(57)【要約】【課題】マニバータがエンジン長手方向に偏って設けられた場合、排気ガスが触媒担持体へ局部あたりしてしまうという問題がある。【解決手段】排気マニホールドの集合部の下流に触媒コンバータを設け、前記集合部から前記触媒コンバータまでの排気通路途中に分流板を設けた排気浄化装置において、前記分流板は排気ガス流れの主流に主流点若しくは主流線を有する凸部形状を有し、前記分流板の側面には、通過する前記排気ガスの流量を調節する流量調節部を少なくとも１つ以上設け、前記流量調節部は、前記主流から遠ざかるほど、排気ガスを通過し易くしたことを特徴とする排気浄化装置。【選択図】図３
2013209904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドの集合部の下流に触媒コンバータを設け、
前記集合部から前記触媒コンバータまでの排気通路途中に分流板を設けた排気浄化装置において、
前記分流板は排気ガス流れの主流に主流点若しくは主流線を有する凸部形状を有し、
前記分流板の側面には、通過する前記排気ガスの流量を調節する流量調節部を少なくとも１つ以上設け、
前記流量調節部は、前記主流から遠ざかるほど、排気ガスを通過し易くしたことを
特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気マニホールドの下流に設けられる触媒コンバータの入口部分に配設される分流板を有する排気浄化装置に関するものであり、特にマニバータがエンジン長手方向に偏って設けられた場合に、排気ガスが触媒に片あたりしないように排気ガスを制御する分流板を有する排気浄化装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気系には、排気ガス特に煤や未燃焼の炭化水素やＮＯｘが含まれ、これをさらに完全に浄化させるために触媒コンバータが、排気マニホールドの集合部の直下に配置されているものが知られている。これはマニバータとも呼ばれる。触媒コンバータ内には、触媒が配置されている。
【０００３】
触媒は、多孔性のセラミックフィルタに触媒物質が担持されたもので、略円筒形の形状をしている。この略円筒形状のフィルタを触媒担持体ともよぶ。そして、触媒担持体の円筒形上の一方の底面部分から排気ガスが入り込み他方の底面部分から排気ガスが排出される。この底面部分を触媒担持体の排気入口と呼び、反対側の底面部分を排気出口と呼ぶ。
【０００４】
この際に、触媒効果によって、排気ガス中の不要成分を無害な成分に変換する。しかし、排気マニホールドの集合部に触媒コンバータを接続した場合、触媒コンバータに流入する排気ガスの流れは不均一となりやすい。このため、排気ガスが偏って触媒担持体を通過することになり、排気浄化性能が低下したり、触媒温度に部分格差が生じてスポーリング割れが生じる等の問題が発生していた。
【０００５】
この問題に対して、特許文献１は、排気マニホールドの集合部に触媒コンバータを接続してなるエンジンの排気浄化装置において、排気マニホールドの集合部と触媒コンバータの間には、排気マニホールド内に膨出して、その周辺に排気通路を形成する半球状部を備えた排気案内板を介設し、半球状部には、多数の排気流通小孔を穿設したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平３−１２７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車輛の小型化に伴い、エンジンコンパートメント内の余裕も少なくなってきている。したがって、載置されるエンジン形状にも制約が課せられる。そのような制約の中で、マニバータがエンジン長手方向に偏って設けられる場合もある。このような場合は、マニバータから遠い方からの排気の流れと、マニバータに近い方からの排気の流れが、マニバータから見ると不均一であるので、排気ガスが触媒担持体へ局部あたりしてしまうという問題がある。
【０００８】
このようなエンジンに、特許文献１で開示された排気流通小孔を穿設させた半球状部を用いた場合は、局部あたりを低減することはできる。しかし、触媒担持体の排気入口に対して、均一に排気ガスをあてることはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みて想到された発明で、マニバータが、エンジン長手方向に偏って配置された場合に、触媒担持体の排気入口に排気ガスが均一にあたるようにする排気浄化装置を提供するものである。
【００１０】
より具体的に本発明の排気浄化装置は、
排気マニホールドの集合部の下流に触媒コンバータを設け、
前記集合部から前記触媒コンバータまでの排気通路途中に分流板を設けた排気浄化装置において、
前記分流板は排気ガス流れの主流に主流点若しくは主流線を有する凸部形状を有し、
前記分流板の側面には、通過する前記排気ガスの流量を調節する流量調節部を少なくとも１つ以上設け、
前記流量調節部は、前記主流から遠ざかるほど、排気ガスを通過し易くしたことを
特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の排気浄化装置は、排気ガスの主流が流れる点（線）である主流点（主流線）から遠ざかるほど、排気ガスが流量調節部を通過し易くすることで、排気ガスの流れを排気マニホールドと触媒コンバータとの接続口（接続通路）全体へ誘導し、排気ガスが偏ることなく通路全体を通過することができる。その結果、触媒性能の劣化やスポーリング割れといった課題を抑制することができる。
【００１２】
また、この結果排気浄化性能が向上するため、触媒（触媒コンバータ）を小型化でき、燃費の向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の排気浄化装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る排気浄化装置に用いる分流板を示す図である。
【図３】本発明に係る排気浄化装置の構造を示す図である。
【図４】本発明に係る分流板の他の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、下記の実施形態を変形してもよい。
【００１５】
図１に排気浄化装置１と排気マニホールド９０部分の概念図を示す。エンジンは３気筒（それぞれ符号９１、９２、９３）の場合について説明するが、特に３気筒である必要はない。複数気筒であって、触媒コンバータ１１が気筒にそって、一方向側に偏って配設されていれば、本発明に係る排気浄化装置を利用することができる。
【００１６】
マニバータ１０は、第２気筒９２と第３気筒９３の間に排気マニホールド９０の集合部９５と接続する接続口１０ｉを有するものとする。なお、本実施の形態では、排気マニホールド９０の直下流に触媒コンバータ１１が配置されるので、マニバータ１０と触媒コンバータ１１は同義であるとしてよい。
【００１７】
マニバータ１０の位置はここに限定されるものではなく、各気筒からの位置が非対称になっている位置であればどこでもよい。マニバータ１０の中には、マニバータ１０の接続口１０ｉから排気通路１０ｐを経て、上述の触媒を担持した触媒担持体１４が配置されている。マニバータ１０の排気口１０ｘは、図示していない消音管に接続される。
【００１８】
マニバータ１０の接続口１０ｉからみると、図面で右側に気筒が一つ（第３気筒９３）であり、左側に気筒が２つ（第１気筒９１、第２気筒９２）ある。すると、接続口１０ｉから触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎに向かってくる排気ガスは右側へ当たる排気ガスの方が多い。このように触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎから見て、排気ガスが多く流れる流れを排気ガスの主流１６と呼ぶ。
【００１９】
本実施の形態のように３気筒の場合は、３つの気筒が順に燃焼・排気工程を行うので、触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎで複数の気筒からの排気ガスがぶつかりあうことはない。しかし、一定時間の間に通過するガス量が多い流れを主流１６とする。
【００２０】
図３を参照して、本発明の排気浄化装置１では、この主流１６が通過する点若しくは線（これらを主流点１６ｐおよび主流線１６Ｌと呼ぶ。）を中心として凸部形状をした分流板２０を設ける。図２には、分流板２０の平面図（図２（ａ））および側面図（図２（ｂ））を示す。分流板２０は頂点２１がずれた円錐形状をしている。底面２２部分は閉じてない。また、側面２３には流量調節部２４として貫通孔２６が穿設されている。
【００２１】
つまり、空洞の偏心円錐形状であって、側面２３に貫通孔２６が穿設された形状をしている。したがって、この貫通孔２６から入った排気ガスは、底面２２を抜けて通過する。底面２２部分の直径はほぼ触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎとおなじ大きさである。また触媒コンバータ１１中で支持するための貫通孔付ブラケット２７が周囲に設けられている。
【００２２】
頂点２１は、触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎから見て、排気ガスの主流が流れる点（これを主流点１６ｐと呼んだ）に設けられている。つまり、複数の気筒に対して配置されたマニバータ１０の位置によって変わる主流１６に合わせて、この分流板２０は作られる。実際は主流１６はある程度の太さを持った気流の流れであるので、ほぼその中心であれば、主流点１６ｐと言える。
【００２３】
側面２３の貫通孔２６は、少なくとも１つ以上設けられる。この貫通孔２６の位置と大きさは、主流点１６ｐから離れるほど、排気ガスが通過し易く形成する。つまり、主流点１６ｐから離れるほど、貫通孔２６の開口は大きくなる。貫通孔２６の大きさ毎に同心円状に配置してもよいし、設ける位置毎に大きさを変えてもよい。これによって、主流１６から遠ざかるほど排気ガスは流れやすくなる。分流板２０の底面２２からの高さは、特に限定されるものではないが、流速が速いので尖っている形状の方が好ましい。
【００２４】
図３を参照して、このように形成された分流板２０が、排気マニホールド９０の集合部９５と、触媒コンバータ１１の接続口１０ｉとの間に取り付けられると、第１気筒９１および第２気筒９２からの排気ガスは、ほぼ主流１６となって触媒コンバータ１１に侵入するため、分流板２０の頂点２１で周囲に振り分けられる。主流１６から右側では、貫通孔２６の数も少なくまた貫通孔２６の径も小さいため、排気ガスは流れにくい。一方、主流１６から左側では、貫通孔２６の数も多く、また貫通孔２６の径も大きくなるので、排気ガスは流れやすい。なお、凸部形状は、排気ガスの流れに対して上流側に向けるだけでなく、図３の点線で示すように、下流側に向けてもよい。
【００２５】
第３気筒９３からの排気ガスは、主流１６から左側に主として流れるため、排気入口１４ｉｎの左側を流れやすい。以上から、３つの気筒からの排気ガスは、触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎに満遍なく流れ込み、局部あたりを解消することができる。
【００２６】
なお、分流板２０は、特に図２の形状のものに限定したものではない。図４には、他の分流板４０の形状を示す。排気ガスの流れで主流１６は円形を形成するとは限らず、触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎ部分では、楕円形上になっている場合もある。そのような場合は主流点１６ｐは点ではなく、主流線１６Ｌとなる。
【００２７】
そのような場合は、図４のような分流板４０を用いることができる。図４の分流板４０は、同一底面を有する円錐の頂点同士を連結し、頂稜４１を有する凸部形状体である。側面４３には、図２の場合同様、貫通孔４６が穿設されており、頂稜４１から離れるほど、貫通孔４６の径は大きくなり、排気ガスは通過し易くなる。また、貫通孔付ブラケット４７も設けられる。
【００２８】
また、これらの形状だけでなく、主流点１６ｐもしくは主流線１６Ｌから遠ざかるほど排気ガスが通過し易くなる構造であればよい。また、本発明の排気浄化装置１では、分流板は凸部形状を有するが、図３の点線で示したように、排気ガスの流れに対して、凸部を上流側に向けるだけなく、下流側に向けてもよい。分流板の底面から頂点２１（若しくは頂稜４１）までの高さが比較的低い場合は、排気ガスの流れに対しての流れ抵抗が大きくなるので、凸形状を下流側に向けた方がよい場合もあるからである。
【００２９】
以上のように、本発明の排気浄化装置１は、偏心させた頂点２１若しくは頂稜４１を排気ガスの主流１６に合わせた分流板２０を触媒担持体１４の排気入口１４ｉｎに設けるので、排気入口１４ｉｎには満遍なく排気ガスがあたり、局部あたりを回避することができる。結果、触媒の長寿命化と、排気浄化性能の向上が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の排気浄化装置は、ガソリン車だけでなく、ディーゼル車にも好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  排気浄化装置
１０  マニバータ
１０ｉ  接続口
１０ｐ  排気通路
１０ｘ  排気口
１１  触媒コンバータ
１４  触媒担持体
１４ｉｎ  排気入口
１６  主流
１６ｐ  主流点
１６Ｌ  主流線
２０  分流板
２１  頂点
２２  底面
２３  側面
２４  流量調節部
２６  貫通孔
２７  貫通孔付ブラケット
４０  分流板
４１  頂稜
４３  側面
４４  流量調節部
４６  貫通孔
４７  貫通孔付ブラケット
９０  排気マニホールド
９１、９２、９３  気筒
９５  集合部
【図１】
2013209904.tif 000003
【図２】
2013209904.tif 000004
【図３】
2013209904.tif 000005
【図４】
2013209904.tif 000006