(57)【要約】【課題】従来よりも保温性が高く且つ軽量で熱歪みに対する強度信頼性も高い断熱排気管を提供する。【解決手段】外管１と内管２との間に中空断熱層３を介在させた二重管構造の断熱排気管４に関し、外管１の上流側の端部に対し内管２の上流側の端部を内嵌させて前記中空断熱層３の上流側を封じた状態で接合する一方、外管１の下流側の端部に対し内管２の下流側の端部を摺動自在に内嵌させて前記中空断熱層３の下流側を封じた状態で外管１と内管２との熱膨張差を吸収し得るように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管と内管との間に中空断熱層を介在させた二重管構造の断熱排気管であって、外管の上流側の端部に対し内管の上流側の端部を内嵌させて前記中空断熱層の上流側を封じた状態で接合する一方、外管の下流側の端部に対し内管の下流側の端部を摺動自在に内嵌させて前記中空断熱層の下流側を封じた状態で外管と内管との熱膨張差を吸収し得るように構成したことを特徴とする断熱排気管。
【請求項２】
外管の両端部を所定範囲だけ縮径し且つ内管の両端部を所定範囲だけ拡径して相互を嵌合状態とすることで中空断熱層を画成し、外管と内管の上流側の端部同士のみを接合したことを特徴とする請求項１に記載の断熱排気管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱排気管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気流路の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えばアルミナに白金等を担持させて成る酸化触媒をパティキュレートフィルタに一体的に担持させたり、パティキュレートフィルタの前段に酸化触媒を別体で配置するようにした触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用することが検討されている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
また、前述したパティキュレートフィルタ以外にも、排気ガス中のＮＯxの除去を目的としたＮＯx選択還元触媒やＮＯx吸蔵還元触媒等を後処理装置として排気流路途中に装備することも提案されており、特に近年においては、パティキュレートフィルタにＮＯx吸蔵還元触媒を組み合わせた後処理装置も開発されてきている。
【０００７】
ただし、これらの何れの後処理装置を採用した場合であっても、パティキュレートの確実な燃焼除去や十分な触媒活性を得るために所定温度以上の比較的高い排気温度が必要となるので、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスの温度ができるだけ下がらないうちに後処理装置に排気ガスを導入することが重要となる。
【０００８】
この種の後処理装置を車両に装備するにあたり、車型によっては、ディーゼルエンジンから離れた位置にしか後処理装置の搭載スペースを確保できないケースがあり、このようなケースでは、特に雨天や冬期等の外気温度が低い場合に、ディーゼルエンジンから排気管を通して後処理装置まで排気ガスを導く間に排気温度が低下し易くなり、後処理装置が活性を有する運転領域が通常より狭まることが懸念された。
【０００９】
そこで、従来においては、このような排気温度低下の防止策として、図３に示す如く、外管ａと内管ｂとから成る二重管構造の断熱排気管ｃとし、これら外管ａと内管ｂとの間に、耐熱性線材を筒状にブレード編みして編成したインナーブレードｄを介装し、このような空隙率の高いインナーブレードｄを介装することで外管ａと内管ｂとの間の断熱を図るようにしている。
【００１０】
また、外管ａと内管ｂとインナーブレードｄの夫々の端部を全周溶接して外管ａと内管ｂとの間を封じると共に、外管ａの端部にはフランジｅ，ｆを外嵌して全周溶接するようにしており、二重管構造の断熱排気管ｃの端部（特に上流側の端部）を同じ二重管構造を持つ別の断熱排気管ｃの端部に接続するに際しても、外管ａと内管ｂとの間に排気ガスｇが進入しないようにしている。
【００１１】
尚、この種の断熱排気管に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−９８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、いくらインナーブレードｄの空隙率が高いとは言え、該インナーブレードｄを外管ａと内管ｂとの間に介装することは、外管ａと内管ｂとの間をインナーブレードｄを介し各所で金属同士の接触として繋いでしまう結果となり、これにより内管ｂ側から外管ａ側への熱伝導率が上がって期待通りの保温性を得ることが難しくなったり、インナーブレードｄの分だけ質量増加を招いてしまったりする虞れがあった。
【００１４】
また、高温の排気ガスｇにより内管ｂが熱せられて軸心方向に熱膨張した場合に、インナーブレードｄにより断熱されている外管ａ側との熱膨張差が生じるが、該外管ａに対し内管ｂが両端部を拘束されていることから前記熱膨張差が吸収されず、外管ａに対する内管ｂの接合箇所に熱歪みが生じて溶接部分に亀裂等の損傷を招く虞れもあった。
【００１５】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来よりも保温性が高く且つ軽量で熱歪みに対する強度信頼性も高い断熱排気管を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、外管と内管との間に中空断熱層を介在させた二重管構造の断熱排気管であって、外管の上流側の端部に対し内管の上流側の端部を内嵌させて前記中空断熱層の上流側を封じた状態で接合する一方、外管の下流側の端部に対し内管の下流側の端部を摺動自在に内嵌させて前記中空断熱層の下流側を封じた状態で外管と内管との熱膨張差を吸収し得るように構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
而して、このようにすれば、外管と内管との間に従来の如きインナーブレードが介在しなくなり、外管と内管とが夫々の両端部を除いた大半の部分で中空断熱層のみを介し非接触状態に保持されるので、内管側から外管側への熱伝導率が下がって従来よりも保温性が向上され、しかも、インナーブレードを無くした分だけ質量低減が図られる。
【００１８】
また、高温の排気ガスにより内管が熱せられて軸心方向に熱膨張し、中空断熱層により断熱されている外管側との熱膨張差が生じても、外管の下流側の端部に対し内管の下流側の端部が摺動して熱膨張差が吸収され、外管と内管の上流側の端部同士の接合箇所における熱歪みが起こらなくなる。
【００１９】
更に、本発明を具体的に実施するにあたっては、外管の両端部を所定範囲だけ縮径し且つ内管の両端部を所定範囲だけ拡径して相互を嵌合状態とすることで中空断熱層を画成し、外管と内管の上流側の端部同士のみを接合することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
上記した本発明の断熱排気管によれば、外管と内管とを夫々の両端部を除いた大半の部分で中空断熱層のみを介し非接触状態に保持することができ、これにより内管側から外管側への熱伝導率を下げて従来よりも保温性を著しく向上することができると共に、インナーブレードを不要として大幅な軽量化を実現することができ、しかも、外管に対し内管の下流側へ向かう熱膨張を拘束しないようにして外管と内管との熱膨張差を吸収することができるので、外管と内管の上流側の端部同士の接合箇所における熱歪みを未然に回避して強度信頼性を大幅に向上することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の別の形態例を示す断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、ここに図示している例においては、外管１と内管２との間に中空断熱層３を介在させた二重管構造の断熱排気管４に関し、外管１の上流側（図１中における排気ガス５の流れ方向の上流側）の端部に対し内管２の上流側の端部を内嵌させて前記中空断熱層３の上流側を封じた状態で接合する一方、外管１の下流側の端部に対し内管２の下流側の端部を摺動自在に内嵌させて前記中空断熱層３の下流側を封じた状態で外管１と内管２との熱膨張差を吸収し得るように構成したところが特徴となっている。
【００２４】
より具体的には、外管１の両端部を所定範囲だけ縮径して縮径部１ａを形成すると共に、内管２の両端部を所定範囲だけ拡径して拡径部２ａを形成し、上流側と下流側の縮径部１ａと拡径部２ａの相互を嵌合状態とすることで中空断熱層３を画成するようにしており、上流側の外管１の縮径部１ａと内管２の拡径部２ａのみを周方向の９０°毎に四箇所スポット溶接して接合し、下流側の外管１の縮径部１ａと内管２の拡径部２ａについては溶接しないまま単に当接させた状態としている。
【００２５】
また、外管１の両端部にはフランジ６，７を夫々外嵌して全周溶接することにより接合しており、同様にして製作した別の断熱排気管４を互いのフランジ６，７を介しボルト締結等により接続できるようにしてある。
【００２６】
而して、このようにすれば、外管１と内管２との間に従来の如きインナーブレードが介在しなくなり、外管１と内管２とが夫々の両端部を除いた大半の部分で中空断熱層３のみを介し非接触状態に保持されるので、内管２側から外管１側への熱伝導率が下がって従来よりも保温性が向上され、しかも、インナーブレードを無くした分だけ質量低減が図られる。
【００２７】
また、高温の排気ガス５により内管２が熱せられて軸心方向に熱膨張し、中空断熱層３により断熱されている外管１側との熱膨張差が生じても、外管１の下流側の端部に対し内管２の下流側の端部が摺動して熱膨張差が吸収され、外管１と内管２の上流側の端部同士の接合箇所における熱歪みが起こらなくなる。
【００２８】
従って、上記形態例によれば、外管１と内管２とを夫々の両端部を除いた大半の部分で中空断熱層３のみを介し非接触状態に保持することができ、これにより内管２側から外管１側への熱伝導率を下げて従来よりも保温性を著しく向上することができると共に、インナーブレードを不要として大幅な軽量化を実現することができ、しかも、外管１に対し内管２の下流側へ向かう熱膨張を拘束しないようにして外管１と内管２との熱膨張差を吸収することができるので、外管１と内管２の上流側の端部同士の接合箇所における熱歪みを未然に回避して強度信頼性を大幅に向上することができる。
【００２９】
また、図２は本発明の別の形態例を示すもので、先に説明した図１の形態例では、直伸形状とした断熱排気管４の例について示しているが、本形態例にあっては、排気系のコーナ部等を構成するための屈曲形状の断熱排気管４の例を示しており、このような形状とした場合にも、図１で説明した直伸形状の断熱排気管４の場合と同様の作用効果を奏し得ることは勿論である。
【００３０】
ただし、このような屈曲形状の断熱排気管４を従来と同じように外管１に対し内管２の両端部を拘束して製作した場合、単に外管１と内管２との熱膨張差が生じるだけでなく、その曲がり方向の外側と内側との間にも熱による延び差が生じて熱歪みが大きく現れることになるので、本発明の断熱排気管４を適用することの意義は大きく、非常に有用性の高い屈曲形状の断熱排気管４が得られる。
【００３１】
尚、本発明の断熱排気管は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１      外管
２      内管
３      中空断熱層
４      断熱排気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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