JP3561691B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図7に示す如く、ディーゼルエンジン1からの排気ガス2が流通する排気管3の途中にパティキュレートフィルタ4を装備することが考えられている。
【0003】
図8に示すように、パティキュレートフィルタ4は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路5の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路5については、その出口が目封じされるようになっており、各流路5を区画する多孔質薄壁6を透過した排気ガス2のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁6の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
【0004】
そして、パティキュレートフィルタ4における多孔質薄壁6の内側表面に捕集されたパティキュレートは、排気温度の高い運転領域にて自己燃焼して除去されるか、或いは、必要に応じて装備された電気ヒータやバーナ等の強制加熱手段により燃焼除去されることになるが、パティキュレートフィルタ4内には、パティキュレートのアッシュが徐々に溜まってくることが考えられ、パティキュレートフィルタ4に対し直接的にエア洗浄や水洗浄を行い得るようにすることが望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図9に示す如く、現在考えられているパティキュレートフィルタ4の配置に関する主流の設計思想では、パティキュレートフィルタ4の搭載スペースを新たに確保することが難しいため、既存のマフラ7の配置スペースを有効に利用して該マフラ7の外筒8内にパティキュレートフィルタ4を収容させることが想定されており、このようにマフラ7の外筒8内にパティキュレートフィルタ4を収容させる場合には、マフラ7の外筒8の前後が入口パイプ9と出口パイプ10となっていて流路が絞り込まれているので、マフラ7の外筒8を排気管3の終端部及びテールパイプ11の始端部から取り外して内部のパティキュレートフィルタ4を洗浄しようとしても、入口パイプ9及び出口パイプ10の流路が狭すぎて、作業者がエアホースや洗浄水ホースをつかんだ手を中まで挿し入れることができず、作業性良くエア洗浄や水洗浄を行うことができないという不具合があった。
【0006】
更に付言すれば、図9に示すもののように、前後を入口パイプ9及び出口パイプ10により絞り込まれた外筒8を膨張室とし、更には、その内部に収容させたパティキュレートフィルタ4を通過させるようにすれば、ある程度の消音効果を期待することができるが、これ以上の消音効果を得るために、例えば、図10に示す如く、外筒8内におけるパティキュレートフィルタ4の出口側の空間をセパレータ8Aにより区画し且つその区画された前後の空間をインナーパイプ8Bにより連通した消音構造を採用したような場合には、パティキュレートフィルタ4の後方からの洗浄が殆ど不可能となってしまうことになる。
【0007】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マフラの外筒内に収容させたパティキュレートフィルタに対し作業性良くエア洗浄や水洗浄を行い得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管の終端部におけるマフラの外筒内にパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、前記マフラの外筒の前端面に少なくとも排気管の口径より大きな口径の入側開口部を形成し、該入側開口部の外縁部に形成した座金部と排気管の終端部に形成したフランジ部とを重ね合わせて相互間を締結し得るように構成すると共に、前記マフラの外筒の後端面に少なくともテールパイプの口径より大きな口径の出側開口部を形成し、該出側開口部の外縁部に形成した座金部とテールパイプの始端部に形成したフランジ部とを重ね合わせて相互間を締結し得るように構成したことを特徴とするものである。
【0009】
而して、このようにすれば、マフラの入側開口部の座金部と排気管の終端部のフランジ部とを取り外し、且つマフラの出側開口部の座金部とテールパイプの始端部のフランジ部とを取り外すことによって、マフラを車体から完全に取り外して前後端面の入側開口部及び出側開口部を大きく開口させ、これら入側開口部及び出側開口部の両方から作業者が実際にエアホースや洗浄水ホースをつかんだ手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行うことが可能となる。
【0010】
即ち、出側開口部から手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行えることは、パティキュレートフィルタに対し逆洗(通常の通気方向とは逆側からの吹き付けにより目詰まりを解消する洗浄)を効果的に行うことができるという点で非常に有効であり、又、入側開口部から手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行えることは、仕上げ段階等において、パティキュレートフィルタに実際に付着しているアッシュに直接的にエアや水を吹き付けて汚れ落としできるという点で非常に有効である。
【0011】
又、本発明においては、排気管の終端部とテールパイプの始端部とに対しマフラの外筒を前後逆に配置しても相互間を締結し得るように構成することが好ましく、このようにすれば、洗浄作業の終了後にマフラの外筒を前後逆に配置して一時的に取り付けを行い、然る後に、エンジンをアイドリング状態としてアクセルを適切な量だけ踏み込むことにより、風量の多い排気ガスでパティキュレートフィルタの仕上げの逆洗を行うことが可能となる。
【0012】
尚、この仕上げの逆洗の完了後には、再びマフラの外筒を正常な向きに戻すように取り付け直しを行うようにすれば良い。
【0013】
更に、本発明においては、マフラの外筒の後端面における出側開口部からパティキュレートフィルタの下流側端面に向け該端面の略全域を網羅し得るよう円錐状に拡径しつつ延び且つその周面に吸音孔を有する吸音コーンを設け、該吸音コーンの周囲に吸音室を画成すると良い。
【0014】
即ち、マフラの外筒の後端面に出側開口部を形成したことにより採用不可となった従来の消音構造に換えて、このような構成を採用すれば、吸音コーンの各吸音孔を通し音波を吸音室に導いて壁から壁へ反射させる間に相互に干渉させ合い、これにより音波のエネルギを消耗させて消音を図ることが可能となり、従来の消音構造に劣らない消音効果を得ることが可能となる。
【0015】
又、本発明に採用可能な消音構造としては、例えば、テールパイプと略同じ口径を有して所要長さ延び且つその周面に吸音孔を有する内筒と、該内筒に外嵌装着された吸音材と、該吸音材の表面を被包するカバーとから成る吸音筒を、テールパイプの始端部に対し相互の内部流路が連続するように設けても良く、このようにした場合には、吸音材により音波のエネルギを吸収させて消音を図ることが可能となる。
【0016】
この場合、吸音筒をテールパイプの始端部に一体的に構成しても良いし、吸音筒をテールパイプの始端部とは別体で構成し且つ吸音筒の後端に出側開口部の座金部とテールパイプのフランジ部とに挾圧保持されるようにしたフランジ部を設けても良い。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【0018】
図1は本発明の第一の形態例を示すもので、図1に示す如く、本形態例の排気浄化装置においては、自動車のディーゼルエンジン1(図7参照)からの排気ガス2が流通する排気管3の終端部に装備されているマフラ7の外筒8内にパティキュレートフィルタ4が収容されている。
【0019】
そして、前記マフラ7の外筒8の前端面には、少なくとも排気管3の口径より大きな口径の入側開口部12が形成されており、該入側開口部12の外縁部には、肉厚の環状体を成す座金部12aが形成されている。
【0020】
他方、前記排気管3の終端部には、前記座金部12aの外径と略同径となるように大径化したフランジ部3aが形成してあり、該フランジ部3aと前記入側開口部12の座金部12aとを重ね合わせて相互間を締結し得るように構成してある。
【0021】
更に、前記マフラ7の外筒8の後端面には、少なくともテールパイプ11の口径より大きな口径の出側開口部13が形成されており、該出側開口部13の外縁部には、肉厚の環状体を成す座金部13aが形成されている。
【0022】
他方、前記テールパイプ11の始端部には、前記座金部13aの外径と略同径となるように大径化したフランジ部11aが形成してあり、該フランジ部11aと前記出側開口部13の座金部13aとを重ね合わせて相互間を締結し得るように構成してある。
【0023】
又、特に本形態例においては、排気管3の終端部とテールパイプ11の始端部とに対しマフラ7の外筒8を前後逆に配置しても相互間を締結し得るよう両フランジ部3a,11aと座金部12a,13aが全て同径で且つ締結用のボルト孔等も同じ位置に配置したものとしている。
【0024】
而して、このようにすれば、マフラ7の入側開口部12の座金部12aと排気管3の終端部のフランジ部3aとを取り外し、且つマフラ7の出側開口部13の座金部13aとテールパイプ11の始端部のフランジ部11aとを取り外すことによって、マフラ7を車体から完全に取り外して前後端面の入側開口部12及び出側開口部13を大きく開口させ、これら入側開口部12及び出側開口部13の両方から作業者が実際にエアホースや洗浄水ホースをつかんだ手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行うことが可能となる。
【0025】
即ち、出側開口部13から手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行えることは、パティキュレートフィルタ4に対し逆洗(通常の通気方向とは逆側からの吹き付けにより目詰まりを解消する洗浄)を効果的に行うことができるという点で非常に有効であり、又、入側開口部12から手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行えることは、仕上げ段階等において、パティキュレートフィルタ4に実際に付着しているアッシュに直接的にエアや水を吹き付けて汚れ落としできるという点で非常に有効である。
【0026】
尚、この仕上げの逆洗の完了後には、再びマフラ7の外筒8を正常な向きに戻すように取り付け直しを行うようにすれば良い。
【0027】
従って、上記形態例によれば、マフラ7を車体から完全に取り外して前後端面の入側開口部12及び出側開口部13から作業者がエアホースや洗浄水ホースをつかんだ手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行うことができるので、パティキュレートフィルタ4に残留したアッシュを良好に除去することができる。
【0028】
又、本形態例においては、排気管3の終端部とテールパイプ11の始端部とに対しマフラ7の外筒8を前後逆に配置しても相互間を締結し得るように構成しているので、洗浄作業の終了後にマフラ7の外筒8を前後逆に配置して一時的に取り付けを行い、然る後に、ディーゼルエンジン1(図7参照)をアイドリング状態としてアクセルを適切な量だけ踏み込むことにより、風量の多い排気ガス2でパティキュレートフィルタ4の仕上げの逆洗を行うことができる。
【0029】
図2は本発明の第二の形態例を示すもので、この形態例においては、マフラ7の外筒8の後端面における出側開口部13からパティキュレートフィルタ4の下流側端面に向け該端面の略全域を網羅し得るよう円錐状に拡径しつつ延び且つその周面に複数の吸音孔14を有する吸音コーン15を設け、該吸音コーン15の周囲に吸音室16を画成するようにしている。
【0030】
而して、マフラ7の外筒8の後端面に出側開口部13を形成したことにより採用不可となった従来の消音構造に換えて、このような構成を採用すれば、吸音コーン15の各吸音孔14を通し音波を吸音室16に導いて壁から壁へ反射させる間に相互に干渉させ合い、これにより音波のエネルギを消耗させて消音を図ることが可能となり、従来の消音構造に劣らない消音効果を得ることが可能となる。
【0031】
又、図3は本発明の第三の形態例を示すもので、テールパイプ11と略同じ口径を有して所要長さ延び且つその周面に吸音孔17を有する内筒18と、該内筒18に外嵌装着された吸音材19と、該吸音材19の表面を被包するカバー20とから成る吸音筒21を、テールパイプ11の始端部に対し相互の内部流路が連続するように設けたものであり、このようにした場合には、吸音材19により音波のエネルギを吸収させて消音を図ることが可能となる。
【0032】
この図3に示している例では、図4に拡大して示すように、吸音筒21をテールパイプ11の始端部に一体的に構成するようにしているが、図5に示す如く、吸音筒21をテールパイプ11の始端部とは別体で構成し且つ吸音筒21の後端に出側開口部13の座金部13aとテールパイプ11のフランジ部11aとに挾圧保持されるようにしたフランジ部21aを設けても良い。
【0033】
更に、図6は本発明の第四の形態例を示すもので、前述した図2の消音構造と図3の消音構造とを組み合わせて用いたものであり、このようにすれば、より効果的な消音を図ることが可能である。
【0034】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0035】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0036】
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、マフラを車体から完全に取り外して前後端面の入側開口部及び出側開口部から作業者がエアホースや洗浄水ホースをつかんだ手を挿し入れて作業性良くエア洗浄や水洗浄を行うことができるので、パティキュレートフィルタに残留したアッシュを良好に除去することができる。
【0037】
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、洗浄作業の終了後にマフラの外筒を前後逆に配置して一時的に取り付けを行い、然る後に、エンジンをアイドリング状態としてアクセルを適切な量だけ踏み込むことにより、風量の多い排気ガスでパティキュレートフィルタの仕上げの逆洗を行うことができる。
【0038】
(III)本発明の請求項3、4、5、6に記載の発明によれば、マフラの外筒の後端面に出側開口部を形成したことにより採用不可となった従来の消音構造に換えて採用することにより、従来の消音構造に劣らない消音効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の形態例を示す断面図である。
【図2】本発明の第二の形態例を示す断面図である。
【図3】本発明の第三の形態例を示す断面図である。
【図4】図3の吸音筒を拡大して示す断面図である。
【図5】吸音筒をテールパイプの始端部と別体で構成した例を示す断面図である。
【図6】本発明の第四の形態例を示す断面図である。
【図7】従来例を示す概略図である。
【図8】図7のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図9】マフラの外筒内にパティキュレートフィルタを収容した例を示す断面図である。
【図10】図9に消音構造を付した例を示す断面図である。
【符号の説明】
3 排気管
3a フランジ部
4 パティキュレートフィルタ
7 マフラ
8 外筒
11 テールパイプ
11a フランジ部
12 入側開口部
12a 座金部
13 出側開口部
13a 座金部
14 吸音孔
15 吸音コーン
16 吸音室
17 吸音孔
18 内筒
19 吸音材
20 カバー
21 吸音筒
21a フランジ部

Claims (6)

  1. 排気管の終端部におけるマフラの外筒内にパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置であって、前記マフラの外筒の前端面に少なくとも排気管の口径より大きな口径の入側開口部を形成し、該入側開口部の外縁部に形成した座金部と排気管の終端部に形成したフランジ部とを重ね合わせて相互間を締結し得るように構成すると共に、前記マフラの外筒の後端面に少なくともテールパイプの口径より大きな口径の出側開口部を形成し、該出側開口部の外縁部に形成した座金部とテールパイプの始端部に形成したフランジ部とを重ね合わせて相互間を締結し得るように構成したことを特徴とする排気浄化装置。
  2. 排気管の終端部とテールパイプの始端部とに対しマフラの外筒を前後逆に配置しても相互間を締結し得るように構成したことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
  3. マフラの外筒の後端面における出側開口部からパティキュレートフィルタの下流側端面に向け該端面の略全域を網羅し得るよう円錐状に拡径しつつ延び且つその周面に吸音孔を有する吸音コーンを設け、該吸音コーンの周囲に吸音室を画成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の排気浄化装置。
  4. テールパイプと略同じ口径を有して所要長さ延び且つその周面に吸音孔を有する内筒と、該内筒に外嵌装着された吸音材と、該吸音材の表面を被包するカバーとから成る吸音筒を、テールパイプの始端部に対し相互の内部流路が連続するように設けたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の排気浄化装置。
  5. 吸音筒をテールパイプの始端部に一体的に構成したことを特徴とする請求項4に記載の排気浄化装置。
  6. 吸音筒をテールパイプの始端部とは別体で構成し且つ吸音筒の後端に出側開口部の座金部とテールパイプのフランジ部とに挾圧保持されるようにしたフランジ部を設けたことを特徴とする請求項4に記載の排気浄化装置。
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