JPS581619Y2 - 触媒コンバ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、第１の触媒容器と第２の触媒容器とを一つの
ケーシング内に並設した触媒コンバータの構造上の改良
に関するものである。

従来より、第１の触媒容器と第２の触媒容器とを一つり
ケーシング内に並設した触媒コンバータは公知であり（
特開昭４７−４３７１４号公報）、かかる触媒コンバー
タの構造として、第１図に図式的に第１触媒容器につい
て示すように、多数の通気孔を設けた上部、下部保持板
ａ、ｂを対向させて組合せた第１触媒容器Ｃの前端部を
ケーシングｄを形成する上部、下部シェルｅ、ｆのうち
の下部シェルｆに支持する一方、後端部を上部シェルｅ
に支持し、また両側部を上部シェルｅと下部シェルｆと
の間に挾持するようにした構造が提案されている（なか
、図示しない第２触媒容器についても同様の支持構造を
採用している。

）。かかる構造の触媒コンバータに釦いては、使用中に
第１触媒容器Ｃの後端部Ｃ′がはずれたり、下部保持板
すの前部にクラックが発生する問題があった。

前者の問題は、第１触媒容器Ｃの支持構造上、その後端
部Ｃ′は、入口部材やシェルによって挾持される前端部
及び両側部と異な勺、単に上部シェルｅの内面に溶接に
より固定したに過ぎず、上部シェルｅと第１触媒容器Ｃ
との間に作用する排気ガス圧及び第１触媒容器Ｃ内に収
容した触媒の重量等に起因する力によりはずれるものと
考えられる。

渣た、後者の問題は、一般に触媒に接触反応すると排気
ガスの温度が上昇するので第１触媒容器Ｃはケーシング
ｄよりも温度が高く、第１触媒容器Ｃの下部保持板すは
上部保持板ａより温度が高く、加えて、第１触媒容器Ｃ
の前端部が入口部材ｇと下部シェルｆとの間に挾持した
状態で固定されるとともに、上、下保持板ａ、ｂ間の間
隔及び上部、下部保持板ａｙｂと上部、下部シェルｅ。

ｆとの間の間隔を保持するために第１触媒容器Ｃの前部
及び後部に設けた通しスタッドｈ、ｉによつて第１触媒
容器Ｃが保持されているため、とくに、下部保持板すの
前部の熱変形が著しく制限され、過大な熱応力が発生す
ることに起因するものと考えられる。

この問題は第２触媒容器でも同様に起こるものである。

本考案は、かかる問題を解消すべくなされたものであっ
て、少なくとも第１触媒容器の後端は、ケーシングを構
成する上部シェルと下部シェルの間隔を保持するための
スタッドによって上部シェルとの間に挾持して、第１触
媒容器の離脱を防虫する一方、第１及び第２触媒容器の
中間部は触媒容器を構成する上部保持板と下部保持板と
の間隔を保持するスタッドによって支持するにとどめ、
第１及び第２触媒容器の前部に釦けるクラックを防正し
うるようにした触媒コンバータを提供することを目的と
している。

以下、この考案に係る触媒コンバータの実施例をより具
体的に説明する。

第２図及び第３図に釦いて、１，２は上下方向において
対向させて重ね合せたときに比較的偏平で中心軸方向に
長尺のケーシング３を形成する一対の面対称な皿板状の
上部シェル及び下部シェル４．５は上部シェル１及び下
部シェル２を、断熱材の充填空間６を３いてそれぞれ外
部からカバーする一対のほぼ面対称な上部カバー及び下
部カバー、１はケーシング３の前部内に配置された上部
保持板８及び下部保持板９の対偶的な重ね合せよりなる
第１触媒容器、１０はケーシング３の後部内に配置され
た上部保持板１１及び下部保持板１２の対偶的な重ね合
せよりなる第２触媒容器である。

第２図及び第３図に明らかなように、上部及び下部シェ
ル１，２は、ケーシング３の前端及び後端において中心
線と同軸に配置した肉厚の円環状リングよりなる人口部
材１４、出口部材１５に向けて各々半円形状に絞り込ま
れたうえで、排気管を接続し排気ガスをケーシングに導
入或は排出する入口部材１４、出口部材１５の外周部に
溶接固定しうるようにしている。

な釦、入口部材１４及び出口部材１５ば、夫々排気管側
のフランジ（図示せず）に接合するようにする。

このためには、入口部材１４及び出口部材１５に取付用
ボルト（図示せず）を固定することが好ましい。

入口・出口部材１４，１５は、この実施例では肉厚の円
環状リングを用いたが、これに限られるものではなく、
例えば、ケーシングの外方に排気管取付用フランジを有
するパイプ等で構成してもよい。

一方、第１触媒容器７を形成する上部保持板８及び下部
保持板９は、軸垂直断面においてほぼ同一な形状を有し
、上部保持板８についていえば、大きな傾斜で立上った
前壁８Ａと、僅かな傾斜で後方に伸び、そのほぼ全面に
多数の通気孔ａ、・・・。

ａを打抜いた土壁８Ｂと、土壁８Ｂの両側部に夫夫連続
して立下った側壁８Ｃ，８Ｃとからなる。

この上部保持板８と下部保持板９とは、前壁８Ａと後壁
９Ａとを、普た上壁８Ｂと下壁９Ｂとを相互に対向させ
て重ね合せ、内部に、略平行４辺形状断面の触媒保持空
間Ａを形威し、該空間Ａに触媒を充填する。

そして、上部保持板８及び下部保持板９に形成する半円
形状の前端フランジ８ａ、９ａを入口部材１４の下側外
周と下部シェル２の前端Ｒ２ａとの間に挿込んだ状態で
、これらを相互に溶接固定する一方、偏平な後端フラン
ジ８ｂ、９ｂは上部シェル１の内壁面の中央部に溶接に
より固定することにより、前部から後方に向けて上向き
に僅かに傾斜した状態に支持されている。

一方、上部保持板１１と下部保持板１２より形成する第
２触媒容器１０は、第１触媒容器７と回転対象な配置構
造及び支持構造としている。

したがって、第２触媒容器１０の上部保持板１１及び下
部保持板１２は、夫々第１触媒容器７の下部保持板９及
び上部保持板８に対応し、これら上部保持板１１と下部
保持板１２によって内部に形成した触媒保持空間Ｂには
、触媒を充填する。

また、１６は第１触媒容器Ｉを構成する上部保持板８と
下部保持板９との間の間隔を第１触媒容器Ｉの中央に釦
いて保持するための部分スタッド、１７はケーシング３
を構成する上部シェル１と下部シェル２との間隔をケー
シング３の中央部に釦いて保持するとともに、第１触媒
容器γの後端部即ち上部保持板８と下部保持板９の後端
フランジ８ｂ 、９ｂの重合部を上部シェル１との間に
、また、第２触媒容器１０の前端部間ち上部、下部保持
板１１，１２０前端フランジ１１ａ、１２ａの重合部を
下部シェル２との間に挾持する通しスタッドである。

上記部分スタッド１６には軸部１６ａの上部及び下部に
上部及び下部保持板８，９の内面に当接して両保持板８
，９間の間隔を保持するカラ一部１６ｂ ｔ １６ｃを
設けるとともに、軸部１６ａの上端１６ｄ、下端１６ｅ
を、上部保持板８及び下部保持板９の中央部に開設した
嵌合穴から僅かに外側に突出させるとともに、突出させ
た上端１６ｄ及び下端１６ｅにはワッシャ１９゜１９を
夫々嵌合し、上記カラ一部１６ｂ、１６ｃとワッシャ１
９，１９０間に夫々上部保持板８及び下部保持板９を挾
み付けた状態で軸部１６ａの上端１６ｄ、下端１６ｅと
ワッシャ１９，１９とを夫々溶接し固定している。

また、通しスタッド１７ば、その軸部１７ａを部分スタ
ッド１６の軸部１６ａに比して長尺に形成するとともに
、その上部及び下部に第１触媒容器７を構成する上部保
持板８及び下部保持板９の後端フランジ８ｂ、９ｂの重
合部及び第２触媒容器１０の上部、１部保持板１１，１
２０前端フランジｌｌａ、１２ａの重合部に夫々当接し
て、上部シェル１及び下部シェル２との間で上記各重合
部を挾持する上下一対のカラ一部１７ｂ、１７ｃを形成
する一方、軸部１７ａの上端１７ｄ及び下端１７ｅを上
部シェル１及び下部シェル２から外側に僅かに突出させ
、その上端１７ｄ及び下端１７ｅを夫々上部シェル１及
び下部シェル２に溶接固定するようにしている。

この場合、第３図に示すように、通しスタッド１７は、
ケーシング３の軸方向に関して左右両側に配設し、その
支持構造を強固なものとすることが好渣しい。

な釦、第２図において、８ｅ、９ｃは上部保持板８及び
下部保持板９の側壁をケーシング３の側壁内面に沿って
延長したフランジで、その縦縁８ｄ、９ｄをケーシング
３の側壁内図に溶接固定し、排気ガスに対するシール機
能を持たせるとともに第１触媒容器７の後部の支持強度
を補強している。

一方、第３図に示すように、上部保持板８及び下部保持
板９０両側部には、相互に重ね合せることのできる側面
フランジ８ｅ、９ｅを設け、これらの側屈フランジ８ｅ
、９ｅは重ね合せたうえで上部シェル１及び下部シェル
２の側面フランジ１ｂ、２ｂ間に挾持したうえで、４者
１ｂ、８ｅ。

９ｅ、２ｂを溶接により相互に固定する。

上記のように、各側面フランジ１ｂ、８ｅ。

９ ｅ 、２ ｂは相互に溶接したうえで、上部カバー
４の側壁４ａを下部カバー５の側壁５ａの上縁に形成し
た外向き折曲縁５ｂに１で廻り込渣せてかしめ、４枚重
ねの側面フランジ１ｂ、８ｅ、９ｅ。

２ｂを挾持した状態に保持する。

上記の構成の結果、ケーシング内部には、上部シェル１
と第１触媒容器１の上部保持板８との間の前部空間Ｃと
、第１触媒保持空間Ａと、ケーシング３と第１触媒容器
Ｉの下部保持板９及び第２触媒容器１０の上部保持板１
１とで画成される前後方向に長い中央空間りと、第２触
媒保持空間Ｂと、下部シェル２と第２触媒容器１０の下
部保持板１２との間の後部空間Ｅとが画成される。

そして、入口部材１４の開口１４ｇから導入する排気ガ
スは開口１４ａによって画成される人口ＩＰから塘ず前
部空間Ｃに流入し、前部空間Ｃに流入した排気ガスは、
第１触媒容器７の上部保持板８０通気孔ａ、・・・、ａ
かも第１触媒保持空間Ａ内に流入し、該空間Ａ内に保持
された触媒によって酸化或は還元作用を受け、これによ
り排気ガス中のＣＯ，ＨＣ或はＮＯｘが除去される。

、ＣＯ，ＨＣ或はＮＯｘが除去された排気ガスは、第１
触媒容器Ｉの下部保持板９の通気孔ａ、・・・。

ａから中央空間りに流出し、第２触媒容器１０の上部保
持板１１の通気孔ａ、・・・、ａから第２触媒保持空間
Ｂに流入する。

第２触媒保持空間Ｂに流入した排気ガスは該空間Ｂに保
持された触媒によって酸化或は還元作用を受け、その結
果、ＨＣ、ＣＯ或ばＮＯｘが除去される。

浄化された排気ガスは、第２触媒容器１０の下部保持板
１２の通気孔ａ、・・・、ａから後部空間Ｅに流出し、
流出した排気ガスは、出口部材１５の開口１５ａによっ
て形成される出口ＯＰから外部に排出される。

そして、第１触媒容器７及び第２触媒容器１０は、触媒
コンバータ内に導入される高温の排気ガス自体及び還元
及び酸化反応の反応熱によって加熱されその結果上じる
熱応力によって変形しようとする。

その場合、第１触媒容器７を構成する上部保持板８及び
下部保持板９の熱変形は、その全周に３ける固定構造及
び通しスタッド１７を介してケーシング３によって分担
され規制される。

第１触媒容器７の前部に釦いては、部分スタッド１６を
用いることにより、ケーシング３と第１触媒容器７とは
拘束されて釦らず、第１触媒容器７とケーシング３との
間の温度差によって生じる第１触媒容器１を形成する上
部及び下部保持板８゜９のケーシング３を形成する上部
及び下部シェル１．２に対する相対的な熱彫張は、入口
部材１４と下部シェル２の前端縁２ａとで挾持される前
端フランジ８ａ、９ａと、上部及び下部シェル１゜２の
側面フランジ１ｂ、２ｂで挾持される側面フランジ８ｅ
、９ｅと、後端フランジ８ｂ、９ｂとで区画される領域
全体でゆるやかな変形となって表われるため、部分スタ
ッド１６のかわりに通しスタッドを用いたとき生ずる大
きな曲率の小さな変形が生ずることがなく熱応力が特定
部分で大きくならず、特に下部保持板９にクラックが発
生することが防上できる。

また上部保持板８と下部保持板９との間の相対的な熱変
形は、部分スタッド１６によってとくに上下の間隔が一
定となるように規制される。

この場合、上部保持板８と下部保持板９とは、部分スタ
ッド１６に直接に溶接されておらず、ワッシャ１９，１
９と部分スタッド１６のカラ一部１６ ｂ ｔ １６
ｃとの間に挾持された状態であるため、上部保持板８及
び下部保持板９は、部分スタッド１６に対して相対的に
ある程度変形することができ、換言すれば、上部保持板
８及び下部保持板９を過度に拘束することがなく過度の
熱応力が生じないので、とくに下部保持板９のクラック
の発生を防上することができる。

一方、第１触媒容器Ｔの後端部に釦いては、通しスタッ
ド１７によって、上部保持板８及び下部保持板９は上部
シェル１に結合されているため、直接に剥離力として第
１触媒容器７の後端溶接部に作用するガス圧等に対抗で
き、よって後端溶接部のはがれの防上に有効に寄与する
ことができる。

なお、第２触媒容器１０については、第１触媒容器γは
ど支持構造の問題はないが、本実施例にむいては、第１
触媒容器７に関し説明したことを、前端部及び後端部を
入れ換えて考えれば明らかなように、第１触媒容器γと
同様の支持構造とすることができる。

一方、第１触媒容器Ｔの支持構造については、例えば、
第４図に示すように、上部保持板８の前端フランジ８ａ
と下部シェル２の前縁２ａとを相互に入口部材１４に溶
着する一方、下部保持板９の前端フランジ９ａを、上部
保持板８の前端フランジ８ａと下部シェル２との間に挾
持した状態に拘束緩和して支持するようにする、或いは
、図示しないが、上部及び下部保持板８，９の前端フラ
ンジ８ａ、９ａをともに入口部材１４と下部シェル２の
前縁２ａとの間に単に挾持し拘束緩和支持するようにし
てもよい。

筐た、具体的に図示しないが、第１触媒容器Ｔの上部、
下部保持板８，９の部分スタッド１６、通しスタッド１
７に対する嵌合穴を各スタッド１６，１７０径より適当
に大きく設定し、スタッド１６，１７と上部、下部保持
板８，９とを拘束緩和するようにしてもよい。

具体的に図示しないが、第２触媒容器１０の支持構造に
ついても採用することができる。

また、第１触媒容器７又は第２触媒容器１０の側面フラ
ンジ８ｅ、９ｅ又はｌｌｅ、１２ｅについては、第５図
ａに示すように、上部保持板８又は１１の側面フランジ
８ｅ又は１１ｅを拘束緩和しく勿論下部保持板９又は１
２側を拘束緩和してもよい。

）、或いは、第５図すに示すように、上部、下部保持板
８及び９又は１１及び１２を同時に拘束緩和するように
してもよい。

これらの拘束緩和構造は、第１触媒容器Ｔ及び又は第２
触媒容器１０に発生しうる大きな熱応力を防上すること
ができる点で有利である。

以上詳細に説明したことから明らかなように、本考案は
、上部、下部保持板によって夫々形成した第１触媒容器
及び第２触媒容器を上部シェルと下部シェルとで構成す
るケーシングの前、後部に夫々配置して、第１、第２触
媒容器の前端部を下部シェルに、後端部を上部シェルに
、両側部を、上部、下部シェル間に支持するようにした
触媒コンバータに釦いて、上部シェルと下部シェルの間
隔を保持するとともに第１触媒容器の後端部を上部シェ
ルとの間に挾持するスタッドを第１触媒容器と第２触媒
容器との間に設ける一方、第１触媒容器及び第２触媒容
器を構成する上部保持板と下部保持板の間隔を保持する
スタッドを設けたことを特徴とする触媒コンバータを提
供するものである。

本考案に係る触媒コンバータに釦いては、触媒容器の中
間部を部分スタッドによって支持したので触媒容器の熱
豹変形を過度に拘束することがなくクラックの発生を防
＋ｈできる一方、第１触媒容器の後端を通しスタッドに
よって支持したので、第１触媒容器の後端部におけるは
がれの問題を確実に解消することができ、もって安定し
た触媒容器の支持構造を有する触媒コンバータを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の触媒コンバータの触媒容器の支持構造を
図式的に示す断面図、第２図は本考案に係る触媒コンバ
ータの軸方向垂直断面図、第３図は左半分を第２図のＩ
−Ｉ線方向断面、右半分を第２図の■−■線方向断面と
した断面図、第４図は触媒容器の前端部の他の支持構造
例を、第５図ａ及びｂは触媒容器の側部の他の支持構造
例を夫夫示す要部断面図である。 １．２・・・上部、下部シェル、３・・・ケーシング、
７・・・第１触媒容器、８，９・・・上部、下部保持板
、１０・・・第２触媒容器、１１．１２・・・上部、下
部保持板、１６・・・部分スタッド、１７・・・通しス
タッド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 上部シェル及び下部シェルによって形成したケーシング
   と、各々通気孔を有する２組の上部保持板及び下部保持
   板によって形成した第１触媒容器及び第２触媒容器を有
   し、第１触媒容器をケーシングの前部に、第２触媒容器
   をケーシングの後部に配設し、第１触媒容器の前端部を
   下部シェルに、後端部を上部シェルに夫々支持する一方
   、第２触媒容器の前端部を下部シェルに、後端部を上部
   シェルに夫々支持し、第１及び第２触媒容器の両側部を
   上部及び下部シェルの間に支持するように構成した触媒
   コンバータにおいて、 第１及び第２触媒容器の間に、上部シェルと下部シェル
   の間隔を保持するとともに第１触媒容器の後端部を上部
   シェルとで挾持するスタッドを設ける一方、第１触媒容
   器及び第２触媒容器に上部保持板と下部保持板の間隔を
   保持するスタッドを設けたことを特徴とする触媒コンバ
   ータ。