WO2022113688A1 - 排気処理装置 - Google Patents
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- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
Definitions
- the present invention relates to an exhaust gas treatment device.
- JP2003-286838A has a U-shaped cross section, a heat shield holding material that covers the outer surface of a part of the curved surface portion and the flat surface portion of the metal carrier, and a heat shield plate that further covers the outer surface of the heat shield plate holding material. And, a catalytic converter having is disclosed. In this catalytic converter, most of the flat surface portion of the metal carrier is not covered with the heat shield holding material, thereby promoting heat dissipation from the flat surface portion and lowering the temperature of the metal carrier.
- the exhaust gas discharged from the engine and flowing into the catalytic converter becomes even higher when the combustion efficiency of the engine improves. If hot exhaust gas flows into the catalytic converter, the catalytic converter may overheat.
- the catalytic converter is required to suppress the radiated sound generated by the vibration transmitted from the engine.
- An object of the present invention is to provide an exhaust treatment device capable of suppressing an increase in the temperature of the main body, suppressing the generation of radiant sound, and preventing heat damage to parts around the main body.
- the exhaust gas treatment device has an exhaust gas treatment component that treats the exhaust gas, and has an exhaust gas treatment unit that guides the exhaust gas to flow to the exhaust gas treatment component, and an outer periphery of the exhaust gas treatment unit.
- the cover comprises an inner plate provided so as to face the outer periphery of the exhaust processing unit, a mat provided on the outer periphery of the inner plate, and an outer plate covering the outer periphery of the mat. Between the cover and the exhaust treatment unit, an inflow port for air to flow in, a flow path through which the air flowing in from the inflow port passes, and a flow path through which the air passing through the flow path flows out. An exit and is formed.
- the exhaust treatment device has an exhaust treatment component that processes exhaust gas at 950 ° C. or higher, and guides the exhaust gas to flow to the exhaust gas treatment component, and the exhaust gas treatment unit described above.
- a cover covering the outer periphery of the exhaust gas treatment unit is provided, and the cover includes an inner plate provided so as to face the outer periphery of the exhaust gas treatment unit, a mat provided on the outer periphery of the inner plate, and an outer circumference of the mat. It has an outer plate to cover, and between the cover and the exhaust treatment unit, an inflow port through which air flows, a flow path through which air flowing in from the inflow port passes, and the flow path passed through the flow path.
- An outlet for air to flow out is formed, the thickness of the mat is 3 to 20 mm, and the gap between the exhaust treatment portion and the cover in the flow path is 3 to 20 mm.
- the heat of the exhaust treatment section can be released to the air in the flow path and the temperature rise of the exhaust treatment section can be suppressed.
- the outer plate by providing a mat between the inner plate and the outer plate, it is possible to suppress the vibration of the outer plate, suppress the generation of radiant sound from the outer plate, and transfer heat from the inner plate to the outer plate. Suppress. Therefore, it is possible to suppress an increase in the temperature of the main body, suppress the generation of radiant sound, and prevent heat damage to the parts surrounding the main body.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an exhaust gas treatment device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 2A is a schematic view of a cross section of IIA-IIA of FIG.
- FIG. 2B is an enlarged view of the IIB portion of FIG. 2A.
- FIG. 3 is a perspective view of the exhaust gas treatment device according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a perspective view of the exhaust gas treatment device according to the second embodiment of the present invention in a direction different from that of FIG.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.
- FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 of the exhaust gas treatment device according to the modified example of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.
- FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 of the exhaust gas treatment device according to the modified example of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the arrangement of the exhaust gas treatment device and the inflow of air into the exhaust gas treatment device according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the exhaust gas treatment device according to the third embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is an enlarged schematic view of a cross section of the cover of the exhaust gas treatment device according to the first modification.
- FIG. 10 is an enlarged schematic view of a cross section of the cover of the exhaust gas treatment device according to the second modification.
- FIG. 11 is an enlarged schematic view of a cross section of the cover of the exhaust gas treatment device according to the third modification.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the exhaust gas treatment device 100.
- FIG. 2A is a schematic view of a cross section of IIA-IIA of FIG.
- FIG. 2B is an enlarged view of the IIB portion of FIG. 2A.
- the exhaust treatment device 100 is mounted on a vehicle, for example, and oxidizes hydrocarbons and carbon monoxide contained in the exhaust gas G discharged from an engine (not shown) to carbon dioxide and water, as well as nitrogen oxides.
- the exhaust gas G is purified by reducing the amount of carbon dioxide and removing fine particulate matter.
- the exhaust treatment device 100 has a catalyst 1 as an exhaust treatment component for treating the exhaust gas G at 950 ° C. or higher, and guides the exhaust gas G to flow to the catalyst 1.
- a processing unit 10 and a cover 20 that covers the outer periphery of the exhaust gas processing unit 10 are provided.
- the exhaust treatment unit 10 has a catalyst 1 and a case 11.
- the catalyst 1 is composed of a columnar honeycomb structure.
- the outer peripheral surface of the catalyst 1 is fitted to the inner circumference of the case 11 via the cushioning material 12.
- the case 11 is a tubular member having tapered ends.
- An inlet side opening 11a opens at one end of the case 11.
- An outlet side opening 11b opens at the other end of the case 11.
- the entrance side opening 11a is connected to the exhaust manifold (not shown) of the engine.
- the exhaust gas G discharged from the engine passes through the exhaust manifold and the inlet side opening 11a and flows into the case 11. That is, the end portion of the case 11 on the inlet side opening 11a side is the end portion of the exhaust gas processing portion 10 on the upstream side in the exhaust gas flow direction.
- the outlet side opening 11b is connected to an exhaust pipe (not shown). As a result, the exhaust gas G that has passed through the case 11 flows into the exhaust pipe. That is, the end portion of the case 11 on the outlet side opening 11b side is the end portion of the exhaust gas processing portion 10 on the downstream side in the exhaust gas flow direction.
- the cover 20 is a tubular member that covers the outer periphery of the exhaust processing unit 10.
- the cover 20 is provided with a predetermined distance from the outer periphery of the exhaust processing unit 10.
- the cover 20 has an inner plate 21 provided so as to face the outer periphery of the exhaust treatment unit 10, a fiber material layer 22 as a mat provided on the outer periphery of the inner plate 21, and an outer plate 23 covering the outside of the fiber material layer 22. And have.
- the inner plate 21 has a first inner plate 21a and a second inner plate 21b that are divided in the circumferential direction.
- the outer plate 23 has a first outer plate 23a and a second outer plate 23b that are divided in the circumferential direction.
- Flange portions 21c and 21d are formed at one end and the other end of the first inner plate 21a.
- Flange portions 21e and 21f are formed at one end and the other end of the second inner plate 21b.
- Flange portions 23c and 23d are formed at one end and the other end of the first outer plate 23a.
- Flange portions 23e and 23f are formed at one end and the other end of the second outer plate 23b.
- the flange portion 23c of the first outer plate 23a is attached to the outer peripheral side of the flange portion 21c of the first inner plate 21a, and the flange portion 23d of the first outer plate 23a is attached to the outer peripheral side of the flange portion 21d of the first inner plate 21a.
- a space is formed between the first inner plate 21a and the first outer plate 23a.
- a fiber substance having heat resistance silicon fiber in this embodiment
- a fiber substance layer 22a is provided on the outer periphery of the first inner plate 21a.
- the fibrous material layer 22b is provided on the outer periphery of the second inner plate 21b by compression-filling the space between the second inner plate 21b and the second outer plate 23b with a fibrous material having heat resistance.
- the thickness X (see FIG. 1) of the fiber material layers 22a and 22b is 3 to 20 mm.
- the thickness X of the fiber material layers 22a and 22b is smaller than 3 mm, the effect on the function due to insufficient heat insulating performance and dimensional variation becomes large. On the other hand, if the thickness X of the fiber material layers 22a and 22b is larger than 20 mm, there is a concern that the cost will increase and the mountability will deteriorate.
- the thickness X of the fiber material layers 22a and 22b is 10 mm.
- the exhaust treatment device 100 includes a bracket 30 for holding the cover 20 in the exhaust treatment unit 10.
- the bracket 30 is a member formed in a substantially L shape.
- one end 30a of the bracket 30 is attached to the outer periphery of the case 11 of the exhaust processing unit 10.
- the other end 30b of the bracket 30 is attached while one end of the first inner plate 21a (flange portion 21c) and one end of the second inner plate 21b (flange portion 21e) are abutted against each other.
- one end 30a of the bracket 30 is attached to the outer periphery of the case 11, and the other end 30b is the other end of the first inner plate 21a (flange portion 21d) and the other end of the second inner plate 21b (flange portion 21f). Attached in between.
- the cover 20 is held by the exhaust processing unit 10 via the bracket 30.
- an inflow port 40 through which air flows and an inflow port 40 are provided between the exhaust treatment unit 10 and the cover 20.
- a flow path 41 through which the air flowing in from the flow path 41 passes and an outlet 42 through which the air passing through the flow path 41 flows out are formed.
- the inflow port 40 opens so as to face the flow of external air.
- the inflow port 40 is located on the front side of the vehicle. Further, the outlet 42 is located on the rear side of the vehicle.
- the flow path 41 is formed from the inlet side opening 11a side to the outlet side opening 11b side of the case 11. That is, the flow path 41 is formed from the end portion of the exhaust gas processing unit 10 on the upstream side in the exhaust gas flow direction to the end portion on the downstream side in the exhaust gas flow direction.
- the flow path 41 is surrounded by an outer peripheral surface 11g of the case 11 and an inner peripheral surface 21g of the inner plate 21 facing the case 11.
- the flow path 41 is covered with the fibrous material layers 22a and 22b. Further, in order to suppress the transfer of radiant heat from the inner plate 21 to the outer plate 23, it is desirable that the entire circumference of the flow path 41 is formed so as to be covered with the fiber material layers 22a and 22b.
- the gap dimension (height of the flow path 41) Y between the exhaust treatment section 10 and the cover 20 is smaller than 3 mm, the exhaust treatment section 10 and the cover 20 may interfere with each other due to dimensional variation or vibration input. There is.
- the gap dimension Y is larger than 20 mm, there is a concern that the mountability is deteriorated and the flow velocity of air in the flow path 41 is lowered.
- the gap dimension Y is 3 to 10 mm, it is possible to improve the mountability and secure the flow velocity of the air required for cooling the catalyst 1.
- the optimum value of the gap dimension Y is 6 mm.
- the condition of the thickness X of the fibrous material layers 22a and 22b and the condition of the flow path width Y are satisfied at the same time. It is desirable to do. This simultaneously cools the catalyst 1 during traveling and suppresses the surface temperature of the cover 20 after the vehicle is stopped, while suppressing cost increase and deterioration of mountability when treating exhaust gas G having a temperature of 950 ° C. or higher. Because it can be achieved.
- the exhaust gas having a high temperature of 1000 ° C. or higher or 1100 ° C. or higher is exhausted by simultaneously satisfying the condition of the thickness X of the fibrous material layers 22a and 22b and the condition of the flow path width Y. It is also fully applicable to an exhaust gas treatment device that treats gas G.
- the mesh member 50 is a member having a mesh structure that does not block the air flow in the flow path 41.
- the mesh member 50 is provided so that the inner peripheral side is in contact with the outer periphery of the exhaust processing unit 10 and the outer peripheral side is in contact with the inner plate 21 (first inner plate 21a or second inner plate 21b).
- the mesh member 50 attenuates the vibration of the entire cover 20 when the exhaust processing unit 10 vibrates and the cover 20 vibrates via the bracket 30.
- the number of mesh members 50 can be appropriately changed according to the size of the exhaust gas treatment device 100, the size of the catalyst 1, the number of brackets 30, and the like.
- the number of brackets 30 is one, a plurality of mesh members 50 are provided on the side of the flow path 41 where the brackets 30 are not provided (the side facing the brackets 30). In this case, the cover 20 is held by the exhaust treatment device 100 via the bracket 30 and the mesh member 50.
- the high-temperature exhaust gas G discharged from the engine flows into the exhaust processing unit 10 (case 11) from the inlet side opening 11a.
- the exhaust gas processing unit 10 (case 11) guides the exhaust gas G so that the exhaust gas G flows through the catalyst 1.
- the catalyst 1 purifies the exhaust gas G by oxidizing hydrocarbons and carbon monoxide contained in the exhaust gas G to carbon dioxide and water, reducing nitrogen oxides and removing fine particulate matter.
- the outlet side opening 11b guides the exhaust gas G purified by the catalyst 1 to the exhaust pipe.
- the exhaust processing unit 10 becomes hot due to the flow of the high-temperature exhaust gas G. Therefore, if the combustion efficiency of the engine is improved and the higher temperature exhaust gas G flows through the exhaust gas processing unit 10, the entire exhaust gas processing device 100 may overheat.
- a flow path 41 through which air flows is formed between the exhaust treatment unit 10 and the cover 20.
- the exhaust processing unit 10 whose temperature has been raised by the exhaust gas G can release heat to the air flowing through the flow path 41 (dotted line arrow A1 in FIG. 1) to suppress an increase in the body temperature.
- the flow path 41 is widely formed from the end portion on the upstream side in the exhaust gas flow direction to the end portion on the downstream side in the exhaust gas flow direction in the exhaust gas processing unit 10. That is, in the exhaust treatment device 100, a large heat exchange area between the exhaust gas G flowing through the exhaust treatment unit 10 and the air flowing through the flow path 41 is provided. Therefore, it becomes easy to release heat from the exhaust processing unit 10, and it is possible to suppress an increase in the temperature of the main body of the exhaust processing unit 10.
- the inflow port 40 is opened so as to face the air flow so that the air can be easily taken in. That is, air easily flows from the inflow port 40 into the flow path 41, and the flow rate of air in the flow path 41 increases. Therefore, the exhaust processing unit 10 can release more heat, and it is possible to suppress an increase in the temperature of the main body of the exhaust processing unit 10.
- the inflow port 40 is located on the front side of the vehicle and the outflow port 42 is located on the rear side of the vehicle, air easily flows into the flow path 41, and the flow rate of air in the flow path 41 increases. Therefore, the exhaust processing unit 10 can release more heat, and it is possible to suppress an increase in the temperature of the main body of the exhaust processing unit 10.
- vibration is transmitted from the engine to the exhaust treatment device 100.
- the exhaust treatment device 100 may generate a radiant sound from the exhaust treatment unit 10 and the outer plate 23. Therefore, the exhaust treatment device 100 is required to suppress the radiated sound generated by the vibration.
- the fibrous material layer 22 (22a, 22b) compressed and filled with the fibrous material is provided between the inner plate 21 (21a, 21b) and the outer plate 23 (23a, 23b).
- the inner plate 21 (21a, 21b) and the outer plate 23 (23a, 23b) are in a state of receiving (pressing) a repulsive force from the fibrous material layer 22, and even if vibration is transmitted, it becomes difficult to vibrate.
- the vibration of the inner plate 21 (21a, 21b) is outside. It becomes difficult to transmit to the plate 23 (23a, 23b). As a result, the vibration of the outer plate 23 is suppressed, so that the generation of radiated sound from the outer plate 23 can be suppressed.
- the other end 30b of the bracket 30 that holds the cover 20 in the exhaust processing unit 10 comes into contact with the first inner plate 21a and the second inner plate 21b. That is, the bracket 30 is not brought into contact with the outer plate 23.
- the vibration transmitted from the engine to the bracket 30 via the exhaust processing unit 10 is transmitted to the inner plate 21
- the transmission of the vibration to the outer plate 23 is suppressed, and the vibration transmitted from the outer plate 23 is suppressed.
- the generation of radiant sound can be suppressed.
- the outer plate 23 may become hot due to the radiant heat of the hot inner plate 21.
- the fiber material layer 22 is provided between the inner plate 21 and the outer plate 23 to suppress the transfer of radiant heat from the inner plate 21 to the outer plate 23. ..
- the outer plate 23 it is possible to prevent the outer plate 23 from becoming hot, improve the heat insulating performance of the exhaust gas treatment device 100, and prevent heat damage to the parts surrounding the main body.
- FIG. 3 is a perspective view of the exhaust gas treatment device 200.
- FIG. 4 is a perspective view of the exhaust gas treatment device 200 in a direction different from that of FIG.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.
- FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 of the exhaust gas treatment device 200 according to the modified example of the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the arrangement of the exhaust gas treatment device 200 and the inflow of air into the exhaust gas treatment device 200.
- the exhaust treatment unit 210 has a catalyst 1 and a case 211.
- the catalyst 1 has an outer peripheral surface fitted to the inner circumference of the case 211 via a cushioning material (not shown).
- Case 211 is a substantially tubular member with one end and the other end bent.
- An inlet side opening 211a opens at one end of the case 211.
- An outlet side opening 211b opens at the other end of the case 211.
- the inlet side opening 211a is connected to the exhaust manifold (not shown) of the engine via the turbocharger 93.
- the exhaust gas G discharged from the engine passes through the exhaust manifold, the turbocharger 93, and the inlet side opening 211a, and flows into the case 211. That is, the end portion of the case 211 on the inlet side opening 211a side is the end portion of the exhaust gas processing unit 10 on the upstream side in the exhaust gas G flow direction.
- the outlet side opening 211b is connected to the exhaust pipe 95.
- the exhaust gas G that has passed through the case 211 flows into the exhaust pipe 95. That is, the end portion of the case 211 on the outlet side opening 211b side is the end portion of the exhaust gas processing unit 210 on the downstream side in the exhaust gas G flow direction.
- boss portions 25 and 26 for communicating the inside and the outside of the case 211 are provided on the upstream side of the exhaust gas processing unit 210 in the exhaust gas G flow direction.
- a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the exhaust gas G is inserted into the boss portion 25.
- An oxygen concentration sensor (not shown) for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas G is inserted into the boss portion 26.
- a boss portion 27 for communicating the inside and the outside of the case 211 is provided on the downstream side of the exhaust gas processing portion 210 in the exhaust gas G flow direction.
- An oxygen concentration sensor (not shown) for detecting the oxygen concentration of the downstream exhaust gas G is inserted into the boss portion 27.
- the cover 220 is a substantially tubular member that covers the outer periphery of the exhaust processing unit 210.
- the cover 220 is provided with a predetermined distance from the outer periphery of the exhaust processing unit 210.
- the cover 220 includes an inner plate 221 provided so as to face the outer periphery of the exhaust processing unit 210, a fiber material layer 222 provided on the outer periphery of the inner plate 221 and an outer plate 223 covering the outside of the fiber material layer 222. Have.
- the inner plate 221 has a first inner plate 221a, a second inner plate 221b, a third inner plate 221g, and a fourth inner plate 221h which are divided in the circumferential direction.
- the outer plate 223 has a first outer plate 223a, a second outer plate 223b, a third outer plate 223g, and a fourth outer plate 223h which are divided in the circumferential direction.
- the first inner plate 221a, the first outer plate 223a, the second inner plate 221b, and the second outer plate 223b are formed in a shape in which the boss portions 25 and 26 are exposed to the outside.
- the cover 220 is formed so that a part of the temperature sensor inserted in the boss portion 25 and a part of the oxygen concentration sensor inserted in the boss portion 26 are exposed to the outside.
- the third inner plate 221 g and the third outer plate 223 g are formed in a shape in which the boss portion 27 is exposed to the outside (see FIGS. 3 and 4).
- the third inner plate 221 g, the third outer plate 223 g, the fourth inner plate 221h, and the fourth outer plate 223h are beaded.
- the bead 224 is provided on the cover 220.
- a plurality of beads 224 are formed in the flow direction of the exhaust gas G (or the flow direction of the flow path 241 described later, the dotted arrow A2 in FIG. 5) (see FIG. 5).
- the shape of the bead 224 can be appropriately changed according to the strength required for the exhaust gas treatment device 200 and the flow path area of the flow path 241 described later.
- the bead 224 is provided so as to project evenly over the entire circumference of the cover 220.
- flange portions 221c and 221d are formed at one end and the other end of the first inner plate 221a.
- Flange portions 221e and 221f are formed at one end and the other end of the second inner plate 221b.
- Flange portions 221i and 221j are formed at one end and the other end of the third inner plate 221g.
- Flange portions 221k and 221l are formed at one end and the other end of the fourth inner plate 221h.
- Flange portions 223c and 223d are formed at one end and the other end of the first outer plate 223a.
- Flange portions 223e and 223f are formed at one end and the other end of the second outer plate 223b.
- Flange portions 223i and 223j are formed at one end and the other end of the third outer plate 223g.
- Flange portions 223k and 223l are formed at one end and the other end of the fourth outer plate 223h.
- the flange portion 223c of the first outer plate 223a is attached to the outer peripheral side of the flange portion 221c of the first inner plate 221a, and the flange portion 223d of the first outer plate 223a is attached to the outer peripheral side of the flange portion 221d of the first inner plate 221a.
- a space is formed between the first inner plate 221a and the first outer plate 223a (see FIG. 5).
- a fibrous substance layer 222a is provided on the outer periphery of the first inner plate 221a.
- the space between them is compressed and filled with a heat-resistant fibrous substance.
- the fibrous material layer 222b is formed on the outer periphery of the second inner plate 221b
- the fibrous material layer 222g is formed on the outer periphery of the third inner plate 221g
- the fibrous material layer 222h is formed on the outer periphery of the fourth inner plate 221h.
- the thickness T1 of the fiber material layers 222a and 222b on the upstream side in the exhaust gas G flow direction is the downstream side in the exhaust gas G flow direction (outlet 242 side described later).
- the fibrous material layer of the above is formed so as to be thicker than the thickness T2 of 222 g and 222 h.
- the repulsive force (pushing pressure) acting on the inner plate 221 (221a, 221b, 221g, and 221h) and the outer plate 223 (223a, 223b, 223g, and 223h) from the fiber material layer 222 is applied.
- the packing density of the fibrous material in 222g and 222h is made the same.
- the term "same" includes not only the case of being completely the same, but also the case of being substantially the same as a whole even if there is a variation depending on the position such as a partially different filling density.
- the exhaust treatment device 200 includes a bracket 30 for holding the cover 220 in the exhaust treatment unit 210 (see FIGS. 3 and 4). Since the structure and holding state of the bracket 30 are the same as those of the exhaust gas treatment device 100, the description thereof will be omitted here.
- an inflow port 240 through which air flows in is provided between the exhaust treatment unit 210 and the cover 220.
- a flow path 241 through which the air flowing in from the inflow port 240 passes and an outflow port 242 through which the air passing through the flow path 241 flows out are formed.
- the inflow port 240 is formed so that the flow path cross-sectional area (opening area) at the position C1 is larger than the flow path cross-section at the position C2 of the flow path 241. This facilitates the flow of external air from the inflow port 240 to the flow path 241.
- the outlet 242 is formed so that the flow path cross-sectional area (opening area) at position C3 is larger than the flow path cross-section at position C2 of the flow path 241. As a result, the ventilation resistance of the flow path 241 is reduced, and air easily flows in the flow path 241.
- the flow path cross-sectional area at at least one position C1 (or C3) of the inflow port 240 and the outflow port 242 is formed larger than the flow path cross-sectional area at the position C2 of the flow path 241, or the inflow port 240 and the flow path are formed. Whether or not the cross-sectional area of the flow path at the positions C1 and C3 of the outlet 242 is formed larger than the cross-sectional area of the flow path at the position C2 of the flow path 241 is appropriately selected depending on the size and shape of the exhaust gas treatment device 200.
- the flow path 241 is formed from the inlet side opening 211a side of the case 211 to the exit side opening 211b side. That is, the flow path 241 is formed from the end portion of the exhaust gas processing unit 210 on the upstream side in the exhaust gas G flow direction to the end portion on the downstream side in the exhaust gas flow direction.
- the flow path 241 has a plurality of enlarged portions 241a whose cross-sectional area of the flow path is expanded toward the cover 220 side.
- the cross-sectional area of the flow path at the position C4 of the enlarged portion 241a is larger than the cross-sectional area of the flow path at the position C2 of the flow path 241.
- the enlarged portion 241a is formed by a bead 224 provided on the cover 220 (third inner plate 221g, third outer plate 223g, fourth inner plate 221h, and fourth outer plate 223h).
- a plurality of mesh members 50 are provided in the flow path 241.
- the mesh member 50 attenuates the vibration of the entire cover 220 when the exhaust processing unit 210 vibrates and the cover 20 vibrates via the bracket 30.
- the flow path 241 is not formed over the entire area from the inlet side opening 211a to the outlet side opening 211b of the case 211, but is formed only in a part of the region. May be good.
- the catalyst 1 is held on the inner circumference of the exhaust treatment unit 210 via the catalyst holding mat 250 as a cushioning material.
- the flow path 241 is formed from the end portion of the exhaust gas processing unit 210 on the upstream side of the exhaust gas G flow direction to the upstream side of the catalyst holding mat 250 in the exhaust gas G flow direction.
- the temperature of the exhaust gas G decreases as it flows from the upstream to the downstream. Further, since the catalyst holding mat 250 is provided around the catalyst 1, heat transfer from the exhaust gas G to the case 211 is suppressed. Therefore, the body temperature of the exhaust gas processing unit 210 around the catalyst 1 is relatively low.
- the structure is such that the flow path 241 is not formed around the catalyst 1. This makes it possible to reduce the cost and weight of the exhaust gas treatment device 200.
- the flow path 241 is formed only on the upstream side in the exhaust gas G flow direction.
- the flow path 241 may be formed only on the downstream side in the exhaust gas G flow direction, and the periphery of the catalyst 1 may be formed.
- the flow path 241 may be formed only on the upstream side and the downstream side of the catalyst 1. That is, a flow path 241 may be formed in a portion of the exhaust gas processing unit 210 where the temperature of the main body is high so that the air flow path 241 can be cooled by the air flowing through the flow path 241.
- the cover 220 has a communication hole 225 for communicating the flow path 241 and the outside. Since the cover 220 has the communication hole 225, the flow path 241 can take in air from the communication hole 225 in addition to the inflow port 240. That is, the flow rate of air in the flow path 241 can be increased.
- the inner plate 221 and the outer plate 223 around the boss portions 25 and 26 are notched or have a gap between the boss portions 25 and 26 and communicate with the flow path 241. Therefore, regardless of whether or not the sensor is inserted, air can be taken in as long as the surrounding wind flow is toward the openings around the boss portions 25 and 26.
- FIG. 7 is a diagram for explaining the arrangement of the exhaust gas treatment device 200 and the inflow of air into the exhaust gas treatment device 200.
- FIG. 7 schematically shows the arrangement of the exhaust gas treatment device 200 and the like in the engine room.
- the left side of the paper is the front side of the vehicle.
- a radiator 91 or a heat exchanger such as a condenser
- an engine 92 or a heat exchanger such as a condenser
- an exhaust treatment device 200 and a vehicle interior panel 94 are provided in this order from the front side.
- a turbocharger 93 is attached to the inlet side opening 211a of the exhaust gas treatment device 200.
- the air flowing into the engine room from the front grill of the vehicle collides with the equipment surrounding the exhaust treatment device 200, such as the radiator 91, the engine 92, or the vehicle interior panel 94, and the flow direction changes (Fig.). See the dotted arrow in 7). That is, depending on the arrangement of the equipment in the engine room, air flows from a plurality of directions toward the exhaust treatment device 200 (cover 220).
- the inflow port 240 is opened so as to face the external air flow according to the air flow (air flow from a plurality of directions) around the exhaust treatment device 200 (cover 220). Further, the position, number, shape, etc. of the communication holes 225 provided in the cover 220 are determined according to the air flow (air flow from a plurality of directions) around the exhaust treatment device 200 (cover 220). In the present embodiment, the communication hole 225 is provided at a position where the air flowing through the dotted arrow A3 shown in FIGS. 5 to 7 flows into the flow path 241. As a result, a large amount of air can be efficiently taken into the flow path 241 as compared with the case where the communication hole 225 is not provided.
- the communication hole 225 may be provided in consideration of the air flow around the exhaust treatment device 200 (cover 220) so that the air flows into the portion of the flow path 241 where the air flow tends to be stagnant. In this case, the flow of air in the flow path 241 can be promoted, and the release of heat from the exhaust processing unit 210 can be further promoted.
- the high-temperature exhaust gas G discharged from the engine flows into the exhaust processing unit 210 (case 211) from the inlet side opening 211a.
- the exhaust gas processing unit 210 (case 211) guides the exhaust gas G so that the exhaust gas G flows through the catalyst 1.
- the catalyst 1 purifies the exhaust gas G as in the case of the exhaust treatment device 100.
- the outlet side opening 211b guides the exhaust gas G purified by the catalyst 1 to the exhaust pipe. At this time, the exhaust gas processing unit 210 becomes hot due to the flow of the high-temperature exhaust gas G.
- the inflow port 240, the flow path 241 and the outflow port 242 are provided between the exhaust treatment unit 210 and the cover 220, similarly to the flow path 41 of the exhaust treatment device 100. It is formed.
- the exhaust processing unit 210 whose temperature has been raised by the exhaust gas G can release heat to the air flowing through the flow path 241 (dotted line arrow A2 in FIG. 5) to suppress an increase in the body temperature.
- the inflow port 240 is formed so that the flow path cross-sectional area (opening area) at the position C1 is larger than the flow path cross-section at the position C2 of the flow path 241. This facilitates the flow of external air from the inflow port 240 to the flow path 241. That is, the flow rate of air in the flow path 241 increases. Therefore, the exhaust processing unit 210 can further dissipate heat and further increase the temperature of the main body as compared with the case where the cross section of the flow path at the position C1 is not formed larger than the cross section of the flow path at the position C2 of the flow path 241. It can be suppressed.
- the outlet 242 is formed so that the flow path cross-sectional area (opening area) at the position C3 is larger than the flow path cross-section at the position C2 of the flow path 241.
- the flow path 241 has a plurality of enlarged portions 241a whose cross-sectional area of the flow path is expanded toward the cover 220 side.
- the volume of the entire flow path 241 becomes large, and the flow rate of air in the flow path 241 can be increased.
- the heat exchange area between the exhaust gas G flowing through the exhaust processing unit 210 and the air flowing through the flow path 241 also increases. Therefore, heat can be further discharged from the exhaust processing unit 210 as compared with the case where the enlarged unit 241a is not provided, and an increase in the temperature of the main body can be further suppressed.
- the cover 220 has a communication hole 225 for communicating the flow path 241 and the outside.
- the communication hole 225 is provided according to the flow of air around the exhaust treatment device 200 (cover 220). As a result, more air can be taken into the flow path 241 than when the communication hole 225 is not provided. Therefore, heat can be further discharged from the exhaust processing unit 210 as compared with the case where the communication hole 225 is not provided, and an increase in the temperature of the main body can be further suppressed.
- the communication hole 225 may be provided at an arbitrary position of the cover 220 according to the air flow in the flow path 241. As a result, it is possible to promote the flow of air in the flow path 241 and promote the release of heat from the exhaust treatment unit 210.
- the exhaust treatment device 200 is required to suppress the radiated sound generated by the vibration as in the exhaust treatment device 100.
- a fiber material layer 222 (222a, 222b, 222g, and 222h) filled with a material by compression is provided.
- the vibration of the outer plate 223 is suppressed, so that the generation of radiated sound from the outer plate 223 can be suppressed.
- the inner plates 221 (221a, 221b, 221g, and 221h) and the outer plates 223 (223a, 223b, 223g, and 223h) receive repulsive forces from the fibrous material layer 222 (222a, 222b, 223g, and 222h). If they are equal everywhere, the difficulty of vibration when the vibration is transmitted is further improved. That is, the generation of radiated sound from the outer plate 223 can be further suppressed as compared with the case where the repulsive forces received from the fibrous material layers 222a, 222b, 222g, and 222h are different from each other.
- the packing density of the fibrous material in the fibrous material layers 222a and 222b on the inlet 240 side and the packing density of the fibrous material in the fibrous material layers 222g and 222h on the outlet 242 side are made the same. ing.
- the inner plates 221 (221a, 221b, 222g, and 222h) and the outer plates 223 (223a, 223b, 223g, and 223h) receive the repulsive force from the fibrous material layer 222 (222a, 222b, 222g, and 222h). (Pushing pressure) becomes equal, and it becomes more difficult to vibrate. Therefore, it is possible to further suppress the generation of radiated sound from the outer plate 223.
- the other end 30b of the bracket 30 that holds the cover 220 to the exhaust treatment unit 210 is brought into contact with the first inner plate 221a and the second inner plate 221b. As a result, it is possible to suppress the generation of radiated sound from the outer plate 223.
- the exhaust treatment device 200 of the present embodiment similarly to the exhaust treatment device 100, by providing the fiber material layer 222 between the inner plate 221 and the outer plate 223, radiant heat from the inner plate 221 to the outer plate 223 is provided. Is suppressed. As a result, it is possible to prevent the outer plate 23 from becoming hot, and it is possible to improve the heat insulating performance of the exhaust gas treatment device 100.
- the exhaust gas G flowing in the exhaust treatment device 200 has the highest temperature on the inflow port 240 (inlet side opening 211a) side, and the temperature decreases toward the outflow port 242 (outlet side opening 211b). That is, the inner plates 221a, 221b and the outer plates 223a, 223b on the inflow port 240 side are more likely to have higher temperatures than the inner plates 221g, 221h and the outer plates 223g, 223h on the outflow port 242 side.
- the thickness T1 of the fibrous material layers 222a and 222b on the inflow port 240 side is made thicker than the thickness T2 of the fibrous material layers 222g and 222h on the outflow port 242 side.
- the inner plates 221g and 221h and the outer plates 223g and 223h on the outlet 242 side are relatively less likely to become hotter than the inlet 240 side. Therefore, the thickness T2 of the fibrous material layers 222g and 222h on the outlet 242 side is larger than the thickness T1 of the fibrous material layers 222a and 222b on the inflow port 240 side within the range where the outer plates 223g and 223h do not become hot due to radiant heat. It's thin. According to this, the production cost of the exhaust gas treatment device 200 (the cost for providing the fiber material layers 222g and 222h) can be reduced.
- FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the exhaust gas treatment device 300.
- the exhaust treatment device 300 has catalysts 2 and 3 as exhaust gas treatment parts for treating the exhaust gas G, and is an exhaust treatment unit that guides the exhaust gas G to flow to the catalysts 2 and 3.
- a 310 and a cover 320 that covers the outer periphery of the exhaust processing unit 310 are provided.
- the exhaust treatment device 300 further includes an oxygen concentration sensor 60 that detects the oxygen concentration of the exhaust gas G flowing through the exhaust treatment unit 310.
- the exhaust treatment unit 310 includes a catalyst 2 as a first exhaust treatment component, a catalyst 3 as a second exhaust treatment component, a case 311 and a catalyst temperature riser 70 as a heating device for heating the catalyst 2. ..
- the catalyst 2 is composed of a columnar honeycomb structure. A part of the outer peripheral surface of the catalyst 2 is fitted to the inner circumference of the case 311 via the cushioning material 312. That is, the case 311 is provided in a shape along a part of the catalyst 2.
- the catalyst 3 is composed of a columnar honeycomb structure like the catalysts 1 and 2.
- the outer peripheral surface of the catalyst 3 is fitted to the inner circumference of the case 311 via the cushioning material 312. That is, the case 311 is provided in a shape along a part of the catalyst 3.
- the catalyst 2 and the catalyst 3 are provided in the case 311 so that the central axis of the catalyst 2 and the central axis of the catalyst 3 are orthogonal to each other.
- the exhaust gas treatment device 300 can be made more compact in the length L direction as compared with the case where the catalysts 2 and 3 are arranged in series.
- the catalyst temperature riser 70 has an electric heater 71 that is adjacent to the catalyst 2 and heats the catalyst 2, and an electrode 72 that is a part of the catalyst temperature riser 70 and supplies electricity to the electric heater 71.
- the electric heater 71 is heated by being supplied with electricity from a power source (not shown) via the electrode 72 to heat the catalyst 2.
- the catalyst heating device 70 may be provided on the catalyst 3.
- the catalysts 2 and 3 and the catalyst temperature raising device 70 may be of a type in which the temperature is raised by energizing a catalyst supported on a conductive carrier.
- Case 311 is a substantially U-shaped tubular member.
- An inlet side opening 311a opens at one end of the case 311.
- An outlet side opening 311b opens at the other end of the case 311.
- the entrance side opening 311a is connected to the exhaust manifold (not shown) of the engine.
- the exhaust gas G discharged from the engine passes through the exhaust manifold and the inlet side opening 311a and flows into the case 311. That is, the end portion of the case 311 on the inlet side opening 311a side is the end portion of the exhaust gas processing unit 310 on the upstream side in the exhaust gas flow direction.
- the outlet side opening 311b is connected to an exhaust pipe (not shown). As a result, the exhaust gas G that has passed through the case 311 flows into the exhaust pipe. That is, the end portion of the case 311 on the outlet side opening 311b side is the end portion of the exhaust gas processing unit 310 on the downstream side in the exhaust gas flow direction.
- a boss unit 325 that communicates the inside and the outside of the case 311 is provided.
- the oxygen concentration sensor 60 is inserted into the boss portion 325.
- the cover 320 is a member that covers the outer periphery of the exhaust processing unit 310.
- the cover 320 is provided with a predetermined distance from the outer periphery of the exhaust processing unit 310.
- the cover 320 has an inner plate 321 provided so as to face the outer periphery of the exhaust treatment unit 310, a fiber material layer 322 provided on the outer periphery of the inner plate 321, and an outer plate 323 covering the outside of the fiber material layer 322.
- the inner plate 321 is provided so as to face the outer periphery of the case 311 (exhaust treatment unit 310) having a shape along a part of the catalyst 2 and a part of the catalyst 3. That is, the inner plate 321 is formed in a shape along a part of the catalyst 2 and a part of the catalyst 3.
- the outer plate 323 is formed in a shape that follows the shape of the inner plate 321. According to this, the exhaust gas treatment device 300 can be made compact in the length L direction. Since the method of attaching the outer plate 323 to the inner plate 321 and the method of providing the fiber material layer 322 are the same as those of the exhaust treatment devices 100 and 200, the description thereof will be omitted.
- the cover 320 is formed in a shape in which the boss portion 325 is exposed to the outside. That is, the cover 320 is formed in a shape in which a part of the oxygen concentration sensor 60 is exposed. By forming the cover 320 in such a shape, the oxygen concentration sensor 60 can be easily attached, and the exhaust gas treatment device 300 can be easily assembled.
- the cover 320 is formed in a shape in which the electrode 72 is exposed. This facilitates the wiring between the electrode 72 and the power source, and facilitates the assembly of the exhaust gas treatment device 300.
- the inflow port 340 By providing the cover 320 at a distance from the outer periphery of the exhaust treatment unit 310, the inflow port 340 through which air flows and the air flowing in from the inflow port 340 pass between the exhaust treatment unit 310 and the cover 320.
- a flow path 341 and an outlet 342 through which the air passing through the flow path 341 flows out are formed.
- the inflow port 340 opens so as to face the flow of external air.
- the flow path 341 is formed from the inlet side opening 311a side to the outlet side opening 311b side of the case 311. That is, the flow path 341 is formed from the end portion of the exhaust gas processing unit 310 on the upstream side in the exhaust gas flow direction to the end portion on the downstream side in the exhaust gas flow direction.
- the exhaust gas processing unit 310 (case 311) guides the exhaust gas G so that the exhaust gas G flows through the catalysts 2 and 3.
- the catalysts 2 and 3 purify the exhaust gas G as in the case of the exhaust treatment devices 100 and 200.
- the outlet side opening 311b guides the exhaust gas G purified by the catalysts 2 and 3 to the exhaust pipe. At this time, the exhaust gas processing unit 310 becomes hot due to the flow of the high-temperature exhaust gas G.
- the inflow port 340, the flow path 341 and the outflow port 342 are formed between the exhaust treatment unit 310 and the cover 320, similarly to the exhaust treatment devices 100 and 200. ..
- the exhaust processing unit 310 whose temperature has been raised by the exhaust gas G can release heat to the air (dotted line arrow A4) flowing through the flow path 341 to suppress an increase in the temperature of the main body.
- the exhaust treatment device 300 is required to suppress the radiated sound generated by the vibration as in the exhaust treatment devices 100 and 200.
- the fiber material layer 322 compressed and filled with the fiber material is provided between the inner plate 321 and the outer plate 323.
- the vibration of the outer plate 323 is suppressed, so that the generation of radiated sound from the outer plate 223 can be suppressed.
- the catalyst 2 and the catalyst 3 are provided in the case 311 so that the central axis of the catalyst 2 and the central axis of the catalyst 3 are orthogonal to each other.
- the inner plate 321 is formed in a shape along a part of the catalyst 2 and a part of the catalyst 3. According to these, the exhaust gas treatment device 300 can be made compact in the length L direction.
- the cover 320 is formed in a shape in which a part of the oxygen concentration sensor 60 is exposed. This facilitates the attachment of the oxygen concentration sensor 60 and facilitates the assembly of the exhaust gas treatment device 300.
- the cover 320 is formed in a shape in which the electrode 72 is exposed. This facilitates wiring to the electrode 72 and facilitates assembly of the exhaust gas treatment device 300.
- FIG. 9 is an enlarged schematic view of the cross section of the cover 420 of the exhaust gas treatment device 400.
- the exhaust gas treatment device 400 differs from the exhaust gas treatment device 100 in that the outer plate 423 of the cover 420 has a two-layer structure.
- the outer plate 423 of the cover 420 has a two-layer structure having a first outer plate 423a provided on the outer periphery of the fiber material layer 22 and a second outer plate 423b provided on the outer periphery of the first outer plate 423a.
- the thickness of the first outer plate 423a and the second outer plate 423b are different.
- the material may be the same or different between the first outer plate 423a and the second outer plate 423b.
- vibration is transmitted from the engine in the same manner as the exhaust treatment device 100.
- the vibration transmitted from the engine is transmitted from the inner plate 21 to the second outer plate 423b via the first outer plate 423a.
- the thickness of the first outer plate 423a and the second outer plate 423b are different. That is, the first outer plate 423a and the second outer plate 423b have different natural frequencies. Therefore, the vibration transmitted from the inner plate 21 to the first outer plate 423a is damped in the process of being transmitted from the first outer plate 423a to the second outer plate 423b. As a result, the vibration of the entire outer plate 423 is suppressed. Therefore, it is possible to further suppress the generation of radiated sound from the outer plate 423 as compared with the case where the outer plate 423 does not have a two-layer structure.
- FIG. 10 is an enlarged schematic view of a cross section of the cover 520 of the exhaust gas treatment device 500.
- the exhaust treatment device 500 differs from the exhaust treatment devices 100 and 400 in that a plurality of protrusions 521a and 523a are formed on at least one of the inner plate 521 or the outer plate 523 of the cover 520.
- the cover 520 includes an inner plate 521 provided so as to face the outer periphery of the exhaust treatment unit 10, a fiber material layer 522 provided on the outer periphery of the inner plate 521, and an outer plate 523 covering the outer periphery of the fiber material layer 522.
- the fibrous material layer 522 has the same structure and function as the fibrous material layer 22, except that the cross-sectional shape is different from that of the fibrous material layer 22.
- a plurality of protrusions 521a are formed on the inner plate 521. Specifically, a plurality of protrusions 521a are formed on the surface of the inner plate 521 on the inner peripheral surface side.
- a plurality of protrusions 523a are formed on the outer plate 523. Specifically, a plurality of protrusions 523a are formed on the outer peripheral surface side surface of the outer plate 523.
- the protrusion 521a is formed on the inner plate 521, so that the surface area on the inner peripheral surface side of the inner plate 521 is increased, and as a result, the surface area of the flow path 41 is increased. This makes it easier to release the heat of the exhaust treatment unit 10 and the inner plate 521 to the air flowing through the flow path 41. Therefore, it is possible to further suppress an increase in the temperature of the main body of the exhaust processing unit 10 as compared with the case where the protrusion 521a is not formed.
- the surface area on the outer peripheral surface side of the outer plate 523 is expanded.
- the contact area between the outer plate 523 and the outside air is expanded, and heat is easily released from the outer plate 523. Therefore, when the temperature of the outer plate 523 rises due to radiant heat or the like, the temperature rise of the outer plate 523 can be further suppressed as compared with the case where the protrusion 523a is not formed.
- a combination of forming protrusions 521a and 523a on the inner plate 521 and the outer plate 23 (that is, forming the protrusions 521a only on the inner plate 521, forming the protrusions 523a only on the outer plate 523, or forming the protrusions 523a only on the inner plate 521, or the inner plate 521 and Whether the protrusions 521a and 523a are formed on the outer plate 523) can be appropriately selected according to the heat release property required by the exhaust treatment device 500. Further, the number, size, shape, etc. of the protrusions 521a and 523b are also appropriately changed according to the heat release property required by the exhaust treatment device 500.
- FIG. 11 is an enlarged schematic view of a cross section of the cover 620 of the exhaust gas treatment device 600.
- the exhaust treatment device 600 differs from the exhaust treatment devices 100, 400, and 500 in that the inner plate 621 of the cover 620 is a punching metal having a plurality of holes 621a.
- the inner plate 621 of the cover 620 is a punching metal having a plurality of holes 623a. Therefore, a part of the surface of the fiber material layer 22 on the inner plate 621 side is exposed to the flow path 41.
- the exhaust treatment device 600 may generate radiant sound from the exhaust treatment unit 10 and the outer plate 23 when vibration is transmitted from the engine.
- the exhaust treatment device 600 guides the radiated sound generated from the exhaust treatment unit 10 to the fiber material layer 22 through the holes 621a by making the inner plate 621 a punching metal.
- the fibrous material layer 22 has a sound absorbing property. Therefore, the radiated sound guided to the fibrous material layer 22 is attenuated by the fibrous material layer 22. As a result, the radiated sound generated from the exhaust processing unit 10 is attenuated. That is, the generation of radiated sound from the entire exhaust treatment device 600 is suppressed. Therefore, it is possible to further suppress the radiated sound generated from the entire exhaust gas treatment device 600 as compared with the case where the hole 621a is not provided.
- the number, size, shape, etc. of the holes 623a are appropriately changed according to the magnitude of the radiated sound generated from the exhaust treatment unit 10, the sound absorption performance of the fiber material layer 22, and the like.
- the exhaust treatment apparatus 100, 200, 300, 400, 500, 600 has a catalyst 1 (or catalysts 2 and 3) for treating the exhaust gas G, and the exhaust gas G flows through the catalyst 1 (or the catalysts 2 and 3). It is provided with an exhaust processing unit 10, 210, 310 for guiding the exhaust gas processing unit 10, 210, 310, and a cover 20, 220, 320, 420, 520, 620 for covering the outer periphery of the exhaust gas processing unit 10, 210, 310.
- the covers 20, 220, 320, 420, 520, 620 have inner plates 21,221, 321 and 521, 621 provided so as to face the outer periphery of the exhaust treatment unit 10, 210, 310, and inner plates 21,221,
- the fibrous material layer 22,222,322,522 provided on the outer periphery of the 3211,521,621 and the outer plate 23,223,323,423,523 covering the outer periphery of the fibrous material layer 22,222,322,522.
- the flow paths 41,241,341 through which the air flowing in from the flow path 41,241,341 and the outlets 42,242,342 through which the air passing through the flow paths 41,241,341 flow out are formed.
- the exhaust treatment device 100, 200, 300, 400, 500, 600 has a catalyst 1 (or catalysts 2 and 3) for treating the exhaust gas G at 950 ° C. or higher, and the exhaust gas in the catalyst 1 (or the catalysts 2 and 3). It is provided with an exhaust processing unit 10, 210, 310 for guiding the G to flow, and a cover 20, 220, 320, 420, 520, 620 for covering the outer periphery of the exhaust processing unit 10, 210, 310.
- the covers 20, 220, 320, 420, 520, 620 have inner plates 21,221, 321 and 521, 621 provided so as to face the outer periphery of the exhaust treatment unit 10, 210, 310, and inner plates 21,221,
- the fibrous material layer 22,222,322,522 provided on the outer periphery of the 3211,521,621 and the outer plate 23,223,323,423,523 covering the outer periphery of the fibrous material layer 22,222,322,522.
- the flow paths 41,241,341 through which the air flowing in from the flow path 41,241,341 and the outlets 42,242,342 through which the air passing through the flow paths 41,241,341 flow out are formed.
- the fiber material layers 22,222,322,522 have a thickness of 3 to 20 mm, and include the exhaust treatment portions 10,210,310 and covers 20,220,320,420,520,620 in the flow paths 41,241,341.
- the gap size of is 3 to 20 mm.
- the exhaust treatment units 10, 210, 310 can release heat to the air flowing through the flow paths 41,241,341 to suppress an increase in the temperature of the main body.
- the inner plates 21,221,321,521,621 and the outer plates 23,223,323,423,523 are less likely to vibrate, and the inner plates are less likely to vibrate. It becomes difficult for the vibrations of 21,221,321,521,621 to be transmitted to the outer plates 23,223,323,423,523. Therefore, the vibration of the outer plates 23,223,323,423,523 can be suppressed, and the generation of radiated sound from the outer plates 23,223,323,423,523 can be suppressed. That is, it is possible to suppress an increase in the temperature of the main body and suppress the generation of radiated sound.
- the transfer of radiant heat from the inner plates 21,221,321,521,621 to the outer plates 23,223,323,423,523 is suppressed. ..
- the exhaust treatment device 300 has been described as an exhaust treatment device including the oxygen concentration sensor 60 and the catalyst temperature riser 70.
- the oxygen concentration sensor 60 and the catalyst heating device 70 can be applied to all the exhaust treatment devices 100, 200, 300, 400, 500, 600.
- the covers 20, 220, 420, 520, and 620 are similar to the cover 320 of the exhaust treatment device 300.
- a part of the oxygen concentration sensor 60 and the electrode 72 are formed in an exposed shape.
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Abstract
排気処理装置(100)は、排気ガス(G)を処理する排気処理部品(1)を有し当該排気処理部品(1)に排気ガス(G)が流通するように案内する排気処理部(10)と、排気処理部(10)の外周を覆うカバー(20)と、を備え、カバー(20)は、排気処理部(10)の外周と対向するように設けられる内板(21)と、内板(21)の外周に設けられるマット(22)と、マット(22)の外周を覆う外板(23)と、を有し、カバー(20)と排気処理部(10)との間には、空気が流入する流入口(40)と、流入口(40)から流入した空気が通過する流路(41)と、流路(41)を通過した空気が流出する流出口(42)と、が形成される。
Description
本発明は、排気処理装置に関する。
JP2003-286838Aには、横断面がU字型でありメタル担体の曲面部及び平面部の一部の外面を覆う遮熱板保持材と、当該遮熱板保持材の外面をさらに覆う遮熱板と、を有する触媒コンバータが開示されている。この触媒コンバータでは、メタル担体の平面部の大部分を遮熱板保持材によって覆わないことで、平面部からの放熱を促進して、メタル担体の温度を低下させている。
ところで、エンジンから排出されて触媒コンバータに流入する排気ガスは、エンジンの燃焼効率が向上すると、さらに高温になる。高温の排気ガスが触媒コンバータに流入すると、触媒コンバータが過熱するおそれがある。
また、触媒コンバータには、エンジンから伝達される振動によって発生する放射音を抑制することが要求されている。
本発明は、本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制できとともに、本体周囲部品への熱害を防止できる排気処理装置を提供することを目的とする。
本発明のある態様によれば、排気処理装置は、排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、前記排気処理部の外周を覆うカバーと、を備え、前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成される。
本発明の他の態様によれば、排気処理装置は、950℃以上の排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、前記排気処理部の外周を覆うカバーと、を備え、前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成され、前記マットの厚さは3~20mmであり、前記流路における前記排気処理部と前記カバーとの隙間寸法は3~20mmである。
上記態様では、カバーと排気処理部との間に空気が流れる流路を形成することで、排気処理部の熱を流路中の空気に放出し、排気処理部の温度上昇を抑制することができる。また、内板と外板との間にマットを設けることで、外板の振動を抑制し、外板からの放射音の発生を抑制することができるとともに、内板から外板へ熱の伝達を抑制する。したがって、本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制することができるとともに、本体周囲部品への熱害を防止できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
(第一の実施形態)
以下、図1から図2Bを参照して、本発明の第一の実施形態に係る排気処理装置100について説明する。図1は、排気処理装置100の断面概要図である。図2Aは、図1のIIA-IIA断面の概要図である。図2Bは、図2AのIIB部の拡大図である。
以下、図1から図2Bを参照して、本発明の第一の実施形態に係る排気処理装置100について説明する。図1は、排気処理装置100の断面概要図である。図2Aは、図1のIIA-IIA断面の概要図である。図2Bは、図2AのIIB部の拡大図である。
まず、排気処理装置100の構成について説明する。
排気処理装置100は、例えば、車両に搭載され、エンジン(図示省略)から排出される排気ガスGに含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化させて、二酸化炭素と水分にするとともに、窒素酸化物の還元、微小粒子状物質の除去を行い、排気ガスGを浄化する。
図1及び図2Aに示すように、排気処理装置100は、950℃以上の排気ガスGを処理する排気処理部品としての触媒1を有し触媒1に排気ガスGが流通するように案内する排気処理部10と、排気処理部10の外周を覆うカバー20と、を備える。
排気処理部10は、触媒1と、ケース11と、を有する。
触媒1は、円柱状のハニカム構造体によって構成される。触媒1は、その外周面が緩衝材12を介してケース11の内周に嵌合される。
図1に示すように、ケース11は、両端がテーパ状の筒部材である。ケース11の一端には、入口側開口部11aが開口する。ケース11の他端には、出口側開口部11bが開口する。
入口側開口部11aは、エンジンのエキゾーストマニホールド(図示省略)と連結される。これにより、エンジンから排出された排気ガスGは、エキゾーストマニホールド及び入口側開口部11aを通過し、ケース11内に流入する。すなわち、ケース11の入口側開口部11a側の端部は、排気処理部10における排気ガス流れ方向上流側の端部である。
出口側開口部11bは、エキゾーストパイプ(図示省略)と連結される。これにより、ケース11内を通過した排気ガスGはエキゾーストパイプへ流入する。すなわち、ケース11の出口側開口部11b側の端部は、排気処理部10における排気ガス流れ方向下流側の端部である。
カバー20は、排気処理部10の外周を覆う筒部材である。カバー20は、排気処理部10の外周との間に所定の距離をあけて設けられる。カバー20は、排気処理部10の外周と対向するように設けられる内板21と、内板21の外周に設けられるマットとしての繊維物質層22と、繊維物質層22の外側を覆う外板23と、を有する。
図2A及び図2Bに示すように、内板21は、周方向に分割される第一内板21aと第二内板21bとを有する。同様に、外板23は、周方向に分割される第一外板23aと第二外板23bとを有する。
第一内板21aの一端と他端とには、フランジ部21c,21dが形成される。第二内板21bの一端と他端とには、フランジ部21e,21fが形成される。第一外板23aの一端と他端とには、フランジ部23c,23dが形成される。第二外板23bの一端と他端とには、フランジ部23e,23fが形成される。
第一内板21aのフランジ部21cの外周側に第一外板23aのフランジ部23cを取り付けるとともに、第一内板21aのフランジ部21dの外周側に第一外板23aのフランジ部23dを取り付けることで、第一内板21aと第一外板23aとの間に空間が形成される。この空間に、耐熱性を有する繊維物質(本実施形態ではシリカ繊維)を圧縮充填することで、第一内板21aの外周に繊維物質層22aが設けられる。
同様に、第二内板21bと第二外板23bとの間の空間に、耐熱性を有する繊維物質を圧縮充填することで、第二内板21bの外周に繊維物質層22bが設けられる。繊維物質層22a,22bの厚さX(図1参照)は、3~20mmである。
繊維物質層22a,22bは、厚さXが3mmよりも小さくなると、断熱性能の不足や、寸法のばらつきによる機能への影響が大きくなる。一方、繊維物質層22a,22bは、厚さXが20mmよりも大きくなると、コストアップや搭載性の悪化が懸念される。
特に、厚さXの下限を5mmとして上限を15mmとし、繊維物質層22a,22bの厚さXを5~15mmとすることにより、寸法のばらつきによる機能への影響や搭載性の悪化を抑制しながら、カバー20の表面温度を低減させることと低コスト化との両立が可能である。なお、繊維物質層22a,22bの厚さXの最適値は、10mmである。
図2A及び図2Bに示すように、排気処理装置100は、排気処理部10にカバー20を保持するブラケット30を備える。ブラケット30は略L字形状に形成される部材である。
図2Bに示すように、ブラケット30の一端30aは、排気処理部10のケース11の外周に取り付けられる。ブラケット30の他端30bは、第一内板21aの一端(フランジ部21c)と第二内板21bの一端(フランジ部21e)とが突き合わされた間に取り付けられる。
同様に、ブラケット30の一端30aがケース11の外周に取り付けられ、他端30bが第一内板21aの他端(フランジ部21d)と第二内板21bの他端(フランジ部21f)との間に取り付けられる。これにより、排気処理部10にカバー20がブラケット30を介して保持される。
図1に示すように、排気処理部10の外周から距離をあけてカバー20を設けることで、排気処理部10とカバー20との間には、空気が流入する流入口40と、流入口40から流入した空気が通過する流路41と、流路41を通過した空気が流出する流出口42と、が形成される。
流入口40は、外部の空気の流れに対向するように開口する。本実施形態では、流入口40は、車両の前方側に位置する。また、流出口42は、車両の後方側に位置する。
流路41は、ケース11の入口側開口部11a側から出口側開口部11b側に亘って形成される。すなわち、流路41は、排気処理部10における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される。
流路41は、ケース11の外周面11gと内板21のケース11に対向する内周面21gとによって囲まれて構成される。流路41は、繊維物質層22a,22bによって覆われている。また、内板21から外板23への輻射熱の伝達を抑制するために、流路41の全周が繊維物質層22a,22bによって覆われるように形成されることが望ましい。
ここで、排気処理部10とカバー20との隙間寸法(流路41の高さ)Yが3mmよりも小さくなると、寸法のばらつきや振動の入力によって排気処理部10とカバー20とが干渉するおそれがある。一方、隙間寸法Yが20mmよりも大きくなると、搭載性の悪化や流路41内における空気の流速の低下が懸念される。
特に、隙間寸法Yを3~10mmとすることにより、搭載性の向上と触媒1の冷却に必要な空気の流速の確保との両立が可能である。なお、隙間寸法Yの最適値は、6mmである。
さらに、排気処理装置100では、950℃以上の排気ガスGを処理する場合において、上記の繊維物質層22a,22bの厚さXの条件と上記の流路幅Yの条件とを同時に満たすようにすることが望ましい。これは、950℃以上の排気ガスGを処理する場合に、コストアップと搭載性の悪化とを抑制しながら、走行中の触媒1の冷却と停車後のカバー20の表面温度の抑制とを同時に達成することができるためである。
なお、排気処理装置100では、上記の繊維物質層22a,22bの厚さXの条件と上記の流路幅Yの条件とを同時に満たすことにより、1000℃以上、あるいは1100℃を超える高温の排気ガスGを処理する排気処理装置にも充分に適用可能である。
図1及び図2Aに示すように、流路41には、複数のメッシュ部材50が設けられる。メッシュ部材50は、流路41内の空気の流れを遮らない網目構造の部材である。メッシュ部材50は、内周側が排気処理部10の外周と接触し、外周側が内板21(第一内板21aまたは第二内板21b)と接触するように設けられる。メッシュ部材50は、排気処理部10が振動し、さらにブラケット30を介してカバー20が振動した場合に、カバー20全体の振動を減衰させる。
なお、メッシュ部材50の数は、排気処理装置100の大きさや触媒1の大きさ、ブラケット30の数などに応じて適宜変更可能である。例えば、ブラケット30の数を1個にした場合には、流路41においてブラケット30が設けられない側(ブラケット30と対向する側)に複数個のメッシュ部材50を設ける。この場合には、排気処理装置100には、カバー20がブラケット30及びメッシュ部材50を介して保持される。
次に、排気処理装置100の作用について説明する。
エンジンから排出された高温の排気ガスGは、入口側開口部11aから排気処理部10(ケース11)内へ流入する。排気処理部10(ケース11)は、触媒1に排気ガスGが流通するように、排気ガスGを案内する。触媒1は、排気ガスGに含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素と水分にするとともに、窒素酸化物の還元や微小粒子状物質の除去を行い、排気ガスGを浄化する。出口側開口部11bは、触媒1によって浄化された排気ガスGをエキゾーストパイプへ案内する。
このとき、排気処理部10は、高温の排気ガスGが流れることで高温になる。そのため、エンジンの燃焼効率が向上してさらに高温の排気ガスGが排気処理部10を流れると、排気処理装置100全体が過熱するおそれがある。
これに対し、本実施形態の排気処理装置100では、排気処理部10とカバー20との間に空気が流れる流路41が形成される。これにより、排気ガスGによって高温化した排気処理部10は、流路41を流れる空気(図1の点線矢印A1)に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
また、流路41は、排気処理部10における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って広範に形成される。すなわち、排気処理装置100では、排気処理部10を流れる排気ガスGと流路41を流れる空気との熱交換面積が大きく設けられる。したがって、排気処理部10から熱を放出しやすくなり、排気処理部10の本体温度の上昇を抑制することができる。
また、流入口40は、空気を取り込みやすいように、空気の流れに対向するように開口する。すなわち、流入口40から流路41へ空気が流入しやすくなり、流路41の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部10がより熱を放出できるようになり、排気処理部10の本体温度の上昇を抑制することができる。
流入口40が車両の前方側に位置し、流出口42が車両の後方側に位置することで、流路41に空気が流入しやすくなり、流路41の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部10がより熱を放出できるようになり、排気処理部10の本体温度の上昇を抑制することができる。
また、排気処理装置100には、エンジンから振動が伝達される。排気処理装置100は、振動が伝達されると、排気処理部10及び外板23から放射音を発生することがある。そのため、排気処理装置100には、振動によって発生する放射音を抑制することが要求される。
これに対し、本実施形態では、内板21(21a,21b)と外板23(23a,23b)との間に、繊維物質を圧縮充填した繊維物質層22(22a,22b)が設けられる。これにより、内板21(21a,21b)及び外板23(23a,23b)は、繊維物質層22から反発力を受ける(押圧される)状態となり、振動が伝達されても振動しづらくなる。
また、内板21(21a,21b)と外板23(23a,23b)との間に繊維物質層22(22a,22b)が設けられることで、内板21(21a,21b)の振動が外板23(23a,23b)に伝達されづらくなる。これにより、外板23の振動が抑制されるため、外板23からの放射音の発生を抑制することができる。
また、本実施形態では、排気処理部10にカバー20を保持するブラケット30の他端30bは、第一内板21a及び第二内板21bに接触する。すなわち、ブラケット30を外板23に接触させない。このように、エンジンから排気処理部10を経てブラケット30に伝達された振動が内板21へ伝達される構造とすることで、外板23への振動の伝達が抑制され、外板23からの放射音の発生を抑制することができる。
ところで、高温の排気ガスGが流れることで排気処理部10が高温になると、排気処理部10(ケース11)からの輻射熱によって内板21が高温化する。
ここで仮に、内板21と外板23との間に繊維物質層22が設けられない場合には、高温化した内板21の輻射熱によって外板23が高温化するおそれがある。
これに対して、本実施形態の排気処理装置100では、内板21と外板23との間に繊維物質層22を設けることで、内板21から外板23への輻射熱の伝達を抑制する。これにより、外板23が高温化することを防ぐことができ、排気処理装置100の断熱性能を向上させることができ、本体周囲部品への熱害を防止することができる。
(第二の実施形態)
以下、図3から図7を参照して、本発明の第二の実施形態に係る排気処理装置200について説明する。図3は、排気処理装置200の斜視図である。図4は、排気処理装置200の図3と別方向の斜視図である。図5は、図3のV-V断面図である。図6は、本発明の第二の実施形態の変形例に係る排気処理装置200の図5に対応する断面図である。図7は、排気処理装置200の配置と排気処理装置200への空気の流入について説明するための図である。
以下、図3から図7を参照して、本発明の第二の実施形態に係る排気処理装置200について説明する。図3は、排気処理装置200の斜視図である。図4は、排気処理装置200の図3と別方向の斜視図である。図5は、図3のV-V断面図である。図6は、本発明の第二の実施形態の変形例に係る排気処理装置200の図5に対応する断面図である。図7は、排気処理装置200の配置と排気処理装置200への空気の流入について説明するための図である。
まず、排気処理装置200の構成について説明する。
図3から図5に示すように、排気処理装置200は、排気ガスGを処理する排気処理部品としての触媒1を有し触媒1に排気ガスGが流通するように案内する排気処理部210と、排気処理部210の外周を覆うカバー220と、を備える。
図5に示すように、排気処理部210は、触媒1と、ケース211と、を有する。
触媒1は、排気処理装置100と同様に、その外周面が緩衝材(図示省略)を介してケース211の内周に嵌合される。
ケース211は、一端と他端とが屈曲した略筒部材である。ケース211の一端には、入口側開口部211aが開口する。ケース211の他端には、出口側開口部211bが開口する。
図7に示すように、入口側開口部211aは、ターボチャージャ93を介してエンジンのエキゾーストマニホールド(図示省略)と連結される。これにより、エンジンから排出された排気ガスGは、エキゾーストマニホールド、ターボチャージャ93、及び入口側開口部211aを通過して、ケース211内に流入する。すなわち、ケース211の入口側開口部211a側の端部は、排気処理部10における排気ガスG流れ方向上流側の端部である。
出口側開口部211bは、エキゾーストパイプ95と連結される。これにより、ケース211内を通過した排気ガスGは、エキゾーストパイプ95へ流入する。すなわち、ケース211の出口側開口部211b側の端部は、排気処理部210における排気ガスG流れ方向下流側の端部である。
図3から図5に示すように、排気処理部210における排気ガスG流れ方向上流側には、ケース211内と外部とを連通させるボス部25,26が設けられる。ボス部25には、排気ガスGの温度を検出する温度センサ(図示省略)が挿入される。ボス部26には、排気ガスGの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(図示省略)が挿入される。
図3及び図4に示すように、排気処理部210における排気ガスG流れ方向下流側には、ケース211内と外部とを連通させるボス部27が設けられる。ボス部27には、下流側排気ガスGの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(図示省略)が挿入される。
図5に示すように、カバー220は、排気処理部210の外周を覆う略筒部材である。カバー220は、排気処理部210の外周との間に所定の距離をあけて設けられる。カバー220は、排気処理部210の外周と対向するように設けられる内板221と、内板221の外周に設けられる繊維物質層222と、繊維物質層222の外側を覆う外板223と、を有する。
内板221は、周方向に分割される第一内板221a,第二内板221b,第三内板221g,及び第四内板221hを有する。同様に、外板223は、周方向に分割される第一外板223a,第二外板223b,第三外板223g,及び第四外板223hを有する。
図4及び図5に示すように、第一内板221a,第一外板223a,第二内板221b,及び第二外板223bは、ボス部25,26が外部に露出する形状に形成される。すなわち、カバー220は、ボス部25に挿入される温度センサの一部と、ボス部26に挿入される酸素濃度センサの一部とが外部に露出する形状に形成される。
第三内板221g及び第三外板223gは、ボス部27が外部に露出する形状に形成される(図3及び図4参照)。
図3から図5に示すように、第三内板221g,第三外板223g,第四内板221h,及び第四外板223hは、ビード加工が施されている。これにより、カバー220に、ビード224が設けられる。ビード224は、排気ガスGの流れ方向(または後述する流路241の流れ方向、図5の点線矢印A2)に複数個形成される(図5参照)。なお、ビード224の形状は、排気処理装置200に要求される強度や、後述する流路241の流路面積に応じて適宜変更可能である。本実施形態では、ビード224は、カバー220の全周にわたって均等に突出するように設けられる。
図3及び図4に示すように、第一内板221aの一端と他端とには、フランジ部221c,221dが形成される。第二内板221bの一端と他端とには、フランジ部221e,221fが形成される。第三内板221gの一端と他端とには、フランジ部221i,221jが形成される。第四内板221hの一端と他端とには、フランジ部221k,221lが形成される。
第一外板223aの一端と他端とには、フランジ部223c,223dが形成される。第二外板223bの一端と他端とには、フランジ部223e,223fが形成される。第三外板223gの一端と他端とには、フランジ部223i,223jが形成される。第四外板223hの一端と他端とには、フランジ部223k,223lが形成される。
第一内板221aのフランジ部221cの外周側に第一外板223aのフランジ部223cを取り付けるとともに、第一内板221aのフランジ部221dの外周側に第一外板223aのフランジ部223dを取り付けることで、第一内板221aと第一外板223aとの間に空間が形成される(図5参照)。この空間に、耐熱性を有する繊維物質を圧縮充填することで、第一内板221aの外周に繊維物質層222aが設けられる。
同様に、第二内板221bと第二外板223bとの間の空間,第三内板221gと第三外板223gとの間の空間,及び第四内板221hと第四外板223hとの間の空間に、耐熱性を有する繊維物質を圧縮充填する。これにより、第二内板221bの外周に繊維物質層222bが形成され、第三内板221gの外周に繊維物質層222gが形成され、第四内板221hの外周に繊維物質層222hが形成される(図5参照)。
図5に示すように、排気ガスG流れ方向上流側(後述する流入口240側)の繊維物質層222a,222bの厚さT1は、排気ガスG流れ方向下流側(後述する流出口242側)の繊維物質層222g,222hの厚さT2よりも厚くなるように形成される。
また、排気処理装置200では、繊維物質層222から内板221(221a,221b,221g,及び221h)及び外板223(223a,223b,223g,及び223h)に作用する反発力(押圧力)が同じになるように、排気ガスG流れ方向上流側(後述する流入口240側)の繊維物質層222a,222bにおける繊維物質の充填密度と、排気ガスG流れ方向下流側(後述する流出口242側)の繊維物質層222g,222hにおける繊維物質の充填密度と、を同一にする。なお、「同一」とは、完全に同一な場合だけでなく、例えば、部分的に充填密度が異なっているなど位置によってばらつきがあっても全体として略同一な場合を含むものである。
排気処理装置200は、排気処理装置100と同様に、排気処理部210にカバー220を保持するブラケット30を備える(図3及び図4参照)。ブラケット30の構造、保持状態は排気処理装置100の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図3及び図5に示すように、排気処理部210の外周から距離をあけてカバー220を設けることで、排気処理部210とカバー220との間には、空気が流入する流入口240と、流入口240から流入した空気が通過する流路241と、流路241を通過した空気が流出する流出口242と、が形成される。
図5に示すように、流入口240は、位置C1における流路断面積(開口面積)が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、外部の空気が流入口240から流路241へ流れやすくなる。
流出口242は、位置C3における流路断面積(開口面積)が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、流路241の通気抵抗が減少し、空気が流路241内を流れやすくなる。
流入口240と前記流出口242との少なくとも一方の位置C1(またはC3)における流路断面積が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きく形成されるか、流入口240及び前記流出口242の位置C1,C3における流路断面積が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きく形成されるか、は、排気処理装置200の大きさ、形状などによって適宜選択される。
流路241は、ケース211の入口側開口部211a側から出口側開口部211b側に亘って形成される。すなわち、流路241は、排気処理部210における排気ガスG流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される。
流路241は、カバー220側に向かって流路断面積が拡大される複数の拡大部241aを有する。拡大部241aの位置C4における流路断面積は、流路241の位置C2における流路断面積よりも大きい。拡大部241aは、カバー220(第三内板221g,第三外板223g,第四内板221h,及び第四外板223h)に設けられるビード224によって形成される。拡大部241aを有することにより、流路241全体の容積が大きくなり、流路241を流通可能な空気の流量を増やすことができる。また、流路241の容積が大きくなることで、排気処理部210を流れる排気ガスGと流路241を流れる空気との熱交換面積も大きくなる。
流路241には、排気処理装置100と同様に、複数のメッシュ部材50が設けられる。メッシュ部材50は、排気処理部210が振動し、さらにブラケット30を介してカバー20が振動した場合に、カバー220全体の振動を減衰させる。
ここで、図6に示す変形例のように、流路241をケース211の入口側開口部211aから出口側開口部211bまでの全域に亘って形成せず、一部の領域のみに形成してもよい。
この変形例では、排気処理部210の内周に触媒1が緩衝材としての触媒保持マット250を介して保持される。流路241は、排気処理部210における排気ガスG流れ方向上流側の端部から触媒保持マット250の排気ガスG流れ方向上流側までに亘って形成される。
排気ガスGは、上流から下流に流れるにしたがって、温度が低下してゆく。また、触媒1の周りでは、触媒保持マット250があるため、排気ガスGからケース211への熱の伝達が抑制される。そのため、触媒1の周りにおける排気処理部210の本体温度は、比較的低い。
そこで、この変形例では、触媒1の周囲に流路241が形成されない構造としている。これにより、排気処理装置200の低コスト化及び軽量化が可能である。
なお、この変形例では、排気ガスG流れ方向上流側だけに流路241を形成している。しかしながら、例えば、触媒1の触媒反応によって上流側よりも下流側の方が高温になる場合には、排気ガスG流れ方向下流側だけに流路241を形成してもよく、触媒1の周囲を除き、触媒1の上流側及び下流側だけに流路241を形成してもよい。即ち、排気処理部210の本体温度が高い部分に流路241を形成して、流路241内を流れる空気によって冷却できるようにすればよい。
図3から図7に示すように、カバー220は、流路241と外部とを連通させる連通孔225を有する。カバー220が連通孔225を有することで、流路241は、流入口240に加えて、連通孔225からも空気を取り込むことができる。すなわち、流路241の空気の流量を増やすことができる。なお、ボス部25,26周りの内板221及び外板223は切り欠かれているか、若しくはボス部25,26との間に隙間があって流路241と連通している。そのため、センサが挿入されているか否かにかかわらず、周辺の風流れがボス部25,26周りの開口部に向かう流れであれば、空気の取り入れが可能である。
次に、図7を参照して、流入口240が開口する向きと連通孔225の配置等について説明する。図7は、排気処理装置200の配置と排気処理装置200への空気の流入について説明するための図である。図7には、エンジンルーム内における排気処理装置200等の配置を模式的に示している。
図7では、紙面左側が車両のフロント側である。エンジンルーム内には、フロント側から順に、ラジエータ91(またはコンデンサなど熱交換器)、エンジン92、排気処理装置200、及び車室パネル94が設けられる。排気処理装置200の入口側開口部211aには、ターボチャージャ93が取り付けられている。
車両のフロントグリルからエンジンルーム内に流入した空気(矢印A0)は、ラジエータ91、エンジン92、若しくは車室パネル94など、排気処理装置200の周囲を取り囲む機器に衝突して流れ方向が変わる(図7の点線矢印参照)。すなわち、エンジンルーム内の機器の配置によって、複数の方向から排気処理装置200(カバー220)に向かって空気が流れる。
排気処理装置200では、排気処理装置200(カバー220)周辺の空気の流れ(複数の方向からの空気の流れ)に応じて、流入口240を外部の空気の流れに対向するように開口させる。また、排気処理装置200(カバー220)周辺の空気の流れ(複数の方向からの空気の流れ)に応じて、カバー220に設けられる連通孔225の位置、数、形状等を決定する。本実施形態では、連通孔225は、図5から図7に示される点線矢印A3の流れの空気が流路241内に流入する位置に設けられる。これにより、連通孔225を設けない場合と比べて、流路241内に空気を効率よく多く取り込むことができる。
また、流路241内の空気の流れが滞りやすい部分に空気が流入するように、排気処理装置200(カバー220)周辺の空気の流れを踏まえて連通孔225を設けてもよい。この場合には、流路241内の空気の流通を促進することができ、排気処理部210からの熱の放出をさらに促進することができる。
次に、排気処理装置200の作用について説明する。
図5に示すように、エンジンから排出された高温の排気ガスGは、入口側開口部211aから排気処理部210(ケース211)内へ流入する。排気処理部210(ケース211)は、触媒1に排気ガスGが流通するように、排気ガスGを案内する。触媒1は、排気処理装置100の場合と同様に排気ガスGを浄化する。出口側開口部211bは、触媒1によって浄化された排気ガスGをエキゾーストパイプへ案内する。このとき、排気処理部210は、高温の排気ガスGが流れることで高温になる。
これに対し、本実施形態の排気処理装置200では、排気処理装置100の流路41と同様に、排気処理部210とカバー220との間に流入口240,流路241、及び流出口242が形成される。これにより、排気ガスGによって高温化した排気処理部210は、流路241を流れる空気(図5の点線矢印A2)に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
また、流入口240は、位置C1における流路断面積(開口面積)が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、外部の空気が流入口240から流路241へ流れやすくなる。すなわち、流路241の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部210は、位置C1における流路断面積が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きく形成されない場合よりも、さらに熱を放出できるようになり本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
また、流出口242は、位置C3における流路断面積(開口面積)が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きくなるように形成される。これにより、流路241の通気抵抗が減少し、空気が流路241内をより流れやすくなる。すなわち、流路241の空気の流量が増大する。したがって、排気処理部210は、位置C3における流路断面積が流路241の位置C2における流路断面積よりも大きく形成されない場合よりも、さらに熱を放出できるようになり、本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
また、流路241は、カバー220側に向かって流路断面積が拡大される複数の拡大部241aを有する。これにより、流路241全体の容積が大きくなり、流路241の空気の流量を増大することができる。また、流路241の容積が大きくなることで、排気処理部210を流れる排気ガスGと流路241を流れる空気との熱交換面積も大きくなる。したがって、拡大部241aを有しない場合よりもさらに排気処理部210から熱を放出することができ、本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
また、カバー220は、流路241と外部とを連通させる連通孔225を有する。連通孔225は、排気処理装置200(カバー220)周辺の空気の流れに応じて設けられる。これにより、連通孔225を有しない場合よりも、多くの空気を流路241内に取り込むことができる。したがって、連通孔225を有しない場合よりもさらに排気処理部210から熱を放出することができ、本体温度の上昇をさらに抑制することができる。
また、連通孔225は、流路241内の空気の流れに応じてカバー220の任意の位置に設けてもよい。これにより、流路241内の空気の流通を促進し、排気処理部210の熱の放出を促進することができる。
また、排気処理装置200には、排気処理装置100と同様に、振動によって発生する放射音を抑制することが要求される。
これに対し、本実施形態では、排気処理装置100と同様に、内板221(221a,221b,221g,及び221h)と外板223(223a,223b,223g,及び223h)との間に、繊維物質を圧縮充填した繊維物質層222(222a,222b,222g,及び222h)を設ける。これにより、外板223の振動が抑制されるため、外板223からの放射音の発生を抑制することができる。
ここで、内板221(221a,221b,221g,及び221h)及び外板223(223a,223b,223g,及び223h)は、繊維物質層222(222a,222b,223g,及び222h)から受ける反発力がどこでも等しければ、振動が伝達されたときの振動しづらさが、さらに向上する。すなわち、繊維物質層222a,222b,222g,222hから受ける反発力が其々異なる場合よりも、さらに外板223からの放射音の発生を抑制することができる。
これに対し、本実施形態では、流入口240側の繊維物質層222a,222bにおける繊維物質の充填密度と、流出口242側の繊維物質層222g,222hにおける繊維物質の充填密度と、を同一にしている。これにより、内板221(221a,221b,222g,及び222h)及び外板223(223a,223b,223g,及び223h)は、繊維物質層222(222a,222b,222g,及び222h)から受ける反発力(押圧力)が等しくなり、さらに振動しづらくなる。したがって、さらに外板223からの放射音の発生を抑制することができる。
また、本実施形態では、排気処理装置100と同様に、排気処理部210にカバー220を保持するブラケット30の他端30bを、第一内板221a及び第二内板221bに接触させている。これにより、外板223からの放射音の発生を抑制することができる。
また、本実施形態の排気処理装置200では、排気処理装置100と同様に、内板221と外板223との間に繊維物質層222を設けることで、内板221から外板223への輻射熱の伝達を抑制している。これにより、外板23が高温化することを防ぐことができ、排気処理装置100の断熱性能を向上させることができる。
ここで、排気処理装置200内を流れる排気ガスGは、流入口240(入口側開口部211a)側が最も高温であり、流出口242(出口側開口部211b)に向かうにつれて温度が下がる。すなわち、流入口240側の内板221a,221b及び外板223a,223bの方が、流出口242側の内板221g,221h及び外板223g,223hよりも高温化するおそれが高い。
これに対し、本実施形態では、流入口240側の繊維物質層222a,222bの厚さT1を、流出口242側の繊維物質層222g,222hの厚さT2よりも厚くしている。これにより、内板221a,221bから外板223a,223bへの輻射熱の伝達を抑制し、外板223a,223bが高温化することを防ぐことができる。したがって、排気処理装置200の断熱性能を向上させることができる。
また、流出口242側の内板221g,221h及び外板223g,223hは、流入口240側と比べて、高温化するおそれが比較的小さい。そこで、流出口242側の繊維物質層222g,222hの厚さT2を、輻射熱で外板223g,223hが高温化しない範囲で、流入口240側の繊維物質層222a,222bの厚さT1よりも薄くしている。これによれば、排気処理装置200の生産コスト(繊維物質層222g,222hを設けるためのコスト)を下げることができる。
(第三の実施形態)
以下、図8を参照して、本発明の第三の実施形態に係る排気処理装置300について説明する。図8は、排気処理装置300の断面概要図である。
以下、図8を参照して、本発明の第三の実施形態に係る排気処理装置300について説明する。図8は、排気処理装置300の断面概要図である。
まず、排気処理装置300の構成について説明する。
図8に示すように、排気処理装置300は、排気ガスGを処理する排気処理部品としての触媒2,3を有し、触媒2,3に排気ガスGが流通するように案内する排気処理部310と、排気処理部310の外周を覆うカバー320と、を備える。また、排気処理装置300は、排気処理部310を流れる排気ガスGの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ60をさらに備える。
排気処理部310は、第一排気処理部品としての触媒2と、第二排気処理部品としての触媒3と、ケース311と、触媒2を加熱する加熱装置としての触媒昇温装置70と、を有する。
触媒2は、触媒1と同様に、円柱状のハニカム構造体によって構成される。触媒2は、その外周面の一部が緩衝材312を介してケース311の内周に嵌合される。すなわち、ケース311は、触媒2の一部に沿った形状に設けられる。
触媒3は、触媒1,2と同様に、円柱状のハニカム構造体によって構成される。触媒3は、その外周面が緩衝材312を介してケース311の内周に嵌合される。すなわち、ケース311は、触媒3の一部に沿った形状に設けられる。
触媒2と触媒3とは、触媒2の中心軸と触媒3の中心軸とが直交するように、ケース311内に設けられる。これにより、触媒2,3が直列に並ぶ場合と比べて、排気処理装置300を長さL方向にコンパクトにすることができる。
触媒昇温装置70は、触媒2と隣接し触媒2を加熱する電気ヒータ71と、触媒昇温装置70の一部であり電気ヒータ71に電気を供給する電極72と、を有する。電気ヒータ71は、電極72を介して電力源(図示省略)から電気を供給されることで昇温し、触媒2を加熱する。これにより、触媒2の暖機時間を短縮して触媒2を早期に活性化させることができる。触媒昇温装置70は、触媒3に設けても良い。また、触媒2,3及び触媒昇温装置70は、導電性の担体に触媒を担持させたものに通電して温度を上昇させる形式であってもよい。
ケース311は、略U字型の筒部材である。ケース311の一端には入口側開口部311aが開口する。ケース311の他端には出口側開口部311bが開口する。
入口側開口部311aは、エンジンのエキゾーストマニホールド(図示省略)と連結される。これにより、エンジンから排出された排気ガスGは、エキゾーストマニホールド及び入口側開口部311aを通過し、ケース311内に流入する。すなわち、ケース311の入口側開口部311a側の端部は、排気処理部310における排気ガス流れ方向上流側の端部である。
出口側開口部311bは、エキゾーストパイプ(図示省略)と連結される。これにより、ケース311内を通過した排気ガスGはエキゾーストパイプへ流入する。すなわち、ケース311の出口側開口部311b側の端部は、排気処理部310における排気ガス流れ方向下流側の端部である。
排気処理部310における排気ガス流れ方向上流側には、ケース311内と外部とを連通させるボス部325が設けられる。ボス部325には酸素濃度センサ60が挿入される。
カバー320は、排気処理部310の外周を覆う部材である。カバー320は、排気処理部310の外周との間に所定の距離をあけて設けられる。カバー320は、排気処理部310の外周と対向するように設けられる内板321と、内板321の外周に設けられる繊維物質層322と、繊維物質層322の外側を覆う外板323と、を有する。
内板321は、触媒2の一部と触媒3の一部とに沿った形状のケース311(排気処理部310)の外周と対向するように設けられる。すなわち、内板321は、触媒2の一部と触媒3の一部とに沿った形状に形成される。外板323は、内板321の形状に沿う形状に形成される。これによれば、排気処理装置300を長さL方向にコンパクトにすることができる。なお、外板323を内板321へ取り付ける方法及び繊維物質層322の設け方は、排気処理装置100,200と同様であるため、説明を省略する。
カバー320は、ボス部325が外部に露出する形状に形成される。すなわち、カバー320は、酸素濃度センサ60の一部が露出する形状に形成される。このような形状にカバー320を形成することで、酸素濃度センサ60の取り付けが容易となり、排気処理装置300の組み立てが容易になる。
また、カバー320は、電極72が露出する形状に形成される。これにより、電極72と電力源との配線が容易になり、排気処理装置300の組み立てが容易になる。
排気処理部310の外周から距離をあけてカバー320を設けることで、排気処理部310とカバー320との間には、空気が流入する流入口340と、流入口340から流入した空気が通過する流路341と、流路341を通過した空気が流出する流出口342と、が形成される。
流入口340は、外部の空気の流れに対向するように開口する。
流路341は、ケース311の入口側開口部311a側から出口側開口部311b側に亘って形成される。すなわち、流路341は、排気処理部310における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される。
次に、排気処理装置300の作用について説明する。
エンジンから排出された高温の排気ガスGは、入口側開口部311aから排気処理部310(ケース311)内へ流入する。排気処理部310(ケース311)は、触媒2,3に排気ガスGが流通するように、排気ガスGを案内する。触媒2,3は、排気処理装置100,200の場合と同様に排気ガスGを浄化する。出口側開口部311bは、触媒2,3によって浄化された排気ガスGをエキゾーストパイプへ案内する。このとき、排気処理部310は、高温の排気ガスGが流れることで高温になる。
これに対し、本実施形態の排気処理装置300では、排気処理装置100,200と同様に、排気処理部310とカバー320との間に流入口340,流路341及び流出口342が形成される。これにより、排気ガスGによって高温化した排気処理部310は、流路341を流れる空気(点線矢印A4)に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
また、排気処理装置300には、排気処理装置100,200と同様に、振動によって発生する放射音を抑制することが要求される。
これに対し、本実施形態では、排気処理装置100,200と同様に、内板321と外板323との間に、繊維物質を圧縮充填した繊維物質層322を設ける。これにより、外板323の振動が抑制されるため、外板223からの放射音の発生を抑制することができる。
また、排気処理装置300において、触媒2と触媒3とは、触媒2の中心軸と触媒3の中心軸とが直交するように、ケース311内に設けられる。また、内板321は、触媒2の一部と触媒3の一部とに沿った形状に形成される。これらによれば、排気処理装置300を長さL方向にコンパクトにすることができる。
また、カバー320は、酸素濃度センサ60の一部が露出する形状に形成される。これによれば、酸素濃度センサ60の取り付けが容易となり、排気処理装置300の組み立てが容易になる。
また、カバー320は、電極72が露出する形状に形成される。これによれば、電極72への配線が容易になり、排気処理装置300の組み立てが容易になる。
以下、図9から図11を参照して、排気処理装置100,200,300に係る変形例について説明する。これより説明する変形例の構造は、第一から第三の実施形態に係る排気処理装置100,200,300のいずれにも適用できる。以下では、代表例として排気処理装置100の変形例を説明する。
まず、図9を参照して、排気処理装置100の第一の変形例に係る排気処理装置400について説明する。
図9は、排気処理装置400のカバー420の断面を拡大した概要図である。図9に示すように、排気処理装置400は、カバー420の外板423が二層構造である点で、排気処理装置100と相違する。
カバー420の外板423は、繊維物質層22の外周に設けられる第一外板423aと、第一外板423aの外周に設けられる第二外板423bと、を有する二層構造である。
第一外板423aと第二外板423bとは、厚さが異なる。なお、材質は、第一外板423aと第二外板423bとで同一であってもよいし異なってもよい。
排気処理装置400は、排気処理装置100と同様に、エンジンから振動が伝達される。排気処理装置400では、エンジンから伝達される振動が、内板21から第一外板423aを経て第二外板423bに伝達される。
ここで、第一外板423aと第二外板423bとは、厚さが異なる。すなわち、第一外板423aと第二外板423bとは、固有振動数が異なる。そのため、内板21から第一外板423aに伝達された振動は、第一外板423aから第二外板423bに伝達される過程で減衰される。これにより、外板423全体の振動が抑制される。したがって、外板423が二層構造でない場合よりもさらに外板423からの放射音の発生を抑制することができる。
次に、図10を参照して、排気処理装置100の第二の変形例に係る排気処理装置500について説明する。
図10は、排気処理装置500のカバー520の断面を拡大した概要図である。図10に示すように、排気処理装置500は、カバー520の内板521または外板523の少なくとも一方に複数の突起521a,523aが形成される点で、排気処理装置100,400と相違する。
カバー520は、排気処理部10の外周と対向するように設けられる内板521と、内板521の外周に設けられる繊維物質層522と、繊維物質層522の外周を覆う外板523と、を有する。なお、繊維物質層522は断面形状が繊維物質層22と異なるだけで、構成や機能は繊維物質層22と同様である。
内板521には複数の突起521aが形成される。詳細には、内板521の内周面側の表面に複数の突起521aが形成される。
また、外板523には複数の突起523aが形成される。詳細には、外板523の外周面側の面に複数の突起523aが形成される。
排気処理装置500では、内板521に突起521aが形成されることで、内板521の内周面側の表面積が広がり、その結果、流路41の表面積が拡大される。これにより、流路41を流れる空気へ排気処理部10及び内板521の熱を放出しやすくなる。したがって、突起521aが形成されない場合よりもさらに排気処理部10の本体温度の上昇を抑制することができる。
また、外板523に突起523aが形成されることで、外板523の外周面側の表面積が拡大される。外板523の外周面側の表面積が拡大されることで、外板523と外部の空気との接触面積が拡大され、外板523から熱を放出しやすくなる。したがって、輻射熱などによって外板523の温度が上昇した場合に、突起523aが形成されない場合よりもさらに外板523の温度の上昇を抑制することができる。
このように、カバー520の内板521または外板523の少なくとも一方に複数の突起521a,523aが形成されることで、排気処理装置500全体の温度の上昇を抑制することができる。
なお、内板521及び外板23に突起521a,523aを形成する組み合わせ(すなわち、内板521のみに突起521aを形成するか、外板523のみに突起523aを形成するか、若しくは内板521及び外板523に突起521a,523aを形成するか)は、排気処理装置500で要求される熱の放出性に応じて適宜選択可能である。また、突起521a,523bの数、大きさ、形状なども、排気処理装置500で要求される熱の放出性に応じて適宜変更される。
次に、図11を参照して、排気処理装置100の第三の変形例に係る排気処理装置600について説明する。
図11は、排気処理装置600のカバー620の断面を拡大した概要図である。図11に示すように、排気処理装置600は、カバー620の内板621が複数の孔621aを有するパンチングメタルである点で、排気処理装置100,400,500と相違する。
カバー620の内板621は、複数の孔623aを有するパンチングメタルである。したがって、繊維物質層22の内板621側の表面は、一部が流路41に露出している。
排気処理装置600は、排気処理装置100と同様に、エンジンから振動が伝達されると、排気処理部10及び外板23から放射音を発生することがある。
ここで、排気処理装置600は、内板621をパンチングメタルにすることで、排気処理部10から発生した放射音を、孔621aを介して繊維物質層22へ導く。繊維物質層22は吸音性を有する。したがって、繊維物質層22に導かれた放射音は、繊維物質層22によって減衰される。これにより、排気処理部10から発生した放射音が減衰される。すなわち、排気処理装置600全体からの放射音の発生が抑制される。したがって、孔621aを有しない場合よりもさらに排気処理装置600全体から発生する放射音を抑制することができる。
なお、孔623aの数、大きさ、形状などは、排気処理部10から発生する放射音の大きさや、繊維物質層22の吸音性能などに応じて適宜変更される。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
排気処理装置100,200,300,400,500,600は、排気ガスGを処理する触媒1(若しくは触媒2,3)を有し触媒1(若しくは触媒2,3)に排気ガスGが流通するように案内する排気処理部10,210,310と、排気処理部10,210,310の外周を覆うカバー20,220,320,420,520,620と、を備える。カバー20,220,320,420,520,620は、排気処理部10,210,310の外周と対向するように設けられる内板21,221,321,521,621と、内板21,221,321,521,621の外周に設けられる繊維物質層22,222,322,522と、繊維物質層22,222,322,522の外周を覆う外板23,223,323,423,523と、を有し、カバー20,220,320,420,520,620と排気処理部10,210,310との間には、空気が流入する流入口40,240,340と、流入口40,240,340から流入した空気が通過する流路41,241,341と、流路41,241,341を通過した空気が流出する流出口42,242,342と、が形成される。
排気処理装置100,200,300,400,500,600は、950℃以上の排気ガスGを処理する触媒1(若しくは触媒2,3)を有し触媒1(若しくは触媒2,3)に排気ガスGが流通するように案内する排気処理部10,210,310と、排気処理部10,210,310の外周を覆うカバー20,220,320,420,520,620と、を備える。カバー20,220,320,420,520,620は、排気処理部10,210,310の外周と対向するように設けられる内板21,221,321,521,621と、内板21,221,321,521,621の外周に設けられる繊維物質層22,222,322,522と、繊維物質層22,222,322,522の外周を覆う外板23,223,323,423,523と、を有し、カバー20,220,320,420,520,620と排気処理部10,210,310との間には、空気が流入する流入口40,240,340と、流入口40,240,340から流入した空気が通過する流路41,241,341と、流路41,241,341を通過した空気が流出する流出口42,242,342と、が形成される。繊維物質層22,222,322,522の厚さは3~20mmであり、流路41,241,341における排気処理部10,210,310とカバー20,220,320,420,520,620との隙間寸法は3~20mmである。
これらの構成によれば、排気処理部10,210,310は、流路41,241,341を流れる空気に熱を放出して、本体温度の上昇を抑制することができる。
また、繊維物質層22,222,322,522が設けられることで、内板21,221,321,521,621及び外板23,223,323,423,523が振動しづらくなるともに、内板21,221,321,521,621の振動が外板23,223,323,423,523に伝達しづらくなる。したがって、外板23,223,323,423,523の振動が抑制され、外板23,223,323,423,523からの放射音の発生を抑制することができる。すなわち、本体温度の上昇を抑制し、かつ放射音の発生を抑制することができる。
また、繊維物質層22,222,322,522が設けられることで、内板21,221,321,521,621から外板23,223,323,423,523への輻射熱の伝達が抑制される。これにより、外板23,223,323,423,523が高温化することを防ぐことができ、排気処理装置100の断熱性能を向上させることができる。したがって、本体周囲部品への熱害を防止することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、酸素濃度センサ60及び触媒昇温装置70を備える排気処理装置として、排気処理装置300について説明した。しかしながら、酸素濃度センサ60及び触媒昇温装置70は、全ての排気処理装置100,200,300,400,500,600に適用できる。酸素濃度センサ60、触媒昇温装置70を適用した排気処理装置100,200,400,500,600では、排気処理装置300のカバー320と同様に、カバー20,220,420,520,620は、酸素濃度センサ60の一部及び電極72が露出する形状に形成される。
本願は、2020年11月30日に日本国特許庁に出願された特願2020-198186に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (20)
- 排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、
前記排気処理部の外周を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、
前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成される、
排気処理装置。 - 950℃以上の排気ガスを処理する排気処理部品を有し当該排気処理部品に排気ガスが流通するように案内する排気処理部と、
前記排気処理部の外周を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーは、前記排気処理部の外周と対向するように設けられる内板と、前記内板の外周に設けられるマットと、前記マットの外周を覆う外板と、を有し、
前記カバーと前記排気処理部との間には、空気が流入する流入口と、前記流入口から流入した空気が通過する流路と、前記流路を通過した空気が流出する流出口と、が形成され、
前記マットの厚さは3~20mmであり、前記流路における前記排気処理部と前記カバーとの隙間寸法は3~20mmである、
排気処理装置。 - 請求項2に記載の排気処理装置であって、
前記マットの厚さは5~15mmであり、前記流路における前記隙間寸法は3~10mmである、
排気処理装置。 - 請求項1から3のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流路は、前記排気処理部における排気ガス流れ方向上流側の端部から排気ガス流れ方向下流側の端部に亘って形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から4のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流路は、前記カバー側に向かって流路断面積が拡大される複数の拡大部を有し、
前記拡大部は、前記カバーに設けられるビードによって形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から5のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口は、外部の空気の流れに対向するように開口する、
排気処理装置。 - 請求項1から6のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口と前記流出口との少なくとも一方は、開口面積が前記流路の断面積よりも大きく形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から7のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記カバーは、前記流路と外部とを連通させる連通孔を有する、
排気処理装置。 - 請求項1から8のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口側の前記マットの厚さは、前記流出口側の前記マットよりも厚い、
排気処理装置。 - 請求項1から9のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記流入口側の前記マットにおける繊維物質の充填密度と、前記流出口側の前記マットにおける繊維物質の充填密度と、は同一である、
排気処理装置。 - 請求項1から10のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記外板は、前記マットの外周に設けられる第一外板と、当該第一外板の外周に設けられる第二外板と、を有する二層構造である、
排気処理装置。 - 請求項1から11のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記内板または前記外板の少なくとも一方には、複数の突起が形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から11のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記内板は、複数の孔を有するパンチングメタルである、
排気処理装置。 - 請求項1から13のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部に前記カバーを保持するブラケットをさらに備え、
前記内板は、周方向に分割される第一内板と第二内板とを有し、
前記ブラケットの一端は、前記排気処理部に取り付けられ、
前記ブラケットの他端は、前記第一内板の一端と前記第二内板の一端とが突き合わされた間に取り付けられる、
排気処理装置。 - 請求項1から14のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部は、前記排気処理部品を加熱する電気ヒータと当該電気ヒータに電気を供給する電極とを備える加熱装置を有し、
前記カバーは、前記電極が露出する形状に形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から15のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部品は、第一排気処理部品と第二排気処理部品とを有し、
前記第一排気処理部品と前記第二排気処理部品とは、前記第一排気処理部品の中心軸と前記第二排気処理部品の中心軸とが直交するように設けられる、
排気処理装置。 - 請求項16に記載の排気処理装置であって、
前記内板は、前記第一排気処理部品の一部と前記第二排気処理部品の一部とに沿った形状に形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から17のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部を流れる排気ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサをさらに備え、
前記カバーは、前記酸素濃度センサの一部が露出する形状に形成される、
排気処理装置。 - 請求項1から18のいずれか一つに記載の排気処理装置であって、
前記排気処理装置は、車両に搭載され、
前記流入口は、前記車両の前方側に位置し、
前記流出口は、前記車両の後方側に位置する、
排気処理装置。 - 請求項1に記載の排気処理装置であって、
前記排気処理部の内周に前記排気処理部品が緩衝材を介して保持され、
前記流路は、前記排気処理部における排気ガス流れ方向上流側の端部から前記緩衝材の排気ガス流れ方向上流側までに亘って形成される、
排気処理装置。
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