JP2010144710A

JP2010144710A - 中空二重管の接続構造

Info

Publication number: JP2010144710A
Application number: JP2008326623A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yamato; 力大和
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】中空二重管の接続部において、排気ガスの温度の低下を最小限に抑えることができる中空二重管の接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】排気ガスを流通させる内管と外管とからなる二本の二重管を接続することにより形成される中空二重管の接続構造１０において、接続部４０の下流側に配設された第１内管２１の端部を排気ガスの上流側に向けて円錐状に拡開させた拡管部２３を有し、同拡管部２３に続く端縁部を第１外管２２の内側に内接させて前記第１二重管２０を形成し、第２二重管３０の接続部側の端部は、第２外管３２より第２内管３１が突出して形成され、前記接続部４０は、第２内管３１の端部を前記拡管部２３に近接させ、かつ、前記第１外管２２の端部と前記第２外管３２の端部とが当接し、該当接部を溶接したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は中空二重管の接続構造に係り、特に、内燃機関からの排気ガスを流通させる排気管として用いられる中空二重管の接続構造に関する。

内燃機関から排出される排気ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）などの大気中への放出を防止するため、これらを浄化するために触媒を用いた排気浄化装置が設けられている。触媒は、活性温度以上の温度に保持されることにより触媒機能を発揮するため、排出ガスの温度が高い状態を維持して触媒を通過することにより、触媒の活性化を促進でき触媒の浄化効率を向上させることができる。

排出ガスの温度を高温に維持するため、例えば、内部を排気が流動する内管と内管の外側に空気やガスを有して構成される外管とからなる二重管構造からなる排気管が開発されている。

しかしながら、二重管構造の排気管は、折り曲げることにより二重管構造の内管と外管とのずれが生じてしまうため、複数回曲げることができず、排気管を必要に応じて分割、接続することにより、所望の長さ、形状の排気管を構成している。

その接続部の構造として、例えば、下記の特許文献１には、図４に示すようにアウタパイプ０１とインナパイプ０３とからなる二重管構造の排気管を有する内燃機関の排気装置において、パイプの途中を分割して、アウタパイプ（外管）０１の端部を重ね合わせた接続部０５を溶接して接続する構造が記載されている。

また、図３に従来の中空二重管の接続部の構造を示す。図３に示すように、従来の中空二重管の接続部は、上流側の二重管１３０は中空二重管構造となっているが、下流側の二重管１２０の端部は、内管１２１と外管１２２とが一体に成形され、突合わせの接続部１４０で溶接により接続していた。

特開平９−１８９２１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の排気装置においては、図４に示すように、接続部０５においては、アウタパイプ（外管）のみで、排気ガスと外気とが接しているため、排気ガスの温度が奪われやすい。

また、図３に示す従来の中空二重管構造の接続においても、接続部１４０において、下流側の二重管１２０の内管１２１と外管１２２が一体に形成された箇所において、中空二重管構造となっていない箇所ができ、この箇所で放熱、または、排気ガスが対流することによって、排気ガスの温度が奪われるため、温度の低下が見られ、排気ガスを浄化する処理効率が充分得られていなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、中空二重管の接続部において、排気ガスの温度の低下を最小限に抑えることができる中空二重管の接続構造を提供する。

本発明は前記目的を達成するため、内部に内燃機関からの排気ガスを流通させる内管と外管とからなる二重管を接続することにより形成される中空二重管の接続構造において、前記排気ガスの下流側に設けられる第１二重管と、排気ガスの上流側に設けられる第２二重管と、該第１二重管と第２二重管とを接続する接続部を有し、
該接続部の下流側に配設された前記第１二重管の内管である第１内管の端部を排気ガスの上流側に向けて円錐状に拡開させた拡管部を有し、同拡管部に続く端縁部を前記第１二重管の外管である第１外管の内側に内接させて前記第１二重管を形成し、前記第２二重管の接続部側の端部は、前記第２二重管の外管である第２外管より前記第２二重管の内管である第２内管が突出して形成され、前記接続部は、第２内管の端部を前記拡管部に近接させ、かつ、前記第１外管の端部と前記第２外管の端部とが当接し、該当接部を溶接したことを特徴とする中空二重管の接続構造を提供する。

かかる発明によれば、上流側の第２二重管の第２内管を、下流側の第1二重管の拡管部に近接するようにして接続しているため、接続部において、第２内管と、内接して一体形成された第１内管と第１外管との間に空間を形成することができる。
したがって、接続部において、二重構造を形成することができ、一重となる部分がなくなり、排気ガスの保温効果が期待でき、温度が低下することを最小限に抑えることができる。これによって、高温状態を維持した排気ガスを触媒に流通させることができるので、排気ガスの浄化効率を向上させることができる。

また、本発明において好ましくは、前記接続部の前記第１内管と前記第２内管は、排気ガス流によって高温化されて熱膨張した時に接触しないような隙間を存して接続されるとよい。

かかる構成によれば、熱膨張により二重管が膨張しても、第１内管の拡管部に第２内管が接触するようなことがないため、接触による異音や振動の発生の問題も生じることがなく、高温状態を維持した排気ガスを流通できる二重管構造とすることができる。

本発明によれば、中空二重管の接続部において、排気ガスの温度の低下を最小限に抑えることができる中空二重管の接続構造を提供できる。

図１は、本発明の中空二重管の接続構造を説明する図であり、図１（ａ）は、溶接後の接続部の断面図であり、図１（ｂ）は溶接前のそれぞれの二重管の端部の断面図である。図１に示すように、本発明の中空二重管の接続構造１０は、排気ガスは矢印Ａの方向に通過し、排気ガスの下流側に設けられる第１二重管２０と、上流側に設けられる第２二重管３０により構成される。

二重管は、排気ガスの保温、断熱などのため、第１二重管２０は内管である第１内管２１、外管である第１外管２２からなる中空二重管であり、第２二重管３０は内管である第２内管３１、外管である第２外管３２からなる中空二重管である。そして、それぞれの内管と外管の間に形成される隙間に排気ガスなどの気体が流通し空気層が形成されることにより、排気ガスの放熱などを防止し、排気ガスの温度低下を防止して温度を維持している。

第１二重管２０の第２二重管３０側の端部は、第１内管２１の端部を排気ガスの上流側に向けて円錐状に拡開させた拡管部２３を有し、同拡管部２３に続く端縁部を第１外管２２の内側に内接させている。一方、第２二重管３０の第１二重管２０側の端部は、第２外管３２より、第２内管３１を第１二重管２０側に突出して形成されている。

そして、第１二重管２０の拡管部２３内に第２二重管３０の第２内管３１が入り、第１外管２２と第２外管３２が当接部４１で溶接され接続している。当接部４１における溶接方法は特に限定されず、当接部４１を円周状に溶接して接続する。

このとき、第２内管３１が、第１二重管２０の拡管部２３の第１内管２１に近接するように、第２内管３２の長さを調節する。このような構成とすることにより、第２内管３１と第１二重管２０の拡管部２３とで空間を形成することができるので、接続部４０においても、二重管構造とすることができる。したがって、排気ガスの温度の低下を防止することができる。

また、第２二重管３０の第２内管３１の第２外管３２より突出して形成されている部分の長さは、第１二重管２０と第２二重管３０とを溶接して接合し、排気ガスを流通させたときに、排気ガス流によって高温化されて熱膨張した場合においても、第２内管３１の先端が第１内管３０の拡管部２３に接することがなく、かつ、拡管部２３に近接することが好ましい。
なお、第２内管３１第２外管３２との間には図１に示すように、リング状のワイヤメッシュ４４が介在され、ワイヤメッシュ４４の外周面と第２外管３２の内周面とは溶接止めされ、ワイヤメッシュ４４の内周面と第２内管３１の外周面とは摺動可能になっていて、温度変化に応じて第２内管３１の先端が、第１内管３０の拡管部２３に近接または離れるように伸び縮み可能に支持されている。

排気ガス流によって高温化されて熱膨張した場合においても、第２内管３１の先端が、第１内管３０の拡管部２３に当接するようなことがないようにしているため、接続部４０において、接触による異音や振動の発生更に溶接部に軸心方向への引張応力の発生の問題も生じることがなく、確実に中空二重管構造とすることができる。

図２に、本発明の中空二重管構造１０を用いた具体例として、バス車両５０に使用した例を示す。図２は大型バスのリヤエンジン回りの配置構成を、平面視図で示す。
ディーゼルエンジン６０から排気された排気ガスは、本発明の中空二重管の接続構造１０を備える排気管８０を通過して排気浄化装置７０により浄化されて排気口８５より大気に排出されるように構成されている。

排気浄化装置７０にはディーゼルエンジン６０から排出されるＰＭ（パティキュレートマター）を捕集するディーゼル・パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備え、このＤＰＦの上流側、または下流側には触媒が配置され、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）およびＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）などの排気ガス成分が浄化されるようになっている。

図２に示すように排気管８０は排気浄化装置７０に接続され、バス車両５０の後方向に排気ガスを排出するため、数箇所において排気管８０が曲げられている。しかしながら、排気管８０は中空二重管構造となっているため、折り曲げることにより、中空二重管構造の内管と外管でずれが生じ、曲げる箇所が多くなるとこのずれがおおきくなってしまう。そのため、複数個所で折り曲げる場合は、複数の二重管を接続することにより形成される。
特に、車両がバス車両５０のように大型車の場合は、排気浄化装置７０の配置がディーゼルエンジン６０から離れた位置になるため、排気浄化装置７０の排気ガスを導く排気管８０の長さが長くなるので、本発明の中空二重管の接続構造は、前記排気浄化装置７０内の触媒の活性化において有効である。

なお、図２においては、２本の二重管を用いて排気管８０を構成する態様で説明したが、排気浄化装置７０まで距離が長く、二重管を３本以上用いる場合においても、同様の構成で接続することができる。

本発明によれば、中空二重管の接続部において、排気ガスの温度の低下を最小限に抑えることができるので、ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を備えた排気通路を構成する中空二重管の接続構造に適する。

本発明の中空二重管の接続構造を説明する図であり、（ａ）は接続後の断面図であり、（ｂ）は接続前の断面図である。本発明の中空二重管の接続構造を車両の排気管に用いた概略図である。従来技術の説明図である。従来技術の説明図である。

符号の説明

１０中空二重管の接続構造
２０第１二重管
２１第１内管
２２第１外管
２３拡管部
３０第２二重管
３１第２内管
３２第２外管
４０接続部
４１当接部
５０バス車両
６０ディーゼルエンジン
７０排気浄化装置
８０排気管

Claims

内部に内燃機関からの排気ガスを流通させる内管と外管とからなる二重管を接続することにより形成される中空二重管の接続構造において、
前記排気ガスの下流側に設けられる第１二重管と、排気ガスの上流側に設けられる第２二重管と、該第１二重管と第２二重管とを接続する接続部を有し、
該接続部の下流側に配設された前記第１二重管の内管である第１内管の端部を排気ガスの上流側に向けて円錐状に拡開させた拡管部を有し、同拡管部に続く端縁部を前記第１二重管の外管である第１外管の内側に内接させて前記第１二重管を形成し、
前記第２二重管の接続部側の端部は、前記第２二重管の外管である第２外管より前記第２二重管の内管である第２内管が突出して形成され、前記接続部は、第２内管の端部を前記拡管部に近接させ、かつ、前記第１外管の端部と前記第２外管の端部とが当接し、該当接部を溶接したことを特徴とする中空二重管の接続構造。
前記接続部の前記第１内管と前記第２内管は、排気ガス流によって高温化されて熱膨張した時に接触しないような隙間を存して接続されることを特徴とする請求項１に記載の中空二重管の接続構造。