排气净化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种排气净化装置。该排气净化装置（100）中，催化剂载体容器（20）中容纳的催化剂载体（50）的靠排气气流下游侧的端面被形成为，从远离上游侧锥形筒（10）的排气流入口（11）的一侧一边向靠近上游侧锥形筒（10）的排气流入口（11）的一侧延伸，一边向催化剂载体容器（20）的排气气流上游侧倾斜的倾斜平面（52）。采用本实用新型的结构，能够防止催化剂载体（50）发生热应变，从而能够防止排气净化装置的净化性能降低。
【专利说明】排气净化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种对内燃机的排气进行净化的排气净化装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，设置在内燃机的排气流通路径上的排气净化装置已为人所知。现有的排气净化装置被设置在排气气流上游侧，具备带有排气流入口的上游侧锥形筒、及连接在该上游侧锥形筒的排气气流下游侧的筒状催化剂载体容器。催化剂载体容器中容纳有净化排气用的催化剂载体。
[0003]另外，由于排气净化装置在汽车上的设置空间受到限制，所以上游侧锥形筒与催化剂载体容器被构成为两者的中心轴线不在同一直线上的状态。即，上游侧锥形筒的中心轴线与催化剂载体容器的中心轴线相倾斜。
[0004]另外，容纳在催化剂载体容器内的催化剂载体在排气气流上游侧的端面及在排气气流下游侧的端面分别为，向垂直于催化剂载体容器的中心轴线的方向扩展的平坦面。
[0005]然而，上述现有的排气净化装置中，由于上游侧锥形筒的中心轴线与催化剂载体容器的中心轴线相倾斜，所以从催化剂载体通过的排气气流的速度(流速)在催化剂载体横断面上的分布不均等，导致催化剂载体内的排气气流混乱。
[0006]具体而言，流入催化剂载体的排气气流的流速在远离上游侧锥形筒的排气流入口一侧的区域较快，在靠近上游侧锥形筒的排气流入口一侧的区域较慢。因此，催化剂载体内的排气气流的流速分布不均等。其结果，会导致催化剂载体发生热应变，从而使排气净化装置的净化性能降低。
实用新型内容
[0007]针对上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种能够防止催化剂载体发生热应变的排气净化装置。
[0008]作为解决上述技术问题的技术方案，本实用新型提供一种排气净化装置。该排气净化装置具备，配置在排气气流上游侧并带有排气流入口的上游侧锥形筒、连接在该上游侧锥形筒的排气气流下游侧的筒状催化剂载体容器、及容纳在该催化剂载体容器内的催化剂载体，所述上游侧锥形筒与所述催化剂载体容器以两者的中心轴线相倾性的状态结合为一体，所述催化剂载体容器中容纳的所述催化剂载体的靠排气气流上游侧的上游侧端面被形成为垂直于所述催化剂载体容器的中心轴线的平坦面，其特征在于:所述催化剂载体容器中容纳的所述催化剂载体的靠排气气流下游侧的下游侧端面被形成为，从远离所述上游侧锥形筒的排气流入口的一侧一边向靠近所述上游侧锥形筒的排气流入口的一侧延伸，一边向所述催化剂载体容器的排气气流上游侧倾斜的倾斜平面。
[0009]具有上述结构的本实用新型的排气净化装置的优点在于，能够防止催化剂载体发生热应变。具体而言，由于催化剂载体的上游侧端面被形成为垂直于催化剂载体容器的中心轴线的平坦面；催化剂载体的下游侧端面被形成为，从远离上游侧锥形筒的排气流入口的一侧一边向靠近上游侧锥形筒的排气流入口的一侧延伸，一边向催化剂载体容器的排气气流上游侧倾斜的倾斜平面，所以，催化剂载体的厚度(催化剂载体容器的轴心线方向的长度)沿从远离排气流入口的一侧至靠近排气流入口的一侧的方向逐渐减小。由于催化剂载体对于排气气流的阻抗与其厚度成正比，所以，催化剂载体对于排气气流的阻抗也是沿从远离排气流入口的一侧至靠近排气流入口的一侧的方向逐渐减小。另一方面，由于上游侧锥形筒与催化剂载体容器以两者的中心轴线相倾性的状态结合为一体，所以，流向催化剂载体的排气气流的速度沿从远离排气流入口的一侧至靠近排气流入口的一侧的方向逐渐减小。这样，流速高的排气气流从催化剂载体中厚度较厚的部位(阻抗较大的部位)通过；流速低的排气气流从催化剂载体中厚度较薄的部位(阻抗较小的部位)通过。因而，催化剂载体中各部位所受的热应力均衡，能够防止催化剂载体发生热应变。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的实施方式的排气净化装置的径向截面图。
[0011]图2是从上游侧锥形筒的排气流入口俯视时的排气净化装置的示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。
[0013]本实施方式的排气净化装置100设置在汽车的内燃机(发动机)的排气流通路径上。图1和图2中的箭头表示排气气流的方向。
[0014]如图1和图2所示那样，排气净化装置100具备，上游侧锥形筒10、催化剂载体容器20、下游侧锥形筒30、压缩垫40、及催化剂载体50。上游侧锥形筒10、催化剂载体容器20、及下游侧锥形筒30分别为圆筒形状。
[0015]上游侧锥形筒10被配置在排气气流上游侧。在上游侧锥形筒10的排气气流上游侧的端部，形成有用于使排气流入的排气流入口 11。在上游侧锥形筒10的排气气流下游侧，连接着催化剂载体容器20。
[0016]如图1所示，从上游侧锥形筒10及催化剂载体容器20的径向看，上游侧锥形筒10的中心轴线a I与催化剂载体容器20的中心轴线a 2不在同一直线上。换言之，上游侧锥形筒10和催化剂载体容器20以两者的中心轴线(a I和a 2)相倾斜一定角度的状态被结合为一体。相应于排气净化装置100在车辆上的设置状况，可将上游侧锥形筒10的中心轴线a I与催化剂载体容器20的中心轴线a 2之间的角度设定在大于90°且小于180°的范围内。
[0017]在催化剂载体容器20的排气气流下游侧，连接着带有排出排气用的排出口 21的下游侧锥形筒30。催化剂载体容器20与下游侧锥形筒30为同轴配置。
[0018]催化剂载体50被形成为能被装入催化剂载体容器20内的圆筒状。催化剂载体容器20的壁部隔着压缩垫40而支承着载有催化剂的催化剂载体50。催化剂载体容器20与催化剂载体50为同轴配置(各自的中心轴线均为a 2)。另外，虽未图示，但催化剂载体50具有由薄壁隔开且相互平行地延伸的多个排气流通路径。另外，催化剂载体50采用陶瓷，例如用堇青石那样的多孔质材料制成。催化剂例如可采用由钼金(P t)—铑(Rh)、钯(Pd)—铑(R h)系列的贵金属构成的三元催化剂；或由钯(P d)、钼金(P t )—钯(P d)系列的贵金属构成的氧化催化剂。
[0019]本实施方式中，作为催化剂载体50的排气气流上游侧(箭头Y I所指的一侧)的端面的平坦面51被形成为，在垂直于中心轴线a 2的方向上(X方向)延伸的平坦面。
[0020]另外，作为催化剂载体50的排气气流下游侧(箭头Y2所指的一侧)的端面的傾斜面部52被形成为，从远离上游侧锥形筒10的排气流入口 11的一侧(箭头X 2所指的一侧)一边向靠近上游侧锥形筒10的排气流入口 11的一侧(箭头X I所指的一侧)延伸，一边向催化剂载体容器20的排气气流上游侧(箭头Y I所指的一侧)倾斜的倾斜平面。
[0021]如此，催化剂载体50的厚度(Y方向的长度)沿着箭头X I所指的方向逐渐减小。即，在远离上游侧锥形筒10的排气流入口 11的一端，催化剂载体50的厚度为L 2，在靠近上游侧锥形筒10的排气流入口 11的一端，催化剂载体50的厚度为L I。L 2大于L 1，催化剂载体50的厚度沿着箭头X I所指的方向从L 2递减到L I。由于催化剂载体50对于排气气流的阻抗与其厚度成正比，所以，催化剂载体50对于排气气流的阻抗也是沿着箭头X I所指的方向逐渐减小，在远离上游侧锥形筒10的排气流入口 11的一端，催化剂载体50的阻抗最大，在靠近上游侧锥形筒10的排气流入口 11的一端，催化剂载体50的阻抗最小。
[0022]另一方面，由于上游侧锥形筒10与催化剂载体容器20以两者的中心轴线相倾性的状态结合为一体，所以从上游侧锥形筒10的排气流入口 11流向催化剂载体50的排气气流的流速在箭头X所指的方向上的分布不均等。具体而言，排气气流的流速沿X I所指的方向逐渐减小。即，在远离排气流入口 11 一侧的区域b 2流速高，在靠近排气流入口 11 一侧的区域c 2流速低。
[0023]如此，流速高的排气气流(例如来自区域b 2的排气气流)从催化剂载体50中厚度较厚的部位(阻抗较大的部位，例如区域b I)通过；流速低的排气气流(例如来自区域c2的排气气流)从催化剂载体50中厚度较薄的部位(阻抗较小的部位，例如区域c I)通过。因而，催化剂载体50中各部位所受的热应力均衡，能够防止热应变发生。
[0024]采用现有技术中的厚度均一的催化剂载体时，因为催化剂载体中各部位所受的热应力不均衡，所以容易发生因催化剂载体部分劣化、催化剂载体断裂而导致净化性能降低的问题，及因催化剂载体中局部区域(流速高的区域)中排气通道堵塞而引起催化剂载体的排气气流上游侧背压增加等问题。然而，采用本实施方式的上述结构，由于能够使催化剂载体中各部位所受的热应力均衡，所以能够避免上述问题的发生。
【权利要求】
1.一种排气净化装置，具备配置在排气气流上游侧并带有排气流入口的上游侧锥形筒、连接在该上游侧锥形筒的排气气流下游侧的筒状催化剂载体容器、及容纳在该催化剂载体容器内的催化剂载体，所述上游侧锥形筒与所述催化剂载体容器以两者的中心轴线相倾性的状态结合为一体，所述催化剂载体容器中容纳的所述催化剂载体的靠排气气流上游侧的上游侧端面被形成为垂直于所述催化剂载体容器的中心轴线的平坦面，其特征在于:所述催化剂载体容器中容纳的所述催化剂载体的靠排气气流下游侧的下游侧端面被形成为，从远离所述上游侧锥形筒的排气流入口的一侧一边向靠近所述上游侧锥形筒的排气流入口的一侧延伸，一边向所述催化剂载体容器的排气气流上游侧倾斜的倾斜平面。
【文档编号】F01N3/10GK203702297SQ201420090905
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】藤冈博之 申请人:丰田自动车株式会社