JPS6042176Y2 - モノリス触媒コンバ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンの排気系に介設されて排気ガス浄化作
用を行うモノリス触媒コンバータに関し、特にケーシン
グ内に複数のモノリス触媒を間隔をあけて直列配置した
モノリス触媒コンバータに関するものである。

（従来の技術） 一般に、上記のように複数の触媒ケーシング内に直列配
置した触媒コンバータにおいては、後段の触媒での酸化
反応を確実に行うために触媒間に二次エアを供給するこ
とが行われている。

そして、この二次エアは、後段の触媒での浄化機能を十
分に発揮するためには前段の触媒からの排気ガスと十分
に混合させるとともに、後段の触媒へ均一に流入させる
必要がある。

そのため、従来、このようなモノリス触媒コンバータと
して、実開昭５５−１３５１１５号公報に開示されるよ
うに、前後に排気ガス流入口と流出口とを備えた筒状ケ
ーシング内に、複数のモノリス触媒を所定の間隔を保つ
断面Ｕ字状のスペーサを介してケーシングの軸方向に直
列配置するとともに、上記間隔を横切る方向に二次エア
供給通路を構成する二次エア供給管を配設して、排気ガ
スと二次エアとを良好にミキシングするためのミキシン
グエリアを確保するとともに、このミキシングエリア（
上記間隔）において前段のモノリス触媒からの排気ガス
流に対し径方向全域に二次エアを供給して乱流を起こす
ことにより、排気ガスと二次エアとを良好にミキシング
させて、後段のモノリス触媒へ均一に供給するようにし
たものが提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） しかるに、上記従来のものにおいては、モノリス触媒間
を所定間隔に保つためのスペーサを必要とするとともに
、該モノリス触媒間の間隔に二次エアを供給するための
二次エア供給管を必要とするため、部品点数が多く、コ
ストアップの要因となるという問題があった。

この問題を解消するものとして、先に本出願人により出
願された特願昭５６−７６３８号特開昭５７−１２２１
１２号がある。

このものは、略対称の２枚のプレス成形部材を貼り合わ
せてスペーサと二次エア供給通路の一部とを形成したも
のであって、断面Ｕ字状のスペーサとケーシングとの間
には二次エア供給通路に連通ずる二次エア室が形成され
ているが、該二次エア室のシール性、特にケーシングの
フランジ貼り合せ部のシール性が悪いため、二次エア室
の二次エアが洩れ、二次エア供給装置の制御弁によって
計量された二次エアはこの洩れ分だけモノリス触媒への
流入量が不足し、その結果、モノリス触媒の浄化性能が
低下するという問題がある。

本考案はかかる点を一挙に解決すべくなされたもので、
その目的とするところは、スペーサと二次エア供給通路
とを一体形成して部品点数を減少させ、コストダウンを
図るとともに、ケーシングの貼り合せ部等のシール性を
不問にして二次エアに対するシールを確実に行い得るよ
うにすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的のため、本考案の解決手段は、前後に排気ガ
ス流入口と流出口とを備えた筒状ケーシング内に、複数
のモノリス触媒を所定の間隔を保つ断面Ｕ字状のスペー
サを介してケーシングの軸方向に直列配置するとともに
、上記間隔を横切る方向に二次エア供給通路を設けてな
るモノリス触媒コンバータを前提とする。

そして、上記スペーサを、上記二次エア供給通路を構成
する半円状の凹条溝部を備えた２枚のプレス成形部材を
重ね合せて構成する。

さらに、該凹条溝部によって構成される二次エア供給通
路に、一端において二次エア供給装置に接続された二次
エア導入管を接続する構成としたものである。

（作 用） 上記の構成により、本考案では、モノリス触媒にミキシ
ングエリアとしての間隔を保つためのスペーサと、該間
隔を横切る二次エア供給通路とが２枚の略対称なプレス
成形部材によって一体形成されているので、部品点数が
少なくて済む。

しかも、上記プレス成形部材の凹条溝部によって構成さ
れる二次エア供給通路に対し二次エア導入管が直接接続
されているので、二次エアに対するシール性が確実とな
り、ケーシングからのガス洩れが防止される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図ないし第３図において、１は筒状のケーシングで
あって、該ケーシング１は、軸方向に上下に分割された
一対のプレス成形よりなるシェル２．２を、該シェル２
，２の外周縁に形成されたフランジ部２ａ、２ａにて互
いに貼り合わせてなり、該ケーシング１の中央部には上
下方向に扁平な断面楕円形状の触媒収納部１ａを有する
とともに、該触媒収納部１ａの前後両端部には断面円形
状の入口側および出口側排気管接続部１ｂ、ｌｃを有し
ている。

該入口側排気管接続部１ｂの先端には連接リング３を介
して、中心に排気ガス流入口４ａを有する排気管接続用
入口フランジ４が溶接により固着されており、また、出
口側排気管接続部１ｃの後端には同じく連接リング５を
介して中心に排気ガス流出口６ａを有する排気管接続用
出口フランジ６が溶接により固着されており、該両フラ
ンジ４，６にはそれぞれ排気管接続用のスタッドボルト
７．８が植設されている。

上記ケーシング１の触媒収納部１ａ内には、上流側前段
に還元モノリス触媒９が、下流側後段に酸化モノリス触
媒１０がケーシング１の軸方向に直列配置されていると
ともに、両モノリス触媒９．１０は断面Ｕ字状のスペー
サ１１を介して、両者間にミキシングエリアとしての所
定の間隔Ｓを保つように保持されている。

このモノリス触媒９．１０は共に、セラミック材からな
る楕円柱状の担体に白金等の触媒をコーティングしてな
り、軸方向にハニカム状に貫通する多数の通気孔を有す
るものである。

上記スペーサ１１は、先端外周縁に外方へ突出する断面
り字状の支持フランジ部１２ａ、１３ａを有する２枚の
略対称な楕円形皿形状のプレス成形部材１２．１３を前
後にその底部にて互いに貼り合せて形成されており、該
各プレス底形部材１２．１３の支持フランジ部１２ａ、
１３ａの外周面をケーシング１の内周面に当接せしめて
例えは栓溶接によってケーシング１に固定されていると
ともに、上記支持フランジ部１２ａはスチールメツシュ
等の弾性体１４を介して上記還元モノリス触媒９の軸方
向後端面を弾性保持し、また、上記支持フランジ部１３
ａは上記酸化モノリス触媒１０の軸方向前端面を押圧保
持し、よって両モノリス触媒９，１０相互間を上記所定
の間隔Ｓに保持するように構成されている。

さらに、上記スペーサ１１を構成する各プレス成形部材
１２．１３の底部貼り合せ面には相対向して、楕円長軸
方向に延びかつ互いに相反する前後方向に凹陥成形した
断面半円形状の凹条溝部１２ｂ、１３ｂが形成されてお
り、該両凹条溝部１２ｂ、１３ｂによって上記間隔Ｓを
ケーシング１の楕円長軸方向に横切る二次エア供給通路
１５がスペーサ１１に一体形成されているとともに、上
記後流側凹条溝部１３ｂの外周面には上記二次エア供給
通路１５を上記間隔Ｓ内の空間とを連通ずる多数の二次
エア噴出孔１６，１６・・・が穿設されている。

また、上記各プレス成形部材１２，１３はその底部周縁
および上記凹条溝部１２ｂ、１３ｂは両側縁に一定巾の
貼合フランジ部１２Ｃ９１３Ｃを残して穿孔されて連通
口１７が形成されているとともに、上記貼合フランジ部
１２ｃ、１３ｃによって径方向内方に向かって垂直に延
びる衝立状バッフル１８が形成されている。

一方、１９はケーシング１におけるシェル２゜２のフラ
ンジ部２ａ、２ａ貼り合せ面に貫通固着された二次エア
導入管であって、該二次エア導入管１９の一端１９ａは
ケーシング１外に導出され、接続用フランジ２０を介し
て二次エア供給装置（図示せず）に接続されている一方
、他端１９ｂはスペーサ１１とケーシング１との間に形
成される空間ｔを貫通して上記二次エア供給通路１５の
一端部に嵌合せしめて直接接続されており、二次エア導
入管１９からの二次エアを上記二次エア供給通路１５を
介して二次エア噴出孔１６，１６・・・から間隔Ｓ内に
後方に向って噴出供給するように構成されている。

尚、２１はコーン形状の圧力部材であって、還元モノリ
ス触媒９の軸方向前端面を軸方向に押圧保持する支持部
２１ａと、該還元モノリス触媒９の軸方向前端面から所
定距離前方に位置して排気ガスの流れを整流する多孔板
よりなるバッフル部２１ｂとを一体形成してなり、例え
ば栓溶接によってケーシング１に固定されている。

また、２２および２３は各々還元モノリス触媒９および
酸化モノリス触媒１０の外周面を弾性保持するように両
モノリス触媒９，１０の外周面とケーシング１の内周面
との間に介装されたスチールメツシュ等の弾性体、２４
はケーシング１の触媒収納部１ａの軸方向後端部におい
て酸化モノリス触媒１ｏの軸方向後端面をスチールメツ
シュ等の弾性体２５を介して弾性保持する支持部材であ
る。

したがって、上記実施例において、排気管接続用入口フ
ランジ４の排気ガス流入口４ａからケーシング１内に流
入した排気ガスは、先ず、圧力部材２１のバッフル部２
１ｂを通過したのち還元モノリス触媒９内に流入して、
該触媒９によって還元浄化される。

その際、排気ガスは上記バッフル部２１ｂで整流されて
還元モノリス触媒９へへ均一に流入するので、上記還元
浄化性能の向上が図られる。

続いて、上記還元モノリス触媒９を通過し還元浄化され
た排気ガスは、スペーサ１１によって保持されたミキシ
ングエリアとしての間隔Ｓ内にほぼ層流状態でもって流
入するが、該間隔Ｓにおいて、スペーサ１１の内周面に
設けた半径方向内方に向かって垂直に延びる衝立状バッ
フル１８によって直ちに乱されて乱流となり、しかも上
記間隔Ｓを楕円長軸方向に横切る二次エア供給通路１５
の存在および二次エア供給通路１５の二次エア噴出孔１
６，１６・・・からの二次エアの噴出によって乱流化が
一層促進され、その結果、排気ガスと二次エアとが激し
く攪拌されて十分かつ均一にミキシングされ、しかる後
、酸化モノリス触媒１０へ均一に流入する。

そして、この酸化モノリス触媒１０では、上記排気ガス
と二次エアとの良好なミキシングおよび酸化モノリス触
媒１０への均一な流入によってその酸化浄化性能が著し
く向上腰排気ガスは良好に酸化浄化される。

しかる後、このように還元および酸化浄化された排気ガ
スは排気管接続用出口フランジ６の排気ガス流出口６ａ
から排出される。

ここにおいて、上記実施例のモノリス触媒コンバータは
、上記還元モノリス触媒９と酸化モノリス触媒１０との
間にミキシングエリアとしての間隔Ｓを保つためのスペ
ーサ１１と、該間隔Ｓを楕円長軸方向に横切る二次エア
供給通路１５とが２枚の略対称なプレス成形部材１２．
１３によって一体形成されているため、部品点数が少な
くて済み、コストダウンを図ることができる。

しかも、上記プレス戊形部材１２，１３の凹条溝部１２
ｂ、１３ｂによって構成される二次エア供給通路１５に
対し二次エア導入管１９が直接接続されているため、二
次エアに対するシール性が確実となり、ケーシング１か
らのガス洩れを防止して、上記モノリス触媒１０の良好
な浄化性能を確保することができる。

また、上記二次エア供給通路１５を構成するプレス戊形
部材１２．１３の凹条溝部１２ｂ、１３ｂは、剛性の高
い排気ガス流入口４ａ、流出ロ６ａ部分から距離的に最
も離れた径方向の剛性の弱いケーシング１の軸方向中央
部を横切って配設されているため、ケーシング１および
スペーサ１１自体の剛性が増大するので、エンジンの振
動や排気脈動によってケーシング１が膜振動するのが抑
制され、その結果、ケーシング１やプレス戊形部材１２
．１３にクラックが発生するのを防止して耐久性の向上
を図ることができるとともに、モノリス触媒９，１０の
固定保持力が増大してモノリス触媒９，１０の破損防止
化を一層図ることができる。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の他種々の変形例をも包含するものであり、例えは上記
実施例では、ケーシング１内に前段に還元モノリス触媒
９を、後段に酸化モノリス触媒１０を２個直列配置した
ものについて述べたが、本考案はその他３個以上のモノ
リス触媒を互いに所定の間隔をあけて直列配置したもの
についても同様に適用できるのは勿論である。

また、上記実施例では、ケーシング１を、軸方向に上下
に分割された一対のシェル２，２で構威した貼り合せ型
としたが、一体に筒状に形成した巻きじめ型としてもよ
いのは言うまでもない。

また、スペーサ１１、その他の各部材の固着手段として
は上記の如き溶接によるほか、各種公知の固着手段が採
用可能である。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案のモノリス触媒コンバータ
によれば、筒状ケーシングの軸方向に直列配置された複
数のモノリス触媒間に所定の間隔を保つための断面Ｕ字
状のスペーサを、二次エア供給通路を構成する半円状の
凹条溝部を備えた２枚のプレス戒形部材を重ね合せて構
威し、かつ該凹条溝部によって構成される二次エア供給
通路に、一端において二次エア供給装置に接続された二
次エア導入管を接続したものであるので、スペーサと二
次エア供給通路との一体形成化により部品点数を減少せ
しめてコストダウンを図りながら、二次エアに対するシ
ール性の確実化を図ることができ、モノリス触媒の良好
な浄化性能を確保することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示するもので、第１図は横断
面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は第２
図の■−■線断面図である。 １・・・・・・ケーシング、４ａ・・・・・・排気ガス
流入口、６ａ・・・・・・排気ガス流出口、９・・・・
・・還元モノリス触媒、１０・・・・・・酸化モノリス
触媒、１１・・・・・・スペーサ、１２，１３・・・・
・・プレス戊形部材、１２ｂ、１３ｂ・・・・・・凹条
溝部、１５・・・・・・二次エア供給通路、１９・・・
・・・二次エア導入管、Ｓ・・・・・・間隔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 前後に排気ガス流入口と流出口とを備えた筒状ケーシン
   グ内に、複数のモノリス触媒を所定の間隔を保つ断面Ｕ
   字状のスペーサを介してケーシングの軸方向に直列配置
   するとともに、上記間隔を横切る方向に二次エア供給通
   路を設けてなるモノリス触媒コンバータにおいて、上記
   スペーサを、上記二次エア供給通路を構成する半円状の
   凹条溝部を備えた２枚のプレス成形部材を重ね合わせて
   構成し、該凹条溝部によって構成される二次エア供給通
   路に、一端において二次エア供給装置に接続された二次
   エア導入管を接続したことを形成したことを特徴とする
   モノリス触媒コンバータ。