２２の外周面の上方部分とが当接しているため、触媒部１４の温度も排気マニホルド２２の温度が上昇するにつれて速やかに上昇することとなる。
【００１９】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）図１，２に示されるように、炭化水素を酸化除去する触媒部１４のカバー１４ａが内燃機関の排気マニホルド２２の外周面に当接されている。このため、燃焼室から排出される高温の排気によって加熱され高温となる排気通路のうちで最も高温となる部分である排気マニホルド２２の外周面からカバー１４ａが熱を直接受けることとなる。したがって、簡易な構成によって触媒温度を速やかに上昇させることができる。
【００２０】
（２）排気マニホルド２２の外周面の上方部分、すなわち排気マニホルド２２の外周面のうちで最も放熱量が多い部分に触媒部１４が取り付けられているため、触媒温度を効果的に上昇させることができる。
【００２１】
（３）内燃機関の排気マニホルドの外周面に触媒部を当接させる場合には、排気マニホルドを構成する各支管が独立している部分に同触媒部を配設すると、触媒部のうちで排気マニホルドと当接する部分と当接しない部分とが生じてしまう。この場合、触媒部のうちで排気マニホルドに当接しない部分は当接する部分に比べて加熱されにくいため、触媒部全体を均一に加熱することが困難となる。
【００２２】
この点本実施形態によれば、図１，２に示されるように、触媒部１４が排気マニホルド２２を構成する各支管２２ａ１〜２２ａ４が集合する集合部２２ｂの外周面に当接されている。このため、触媒部１４が排気マニホルド２２に一様に当接するようになり、同触媒部１４全体を均一に加熱することができる。
【００２３】
（４）触媒部１４が、その長手方向が各支管２２ａ１〜２２ａ４の延びる方向に略直交するように配設されている。このような構成によれば、触媒部１４と排気マニホルド２２との接触面積を大きくすることができるとともに、排気還流装置１０全体をコンパクトにまとめることができる。
【００２４】
（５）内燃機関の運転時において高温となる排気マニホルド２２の外周面に、同じく高温となる触媒部１４が当接されている。このため、これら高温となる部位が一箇所に集約されることにより、周辺部品に対する熱害対策、例えば熱遮蔽版を設けるなどの対策を簡易なものとすることができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記触媒部１４の取り付け態様は、先の実施形態において例示した態様、すなわちカバー１４ａがブラケット１４ｂを介して排気マニホルド２２に固定されるものに限られない。例えば、カバー１４ａに取り付けられたブラケット１４ｂをシリンダヘッド等の排気マニホルド２２以外の部位に固定することで、ブラケットを介すことなくカバー１４ａが排気マニホルド２２の外周面に当接するようにしてもよい。この場合、排気マニホルド２２の外周面からカバー１４ａ内の触媒への熱の移動がより直接的に行われることで同触媒温度をより速やかに上昇させることができる。
【００２６】
・上記触媒部１４の取り付け方向は、先の実施形態において例示した方向、すなわち触媒部１４が、その長手方向が各支管２２ａ１〜２２ａ４の延びる方向に略直交するように配設されてなるものに限られない。例えば触媒部１４が、その長手方向が各支管２２ａ１〜２２ａ４の延びる方向に沿って配設されてもよい。
【００２７】
・上記触媒部１４の取り付け位置は、先の実施形態において例示した位置、すなわち排気マニホルド２２を構成する各支管２２ａ１〜２２ａ４の集合する集合部２２ｂに限られない。例えば図３に示されるように、上記集合部２２ｂよりも排気の上流であって排気マニホルド２２Ａを構成する各支管２２ａ１〜２２ａ４がそれぞれ独立している部分に触媒部１４を取り付けてもよい。また図４に示されるように、触媒部１４の一部が排気マニホルド２２Ｂの外周面の上方部分から外れているものであってもよい。これらの場合も、排気マニホルド２２Ａ，２２Ｂと当接している部分を通じて触媒温度を上昇させることはできる。
【００２８】
・上記触媒部１４の取り付け位置は、先の実施形態において例示した位置、すなわち排気マニホルド２２の外周面の上方部分に限られない。触媒部１４を取り付ける位置は、内燃機関のレイアウト等に応じて以下のように変更してもよい。例えば図５に示されるように、触媒部１４を排気マニホルド２２Ｃの外周面の下方部分に当接するように取り付けてもよい。また図６に示されるように、触媒部１４を排気マニホルド２２Ｄの外周面の側方部分に当接するように取り付けてもよい。触媒部１４の取り付け位置は、排気マニホルド２２から触媒部１４が受ける熱量の大きさや、内燃機関のレイアウト上の制約等を考慮して排気マニホルドの外周面のうちで最適な位置を採用することが望ましい。
【００２９】
・上記触媒部１４の取り付け位置は、先の実施形態において例示した位置、すなわち排気マニホルド２２の外周面に限られない。例えば、排気通路２０のうち排気マニホルド以外の部分に取り付けてもよい。要するに、触媒部１４が内燃機関の排気通路２０の外周面に当接されてなるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明にかかる排気還流装置の平面図。
【図２】図１のＡ方向から見た排気還流装置の側面図。
【図３】本発明にかかる排気還流装置の変形例を示す平面図。
【図４】本発明にかかる排気還流装置の他の変形例を示す平面図。
【図５】本発明にかかる排気還流装置の他の変形例を示す側面図。
【図６】本発明にかかる排気還流装置の他の変形例を示す側面図。
【符号の説明】
【００３１】
１０…排気還流装置、１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ…排気還流通路、１４…触媒部、１４ａ…カバー、１４ｂ…ブラケット、１４ｃ…ボルト、２０…排気通路、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ…排気マニホルド、２２ａ…支管部、２２ａ１，２２ａ２，２２ａ３，２２ａ４…支管、２２ｂ…集合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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