(57)【要約】【課題】内燃機関からの排気を、通電で発熱する触媒担体から加熱される触媒で浄化すると共に浄化後の排気の一部を内燃機関に戻す排気処理装置において、低コスト化を図る。【解決手段】エンジン１４と、上流触媒コンバータ１８までの排気管１６に冷却部材２４を設けると共に、上流触媒コンバータ１８と、下流側の振動遮断部材２６の間から、循環配管３０を分岐させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気が通過する排気経路に設けられ、通電により発熱する触媒担体を備え、前記触媒担体に担持された触媒で前記排気を浄化する触媒コンバータと、
前記内燃機関から前記触媒コンバータまでの前記排気経路に設けられ前記排気を冷却する冷却部材と、
前記触媒コンバータよりも下流側の前記排気経路に設けられ前記内燃機関からの振動を遮断する振動遮断部材と、
前記触媒コンバータと前記振動遮断部材の間の前記排気経路から分岐し、前記触媒コンバータからの排気の一部を内燃機関に循環させるための循環配管と、
を有する排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気を処理する排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関で生じた排気を浄化するために、通電により発熱して触媒を加熱する触媒担体を備えた電気加熱式触媒を、内燃機関からの排気通路に設けた構造がある（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０１２−１０７５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通電により発熱する触媒担体では、外部からの熱に対する耐性が低いことがあるため、内燃機関から離れた位置（温度が下がった排気の通過位置）に配置することが望まれる。
【０００４】
ところで、内燃機関からの排気の一部を内燃機関に戻す（循環させる）循環配管を設ける場合は、内燃機関に最も近い触媒コンバータの下流側に接続する（配管から分岐する）必要がある。この場合、内燃機関と触媒コンバータ間の排気管と循環配管のそれぞれに、内燃機関の振動を遮断する部材を設けるため、コストの上昇を招く。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、内燃機関からの排気を、通電で発熱する触媒担体から加熱される触媒で浄化すると共に浄化後の排気の一部を内燃機関に戻す排気処理装置において、低コスト化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様では、内燃機関から排出される排気が通過する排気経路に設けられ、通電により発熱する触媒担体を備え、前記触媒担体に担持された触媒で前記排気を浄化する触媒コンバータと、前記内燃機関から前記触媒コンバータまでの前記排気経路に設けられ前記排気を冷却する冷却部材と、前記触媒コンバータよりも下流側の前記排気経路に設けられ前記内燃機関からの振動を遮断する振動遮断部材と、前記触媒コンバータと前記振動遮断部材の間の前記排気経路から分岐し、前記触媒コンバータからの排気の一部を内燃機関に循環させるための循環配管と、を有する。
【０００７】
この排気処理装置では、内燃機関から排出される排気が触媒コンバータの触媒担体に担持された触媒で浄化される。触媒担体は通電により発熱するので、触媒担体に担持された触媒が加熱され、たとえば排気の温度が低い場合に、触媒による浄化作用を高く発揮できる。
【０００８】
内燃機関から触媒コンバータまでの排気経路には、冷却部材が設けられている。冷却部材は、内燃機関からの排気を冷却する。したがって、触媒担体の耐熱性が低い場合でも、触媒コンバータを内燃機関に近い位置に配置でき、排気処理装置の小型化を図ることが可能である。
【０００９】
触媒コンバータの下流側の排気経路には振動遮断部材が設けられ、さらに、触媒コンバータと振動遮断部材の間の排気経路から、循環配管が分岐している。すなわち、振動遮断部材としては、循環配管の分岐部分よりもさらに下流側の排気経路に配置した１つのみで足り、排気経路と循環配管のそれぞれに振動遮断部材を設ける必要がないので、低コスト化を図ることが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記構成としたので、内燃機関からの排気を、通電で発熱する触媒担体から加熱される触媒で浄化すると共に浄化後の排気を内燃機関に戻す排気処理装置において、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態の排気処理装置を示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１には、本発明の第１実施形態の排気処理装置１２が、エンジン１４と共に示されている。
【００１３】
エンジン１４もシリンダーヘッド１４Ａには、排気を排出するための排気管１６の上流端が接続されている。以下において、「上流」及び「下流」とは、排気管１６内の排気の流れの上流及び下流をそれぞれ言う。
【００１４】
排気管１６の上流側は、たとえばエンジン１４の気筒数にあわせて分岐されて分岐管部１６Ａとなっている。分岐管部１６Ａの下流側では、１本に統合された合流管部１６Ｂとなっている。
【００１５】
合流管部１６Ｂの中間部分には、上流触媒コンバータ１８（本発明における触媒コンバータに該当する）が設けられている。上流触媒コンバータ１８は、排気管１６よりも大径のケース２０を有しており、ケース２０内には、通電により発熱する触媒担体２２が取り付けられている。触媒担体２２には、排気中の特定の成分（たとえば炭化水素）を浄化する触媒が担持されている。触媒担体２２が通電により発熱することで触媒が加熱される。したがって、たとえば排気温度が低い状態（エンジン１４の始動直後等）であっても、触媒による排気の浄化効果を高く発揮させることが可能である。
【００１６】
排気管１６のうち、エンジン１４から上流触媒コンバータ１８までの部分（図１に示す例では分岐管部１６Ａ）には、冷却部材２４が設けられている。冷却部材２４により、エンジン１４から排出された排気を冷却することができる。
【００１７】
冷却部材２４としては、このように排気を冷却できれば特に限定されないが、たとえば、排気管１６を取り囲む冷却水流路を備え、この冷却水流路に冷却水を流す構造の冷却部材を挙げることができる。
【００１８】
上流触媒コンバータ１８の下流側の排気管１６には、上流側から順に、振動遮断部材２６及び下流触媒コンバータ２８が設けられている。さらに、上流触媒コンバータ１８から振動遮断部材２６までの排気管１６からは、循環配管３０が分岐している。循環配管３０は、上流触媒コンバータ１８よりも下流側の排気管１６から、排気の一部又は全部をエンジンに戻し、排気を循環させるための配管である。
【００１９】
振動遮断部材２６は、エンジン１４から排気管１６及び上流触媒コンバータ１８に作用した振動を遮断し（ただし完全に遮断する必要はない）、下流側には振動を減衰させる部材である。振動遮断部材２６の構造としては、たとえば、いわゆる球面継手を用いることが可能である。球面継手では、ハウジング内にゴム等の弾性体が収容されており、この弾性体の弾性変形で、エンジン１４からの振動を減衰させることができる。
【００２０】
下流触媒コンバータ２８には、たとえば、上流触媒コンバータ１８の触媒と同じか、又は更に他の触媒が収容されている。そして、上流触媒コンバータ１８で処理しない排気中の成分を下流触媒コンバータ２８で処理できる。
【００２１】
そして、エンジン１４のシリンダーヘッド１４Ａからの排気が通過する経路が、本願の排気経路３４を構成する。具体的には、シリンダーヘッド１４Ａから、下流触媒コンバータ２８のさらに下流側に至る排気管１６までの部材が排気経路３４である。そして、冷却部材２４は、この排気経路３４のうち、エンジン１４から上流触媒コンバータ１８までの間の部分に設けられていることになる。
【００２２】
上流触媒コンバータ１８の下流側の排気管１６（上流触媒コンバータ１８と振動遮断部材２６との間）からは、循環配管３０が分岐している。循環配管３０は、上流触媒コンバータ１８を通過した後の排気の一部または全部を、エンジン１４に戻す。すなわち、エンジン１４から排出された排気の一部または全部を、エンジン１４に循環させるための配管である。
【００２３】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２４】
図１から分かるように、本実施形態の排気処理装置１２では、エンジン１４から排出された排気は、上流触媒コンバータ１８の触媒担体２２に担持された触媒により浄化できる。特に本実施形態では、触媒担体２２が通電により発熱し、触媒が加熱される。たとえば、エンジン１４の始動直後等、排気の温度が低い場合であっても、触媒による排気の浄化効果を高く発揮させることが可能である。
【００２５】
エンジン１４から上流触媒コンバータ１８までの排気管１６に冷却部材２４が設けられている。冷却部材２４により、エンジン１４からの排気が冷却される。すなわち、冷却部材２４がない構造と比較して、上流触媒コンバータ１８の触媒担体に排気から作用する熱量が少なくなる。触媒担体２２の耐熱性が低い場合でも、上流触媒コンバータ１８をエンジン１４に近い位置に配置でき、排気処理装置１２として小型化を図ることができる。たとえば、エンジン１４から排気管１６及び上流触媒コンバータ１８を経て振動遮断部材２６に至る部分までを、エンジンルーム３２内に配置することが可能である。
【００２６】
上流触媒コンバータ１８よりも下流側の排気管１６には、振動遮断部材２６が設けられている。振動遮断部材２６により、エンジン１４の振動を遮断するので、エンジン１４の振動は、下流触媒コンバータ２８（エンジンルーム３２の外）には減衰されて作用する。
【００２７】
そして、本実施形態では、循環配管３０が、上流触媒コンバータ１８と振動遮断部材２６の間の排気管１６から分岐しており、循環配管３０の全体がエンジンルーム３２内に配置されている。すなわち、振動遮断部材２６としては、上流触媒コンバータ１８と下流触媒コンバータ２８の間に配置した１つのみで足りる。上流触媒コンバータ１８を、エンジン１４から離してエンジンルーム３２の外に配置した構造では、排気管１６と循環配管３０のそれぞれに振動遮断部材が必要となるが、本実施形態では、上記のように振動遮断部材２６が１つで足りるので、排気処理装置１２として構造が簡素になり、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
上流触媒コンバータ１８の下流には、下流触媒コンバータ２８が設けられている。下流触媒コンバータ２８には、上流触媒コンバータ１８の触媒担体２２に担持された触媒と同じか、又は更に他の触媒が収容されている。上流触媒コンバータ１８で処理しない排気中の成分は、下流触媒コンバータ２８で処理できる。たとえば、上流触媒コンバータ１８では、排気中の炭化水素を処理し、下流触媒コンバータ２８では、排気中の窒素酸化物を処理するような構成にできる。
【００２９】
上記では、冷却部材２４が、エンジン１４から上流触媒コンバータ１８までの排気管１６において、分岐管部１６Ａに配置された例を挙げているが、冷却部材２４の位置は、エンジン１４から上流触媒コンバータ１８までの排気経路３４であれば、特に限定されない。たとえば、エンジン１４のシリンダーヘッド１４Ａ（排気管１６の接続部分）や、合流管部１６Ｂに冷却部材２４を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１２  排気処理装置
１４  エンジン
１４Ａ  シリンダーヘッド
１６  排気管
１６Ａ      分岐管部
１６Ｂ      合流管部
１８  上流触媒コンバータ
２０  ケース
２２  触媒担体
２４  冷却部材
２６  振動遮断部材
２８  下流触媒コンバータ
３０  循環配管
３２  エンジンルーム
３４  排気経路
【図１】
2015101996.tif 000003