JPH051617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、排気ガスの入口部と出口部をそれぞ
れ水平方向に延設するとともに、入口部および出
口部を互いにオフセツトさせ、かくして段差がつ
けられた入口部および出口部間に触媒担体を傾斜
を設けて配置した斜流型コンバータにおいて、入
口部が２重構造となるように、内部にバツフルを
設けた斜流型コンバータに関するものであり、自
動車用排気ガス浄化に利用される。

〔従来の技術〕

現在用いられているアンダフロアタイプ（車両
の床下に配置されるタイプ）のモノリス触媒コン
バータは、一般にＳ／Ｖ（Ｓ：面積、Ｖ：容積）
が１以下である。また、コンバータが占める圧力
損失は排気系全体の圧力損失の30〜40％になるこ
とがある。

圧力損失を小さくしてエンジンの出力損失を最
少にする方策の一つとしてＳ／Ｖ比を大きくする
ことが考えられるが、ただ単にＳ／Ｖ比を大きく
すると、偏流がおこり、エミツシヨン悪化を招
く。同一容量であれば、モノリス触媒の長さが短
くなり、排気未浄化ガスの吹き抜きによるエミツ
シヨン悪化を招くこともある。

従来のモノリス触媒コンバータに対して、(イ)
Ｓ／Ｖ比を大きく設定し、(ロ)排気ガスの流れを斜
流型にすることにより、コンバータで占める圧力
損失をエミツシヨンを悪化させることなく、大幅
に低減し、(ハ)車両への搭載性を改善させる、こと
を狙いとして、先に本出願人により、斜流型コン
バータが提案された（実開昭60−188812号公報、
未公開のものとして実願昭61−082493号、昭和61
年６月２日出願）。

従来提案の斜流型コンバータを、予め第５図お
よび第６図を参照して説明すると、該斜流型コン
バータ３０は、コンバータケース３１と触媒担体
３２とから成る。コンバータケース３１は、その
排気ガスの入口部３３と出口部３４がそれぞれ水
平方向に延設され、入口部３３と出口部３４は互
いにオフセツトされている。かくして段差がつけ
られた入口部３３と出口部３４間にモノリス触媒
担体３２が傾斜を設けて配置されている。コンバ
ータケース３１はアツパシエル３５とロアシエル
３６とのフランジ接合から成り、アツパシエル３
５のフランジ３７とロアシエル３６のフランジ３
８を合せて、合せ面の外縁を溶接することにより
一体に結合させ、クラムシエルタイプのコンバー
タを形成している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記構成によつて、前記(イ)、(ロ)、(ハ)の狙いは達
成され、優れた触媒コンバータであるが、従来の
斜流型コンバータには更に以下に述べる改善され
るべき問題があつた。

すなわち、アツパシエルとロアシエルの合せ面
に、特に触媒担体３２の長径方向部分３９の合せ
面に、微少の隙があり、排気ガスの極く少量では
あるが一部が合せ面の隙を通つて流れて吹き抜け
が発生し、浄化性能の悪化を招くことがある。

さらに、排気ガスの入ガス温が高い時は、本コ
ンバータが超偏平ということもあり、とくに触媒
担体３２の短径方向のシエルの熱膨脹が大きくな
り、第６図に示すように合せ面の隙δが開いて、
シール材の耐久性に支障をきたすことがある。

本考案は、コンバータケースがアツパシエルと
ロアシエルとのフランジ接合構造から成る、斜流
型コンバータにおいて、フランジ合せ面の隙から
のガスの吹き抜け（触媒担体を通らないで流れる
上流側から下流側へのガスのバイパス）を抑制す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のような問題を解決するために本考案にお
いてとられた手段は次の通りである。すなわち、
本考案に係る斜流型コンバータは、アツパシエル
とロアシエルとのフランジ接合から構成され、排
気ガスの入口部と出口部がそれぞれ水平方向に延
設され、入口部と出口部とが互いにオフセツトさ
れているコンバータケースと； コンバータケース内に、オフセツトされた入口
部と出口部間に傾斜をもつて配設された触媒担体
と； コンバータケース内の入口部入口端と触媒担体
間に配設され、一端がコンバータケースの入口部
に固定され他端がアツパシエルとロアシエルとの
フランジ接合部の最上流側角部より下流側に延設
され、前記コンバータケースへの固定部以外の部
分がコンバータケースとの間に隙間を有する、筒
状体のバツフルと； から成ることを特徴とする斜流型コンバータであ
る。

上記本考案の斜流型コンバータは次の態様をと
ることができる。

(イ) バツフルの下流側端面がコンバータケースの
入口部の軸線と直交している。

(ロ) バツフルの下流側端面がコンバータケースの
入口部の軸線と斜交しており、バツフルの下流
側端面が触媒担体の上流側端面と間隔をもつて
平行している。

(ハ) バツフルの上流側端部がコンバータケースの
入口部の上流側部に溶接によつて固定されてい
る。

(ニ) バツフルの上流側部がコンバータケースの入
口部の上流側部に圧入によつて固定されてい
る。

(ホ) アツパシエルのフランジとロアシエルのフラ
ンジとは水平面内にある。

(ヘ) 触媒担体の多数のセルは触媒担体の軸線と平
行である。

(ト) 触媒担体の多数のセルは触媒担体の軸線と斜
交している。

(チ) 触媒担体とコンバータケースとの間には、ワ
イヤネツト、シール材、リテーナが配設されて
いる。

〔作用〕

以下に、本考案に係る斜流型コンバータの望ま
しい実施例を、図面を参照して説明する。

始めに斜流型コンバータの種々の実施例に共通
の構成を説明する。

共通構成 触媒コンバータ１は、コンバータケース２と、
該コンバータケース２の中に配設されるモノリス
型の触媒担体３と、触媒担体３をコンバータケー
ス２に弾性支持するワイヤネツト４、ガスの吹き
抜けを防止するシール材５、シール材５が高温排
気ガスに直接さらされるのを防止するリテーナ６
とから成る。ワイヤネツト４、シール材５、リテ
ーナ６は触媒担体３とコンバータケース１との間
に配設されるが、リテーナ６はＬ字状であつて一
部が触媒担体３の上流側端面に張り出すように折
れ曲つている。

コンバータケース２は、排気ガスの入口部７と
出口部８を有し、触媒担体３は入口部７と出口部
８間に配設される。入口部７と出口部８はそれら
の軸線が水平方向にそれぞれ延びており、同一水
平面内で互いにオフセツト（第１図および第３図
のＤはオフセツト量を示す）されて平行に延びて
いる。コンバータケース２は、アツパシエル９と
ロアシエル１０とを一体に接合したクラムシエル
タイプとなつており、触媒担体３を内部に配設し
た後にアツパシエル９とロアシエル１０とは接合
される。アツパシエル９とロアシエル１０との結
合は、アツパシエル９に外側に向つて延びるフラ
ンジ１１を形成し、ロアシエル１０にも外側に向
つて延びるフランジ１２を形成し、両フランジ１
１，１２を合せて、合せ面外縁で全線にわたつて
溶接することによつて、なされる。フランジ１
１，１２はともに水平面内にあり、合せ面は同一
水平面内に位置する。フランジ１３，１４は上記
のフランジ１１，１２とは別のフランジで、それ
ぞれ、斜流型コンバータ１の、上流側排気管、下
流側排気管への取付け部を構成している。

コンバータケース２は、入口部７と出口部８と
のオフセツト構造によつてフランジ合せ面内縁
に、触媒担体３の上流側端面角部近傍に２つの角
部１５，１６が、触媒担体３の下流側端面角部近
傍に２つの角部１７，１８が形成される。このう
ち角部１５が最上流部の角部であり、角部１５近
傍のフランジ合せ面の隙がもつともガスの吹き抜
けを生じる隙となる。

触媒担体３は、その軸線が入口部７、出口部８
の軸線に対し、傾斜角度θをもつて、傾斜させて
配設されている。角度θは0°よりも大きく90°よ
りも小さい。触媒担体３はモノリス触媒から成
り、多数のセル１９（細孔−排気ガス流路）をも
つている。セル１９は互いに平行に延び、セル１
９は触媒担体３の軸線と平行か、または触媒担体
３の軸線と斜交して延びている。セル１９が触媒
担体３の軸線と斜交する場合は、セルの軸線と入
口部７および出口部８の軸線に対する角度が、触
媒担体３の軸線の傾斜角度θよりも小となる角度
とされる。

触媒担体３の断面積（触媒担体３の軸線と直角
方向の断面の断面積）をＳ、容積（Ｓ×触媒担体
３の軸線方向の高さ）をＶとすると、Ｓ／Ｖ比が
1.3以上に設定されており、従来のＳ／Ｖ比が１
以下に比べて超偏平となつている。従来Ｓ／Ｖ比
がほぼ１以下であつたのは、従来タイプにおいて
１以上にすると、たとえばＶ一定で考えるとモノ
リス担体の全長が短かくなり、エミツシヨン上不
利になること、断面積が大きくなり、フロアスペ
ース上搭載性が難しくなること、等の問題が出る
ためであつた。従来タイプのモノリス触媒の排気
系に占める圧力損失が30〜40％と大きい要因の一
つは、Ｓ／Ｖ比を１以下であつたため全長が大と
なつていたためである。この圧力損失を大幅に低
減するために本考案ではＳ／Ｖ比を1.3以上とし、
触媒担体３の全長を短かくし、かつ断面積を大き
くして、必要容量を確保してある。また、排気ガ
スの流れが斜流となるように、触媒担体３の上流
側端面２６の、コンバータケース入口部７軸線に
対する角度θ′（θ′＝90°−θ）を30°以下に設定し
て
ある。この結果、流速が低減し、かつ均一化する
ため、吹き抜けによるエミツシヨン低下や、偏流
によるエミツシヨン低下が抑えられ、従来と同等
もしくはそれ以上の浄化性能が得られる。

本考案の斜流型コンバータ１はさらにコンバー
タケース２内の入口部７入口端と触媒担体３の上
流側端面２６との間に、バツフル２０が配設され
る。バツフル２０は、筒状体から成り、その上流
側端部２１がコンバータケース２の入口部７に固
定され、下流側端部２２は、アツパシエル９とロ
アシエル１０とのフランジ接合部の最上流側角部
１５より下流側に延設されている。バツフル２０
は、コンバータケース２への固定部以外の部分
が、コンバータケース２の内面との間に隙間２３
が形成されている。

バツフル２０のコンバータケース２への固定は
溶接かまたは圧入であり、固定部から隙間２３
へ、排気ガスが上流側から流れ込まないようにさ
れている。

バツフル２０は、その下流側の延設の仕方によ
つて次の２つの態様をとることができる。

第１実施例 第１図および第２図はバツフル２０の第１実施
例を示している。第１実施例においては、バツフ
ル２０の下流側端部２２の端面２４は、コンバー
タケース２の入口部７の軸線と直交する面内に位
置している。ただし、バツフル２０の下流側端部
２２の端面２４は、最上流側面部１５より距離ｌ
（ｌ＞０）だけ下流側に位置している。隙間２３
は下流側で排気ガス通路に開口している。

第２実施例 第３図および第４図はバツフル２０の第２実施
例を示している。第２実施例においては、バツフ
ル２０の下流側端部２２の端面２５は、コンバー
タケース２の入口部７の軸線と斜交する面内に位
置しており、触媒担体３の上流側端面２６に対
し、一定の間隔をもつて平行となつている。ただ
し、バツフル２０の下流側端部２２の端面２５
は、何れの部分においても、ｌ＞０により、最上
流側角部１５より下流側に位置している。隙間２
３は下流側で排気ガス通路に開口している。

つぎに、第１実施例、第２実施例を含み、本考
案の作用について、説明する。

バツフル２０が、入口部７に設けられることに
より、入口部７は２重筒構成となる。そして、こ
の２重筒構成の内筒であるバツフル２０が、アツ
パシエル９とロアシエル１０の合せ部のうち、と
くに問題となる最上流側角部１５と、排気ガス流
れ方向にラツプされる（ｌ＞０の作用）ことによ
り、最上流側角部１５に排気ガスがまわり込んで
入りにくくなり、合せ部隙を通してガスが吹き抜
けることが防止される。

また、バツフル２０の外面とアツパシエル９、
ロアシエル１０の内面間に隙間２３が設けられる
ことにより（隙間２３の作用）、そこがガスのよ
どんだ断熱空間層となり、両シエル９，１０の温
度低下に役立つ。すなわち、アツパシエル９、ロ
アシエル１０は内面より排気ガスの熱を受け、外
面より雰囲気によつて冷却されるが、内面からの
熱が断熱効果を有する隙間２３によつて抑制され
ることにより、アツパシエル９、ロアシエル１０
の温度が低下する。これによつて、両シエル９，
１０と触媒担体３との熱膨脹差が緩和され、第６
図に示すような、フランジ合せ部の開きが抑制さ
れ、ガスの吹き抜けが抑制される。さらに、ガス
の吹き抜けの防止はシール材の耐久性向上、弾性
保持材の保持力維持にも効果がある。

第２実施例のようにバツフル２０を下流側に長
く延設すると、それだけ断熱効果が助長される。

このような斜流型コンバータの構成、作用は、
本考案の斜流型コンバータ１を、極めて信頼性、
耐久性の高いものとし、スペース上有利な超偏平
型コンバータの車両への搭載、Ｓ／Ｖ比1.3以上
の車両への搭載、排気ガス浄化等を有利なものと
する。

〔考案の効果〕

本考案によれば、斜流型コンバータにおいて、
コンバータケース入口部にバツフルを設けて入口
部を２重筒構成とできるので、アツパシエルとロ
アシエルとの合せ部隙を通してのガスの吹き抜け
の抑制、断熱空間層形成による隙拡大の抑制とそ
れによるガス吹き抜け抑制の助長を、はかること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る斜流型コン
バータの水平面内断面図、第２図は第１図の斜流
型コンバータの部分正面図、第３図は本考案の第
２実施例に係る斜流型コンバータの水平面内断面
図、第４図は第３図の斜流型コンバータの部分正
面図、第５図は既提案の、ただし未公開の斜流型
コンバータの水平面内断面図、第６図は第５図の
斜流型コンバータのアツパシエルとロアシエルの
フランジ合せ部に隙が発生したときの隙近傍の断
面図、である。 １……斜流型コンバータ、２……コンバータケ
ース、３……触媒担体、７……入口部、８……出
口部、９……アツパシエル、１０……ロアシエ
ル、１１，１２……フランジ、１５……最上流側
面部、２０……バツフル、２１……バツフルの上
流側端部、２２……バツフルの下流側端部、２３
……隙間、２４，２５……バツフルの下流側端
面、２６……触媒担体の上流側端面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 アツパシエルとロアシエルとのフランジ接合か
   ら構成され、排気ガスの入口部と出口部がそれぞ
   れ水平方向に延設され、入口部と出口部とが互い
   にオフセツトされているコンバータケースと； コンバータケース内に、オフセツトされた入口
   部と出口部間に傾斜をもつて配設された触媒担体
   と； コンバータケース内の入口部入口端と触媒担体
   間に配設され、一端がコンバータケースの入口部
   に固定され他端がアツパシエルとロアシエルとの
   フランジ接合部の最上流側角部より下流側に延設
   され、前記コンバータケースへの固定部以外の部
   分がコンバータケースとの間に隙間を有する、筒
   状体のバツフルと； から成ることを特徴とする斜流型コンバータ。