JP2004162594A

JP2004162594A - Exhaust emission control device for diesel engine

Info

Publication number: JP2004162594A
Application number: JP2002329013A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Sakurai; 眞一郎櫻井; Seiichi Maruyama; 誠一丸山; Yoshinori Watanabe; 義則渡邊
Original assignee: Hoei Kogyo KK; Hoei Industries Co Ltd; S&S Engineering Corp
Current assignee: Hoei Kogyo KK; Hoei Industries Co Ltd; S&S Engineering Corp
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-06-10
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: JP4341886B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a lowering of durability by absorbing the thermal expansion of an inner pipe to an outer drum and a filter independently in an exhaust emission control device for a diesel engine. <P>SOLUTION: Exhaust from the diesel engine flows into the inner pipe 500 and then passes through a filter part 200 disposed at the outer periphery of the inner pipe 500 and incorporating an oxidation catalyst 300. A downstream separator 540 for supporting the inner pipe 500 to the outer drum 111 of a casing 110 is made slidable relative to the outer drum 111, and a downstream holding plate 220 for supporting the filter part 200 to the inner pipe 500 is made slidable relative to the inner pipe 500. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル・エンジンから排出された排気中のパーティキュレート・マター（粒子状物質）を捕捉して燃焼するディーゼル・エンジンの排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル・エンジンは、低燃料消費率といった好ましい特性を有するものの、パーティキュレート・マターを多量に排出する。ディーゼル・エンジンにおけるこのパーテルキュレート・マターの発生は、同じくディーゼル・エンジンから同時に排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）とトレードオフの関係にあり、ディーゼル・エンジンでの燃焼過程でこれら両者を同時に低減するのは非常に困難である。
【０００３】
この場合、窒素酸化物の方はアンモニアを用いて処理することが可能であるが、アンモニアを車両に搭載することは、漏れなどが生じる虞があり好ましくない。そこで、ディーゼル・エンジン内での燃焼にあっては、車両上で排気処理が難しい窒素酸化物の方の発生を抑えるようにし、パーティキュレート・マターの方の低減は、ディーゼル・エンジンから排出された排気中に含まれたパーティキュレート・マターを排気系の途中に設けたフィルタ部にて捕捉するとともに、このフィルタ部が目詰まりを起こさないように所定の頻度でパーティキュレート・マターを燃焼させるようにしている。
【０００４】
このパーティキュレート・マターの燃焼にあっては、パーティキュレート・マターが約６００℃以上の高温でなければ燃焼しないこと、また市内走行などの通常の走行時では排気温度が消音器近くでは２００℃以上まで上がることがほとんどないことから、フィルタ部で補足したパーティキュレート・マターの燃焼を促進するには、酸化触媒や電気ヒーターを利用している。
【０００５】
このような従来のディーゼ・エンジンの排気浄化装置としては、筒状の筐体の内部で軸方向に伸びるインナ・パイプに流入してきた排気が、インナ・パイプの外周壁に設けた流出孔からインナ・パイプの半径方向外側に配置したフィルタ部へ流入するように構成されたものがある（特許文献１参照）。排気は、フィルタ部を通過する際、パーティキュレート・マターがフィルタ部で捕捉され、フィルタ部から流出した残りの排気のみが排気浄化装置から外部へ排出される。一方、フィルタ部で捕捉されたパーティキュレート・マターは、適宜電気ヒーターにより加熱されて燃焼し灰となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２５６８４３号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、酸化触媒や電気ヒーター等によりパーティキュレート・マターが燃焼するときに生じる高温域から、パーティキュレート・マターが捕捉されたまま燃焼されないときの低温域、あるいはエンジン停止時での外気温と同じ温度域までの広い温度範囲に晒されるので、フェライト系鋼製などで製造されるインナ・パイプと、発泡石骨粒やセラミック系の材料等で製造されるフィルタ部とに熱膨張が生じ、これらの耐久性を低下させることがあるといった問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、インナ・パイプとフィルタ部とにおける熱膨張をそれぞれ独立して吸収しこれらの耐久性の低下を防止できるようにしたディーゼル・エンジンの排気浄化装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、ディーゼル・エンジンから排出された排気が流入する排気入口部および排気が流出する排気出口部をそれぞれ有する筒状の筐体と、筐体内にこの軸方向に沿って配置された筒状の外周壁を有し、外周壁にこの内外を連通するように設けた流出孔を介して、排気入口部から外周壁の内部へ導入された排気を外周壁の外部へ流出させるインナ・パイプと、インナ・パイプと筐体との間に配置され、インナ・パイプの流出孔から流入してきた排気中のパーティキュレート・マターを捕捉するフィルタ部と、インナ・パイプと筐体との間に配置され、フィルタ部で捕捉したパーティキュレート・マターの燃焼を促進する燃焼促進部と、を備えたディーゼル・エンジンの排気浄化装置において、インナ・パイプを筐体に支持するセパレータがインナ・パイプと筐体のうちの一方に固定されインナ・パイプと筐体のうちの他方に対し軸方向にスライド可能とされるとともに、フィルタ部の端部をインナ・パイプに支持する保持プレートがインナ・パイプに対し軸方向にスライド可能とされていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、請求項１に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、排気浄化装置が高温となったとき、インナ・パイプを筐体に支持するセパレータがインナ・パイプと筐体のうちの他方に対しこの軸方向にスライドし、フィルタ部の端部をインナ・パイプに支持する保持プレートがインナ・パイプに対しこの軸方向にスライドすることにより、インナ・パイプとフィルタ部との熱膨張をそれぞれ独立して吸収しこれらの耐久性の低下を防止できる。また高温状態から低温に戻るときも、上記同様にセパレータ、保持プレートがそれぞれ独立して上記とは逆方向にスライドしながら熱収縮を吸収するので、この場合にも耐久性の低下を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記保持プレートと上記セパレータとにより、これらの間に膨張室を形成したことを特徴としている。
【００１１】
したがって、請求項２に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、フィルタ部とインナ・パイプをそれぞれ支持する保持プレートとセパレータとを膨張室を形成するための仕切り板に兼用することにより、部品を増やすことなくフィルタ部から排出された排気を膨張室にて急膨張させ消音することが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記インナ・パイプと上記筐体のうちのセパレータが固定される一方が、インナ・パイプであることを特徴としている。
【００１３】
したがって、請求項３に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、インナ・パイプをセパレータと一体で筐体から容易に引き抜くことが可能な構造となるように製造できるので、フィルタ部や酸化触媒の洗浄や交換などを簡単に実行することができる。
【００１４】
請求項４に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記保持プレートと上記セパレータとが、フィルタ部の下流側にあるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
したがって、請求項４に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、保持プレートとセパレータとで膨張室を形成する場合、膨張室がフィルタ部の下流に位置するようになるので、フィルタ部へ流入する排気の温度低下を小さく抑えてパーティキュレート・マターの燃焼を促進しながら、その後、膨張室での膨張による排気の消音が可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記フィルタ部を、一方が保持プレートで保持されるとともに、他方がスライドするセパレータと別の位置でインナ・パイプを筐体に支持する別セパレータで保持されるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
したがって、請求項５に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、保持プレートと反対側におけるフィルタ部の保持に、保持プレートを必要とせず、もともとインナ・パイプの筐体への支持に必要な別セパレータを兼用するようにしたので、保持プレートがその分不要となり、コストおよび重量の低減、寸法の短縮が可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記セパレータが、筐体の排気出口部側を塞ぐプレートとの間に下流側の膨張室を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
したがって、請求項６に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、インナ・パイプを筐体に支持するのにもともと必要なセパレータと筐体の排気出口部側を塞ぐのにもともと必要であったプレートとの双方で、下流側の膨張室を形成するようにしたので、上流側と下流側とにそれぞれ膨張室を安価に形成して、消音効果を高めることが可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記下流側の膨張室が、保持プレートとセパレータの間に形成した上流側の膨張室より大きい容積を有し、セパレータに設けた連通孔を介して上流側の膨張室に連通するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
したがって、請求項７に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、消音効果が高まり、その消音のチューニングも容易になるのに加え、同じ長さの排気浄化装置でもフィルタ部の長さをインナ・パイプの長さ近くまで長くとることが可能となり、パーティキュレート・マターを捕捉するフィルタ部の容量を大きく設定することができる。
【００２２】
請求項８に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記セパレータが、下流側の膨張室と上流側の膨張室とを連通する干渉パイプを有するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
したがって、請求項８に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、干渉パイプの存在により排気の消音効果をさらに高めることができ、その消音のチューニング幅も広くなる。
【００２４】
請求項９に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記フィルタ部が、燃焼促進部を内蔵するようにしたことを特徴とする。
【００２５】
したがって、請求項９に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、フィルタ部と燃焼促進部との両方での熱膨張を同じ部品のセパレータと保持プレートで吸収でき、コストや重量の低減が可能となる。
【００２６】
請求項１０に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、インナ・パイプが、排気出口部側が塞がれていることを特徴とする。
【００２７】
したがって、請求項１０に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、排気浄化装置に流入した排気が確実にフィルタ部を通るようにしてパーティキュレータ・マターの捕捉量を上げることが可能となる。この場合、インナ・パイプおよびフィルタ部はより高熱となることがあるが、セパレータや保持プレートのスライドによりそれらの熱膨張を独立して吸収でき耐久性の低下を防ぐことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態としてのディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００の断面側面図である。
排気浄化装置１００は、筒状の筐体１１０を有し、この筐体１１０にフィルタ部２００や酸化触媒３００（燃焼促進部）を内蔵している。
【００２９】
筐体１１０は、金属製であって、その両端が開口された円筒状のアウタ・ドラム１１１と、アウタ・ドラム１１１の上流側の開口部１１１ａに取り付けられてこの開口部１１１ａを塞ぐインレット側エンド・プレート１１２と、アウタ・ドラム１１１の下流側の開口部１１１ｂに取り付けられてこの開口部１１１ｂを塞ぐアウトレット側エンド・プレート１１３とを有している。
【００３０】
インレット側エンド・プレート１１２は、この中心部分に形成した貫通孔１１２ａにインレット・パイプ（排気入口部）１１４が貫通させられ、このインレット側エンド・プレート１１２の貫通孔１１２ａの内周部分にインレット・パイプ１１４の中間部分が溶接で固定されている。一方、インレット側エンド・プレート１１２の外周部分は、アウタ・ドラム１１１の上流側の開口部１１１ａに嵌め合わされ、溶接にて互いに固着される。
【００３１】
インレット・パイプ１１４は、この上流側端部分に固着されたフランジ１１５とディーゼル・エンジン側の排気管（図示せず）のフランジ（図示せず）とがガスケットを挟んだ状態で組み合わされ、ボルト（図示せず）により固定される。また、インレット・パイプ１１４の下流側端部分は、円盤状のインレット側セパレート・プレート１１６の中心位置に形成された貫通孔１１６ａを貫通させられ、インレット側セパレート・プレート１１６の貫通孔１１６ａの内周部分に溶接で固着される。インレット側セパレート・プレート１１６の外周部分は、アウタ・ドラム１１１のインレット側エンド・プレート１１２より下流側となる位置に溶接にて固着される。
【００３２】
インレット側エンド・プレート１１２とインレット側セパレート・プレート１１６とには、中心線より図中上方となる位置においてそれらを貫通するカラー１１７が固着される。このカラー１１７の内部には、温度センサ４００が挿入される。なお、この温度センサ４００は、フィルタ部２００内部の温度を検出するためのものであり、検出部分がフィルタ部２００内まで伸ばされている。
【００３３】
インレット・パイプ１１４の下流には、これと同軸で若干径が大きく設定されたインナ・パイプ５００が軸線方向下流側に向かって伸ばされている。インナ・パイプ５００の外周壁には半径方向に孔あけした多数の流出孔５１０（流出孔５１０は、図を見やすくするため、便宜上、図１中には１個のみを描いてある。）が設けられて、インナ・パイプ５００の外周壁の内部と外部とを連通するようにしてある。なお、インナ・パイプ５００の上流側は、開口されたままとされているが、下流側端の内周部分には、円形プレート５２０が取り付けられて排気がその下流端から軸方向に流出しないように閉じられている。
【００３４】
また、インナ・パイプ５００の上流端の外周部分には、上流側セパレータ５３０の内周部分が溶接により固着されており、この上流側セパレータ５３０の外周部分は、インレット側セパレート・プレート１１６より下流側の位置でアウタ・ドラム１１１の内周面に当接されている。なお、この上流側セパレータ５３０は、インレット・パイプ１１４から流入してきた排気がフィルタ部２００に直接流入することがないように形成してあり、この結果、インレット・パイプ１１４から流入してきた排気は、すべてインナ・パイプ５００へ流れ込むようにしてある。
【００３５】
同様に、インナ・パイプ５００の下流端の外周部分には、下流側セパレータ５４０の内周部分が溶接により固着されている。この下流側セパレータ５４０には、複数の連通孔５４５が周上に形成されてフィルタ部２００から流出してきた排気をアウトレット・パイプ１１９へ流すようにしてある。また、下流側セパレータ５４０の外周部分は、上流側セパレータ５３０より下流側の位置でアウタ・ドラム１１１の内周面に当接するようにしてある。
このようにして、下流側セパレータ５４０と上流側セパレータ５３０とでインナ・パイプ５００を筐体１１０のアウタ・ドラム１１１に支持する。
【００３６】
なお、下流側セパレータ５４０は、上流側セパレータ５３０よりわずかに径を小さく設定しておき、インナ・パイプ５００が軸方向に熱膨張したとき、下流側セパレータ５４０側がアウタ・ドラム１１１に対しスライドして熱膨張差を吸収し、また逆に温度が冷えて収縮したら下流側セパレータ５４０側がアウタ・ドラム１１１に対しスライドしそのときの収縮差を吸収するようにしてある。
【００３７】
また、インナ・パイプ５００の下流側セパレータ５４０から上流側へ所定距離だけ離れた位置には、インナ・パイプ５００に対しスライド可能にしてインナ・パイプ５００の外周に支持された下流側保持プレート２２０が設けられる。この結果、下流側保持プレート２２０と下流側セパレータ５４０との間には、上流側膨張室６００が形成されることとなる。
【００３８】
上流側セパレータ５３０の下流側の面に上流側クッションシート付きプレート２１０が当接した状態でインナ・パイプ５００の外周壁の上流側端部分に保持される。これと同様に、下流側保持プレート２２０の上流側面にも下流側クッションシート付きプレート２３０が当接した状態でインナ・パイプ５００の外周壁の下流側端部分に保持される。
なお、上流側セパレータ５３０と上流側クッションシート付きプレート２１０とは、温度センサ４００の検出部が貫通し、この検出部がフィルタ部２００の内部まで入るようにしてある。
【００３９】
上流側クッションシート付きプレート２１０と下流側クッションシート付きプレート２３０との各外周部分は、それぞれパンチ・メタルのように孔を多数設けられた金属プレートを筒状に形成した第１インナ・ドラム２４０とこの内側に配置した第２インナ・ドラム２５０との各端部に連結されている。
【００４０】
第１インナ・ドラム２４０は、アウタ・ドラム１１１から半径方向内側に所定距離だけ離されて、第１インナ・ドラム２４０の外周面とアウタ・ドラム１１１の内周面との間に形成された筒状の空間が上流側膨張室６００に連通するようにしてある。
第２インナ・ドラム２５０は、第１インナ・ドラムの内側にあって、インナ・パイプ５００から所定距離だけ離されている。
第１インナ・ドラム２４０と内側の第２インナ・ドラム２５０との間には、炭素繊維などからなるメッシュ・フィルタ２６０が挿入されている。
【００４１】
第２インナ・ドラム２５０の内周面とインナ・パイプ５００の外周面との間で、かつ上流側クッションシート付きプレート２１０と下流側クッションシート付きプレート２３０とで挟まれた空間には、微細孔を有する発泡石骨粒２７０を多数充満させてある。この発泡石骨粒２７０は、排気中のパーティキュレート・マターをその表面や微細孔に付着させることにより捕捉可能に形成してある。
【００４２】
なお、上流側セパレータ５３０、下流側保持プレート２２０、第１インナ・ドラム２４０、第２インナ・ドラム２５０、メッシュ・フィルタ２６０、上流側クッションシート付きプレート２１０、下流側クッションシート付きプレート２３０、発泡石骨粒２７０は、本発明のフィルタ部２００を構成する。
【００４３】
発泡石骨粒２７０の表面には、低温域で酸化触媒機能を発揮する白金などの貴金属系の触媒と、高温域で酸化触媒機能を発揮するニッケルなどの卑金属系の触媒とからなる酸化触媒３００とが混ぜ合わせた状態で浸透させ固着させてある。
【００４４】
アウタ・ドラム１１１の下流側端の開口部１１１ｂには、下流側エンド・プレート１１３の外周部分が嵌め合わされ、この部分で溶接により互いに固着される。下流側エンド・プレート１１３の中心部分に形成した貫通孔１１３ａには、アウトレット・パイプ（排気出口部）１１８の中間部分が貫通させられて、この下流側エンド・プレート１１３の貫通孔１１３ａの内周部分にアウトレット・パイプ１１８の中間部分が溶接により固着される。
【００４５】
アウトレット・パイプ１１８の下流側端には、フランジ１１９が固着されて、このフランジ１１９が、より下流側の排気管（図示せず）のフランジ（図示せず）にガスケット（図示せず）を挟んだ状態でボルト（図示せず）により固定される。
【００４６】
アウトレット・パイプ１１８の上流側端は、円盤状の下流側セパレート・プレート１２０の貫通孔１２０ａの内周部分に溶接により固着される。下流側セパレート・プレート１２０の外周部分は、アウタ・ドラム１１１の内周面に当接させられている。下流側セパレート・プレート１２０は、排気を貫通させないように形成してあり、フィルタ部２００から流出された排気をすべてアウトレット・パイプ１１８へ流し込むように構成してある。
【００４７】
下流側セパレート・プレート１２０と下流側セパレータ５４０との間には、上流側膨張室６００より容積が大きい下流側膨張室７００が形成され、下流側膨張室７００が上流側膨張室６００へ下流側セパレータ５４０の連通孔５４５を介して連通されている。
【００４８】
次に、上記ディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００の作用につき説明する。
ディーゼル・エンジンから排出された排気は、図示しない上流側排気管を通ってインレット・パイプ１１４から排気浄化装置１００の内部へ流入する。このインレット・パイプ１１４から流入した排気は、すべてインナ・パイプ５００内へ流れ込む。インナ・パイプ５００内に流れ込んだ排気は、インナ・パイプ５００の下流側端がプレート２２０で塞がれているので、インナ・パイプ５００の外周壁に設けた多数の流出孔５１０から半径方向外側へ流れ出てフィルタ部２００の内部へ流入していく。
【００４９】
排気は、フィルタ部２００の中を半径方向外側へ向かって流れるうちに、排気中に含まれたパーティキュレート・マターが、フィルタ部２００内の発泡石骨粒２７０の表面に付着したり発泡石骨粒２７０の微細孔に入り込んだりして捕捉される。大部分のパーティキュレート・マターを捕捉された残りの排気は、第２インナ・ドラム２５０を通ってフィルタ部２００のメッシュ・フィルタ２６０にてさらに細かいパーティキュレート・マターがここで捕捉された後、フィルタ部２００の外周にある第１インナ・ドラム２４０から半径方向外側へと流出する。
【００５０】
このようにしてフィルタ部２００から流出した排気は、続いて上流側膨張室６００へ流れ込み、ここで膨張してその勢いを減じ、排気音が低減される。そして、下流側セパレータ５４０の連通孔５４５を通じて再びより広い下流側の膨張室７００へ流入し、ここで再度膨張してその勢いをさらに減じ、排気音がさらに低減されてアウタ・パイプ１１８から図示しない排気管を通して大気中へ排出される。
【００５１】
フィルタ部２００に捕捉された排気中のパーティキュレート・マターは、ディーゼル・エンジンが高速運転や高負荷運転となり排気温度が上昇すると、酸化触媒３００、すなわち発泡石骨粒２７０の表面に付着した貴金属系の酸化触媒により、低い温度で燃焼し始める。この結果さらに高温になっていくと、貴金属系の酸化触媒の触媒効果が低下していくが、今度は卑金属系の酸化触媒が効き始め、パーティキュレート・マターをさらに燃焼していく。このようにして、有害なパーティキュレート・マターを燃焼して灰に変えるとともに、フィルタ部２００の目詰まりを防ぐことが可能となる。
【００５２】
一方、上記高温にさらされた排気浄化装置１００の各部品は、熱膨張するが、部位や材料にて熱膨張量が異なる。特に、フィルタ部２００とインナ・パイプ５００とは、高温にさらされ熱膨張量が大きく異なる。また燃焼状態に応じて半径方向内外で温度が異なることもある。
このように高温となって、インナ・パイプ５００が熱膨張すれば、インナ・パイプ５００の軸方向（図中右側）への膨張とともに下流側セパレータ５４０も移動するが、この場合、下流側セパレータ５４０の外周部分がアウタ・ドラム１１１の内周面に沿って軸方向へスライドしてこれら間の熱膨張差を吸収する結果、これに起因した歪が小さく抑えられる。
【００５３】
一方、フィルタ部２００も上記インナ・パイプ５００とは異なった熱膨張量で熱膨張し、酸化触媒３００や発泡石骨粒２７０を保持する保持プレート２２０も移動するが、この内周部分がインナ・パイプ５００に対しスライドしてこれら間の熱膨張差を吸収するので、フィルタ部２００にも大きな歪が発生するのを抑えられることになる。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００は、インナ・パイプ５００を筐体１１０のアウタ・ドラム１１１に支持する下流側セパレータ５４０をアウタ・ドラム１１１に対してスライド可能とするとともに、フィルタ部２００をインナ・パイプ５００に支持する下流側保持プレート２２０をインナ・パイプ５００に対してスライド可能にしたので、インナ・パイプ５００のアウタ・ドラム１１１やフィルタ部２００に対する熱膨張をそれぞれ独立して吸収でき、耐久性の低下を防ぐことができる。
【００５５】
また、熱膨張を吸収する下流側セパレータ５４０の兼用により、上流側と下流側にそれぞれ膨張室６００、７００を形成するようにしたので、消音効果を高めながら排気浄化装置１００を安価、軽量に、また軸方向の短縮することが可能となる。また、この下流側セパレータ５４０の位置を調整することで、各種ディーゼル・エンジンや排気系、またそれらの運転域に応じた消音効果のチューニングが可能となる。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施の形態であるディーゼル・エンジンの排気浄化装置につき説明する。
図２は本発明の第２の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置８００の断面を示す。
なお、このディーゼル・エンジンの排気浄化装置８００の構成要素のうち、第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００と実質的に同等の部分については、同じ番号を付し、それらの説明を省略する。
この排気浄化装置８００では、下流側セパレータ５４０に上流側膨張室６００側へ突出し、かつ上流側膨張室６００と下流側膨張室７００とを連通する干渉パイプ９００を設けている。他の構成は、第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００と実質的に同等である。
【００５７】
このように構成した排気浄化装置８００は、干渉パイプ９００を追加することにより、下流側セパレータ５４０の位置とともに干渉パイプ９００の位置や長さ、あるいは径の大きさなどを併せてチューニングすることにより排気の消音効果をさらに高めることができ、そのチューニング幅が広くなる。
【００５８】
なお、上記各実施の形態に代え、本発明では下記のような変更や修正を施してもよい。
すなわち、スライドさせるセパレータや保持プレートは、下流側のものではなく、上流側のセパレータや保持プレートであってもよい。また、インナ・パイプ５００のスライド可能なセパレータは、セパレータをアウタ・ドラム１１１側に固定してインナ・パイプ５００側をスライドさせるようにしても良い。
【００５９】
さらに、本発明では、インレット側エンド・プレート１１２とアウトレット側エンド・プレート１１３をアウタ・ドラム１１１に溶接で固着しているが、少なくとも一方をフランジとボルトによる結合とし、これらを外すことでインナ・パイプ５００とフィルタ部２００とがアウタ・ドラム１１１から取り外し可能としてフィルタ部２０の洗浄や交換ができるようにしても良い。この場合、セパレータがインナ・パイプ５００から取り外せるようにボルト等にて固定にしてフィルタ部２００をインナ・パイプ５００から軸方向に引き抜き可能にしたり、あるいはフィルタ部２００を半開き可能にするなどして半径方向外側へ外せるようにしたりすると良い。
【００６０】
また、燃焼促進部として酸化触媒の代わりに電気ヒーター等を用いるようにしても良い。燃焼促進部は、フィルタ部に内蔵するのではなく、フィルタ部の上流側に設けても良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置はインナ・パイプを筐体に支持するセパレータを筐体またはインナ・パイプに対してスライド可能とするとともに、フィルタ部をインナ・パイプに支持する保持プレートをインナ・パイプに対してスライド可能にしたので、インナ・パイプのアウタ・ドラムやフィルタとの間の熱膨張をそれぞれ独立して吸収してこれらの耐久性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置の断面側面図
【図２】本発明の第２の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置の断面側面図
【符号の説明】
１００排気浄化装置
１１０筐体
１１１アウタ・ドラム
１１２インレット側エンド・プレート
１１３アウトレット側エンド・プレート
１１４インレット・パイプ
１１６上流側セパレート・プレート
１１８アウトレット・パイプ
１２０下流側セパレート・プレート
２００フィルタ部
２１０上流側クッションシート付きプレート
２２０保持プレート
２４０第１インナ・ドラム
２５０第２インナ・ドラム
２６０メッシュ・フィルタ
２３０下流側クッションシート付きプレート
３００酸化触媒
４００温度センサ
５００インナ・パイプ
５１０流出孔
５３０上流側セパレータ
５４０下流側セパレータ
５４５連通孔
６００上流側膨張室
７００下流側膨張室
８００排気浄化装置
９００干渉パイプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a diesel engine exhaust purification device that captures and burns particulate matter (particulate matter) in exhaust gas discharged from a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
Diesel engines have favorable properties, such as low fuel consumption, but emit large amounts of particulate matter. The generation of this particulate matter in a diesel engine is also in a trade-off relationship with the nitrogen oxides (NOx) emitted simultaneously from the diesel engine, and both of them are simultaneously reduced during the combustion process in the diesel engine. It is very difficult to do.
[0003]
In this case, the nitrogen oxide can be treated using ammonia, but mounting ammonia on a vehicle is not preferred because of the possibility of leakage. Therefore, in the case of combustion in a diesel engine, the emission of nitrogen oxides, which are difficult to treat on the vehicle, was reduced, and the reduction of particulate matter was reduced from the diesel engine. The particulate matter contained in the exhaust gas is captured by a filter provided in the middle of the exhaust system, and the particulate matter is burned at a predetermined frequency so as not to cause clogging of the filter. ing.
[0004]
In the combustion of the particulate matter, the particulate matter does not burn unless it is at a high temperature of about 600 ° C. or more, and the exhaust temperature is 200 ° C. near the silencer during normal running such as running in the city. Since there is almost no increase, the oxidation catalyst and electric heater are used to promote the combustion of the particulate matter captured by the filter section.
[0005]
In such a conventional diesel engine exhaust purification device, exhaust gas flowing into an inner pipe extending in an axial direction inside a cylindrical housing is supplied to an inner hole through an outlet hole provided in an outer peripheral wall of the inner pipe. There is one configured to flow into a filter portion arranged radially outside the pipe (see Patent Document 1). When the exhaust gas passes through the filter section, the particulate matter is captured by the filter section, and only the remaining exhaust flowing out of the filter section is discharged from the exhaust purification device to the outside. On the other hand, the particulate matter captured by the filter unit is appropriately heated by an electric heater and burns to form ash.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-256843 (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional exhaust purification device for a diesel engine has a problem in that when the particulate matter is not burned while being captured from a high temperature range generated when the particulate matter is burned by an oxidation catalyst, an electric heater, or the like. Since it is exposed to a low temperature range or a wide temperature range up to the same temperature range as the outside air temperature when the engine is stopped, inner pipes made of ferritic steel etc. and foamed stone bone particles or ceramic materials etc. There has been a problem that thermal expansion occurs between the filter unit and the filter unit to be manufactured, and the durability thereof may be reduced.
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and has been made to solve the above-described problems. The exhaust of a diesel engine is configured to independently absorb thermal expansion in an inner pipe and a filter portion and prevent a decrease in durability thereof. Provide a purification device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the first aspect of the present invention includes a cylindrical housing having an exhaust inlet portion into which exhaust gas discharged from the diesel engine flows and an exhaust outlet portion from which exhaust gas flows out, It has a cylindrical outer peripheral wall arranged along this axial direction in the housing, and is introduced into the outer peripheral wall from the exhaust inlet through an outflow hole provided to communicate the inner and outer sides with the outer peripheral wall. Pipe that discharges exhaust air to the outside of the outer peripheral wall, and a filter unit that is disposed between the inner pipe and the housing and that captures particulate matter in the exhaust gas that has flowed in from the outlet hole of the inner pipe. And a combustion promoting unit disposed between the inner pipe and the housing and promoting the combustion of the particulate matter captured by the filter unit. In addition, a separator that supports the inner pipe in the housing is fixed to one of the inner pipe and the housing, and is slidable in the axial direction with respect to the other of the inner pipe and the housing. A holding plate for supporting the end of the portion on the inner pipe is slidable in the axial direction with respect to the inner pipe.
[0009]
Therefore, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the first aspect of the present invention, when the exhaust gas purifying apparatus has a high temperature, the separator for supporting the inner pipe in the housing is formed of the inner pipe and the housing. On the other hand, by sliding in the axial direction with respect to the other, the holding plate that supports the end of the filter portion to the inner pipe slides in the axial direction with respect to the inner pipe, thereby reducing the thermal expansion of the inner pipe and the filter portion. They can be absorbed independently of each other to prevent a decrease in their durability. Also, when the temperature returns from the high temperature to the low temperature, the separator and the holding plate absorb the heat shrinkage while sliding in the opposite direction independently from each other as described above, so that a decrease in durability can be prevented in this case as well.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein an expansion chamber is formed between the holding plate and the separator.
[0011]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the second aspect of the present invention uses the holding plate and the separator, which support the filter unit and the inner pipe, as a partition plate for forming an expansion chamber. In addition, the exhaust gas discharged from the filter unit can be rapidly expanded in the expansion chamber to reduce noise without increasing the number of components.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, one of the inner pipe and one of the casings, to which the separator is fixed, is an inner pipe.
[0013]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the third aspect of the present invention can be manufactured so as to have a structure in which the inner pipe can be easily pulled out of the housing integrally with the separator. Cleaning and replacement of the oxidation catalyst can be easily performed.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein the holding plate and the separator are located downstream of the filter unit.
[0015]
Therefore, in the exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to the present invention, when the expansion chamber is formed by the holding plate and the separator, the expansion chamber is located downstream of the filter section. While the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas is kept small to promote the combustion of the particulate matter, the exhaust gas can be silenced by expansion in the expansion chamber.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, one of the filter parts is held by a holding plate, and the other part is an inner pipe at a different position from the sliding separator. It is characterized in that it is held by another supporting separator.
[0017]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention does not require a holding plate for holding the filter unit on the side opposite to the holding plate, and originally supports the inner pipe to the housing. Since a necessary separate separator is also used, a holding plate is not required to that extent, so that cost, weight and size can be reduced.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention, the separator forms a downstream expansion chamber between the separator and a plate closing the exhaust outlet side of the housing. And
[0019]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention described in claim 6 is originally required for supporting the inner pipe on the casing and for closing the separator and the exhaust outlet side of the casing. Since the downstream expansion chamber is formed by both the existing plate and the existing plate, the expansion chambers can be formed at low cost on the upstream side and the downstream side, respectively, and the noise reduction effect can be enhanced.
[0020]
In the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention, the downstream expansion chamber has a larger volume than an upstream expansion chamber formed between the holding plate and the separator, and is provided in the separator. And communicating with the upstream expansion chamber through the communication hole.
[0021]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention according to the present invention has a high noise reduction effect, and can easily tune the noise reduction. Can be increased to near the length of the inner pipe, and the capacity of the filter section for capturing particulate matter can be set large.
[0022]
According to an eighth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, the separator has an interference pipe that communicates the downstream expansion chamber and the upstream expansion chamber.
[0023]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention described in claim 8 can further enhance the silencing effect of the exhaust gas due to the presence of the interference pipe, and the tuning range of the silencing can be widened.
[0024]
According to a ninth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, the filter unit has a built-in combustion promoting unit.
[0025]
Therefore, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the ninth aspect of the present invention, the thermal expansion in both the filter section and the combustion promoting section can be absorbed by the separator and the holding plate of the same parts, thereby reducing cost and weight. Becomes possible.
[0026]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust purification device for a diesel engine according to the present invention, wherein the inner pipe is closed at an exhaust outlet side.
[0027]
Therefore, the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention can increase the amount of trapped particulate matter by ensuring that the exhaust gas flowing into the exhaust gas purifying apparatus passes through the filter section. Become. In this case, the inner pipe and the filter section may have higher heat, but the thermal expansion of the inner pipe and the filter section can be absorbed independently by the sliding of the separator and the holding plate, thereby making it possible to prevent a decrease in durability.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional side view of a diesel engine exhaust gas purification apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.
The exhaust gas purification device 100 has a cylindrical housing 110, and the housing 110 incorporates a filter unit 200 and an oxidation catalyst 300 (combustion promoting unit).
[0029]
The housing 110 is made of metal and has a cylindrical outer drum 111 having both ends opened, and an inlet-side end attached to the opening 111a on the upstream side of the outer drum 111 to close the opening 111a. -It has a plate 112 and an outlet end plate 113 attached to the opening 111b on the downstream side of the outer drum 111 and closing the opening 111b.
[0030]
In the inlet-side end plate 112, an inlet pipe (exhaust inlet) 114 is made to pass through a through hole 112 a formed in the center portion. An intermediate portion of the pipe 114 is fixed by welding. On the other hand, the outer peripheral portion of the inlet end plate 112 is fitted into the opening 111a on the upstream side of the outer drum 111, and is fixed to each other by welding.
[0031]
The inlet pipe 114 is combined with a flange 115 fixed to the upstream end portion and a flange (not shown) of an exhaust pipe (not shown) on the diesel engine side with a gasket interposed therebetween, and bolts ( (Not shown). Further, the downstream end portion of the inlet pipe 114 is made to pass through a through hole 116a formed at the center of the disk-shaped inlet-side separate plate 116, and the inner periphery of the through-hole 116a of the inlet-side separate plate 116 is formed. It is fixed to the part by welding. The outer peripheral portion of the inlet-side separate plate 116 is fixed by welding to a position downstream of the inlet-side end plate 112 of the outer drum 111.
[0032]
A collar 117 that penetrates the inlet-side end plate 112 and the inlet-side separate plate 116 at a position above the center line in the figure is fixed. The temperature sensor 400 is inserted inside the collar 117. The temperature sensor 400 is for detecting the temperature inside the filter section 200, and the detection portion is extended to the inside of the filter section 200.
[0033]
Downstream of the inlet pipe 114, an inner pipe 500, which is coaxial with and slightly larger in diameter, extends toward the downstream side in the axial direction. On the outer peripheral wall of the inner pipe 500, a number of outflow holes 510 drilled in the radial direction are provided (only one outflow hole 510 is drawn in FIG. 1 for the sake of convenience in order to make the drawing easy to see). Then, the inside and the outside of the outer peripheral wall of the inner pipe 500 are communicated with each other. Although the upstream side of the inner pipe 500 is left open, a circular plate 520 is attached to the inner peripheral portion at the downstream end so that exhaust gas does not flow out from the downstream end in the axial direction. Is closed.
[0034]
The inner peripheral portion of the upstream separator 530 is fixed to the outer peripheral portion of the upstream end of the inner pipe 500 by welding, and the outer peripheral portion of the upstream separator 530 is located downstream of the inlet-side separate plate 116. Is in contact with the inner peripheral surface of the outer drum 111. The upstream separator 530 is formed so that the exhaust gas flowing from the inlet pipe 114 does not directly flow into the filter unit 200. As a result, the exhaust gas flowing from the inlet pipe 114 is Everything flows into the inner pipe 500.
[0035]
Similarly, an inner peripheral portion of the downstream separator 540 is fixed to an outer peripheral portion of the downstream end of the inner pipe 500 by welding. A plurality of communication holes 545 are formed on the periphery of the downstream separator 540 so that exhaust gas flowing out of the filter unit 200 flows to the outlet pipe 119. The outer peripheral portion of the downstream separator 540 is configured to abut on the inner peripheral surface of the outer drum 111 at a position downstream of the upstream separator 530.
In this manner, the inner pipe 500 is supported by the outer drum 111 of the housing 110 by the downstream separator 540 and the upstream separator 530.
[0036]
The diameter of the downstream separator 540 is set slightly smaller than that of the upstream separator 530, and when the inner pipe 500 thermally expands in the axial direction, the downstream separator 540 slides with respect to the outer drum 111. The difference in thermal expansion is absorbed, and conversely, when the temperature cools and contracts, the downstream separator 540 slides against the outer drum 111 to absorb the difference in contraction at that time.
[0037]
A downstream holding plate 220 slidable with respect to the inner pipe 500 and supported on the outer periphery of the inner pipe 500 is provided at a position away from the downstream separator 540 by a predetermined distance on the upstream side of the inner pipe 500. Provided. As a result, an upstream expansion chamber 600 is formed between the downstream holding plate 220 and the downstream separator 540.
[0038]
The plate 210 with the upstream cushion sheet is held at the upstream end portion of the outer peripheral wall of the inner pipe 500 in a state where the plate 210 with the upstream cushion sheet is in contact with the surface on the downstream side of the upstream separator 530. Similarly, the plate 230 with the downstream cushion sheet is held at the downstream end portion of the outer peripheral wall of the inner pipe 500 in a state where the plate 230 with the downstream cushion sheet is in contact with the upstream side surface of the downstream holding plate 220.
In addition, the detection part of the temperature sensor 400 penetrates the upstream separator 530 and the plate 210 with the upstream cushion sheet, and the detection part enters the inside of the filter part 200.
[0039]
Each of the outer peripheral portions of the upstream-side cushion sheet-equipped plate 210 and the downstream-side cushion sheet-equipped plate 230 has a first inner drum 240 formed of a metal plate provided with a large number of holes, such as punched metal, in a cylindrical shape. It is connected to each end of the second inner drum 250 disposed inside.
[0040]
The first inner drum 240 is separated from the outer drum 111 by a predetermined distance inward in the radial direction, and is formed between the outer peripheral surface of the first inner drum 240 and the inner peripheral surface of the outer drum 111. A space in the shape of a circle communicates with the upstream expansion chamber 600.
The second inner drum 250 is inside the first inner drum and is separated from the inner pipe 500 by a predetermined distance.
A mesh filter 260 made of carbon fiber or the like is inserted between the first inner drum 240 and the inner second inner drum 250.
[0041]
In the space between the inner peripheral surface of the second inner drum 250 and the outer peripheral surface of the inner pipe 500 and between the plate 210 with the upstream cushion sheet and the plate 230 with the downstream cushion sheet, a fine hole is provided. Are filled with a large number of foamed stone grains 270 having the following formula. The foam stone particles 270 are formed so as to be trapped by adhering particulate matter in the exhaust gas to the surface and the fine pores.
[0042]
The upstream separator 530, the downstream holding plate 220, the first inner drum 240, the second inner drum 250, the mesh filter 260, the plate 210 with the upstream cushion sheet, the plate 230 with the downstream cushion sheet, the foam stone The bone particles 270 constitute the filter unit 200 of the present invention.
[0043]
An oxidation catalyst 300 composed of a noble metal based catalyst such as platinum which exhibits an oxidation catalyst function in a low temperature range and a base metal based catalyst such as nickel which exhibits an oxidation catalyst function in a high temperature range is provided on the surface of the foamed stone 270. Is permeated and fixed in a mixed state.
[0044]
The outer peripheral portion of the downstream end plate 113 is fitted into the opening 111b at the downstream end of the outer drum 111, and is fixed to each other by welding at this portion. An intermediate portion of an outlet pipe (exhaust outlet) 118 is made to pass through a through hole 113a formed in the central portion of the downstream end plate 113, and an inner periphery of the through hole 113a of the downstream end plate 113 is provided. An intermediate portion of the outlet pipe 118 is fixed to the portion by welding.
[0045]
A flange 119 is fixed to the downstream end of the outlet pipe 118, and this flange 119 sandwiches a gasket (not shown) between a flange (not shown) of a downstream exhaust pipe (not shown). It is fixed by bolts (not shown) in the state.
[0046]
The upstream end of the outlet pipe 118 is fixed to the inner peripheral portion of the through hole 120a of the disc-shaped downstream separate plate 120 by welding. The outer peripheral portion of the downstream-side separate plate 120 is in contact with the inner peripheral surface of the outer drum 111. The downstream-side separate plate 120 is formed so as not to allow exhaust gas to pass therethrough, and is configured so that all exhaust gas flowing out of the filter unit 200 flows into the outlet pipe 118.
[0047]
A downstream expansion chamber 700 having a larger volume than the upstream expansion chamber 600 is formed between the downstream separate plate 120 and the downstream separator 540, and the downstream expansion chamber 700 is connected to the upstream expansion chamber 600 by the downstream separator 600. The communication is made via communication holes 545 of the 540.
[0048]
Next, the operation of the exhaust purification device 100 for a diesel engine will be described.
The exhaust gas discharged from the diesel engine flows into the exhaust purification device 100 from the inlet pipe 114 through an upstream exhaust pipe (not shown). All the exhaust gas flowing from the inlet pipe 114 flows into the inner pipe 500. Since the downstream end of the inner pipe 500 is blocked by the plate 220, the exhaust gas flowing into the inner pipe 500 flows radially outward from the many outflow holes 510 provided in the outer peripheral wall of the inner pipe 500. It flows out and flows into the inside of the filter unit 200.
[0049]
As the exhaust gas flows radially outward through the filter unit 200, the particulate matter contained in the exhaust gas adheres to the surface of the foam stone 270 in the filter unit 200 or the foam stone The particles 270 are trapped by penetrating into the micropores. The remaining exhaust gas, in which most of the particulate matter is captured, passes through the second inner drum 250 and is filtered by the mesh filter 260 of the filter unit 200 after finer particulate matter is captured therein. It flows radially outward from the first inner drum 240 on the outer periphery of the section 200.
[0050]
The exhaust gas that has flowed out of the filter section 200 in this way subsequently flows into the upstream expansion chamber 600, where it expands to reduce its momentum, and the exhaust noise is reduced. Then, the gas again flows into the wider expansion chamber 700 on the downstream side through the communication hole 545 of the downstream separator 540, where it expands again to further reduce its momentum, and the exhaust noise is further reduced, so that it is not shown from the outer pipe 118. It is discharged into the atmosphere through an exhaust pipe.
[0051]
The particulate matter in the exhaust gas captured by the filter unit 200 shows that when the exhaust temperature rises due to the high-speed operation or high-load operation of the diesel engine, the noble metal-based material adhering to the surface of the oxidation catalyst 300, that is, the foam stone 270. Combustion starts at a low temperature due to the oxidation catalyst. As a result, when the temperature further rises, the catalytic effect of the noble metal-based oxidation catalyst decreases, but this time, the base metal-based oxidation catalyst starts to work and further burns the particulate matter. In this way, it becomes possible to burn harmful particulate matter into ash by burning, and to prevent the filter unit 200 from being clogged.
[0052]
On the other hand, each component of the exhaust gas purification device 100 exposed to the high temperature thermally expands, but the amount of thermal expansion differs depending on the site and the material. In particular, the filter section 200 and the inner pipe 500 are exposed to a high temperature and have significantly different amounts of thermal expansion. Further, the temperature may be different inside and outside the radial direction depending on the combustion state.
If the inner pipe 500 thermally expands as described above, the downstream separator 540 moves with the expansion of the inner pipe 500 in the axial direction (right side in the figure). In this case, the downstream separator 540 is used. Of the outer drum 111 slides in the axial direction along the inner peripheral surface of the outer drum 111 to absorb the difference in thermal expansion therebetween, so that distortion due to this is reduced.
[0053]
On the other hand, the filter section 200 also thermally expands with a different thermal expansion amount from the inner pipe 500, and the holding plate 220 holding the oxidation catalyst 300 and the foamed stone 270 also moves. Since it slides with respect to the pipe 500 to absorb the difference in thermal expansion between them, it is possible to suppress the occurrence of large distortion in the filter section 200.
[0054]
As described above, the exhaust gas purification apparatus 100 for a diesel engine according to the first embodiment of the present invention includes the downstream separator 540 that supports the inner pipe 500 on the outer drum 111 of the casing 110 and the outer drum 111. And the downstream holding plate 220 supporting the filter unit 200 to the inner pipe 500 is slidable with respect to the inner pipe 500, so that the outer drum 111 of the inner pipe 500 and the filter The thermal expansion of the portion 200 can be absorbed independently of each other, and a decrease in durability can be prevented.
[0055]
Further, since the expansion chambers 600 and 700 are formed on the upstream side and the downstream side, respectively, by using the downstream side separator 540 that absorbs thermal expansion, the exhaust gas purification device 100 can be made inexpensive and lightweight while enhancing the noise reduction effect. In addition, it is possible to shorten in the axial direction. Further, by adjusting the position of the downstream separator 540, it is possible to tune the silencing effect according to various diesel engines and exhaust systems, and their operating ranges.
[0056]
Next, an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 shows a cross section of an exhaust gas purification apparatus 800 for a diesel engine according to a second embodiment of the present invention.
Note that, among the components of the exhaust purification device 800 for a diesel engine, portions substantially equivalent to those of the exhaust purification device 100 for a diesel engine according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and are denoted by the same reference numerals. Description is omitted.
In the exhaust gas purification apparatus 800, an interference pipe 900 is provided on the downstream separator 540 so as to protrude toward the upstream expansion chamber 600 and communicate the upstream expansion chamber 600 and the downstream expansion chamber 700. Other configurations are substantially the same as those of the exhaust gas purifying apparatus 100 for the diesel engine according to the first embodiment.
[0057]
The exhaust gas purification device 800 configured as described above is configured such that the addition of the interference pipe 900 tunes the position, the length, the diameter, and the like of the interference pipe 900 together with the position of the downstream separator 540 to exhaust gas. Can be further enhanced, and the tuning range can be widened.
[0058]
Note that, in place of the above embodiments, the following changes and modifications may be made in the present invention.
That is, the separator or the holding plate to be slid may be an upstream separator or a holding plate instead of the downstream one. The slidable separator of the inner pipe 500 may be configured such that the separator is fixed to the outer drum 111 and the inner pipe 500 is slid.
[0059]
Further, in the present invention, the inlet side end plate 112 and the outlet side end plate 113 are fixed to the outer drum 111 by welding, but at least one of them is connected by a flange and a bolt, and the inner side is removed by removing these. The pipe 500 and the filter section 200 may be detachable from the outer drum 111 so that the filter section 20 can be cleaned or replaced. In this case, the separator is fixed with a bolt or the like so that the separator can be removed from the inner pipe 500, and the filter unit 200 can be pulled out in the axial direction from the inner pipe 500, or the filter unit 200 can be opened halfway so as to have a radius. It is good to be able to remove to the outside of the direction.
[0060]
Further, an electric heater or the like may be used instead of the oxidation catalyst as the combustion promoting section. The combustion promoting unit may be provided upstream of the filter unit instead of being built in the filter unit.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, the exhaust purification device for a diesel engine according to the present invention enables the separator supporting the inner pipe to be slidable with respect to the housing or the inner pipe, and the filter portion to be attached to the inner pipe. Since the holding plate to be supported is slidable with respect to the inner pipe, the thermal expansion between the outer drum and the filter of the inner pipe can be absorbed independently of each other, so that a decrease in their durability can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional side view of an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional side view of a diesel engine exhaust gas purification apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 Exhaust gas purification device
110 case
111 Outer Drum
112 Inlet end plate
113 Outlet end plate
114 Inlet pipe
116 Upstream Separate Plate
118 outlet pipe
120 Downstream Separate Plate
200 Filter section
210 Plate with upstream cushion sheet
220 Holding plate
240 1st Inner Drum
250 2nd inner drum
260 mesh filter
230 Plate with downstream cushion sheet
300 oxidation catalyst
400 temperature sensor
500 inner pipe
510 Outlet
530 upstream separator
540 Downstream separator
545 Communication hole
600 Upstream expansion chamber
700 Downstream expansion chamber
800 Exhaust gas purification device
900 interference pipe

Claims

A cylindrical housing having an exhaust inlet portion into which exhaust gas discharged from the diesel engine flows and an exhaust outlet portion from which the exhaust gas flows out,
The casing has a cylindrical outer peripheral wall arranged along the axial direction, and the outlet wall is connected to the outer peripheral wall through an outflow hole provided to communicate the inside and the outside with the outer peripheral wall. An inner pipe for allowing exhaust gas introduced inside to flow out of the outer peripheral wall,
A filter unit that is disposed between the inner pipe and the housing and captures particulate matter in exhaust gas that has flowed in from an outlet hole of the inner pipe.
A combustion promoting unit disposed between the inner pipe and the housing and promoting the combustion of the particulate matter caught by the filter unit.
A separator that supports the inner pipe in the housing is fixed to one of the inner pipe and the housing and is slidable in the axial direction with respect to the other of the inner pipe and the housing. Along with
An exhaust gas purification apparatus for a diesel engine, wherein a holding plate for supporting an end of the filter section on the inner pipe is slidable in the axial direction with respect to the inner pipe.

The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein an expansion chamber is formed between the holding plate and the separator.

The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1 or 2, wherein the one of the inner pipe and the casing to which the separator is fixed is the inner pipe.

The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the holding plate and the separator are located downstream of the filter unit.

2. The filter unit according to claim 1, wherein one of the filter units is held by the holding plate, and the other is held by another separator that supports the inner pipe at a different position from the separator. 3. Item 5. An exhaust gas purification device for a diesel engine according to any one of Items 4.

The exhaust of a diesel engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the separator forms a downstream expansion chamber between the separator and a plate that closes an exhaust outlet side of the housing. Purification device.

The downstream expansion chamber has a larger volume than the upstream expansion chamber formed between the holding plate and the separator, and communicates with the upstream expansion chamber through a communication hole provided in the separator. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 6, wherein

The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 6 or 7, wherein the separator has an interference pipe communicating the expansion chamber on the downstream side and the expansion chamber on the upstream side.

The exhaust purification device for a diesel engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the filter unit includes the combustion promoting unit.

The exhaust purification device for a diesel engine according to any one of claims 1 to 9, wherein the inner pipe has an exhaust outlet side closed.