KR101571579B1

KR101571579B1 - 배기 가스 처리 장치

Info

Publication number: KR101571579B1
Application number: KR1020107022105A
Authority: KR
Inventors: 도모유끼 사이또오; 히로유끼 가마따; 히로끼 스가와라; 도시히로 아베; 쇼오헤이 가미야
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2015-11-24
Also published as: JP5133422B2; CN102057141A; EP2336517A4; WO2010026864A1; EP2336517A1; US20110023472A1; EP2336517B1; US8904766B2; CN102057141B; JPWO2010026864A1; KR20110053309A

Abstract

필터용 통체(33)의 전, 후 플랜지부(34B, 34C)에, 각각 위치 결정 핀(40)을 설치하고, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)에는 절결 홈(24)을 마련하고, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)에는 절결 홈(30)을 마련한다. 이에 의해, 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 필터용 통체(33)를 접속할 때에는, 필터용 통체(33)에 설치된 전, 후의 위치 결정 핀(40)이, 상류 통체(22)의 절결 홈(24)과 하류 통체(28)의 절결 홈(30)에 각각 결합하고, 필터용 통체(33)를, 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여 동일축에 위치 결정할 수 있다. 이 결과, DPF(35)에 대한 클리닝 작업을 행한 후, 다시 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 접속하는 작업을 쉽게 행할 수 있다.

Description

배기 가스 처리 장치 {EXHAUST GAS PROCESSING DEVICE}

본 발명은, 예를 들어 엔진으로부터 배출되는 배기 가스의 배기음을 줄이고, 또한 배기 가스 중에 포함되는 유해 물질을 제거하는데 적합한 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 셔블 등의 건설 기계는 스스로 주행 가능한 하부 주행체와, 상기 하부 주행체 위에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 상기 상부 선회체의 전방부측에 부앙 이동 가능하게 설치된 작업 장치에 의해 구성되어 있다. 또한, 상부 선회체는 선회 프레임의 후방부측에 유압 펌프를 구동하기 위한 엔진을 탑재하고, 선회 프레임의 전방부측에 캡, 연료 탱크, 작동유 탱크 등을 탑재하고 있다.

여기서, 유압 셔블의 엔진에는, 일반적으로 디젤 엔진이 사용되고 있다. 이 디젤 엔진은 입자 형상 물질(PM : Particulate Matter), 질소산화물(NOx) 등의 유해 물질을 배출하는 것으로 되어 있다. 그래서, 유압 셔블은 엔진의 배기 가스 통로를 형성하는 배기관에 배기 가스 처리 장치를 설치하는 구성으로 하고 있다.

이 배기 가스 처리 장치는, 배기 가스 중의 입자 형상 물질을 포집해서 제거하는 입자 형상 물질 제거 필터(통상, Diesel Particulate Filter라 불리고, 이하, 줄여서「DPF」라고 함), 질소산화물(NOx)을 요소수용액을 사용해서 정화하는 선택 환원 촉매, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC)를 산화 제거하는 산화 촉매 등의 처리 부재를 구비하고 있다(특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-120277호 공보).

여기서, 특허 문헌 1에 의한 배기 가스 처리 장치는, 예를 들어 엔진의 배기 가스의 흐름 방향에서 상류측에 배치된 상류 통체와, 하류측에 배치된 하류 통체와, 이들 각 통체 간에 직렬로 설치된 정화부 통체를 구비하고, 이 정화부 통체의 내부에, DPF, 산화 촉매, 선택 환원 촉매 등의 처리 부재를 수용하고 있다. 그리고 이들 상류 통체, 정화부 통체, 하류 통체는 플랜지 접속 등의 수단을 이용해서 서로 직렬로 접속된 상태에서, 상부 선회체에 설치된 엔진 등의 구조체에 부착되는 구성으로 되어 있다.

[특허 문헌 1] : 일본 특허 출원 공개 제2003-120277호 공보

그런데 배기 가스를 정화 처리하는 DPF는 배기 가스 중의 입자 형상 물질을 포집하는 것이므로, 포집해서 퇴적한 입자 형상 물질을 정기적으로 제거하는 클리닝 작업을 행할 필요가 있다. 여기서, DPF의 클리닝 작업을 행할 경우에는, 우선 정화부 통체로부터 상류 통체와 하류 통체를 제거한 상태에서, 엔진 등의 구조체로부터 정화부 통체를 제거하고, 이 정화부 통체 내에 수용된 DPF를 외부로 취출해서 클리닝을 행한다.

그리고 클리닝이 종료된 DPF를, 정화부 통체 내에 부착한 후, 정화부 통체를 다시 엔진 등의 구조체에 부착하고, 상류 통체와 하류 통체를 정화부 통체에 부착한다.

그러나 상술한 특허 문헌 1에 의한 배기 가스 처리 장치에서는, DPF 등을 수용한 정화부 통체를, U 볼트와 너트를 이용해서 엔진에 부착하고 있다. 이로 인해, 정화부 통체를 제거할 때에는 정화부 통체의 플랜지부를, 상류 통체 및 하류 통체의 플랜지부로부터 제거하고, 다음에 정화부 통체를 엔진측에 고정하고 있는 U 볼트, 너트를 제거할 필요가 있다.

이 결과, DPF에 대한 클리닝 작업, 점검 작업, 수리 작업을 행할 때에, 이 DPF를 내장한 정화부 통체를, 상류 통체 및 하류 통체에 대하여 부착, 제거하는 작업에 수고를 요하여, 클리닝 작업의 작업성이 저하되어 버린다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제에 비추어 이루어진 것으로, 처리 부재를 내장한 정화부 통체를 상류 통체 및 하류 통체에 대하여 쉽게 부착, 제거할 수 있고, 처리 부재에 대한 클리닝 작업의 작업성을 높일 수 있도록 한 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

(1) 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 차체에 탑재된 엔진의 배기 가스 통로에 설치된 상류 통체와, 상기 상류 통체의 하류측에 설치된 하류 통체와, 상기 상류 통체와 하류 통체 사이에 축선 방향으로 직렬로 부착, 제거 가능하게 접속해서 설치되고, 배기 가스를 정화 처리하기 위한 처리 부재가 내장된 정화부 통체를 구비하여 이루어지는 배기 가스 처리 장치에 적용된다.

그리고 본 발명이 채용하는 구성의 특징은, 상기 상류 통체, 하류 통체, 정화부 통체에는 서로 대면해서 접속되는 통체 단부에 평탄한 접속면을 갖는 플랜지부를 설치하고, 상기 정화부 통체의 전방측 플랜지부와 후방측 플랜지부에는 상기 접속면으로부터 상기 상류측 통체, 하류측 통체를 향해 각각 돌출하는 위치 결정 핀을 설치하고, 상기 상류 통체의 플랜지부와 상기 하류 통체의 플랜지부에는 상기 위치 결정 핀이 결합함으로써 상기 상류 통체와 하류 통체에 대하여 상기 정화부 통체를 위치 결정하는 절결 홈을 각각 마련한 것에 있다.

이와 같이 구성한 것에 의해, 상류 통체와 하류 통체 사이에 정화부 통체를 삽입할 때에, 정화부 통체의 플랜지부에 설치된 위치 결정 핀이, 상류 통체 및 하류 통체의 플랜지부에 마련한 홈에 결합한다. 이와 같이, 상류 통체와 하류 통체 사이에 정화부 통체를 접속할 때에, 위치 결정 핀과 절결 홈이 결합하고, 상류 통체와 하류 통체에 대하여 정화부 통체를 동일축이 되도록 위치 결정할 수 있어, 이들 상류 통체, 하류 통체, 정화부 통체를 직렬로 접속할 수 있다.

따라서, 상류 통체 및 하류 통체로부터 정화부 통체를 제거하고, 이 정화부 통체에 내장된 처리 부재에 대한 점검, 수리 등의 클리닝 작업을 행한 후, 다시 정화부 통체를 상류 통체와 하류 통체 사이에 접속하는 작업을, 신속하면서도 또한 쉽게 행할 수 있어, 처리 부재에 대한 클리닝 작업을 행할 때의 작업성을 높일 수 있다.

(2) 또한, 본 발명은 상기 상류 통체의 플랜지부, 하류 통체의 플랜지부, 정화부 통체의 플랜지부는, 각각 축선과 직교하는 방향으로 평탄한 접속면으로서 형성한 것에 있다.

이 구성에 따르면, 정화부 통체의 플랜지부에 상류측 통체의 플랜지부를 접촉시킴으로써, 상류측 통체의 축선과 정화부 통체의 축선을 일치시킬 수 있다. 또한, 정화부 통체의 플랜지부에 하류측 통체의 플랜지부를 접촉시킴으로써, 하류측 통체의 축선과 정화부 통체의 축선을 일치시킬 수 있다.

(3) 또한, 본 발명은 상기 상류 통체와 상기 정화부 통체 사이 및 상기 하류 통체와 상기 정화부 통체 사이에는 각각 가스킷을 설치하고, 상기 각 가스킷에는 상기 위치 결정 핀이 삽입 관통되는 핀 삽입 관통 구멍을 각각 마련하고, 상기 위치 결정 핀은 상기 각 가스킷의 상기 핀 삽입 관통 구멍이 삽입 관통된 상태에서 상기 상류 통체의 절결 홈과 상기 하류 통체의 절결 홈에 각각 결합하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 따르면, 정화부 통체에 설치된 위치 결정 핀에 가스킷의 핀 삽입 관통 구멍을 삽입 관통한 상태에서, 상류 통체와 하류 통체 사이에 정화부 통체를 삽입함으로써, 정화부 통체의 플랜지부에 가스킷을 임시 고정할 수 있다. 따라서, 상류 통체와 하류 통체 사이에 정화부 통체를 접속하는 작업을 행할 때에, 상류 통체와 정화부 통체 사이에 가스킷을 설치하는 작업과, 하류 통체와 정화부 통체 사이에 가스킷을 설치하는 작업을 동시에 행할 수 있어, 가스킷을 개재하여 상류 통체와 하류 통체 사이에 정화부 통체를 접속할 때의 작업성을 한층 향상시킬 수 있다.

(4) 이 경우, 본 발명에 의하면, 상기 위치 결정 핀에는 상기 가스킷의 핀 삽입 관통 구멍이 삽입 관통된 상태에서 상기 가스킷이 결합하는 결합부를 설치하는 구성으로 한 것에 있다.

이 구성에 따르면, 가스킷의 핀 삽입 관통 구멍을 정화부 통체의 위치 결정 핀에 삽입 관통하면, 가스킷의 핀 삽입 관통 구멍의 주연부가 위치 결정 핀의 결합부에 걸림으로써, 가스킷이 위치 결정 핀의 축 방향으로 이동하는 것을 규제할 수 있다. 이에 의해, 상류 통체와 하류 통체 사이에 정화부 통체를 접속할 때에, 정화부 통체의 위치 결정 핀으로부터 부주의하게 가스킷이 이탈해 버리는 것을 억제할 수 있어, 상류 통체 및 하류 통체와 정화부 통체 사이에 확실하게 가스킷을 배치할 수 있다.

(5) 또한, 본 발명에 의하면, 상기 상류 통체와 하류 통체는 지지 부재를 개재하여 상기 차체측에 고정하는 구성으로 한 것에 있다. 이러한 구성에 따르면, 상류 통체와 하류 통체는 지지 부재를 개재하여 차체측에 고정되어 있으므로, 이들 상류 통체와 하류 통체 사이에 접속된 정화부 통체는 차체측에 고정할 필요가 없다. 이에 의해, 상류 통체 및 하류 통체를 차체측에 고정한 채의 상태에서, 정화부 통체만을 단독으로 제거할 수 있으므로, 정화부 통체에 내장된 처리 부재에 대한 클리닝 작업을 행할 때의 작업성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 배기 가스 처리 장치를 구비한 유압 셔블을 도시하는 정면도이다.
도 2는 상부 선회체를 캡, 건물 커버를 생략한 상태에서 확대하여 도시하는 평면도이다.
도 3은 배기 가스 처리 장치를 엔진에 부착한 상태에서 도시하는 주요부 확대 사시도이다.
도 4는 배기 가스 처리 장치를 유압 펌프와 함께 도시하는 정면도이다.
도 5는 배기 가스 처리 장치를 단일 부재로 도시하는 사시도이다.
도 6은 배기 가스 처리 장치의 내부 구조를 도시하는 종단면도이다.
도 7은 상류 통체, 하류 통체로부터 필터용 통체와 가스킷을 제거한 상태를 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 상류 통체를 처리 장치 지지 브래킷에 부착한 상태를 도 4 중의 화살표 Ⅷ - Ⅷ 방향으로부터 본 주요부 확대 횡단면도이다.
도 9는 상류 통체와 하류 통체 사이에 필터용 통체를 접속하는 상태를 도시하는 정면도이다.
도 10은 필터용 통체의 위치 결정 핀에 가스킷의 핀 삽입 관통 구멍을 삽입 관통한 상태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
도 11은 필터용 통체의 위치 결정 핀을 상류 통체의 절결 홈에 삽입한 상태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
도 12는 필터용 통체의 위치 결정 핀이, 절결 홈의 홈 바닥면에 접촉한 상태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
도 13은 필터용 통체의 전방측 플랜지부와 상류 통체의 플랜지부를 클램프 장치에 의해 고정한 상태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.
도 14는 위치 결정 핀, 절결 홈의 변형예를 도시하는 도 7과 같은 분해 사시도이다.
도 15는 상류 통체 및 하류 통체와 필터용 통체를, 볼트·너트를 이용해서 접속한 변형예를 도시하는 도 3과 같은 배기 가스 처리 장치의 사시도이다.

이하, 본 발명에 관한 배기 가스 처리 장치의 실시 형태를, 유압 셔블에 적용한 경우를 예로 들어, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

여기서, 본 실시 형태에서는 배기 가스 처리 장치로서, 엔진으로부터 배출되는 입자 형상 물질(PM)을 DPF에 의해 제거하는 입자 형상 물질 제거 장치(PM 제거 장치)를 예시하고 있다.

그리고 본 실시 형태에 이용하는 배기 가스 처리 장치는, 산화 촉매와 소음기 통체를 수용한 상류 통체와, 소음기 통체를 수용한 하류 통체와, DPF를 수용한 필터용 통체의 3개의 통체를, V 형상의 클램프 장치를 이용해서 직렬로 연결하고, 지지 다리에 의해 엔진측에 부착하는 구성으로 하고 있다.

도면 중, 부호 1은 건설 기계의 대표 예로서의 유압 셔블이고, 본 실시 형태가 적용되는 차체를 구성하고 있다. 여기서, 유압 셔블(1)은 스스로 주행 가능한 크롤러식의 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2) 위에 선회 장치(3)를 개재하여 선회 가능하게 탑재되고, 상기 하부 주행체(2)와 함께 차체를 구성하는 상부 선회체(4)와, 상부 선회체(4)의 전방부측에 부앙 이동 가능하게 설치되어 굴삭 작업 등을 행하는 작업 장치(5)에 의해 대략 구성되어 있다. 또한, 상부 선회체(4)는 후술하는 선회 프레임(6), 캡(7), 엔진(8), 배기 가스 처리 장치(21) 등에 의해 구성되어 있다.

부호 6은 상부 선회체(4)의 베이스가 되는 선회 프레임이고, 상기 선회 프레임(6)은 견고한 지지 구조체를 없애고, 선회 장치(3)를 개재하여 하부 주행체(2) 위에 부착되어 있다. 여기서, 선회 프레임(6)은 도 2에 도시한 바와 같이, 전, 후 방향으로 연장되는 두꺼운 바닥판(6A)과, 상기 바닥판(6A) 위에 세워 설치되어, 좌우 방향으로 소정의 간격을 두고 전, 후 방향으로 연장된 좌측 종판(6B), 우측 종판(6C)과, 좌측 종판(6B)으로부터 좌측 방향으로 돌출한 복수 개의 좌측 돌출 빔(6D)과, 우측 종판(6C)으로부터 우측 방향으로 돌출한 복수 개의 우측 돌출 빔(6E)과, 각 좌측 돌출 빔(6D)의 선단부에 고정 부착되어 전, 후 방향으로 연장된 좌측 사이드 프레임(6F)과, 각 우측 돌출 빔(6E)의 선단부에 고정 부착되어 전, 후 방향으로 연장된 우측 사이드 프레임(6G)에 의해 대략 구성되어 있다.

부호 7은 선회 프레임(6)의 좌측 전방부측에 탑재된 캡(도 1 참조)으로, 상기 캡(7)은 오퍼레이터의 운전실을 형성하는 것이다. 또한, 캡(7)의 내부에는 오퍼레이터가 착석하는 운전석, 각종 조작 레버(모두 도시하지 않음) 등이 배치되어 있다.

부호 8은 선회 프레임(6)의 후방측에 수평 상태로 탑재된 엔진이고, 이 엔진(8)은, 예를 들어 디젤 엔진에 의해 구성되어 있다. 또한, 엔진(8)의 우측에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 배기 가스를 배출하는 배기 가스 통로의 일부를 이루는 배기관(9)이 설치되고, 상기 배기관(9)의 도중 부위에는 후술하는 배기 가스 처리 장치(21)가 부착되어 있다.

여기서, 엔진(8)은 고효율로 내구성도 우수하지만, 입자 형상 물질(PM : Particulate Matter), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO) 등의 유해 물질을, 배기 가스와 함께 배출해 버리는 것이다. 그래서, 배기관(9)에 부착되는 배기 가스 처리 장치(21)는, 후술하는 바와 같이 일산화탄소(CO) 등을 산화해서 제거하는 산화 촉매(26), 입자 형상 물질을 포집해서 제거하는 DPF(35)를 포함해서 구성되어 있다.

부호 10은 엔진(8)의 우측에 부착된 유압 펌프이고, 상기 유압 펌프(10)는 엔진(8)에 의해 구동됨으로써, 유압 셔블(1)에 탑재된 각종 유압 작동기를 향해 작동용의 압유를 토출하는 것이다. 여기서, 유압 펌프(10)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 엔진(8)에 대면하는 좌측 단부가 플랜지부(10A)가 되고, 이 플랜지부(10A)가 엔진(8)에 볼트로 고정되어 있다. 또한, 유압 펌프(10)의 플랜지부(10A)를 엔진(8)에 부착할 때에는, 후술하는 처리 장치 지지 브래킷(16)이 함께 부착되는 구성으로 되어 있다.

부호 11은 엔진(8)의 좌측에 위치해서 설치된 열 교환기이고, 상기 열 교환기(11)는, 예를 들어 라디에이터, 오일쿨러, 인터쿨러 등으로 이루어지고, 엔진(8)의 작동 시에 공급되는 냉각풍 속에 냉매의 열을 방출함으로써, 엔진 냉각수, 작동유, 과급 공기를 냉각하는 것이다.

부호 12는 유압 펌프(10)의 전방측에 위치해서 선회 프레임(6)의 우측에 탑재된 작동유 탱크로, 이 작동유 탱크(12)는 유압 펌프(10)에 공급하는 작동유를 축적하는 것이다. 또한, 부호 13은 작동유 탱크(12)의 전방측에 설치된 연료 탱크로, 이 연료 탱크(13)는 내부에 엔진(8)에 공급하는 연료를 축적하는 것이다.

부호 14는 엔진(8)의 후방측에 위치해서 선회 프레임(6)의 후단부에 부착된 카운터 웨이트이고, 상기 카운터 웨이트(14)는 작업 장치(5)와의 중량 균형을 잡는 것이다. 또한, 카운터 웨이트(14)의 전방측에는 건물 커버(15)가 배치되고, 상기 건물 커버(15)는 엔진(8), 유압 펌프(10), 열 교환 장치(11) 등을 수용하는 것이다.

부호 16은 엔진(8)의 우측에 위치해서 설치된 처리 장치 지지 브래킷이고, 상기 처리 장치 지지 브래킷(16)은 후술하는 배기 가스 처리 장치(21)를 지지하는 상부 선회체(4) 측의 구조체를 구성하고 있다. 그리고 처리 장치 지지 브래킷(16)은, 유압 펌프(10)의 플랜지부(10A)와 함께 엔진(8)에 부착되는 지지대(16A)와, 상기 지지대(16A) 위에 전, 후 방향으로 간격을 두고 배치되고, 복수 개의 방진 부재(16B)(2개만 도시)를 개재하여 방진 지지된 전방측 부착판(16C), 후방측 부착판(16D)에 의해 대략 구성되어 있다.

다음에, 엔진(8)으로부터 배출되는 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 처리 장치에 대해서 서술한다.

부호 21은 엔진(8)의 상부 우측에 위치해서 배기관(9)에 접속된 배기 가스 처리 장치이고, 상기 배기 가스 처리 장치(21)는 배기관(9)과 함께 배기 가스 통로를 구성하고, 상류측으로부터 하류측으로 배기 가스가 유통하는 동안에, 이 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 제거하는 것이다. 또한, 배기 가스 처리 장치(21)는 전, 후 방향의 전방측이 상류측이 되고 후방측이 하류측이 되도록, 엔진(8)의 상부에 전, 후 방향으로 연장되는 수직 상태로 배치되어 있다(도 2 참조).

그리고 배기 가스 처리 장치(21)는, 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 후술하는 상류 통체(22)와, 하류 통체(28)와, 정화부 통체로서의 필터용 통체(33)로 이루어지는 3개의 통체를, 축 중심을 통과하는 축선 O1 - O1이 일치하도록 서로 직렬로 접속함으로써 구성되어 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 상류 통체(22)에는 후술하는 유입관(25)의 소음기 통체(25B)와 산화 촉매(26)가 수용되고, 하류 통체(28)에는 후술하는 유출관(31)의 소음기 통체(31B)가 수용되고, 필터용 통체(33)에는 후술하는 DPF(35)가 수용되어 있다.

여기서, 부호 22는 배기 가스 처리 장치(21)의 전방부측에 위치해서 배기 가스 통로의 상류측에 설치된 상류 통체를 나타내고 있다. 이 상류 통체(22)는 배기 가스가 유입하는 입구 부분을 구성하고, 상기 상류 통체(22)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 후술하는 통 형상 케이스(23)와, 유입관(25)과, 산화 촉매(26)와, 지지 다리(27)에 의해 대략 구성되어 있다.

부호 23은 상류 통체(22)의 외곽을 구성하는 통 형상 케이스이고, 상기 통 형상 케이스(23)는 지름이 큰 원통 형상을 이루는 원통부(23A)와, 상기 원통부(23A)의 전방측(상류측)을 폐색해서 설치된 덮개부(23B)와, 원통부(23A)의 후방측(하류측) 단부에 전체 둘레에 걸쳐 플랜지 형상으로 설치된 플랜지부(23C)에 의해 구성되어 있다.

여기서, 플랜지부(23C)는 도 5 등에 도시한 바와 같이, 후술하는 통 형상 케이스(34)의 전방측 플랜지부(34B)에 후술하는 가스킷(39)을 개재하여 접속되는 것으로, 플랜지부(23C)의 접속면(23D)은 축선 O1 - O1과 직교하는 링 형상인 평탄면으로서 형성되어 있다. 그리고 플랜지부(23C)의 상부측에는 후술하는 절결 홈(24)이 마련되어 있다.

또한, 통 형상 케이스(23)에는 원통부(23A)의 상부에 위치해서 2개의 온도 센서 부착구(23E)가 마련되어 있다. 이 2개의 온도 센서 부착구(23E)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 후술하는 온도 센서(44, 45)를 부착하는 것으로, 후술하는 산화 촉매(26)를 전, 후 방향에서 협지하는 2군데에 배치되어 있다. 또한, 원통부(23A)의 후방측 위치에는, 예를 들어 우측에 위치해서 상류측의 압력 취출부(23F)가 설치되고, 상기 압력 취출부(23F)는 배기 가스 통로를 흐르는 배기 가스의 압력 중, 후술하는 DPF(35)의 상류측 압력을 취출하는 것으로, 후술하는 압력 센서(43)가 상류측 배관(43A)을 개재하여 접속되는 구성으로 되어 있다.

부호 24는 상류 통체(22)를 구성하는 통 형상 케이스(23)의 플랜지부(23C)의 상부측에 설치된 절결 홈으로, 상기 절결 홈(24)은 후술하는 필터용 통체(33)의 위치 결정 핀(40)이 결합하는 것이다. 여기서, 절결 홈(24)은 도 7에 도시한 바와 같이 플랜지부(23C)의 상단부측을 그 외주연부로부터 중심을 향해 절결함으로써, 상, 하 방향으로 직선 형상으로 연장되는 1개의 세로 홈으로서 형성되고, 그 하단부가 홈 바닥부(24A)로 되어 있다.

그리고 절결 홈(24)은, 필터용 통체(33)의 위치 결정 핀(40)이 결합함으로써, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)에 대하여 지름 방향으로 안내하고, 절결 홈(24)의 홈 바닥부(24A)에 위치 결정 핀(40)이 접촉한 상태에서, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)에 대하여 동일축이 되도록 위치 결정하는 것이다.

부호 25는 통 형상 케이스(23)의 전방측(상류측)에 설치된 유입관으로, 상기 유입관(25)은 통 형상 케이스(23)의 원통부(23A)를 지름 방향으로 관통하고 있다(도 8 참조). 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 통 형상 케이스(23)로부터 돌출한 유입관(25)의 일단부측은 배기관(9)을 향해 좌측으로 연장되어, 당해 배기관(9)에 접속되어 있다. 한편, 유입관(25)의 타단부측은 폐색판(25A)에 의해 폐색되어 있다. 그리고 유입관(25)은, 통 형상 케이스(23)의 내부에서 소음기 통체(25B)를 구성하고, 이 소음기 통체(25B)에 설치된 복수 개의 작은 구멍(25C)을 배기 가스가 통과함으로써, 배기음이 저감되는 것이다.

부호 26은 유입관(25)의 하류측에 위치해서 통 형상 케이스(23) 내에 수용된 산화 촉매이고, 상기 산화 촉매(26)는 배기 가스를 정화 처리하는 처리 부재 중 1개를 구성하는 것이다. 여기서, 산화 촉매(26)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어 원통부(23A)의 내경 치수와 동등한 외경 치수를 가진 세라믹스로 된 셀 형상 통체로 이루어지고, 그 축 방향으로는 다수의 관통 구멍(26A)이 형성되고, 내면에 백금(Pt) 등의 귀금속이 코팅되어 있다. 그리고 산화 촉매(26)는, 소정의 온도하에서 각 관통 구멍(26A)에 배기 가스를 유통시킴으로써, 이 배기 가스에 포함되는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화해서 제거하고, 질소산화물(NO)을 이산화질소(NO₂)로 제거하는 것이다.

부호 27은 통 형상 케이스(23)[원통부(23A)]의 하면측에 설치된 지지 부재로서의 지지 다리이고, 상기 지지 다리(27)는, 도 8에 도시한 바와 같이 판체를 대략 W자 형상으로 절곡함으로써 형성되고, 그 상단부측이 원통부(23A)의 하면에 용접 등의 수단을 이용해서 고정 부착되어 있다. 그리고 지지 다리(27)의 하단부측은, 처리 장치 지지 브래킷(16)의 전방측 부착판(16C)에 볼트로 고정되어 있다. 이와 같이, 상류 통체(22)는 상부 선회체(4)측에 부착된 처리 장치 지지 브래킷(16)에 지지 다리(27)를 개재하여 고정되는 구성으로 되어 있다.

다음에, 부호 28은 배기 가스 처리 장치(21)의 후방부측에 위치해서 상류 통체(22)의 하류측에 설치된 하류 통체를 나타내고 있다. 이 하류 통체(28)는, 후술하는 필터용 통체(33)를 사이에 두고 상류 통체(22)와는 반대측에 배치되고, 배기 가스를 유출하는 출구 부분을 구성하고 있다. 그리고 하류 통체(28)는, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 후술하는 통 형상 케이스(29)와, 유출관(31)과, 지지 다리(32)에 의해 대략 구성되어 있다.

부호 29는 하류 통체(28)의 외곽을 구성하는 통 형상 케이스이고, 상기 통 형상 케이스(29)는 상류 통체(22)의 통 형상 케이스(23)와 거의 마찬가지로, 지름이 큰 원통 형상을 이루는 원통부(29A)와, 상기 원통부(29A)의 후방측(하류측)을 폐색해서 설치된 덮개부(29B)와, 원통부(29A)의 전방측(상류측)의 단부에 전체 둘레에 걸쳐 플랜지 형상으로 설치된 플랜지부(29C)에 의해 구성되어 있다.

여기서, 플랜지부(29C)는, 도 7 등에 도시한 바와 같이, 후술하는 통 형상 케이스(34)의 후방측 플랜지부(34C)에 후술하는 가스킷(39)을 개재하여 접속되는 것으로, 플랜지부(29C)의 접속면(29D)은 축선 O1 - O1과 직교하는 링 형상의 평탄면으로서 형성되어 있다. 그리고 플랜지부(29C)에는 후술하는 절결 홈(30)이 마련되어 있다.

또한, 원통부(29A)의 후방측 위치에는, 예를 들어 우측에 위치해서 하류측의 압력 취출부(29E)가 설치되고, 상기 압력 취출부(29E)는 배기 가스 통로를 흐르는 배기 가스의 압력 중, DPF(35)의 하류측의 압력을 취출하는 것으로, 후술하는 압력 센서(43)가 하류측 배관(43B)을 개재하여 접속되는 구성으로 되어 있다.

부호 30은 하류 통체(28)를 구성하는 통 형상 케이스(29)의 플랜지부(29C)의 상부측에 마련된 절결 홈으로, 상기 절결 홈(30)은 필터용 통체(33)의 위치 결정 핀(40)이 결합하는 것으로, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)에 마련된 절결 홈(24)과 전, 후 방향으로 거의 정대(正對)하고 있다. 여기서, 절결 홈(30)은, 도 7에 도시한 바와 같이, 플랜지부(29C)의 상단부측을 그 외주연부로부터 중심을 향해 절결함으로써, 상, 하 방향으로 직선 형상으로 연장되는 1개의 세로 홈으로서 형성되고, 그 하단부가 홈 바닥부(30A)로 되어 있다.

그리고 절결 홈(30)은, 필터용 통체(33)의 위치 결정 핀(40)이 결합함으로써, 필터용 통체(33)를 하류 통체(28)에 대하여 지름 방향으로 안내하고, 절결 홈(30)의 홈 바닥부(30A)에 위치 결정 핀(40)이 접촉한 상태에서, 필터용 통체(33)를 하류 통체(28)에 대하여 동일축이 되도록 위치 결정하는 것이다.

부호 31은 통 형상 케이스(29)의 후방측(하류측)에 설치된 꼬리관이라 불리는 유출관으로, 상기 유출관(31)은 통 형상 케이스(29)의 원통부(29A)를 지름 방향으로 관통하고 있다(도 6 참조). 또한, 통 형상 케이스(29)로부터 돌출한 유출관(31)의 상단부측은, 도 1에 도시한 건물 커버(15)의 상방으로 돌출하여 대기에 노출되어 있다. 한편, 유출관(31)의 하단부측은 폐색판(31A)에 의해 폐색되어 있다. 그리고 유출관(31)은, 통 형상 케이스(29)의 내부에서 소음기 통체(31B)를 구성하고, 이 소음기 통체(31B)에 설치된 복수 개의 작은 구멍(31C)을 배기 가스가 통과함으로써, 배기음이 저감되는 것이다.

부호 32는 통 형상 케이스(29)[원통부(29A)]의 하면측에 설치된 지지 부재로서의 지지 다리이고, 상기 지지 다리(32)는 상류 통체(22)의 지지 다리(27)와 마찬가지로, 판체를 대략 W자 형상으로 절곡함으로써 형성되고, 그 상단부측이 원통부(29A)의 하면에 고정 부착되어 있다. 그리고 지지 다리(32)의 하단부측은, 처리 장치 지지 브래킷(16)의 후방측 부착판(16D)에 볼트로 고정되는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 하류 통체(28)는 상부 선회체(4)측에 부착된 처리 장치 지지 브래킷(16)에 지지 다리(32)를 개재하여 고정되는 구성으로 되어 있다.

다음에, 부호 33은 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 직렬로 접속해서 설치된 1개의 필터용 통체를 나타내고 있다. 이 필터용 통체(33)는, 배기 가스를 정화 처리하기 위한 처리 부재를 내장한 정화부 통체를 구성하고 있다. 여기서, 필터용 통체(33)는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 후술하는 통 형상 케이스(34)와 DPF(35)에 의해 대략 구성되어 있다.

부호 34는 필터용 통체(33)의 외곽을 구성하는 통 형상 케이스로, 상기 통 형상 케이스(34)는 그 내부에 DPF(35)를 수용하는 것이다. 여기서, 통 형상 케이스(34)는 상류 통체(22)의 통 형상 케이스(23) 및 하류 통체(28)의 통 형상 케이스(29)와 거의 동등한 외경 치수를 갖는 원통부(34A)와, 상기 원통부(34A)의 전방측(상류측)의 단부에 전체 둘레에 걸쳐 플랜지 형상으로 설치된 전방측 플랜지부(34B)와, 원통부(34A)의 후방측(하류측)의 단부에 전체 둘레에 걸쳐 플랜지 형상으로 설치된 후방측 플랜지부(34C)에 의해 대략 구성되어 있다.

여기서, 전방측 플랜지부(34B)는 상류 통체(22)[통 형상 케이스(23)]의 플랜지부(23C)에 후술하는 가스킷(39)을 개재하여 접속되는 것이다. 그리고 이 전방측 플랜지부(34B)의 접속면(34D)은, 축선 O1 - O1과 직교하는 링 형상의 평탄면으로서 형성되어 있다. 한편, 후방측 플랜지부(34C)는 하류 통체(28)[통 형상 케이스(29)]의 플랜지부(29C)에 가스킷(39)을 개재하여 접속되는 것이다. 그리고 이 후방측 플랜지부(34C)의 접속면(34E)은 축선 O1 - O1과 직교하는 링 형상의 평탄면으로서 형성되어 있다. 그리고 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에는, 각각 후술하는 위치 결정 핀(40)이 설치되는 구성으로 되어 있다.

부호 35는 통 형상 케이스(34) 내에 수용된 DPF(입자 형상 물질 제거 필터)이고, 이 DPF(35)는 처리 부재 중 1개를 구성하는 것이다. 그리고 도 6에 도시한 바와 같이, DPF(35)는, 예를 들어 세라믹스 재료 등으로 이루어지는 다공질인 부재에 의해 원통 형상으로 형성된 필터 본체(36)와, 상기 필터 본체(36)의 외주측에 전체 둘레에 걸쳐 설치된 완충재층(37)과, 상기 완충재층(37)의 외주측에 전체 둘레에 걸쳐 설치된 단열재층(38)에 의해 대략 구성되어 있다.

여기서, 필터 본체(36)는 축 방향으로 다수의 작은 구멍(36A)이 마련된 벌집 구조의 셀 형상 통체를 없애고, 각 작은 구멍(36A)은 인접하는 것끼리 서로 다른 단부가 밀봉 부재(36B)에 의해 폐색되어 있다. 그리고 필터 본체(36)는, 상류측으로부터 각 작은 구멍(36A)으로 유입하는 배기 가스를 다공질 재료에 통과시킴으로써 입자 형상 물질을 포집하고, 배기 가스만을 인접한 작은 구멍(36A)을 통해서 하류측으로 유출시킨다.

이 경우, 필터 본체(36)에 의해 포집한 입자 형상 물질은 연소하여 제거되지만, 그 일부는 재가 되어 작은 구멍(36A) 내로 서서히 퇴적한다. 또한, 그 밖의 미연소 잔류물, 예를 들어 엔진 오일 속의 중금속, 칼슘 등도 서서히 퇴적한다. 그래서, 후술하는 압력 센서(43)에 의해, DPF(35)의 상류측 압력과 하류측 압력을 계측하고, 상류측과 하류측의 압력차가 소정의 값에 도달했을 때에는, DPF(35)를 필터용 통체(33)의 통 형상 케이스(34)로부터 제거하고, 퇴적물을 클리닝하는 구성으로 되어 있다.

다음에, 부호 39는 2매의 가스킷을 나타내고, 한쪽 가스킷(39)은 상류 통체(22)의 통 형상 케이스(23)와 필터용 통체(33)의 통 형상 케이스(34)와의 사이에 설치되고, 다른 쪽 가스킷(39)은 하류 통체(28)의 통 형상 케이스(29)와 필터용 통체(33)의 통 형상 케이스(34)와의 사이에 설치되어 있다. 여기서, 각 가스킷(39)은, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들어 스테인리스 등의 금속판을 이용하여 통 형상 케이스(34)의 전방측 플랜지부(34B) 및 후방측 플랜지부(34C)와 거의 같은 링 형상체로 형성되어 있다.

그리고 각 가스킷(39)은, 통 형상 케이스(23)의 플랜지부(23C)와 통 형상 케이스(34)의 전방측 플랜지부(34B)와의 접속부를 기밀하게 밀봉하는 동시에, 통 형상 케이스(29)의 플랜지부(29C)와 통 형상 케이스(34)의 후방측 플랜지부(34C)와의 접속부를 기밀하게 밀봉하는 것이다. 또한, 각 가스킷(39)의 상단부측에는, 후술하는 위치 결정 핀(40)이 삽입 관통되는 1개의 핀 삽입 관통 구멍(39A)이 각각 천공되어 있다.

또한, 부호 40은 2개의 위치 결정 핀을 나타내고, 이들의 위치 결정 핀(40)은 필터용 통체(33)를 구성하는 통 형상 케이스(34)의 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에 각각 1개씩 설치되어 있다. 이들 위치 결정 핀(40)은, 도 9 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 가스킷(39)을 걸어 보유 지지하는 동시에, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)에 마련된 절결 홈(24)과, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)에 마련된 절결 홈(30)에 결합하는 것이다.

여기서, 각 위치 결정 핀(40)은 전체적으로 절결 홈(24, 30)의 홈 폭보다도 약간 지름이 작은 원기둥 형상의 핀으로 이루어지고, 예를 들어 압입 등의 수단을 이용해서 전방측 플랜지부(34B), 후방측 플랜지부(34C)에 고정 부착되어 있다. 그리고 전방측 플랜지부(34B)에 설치된 위치 결정 핀(40)은, 전방측 플랜지부(34B)의 접속면(34D)으로부터 상류 통체(22)를 향해 돌출하고, 후방측 플랜지부(34C)에 설치된 위치 결정 핀(40)은, 후방측 플랜지부(34C)의 접속면(34E)으로부터 하류 통체(28)를 향해 돌출하고 있다.

따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 각 위치 결정 핀(40)에 가스킷(39)을 걸어 보유 지지한 상태에서, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 삽입하고, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)에 마련한 절결 홈(24)과 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)에 마련한 절결 홈(30)에 위치 결정 핀(40)을 결합시킴으로써, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여 축선 O1 - O1과 동일축이 되도록 위치 결정할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 각 위치 결정 핀(40)의 중간 부위에는, 후술하는 오목부(41)가 마련되는 구성으로 되어 있다.

부호 41은 각 위치 결정 핀(40)의 중간 부위에 설치된 결합부로서의 오목부이고, 상기 오목부(41)는 도 10에 도시한 바와 같이, 위치 결정 핀(40)의 상면측을 대략 ㄷ자 형상의 단면 형상을 가지고 절결함으로써 형성되어 있다. 그리고 위치 결정 핀(40)에 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)을 삽입 관통했을 때에, 이 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 주연부가 오목부(41) 내로 들어가 결합함으로써, 가스킷(39)이 위치 결정 핀(40)의 축 방향으로 이동하는 것을 규제하는 구성으로 되어 있다. 여기서, 오목부(41)는 위치 결정 핀(40)의 축 방향의 중간에 위치하는 홈 바닥면(41A)과, 위치 결정 핀(40)의 선단부측에 위치하여 홈 바닥면(41A)으로부터 연직 방향으로 수직 상승하는 연직면(41B)과, 위치 결정 핀(40)의 기단부측에 위치해서 홈 바닥면(41A)으로부터 통 형상 케이스(34)를 향해 비스듬하게 상부 방향으로 수직 상승하는 경사면(41C)을 갖고 있다.

이에 의해, 도 10에 도시한 바와 같이, 오목부(41)의 홈 바닥면(41A)에 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)이 결합한 상태에서는, 오목부(41)의 연직면(41B)에, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 주연부가 접촉함으로써, 가스킷(39)이 위치 결정 핀(40)으로부터 이탈하는 것을 저지할 수 있다. 한편, 도 11에 도시한 바와 같이, 가스킷(39)을 통 형상 케이스(34) 측으로 이동시켰을 때에는, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 내주연부가, 오목부(41)의 경사면(41C)을 따라 이동함으로써, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 구멍 중심과 위치 결정 핀(40)의 축 중심을 일치시켜, 가스킷(39)을 통 형상 케이스(34)와 동일축 위에 위치 결정할 수 있는 구성으로 되어 있다.

한편, 부호 42는 2세트의 클램프 장치를 나타내고, 한쪽 클램프 장치(42)는 상류 통체(22)와 필터용 통체(33) 사이를 착탈 가능하게 접속하고, 다른 쪽 클램프 장치(42)는 하류 통체(28)와 필터용 통체(33) 사이를 착탈 가능하게 접속하는 것이다. 이들 각 클램프 장치(42)는, 도 6 및 도 8 등에 도시한 바와 같이, 대략 V자형의 단면 형상을 갖는 반원호 형상의 2개의 프레임(42A, 42A)과, 상기 각 프레임(42A)의 일단부측을 회전 가능하게 연결하는 힌지부(42B)와, 각 프레임(42A)의 타단부측을 접속하는 볼트·너트식의 접속부(42C)에 의해 대략 구성되어 있다.

그리고 클램프 장치(42)는, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)를 가스킷(39)을 사이에 두고 축 방향으로 체결하는 동시에, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)와 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)를 가스킷(39)을 사이에 두고 축 방향으로 체결하는 것이다.

부호 43은 상류 통체(22)의 외주측에 설치된 압력 센서이고, 상기 압력 센서(43)는 입자 형상 물질, 미연소 잔류물 등의 퇴적량을 추측하기 위해, DPF(35)의 상류측과 하류측의 압력(압력차)을 검출하는 것이다. 그리고 압력 센서(43)는, 그 상류측 배관(43A)이 상류 통체(22)의 통 형상 케이스(23)의 압력 취출부(23F)에 접속되고, 하류측 배관(43B)이 하류 통체(28)의 통 형상 케이스(29)의 압력 취출부(29E)에 접속되어 있다.

부호 44는 상류 통체(22)의 통 형상 케이스(23)의 상류측에 설치된 상류측 온도 센서이고, 상기 상류측 온도 센서(44)는 통 형상 케이스(23)의 상류측에 위치하는 온도 센서 부착구(23E)에 부착되어, 컨트롤러(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 그리고 상류측 온도 센서(44)는, 산화 촉매(26)가 기능을 할 수 있는 온도인지 확인하기 위해, 통 형상 케이스(23)로 유입하는 배기 가스의 온도를 검출하는 것이다.

부호 45는 상류 통체(22)의 통 형상 케이스(23)의 하류측에 설치된 하류측 온도 센서이고, 이 하류측 온도 센서(45)는 DPF(35)에 의해 포집한 입자 형상 물질의 산화(재생)가 가능한지 확인하기 위해, 산화 촉매(26)를 통과한 배기 가스의 온도를 검출하는 것이다.

본 실시 형태에 의한 배기 가스 처리 장치(21)는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 유압 셔블(1)에 의해 굴삭 작업 등을 행하기 위해 엔진(8)을 작동시키면, 엔진(8)으로부터 배기관(9)으로, 입자 형상 물질, 질소산화물 등의 유해 물질을 포함하는 배기 가스가 배출되고, 이 배기 가스는 유입관(25)을 통해서 배기 가스 처리 장치(21)로 도입된다.

이때, 배기 가스 처리 장치(21)는 상류 통체(22) 내에 수용된 산화 촉매(26)를 배기 가스가 통과할 때에, 이 배기 가스에 포함되는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화해서 제거한다. 그리고 산화 촉매(26)를 통과한 배기 가스가, 필터용 통체(33) 내에 수용된 DPF(35)를 통과할 때에, 이 DPF(35)의 필터 본체(36)에 의해, 배기 가스에 포함되는 입자 형상 물질을 포집하고, 포집한 입자 형상 물질을 연소(재생)하여 제거한다.

이와 같이 하여, 배기 가스 처리 장치(21)에 의해 정화된 배기 가스는, 하류 통체(28) 내에서 유출관(31)의 소음기 통체(31B)에 의해 소음된 후, 유출관(31)을 통해서 외부로 배출된다.

이와 같이, DPF(35)의 필터 본체(36)에 의해 포집한 입자 형상 물질은, 연소하여 제거되지만, 그 일부는 재가 되어 필터 본체(36)의 작은 구멍(36A) 내로 서서히 퇴적한다. 또한, 그 밖의 미연소 잔류물, 예를 들어 엔진 오일 속의 중금속, 칼슘 등도 서서히 퇴적한다.

이로 인해, 압력 센서(43)에 의해 DPF(35)의 상류측의 압력과 하류측의 압력차를 계측하고, 이 압력차가 소정의 값에 도달했을 때에는, DPF(35)를 필터용 통체(33)의 통 형상 케이스(34)로부터 제거하여, 퇴적물을 클리닝할 필요가 있다.

그래서, DPF(35)에 퇴적한 입자 형상 물질을 제거하기 위한 클리닝 작업에 대해서 설명한다.

이 클리닝 작업을 행할 경우에는, 우선 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)를 접속하는 클램프 장치(42)를 제거하고, 다음에 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)와 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)를 접속하는 클램프 장치(42)를 제거한다. 이에 의해, 상류 통체(22)를 지지 다리(27)를 개재하여 처리 장치 지지 브래킷(16)에 고정하고, 하류 통체(28)를 지지 다리(32)를 개재하여 처리 장치 지지 브래킷(16)에 고정한 채의 상태에서, 상부 선회체(4)측에 고정된 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여, 필터용 통체(33)만을 상방으로 제거할 수 있다.

이와 같이, 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여, 필터용 통체(33)만을 상방으로 제거할 수 있다. 따라서, 배기 가스 처리 장치(21)가 엔진(8), 유압 펌프(10) 등의 탑재 기기류와 함께 건물 커버(15) 내의 좁은 공간 내에 배치되어 있는 경우라도, 작업자는 다른 탑재 기기류에 방해되는 일 없이, 안전하면서도 또한 쉽게 필터용 통체(33)만을 제거할 수 있다.

그리고 필터용 통체(33) 내에 수용된 DPF(35)의 필터 본체(36)에, 예를 들어 에어 건 등을 이용해서 압축 공기를 내뿜고, 작은 구멍(36A) 내에 퇴적한 입자 형상 물질의 재, 미연소 잔류물을 제거함으로써, DPF(35)를 클리닝할 수 있다.

이와 같이 하여, DPF(35)를 클리닝한 후에는, 이 DPF(35)를 수용한 필터용 통체(33)를, 다시 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 접속한다.

이 필터용 통체(33)를 접속하는 작업을 행할 경우에는, 우선 도 9에 도시한 바와 같이, 필터용 통체(33)의 전, 후 위치 결정 핀(40)에, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)을 삽입 관통하고, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와, 후방측 플랜지부(34C)에 가스킷(39)을 임시 고정한다. 다음에, 이 상태에서, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 삽입한다. 이에 의해, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)의 접속면(34D)과, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)의 접속면(23D)을 가스킷(39)을 개재하여 대면시키는 동시에, 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)의 접속면(34E)과, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)의 접속면(29D)을 가스킷(39)을 개재하여 대면시킬 수 있다.

이때, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)에 설치한 위치 결정 핀(40)이, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)에 설치한 절결 홈(24)에 결합하고, 이와 마찬가지로 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)에 설치한 위치 결정 핀(40)이, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)에 설치한 절결 홈(30)에 결합한다. 그리고 도 12에 도시한 바와 같이, 전방측 플랜지부(34B)에 설치한 위치 결정 핀(40)이 절결 홈(24)의 홈 바닥부(24A)에 접촉하고, 이와 마찬가지로, 후방측 플랜지부(34C)에 설치한 위치 결정 핀(40)이 절결 홈(30)의 홈 바닥부(30A)에 접촉한 상태에서, 필터용 통체(33)를, 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여 동일축이 되도록 위치 결정할 수 있다.

이와 같이 하여, 필터용 통체(33)를, 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여 축선 O1 - O1과 동일축 위에 위치 결정한 상태에서, 도 13에 도시한 바와 같이, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)를 클램프 장치(42)를 이용해서 체결한다. 이와 마찬가지로, 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)와 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)를 클램프 장치(42)를 이용해서 체결한다.

이에 의해, 도 8에 도시한 바와 같이, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와의 사이를, 가스킷(39)에 의해 기밀하게 밀봉한 상태로 고정할 수 있다. 또한, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)와 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)와의 사이를, 가스킷(39)에 의해 기밀하게 밀봉한 상태로 고정할 수 있다. 따라서, 이들 상류 통체(22), 하류 통체(28), 필터용 통체(33)를, 축선 O1 - O1을 따라 직렬로 접속할 수 있다.

이리하여, 본 실시 형태에 의한 배기 가스 처리 장치(21)는, 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 필터용 통체(33)를 접속할 때에, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)에 설치한 위치 결정 핀(40)을 상류 통체(22)의 절결 홈(24)에 결합시키고, 후방측 플랜지부(34C)에 설치한 위치 결정 핀(40)을 하류 통체(28)의 절결 홈(30)에 결합시킨다. 이에 의해, 필터용 통체(33)를, 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여 동일축을 이루어 위치 결정할 수 있다.

이로 인해, 필터용 통체(33)에 내장된 DPF(35)에 대한 점검, 수리 등의 클리닝 작업을 행한 후, 다시 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 접속하는 작업을, 신속하면서도 또한 쉽게 행할 수 있어, DPF(35)에 대한 클리닝 작업을 행할 때의 작업성을 높일 수 있다.

또한, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에 설치한 위치 결정 핀(40)에, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)을 삽입 관통한다. 이에 의해, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에 대하여, 가스킷(39)을 임시 고정한 상태에서, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 접속할 수 있다. 이 결과, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와의 사이에 가스킷(39)을 설치하는 작업과, 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)와 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)와의 사이에 가스킷(39)을 설치하는 작업을, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 접속하는 작업과 동시에 행할 수 있어, 필터용 통체(33)를 접속할 때의 작업성을 한층 높일 수 있다.

또한, 필터용 통체(33)의 각 위치 결정 핀(40)에는, 축 방향의 중간에 위치하는 홈 바닥면(41A)과, 상기 홈 바닥면(41A)으로부터 수직 상승하는 연직면(41B), 경사면(41C)을 갖는 오목부(41)를 마련하고 있다. 이에 의해, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)을 위치 결정 핀(40)에 삽입 관통했을 때에는, 오목부(41)의 홈 바닥면(41A)에 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)이 결합한다. 이 상태에서는, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 주연부가, 오목부(41)의 연직면(41B)에 걸림으로써, 가스킷(39)이 부주의하게 위치 결정 핀(40)으로부터 이탈되어 버리는 것을 억제할 수 있다.

한편, 가스킷(39)을 통 형상 케이스(34) 측으로 이동시켰을 때에는, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 내주연부가, 오목부(41)의 경사면(41C)을 따라 이동한다. 이에 의해, 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)의 구멍 중심과 위치 결정 핀(40)의 축 중심을 일치시켜, 가스킷(39)을 통 형상 케이스(34)와 동일축 위에 위치 결정할 수 있다.

이 결과, 필터용 통체(33)를 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 접속할 때에, 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와의 사이 및 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)와 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)와의 사이에 가스킷(39)을 확실하게 배치할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에, 각각 1개의 위치 결정 핀(40)을 설치한 경우를 예시하고 있다. 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 14에 도시하는 변형예와 같이, 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에, 각각 2개의 위치 결정 핀(40)을 설치하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는, 각 가스킷(39)에 각각 2개의 핀 삽입 관통 구멍(39A)을 마련하고, 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)에 2개의 절결 홈(24)을 마련하는 동시에, 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)에 2개의 절결 홈(30)을 마련하는 구성이 된다.

또한, 상술한 실시 형태에서는 필터용 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와의 사이, 필터용 통체(33)의 후방측 플랜지부(34C)와 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)와의 사이를, 각각 클램프 장치(42)를 이용해서 접속한 경우를 예시하고 있다.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 도 15에 도시하는 다른 변형예와 같이, 클램프 장치(42) 대신에 복수의 볼트 및 너트(46)를 이용하여, 전방측 플랜지부(34B)와 플랜지부(23C)와의 사이, 후방측 플랜지부(34C)와 플랜지부(29C)와의 사이를 접속하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 배기 가스를 정화 처리하기 위한 처리 부재로서 DPF(35)를 이용한 경우를 예시하고 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 배기 가스 처리 장치로서 NOx 처리 장치를 적용해도 좋다. 이 경우에는, NOx를 환원하는 선택 환원 촉매와, 이 선택 환원 촉매에 요소수를 분사하는 요소수 분사 밸브가 처리 부재에 해당한다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 배기 가스 처리 장치(21)를, 크롤러식의 하부 주행체(2)를 구비한 유압 셔블(1)에 탑재했을 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 타이어 등으로 이루어지는 휠식의 하부 주행체를 구비한 유압 셔블에 탑재하는 구성으로 해도 좋다. 그 이외에도, 덤프 트럭, 유압 크레인 등의 다른 건설 기계에도 널리 탑재할 수 있다.

1 : 유압 셔블
2 : 하부 주행체(차체)
4 : 상부 선회체(차체)
8 : 엔진
9 : 배기관(배기 가스 통로)
21 : 배기 가스 처리 장치
22 : 상류 통체
23, 29, 34 : 통 형상 케이스
23C, 29C : 플랜지부
23D, 29D, 34D, 34E : 접속면
24, 30 : 절결 홈
26 : 산화 촉매(처리 부재)
27, 32 : 지지 다리(지지 부재)
28 : 하류 통체
33 : 필터용 통체(정화부 통체)
34B : 전방측 플랜지부
34C : 후방측 플랜지부
35 : DPF(처리 부재)
39 : 가스킷
39A : 핀 삽입 관통 구멍
40 : 위치 결정 핀
41 오목부(결합부)
41A : 홈 바닥면
41B : 연직면
41C : 경사면
42 : 클램프 장치

Claims

차체에 탑재된 엔진(8)의 배기 가스 통로(9)에 설치된 상류 통체(22)와, 상기 상류 통체(22)의 하류측에 설치된 하류 통체(28)와, 상기 상류 통체(22)와 하류 통체(28) 사이에 축선(O1 - O1) 방향으로 직렬로 부착, 제거 가능하게 접속해서 설치되고, 배기 가스를 정화 처리하기 위한 처리 부재(35)가 내장된 정화부 통체(33)를 구비하여 이루어지는 배기 가스 처리 장치에 있어서,
상기 상류 통체(22), 하류 통체(28), 정화부 통체(33)에는, 서로 대면해서 접속되는 통체 단부에 평탄한 접속면(23D, 29D, 34D, 34E)을 갖는 플랜지부(23C, 29C, 34B, 34C)를 설치하고,
상기 정화부 통체(33)의 전방측 플랜지부(34B)와 후방측 플랜지부(34C)에는, 상기 접속면(34D, 34E)으로부터 상기 상류 통체(22), 하류 통체(28)를 향해 각각 돌출하는 위치 결정 핀(40)을 설치하고,
상기 상류 통체(22)의 플랜지부(23C)와 상기 하류 통체(28)의 플랜지부(29C)에는, 상기 위치 결정 핀(40)이 결합함으로써 상기 상류 통체(22)와 하류 통체(28)에 대하여 상기 정화부 통체(33)를 위치 결정하는 절결 홈(24, 30)을 각각 마련하고,
상기 상류 통체(22)와 상기 정화부 통체(33) 사이 및 상기 하류 통체(28)와 상기 정화부 통체(33) 사이에는 각각 가스킷(39)을 설치하고,
상기 각 가스킷(39)에는 상기 위치 결정 핀(40)이 삽입 관통되는 핀 삽입 관통 구멍(39A)을 각각 마련하고,
상기 위치 결정 핀(40)은, 상기 각 가스킷(39)의 상기 핀 삽입 관통 구멍(39A)이 삽입 관통된 상태에서 상기 상류 통체(22)의 절결 홈(24)과 상기 하류 통체(28)의 절결 홈(30)에 각각 결합하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는, 배기 가스 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 상류 통체(22)의 플랜지부(23C), 하류 통체(28)의 플랜지부(29C), 정화부 통체(33)의 플랜지부(34B, 34C)는, 각각 축선(O1 - O1)과 직교하는 방향으로 평탄한 접속면(23D, 29D, 34D, 34E)으로서 형성하여 이루어지는, 배기 가스 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 위치 결정 핀(40)에는 상기 가스킷(39)의 핀 삽입 관통 구멍(39A)이 삽입 관통된 상태에서 상기 가스킷(39)이 결합하는 결합부(41)를 설치하는 구성으로 하여 이루어지는, 배기 가스 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 상류 통체(22)와 하류 통체(28)는 지지 부재(27, 32)를 개재하여 상기 차체측에 고정하는 구성으로 하여 이루어지는, 배기 가스 처리 장치.
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