JP6013769B2 - 排気処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関からの排気を浄化、あるいは消音等して排気を処理する排気処理装置に関する。

従来より、車両には、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関の排気流路に介装される触媒により排気を浄化する排気浄化装置や、排気騒音を低減する排気消音装置等の排気処理装置が搭載されている。例えば、特許文献１にあるように、排気騒音を低減する排気消音装置の内部を隔壁により共鳴室と拡張室とに仕切って消音を図ると共に、低周波数の騒音を有効に消音するために、排出流路側に大気中までの長さを長くしたロングテールパイプを用いる場合もある。

また、特許文献２に示すように、内燃機関の排気流路に介装される触媒により浄化、あるいは、排気流路中に尿素を噴射して浄化する排気処理装置では、筒状シェル内にフィルタや触媒等を収納し、筒状シェルの径方向から筒状シェル内に出口管を挿入し、出口管から排気を排出するようにしている。

特開２００２−４７９０９号公報 特開２００８−２６７２２５号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、特許文献１のように、ロングテールパイプを用いることができる場合はよいが、搭載上の問題から、ロングテールパイプを用いることができない場合もあり、有効な低周波数の騒音の低減を図れず、消音性能上の問題がある。

また、特許文献２のように（図９参照）、搭載上の関係等から、筒状シェル５０の径方向に一対の貫通孔５２，５４を同芯上に形成し、両貫通孔５２，５４に出口管５６を挿入する。筒状シェル５０内の出口管５６には多数の小孔５８を形成して、排気を小孔５８、出口管５６を介して外部に排出するようにする。出口管５６を筒状シェル５０内に挿入することにより、出口管５６によるテールパイプとしての有効長が長くなるが、出口管５６に多数の小孔５８を形成しているので、有効長を十分に得ることはできず、有効な低周波数の騒音の低減を図れず、消音性能上の問題がある。

本発明の課題は、テールパイプとしての有効長を長くできる排気処理装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
排気が通る筒状シェルに出口管を径方向に配置し、通過する前記排気を浄化する排気処理装置において、
前記筒状シェルの内周に沿って流路部材を取り付け、少なくとも前記筒状シェルと前記流路部材との間に前記出口管と前記筒状シェル内とを連通する排気流路を形成したことを特徴とする排気処理装置がそれである。

前記筒状シェルの出口側端を塞ぐ蓋部材を備え、前記流路部材は前記筒状シェルの内周と前記蓋部材とに沿って設けられ、前記筒状シェルと前記蓋部材と前記流路部材との間に前記排気流路を形成した構成としてもよい。あるいは、前記流路部材は断面Ｕ字状に形成されると共に、前記筒状シェルの内周に沿って取り付けられ、前記筒状シェルと前記流路部材との間に前記排気流路を形成した構成としてもよい。また、前記流路部材はプレス成形された構成でもよい。

本発明の排気処理装置は、流路部材を設けたことにより、筒状シェルの内部にテールパイプとして有効な排気流路を形成することができ、テールパイプとしての有効長が出口管と排気流路との合計長さとなるので、有効に低周波数の騒音の低減を図ることができ、消音性能を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態としての排気処理装置の要部正面図である。 図１のＡＡ断面矢視図である。 第１実施形態の流路部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態としての排気処理装置の要部正面図である。 図４のＢＢ断面矢視図である。 第２実施形態の流路部材の斜視図である。 本発明の第３実施形態としての排気処理装置の要部正面図である。 図７のＣＣ断面矢視図である。 従来の排気処理装置の要部断面図である。

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２に示すように、１は排気処理装置で、排気処理装置１は図示しない排気流路に設けられており、例えば、排気処理装置１は酸化触媒やディーゼル・パティキュレート・フィルタ等の図示しない処理部材を備えた排気浄化装置である。本実施形態では、排気の浄化処理を行う排気処理装置１に本発明を適用した例であるが、これに限らず、例えば排気の消音処理を行う排気処理装置に本発明を適用してもよい。

２は排気処理装置１の筒状シェルで、筒状シェル２の出口側端は蓋部材４により閉塞されており、筒状シェル２と蓋部材４との接続箇所に、貫通孔６が形成されている。貫通孔６にはテールパイプとしての出口管８の一端が挿入されて溶接等により固定されている。本実施形態では、上流側の排気流路から排気処理装置に流入した排気は、処理部材を通ってから、出口管８を介して、大気中等に排出される。

筒状シェル２内には流路部材１０が取り付けられおり、流路部材１０は筒状シェル２の内周と蓋部材４とに沿って設けられている。図３に示すように、流路部材１０は、排気流れ上流側から見て、外周側端１０ａ及び内周側端１０ｂが円弧状となるようにプレス成形されたものである。なお、外周側端１０ａは、内周側端１０ｂより排気流れ上流側に位置する。

流路部材１０の外周側端１０ａは筒状シェル２の内周に密着して溶接等により固定されると共に、流路部材１０の内周側端１０ｂは蓋部材４の内側側面に密着して溶接等により固定される。

また、流路部材１０は出口管８と反対側の筒状シェル２の内周下側から、筒状シェル２の内周に沿って出口管８を通り過ぎた位置まで形成されており、筒状シェル２の内周と蓋部材４と流路部材１０との間に排気流路１２が形成されている。

また、図２に示すように、流路部材１０のうち出口管８と反対側の部位、つまり外周側端１０ａと内周側端１０ｂとを繋ぐ部位１０ｃ全体が、筒状シェル２の中心軸線Ｌ１側に向けて折り曲げられている。このため、流路部材１０と筒状シェル２との間には、排気流路１２に連通する開口１４が形成され、開口１４を通じて排気流路１２が筒状シェル２の内部と連通する。流路部材１０の出口管８側の端は、排気流路１２が閉塞されるように、蓋部材４の内側側面に密着するように湾曲して形成されている。

これにより、出口管８と筒状シェル２の内部とが、排気流路１２を介して連通されている。本実施形態では、排気流路１２は筒状シェル２の内周に沿ってほぼ１８０度の範囲に形成されているが、これに限らず、流路部材１０を円弧状により長く形成して、筒状シェル２の内周に沿って２７０度等の範囲となるように形成してもよい。

次に、本実施形態の排気処理装置の作動について説明する。上流側の排気流路から流入した排気は、筒状シェル２の内部を通って開口１４から排気流路１２に流入し、排気流路１２から出口管８を介して、大気中等に排出される。その際、出口管８と排気流路１２とがテールパイプとして作用し、テールパイプの有効長は出口管８と排気流路１２との合計長さとなる。

流路部材１０を設けたことにより、筒状シェル２の内部にテールパイプとして有効な排気流路１２を形成することができ、テールパイプとしての有効長が出口管８と排気流路１２との合計長さとなるので、有効に低周波数の騒音の低減を図ることができ、消音性能を向上させることができる。

次に、前述した第１実施形態と異なる第２実施形態について、図４〜図６によって説明する。図４、図５に示すように、２１は第１実施形態と同様の排気処理装置で、筒状シェル２２の出口側端は蓋部材２４により閉塞されており、筒状シェル２２の外周には、バーリング加工等により貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６にはテールパイプとしての出口管２８の一端が挿入されて溶接等により固定されている。

筒状シェル２２内には流路部材３０が取り付けられおり、流路部材３０は筒状シェル２２の内周に沿って設けられている。図６に示すように、流路部材３０は円弧状にプレス成形されており、また、断面形状が筒状シェル２２の内部に突き出た「Ｕ」字状に形成されている。流路部材３０の外周側両端３０ａ，３０ｂは筒状シェル２２の内周に密着して溶接等により固定されている。

また、流路部材３０は出口管２８と反対側の筒状シェル２２の内周下側から、筒状シェル２２の内周に沿って出口管２８を通り過ぎた位置まで形成されており、筒状シェル２２の内周と流路部材３０との間に排気流路３２が形成されている。

流路部材３０は排気流路３２が筒状シェル２２の内部と連通するように、流路部材３０は出口管２８と反対側に開口３４が形成されている。流路部材３０の出口管２８側の端は、排気流路３２が閉塞されるように湾曲されて、筒状シェル２２の内周に密着するように形成されている。

これにより、出口管２８と筒状シェル２２の内部とが、排気流路３２を介して連通されている。本実施形態では、排気流路３２は筒状シェル２２の内周に沿ってほぼ１８０度の範囲に形成されているが、これに限らず、流路部材３０を円弧状により長く形成して、筒状シェル２２の内周に沿って２７０度等の範囲となるように形成してもよい。

第２実施形態の場合でも、第１実施形態と同様に、上流側の排気流路から流入した排気は、筒状シェル２２の内部を通って開口２４から排気流路３２に流入し、排気流路３２から出口管２８を介して、大気中等に排出される。その際、出口管２８と排気流路３２とがテールパイプとして作用し、テールパイプの有効長は出口管２８と排気流路３２との合計長さとなる。

流路部材３０を設けたことにより、筒状シェル２２の内部にテールパイプとして有効な排気流路３２を形成することができ、テールパイプとしての有効長が出口管２８と排気流路３２との合計長さとなるので、有効に低周波数の騒音の低減を図ることができ、消音性能を向上させることができる。

更に、第３実施形態について、図７、図８によって説明する。尚、第１実施形態と同じ部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略する。第３実施形態では、第１実施形態の流路部材１０を筒状シェル２の内周に沿って長くプレス成形した「Ｃ」字状の流路部材４０を備えている。流路部材４０はその両端に開口４２，４４が形成されて、排気流路１２の両端が開口４２，４４を介して筒状シェル２の内部に連通している。これにより、排気流路１２の流路面積を大きくすることができ、排気抵抗を減少できる。

流路部材４０は、「Ｃ」字状に限らず、リング状に形成してもよい。その場合には、流路部材４０に図示しない貫通孔を形成して、貫通孔を介して排気流路１２と筒状シェル２の内部とを連通するようにしてもよい。第２実施形態の流路部材３０についても同様である。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１…排気処理装置 ２，２２，５０…筒状シェル
４，２４…蓋部材 ６，２６，５２，５４…貫通孔
８，２８，５６…出口管 １０，３０，４０…流路部材
１２，３２…排気流路 １４，３４，４２，４４…開口

Claims (4)

1. 排気が通る筒状シェルに出口管を径方向に配置し、通過する前記排気を処理する排気処理装置において、
   前記筒状シェルの内周に沿って流路部材を取り付け、少なくとも前記筒状シェルと前記流路部材との間に前記出口管と前記筒状シェル内とを連通する排気流路を形成し、
   前記流路部材はＣ字状に形成され、
   前記流路部材の両端に、前記排気流路の両端と前記筒状シェル内とを連通する２つの開口が形成されていることを特徴とする排気処理装置。
2. 前記筒状シェルの出口側端を塞ぐ蓋部材を備え、前記流路部材は前記筒状シェルの内周と前記蓋部材とに沿って設けられ、前記筒状シェルと前記蓋部材と前記流路部材との間に前記排気流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の排気処理装置。
3. 前記流路部材は断面Ｕ字状に形成されると共に、前記筒状シェルの内周に沿って取り付けられ、前記筒状シェルと前記流路部材との間に前記排気流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の排気処理装置。
4. 前記流路部材はプレス成形されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の排気処理装置。

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