JPH0656099B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は本体ケース部に触媒体を充填した触媒床ケー
シングを内蔵する排気ガス浄化装置の改良に係り、特に
触媒の補給を自動化して排気ガスの浄化性能を高めたも
のに関する。

〔従来の技術〕

トンネル内での工事や地下鉄工事或いは鉱坑内での作業
等の閉じられた現場やその他の環境条件の厳しい作業現
場のもとで建設機械、荷役機械等を稼動させるには作業
環境衛生等の観点から内燃機関の排気ガスを浄化させる
ことが一般に行われている。

この排気ガスを浄化する手段の一つとして、排気ガス中
の一酸化炭素や炭化水素、窒素酸化物等の低減を目的と
した触媒マフラーが知られている。

この従来の触媒マフラーは、マフラー本体内に触媒体を
収納した触媒床ケーシングを内蔵するものであり、該触
媒床ケーシングと連通しマフラー本体上で開口する出入
口を設けて触媒体の出し入れを行っている。

ここで、触媒マフラーの場合、浄化効率を高めるには触
媒床ケーシング内の触媒と内燃機関の排気ガスとが均一
に接触することが重要な要素となっている。

しかし、長期間の使用によって触媒床ケーシングが排気
ガスによる加熱、及び触媒による排気未燃焼成分の化学
反応熱による加熱等の影響によって熱膨張を起し、その
内容積が増加・拡大する方向に変形を生じる。

このように触媒床ケーシングが塑性変形すると、変形前
の触媒床ケーシングに充填された触媒と、拡大変形後の
触媒床ケーシングとの間の間隙が増大し、この変形後の
触媒床ケーシング内を前記変形前に充填された量の触媒
が排気流及び振動により流動するようになる。

これにより、触媒の表面層の摩耗や排気ガスが増大した
間隙から吹き抜ける現象が生じ、浄化性能が低下する欠
点がある。

そこで従来は、性能低下時に、触媒の出入口から適宜触
媒を補充したり、触媒の摩損が大きい場合には触媒を全
て交換する必要があり、手間のかかる煩わしい作業とな
っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は上記欠点を解消すべく鋭意研究の結果創案さ
れたもので、その主たる課題は、触媒床ケーシングが拡
大変形した際に補充用ケーシングから触媒を自動的に補
充して浄化性能の低下を防ぐと共に、触媒床ケーシング
に補充された触媒が補充用ケーシングに逆流しないよう
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、この発明では、 内燃機関の排気流中に設けられて排気ガスを流入する入
口部と、その下流側に設けられた出口部とを有する本体
ケース部と、該本体ケース部に内蔵されて触媒体を充填
した触媒床ケーシングとを有する排気ガス浄化装置にお
いて、 (a)．補充用触媒を収納する補充用ケーシングを設け
る、 (b)．該補充用ケーシングと前記触媒床ケーシングとを
連通する触媒補充孔を設ける、 (c)．該触媒補充孔の少なくとも触媒床ケーシング側
を、触媒床ケーシング側から補充用ケーシング側への触
媒の逆流を防止すべく小径に設定する、 (d)．前記触媒床ケーシングと連通し本体ケース部上で
開口する触媒排出口を設ける、 という技術手段を講じている。

〔作用〕

触媒床ケーシングが拡大変形すると相対的に触媒が減少
したと同一の結果となり隙間が生じる。

すると、補充用ケーシングから触媒補充孔を介して補充
用の触媒が自重により落下し触媒床ケーシングに補給さ
れる。

また触媒補充孔の少なくとも触媒床ケーシング側を小径
に設定するので、触媒床ケーシング側から補充用ケーシ
ング側への触媒の逆流を防止することができる。

〔実施例〕

以下に、この発明に係る排気ガス浄化装置の好適実施例
を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図に示す排気ガス浄化装置は、図示しな
い内燃機関の排気流中に配設されて排気ガスを流入する
入口部１と、その下流側に設けられた出口部２とを有す
る本体ケース部３と、該本体ケース部３に内蔵されて触
媒体５を充填する触媒床ケーシング４と、上記本体ケー
ス部３の外側から嵌込まれて触媒床ケーシング４と連通
する補充用ケーシング６とを有している。

ここで、触媒体（触媒）５を収納する上記触媒床ケーシ
ング４は、パンチングボードからなって、入口部１から
出口部２に向かって除々に上昇傾斜して配設されてい
る。

該触媒床ケーシング４の後端上面には、該触媒床ケーシ
ング内と連通する触媒補充孔10が形成された２つの連通
管部20が立設されて本体ケース部３の上面で開口してい
る。

なお、上記触媒補充孔10に設けられる逆流防止手段につ
いては、少なくとも触媒床ケーシング側の孔を小径に設
定して触媒床ケーシング側から補充用ケーシング側への
触媒の逆流を防止する構成からなるが、説明の便宜上、
図示および説明を省略し（第３図、第４図においても同
じ）、第５図以降の実施例で説明する。

そして、前記連通管部20は、図示しないプラグにより閉
栓することができると共に、該プラグを外して補充用ケ
ーシング６の連結部61を着脱することができる。

補充用ケーシング６は、補充用の触媒７を収納するもの
で、上端に開口されて収納部本体60と連通する触媒充填
口８と、該触媒充填口８を開閉自在に閉止するキャップ
９と、収納部本体60から垂下して前記連通管部20に嵌込
まれる連結部61とからなっている。

また、前記触媒床ケーシング４の前端側には該触媒床ケ
ーシング内と連通し且つ鉛直方向に垂下して本体ケース
部３の底面で開口する触媒排出口11が形成されており、
キャップ12により開栓可能に閉止されている。

従って、補充用ケーシング６に対して触媒排出口11は下
方に配設され、補充用ケーシング６は上方に配設されて
いる。

尚、図中41、42は触媒床ケーシングの前後側面を閉止す
るプレート、31は本体ケース部３に内装された断熱材、
Ｌは補強用リブ、Ｂは取付用ボルト孔である。

従って、触媒床ケーシング４が拡大変形し隙間が生じる
と相対的に触媒が減少したと同一の結果となる。

ここで、触媒床ケーシング４は入口部１に向かって下降
傾斜しているので充填されている触媒は前方（入口部１
側）へ偏る。

そこで予め、或いは必要時に適宜補充用ケーシング６を
連通管部20を介して触媒床ケーシング４に連結すると、
補充用ケーシング６に収納されている補充用の触媒７が
自重によって連通管部20の触媒補充孔10を介して触媒床
ケーシング４内へ流入される。

この際、連通管部20の鉛直位置にあたる箇所43（本実施
例では触媒床ケーシング４の底面後端）は補充用の触媒
７の流入方向に下降傾斜しているので、補充用の触媒を
スムースに触媒床ケーシング４内に補充することができ
る。

また、触媒床ケーシング４内の触媒は触媒排出口11を介
して自重により外部に落下排出することができる。

触媒床ケーシング４内への充填は、補充用ケーシング６
の触媒充填口８を介して充填し、或いは、補充用ケーシ
ング６を取付けていない場合は、連通管部20を介して充
填することができる。

この実施例においては、触媒床ケーシング４と補充用ケ
ーシング６とを連結するための連通管部20を二箇所設け
たが、この配設数は特に限定されるものではなく、また
触媒床ケーシング４の横幅に沿って一連に連通する横幅
が長く設定された連通管部20を一つ設けるものであって
もよい。

更に、上記実施例では補充用ケーシング６を連通管部20
を介して触媒床ケーシング４に対して着脱可能に取付け
る構成を示したが、該補充用ケーシング６は一体であっ
てもよい。

また、触媒床ケーシング４は、入口部から出口部に向か
って除々に上昇傾斜していなくてもよく、後述の如く少
なくとも略水平に配設されているものであればよい。

次ぎに、第３図に示す排気ガス浄化装置は、前記実施例
における補充用ケーシング６を触媒床ケーシング４と一
体とすると共に本体ケース部３内に内装した異なる実施
例を示す。

即ち、この排気ガス浄化装置は、補充用ケーシング６の
触媒充填口８のみを本体ケース部３上に開口形成したも
ので、収納部本体60は本体ケース部３内に配設された触
媒床ケーシング４の後端側と連結している。

ここで、収納部本体60の鉛直位置にあたる箇所43（本実
施例では触媒床ケーシング４の後端から延出して前傾勾
配を大きく設定された背面部分）は補充用の触媒７の流
入方向に大きく下降傾斜しているので、補充用の触媒を
スムースに触媒床ケーシング４内に補充することができ
る。

その他の構成は前記実施例と同様であるので同一構成に
は同一符号を付してその説明を省略する。

次ぎに第４図に示す排気ガス浄化装置は、前記実施例に
おける補充用ケーシング６を触媒床ケーシング４と一体
とすると共に本体ケース部３内に内装した異なる実施例
を示す。

即ち、この排気ガス浄化装置は、補充用ケーシング６を
触媒床ケーシング４の中途部上に設けた構成からなって
いる。

また、触媒床ケーシング４は入口部から出口部に向かっ
て略水平に配設されている。

この場合には、内燃機関や機械の稼動による振動によっ
て、補充用の触媒床ケーシング４内に補充することがで
きる。

また補充用ケーシング６の周壁を触媒床ケーシング４と
同様パンチングボードに形成しておいてもよい。

その他の構成は前記実施例と同様であるので同一構成に
は同一符合を付してその説明を省略する。

次ぎに、この発明では補充用ケーシング６と触媒床ケー
シング４とを連通する構成を採っているので、補充用ケ
ーシング６から触媒補充孔10を介して触媒床ケーシング
４に流入された触媒は、内燃機関や機械の稼動による振
動や傾動によって、逆に触媒床ケーシング４から補充用
ケーシング６内へ逆流し、補充効果を相殺する虞があ
る。

そこで、触媒補充孔10に、少なくとも触媒床ケーシング
側の孔を小径に設定する逆流防止手段10ａを講じてい
る。

第５図は、逆流防止手段10ａを施した触媒補充孔10の一
例を第１図の排気ガス浄化装置に用いた場合の要部断面
図である。

即ち、補充用ケーシング６と触媒床ケーシング４とを連
通可能に連結する連通管部20の触媒床ケーシング４の最
上端位置に対応して、中央に小径の触媒補充孔10を開口
した擂鉢状の逆流防止手段10ａを一体形成している。

従って、触媒床ケーシング側から補充用ケーシング側へ
の触媒の逆流を防止することができる。

この逆流防止手段10ａは、直接補充用ケーシング６の連
結部61内の同一構成のものを形成してもよい。

その他、要するにこの逆流防止手段10ａは、触媒床ケー
シング４の最上端位置の近傍か若しくその上方に配設し
ておけば、効果的に逆流を防ぐことができて好ましい。

第６図は、逆流防止手段10ａを施した触媒補充孔10の一
例を第３図の排気ガス浄化装置に用いた場合の要部断面
図である。

この逆流防止手段10ａを施した触媒補充孔10は、補充用
ケーシング６と触媒床ケーシング４とを一体的に連通可
能に連結した場合における触媒補充孔10を、小径に設定
すると共に触媒床ケーシングの最上端位置に開口すると
いう逆流防止手段10ａの異なる実施例を示す。

この場合、補充用ケーシング６と触媒床ケーシング４と
の間に小径の管路（図示せず）を介設しておいてもよ
い。

また第４図の実施例では、補充用ケーシング６と触媒床
ケーシング４とを一体的に連通可能に連結した場合にお
ける触媒補充孔10を、補充用ケーシング６より小径とな
るように設定すればよい（図示せず）。

〔発明の効果〕

この発明によれば、触媒床ケーシングが拡大変形した際
に補充用ケーシングから触媒を自動的に補充して触媒床
ケーシング内に常に触媒を充満させておくことができる
ので、内燃機関からの排気ガスを常時一定に触媒と接触
させることができ浄化性能を低下させることがない。

また、従来要していた、触媒補充の手間を省くことがで
きる。

更に、触媒床ケーシングに補給された触媒を補充用ケー
シング内に逆流させることがないので信頼性の高い触媒
の補給を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気ガス浄化装置の実施例を示す断面図、第２
図は第１図のII−II線断面図、第３図及び第４図は第１
発明のそれぞれ異なる実施例を示す断面図、第５図は逆
流防止手段の一実施例を示す断面図、第６図は異なる逆
流防止手段の実施例を示す断面図である。 １……入口部 ２……出口部 ３……本体ケース部 ４……触媒床ケーシング ５……触媒体（触媒） ６……補充用ケーシング ７……補充用の触媒 ８……触媒充填口 ９……キャップ 10……触媒補充孔 10ａ……逆流防止手段 11……触媒排出口 12……キャップ 20……連通管部 43……補充用ケーシングの鉛直位置にある箇所

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気流中に設けられて排気ガス
   を流入する入口部と、その下流側に設けられた出口部と
   を有する本体ケース部と、該本体ケース部に内蔵されて
   触媒体を充填した触媒床ケーシングとを有する排気ガス
   浄化装置において、 補充用の触媒を収納する補充用ケーシングと、 該補充用ケーシングと前記触媒床ケーシングとを連通し
   且つ少なくとも触媒床ケーシング側の孔を小径に設定し
   て触媒床ケーシング側から補充用ケーシング側への触媒
   の逆流を防止する触媒補充孔と、 前記触媒床ケーシングと連通し本体ケース部上で開口す
   る触媒排出口 とからなる排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】補充用ケーシングが、触媒床ケーシングの
   配設位置よりも上方に形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第８項記載の排気ガス浄化装置。
3. 【請求項３】触媒排出口が、触媒床ケーシングの配設位
   置よりも下方に形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項記載の排気ガス浄化装置。
4. 【請求項４】触媒床ケーシングが、入口部から出口部に
   向かって除々に上昇傾斜して配設されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第８項記載の排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】触媒床ケーシングが、入口部から出口部に
   向かって略水平に配設されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第８項記載の排気ガス浄化装置。
6. 【請求項６】補充用ケーシングの鉛直位置にある触媒床
   ケーシング乃至その連通部分の底面が触媒床ケーシング
   の延出方向へ向かって下降傾斜していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項記載の排出ガス浄化装置。
7. 【請求項７】触媒補充孔が触媒床ケーシングの最上端近
   傍又はその上方で開口形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第８項記載の排気ガス浄化装置。