(57)【要約】【課題】前置排気管内の触媒は前置供給パイプから供給される二次エアを利用してエンジンの排気ガスの浄化を行い、特にエンジンを起動させた時において、エンジン排気ガスの温度を上昇させ、触媒コンバーターの温度を排気ガス浄化に必要な作業温度に素早く到達させることができるバイク排気管の触媒装置を提供する。【解決手段】エンジン排気マニホールドとマフラーの間に設置された一つの前置排気管を含む。エンジン排気マニホールドまたは前置排気管は二次エアを供給するための前置供給パイプと連結しており、マフラーの内部には最低一つの触媒コンバーターが設けられ、前置供給パイプ後方の前置排気管の内部には触媒が被覆されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気マニホールドとマフラーの間に設置され、一つの前置排気管を含む。エンジン排気マニホールドまたは前置排気管は二次エアを供給するための前置供給パイプと連結しており、前置供給パイプ後方の前置排気管の内部には触媒が被覆され、前置排気管内の触媒は前置供給パイプから供給される二次エアを利用してエンジンの排気ガスの浄化を行うことができることを特徴とするバイク排気管触媒装置。
【請求項２】
前記触媒コンバーターの設置数は複数とし、最低一つの前置型触媒コンバーター及び最低一つの後置型触媒コンバーターを含み、前置型触媒コンバーターと後置型触媒コンバーターの間には一つの二次エア供給用後置供給パイプが設置されていることを特徴とする請求項１に記載のバイク排気管触媒装置。
【請求項３】
エンジン排気マニホールドとマフラーの間に設置され、一つの前置排気管を含み、前置排気管は二次エアを供給するための一つの前置供給パイプと連結しており、マフラーの内部には最低一つの触媒コンバーターが設けられており、前置供給パイプ後方の前置排気管の内部には触媒が被覆され、前置排気管内の触媒は前置供給パイプから供給される二次エアを利用してエンジンの排気ガスの浄化を行うことができることができることを特徴とするバイク排気管触媒装置。
【請求項４】
前記触媒コンバーターの設置数は複数とし、最低一つの前置型触媒コンバーター及び最低一つの後置型触媒コンバーターを含み、前置型触媒コンバーターと後置型触媒コンバーターの間には一つの二次エア供給用後置供給パイプが設置されていることを特徴とする請求項３に記載のバイク排気管触媒装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はバイクエンジンの排気ガス排出経路における一つの前置排気管の内部に触媒を設置した一種のエンジン排気ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
年々厳しくなる自動車排気ガス規制に対応するため、一般ではバイクエンジンの排気ガス排出経路に触媒コンバーターを設置することが多く、その触媒コンバーターとは一つの金属筒の内側に触媒を被覆したもので、触媒成分にはパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属元素が含まれており、Ｐｄ及びＰｔ元素は酸化作用により排気ガス中の有害物質  ＣＯやＨＣを無害なＣＯ２及びＨ２Ｏに変換し、さらにＲｈ元素は排気ガス中の有害物質ＮＯＸ（窒素酸化物）を無害なＮ２及びＯ２に還元させ、エンジンの排気ガスを浄化し、空気汚染を防止する役割を果たしている。
【０００３】
そして、エンジン排気経路内の触媒による排気ガス中の有害物質の酸化及び還元が最も効率よく行われるのはエンジン排気ガスの空燃比（Ａｉｒ／Ｆｕｅｌ）を１４．７前後に設定した時である。また、バイクエンジンの起動直後、燃料の不完全燃焼により有害な排気ガスが大量に発生するため、先行技術では、触媒による排気ガス浄化效率を高めるため、バイクエンジンを起動させた時に触媒コンバーターの前方に二次エアを導入し、エンジンの排気ガスの空燃比を１４．７またはそれよりも大きくすることで触媒に充分なＯ２を与え、酸化作用によるＣＯ及びＨＣからＣＯ２及びＨ２Ｏへの変換を行うとともに、エンジンの排気ガスに含まれているＣＯ及びＨＣの生成量が減少した時に二次エアの導入を中止させ、エンジンの排気ガスの空燃比を
１４．７よりも小さくすることで、排気ガス中のＮＯＸをＮ２及びＯ２に還元させる触媒の働きを助けている。
【０００４】
しかし、上述のエンジン排気管内の触媒は排気ガスの加熱作用によって必要な作業温度に到達しないと有害な排気ガスに対して浄化（包含酸化及還元）を行うことができない。例えば、バイクのエンジンを起動した直後、触媒はすぐに必要な作業温度に達することができないため、大量な有害排気ガスを外部の大気中に排出することになる。  
【０００５】
この問題を解決するため、台湾第Ｍ２８７８６９号特許では一種のエンジン排気ガス浄化装置が掲げられ、それはマフラー内部に一つの後置型触媒コンバーターを設置し、マフラーとエンジンの間にある前置排気管の内部に一つの前置型触媒コンバーターを設置するという構造により、バイクのエンジンを起動させた時、まずエンジン排気ガスと前置型触媒コンバーターの触媒に酸化反応を起し、エンジンの排気ガスの温度を上げてから後置型触媒コンバーターの温度を必要とする作業温度に素早く到達させ、効率よく排気ガスの浄化を行うという仕組みである。但し、上述の前置型触媒コンバーターは前置排気管の内部に溶接固定されているため、孔径１５〜３０ｍｍという前置排気管の限られた空間にとっては設置が極めて難しく、さらに触媒コンバーターを複数設置するという構造は生産コストに見合わず、改善の余地があると思われる。  
【特許文献１】台湾第Ｍ２８７８６９号特許
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の前置排気管の内部に被覆されている触媒はエンジンを起動した直後にエンジンの排気ガスの温度を上昇させ、マフラー内の触媒コンバーターの温度を排気ガス浄化に必要な作業温度に素早く到達させることができる。
【０００７】
先行技術の問題点を解決すべく、本考案１５〜３０ｍｍ孔径のバイク前置排気管に適用できるうえ、バイクのエンジンを起動させた直後、排気ガス中の有害物質に対して効率的に浄化を行える一種の触媒装置を考案した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本考案におけるバイク排気管の触媒装置はエンジン排気マニホールドとマフラーの間に設置され、一つの前置排気管を含み、排気マニホールドまたは前置排気管は二次エアを供給するための一つの前置供給パイプと連結しており、マフラーの内部には最低一つの触媒コンバーターが設けられている。その特徴を以下に示す。前置供給パイプ後方の前置排気管の内部には触媒が被覆されており、その触媒は前置供給パイプから供給される二次エアを利用してエンジンの排気ガスに対して浄化を行うことができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本考案における第一実施例の局部断面図を掲げており、図中では、本考案のバイク排気管の触媒装置は４ストバイクエンジン１の排気マニホールド１１とマフラー２の間に設置され、一つの前置排気管３を含み、さらにエンジン排気マニホールド１１は二次エアを供給するための一つの前置供給パイプ４１と連結しており、マフラー２の内部には最低一つの触媒コンバーター５が設置されている。この構造において、
【００１０】
二次エアはエンジン１が動作した時に前置排気管３と排気マニホールド１１の内部で生成された間歇性負圧を動力源として、前置供給パイプ４１を通じて前置排気管３及びマフラー２内部へ二次エアを継続的に供給している。
触媒コンバーター５は前置排気管３及び一つの連結パイプ３１を介してマフラー２内部と連結しており、さらにパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等の触媒が被覆されている。
【００１１】
前置供給パイプ４１後方の前置排気管３の内壁にも同じ成分の触媒５０が被覆されている（図２を参照）。
上述の配置に基づき本考案を実施した場合、エンジン１を起動させた直後、前置排気管３及び排気マニホールド１１内部の間歇性負圧作用により、二次エアは前置供給パイプ４１を通じて前置排気管３の内部に導入され（図３を参照）、前置排気管３内部の触媒５０に充分な酸素を与える。
この時、前置排気管３内部の触媒５０は空燃比≧１４．７の排気ガスと酸化反応を起こし、排気ガス中の有害物質ＣＯやＨＣを無害なＣＯ２及びＨ２Ｏに変換するとともに、エンジン排気ガスの温度を上昇させる。その後、一定温度に到達した排気ガスは連結パイプ３１を通じてマフラー２へ送られ、さらに触媒コンバーター５の働きにより、浄化に必要な作業温度に素早く到達し、排気ガス中の有害物質ＮＯＸを無害なＮ２及びＯ２に還元させることができる。
【００１２】
また、上述の前置供給パイプ４０を前置排気管３に連結させた状態でも（図４を参照）、二次エアを前置排気管３及びマフラー２内部に供給することができる。さらに、触媒５０は前置排気管３の内壁だけでなく、それと連結する連結パイプ３１の内壁まで延伸して被覆することも可能である（図４ａを参照）。
【００１３】
図５は本考案における第二実施例の局部断面図を掲げている。図中では、２ストバイクエンジン１ａの排気マニホールド１１ａとマフラー２ａの間には一つの前置排気管３ａが装着され、エンジン排気マニホールド  １１ａは二次エアを供給するための一つの前置供給パイプ４１ａと連結しており、マフラー２ａ内の前置排気管３ａの末端には最低一つの触媒コンバーター５ａが設置され、前置供給パイプ４１ａ後方の前置排気管３ａの内壁の局所または全面に触媒５０ａが被覆されている。これにより、上述の第一実施例と同じ效果を得ることができる。  
【００１４】
図６は本考案における第三実施例の局部断面図を掲げている。図中では、４ストバイクエンジン１の排気マニホールド１１とマフラー２の間には前置排気管３が設置され、エンジン排気マニホールド１１は二次エアを供給するための一つの前置供給パイプ４１と連結しており、マフラー２の内部には一つの前置型触媒コンバーター５１及び一つの後置型触媒コンバーター５２が設置されている。前置型及び後置型触媒コンバーター５１、５２は前置排気管３を介して複数の連結パイプ３２、３３とともにマフラー２の内部に連結され、さらに後置型触媒コンバーター５２の前方の連結パイプ３３には二次エアを供給するための一つの後置供給パイプ４２が連結され、前置供給パイプ４１の後方の前置排気管３の内壁には触媒５０が被覆されている。  
【００１５】
上述の構造により、前置排気管３内の触媒５０は前置供給パイプ４１から供給された二次エアを利用して、排気ガス空燃比≧１４．７を保ち、エンジンの排気ガスと触媒５０に酸化反応を起こして排気ガスを高温状態にする。この時、温度が急速に上昇したエンジン排気ガスは連結パイプ３２によって導かれ、前置型触媒コンバーター５１の温度が素早く作業温度になるように前置型触媒コンバーター５１に対して加熱を行い、エンジンの排気ガスを還元させることができる。この後、排気ガスは連結パイプ３３を経由する途中で後置供給パイプ４２から導入された二次エアと混合し、後置型触媒コンバーター５２を通過した時、酸化作用により排気ガス中に残留している有害物質ＣＯ及びＨＣを無害なＣＯ２及びＨ２Ｏに変換させ、触媒による排気ガス浄化のダブル効果を実現できる。  
【００１６】
上述の実施例は本考案における推奨実施例であり、本考案の実用新案登録請求範囲を限定するではない。本考案の精神及び原則に基づく変更または改良は全て後述の実用新案登録申請の範疇に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案における第一実施例の局部断面図
【図２】図１の局部拡大図
【図３】本考案における第一実施例の動作イメージ図
【図４】本考案における第一実施例の別の部分を示す断面図
【図４ａ】本考案における第一実施例的附加実施断面図
【図５】本考案における第二実施例の局部断面図
【図６】本考案における第三実施例の局部断面図
【図７】本考案における第三実施例の動作イメージ図
【符号の説明】
【００１８】
１、１ａ            エンジン
１１、１１ａ        排気マニホールド
２、２ａ            マフラー
３、３ａ            前置排気管
３１、３２、３３    連結パイプ
４０、４１、４１ａ  前置供給パイプ
４２                後置供給パイプ
５、５ａ            触媒コンバーター
５０、５０ａ        触媒
５１                前置型触媒コンバーター
５２                後置型触媒コンバーター
【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４ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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