JP2020041441A - 触媒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遮熱板へ振動を伝達し難くする触媒装置を提供する。【解決手段】触媒装置１１は、触媒２６を格納する排気管２０と、排気管２０との間に隙間を有して設けられた遮熱板３１とを備える。さらに触媒装置１１は、排気管２０と遮熱板３１との間の隙間に空気層３２と吸音材３３とを備える。空気層３２は、排気管２０の触媒２６に接している部分と遮熱板３１との間の隙間に設けられている。吸音材３３は、排気管２０の触媒２６に接していない部分と遮熱板３１との間の隙間に設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、排気管からの輻射熱を遮る遮熱板を備えた触媒装置に関する。

従来、内燃機関の排気通路に設けられて排気の浄化を行う触媒装置が周知である。特許文献１には、排気管からの輻射熱を遮る遮熱板が排気管に取り付けられている触媒装置が開示されている。この触媒装置では、排気管と遮熱板との間の隙間に吸音材が充填されている。

特開２０１８−０３５７３６号公報

排気管と遮熱板との間の隙間に吸音材が充填されていると、排気管の振動が排気管の表面全体から吸音材を介して遮熱板に伝達される。これにより、遮熱板の振動が発生するおそれがあった。一方、吸音材を設けない部分があると、その部分で排気管が振動して放射音が発生する問題があった。

上記課題を解決するための触媒装置は、触媒を格納している排気管と、前記排気管との間に隙間を有して設けられた遮熱板と、前記排気管の前記触媒に接している部分と前記遮熱板との間の隙間に設けられた空気層と、前記排気管の前記触媒に接していない部分と前記遮熱板との間の隙間に設けられた吸音材と、を備える触媒装置。

この構成によれば、空気層が設けられた部分では、排気管の振動が吸音材を介して遮熱板に伝達されることがない。したがって、排気管の振動が遮熱板に伝達し難くなる。また、排気管の触媒に接している部分は、触媒によって振動が減衰されるため、発生する振動が排気管の他の部分よりも小さい。したがって、排気管の触媒と接している部分と遮熱板との間の隙間に空気層を設けることに起因する放射音の増大は抑制される。

一実施形態の触媒装置の構成を示す断面図。 他の実施形態の触媒装置の構成を示す断面図。 他の実施形態の触媒装置の構成を示す断面図。

触媒装置の一実施形態について、図１に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関のシリンダヘッド１０には、触媒装置１１が連結されている。触媒装置１１は、排気が流れる排気管２０を備える。排気管２０は、順に接続された湾曲管部２１、拡径部２２、格納部２３、縮径部２４、及び直管部２５を含む。湾曲管部２１は、シリンダヘッド１０に連結されているとともに、鉛直下方（図１の下方）に向けて湾曲している。拡径部２２は、湾曲管部２１から離間するほど径が大きくなる。格納部２３は、内部に触媒２６を格納している。縮径部２４は、格納部２３から離間するほど径が小さくなる。直管部２５は、一端に縮径部２４が連結され、他端に図示しない排気系部材が連結されている。拡径部２２、格納部２３、および縮径部２４は、触媒を格納している排気管の一例である。

シリンダヘッド１０は内燃機関の燃焼室を構成する一部材である。燃焼室の排気は、シリンダヘッド１０の内部を通じて触媒装置１１の排気管２０に排出される。排気は、湾曲管部２１、拡径部２２、格納部２３、縮径部２４、及び直管部２５の順に流れる。触媒装置１１は、触媒２６の触媒作用によって排気に含まれる大気汚染物質の浄化を行う。なお、図１に矢印Ｋで示した触媒装置１１を流れる排気の流れ方向を、触媒装置１１の軸方向とする。排気の流れ方向における上流側及び下流側を、触媒装置１１の軸方向においても上流側及び下流側と表現する。また、当該軸方向に直交する方向を、触媒装置１１の径方向とする。

触媒装置１１は、排気管２０との間に隙間を有して設けられた遮熱板３１を備える。遮熱板３１は、例えばステンレス鋼からなり、排気管２０からの輻射熱を遮る。本例の遮熱板３１は、排気管２０の拡径部２２、格納部２３、及び縮径部２４の外周に、これらの外周面に沿うように設けられている。

触媒装置１１は、排気管２０と遮熱板３１との間の隙間に空気層３２及び吸音材３３を備える。空気層３２は、排気管２０の触媒に接している部分と遮熱板３１との間の隙間に設けられている。すなわち、空気層３２は、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間に設けられている。吸音材３３は、排気管２０の触媒に接していない部分と遮熱板３１との間の隙間を埋めるように設けられている。すなわち、吸音材３３は、拡径部２２と遮熱板３１との間の隙間、及び縮径部２４と遮熱板３１との間の隙間を埋めるように設けられている。吸音材３３は、空気よりも熱伝導率の低い素材からなり、排気管２０からの輻射熱を低減する。また、排気管２０の振動によって発生する放射音を低減する。

空気層３２は、軸方向の上流側及び下流側が吸音材３３によって塞がれている。したがって、空気層３２は、径方向内側が排気管２０に、軸方向の上流側及び下流側が吸音材３３に、径方向外側が遮熱板３１によって閉じられた空間になっている。

本実施形態の作用効果について説明する。
（１）触媒２６を格納している排気管２０との間に隙間を有して設けられた遮熱板３１を備えた。また、排気管２０と遮熱板３１との間の隙間に、空気層３２と吸音材３３とを備えた。この構成によれば、空気層３２が設けられた部分では、排気管２０の振動が吸音材３３を介して遮熱板３１に伝達されることがない。したがって、排気管２０の振動が遮熱板３１に伝達し難くなる。

（２）排気管２０において触媒２６と接している部分は、触媒２６によって振動が減衰されるため、発生する振動が排気管２０の他の部分よりも小さい。本実施形態では、排気管２０において触媒２６と接している部分である格納部２３と遮熱板３１との間の隙間に空気層３２を配置した。したがって、排気管２０の触媒と接している部分と遮熱板３１との間の隙間に空気層３２を設けることに起因する放射音の増大は抑制される。

（３）本実施形態では、空気層３２の軸方向の上流側及び下流側を塞ぐように吸音材３３が配置された。この構成によれば、空気層３２は、排気管２０と遮熱板３１との間の隙間において、閉じられた空間になっている。その結果、排気管２０の輻射熱が空気層３２から排気管２０及び遮熱板３１の間の隙間の上流端又は下流端を通って触媒装置１１の外部へ漏出し難くなる。これは、特にデッドソーク時に、触媒装置１１の外部の他の機器を輻射熱から保護するのに有利である。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態において、空気層３２は、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間の全領域に亘って設けられなくてもよい。例えば、吸音材３３が格納部２３と遮熱板３１との間の隙間に設けられている場合について、図２及び図３を用いて説明する。

図２に示すように、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間に設けられた空気層３２のさらに径方向外側に、吸音材３３が設けられてもよい。この場合でも、排気管２０の振動が遮熱板３１に伝達し難くなる。

図３に示すように、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間において吸音材３３の内部に空気層３２が設けられていてもよい。すなわち、空気層３２は、吸音材３３によって囲まれた部屋になっている。なお、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間において、格納部２３と遮熱板３１とが吸音材３３を介して接続されている部分があってもよい。すなわち、空気層３２は、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間の一部に設けられていればよい。

・吸音材３３は、拡径部２２及び縮径部２４と遮熱板３１との間の隙間の全領域に亘って設けられていなくてもよい。すなわち、拡径部２２及び縮径部２４と遮熱板３１との間の隙間に空気層３２が設けられていてもよい。ただし、拡径部２２及び縮径部２４は、格納部２３に比べて発生する振動が大きい。そのため、放射音の増大を抑制する観点から、空気層３２は、格納部２３と遮熱板３１との間の隙間のみに設けられていることが好ましい。

・本実施形態において、遮熱板３１は、排気管２０の湾曲管部２１及び直管部２５の周囲に取り付けられてもよいし、排気管２０に連結される排気系部材に取り付けられてもよい。また、取付け方法も適宜変更してもよい。

１０…シリンダヘッド、１１…触媒装置、２０…排気管、２１…湾曲管部、２２…拡径部、２３…格納部、２４…縮径部、２５…直管部、２６…触媒、３１…遮熱板、３２…空気層、３３…吸音材。

Claims (1)

1. 触媒を格納している排気管と、
   前記排気管との間に隙間を有して設けられた遮熱板と、
   前記排気管の前記触媒に接している部分と前記遮熱板との間の隙間に設けられた空気層と、
   前記排気管の前記触媒に接していない部分と前記遮熱板との間の隙間に設けられた吸音材と、
   を備える触媒装置。