JP2010071183A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジン等に搭載する排気ガス浄化装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれた粒子状物質(すす、パティキュレート)、又はNOx(窒素酸化物)等を除去する排気ガス浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification device mounted on a diesel engine or the like, and more specifically, exhaust gas that removes particulate matter (soot, particulates), NOx (nitrogen oxide), or the like contained in the exhaust gas. The present invention relates to a gas purification device.
従来、ディーゼルエンジン等に適用される排気ガス浄化装置において、走行機体等に搭載されるディーゼルエンジンの排気ガス排出径路中に、ディーゼルパティキュレートフィルタ(又はNOx触媒)等が設けられ、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスが、ディーゼルパティキュレートフィルタ(又はNOx触媒)等によって浄化処理されるようにした技術がある(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。また、ケーシング(外側ケース)内にフィルタケース(内側ケース)を設け、フィルタケース内にパティキュレートフィルタを配置する技術も公知である(特許文献4参照)。
ケーシング(外側ケース)内にフィルタケース(内側ケース)を設け、フィルタケース内にパティキュレートフィルタを配置した構造において、フィルタケースにパティキュレートフィルタを支持するから、例えばフィルタケースに消音用孔を簡単に開設できない。即ち、ケーシングとフィルタケースの間に繊維状マット等の排気音減衰体を設けることが可能であっても、排気ガス音を減衰させる消音器として、ケーシングとフィルタケースの間を利用して構成できない等の問題がある。パティキュレートフィルタの排気圧損失分を少なくする必要があるから、排気ガスを絞る消音器構造にケーシングやフィルタケースを形成できない等の問題がある。その結果、ケーシング内のフィルタケースにパティキュレートフィルタを設ける構造であっても、排気ガスの消音機能を簡単に付加できない等の問題がある。 In a structure in which a filter case (inner case) is provided in the casing (outer case) and the particulate filter is arranged in the filter case, the particulate filter supports the particulate filter. Cannot open. That is, even if an exhaust sound attenuator such as a fibrous mat can be provided between the casing and the filter case, the silencer that attenuates the exhaust gas sound cannot be configured using the space between the casing and the filter case. There are problems such as. Since it is necessary to reduce the exhaust pressure loss of the particulate filter, there is a problem that the casing and the filter case cannot be formed in the silencer structure that throttles the exhaust gas. As a result, there is a problem that even if the filter case in the casing is provided with a particulate filter, the exhaust gas silencing function cannot be easily added.
本発明の目的は、パティキュレートフィルタ(ガス浄化フィルタ)の排気ガス浄化機能を維持しながら、排気ガスの消音機能を簡単に付加できるようにした排気ガス浄化装置を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device that can easily add an exhaust gas silencing function while maintaining an exhaust gas purification function of a particulate filter (gas purification filter).
前記目的を達成するため、請求項1に係る発明の排気ガス浄化装置は、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタと、前記ガス浄化フィルタを内設させる内側ケースと、前記内側ケースを内設させる外側ケースとを備えてなる排気ガス浄化装置において、エンジンが排出した排気ガスの排気音を減衰させる排気音減衰体を備え、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に前記排気音減衰体を配置したものである。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purification apparatus according to a first aspect of the present invention includes a gas purification filter that purifies exhaust gas discharged from an engine, an inner case in which the gas purification filter is installed, and the inner case. An exhaust gas purifying apparatus comprising an outer case to be installed inside comprises an exhaust sound attenuating body for attenuating exhaust sound of exhaust gas exhausted by the engine, and the exhaust sound attenuation on the exhaust gas outlet side end of the outer case The body is placed.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の排気ガス浄化装置において、前記排気音減衰体を有する消音器を備え、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に前記消音器を着脱可能に連結させるように構成したものである。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の排気ガス浄化装置において、前記排気音減衰体を有する消音器を備え、前記外側ケース及び前記消音器を略同一外径寸法の円筒形状にそれぞれ形成し、前記外側ケースの排気ガス出口側端部にリング形状のフランジ体を設け、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に、前記フランジ体を介して、前記排気音減衰体を着脱可能に連結させるように構成したものである。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の排気ガス浄化装置において、前記排気音減衰体が内蔵されたサイレンサケーシングと、一端側を閉塞し且つ他端側をテールパイプに連通させる出口管とを備え、前記サイレンサケーシングに前記出口管の排気孔形成部を貫通させ、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に、前記フランジ体を介して、前記サイレンサケーシングを着脱可能に連結させるように構成したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus according to the third aspect, the silencer casing in which the exhaust sound attenuator is built in, and an outlet that closes one end and communicates the other end with the tail pipe. An exhaust hole forming portion of the outlet pipe through the silencer casing, and the silencer casing is detachably connected to an exhaust gas outlet side end portion of the outer case via the flange body. It is configured.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の排気ガス浄化装置において、前記サイレンサケーシングは、円筒形状の内側ケースと円筒形状の外側ケースを有し、前記外側ケース内に前記内側ケースを配置させ、前記外側ケースと前記内側ケースの間に前記排気音減衰体を充填させ、前記内側ケースに多数の消音孔を形成したものである。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタと、前記ガス浄化フィルタを内設させる内側ケースと、前記内側ケースを内設させる外側ケースとを備えてなる排気ガス浄化装置において、エンジンが排出した排気ガスの排気音を減衰させる排気音減衰体を備え、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に前記排気音減衰体を配置したものであるから、前記ガス浄化フィルタの排気ガス浄化機能を維持しながら、前記ガス浄化フィルタの構造を変更することなく、排気ガスの消音機能を簡単に付加できる。例えば、前記外側ケースにテールパイプを直接連結させる排気構造や、既設の消音器の消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。また、前記ガス浄化フィルタ部での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。例えばパンチ孔と繊維状マット等にて形成する前記排気音減衰体を簡単に設置できる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a gas purification filter for purifying exhaust gas discharged from the engine, an inner case for installing the gas purification filter, and an outer case for installing the inner case. In the exhaust gas purifying apparatus, comprising an exhaust sound attenuator that attenuates the exhaust sound of the exhaust gas exhausted by the engine, and the exhaust sound attenuator is disposed at the exhaust gas outlet side end of the outer case, While maintaining the exhaust gas purification function of the gas purification filter, an exhaust gas silencing function can be easily added without changing the structure of the gas purification filter. For example, an exhaust structure in which a tail pipe is directly connected to the outer case, an exhaust structure that further improves the silencing function of an existing silencer, and the like can be easily configured. In addition, it is possible to easily implement high frequency reduction measures for exhaust gas, which has been difficult to implement in the gas purification filter section. For example, the exhaust sound attenuator formed by a punch hole and a fibrous mat can be easily installed.
請求項2に記載の発明によれば、前記排気音減衰体を有する消音器を備え、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に前記消音器を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、前記消音器の着脱によって、前記ガス浄化フィルタ部における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。 According to the second aspect of the present invention, the silencer having the exhaust sound attenuator is provided, and the silencer is detachably connected to the exhaust gas outlet side end portion of the outer case. Thus, the exhaust gas silencing function in the gas purification filter section can be easily changed by attaching and detaching the silencer.
請求項3に記載の発明によれば、前記排気音減衰体を有する消音器を備え、前記外側ケース及び前記消音器を略同一外径寸法の円筒形状にそれぞれ形成し、前記外側ケースの排気ガス出口側端部にリング形状のフランジ体を設け、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に、前記フランジ体を介して、前記排気音減衰体を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、略同一外径寸法の前記消音器が前記フランジ体によって前記外側ケースに連結されることによって、排気ガスの移動方向に前記外側ケースの取付け寸法を長くするだけで、前記消音器をコンパクトに組込むことができる。例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス排出部の側面に接近させて前記外側ケースを簡単に設置できる。また、排気ガスの温度維持によって、前記ガス浄化フィルタのガス浄化機能を向上させながら、前記排気音減衰体の設置によって排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。 According to a third aspect of the present invention, a silencer having the exhaust sound attenuator is provided, the outer case and the silencer are each formed in a cylindrical shape having substantially the same outer diameter, and the exhaust gas of the outer case A ring-shaped flange body is provided at the outlet side end, and the exhaust sound attenuator is detachably connected to the exhaust gas outlet side end of the outer case via the flange body. Since the silencer having substantially the same outer diameter is connected to the outer case by the flange body, the silencer can be made compact simply by lengthening the mounting dimension of the outer case in the exhaust gas movement direction. Can be incorporated. For example, the outer case can be easily installed close to the side surface of the exhaust gas discharge part of the diesel engine. In addition, while maintaining the temperature of the exhaust gas, the gas purification function of the gas purification filter can be improved, and the high frequency reduction measures for the exhaust gas can be easily executed by installing the exhaust sound attenuator.
請求項4に記載の発明によれば、前記排気音減衰体が内蔵されたサイレンサケーシングと、一端側を閉塞し且つ他端側をテールパイプに連通させる出口管とを備え、前記サイレンサケーシングに前記出口管の排気孔形成部を貫通させ、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に、前記フランジ体を介して、前記サイレンサケーシングを着脱可能に連結させるように構成したものであるから、前記サイレンサケーシングの着脱によって、前記ガス浄化フィルタ部における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。例えば、前記サイレンサケーシングとは別に消音器を設置することによって、排気ガスの消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。一方、前記排気音減衰体が内蔵されていない前記サイレンサケーシングの配置によって、前記外側ケースにテールパイプを直接連結させる排気構造を容易に構成できる。また、前記ガス浄化フィルタ部での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策として、前記サイレンサケーシング内に前記排気音減衰体(パンチ孔と繊維状マット等)を簡単に構成できる。 According to a fourth aspect of the present invention, the silencer casing in which the exhaust sound attenuator is incorporated, and an outlet pipe that closes one end side and communicates the other end side with the tail pipe are provided in the silencer casing. Since the silencer casing is detachably connected to the exhaust gas outlet side end portion of the outer case through the flange body, the silencer casing is detachably connected to the silencer casing. By attaching and detaching the casing, the exhaust gas silencing function in the gas purification filter section can be easily changed. For example, by installing a silencer separately from the silencer casing, it is possible to easily configure an exhaust structure that further improves the exhaust gas silencing function. On the other hand, an exhaust structure in which a tail pipe is directly connected to the outer case can be easily configured by arranging the silencer casing in which the exhaust sound attenuator is not incorporated. Further, the exhaust sound attenuator (punch hole, fibrous mat, etc.) can be easily configured in the silencer casing as a countermeasure for reducing the high frequency of exhaust gas, which has been difficult to implement in the gas purification filter section.
請求項5に記載の発明によれば、前記サイレンサケーシングは、円筒形状の内側ケースと円筒形状の外側ケースを有し、前記外側ケース内に前記内側ケースを配置させ、前記外側ケースと前記内側ケースの間に前記排気音減衰体を充填させ、前記内側ケースに多数の消音孔を形成したものであるから、前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースや外側ケースを備えた排気ガス浄化構造に近似させて、前記サイレンサケーシング(前記内側ケースや前記外側ケース)を構成できる。前記ガス浄化フィルタを内設させるための前記内側ケースや外側ケースと同一材料(パイプ等)を利用して、前記サイレンサケーシングの前記内側ケースや前記外側ケースを形成できる。前記サイレンサケーシングの製造コストを簡単に低減できる。
According to the invention described in
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図1は排気ガス浄化装置の正面視断面図、図2は同外観底面図、図3同排気ガス流入側から見た左側面図、図4は同排気ガス排出側から見た右側断面図、図5は図1の正面視分解断面図、図6は同排気ガス排出側の正面視拡大断面図、図7は同排気ガス排出側の側面視拡大断面図、図8は同排気ガス流入側の拡大底面図、図9は同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図1乃至図5を参照しながら、排気ガス浄化装置の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、排気ガス流入側を単に左側と称し、同じく排気ガス排出側を単に右側と称する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a front sectional view of the exhaust gas purification device, FIG. 2 is a bottom view of the same, FIG. 3 is a left side view of the exhaust gas inflow side, FIG. 4 is a right side sectional view of the exhaust gas purification device, and FIG. 5 is an exploded front sectional view of FIG. 1, FIG. 6 is an enlarged front sectional view of the exhaust gas discharge side, FIG. 7 is an enlarged side sectional view of the exhaust gas discharge side, and FIG. FIG. 9 is an enlarged sectional view in plan view of the exhaust gas inflow side. The overall structure of the exhaust gas purification apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the following description, the exhaust gas inflow side is simply referred to as the left side, and the exhaust gas discharge side is also simply referred to as the right side.
図1乃至図5に示す如く、本実施形態の排気ガス浄化装置としての連続再生式のディーゼルパティキュレートフィルタ1(以下、DPFという)を設けている。DPF1は、排気ガス中の粒子状物質(PM)等を物理的に捕集するためのものである。DPF1は、二酸化窒素(NO2)を生成する白金等のディーゼル酸化触媒2と、捕集した粒子状物質(PM)を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ3とを、排気ガスの移動方向(図1の左側から右側方向)に直列に並べた構造になっている。DPF1は、スートフィルタ3が連続的に再生されるように構成している。DPF1によって、排気ガス中の粒子状物質(PM)の除去に加え、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を低減できる。
As shown in FIGS. 1 to 5, a continuously regenerating diesel particulate filter 1 (hereinafter referred to as DPF) is provided as an exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment. The
図1及び図5を参照して、ディーゼル酸化触媒2の取付け構造を説明する。図1及び図5に示す如く、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒内側ケース4に内設させている。触媒内側ケース4は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒外側ケース5に内設させている。即ち、ディーゼル酸化触媒2の外側にマット状のセラミックファイバー製触媒断熱材6を介して触媒内側ケース4を被嵌させている。また、触媒内側ケース4の外側に端面I字状の薄板製支持体7を介して触媒外側ケース5を被嵌させている。なお、触媒断熱材6によってディーゼル酸化触媒2が保護される。触媒内側ケース4に伝わる触媒外側ケース5の応力(変形力)を薄板製支持体7にて低減させる。
With reference to FIG.1 and FIG.5, the attachment structure of the
図1及び図5に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の左側端部に円板状の左側蓋体8を溶接にて固着している。左側蓋体8に座板体9を介してセンサ接続プラグ10を固着している。ディーゼル酸化触媒2の左側端面2aと左側蓋体8とをガス流入空間用一定距離L1だけ離間させて対向させる。ディーゼル酸化触媒2の左側端面2aと左側蓋体8との間に排気ガス流入空間11を形成している。なお、センサ接続プラグ10には、図示しない入口側排気ガス圧力センサや入口側排気ガス温度センサ等が接続される。
As shown in FIGS. 1 and 5, a disc-shaped
図1、図5、図9に示す如く、排気ガス流入空間11が形成された触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の左側端部に楕円形状の排気ガス流入口12を開口させている。楕円形状の排気ガス流入口12は、排気ガス移動方向(前記ケース4,5の中心線方向)を短尺直径とし、排気ガス移動方向(前記ケース4,5の円周方向)に直交する方向を長尺直径に形成している。触媒内側ケース4の開口縁13と触媒外側ケース5の開口縁14の間に閉塞リング体15を挟持状に固着している。触媒内側ケース4の開口縁13と触媒外側ケース5の開口縁14の間の隙間が閉塞リング体15によって閉鎖される。触媒内側ケース4と触媒外側ケース5の間に排気ガスが流入するのを、閉塞リング体15によって防止している。
As shown in FIGS. 1, 5, and 9, an elliptical
図1、図3、図5、図8に示す如く、排気ガス流入口12が形成された触媒外側ケース5の外側面に排気ガス入口管16を配置している。排気ガス入口管16の小径側の真円形の開口端部16aに排気接続フランジ体17を溶接している。排気接続フランジ体17は、ボルト18を介して、後述するディーゼルエンジン70の排気マニホールド71に締結されている。排気ガス入口管16の大径側の真円形の開口端部16bは、触媒外側ケース5の外側面に溶接されている。排気ガス入口管16は、小径側の真円形の開口端部16aから大径側の真円形の開口端部16bに向けて末広がり形状(ラッパ状)に形成されている。
As shown in FIGS. 1, 3, 5, and 8, an exhaust
図1、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の外側面のうち、触媒外側ケース5の開口縁14の左側端部の外側面に、大径側の真円形の開口端部16bの左側端部が溶接されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口12に対して、排気ガス入口管16(大径側の真円形の開口端部16b)が、排気ガス移動下流側(触媒外側ケース5の右側)にオフセットされて配置されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口12は、排気ガス入口管16(大径側の真円形の開口端部16b)に対して、排気ガス移動上流側(触媒外側ケース5の左側)にオフセットされて、触媒外側ケース5に形成されている。
As shown in FIGS. 1, 5, and 8, of the outer surface of the catalyst
上記の構成により、エンジン70の排気ガスが、排気マニホールド71から排気ガス入口管16に入り込み、排気ガス入口管16から排気ガス流入口12を介して排気ガス流入空間11に入り込み、ディーゼル酸化触媒2にこの左側端面2aから供給される。ディーゼル酸化触媒2の酸化作用によって、二酸化窒素(NO2)が生成される。また、図2乃至図4に示す如く、触媒外側ケース5の外周面に支持脚体19を溶接している。エンジン70にDPF1を組付ける場合、後述するエンジン70のシリンダヘッド72等に、支持脚体19を介して、触媒外側ケース5を固着させる。
With the configuration described above, the exhaust gas of the
図1及び図5を参照して、スートフィルタ3の取付け構造を説明する。図1及び図5に示す如く、エンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのスートフィルタ3は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ内側ケース20に内設させている。内側ケース4は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ外側ケース21に内設させている。即ち、スートフィルタ3の外側にマット状のセラミックファイバー製フィルタ断熱材22を介してフィルタ内側ケース20を被嵌させている。なお、フィルタ断熱材22によってスートフィルタ3が保護される。
With reference to FIG.1 and FIG.5, the attachment structure of the
図1及び図5に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス移動下流側(右側)の端部に触媒側フランジ25を溶接する。フィルタ内側ケース20の排気ガス移動方向の中間と、フィルタ外側ケース21の排気ガス移動上流側(左側)の端部にフィルタ側フランジ26を溶接する。触媒側フランジ25と、フィルタ側フランジ26とを、ボルト27及びナット28によって着脱可能に締結している。なお、円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース5の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径寸法とが略同一寸法である。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
図1に示す如く、触媒側フランジ25とフィルタ側フランジ26を介して、触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21が連結された状態では、触媒内側ケース4の排気ガス移動下流側(右側)の端部に、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、センサ取付け用一定間隔L2だけ離間して対峙する。即ち、触媒内側ケース4の排気ガス移動下流側(右側)の端部と、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部との間に、センサ取付け空間29が形成される。センサ取付け空間29位置の触媒外側ケース5に、センサ接続プラグ50を固着している。センサ接続プラグ50には、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等が接続される。
As shown in FIG. 1, in a state where the filter
図5に示す如く、触媒内側ケース4の排気ガス移動方向の円筒長さL3よりも、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の円筒長さL4を長く形成している。フィルタ内側ケース20の排気ガス移動方向の円筒長さL5よりも、フィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の円筒長さL6を短く形成している。センサ取付け空間29の一定間隔L2と、触媒内側ケース4の円筒長さL3と、フィルタ内側ケース20の円筒長さL5とを加算した長さ(L2+L3+L5)が、触媒外側ケース5の円筒長さL4と、フィルタ外側ケース21の円筒長さL6とを加算した長さ(L4+L6)に略等しくなるように構成している。フィルタ外側ケース21の排気ガス移動上流側(左側)の端部から、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、それらの長さの差(L7=L5−L6)だけ突出する。即ち、触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21を連結した場合、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、オーバーラップ寸法L7だけ、触媒外側ケース5の排気ガス移動下流側(右側)に内挿される。
As shown in FIG. 5, the cylindrical length L4 of the catalyst
上記の構成により、ディーゼル酸化触媒2の酸化作用によって生成された二酸化窒素(NO2)が、スートフィルタ3にこの左側端面3aから供給される。スートフィルタ3に捕集されたディーゼルエンジン70の排気ガス中の捕集粒状物質(PM)が、二酸化窒素(NO2)によって、比較的低温で連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン70の排気ガス中の粒状物質(PM)の除去に加え、ディーゼルエンジン70の排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)が低減される。
With the above configuration, nitrogen dioxide (NO2) generated by the oxidation action of the
図1乃至図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20を内設させる触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3及び触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置に対して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結するフランジ体としての触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合部の間隔を縮小して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の連結長さを短縮できる。また、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置にガスセンサ等を簡単に配置できる。触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。
As shown in FIGS. 1 to 5, a
図1乃至図5に示す如く、2種類のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を設ける構造であって、一方のスートフィルタ3を内設させるフィルタ内側ケース20に、他方のディーゼル酸化触媒2の触媒内側ケース4を内設させる触媒外側ケース5がオーバーラップするように構成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の排気ガス移動方向の長さを確保しながら、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できる。また、触媒外側ケース5がオーバーラップする触媒内側ケース4(他方のディーゼル酸化触媒2)が、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の分離(分解)によって、外部に大きく露出されるから、触媒内側ケース4(他方のディーゼル酸化触媒2)の露出範囲が多くなり、一方のスートフィルタ3のスート(すす)除去等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。
As shown in FIGS. 1 to 5, two types of
図1乃至図5に示す如く、複数組のガス浄化フィルタとしてディーゼル酸化触媒2とスートフィルタ3とを設け、スートフィルタ3の外周側に触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の分離によって、スートフィルタ5の排気ガス入口側の内側ケース20端部を、外側ケース21の端面から大きく露出でき、スートフィルタ3や内側ケース20に付着した煤の除去等のメンテナンス作業を容易に実行できる。
As shown in FIGS. 1 to 5, a
図1乃至図5に示す如く、2種類のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を設ける構造であって、一方のディーゼル酸化触媒2を内設させる触媒内側ケース4と、他方のスートフィルタ3を内設させるフィルタ内側ケース20との間に、センサ取付け空間29を形成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の連結長さを短縮して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図りながら、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置の前記センサ取付け空間29にガスセンサ等を簡単に配置できる。
As shown in FIG. 1 to FIG. 5, two types of
図1乃至図5に示す如く、フィルタ内側ケース20にオーバーラップさせる触媒外側ケース5にセンサ支持体としてのセンサ接続プラグ50を組付け、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置に、センサ接続プラグ50を介して、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等のガスセンサを配置させるように構成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図りながら、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置にセンサ接続プラグ50をコンパクトに設置できる。
As shown in FIGS. 1 to 5, a sensor connection plug 50 as a sensor support is assembled to the catalyst
なお、上記のように、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとして、ディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3を設けたが、ディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3に代えて、尿素(還元剤)の添加にて発生したアンモニア(NH3)によってエンジン70の排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を還元するNOx選択還元触媒(NOx除去触媒)と、NOx選択還元触媒から排出される残留アンモニアを取り除くアンモニア除去触媒とを設けてもよい。
As described above, the
上記のように、ガス浄化フィルタとして、触媒内側ケース4にNOx選択還元触媒(NOx除去触媒)を設け、フィルタ内側ケース20にアンモニア除去触媒を設けた場合、エンジンが排出した排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が還元され、無害な窒素ガス(N2)として排出できる。
As described above, when a NOx selective reduction catalyst (NOx removal catalyst) is provided in the catalyst
図1乃至図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20を内設させる触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20が触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21に連結され、外的な応力が付加される入口構成部品としての排気ガス入口管16及び支持体としての支持脚体19を触媒外側ケース5に配置している。
As shown in FIGS. 1 to 5, a
したがって、触媒外側ケース5によって外的な応力を支持でき、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20に変形力として作用する外的な応力を低減できる。触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の二重構造によってディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の断熱性を向上させて、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の処理能力や再生能力を向上できるのに加えて、例えばエンジンからの振動の伝導や溶接加工の歪等によってディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の支持が不適正になるのを簡単に防止できる。
Therefore, external stress can be supported by the catalyst
図1乃至図5に示す如く、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21をフランジ体としての触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26にて連結している。したがって、排気ガス入口管16及び支持脚体19の構成や、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3間の排気ガスの移動等に考慮して、複数組の触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20や複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を機能的に構成できる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の処理能力や再生能力等を簡単に向上できる。
As shown in FIGS. 1 to 5, a plurality of sets of
図1乃至図5に示す如く、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20の排気ガスの移動方向の長さと、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガスの移動方向の長さを異ならせている。したがって、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合位置に対して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結するフランジ体をオフセットさせて配置できる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の取付け間隔を簡単に縮小又は拡大できる。
As shown in FIGS. 1 to 5, the length of the catalyst
図1乃至図5に示す如く、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合位置に対して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結する触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成し、一方のスートフィルタ3に対向したフィルタ内側ケース20に、他方のディーゼル酸化触媒2に対向した触媒外側ケース5がオーバーラップするように構成している。
As shown in FIGS. 1 to 5, a plurality of sets of
したがって、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間隔を縮小できるものでありながら、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間にセンサ等を簡単に配置できる。複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間隔を縮小して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できる。
Therefore, a sensor or the like can be easily disposed between the joints of the plurality of sets of
図1乃至図3、及び図5乃至図7を参照して、消音器30の取付け構造を説明する。図1乃至図3、図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガス音を減衰させる消音器30は、耐熱金属材料製の略筒型の消音内側ケース31と、耐熱金属材料製の略筒型の消音外側ケース32と、消音内側ケース31及び消音外側ケース32の右側端部に溶接にて固着した円板状の右側蓋体33とを有する。消音外側ケース32に消音内側ケース31を内設させている。また、円筒形の触媒外側ケース5の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径寸法と、円筒形の消音外側ケース32とが略同一寸法である。円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース31とが略同一寸法である。なお、円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース31とが同一寸法でなくてもよい。
The mounting structure of the
図4乃至図7に示す如く、消音内側ケース31及び消音外側ケース32に排気ガス出口管34を貫通させている。排気ガス出口管34の一端側が出口蓋体35によって閉塞されている。消音内側ケース31の内部における排気ガス出口管34の全体に多数の排気孔36が開設されている。消音内側ケース31の内部が、多数の排気孔36を介して、排気ガス出口管34に連通されている。図示しない消音器やテールパイプが排気ガス出口管34の他端側に接続される。
As shown in FIGS. 4 to 7, the exhaust
図6、図7に示す如く、消音内側ケース31には、多数の消音孔37が開設されている。消音内側ケース31の内部が、多数の消音孔37を介して、消音内側ケース31と消音外側ケース32との間に連通されている。消音内側ケース31と消音外側ケース32との間の空間は、右側蓋体33と薄板製支持体38によって閉塞されている。消音内側ケース31と消音外側ケース32との間にセラミックファイバー製消音材39が充填されている。消音内側ケース31の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、薄板製支持体38を介して、消音外側ケース32の排気ガス移動上流側(左側)の端部に連結されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the muffler
上記の構成により、消音内側ケース31内から排気ガス出口管34を介して排気ガスが排出される。また、消音内側ケース31の内部において、多数の消音孔37から消音材39に排気ガス音(主に高周波帯の音)が吸音される。排気ガス出口管34の出口側から排出される排気ガスの騒音が減衰される。
With the above configuration, exhaust gas is discharged from the muffler
図1及び図5に示す如く、フィルタ内側ケース20とフィルタ外側ケース21の排気ガス移動下流側(右側)の端部にフィルタ側出口フランジ40を溶接する。消音外側ケース32の排気ガス移動上流側(左側)の端部に、消音側フランジ41を溶接する。フィルタ側出口フランジ40と、消音側フランジ41とを、ボルト42及びナット43によって着脱可能に締結している。なお、フィルタ内側ケース20とフィルタ外側ケース21にセンサ接続プラグ44を固着している。センサ接続プラグ44には、図示しない出口側排気ガス圧力センサや出口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等が接続される。
As shown in FIGS. 1 and 5, the filter
図1、図2、図5乃至図7に示すごとく、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスの排気音を減衰させる排気音減衰体としての消音材39を備え、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に消音材39を配置したものであるから、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス浄化機能を維持しながら、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の構造を変更することなく、排気ガスの消音機能を簡単に付加できる。例えば、前記外側ケースにテールパイプを直接連結させる排気構造や、既設の消音器の消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。また、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。例えばパンチ孔と繊維状マット等にて形成する消音構造(消音材39)を簡単に設置できる。
As shown in FIGS. 1, 2, 5 to 7, a
図5乃至図7に示すごとく、消音材39を有する消音器30を備え、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に消音器30を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、消音器30の着脱によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。
Since the
図5乃至図7に示すごとく、消音材39を有する消音器30を備え、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21及び消音器30を略同一外径寸法の円筒形状にそれぞれ形成し、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部にリング形状のフランジ体としてのフィルタ側出口フランジ40を設け、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に、フィルタ側出口フランジ40を介して、消音材39を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、略同一外径寸法の消音器30がフィルタ側出口フランジ40によってフィルタ外側ケース21に連結されることによって、排気ガスの移動方向に触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の取付け寸法を長くするだけで、消音器30をコンパクトに組込むことができる。例えば、ディーゼルエンジン70の排気ガス排出部の側面に接近させて触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21を簡単に設置できる。また、排気ガスの温度維持によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3のガス浄化機能を向上させながら、消音材39の設置によって排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。
As shown in FIG. 5 to FIG. 7, a
図5乃至図7に示すごとく、消音材39が内蔵されたサイレンサケーシングとしての消音内側ケース31及び消音外側ケース32と、一端側を閉塞し且つ他端側をテールパイプ(図示省略)に連通させる排気ガス出口管34とを備え、消音内側ケース31及び消音外側ケース32に排気ガス出口管34の排気孔36形成部を貫通させ、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に、フィルタ側出口フランジ40を介して、消音内側ケース31及び消音外側ケース32を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、消音内側ケース31及び消音外側ケース32の着脱によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。例えば、消音内側ケース31及び消音外側ケース32とは別に消音器(図示省略)を設置することによって、排気ガスの消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。一方、消音材39が内蔵されていない消音内側ケース31及び消音外側ケース32の配置によって、フィルタ外側ケース21にテールパイプ(図示省略)を直接連結させる排気構造を容易に構成できる。また、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策として、消音内側ケース31及び消音外側ケース32内に、消音材39(パンチ孔と繊維状マット等)消音構造を簡単に構成できる。
As shown in FIGS. 5 to 7, the silencer
図5乃至図7に示すごとく、前記サイレンサケーシングは、円筒形状の消音内側ケース31と円筒形状の消音外側ケース32を有し、消音外側ケース32内に消音内側ケース31を配置させ、消音内側ケース31と消音外側ケース32の間に消音材39を充填させ、消音内側ケース31に多数の消音孔37を形成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20や触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21を備えた排気ガス浄化構造に近似させて、前記サイレンサケーシング(消音内側ケース31や消音外側ケース32)を構成できる。ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させるための触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20や触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21と同一材料(パイプ等)を利用して、前記サイレンサケーシングの消音内側ケース31や消音外側ケース32を形成できる。前記サイレンサケーシングの製造コストを簡単に低減できる。
As shown in FIGS. 5 to 7, the silencer casing has a cylindrical silencer
図10乃至図14を参照して、排気ガス流入口12の変形構造を説明する。上記実施形態において、図9に示す如く、排気ガス流入口12は、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略楕円形の貫通孔を開設することによって形成していた。図10に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略四角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図11に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略長円形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図12に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略多角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図13に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略六角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図14に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に不定形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。
A modified structure of the
図15乃至図18を参照して、ディーゼルエンジン70に前記DPF1を設けた構造を説明する。図15乃至図18に示す如く、ディーゼルエンジン70のシリンダヘッド72の左右側面に、排気マニホールド71と、吸気マニホールド73とが配置されている。シリンダヘッド72は、エンジン出力軸74(クランク軸)とピストン(図示省略)を有するシリンダブロック75に上載される。シリンダブロック75の前面と後面からエンジン出力軸74の前端と後端を突出させる。シリンダブロック75の前面に冷却ファン76を設ける。エンジン出力軸74の前端側からVベルト77を介して冷却ファン76に回転力を伝達するように構成している。
With reference to FIG. 15 thru | or FIG. 18, the structure which provided the said DPF1 in the
また、図18に示す如く、シリンダブロック75の後面にフライホイールハウジング78を固着している。フライホイールハウジング78にフライホイール79を内設する。エンジン出力軸74の後端側にフライホイール79を軸支させている。後述するバックホウ100やフォークリフト120等の作動部に、フライホイール79を介してディーゼルエンジン70の動力を取出すように構成している。また、図15に示す如く、シリンダヘッド72に支持脚体19をボルト80にて着脱可能に締結している。上記したDPF1は、支持脚体19を介して、高剛性のシリンダヘッド72に支持されるように構成している。
Further, as shown in FIG. 18, a
図19及び図20を参照して、バックホウ100に前記ディーゼルエンジン70を搭載した構造を説明する。図19及び図20に示す如く、バックホウ100は、左右一対の走行クローラ103を有する履帯式の走行装置102と、走行装置102上に設けられた旋回機体104とを備えている。旋回機体104は、図示しない旋回用油圧モータによって、360°の全方位にわたって水平旋回可能に構成されている。走行装置102の後部には、対地作業用の土工板105が昇降動可能に装着されている。旋回機体104の左側部には、操縦部106とディーゼルエンジン70とが搭載されている。旋回機体104の右側部には、掘削作業のためのブーム111及びバケット113を有する作業部110が設けられている。
A structure in which the
操縦部106には、オペレータが着座する操縦座席108と、ディーゼルエンジン70等を出力操作する操作手段や、作業部110用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。作業部110の構成要素であるブーム111には、ブームシリンダ112とバケットシリンダ114とが配置されている。ブーム111の先端部には、掘削用アタッチメントとしてのバケット113が、掬い込み回動可能に枢着されている。ブームシリンダ112又はバケットシリンダ114を作動させて、バケット113によって土工作業(作溝等の対地作業)を実行するように構成している。
The
図21及び図22を参照して、フォークリフトカー120に前記ディーゼルエンジン70を搭載した構造を説明する。図21及び図22に示す如く、フォークリフトカー120は、左右一対の前輪122及び後輪123を有する走行機体124を備えている。走行機体124には、操縦部125とディーゼルエンジン70とが搭載されている。走行機体124の前側部には、荷役作業のためのフォーク126を有する作業部127が設けられている。操縦部125には、オペレータが着座する操縦座席128と、操縦ハンドル129と、ディーゼルエンジン70等を出力操作する操作手段や、作業部127用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。
A structure in which the
作業部127の構成要素であるマスト130には、フォーク126が昇降可能に配置されている。フォーク126を昇降動させて、荷物を積んだパレット(図示省略)をフォーク126に上載させ、走行機体124を前後進移動させて、前記パレットの運搬等の荷役作業を実行するように構成している。
A
2 ディーゼル酸化触媒(ガス浄化フィルタ)
3 スートフィルタ(ガス浄化フィルタ)
4 触媒内側ケース
5 触媒外側ケース
20 フィルタ内側ケース
21 フィルタ外側ケース
25 触媒側フランジ(フランジ体)
26 フィルタ側フランジ(フランジ体)
30 消音器
31 消音内側ケース(サイレンサケーシング)
32 消音外側ケース(サイレンサケーシング)
34 排気ガス出口管
36 排気孔
37 消音孔
39 消音材(排気音減衰体)
40 フィルタ側出口フランジ(フランジ体)
70 ディーゼルエンジン
2 Diesel oxidation catalyst (gas purification filter)
3 Soot filter (gas purification filter)
4 catalyst
26 Filter side flange (flange body)
30
32 Silencer outer case (silencer casing)
34 Exhaust
40 Filter side outlet flange (flange body)
70 diesel engine
Claims (5)
エンジンが排出した排気ガスの排気音を減衰させる排気音減衰体を備え、前記外側ケースの排気ガス出口側端部に前記排気音減衰体を配置したことを特徴とする排気ガス浄化装置。 In an exhaust gas purifying apparatus comprising a gas purification filter for purifying exhaust gas discharged from an engine, an inner case for installing the gas purification filter, and an outer case for installing the inner case,
An exhaust gas purification apparatus comprising an exhaust sound attenuating body for attenuating exhaust sound of exhaust gas discharged from an engine, wherein the exhaust sound attenuating body is disposed at an end portion on the exhaust gas outlet side of the outer case.
The silencer casing has a cylindrical inner case and a cylindrical outer case, the inner case is disposed in the outer case, and the exhaust sound attenuator is filled between the outer case and the inner case. The exhaust gas purification device according to claim 4, wherein a number of silencing holes are formed in the inner case.
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