JP2010230017A

JP2010230017A - 排気ガス浄化装置

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Publication number: JP2010230017A
Application number: JP2010163175A
Authority: JP
Inventors: Masataka Mitsuta; 匡孝光田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP5399336B2

Abstract

【課題】複数の外側ケース５，２１の連結長さを短縮でき、外側ケース５，２１等の剛性の向上や軽量化を図ることができるようにした排気ガス浄化装置を提供しようとするものである。
【解決手段】エンジン７０が排出した排気ガスを浄化する複数のガス浄化フィルタ２，３と、前記各ガス浄化フィルタ２，３を内設させる複数の内側ケース４，２０と、前記各内側ケース４，２０を内設させる複数の外側ケース５，２１とを備えてなる排気ガス浄化装置において、前記各ガス浄化フィルタ２，３の接続境界位置に対して、前記各外側ケース５，２１の連結部をオフセットさせるように構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

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。

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）。

特開２０００−１４５４３０号公報特開２００３−２７９２２号公報特開２００８−８２２０１号公報特開２００１−１７３４２９号公報

複数のケーシングに複数のパティキュレートフィルタをそれぞれ内設し、複数のケーシングを分解して、複数のパティキュレートフィルタのメンテナンスができるようにした構造において、複数のパティキュレートフィルタの合わせ面に、複数のケーシングを連結するフランジ体が配置されると、複数のパティキュレートフィルタの合わせ部にガスセンサを設ける場合、ガスセンサを支持させるセンサ取付けボス体が必要になる。ケーシングにセンサ取付けボス体を溶接する構造では、フランジ体とセンサ取付けボス体を離間させる必要がある。即ち、複数のパティキュレートフィルタの設置に必要な寸法よりも、パティキュレートフィルタのガス移動方向にケーシングの寸法を拡大する必要があり、無駄なスペースが形成される等の問題がある。

さらに、ガス浄化フィルタをそれぞれ内設した複数のフィルタケース（内側ケース）と、各フィルタケースをそれぞれ内設した複数のケーシング（外側ケース）を備える構造において、各ケーシングをフランジによって分離可能に連結した場合、各ガス浄化フィルタの合わせ面（接合面）にフランジが配置される。即ち、スートフィルタ等のフィルタケースの端面が外側ケースの端面と面一になり、ケーシングからのフィルタケースの露出範囲が少ないから、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ない等の問題がある。

本発明の目的は、ガス浄化フィルタの設置長さをコンパクトに形成できるものでありながら、ガスセンサ等を簡単に配置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。

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複数のガス浄化フィルタと、前記各ガス浄化フィルタを内設させる複数の内側ケースと、前記各内側ケースを内設させる複数の外側ケースとを備えてなる排気ガス浄化装置において、前記各ガス浄化フィルタの接続境界位置に対して、前記各外側ケースの連結部をオフセットさせるように構成したものである。

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、一方の前記内側ケース及び外側ケースに、ボルトによって着脱可能に締結するフランジ体を介して、他方の前記外側ケースを連結し、一方の前記内側ケースに他方の前記外側ケースをオーバーラップさせるように構成したものである。

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、複数組の前記ガス浄化フィルタとしてディーゼル酸化触媒とスートフィルタとを設け、前記スートフィルタの外周側に前記フランジ体をオフセットさせるように構成したものである。

請求項４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、２種類の前記ガス浄化フィルタを設ける構造であって、一方の前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースと、他方の前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースとの間に、センサ取付け空間を形成したものである。

請求項５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、前記内側ケースにオーバーラップさせる前記外側ケースにセンサ支持体を組付け、前記複数のガス浄化フィルタの接続境界位置に前記センサ支持体を介してガスセンサを配置させるように構成したものである。

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複数のガス浄化フィルタと、前記各ガス浄化フィルタを内設させる複数の内側ケースと、前記各内側ケースを内設させる複数の外側ケースとを備えてなる排気ガス浄化装置において、前記各ガス浄化フィルタの接続境界位置に対して、前記各外側ケースの連結部をオフセットさせるように構成したものであるから、前記複数のガス浄化フィルタの接合部の間隔を縮小して、前記複数の外側ケースの連結長さを短縮できる。また、前記複数のガス浄化フィルタの接続境界位置にガスセンサ等を簡単に配置できる。前記複数の外側ケースの排気ガス移動方向の長さを短縮できるから、前記外側ケース等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、一方の前記内側ケース及び外側ケースに、ボルトによって着脱可能に締結するフランジ体を介して、他方の前記外側ケースを連結し、一方の前記内側ケースに他方の前記外側ケースをオーバーラップさせるように構成したものであるから、前記複数のガス浄化フィルタの排気ガス移動方向の長さを確保しながら、前記複数組の外側ケースの排気ガス移動方向の長さを短縮できる。また、前記外側ケースがオーバーラップする前記内側ケース（他方の前記ガス浄化フィルタ）が、前記各外側ケースの分離（分解）によって、外部に大きく露出されるから、前記内側ケース（他方の前記ガス浄化フィルタ）の露出範囲が多くなり、一方の前記ガス浄化フィルタのスート（すす）除去等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。

請求項３に記載の発明によれば、複数組の前記ガス浄化フィルタとしてディーゼル酸化触媒とスートフィルタとを設け、前記スートフィルタの外周側に前記フランジ体をオフセットさせるように構成したものであるから、前記複数の外側ケースの分離によって、前記スートフィルタの排気ガス入口側の前記内側ケース端部を、前記外側ケースの端面から大きく露出でき、前記スートフィルタや前記内側ケース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。

請求項４に記載の発明によれば、２種類の前記ガス浄化フィルタを設ける構造であって、一方の前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースと、他方の前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースとの間に、センサ取付け空間を形成したものであるから、前記複数の外側ケースの排気ガス移動方向の連結長さを短縮して、前記外側ケース等の剛性の向上や軽量化を図りながら、前記複数のガス浄化フィルタの接続境界位置の前記センサ取付け空間にガスセンサ等を簡単に配置できる。

請求項５に記載の発明によれば、前記内側ケースにオーバーラップさせる前記外側ケースにセンサ支持体を組付け、前記複数のガス浄化フィルタの接続境界位置に前記センサ支持体を介して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、前記外側ケース等の剛性の向上や軽量化を図りながら、前記複数のガス浄化フィルタの接続境界位置に前記センサ支持体をコンパクトに設置できる。

本発明の実施形態の排気ガス浄化装置の正面視断面図である。同外観底面図である。同排気ガス流入側から見た左側面図である。同排気ガス排出側から見た右側断面図である。図１の正面視分解断面図である。同排気ガス排出側の正面視拡大断面図である。同排気ガス排出側の側面視拡大断面図である。同排気ガス流入側の拡大底面図である。同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図９の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図９の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図９の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図９の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。図９の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。ディーゼルエンジンの左側面図である。ディーゼルエンジンの平面図である。ディーゼルエンジンの正面図である。ディーゼルエンジンの背面図である。バックホウの側面図である。バックホウの平面図である。フォークリフトカーの側面図である。フォークリフトカーの平面図である。

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は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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、エンジン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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）
２９センサ取付け空間
５０センサ接続プラグ（センサ支持体）
７０ディーゼルエンジン

Claims

エンジンが排出した排気ガスを浄化する複数のガス浄化フィルタと、前記各ガス浄化フィルタを内設させる複数の内側ケースと、前記各内側ケースを内設させる複数の外側ケースとを備えてなる排気ガス浄化装置において、
前記各ガス浄化フィルタの接続境界位置に対して、前記各外側ケースの連結部をオフセットさせるように構成したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
一方の前記内側ケース及び外側ケースに、ボルトによって着脱可能に締結するフランジ体を介して、他方の前記外側ケースを連結し、一方の前記内側ケースに他方の前記外側ケースをオーバーラップさせるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
複数組の前記ガス浄化フィルタとしてディーゼル酸化触媒とスートフィルタとを設け、前記スートフィルタの外周側に前記フランジ体をオフセットさせるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
２種類の前記ガス浄化フィルタを設ける構造であって、一方の前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースと、他方の前記ガス浄化フィルタを内設させる前記内側ケースとの間に、センサ取付け空間を形成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
前記内側ケースにオーバーラップさせる前記外側ケースにセンサ支持体を組付け、前記複数のガス浄化フィルタの接続境界位置に前記センサ支持体を介してガスセンサを配置させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。