排氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種排氣凈化裝置。該排氣凈化裝置（100）中，催化劑載體容器（20）中容納的催化劑載體（50）的靠排氣氣流下游側(cè)的端面被形成為，從遠(yuǎn)離上游側(cè)錐形筒（10）的排氣流入口（11）的一側(cè)一邊向靠近上游側(cè)錐形筒（10）的排氣流入口（11）的一側(cè)延伸，一邊向催化劑載體容器（20）的排氣氣流上游側(cè)傾斜的傾斜平面（52）。采用本實用新型的結(jié)構(gòu)，能夠防止催化劑載體（50）發(fā)生熱應(yīng)變，從而能夠防止排氣凈化裝置的凈化性能降低。
【專利說明】排氣凈化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對內(nèi)燃機的排氣進行凈化的排氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，設(shè)置在內(nèi)燃機的排氣流通路徑上的排氣凈化裝置已為人所知。現(xiàn)有的排氣凈化裝置被設(shè)置在排氣氣流上游側(cè)，具備帶有排氣流入口的上游側(cè)錐形筒、及連接在該上游側(cè)錐形筒的排氣氣流下游側(cè)的筒狀催化劑載體容器。催化劑載體容器中容納有凈化排氣用的催化劑載體。
[0003]另外，由于排氣凈化裝置在汽車上的設(shè)置空間受到限制，所以上游側(cè)錐形筒與催化劑載體容器被構(gòu)成為兩者的中心軸線不在同一直線上的狀態(tài)。即，上游側(cè)錐形筒的中心軸線與催化劑載體容器的中心軸線相傾斜。
[0004]另外，容納在催化劑載體容器內(nèi)的催化劑載體在排氣氣流上游側(cè)的端面及在排氣氣流下游側(cè)的端面分別為，向垂直于催化劑載體容器的中心軸線的方向擴展的平坦面。
[0005]然而，上述現(xiàn)有的排氣凈化裝置中，由于上游側(cè)錐形筒的中心軸線與催化劑載體容器的中心軸線相傾斜，所以從催化劑載體通過的排氣氣流的速度(流速)在催化劑載體橫斷面上的分布不均等，導(dǎo)致催化劑載體內(nèi)的排氣氣流混亂。
[0006]具體而言，流入催化劑載體的排氣氣流的流速在遠(yuǎn)離上游側(cè)錐形筒的排氣流入口一側(cè)的區(qū)域較快，在靠近上游側(cè)錐形筒的排氣流入口一側(cè)的區(qū)域較慢。因此，催化劑載體內(nèi)的排氣氣流的流速分布不均等。其結(jié)果，會導(dǎo)致催化劑載體發(fā)生熱應(yīng)變，從而使排氣凈化裝置的凈化性能降低。
實用新型內(nèi)容
[0007]針對上述技術(shù)問題，本實用新型的目的在于，提供一種能夠防止催化劑載體發(fā)生熱應(yīng)變的排氣凈化裝置。
[0008]作為解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案，本實用新型提供一種排氣凈化裝置。該排氣凈化裝置具備，配置在排氣氣流上游側(cè)并帶有排氣流入口的上游側(cè)錐形筒、連接在該上游側(cè)錐形筒的排氣氣流下游側(cè)的筒狀催化劑載體容器、及容納在該催化劑載體容器內(nèi)的催化劑載體，所述上游側(cè)錐形筒與所述催化劑載體容器以兩者的中心軸線相傾性的狀態(tài)結(jié)合為一體，所述催化劑載體容器中容納的所述催化劑載體的靠排氣氣流上游側(cè)的上游側(cè)端面被形成為垂直于所述催化劑載體容器的中心軸線的平坦面，其特征在于:所述催化劑載體容器中容納的所述催化劑載體的靠排氣氣流下游側(cè)的下游側(cè)端面被形成為，從遠(yuǎn)離所述上游側(cè)錐形筒的排氣流入口的一側(cè)一邊向靠近所述上游側(cè)錐形筒的排氣流入口的一側(cè)延伸，一邊向所述催化劑載體容器的排氣氣流上游側(cè)傾斜的傾斜平面。
[0009]具有上述結(jié)構(gòu)的本實用新型的排氣凈化裝置的優(yōu)點在于，能夠防止催化劑載體發(fā)生熱應(yīng)變。具體而言，由于催化劑載體的上游側(cè)端面被形成為垂直于催化劑載體容器的中心軸線的平坦面；催化劑載體的下游側(cè)端面被形成為，從遠(yuǎn)離上游側(cè)錐形筒的排氣流入口的一側(cè)一邊向靠近上游側(cè)錐形筒的排氣流入口的一側(cè)延伸，一邊向催化劑載體容器的排氣氣流上游側(cè)傾斜的傾斜平面，所以，催化劑載體的厚度(催化劑載體容器的軸心線方向的長度)沿從遠(yuǎn)離排氣流入口的一側(cè)至靠近排氣流入口的一側(cè)的方向逐漸減小。由于催化劑載體對于排氣氣流的阻抗與其厚度成正比，所以，催化劑載體對于排氣氣流的阻抗也是沿從遠(yuǎn)離排氣流入口的一側(cè)至靠近排氣流入口的一側(cè)的方向逐漸減小。另一方面，由于上游側(cè)錐形筒與催化劑載體容器以兩者的中心軸線相傾性的狀態(tài)結(jié)合為一體，所以，流向催化劑載體的排氣氣流的速度沿從遠(yuǎn)離排氣流入口的一側(cè)至靠近排氣流入口的一側(cè)的方向逐漸減小。這樣，流速高的排氣氣流從催化劑載體中厚度較厚的部位(阻抗較大的部位)通過；流速低的排氣氣流從催化劑載體中厚度較薄的部位(阻抗較小的部位)通過。因而，催化劑載體中各部位所受的熱應(yīng)力均衡，能夠防止催化劑載體發(fā)生熱應(yīng)變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的實施方式的排氣凈化裝置的徑向截面圖。
[0011]圖2是從上游側(cè)錐形筒的排氣流入口俯視時的排氣凈化裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下，參照附圖對本實用新型的實施方式進行說明。
[0013]本實施方式的排氣凈化裝置100設(shè)置在汽車的內(nèi)燃機(發(fā)動機)的排氣流通路徑上。圖1和圖2中的箭頭表示排氣氣流的方向。
[0014]如圖1和圖2所示那樣，排氣凈化裝置100具備，上游側(cè)錐形筒10、催化劑載體容器20、下游側(cè)錐形筒30、壓縮墊40、及催化劑載體50。上游側(cè)錐形筒10、催化劑載體容器20、及下游側(cè)錐形筒30分別為圓筒形狀。
[0015]上游側(cè)錐形筒10被配置在排氣氣流上游側(cè)。在上游側(cè)錐形筒10的排氣氣流上游側(cè)的端部，形成有用于使排氣流入的排氣流入口 11。在上游側(cè)錐形筒10的排氣氣流下游側(cè)，連接著催化劑載體容器20。
[0016]如圖1所示，從上游側(cè)錐形筒10及催化劑載體容器20的徑向看，上游側(cè)錐形筒10的中心軸線a I與催化劑載體容器20的中心軸線a 2不在同一直線上。換言之，上游側(cè)錐形筒10和催化劑載體容器20以兩者的中心軸線(a I和a 2)相傾斜一定角度的狀態(tài)被結(jié)合為一體。相應(yīng)于排氣凈化裝置100在車輛上的設(shè)置狀況，可將上游側(cè)錐形筒10的中心軸線a I與催化劑載體容器20的中心軸線a 2之間的角度設(shè)定在大于90°且小于180°的范圍內(nèi)。
[0017]在催化劑載體容器20的排氣氣流下游側(cè)，連接著帶有排出排氣用的排出口 21的下游側(cè)錐形筒30。催化劑載體容器20與下游側(cè)錐形筒30為同軸配置。
[0018]催化劑載體50被形成為能被裝入催化劑載體容器20內(nèi)的圓筒狀。催化劑載體容器20的壁部隔著壓縮墊40而支承著載有催化劑的催化劑載體50。催化劑載體容器20與催化劑載體50為同軸配置(各自的中心軸線均為a 2)。另外，雖未圖示，但催化劑載體50具有由薄壁隔開且相互平行地延伸的多個排氣流通路徑。另外，催化劑載體50采用陶瓷，例如用堇青石那樣的多孔質(zhì)材料制成。催化劑例如可采用由鉬金(P t)—銠(Rh)、鈀(Pd)—銠(R h)系列的貴金屬構(gòu)成的三元催化劑；或由鈀(P d)、鉬金(P t )—鈀(P d)系列的貴金屬構(gòu)成的氧化催化劑。
[0019]本實施方式中，作為催化劑載體50的排氣氣流上游側(cè)(箭頭Y I所指的一側(cè))的端面的平坦面51被形成為，在垂直于中心軸線a 2的方向上(X方向)延伸的平坦面。
[0020]另外，作為催化劑載體50的排氣氣流下游側(cè)(箭頭Y2所指的一側(cè))的端面的傾斜面部52被形成為，從遠(yuǎn)離上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11的一側(cè)(箭頭X 2所指的一側(cè))一邊向靠近上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11的一側(cè)(箭頭X I所指的一側(cè))延伸，一邊向催化劑載體容器20的排氣氣流上游側(cè)(箭頭Y I所指的一側(cè))傾斜的傾斜平面。
[0021]如此，催化劑載體50的厚度(Y方向的長度)沿著箭頭X I所指的方向逐漸減小。即，在遠(yuǎn)離上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11的一端，催化劑載體50的厚度為L 2，在靠近上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11的一端，催化劑載體50的厚度為L I。L 2大于L 1，催化劑載體50的厚度沿著箭頭X I所指的方向從L 2遞減到L I。由于催化劑載體50對于排氣氣流的阻抗與其厚度成正比，所以，催化劑載體50對于排氣氣流的阻抗也是沿著箭頭X I所指的方向逐漸減小，在遠(yuǎn)離上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11的一端，催化劑載體50的阻抗最大，在靠近上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11的一端，催化劑載體50的阻抗最小。
[0022]另一方面，由于上游側(cè)錐形筒10與催化劑載體容器20以兩者的中心軸線相傾性的狀態(tài)結(jié)合為一體，所以從上游側(cè)錐形筒10的排氣流入口 11流向催化劑載體50的排氣氣流的流速在箭頭X所指的方向上的分布不均等。具體而言，排氣氣流的流速沿X I所指的方向逐漸減小。即，在遠(yuǎn)離排氣流入口 11 一側(cè)的區(qū)域b 2流速高，在靠近排氣流入口 11 一側(cè)的區(qū)域c 2流速低。
[0023]如此，流速高的排氣氣流(例如來自區(qū)域b 2的排氣氣流)從催化劑載體50中厚度較厚的部位(阻抗較大的部位，例如區(qū)域b I)通過；流速低的排氣氣流(例如來自區(qū)域c2的排氣氣流)從催化劑載體50中厚度較薄的部位(阻抗較小的部位，例如區(qū)域c I)通過。因而，催化劑載體50中各部位所受的熱應(yīng)力均衡，能夠防止熱應(yīng)變發(fā)生。
[0024]采用現(xiàn)有技術(shù)中的厚度均一的催化劑載體時，因為催化劑載體中各部位所受的熱應(yīng)力不均衡，所以容易發(fā)生因催化劑載體部分劣化、催化劑載體斷裂而導(dǎo)致凈化性能降低的問題，及因催化劑載體中局部區(qū)域(流速高的區(qū)域)中排氣通道堵塞而引起催化劑載體的排氣氣流上游側(cè)背壓增加等問題。然而，采用本實施方式的上述結(jié)構(gòu)，由于能夠使催化劑載體中各部位所受的熱應(yīng)力均衡，所以能夠避免上述問題的發(fā)生。
【權(quán)利要求】
1.一種排氣凈化裝置，具備配置在排氣氣流上游側(cè)并帶有排氣流入口的上游側(cè)錐形筒、連接在該上游側(cè)錐形筒的排氣氣流下游側(cè)的筒狀催化劑載體容器、及容納在該催化劑載體容器內(nèi)的催化劑載體，所述上游側(cè)錐形筒與所述催化劑載體容器以兩者的中心軸線相傾性的狀態(tài)結(jié)合為一體，所述催化劑載體容器中容納的所述催化劑載體的靠排氣氣流上游側(cè)的上游側(cè)端面被形成為垂直于所述催化劑載體容器的中心軸線的平坦面，其特征在于:所述催化劑載體容器中容納的所述催化劑載體的靠排氣氣流下游側(cè)的下游側(cè)端面被形成為，從遠(yuǎn)離所述上游側(cè)錐形筒的排氣流入口的一側(cè)一邊向靠近所述上游側(cè)錐形筒的排氣流入口的一側(cè)延伸，一邊向所述催化劑載體容器的排氣氣流上游側(cè)傾斜的傾斜平面。
【文檔編號】F01N3/10GK203702297SQ201420090905
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】藤岡博之 申請人:豐田自動車株式會社