JPH0455219Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は触媒を用いる内燃機関の排気浄化装置
に関する。

〔従来の技術〕

触媒を用いる内燃機関の排気浄化装置におい
て、エンジンの冷間時の触媒浄化性能を高めるた
め、排気マニホルドおよび触媒上流側の排気管を
保温して触媒への導入排気の温度低下を防止し、
触媒の活性化を早めるようにした技術はよく知ら
れている。

一方、触媒の耐久性を確保するため、排気マニ
ホルドおよび触媒上流側の排気管を水や空気等で
冷却して触媒に導入する排気の温度を低下させ、
触媒が過度に高温になるのを防止する技術もよく
知られている（実開昭57−87114号公報参照）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記のごとく、従来の排気浄化装置において
は、排気温度の保持又は排気温度の低下のいずれ
か一方のみを意図する構造であるため、エンジン
冷間時の触媒浄化性能を向上させようとして触媒
上流側を保温する構造のものでは、暖機後の高負
荷運転時には触媒温度が通常の排気浄化装置に比
べより高くなり、触媒の耐久性が低減するという
問題がある。

一方、触媒の耐久性を確保しようとして触媒上
流側を冷却する構造のものでは、冷間時において
触媒に導入すべき排気の温度が低下するため、触
媒浄化性能が低下するという問題がある。

したがつて、本考案は、エンジンの冷間時およ
び暖機時の双方の要求に適合し得る排気浄化装置
を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するため、本考案は、エン
ジンの排気通路中に触媒を設けて排気を浄化させ
るようにした排気浄化装置において、前記触媒上
流側の排気通路を内管および外管からなり密閉さ
れた２重管構造となし、該外管を切換弁を介して
ポンプに接続し、該切換弁をエンジンの冷間時と
暖機時とに応じて切換え、冷間時には前記外管と
内管との間の空気をポンプにより排出し、暖機時
には前記空間内に前記ポンプにより空気を供給す
るよう構成する。そして前記外管にはリリーフ弁
を設け、また該外管と前記ポンプとは循環通路に
て接続し、該外管の出口及び入口と前記ポンプと
を接続する各通路には３方向切換弁をそれぞれ介
在させ、エンジンの冷間時および暖機時に応じて
前記各３方向切換弁を切換えるよう構成する。

〔作用〕

上記の構成からなる本考案において、エンジン
冷間時には、外管出口とポンプとの間に介在した
３方向切換弁を制御して外管出口とポンプとの間
を連通するとともにポンプ吸入側と大気との間は
遮断し、一方、外管入口とポンプとの間に介在し
た３方向切換弁を制御して外管入口とポンプとの
間を遮断するとともにポンプ吐出側と大気との間
を連通させる。そのため外管と内管との間の空間
内に存在する空気はポンプにより大気中に排出さ
れ前記空間内の空気は減少い、熱伝導率が低下
し、触媒に導入される排気の温度低下を防止す
る。

エンジンの暖機時には前記２つの３方向切換弁
を切換え、外管出口とポンプとの間を遮断すると
ともにポンプの吸入側と大気とを連通し、外管入
口とポンプとは連通しポンプ吐出側と大気との間
を遮断する。そのため外管と内管との間の空間に
冷たい大気が供給されこの空間を冷却する。した
がつて内管を通る排気の温度は低下して触媒に導
入される。この際前記空間内の圧力が大気の導入
によつて高まり所定圧力を越えた場合は、外管に
設けたリリーフ弁が作動して該空間内の大気をリ
リーフし、冷たい大気を循環させ該空間内の過度
の圧力上昇をより効果的に防止する。

〔実施例〕

本考案の実施例につき図面を参照して以下に説
明する。

第１図において、１は排気マニホルドであつて
その下流側のフロントパイプ２を経て触媒３に接
続され、触媒３の下流側にはセンターパイプ４に
接続されている。フロントパイプ２はフランジ２
１およびフランジ２２により排気マニホルド１に
連結され、また触媒３はフランジ２３およびフラ
ンジ２４によりフロントパイプ２に連結され、さ
らにセンターパイプ４はフランジ２５およびフラ
ンジ２６により触媒３に連結されている。

フロントパイプ２は外管１１と内管１２とから
なる密閉構造の２重管となし、内管１２がその上
流側で排気マニホルド１と、下流側で触媒３と、
それぞれ連通するようになつている。外管１１と
内管１２との間の空間１３は、外管１１に設けた
出口ポート１４および入口ポート１５を介し、空
気排出パイプ３１および空気導入パイプ３２に接
続されている。さらに空気排出パイプ３１は第１
の３方向切換弁６１の１つのポートに、また空気
導入パイプ３２は第２の３方向切換弁６２の１つ
のポートに、それぞれ接続されている。第１の３
方向切換弁６１の他の２つのポートは大気開放通
路６３とポンプ接続用パイプ６５に接続され、同
様に第２の３方向切換弁６２の他の２つのポート
は大気開放通路６４とポンプ接続用パイプ６６に
接続されている。そして第１の３方向切換弁６１
側のポンプ接続用パイプ６５はポンプ５の吸入ポ
ートに、第２の３方向切換弁６２側のポンプ接続
用パイプ６６はポンプ５の吐出ポートに、それぞ
れ接続されている。

これら第１および第２の３方向切換弁６１，６
２は入力信号Ｓにより切換え制御されるような構
造となつている。例えば、上記の信号としてはエ
ンジン冷却水温の検知信号を用い、この信号によ
りバイメタルを切換えることにより前記３方向切
換弁６１，６２を切換えてもよく、また排気温の
検知信号を用い、コントローラを介して電磁弁に
より前記３方向切換弁６１，６２を切換えるよう
にしてもよい。

さらに外管１１にはリリーフ弁としての逆止弁
６が設けられている。この逆止弁６は平常時弁体
６７がバネ６８に付勢されて弁座に押しつけられ
閉じられているが、外管１１と内管１２との間の
空間１３内の圧力が高くなり、バネ６８の付勢力
以上になると弁体６７が弁座から離れ逆止弁６が
開かれ空間１３内の空気を大気中にリリーフする
ようになつている。

上記のように構成された本実施例の作動につい
て説明する。

エンジンの始動時のような冷間時には、第１の
３方向切換弁６１は、その大気開放通路６３が閉
じられ、空気排出パイプ３１とポンプ接続用パイ
プ６５とが連通される。一方、第２の３方向切換
弁６２は、ポンプ接続用パイプ６６と大気開放通
路６４とが連通され、空気導入パイプ３２側が閉
じられる。したがつてフロントパイプ２中の、外
管１１と内管１２との間の空間１３に存在する空
気はポンプ５により吸い出され大気開放通路６４
から大気中に放出される。そのため空間１３内の
空気は稀薄となり熱伝導率は低下し、内管１２内
を流れる排気は管壁から熱伝導による温度の低下
が防止され保温状態で触媒３に導入される。した
がつて、触媒３の活性化は早められ、その浄化性
能が向上するものとなる。

第２図および第３図は、排気温度と触媒浄化率
及びHC排出量との関係を示すグラフであつて、
同図から明らかなように、排気温度が高いほど触
媒による排気の浄化率は高く、またHCの排出量
は減少する。したがつて、本実施例によれば、エ
ンジンの冷間時に、排気温度の低下が避けられる
ので、触媒による排気浄化性能が向上することが
わかる。

エンジンの暖機後の高負荷時には、エンジン冷
却水温又は排気温度の検知信号により、第１およ
び第２の３方向切換弁６１，６２を切換える。す
なわち第１の３方向切換弁６１は、その大気開放
通路６３を開放してポンプ接続用パイプ６５と連
通し、空気排出パイプ３１側が閉じられる。一
方、第２の３方向切換弁６２は、そのポンプ接続
用パイプ６６と空気導入パイプ３２とを連通し、
大気開放通路６４が閉じられる。したがつて、外
管１１と内管１２との間の空間１３は大気開放通
路６３からポンプ５、空気導入パイプ３２を介し
て冷たい大気が導入される。この導入された冷気
により内管１２内を流れる排気は冷却されて触媒
３に導入される。そのため触媒３の過度の温度上
昇が避けられ、その耐久性が確保されるものとな
る。また空間１３内に大気を導入することによつ
てその内圧が高まり所定の圧力以上になると、逆
止弁６の弁体６７がこの圧力により開かれ、空間
１３内に蓄積された空気が大気中に放出され、冷
気が循環する。これにより、上記の冷却作用はよ
り効率的となる。

なお、上記のように構成された本実施例の構造
は、必要に応じ、排気マニホルドや触媒の外壁に
も応用することができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、従来の排気浄化
装置に比べ、エンジン冷間時には排気を保温する
ので触媒の浄化性能が向上し、エミツシヨンが良
好となる。

またエンジンの暖機高負荷時においては、排気
が冷却されるので触媒の過度の温度上昇が避けら
れ、その溶損、破損が防止され、触媒の耐久性が
向上される。

さらに、暖機高負荷時には排気の温度低下分だ
け排気容量が減少するため排気騒音の低減および
排気背圧の低減が可能となり、また排気騒音が低
減されることに伴い排気消音器を小型化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の概略構成図、第２図
は排気温度と触媒の浄化性能との関係を示すグラ
フ、第３図は排気温度とHC排出量との関係を示
すグラフである。 １……排気マニホルド、２……フロントパイ
プ、３……触媒、５……ポンプ、６……リリーフ
弁、１１……外管、１２……内管、１３……空
間、１４……出口ポート、１５……入口ポート、
３１……空気排出パイプ、３２……空気導入パイ
プ、６１，６２……３方向切換弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ エンジンの排気通路中に触媒を設けて排気を
   浄化させるようにした排気浄化装置において、
   前記触媒上流側の排気通路を内管および外管か
   らなり密閉された２重管構造となし、該外管を
   切換弁を介してポンプに接続し、該切換弁をエ
   ンジンの冷間時と暖機時とに応じて切換え、冷
   間時には前記外管と内管との間の空間の空気を
   前記ポンプにより排出し、暖機時には前記空間
   に前記ポンプにより空気を供給するよう構成し
   たことを特徴とする排気浄化装置。 ２ 前記外管にリリーフ弁を設け、前記外管と内
   管との間の空間内の圧力が所定の圧力を越えた
   とき該空間内の空気をリリーフするようにした
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の排気浄化
   装置。 ３ 前記外管と前記ポンプとを循環通路で接続
   し、該外管の出口及び入口と前記ポンプとを接
   続する各通路中に３方向切換弁をそれぞれ設け
   た実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記
   載の排気浄化装置。