JPS6059411B2 - モノリス触媒コンバ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、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てある。

（従来の技術） 一般に、上記のように複数の触触をケーシング内に間隔
をあけて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の確実化のために触媒間に二次エア
を供給することが行われており、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、前後に排気ガス流入口と流出口を備えた筒状ケー
シング内に、複数のモノリス触媒を、所定の間隔を保つ
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、前段のモノリス触媒
からの排気ガス流に対し二次エアを横切るように供給し
乱流を起こすことにより、排気ガスと二次エアとを良好
に混合させるとともに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（特開昭５５−１
３９９１８号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）しかるに、この従来
のモノリス触媒コンバータにおいては、モノリス触媒単
体及び触媒を保持す・る弾性体の製作誤差により、ケー
シングに対しスペーサが正規の位置から前後にズレてし
まうと、ケーシングとスペーサにそれぞれ設けられた二
次エア供給管の挿通孔が合致しなくなるという問題を有
する。

このため、上記二次エア供給管を挿通フさせるための挿
通孔をケーシングおよびスペーサにそれぞれ合致した位
置に設ける必要があり、製作加工上高い精度が要求され
る。また、モノリス触媒間を所定の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５エアを供給するための二次エア供給管を必要を
するため、部品点数が多いという問題がある。本発明は
かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、上記モノリス触媒間を所定の間隔を保つため
のスペーサ自体に二次エアを供給するための二次エア供
給通路を一体に形成することにより、後段のモノリス触
媒での良好な浄化性能を確保しつつ、部品点数の減少化
並びに製作加工上の容易化を図り得るようにしたモノリ
ス触媒コンバータを提供せんとするものである。（問題
点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、前後
に排気ガス流入口と流出口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たモノリ
ス触媒コンバータを前提とする。

そして、上記スペーサを、２枚の略対称なブレス成形部
材を貼り合せて構成するとともに、上記二次エア供給通
路を上記スペーサに一体形成した構成としたものである
。（作用） 上記の構成により、本発明では、ケーシングの軸方向に
直列配置されたモノリス触媒間にスペーサによつて保持
された所定の間隔において、該間隔を横切る二次エア供
給通路の存在および該二次エア供給通路からの二次エア
の噴出によつて排気ガスが乱流となり、排気ガスと二次
エアとが攪拌されて充分かつ均一に混合された後、後段
のモノリス触媒へ均一に流入するので、この排気ガスと
二次エアとの良好な混合および後段モノリス触媒への均
一な流入によつて該触媒での浄化性能が向．゜上する。

この場合、前段モノリス触媒間に所定の間隔を保つため
のスペーサと、該間隔を横切る二次エア供給通路とが２
枚の略対称なブレス成形部材によつて一体形成されてい
るため、部品点数が少なく３て済むとともに、従来の如
き二次エア供給管を挿通させるための、ケーシングとス
ペーサとの挿通孔の孔開け加工および該両挿通孔の位置
合せが不要となり、製作加工が容易なものとなる。（実
施例） ４以下、本
発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図および第２図において、１は筒状のケーシングで
あつて、該ケーシング１は、軸方向に上下に分割された
一対のブ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
いに接合せしめてなり、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，１ｃ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つ口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、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７ン
ジ４，６にはそれぞれ排気管接続用のスタツドボルト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化てな
り、軸方向に蜂の巣状に貫通する多数の通気孔を有する
ものてある。上記スペーサ１１は、先端外周縁に外方へ
突出した断面Ｌ字状のフランジ部１２ａ，１３ａを有す
る２枚の略対称な楕円形皿形状のブレス成形部材１２，
１３を前後に配しその底部にて互いに貼り合せて形成さ
れており、該各ブレス成形部材１２，１３のフランジ部
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つてケーシング１に固定され
ているとともに、フランジ部１２ａにはスチールメッシ
ュ等の弾性体１４を介して上記還元モノリス触媒９の軸
方向後端面を当接せしめて弾性保持し、またフランジ部
１３ａには上記酸化モノリス触媒１０の軸方向前端面を
当接せしめて押圧保持し、よつて両モノリス触媒９，１
０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とケーシング１の内周面との
間には環状の二次エア室１５が形成されており、該二次
エア室１５には、ケーシング１におけるシェル２，２の
フランジ部２ａ，２ａ貼り合せ面に配置固着された二次
エア供給管１６の一端が開口されており、該二次エア供
給管１６の他端はケーシング１外に導出され、接続用フ
ランジ１７を介してエアポンプ（図示せず）に接続され
る。

そして、上記スペーサ１１を構成する各ブレス成形部材
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した断面
半円形状の凹条溝部１２ｂ，１３ｂが形成されていて、
一端が上記二次エア室１５に連通しかつ上記間隔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１
８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１８と上記間隔Ｓ内の空間とを連通する多数の二次エ
ア噴出孔１９，１９・・・が穿設されており、二次エア
室１５に流入した二次エアを上記二次エア供給通路１８
を介して二次エア噴出孔１９，１９・・・から間隔Ｓ内
に後方に向かつて噴出５供給するように構成されている
。尚、２０はスペーサ１１を構成する各ブレス成形部材
１２，１３の凹条溝部１２ｂ，１３ｂを除く底部貼り合
せ面を穿設してなる連通口てある。尚、２１はコーン形
状の圧力部材であつて、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バッフル部２１ｂとを一体
形成してなり、例えば栓溶接によつてケーシング１に固
定されている。

また、２２および２３は還元モノリス触媒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ッシュ等の弾性体、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１０の軸方向後端面をスチールメッシュ
等の弾性体２５を介して弾性保持する支持部材である。
したがつて、上記実施例においては、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によつて還元浄化される。

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。その後、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
によつて保持されたミキシングエリアとしての間隔Ｓに
おいて、該間隔Ｓを楕円長軸方向に横切る二次エア供給
通路１８の存在および該二次エア供給通路１８の二次エ
ア噴出孔１９，１９・・・からの二次エアの噴出によつ
て乱流となり、排気ガスと二次エアとが攪拌されて充分
かつ均一に混合された後、酸化モノリス触媒１０へ均一
に流入し、該酸化モノリス触媒１０で酸化浄化される。

その際、排気ガスと二次エアとの良好な混合および酸化
モノリス触媒１０への均一な流入によつて酸化モノリス
触媒１０での浄化性能が向上する。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。そ
の場合、上記実施例のモノリス触媒コンバータにおいて
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１８とが２枚の略対称なブレス成形部材１２
，１３によつて一体形成されているため、部品点数が少
なくて済むとともに、従来の如き二次エア供給管を挿通
させるためのケーシングとスペーサとの挿通孔゛の孔開
け加工および該両挿通孔の位置合せが不要となり、製作
加工が容易なものとなる。

さらに、二次エア供給通路１８を形成するブレス成形部
材１２，１３の凹条溝部１２ｂ，１３ｂがケーシング１
中央部（触媒収納部１ａ）を横切つて、特に・剛性の弱
い楕円長軸方向に横切つ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つてケーシング１が膜振
動するのが抑制され、その結果、ケーシング１やブレス
成形部材１フ２，１３自体にクラックが発生するのを防
止することができるとともに、モノリス触媒９，１０の
固定保持力が増してモノリス触媒９，１０の破損の防止
化を一層図ることができる。尚、本発明は上記実施例に
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、例えば上記実施例では、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個配置したものについて述べたが、本発明
はその他３個以上のモノリス触媒を、互いに所定の間隔
をあけて直列配置する場合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で構成したが、一体に
筒状に形成したシェルで構成してもよいのは言うまでも
ない。

さらに、ブレス成形部材１２，１３、その他の各部材の
固着手段としては上記の如き溶接の他、各種固着手段が
採用可能である。（発明の効果） 以上説明したように、本発明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モ
ノリス触媒間に所定の間隔を保つために設けられるスペ
ーサを、２枚の略対称なブレス成形部材を貼り合せて構
成して、該スペーサに、上記間隔を横切る方向の二次エ
ア供給通路を一体形成したものであるので、モノリス触
媒の浄化性能の向上を図りつつ、部品点数が減少すると
ともに、製作加工が容易となり、コストダウン化を図る
ことができる。

また、ケーシング等の剛性の増大が可能で、耐久性の向
上を図ることがてきる等、実用上優れた効果を有するも
のてある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示するもので、第１図は横断
面図、第２図は縦断面図である。 １・・・ケーシング、４・・・排気管接続用入口フラン
ジ、４ａ・・・排気ガス流入口、６・・・排気管接続用
出口フランジ、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・・・ブレス成形部材、１２
ｂ，１３ｂ・・・凹条溝部、１８・・・二次エア供給通
路、１９・・・二次エア噴出孔、Ｓ・・・間隔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前後に排気ガス流入口と流出口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
   たモノリス触媒コンバータにおいて、上記スペーサを、
   ２枚の略対称なプレス成形部材を貼り合せて構成すると
   ともに、上記二次エア供給通路を上記スペーサに一体形
   成したことを特徴とするモノリス触媒コンバータ。