JP2011196344A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気ガスを浄化する2つのガス浄化体2,3と、各ガス浄化体2,3を内蔵した内側ケース4,20と、各内側ケース4,20を内蔵した外側ケース5,21と、エンジン70からの排気ガスが流入する排気ガス入口管16と、両ガス浄化体2,3を通過した排気ガスが流出する排気ガス出口管34とを備える。各外側ケース5,21を排気ガス移動方向に並べて連結する。排気下流側の外側ケース21には、排気ガス出口管34を有する消音器30を取り付ける。消音器30内には、排気ガス移動方向と平行状に延びる排気ガス導入管38を内蔵する。排気ガス導入管38の排気上流側を、排気下流側の内側ケース20の内部に挿入する。
【選択図】図1
Description
まず、図1〜図4を参照しながら、排気ガス浄化装置の概略構造について説明する。図1乃至図4に示す如く、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、DPF1という)を備えている。DPF1によって、ディーゼルエンジン70の排気ガス中の粒子状物質(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)を低減するように構成している。
次に、図1、図5及び図9等を参照しながら、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体(フィルタ)の一例であるディーゼル酸化触媒2の構造を説明する。ディーゼル酸化触媒2は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒内側ケース4内に設けられている。触媒内側ケース4は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒外側ケース5内に設けられている。すなわち、ディーゼル酸化触媒2の外側に、セラミックファイバー製でマット状の触媒断熱材6を介して、触媒内側ケース4を被嵌させている。ディーゼル酸化触媒2と触媒内側ケース4の間に触媒断熱材6を圧入して、ディーゼル酸化触媒2を保護している。また、触媒内側ケース4の外側に、断面略S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。触媒外側ケース5は、前述のDPFケーシング60を構成する要素の1つである。触媒内側ケース4に伝わる触媒外側ケース5の応力(機械振動、変形力)は、薄板製支持体7にて低減されることになる。
次に、図1、図5及び図9を参照して、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体(フィルタ)の一例であるスートフィルタ3の構造を説明する。スートフィルタ3は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ内側ケース20内に設ける。フィルタ内側ケース20は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ外側ケース21内に設ける。すなわち、スートフィルタ3の外側に、セラミックファイバー製でマット状のフィルタ断熱材22を介して、フィルタ内側ケース20を被嵌させている。フィルタ外側ケース21は、触媒外側ケース5と共に、前述したDPFケーシング60を構成する要素の1つである。なお、スートフィルタ3とフィルタ内側ケース20の間にフィルタ断熱材22を圧入して、スートフィルタ3を保護している。
次に、図1、図5及び図11等を参照しながら、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の構造について説明する。図1、図5及び図11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、耐熱金属材料製で略円筒形の消音内側ケース31と、耐熱金属材料製で略円筒形の消音外側ケース32と、消音外側ケース32の排気下流側の側端部に溶接にて固着した円板状の側蓋体33とを有する。消音外側ケース32内に消音内側ケース31を設ける。消音外側ケース32は、触媒外側ケース5及びフィルタ外側ケース21と共に、前述したDPFケーシング60を構成する。なお、円筒形の消音外側ケース32の直径は、円筒形の触媒外側ケース5の直径や円筒形のフィルタ外側ケース21の直径と略同一寸法である。
次に、図1〜図4及び図6を参照しながら、隣り合う外側ケース5,21,32同士の連結構造を説明する。図1〜図4及び図6に示す如く、厚板状の中央挟持フランジ51(52)は、触媒外側ケース5(フィルタ外側ケース21)の周方向に複数(実施形態では2つ)に分割された半円弧体51a,51b(52a,52b)にて構成されている。実施形態の各半円弧体51a,51b(52a,52b)は、円弧状(ほぼ半円状の馬蹄形)に形成されている。触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21を連結した状態では、各半円弧体51a,51b(52a,52b)の端部同士が円周方向に沿って突き合わさる(当接する)。すなわち、各半円弧体51a,51b(52a,52b)によって、触媒外側ケース5(フィルタ外側ケース21)の外周側が環状に囲われることになる。
次に、各接合フランジ25,26,40の詳細構造を説明する。各接合フランジ25,26,40はいずれも基本的に同じ構造であるから、触媒内側ケース4と触媒外側ケース5とに溶接固定される触媒側接合フランジ25を代表例として、図7を参照しながら説明する。図7に示す如く、触媒側接合フランジ25の折り曲げ角部に階段状の段部25aが形成されている。当該段部25aに触媒外側ケース5の排気下流側の端部を被嵌させ、触媒外側ケース5の排気下流側の端部に段部25aを溶接固定させている。
次に、図1、図8、図9、図11及び図12を参照しながら、DPF1に付設するガス温度センサ109,112について説明する。図1、図8及び図9に示すように、触媒内側ケース4の外周面のうち上流側筒部4aと下流側筒部4bの間に、円筒状のセンサボス体110の一端側が溶接固定されている。触媒外側ケース5のセンサ取付け開口5aから、当該触媒外側ケース5の外側に向けて、放射方向にセンサボス体110の他端側を延長させている。すなわち、触媒内側ケース4の外周面のうちディーゼル酸化触媒2とスートフィルタ3との接続境界位置(触媒下流側空間29)の近傍に、排気ガスセンサ支持用のセンサボス体110が触媒外側ケース5を貫通するように設けられている。センサボス体110の他端側にセンサ取付けボルト111を螺着する。センサ取付けボルト111に、例えばサーミスタ形の上流側ガス温度センサ109を貫通させ、センサボス体110にセンサ取付けボルト111を介して上流側ガス温度センサ109を支持させる。触媒下流側空間29内に上流側ガス温度センサ109の検出部分を突入させている。上記の構成において、ディーゼル酸化触媒2のガス流出側端面2bから排気ガスが排出された場合は、その排気ガス温度が上流側ガス温度センサ109にて検出される。
次に、図14〜図17を参照しながら、DPF1に付設する差圧センサ63について説明する。差圧センサ63は、DPF1内におけるスートフィルタ3を挟んだ上下流側間の排気ガスの圧力差を検出するためのものである。当該圧力差に基づいてスートフィルタ3の粒子状物質の堆積量が換算され、DPF1内の詰り状態を把握できるように構成している。すなわち、差圧センサ63にて検出された排気ガスの圧力差に基づき、例えば図示しないアクセル制御手段又は吸気スロットル制御手段等を作動させることによって、スートフィルタ3の再生制御を自動的に実行できるように構成されている。
図13は消音器30構造の別例を示している。この場合、消音内側ケース31における排気上流側の端部に円板状の内蓋体36が溶接にて固着されている。各排気ガス導入管38の排気上流側は内蓋体36を貫通しているが、各排気ガス導入管38の排気上流側の端部と、消音内側ケース31の排気上流側の端部との位置は、側面断面視でほぼ一致している。各排気ガス導入管38における排気上流側の端部はそのまま開口させている。その他の構成は先の実施形態と同様である。このように構成した場合も、各排気ガス導入管38の排気ガス移動方向の長さを確保しつつ、消音器30(消音外側ケース32)の排気ガス移動方向の長さを短縮できるので、消音器30付きのDPF1において、DPF1全体としてのコンパクト化と、消音器30における消音機能の維持向上とを両立できることになる。
上記の記載並びに図1、図5及び図9から明らかなように、エンジン70が排出した排気ガスを浄化する2つのガス浄化体2,3と、前記各ガス浄化体2,3を内蔵した内側ケース4,20と、前記各内側ケース4,20を内蔵した外側ケース5,21と、前記エンジン70からの排気ガスが流入する排気ガス入口管16と、前記両ガス浄化体2,3を通過した排気ガスが流出する排気ガス出口管34とを備えており、前記各外側ケース5,21が排気ガス移動方向に並べて連結されている排気ガス浄化装置1であって、排気上流側の外側ケース5の外側面と前記排気ガス入口管16の内側面とによって排気ガスの導入通路200を構成するように、前記排気ガス入口管16が前記排気上流側の外側ケース5に取り付けられており、前記排気上流側の外側ケース5の外側面と前記排気ガス入口管16の内側面とのうち少なくとも一方に、排気ガスの流れを整えるための整流体201a,201bが設けられているから、前記整流体201a,201bの存在によって、前記排気ガス入口管16の形状に大きく影響されることなく、排気ガスを前記排気ガス浄化装置1内にスムーズに送り込めることになる。このため、排気上流側の前記ガス浄化体2に対して、排気ガスをできるだけ均一に流入させることが可能になり、前記ガス浄化体2の全域を効率よく活用するのに貢献できるという効果を奏する。
2 ディーゼル酸化触媒(ガス浄化体)
3 スートフィルタ(ガス浄化体)
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
25,26,40,41 接合フランジ(フランジ体)
30 消音器
31 消音内側ケース
32 消音外側ケース
38 排気ガス導入管
70 ディーゼルエンジン
200 導入通路
201a,201b 整流フィン(整流体)
Claims (5)
- エンジンが排出した排気ガスを浄化する2つのガス浄化体と、前記各ガス浄化体を内蔵した内側ケースと、前記各内側ケースを内蔵した外側ケースと、前記エンジンからの排気ガスが流入する排気ガス入口管と、前記両ガス浄化体を通過した排気ガスが流出する排気ガス出口管とを備えており、前記各外側ケースが排気ガス移動方向に並べて連結されている排気ガス浄化装置であって、
前記排気下流側の外側ケースには、前記排気ガス出口管を有する消音器が取り付けられており、前記消音器内には、排気ガス移動方向と平行状に延びる排気ガス導入管が内蔵されており、前記排気ガス導入管の排気上流側を、前記排気下流側の内側ケースの内部に入り込ませている、
排気ガス浄化装置。 - 前記両ガス浄化体の接続境界位置に対して、前記両外側ケース体を連結するフランジ体をオフセットさせていると共に、前記排気下流側のガス浄化体の接続境界位置に対して、前記排気下流側の外側ケースと前記消音器とを連結するフランジ体をオフセットさせている、
請求項1に記載した排気ガス浄化装置。 - 1つのガス浄化体を内蔵した内側ケースに、前記1つのガス浄化体と隣り合うガス浄化体を内蔵した内側ケースが挿入されており、前記両内側ケースの間には隙間が空いている、
請求項2に記載した排気ガス浄化装置。 - 前記消音器における排気上流側の端部は内蓋体にて塞がれており、前記排気ガス導入管は前記内蓋体を貫通して前記排気下流側の内側ケースの内部に入り込んでおり、前記排気ガス導入管のうち前記内蓋体よりも排気上流側に、排気ガス取り込み用の連通穴が形成されている、
請求項1〜3のうちいずれかに記載した排気ガス浄化装置。 - 前記排気下流側の内側ケースの外周面のうち前記ガス浄化体の接続境界位置の近傍には、排気ガスセンサ支持用のセンサボス体が前記排気下流側の外側ケースを貫通するように設けられており、前記センサボス体は、前記ガス浄化体において排気ガス移動方向と直交する端面の延長上、及び、前記排気ガス導入管における排気上流側の端面の延長上に位置している、
請求項1〜4のうちいずれかに記載した排気ガス浄化装置。
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