KR101618167B1 - 엔진 장치 - Google Patents

엔진 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101618167B1
KR101618167B1 KR1020117005450A KR20117005450A KR101618167B1 KR 101618167 B1 KR101618167 B1 KR 101618167B1 KR 1020117005450 A KR1020117005450 A KR 1020117005450A KR 20117005450 A KR20117005450 A KR 20117005450A KR 101618167 B1 KR101618167 B1 KR 101618167B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
filter
engine
catalyst
case
Prior art date
Application number
KR1020117005450A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110061563A (ko
Inventor
마사타카 미츠다
타카유키 오노데라
Original Assignee
얀마 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008239400A external-priority patent/JP5285366B2/ja
Priority claimed from JP2008239401A external-priority patent/JP5285367B2/ja
Application filed by 얀마 가부시키가이샤 filed Critical 얀마 가부시키가이샤
Publication of KR20110061563A publication Critical patent/KR20110061563A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101618167B1 publication Critical patent/KR101618167B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0858—Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units
    • E02F9/0866—Engine compartment, e.g. heat exchangers, exhaust filters, cooling devices, silencers, mufflers, position of hydraulic pumps in the engine compartment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844—Mechanical joints
    • F01N13/1855—Mechanical joints the connection being realised by using bolts, screws, rivets or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1888—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the housing of the assembly consisting of two or more parts, e.g. two half-shells
    • F01N13/1894—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the housing of the assembly consisting of two or more parts, e.g. two half-shells the parts being assembled in longitudinal direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/0335—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with exhaust silencers in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/02—Tubes being perforated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/18—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes the axis of inlet or outlet tubes being other than the longitudinal axis of apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/08—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for heavy duty applications, e.g. trucks, buses, tractors, locomotives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10091—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements
    • F02M35/10144—Connections of intake ducts to each other or to another device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10288—Air intakes combined with another engine part, e.g. cylinder head cover or being cast in one piece with the exhaust manifold, cylinder head or engine block
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

엔진(70)의 구성 부품의 하나로서 엔진(70)에 DPF(1)를 고강성으로 배치할 수 있고, 차량 등의 기기마다의 배기 가스 대책을 불필요하게 하며, 엔진(70)의 범용성을 향상할 수 있게 한 엔진 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 본원 발명의 엔진 장치는 배기 매니폴드(71)를 갖는 엔진(70)과, 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 DPF(1)를 구비한다. 엔진(70)의 실린더 헤드(72)에 DPF(1)를 지지하는 필터 지지체(19a~19c)를 구비한다. DPF(1)는 배기 매니폴드(71)에 연결됨과 아울러 복수의 필터 지지체(19a~19c)를 통해서 실린더 헤드(72)에 연결된다.

Description

엔진 장치{ENGINE DEVICE}
본원 발명은 예컨대 백호우, 포크리프트 또는 트랙터와 같은 작업 기계에 이용되는 엔진 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진에 대한 배기 가스 정화 장치의 설치 구조에 관한 것이다.
종래부터 디젤 엔진의 배기 경로 중에 배기 가스 정화 장치(후처리 장치)로서 디젤 파티큘레이트 필터(diesel particulate filter)(또는 NOx 촉매) 등을 설치하고, 디젤 엔진으로부터 배출된 배기 가스를 디젤 파티큘레이트 필터(또는 NOx 촉매) 등으로 정화 처리하도록 한 기술이 알려져 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조). 또한, 케이싱(외측 케이스) 내에 필터 케이스(내측 케이스)를 설치하고, 필터 케이스 내에 파티큘레이트 필터를 배치하는 기술도 이미 알려져 있다(특허문헌 4 참조).
일본 특허 공개 제 2000-145430 호 공보 일본 특허 공개 제 2003-27922 호 공보 일본 특허 공개 제 2008-82201 호 공보 일본 특허 공개 제 2001-173429 호 공보
그런데, 디젤 엔진은 범용성이 넓어 농작업기, 건설기계, 선박이라는 여러가지 분야에서 이용된다. 디젤 엔진의 탑재 공간은 탑재되는 기계에 따라 다양하지만, 최근에는 경량화ㆍ콤팩트화의 요청에 의해 탑재 공간에 제약이 있는(좁은) 경우가 많다. 또한, 상술한 배기 가스 정화 장치에 있어서는 이것을 통과하는 배기 가스의 온도가 고온(예컨대 300℃ 이상)인 것이 기능적으로 바람직한 것으로 되어 있다. 이 때문에, 디젤 엔진에 배기 가스 정화 장치를 부착하고 싶다는 요청이 있다.
그러나, 디젤 엔진에 배기 가스 정화 장치를 부착할 경우에는 구동에 의한 엔진 진동이 배기 가스 정화 장치에 직접 전달되기 쉬운 것이나, 디젤 엔진에 설치된 냉각 팬으로부터의 냉각풍이 배기 가스 정화 장치에 직접 내뿜어지면 배기 가스 정화 장치, 나아가서는 배기 가스 온도를 내릴 우려가 있는 것이 문제로 된다.
그래서, 본원 발명은 이러한 요청에 따르는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항1의 발명은 배기 매니폴드를 갖는 엔진, 및 상기 엔진으로부터의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 장치를 구비하고 있는 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진의 실린더 헤드에 상기 배기 가스 정화 장치를 지지하는 필터 지지체를 구비하는 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 배기 매니폴드에 연결됨과 아울러 상기 필터 지지체를 통해서 상기 실린더 헤드에 연결되도록 구성된 것이다.
청구항2의 발명은 청구항1에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측이 상기 각 필터 지지체를 통해서 상기 실린더 헤드에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것이다.
청구항3의 발명은 청구항2에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 출력축을 따라 길게 형성되고, 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 배기 매니폴드 부근의 개소에 근접해서 배치된 것이다.
청구항4의 발명은 청구항3에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측에 배기 가스 유입구와 배기 가스 유출구가 나누어져 배치된 것이다.
청구항5의 발명은 청구항1에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 흡기 매니폴드와 상기 배기 매니폴드는 평면으로 바라봐서 상기 엔진의 실린더 헤드를 사이에 둔 양측으로 나누어져 상기 엔진의 상부측에 배치된 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 상방에 있어서 상기 배기 매니폴드와 상기 흡기 매니폴드에 연결되도록 구성된 것이다.
청구항6의 발명은 청구항5에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진의 일측면에는 냉각 팬이 설치되어 있고 상기 엔진 중 상기 냉각 팬과 반대측의 측면에는 플라이휠 하우징이 설치된 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 출력축과 직교하는 방향으로 길게 형성되고, 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 플라이휠 하우징 부근의 개소에 근접해서 배치된 것이다.
청구항7의 발명은 청구항6에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치의 배기 가스 유입구에 접속된 배기 가스 입구관과 상기 배기 매니폴드는 중계 배기관을 통해서 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것이다.
청구항8의 발명은 청구항7에 기재한 엔진 장치에 있어서, 상기 배기 가스 정화 장치 중 상기 흡기 매니폴드 부근의 부위는 필터 지지체를 통해서 상기 흡기 매니폴드에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것이다.
<발명의 효과>
본원 발명에 의하면, 배기 매니폴드를 갖는 엔진, 및 상기 엔진으로부터의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 장치를 구비하고 있는 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진의 실린더 헤드에 상기 배기 가스 정화 장치를 지지하는 필터 지지체를 구비하는 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 배기 매니폴드에 연결됨과 아울러 상기 필터 지지체를 통해서 상기 실린더 헤드에 연결되도록 구성된 것이므로, 상기 엔진의 구성 부품의 하나로서 상기 엔진에 상기 배기 가스 정화 장치를 고강성으로 배치할 수 있고, 작업 차량 등의 기기마다의 배기 가스 대책을 불필요하게 하며, 상기 엔진의 범용성을 향상할 수 있다는 효과를 발휘한다.
즉, 상기 엔진의 고강성 부품인 상기 실린더 헤드의 이용에 의해 상기 배기 가스 정화 장치를 고강성으로 지지해서 진동 등에 의한 상기 배기 가스 정화 장치의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 엔진의 제조 장소에서 상기 엔진에 상기 배기 가스 정화 장치를 조립해서 출하하는 것이 가능하게 되고, 상기 엔진과 상기 배기 가스 정화 장치를 통합해서 콤팩트하게 구성할 수 있다는 이점도 있다.
청구항2의 발명에 의하면, 상기 배기 가스 정화 장치에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측이 상기 각 필터 지지체를 통해서 상기 실린더 헤드에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것이므로, 상기 배기 매니폴드 및 상기 각 필터 지지체를 이용한 3점 지지에 의해 상기 배기 가스 정화 장치를 상기 엔진 상에 고강성으로 연결할 수 있게 되어 진동 등에 의한 상기 배기 가스 정화 장치의 손상 방지에 효과적이다.
청구항3의 발명에 의하면, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 출력축을 따라 길게 형성되고, 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 배기 매니폴드 부근의 개소에 근접해서 배치된 것이므로, 상기 실린더 헤드 중 가느다란 부품이 많은 흡기 매니폴드측을 노출시킬 수 있어 상기 엔진 관련의 유지 보수 작업이 용이하다. 또한, 상기 배기 매니폴드에 상기 배기 가스 정화 장치를 지근거리에서 연통시킬 수 있게 되어 상기 배기 가스 정화 장치 내를 통과하는 배기 가스 온도의 저하를 최대한 억제할 수 있다. 따라서, 상기 배기 가스 정화 장치의 배기 가스 정화 성능을 높은 상태로 유지할 수 있다는 효과를 발휘한다.
청구항4의 발명에 의하면, 상기 배기 가스 정화 장치에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측에 배기 가스 유입구와 배기 가스 유출구가 나누어져 배치된 것이므로, 상기 실린더 헤드의 상면에 근접시킨 상태에서 상기 배기 가스 정화 장치를 지지시킬 수 있다. 이 때문에, 상기 실린더 헤드의 강성을 이용해서 진동 등에 의한 상기 배기 가스 정화 장치의 손상 방지에 높은 효과를 발휘할 수 있다.
청구항5의 발명에 의하면, 상기 흡기 매니폴드와 상기 배기 매니폴드는 평면으로 바라봐서 상기 엔진의 실린더 헤드를 사이에 둔 양측으로 나누어져 상기 엔진의 상부측에 배치된 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 상방에 있어서 상기 배기 매니폴드와 상기 흡기 매니폴드에 연결되도록 구성한 것이므로, 상기 엔진의 고강성 부품인 상기 배기 매니폴드, 상기 흡기 매니폴드 및 상기 실린더 헤드의 이용에 의해 상기 배기 가스 정화 장치를 청구항1의 경우보다 더욱 고강성으로 지지해서 진동 등에 의한 상기 배기 가스 정화 장치의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
청구항6의 발명에 의하면, 상기 엔진의 일측면에는 냉각 팬이 설치되어 있고 상기 엔진 중 상기 냉각 팬과 반대측의 측면에는 플라이휠 하우징이 설치된 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 출력축과 직교하는 방향으로 길게 형성되고, 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 플라이휠 하우징 부근의 개소에 근접해서 배치된 것이므로, 상기 실린더 헤드, 상기 배기 매니폴드 및 상기 흡기 매니폴드의 상면측을 광범위하게 노출시킬 수 있다. 따라서, 상기 엔진 관련의 유지 보수 작업이 용이해진다는 효과를 발휘한다.
또한, 상기한 바와 같이, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 플라이휠 하우징 부근의 개소에 근접해서 배치되기 때문에, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 상기 냉각 팬으로부터 떨어져서 위치하게 된다. 따라서, 상기 냉각 팬으로부터의 바람이 상기 배기 가스 정화 장치에 직접 닿기 어렵게 해서 상기 냉각 팬으로부터의 바람에 의한 상기 배기 가스 정화 장치, 나아가서는 상기 배기 가스 정화 장치 내부의 배기 가스 온도의 저하를 억제할 수 있어 배기 가스 온도의 유지를 도모할 수 있다는 이점도 있다.
청구항7의 발명에 의하면, 상기 배기 가스 정화 장치의 배기 가스 유입구에 접속된 배기 가스 입구관과 상기 배기 매니폴드는 중계 배기관을 통해서 착탈 가능하게 연결되도록 구성한 것이므로, 상기 중계 배기관의 존재에 의해 상기 엔진 상면측의 돌출 부품을 회피하면서 가능한 한 상기 엔진의 상면에 근접시켜서 상기 배기 가스 정화 장치를 배치할 수 있고, 상기 배기 가스 정화 장치를 조립한 상기 엔진의 콤팩트화를 도모할 수 있다는 효과를 발휘한다.
청구항8의 발명에 의하면, 상기 배기 가스 정화 장치 중 상기 흡기 매니폴드 부근의 부위는 필터 지지체를 통해서 상기 흡기 매니폴드에 착탈 가능하게 연결되도록 구성한 것이므로, 상기 중계 배기관의 존재와 더불어 상기 엔진 상면측의 돌출 부품을 회피하면서 상기 배기 가스 정화 장치를 상기 엔진 상에 안정적으로 연결할 수 있다. 따라서, 진동 등에 의한 상기 배기 가스 정화 장치의 손상 방지에 효과적이다.
도 1은 제 1 실시형태에 있어서의 배기 가스 정화 장치의 정면으로부터 바라본 단면도이다.
도 2는 동 외관 저면도이다.
도 3은 동 배기 가스 유입측으로부터 바라본 좌측면도이다.
도 4는 동 배기 가스 배출측으로부터 바라본 우측 단면도이다.
도 5는 도 1의 정면으로부터 바라본 분해 단면도이다.
도 6은 동 배기 가스 배출측의 정면으로부터 바라본 확대 단면도이다.
도 7은 동 배기 가스 배출측의 측면으로부터 바라본 확대 단면도이다.
도 8은 동 배기 가스 유입측의 확대 저면도이다.
도 9는 동 배기 가스 유입측의 평면으로부터 바라본 확대 단면도이다.
도 10은 내측 케이스 지지체의 확대 단면도이다.
도 11은 도 10의 변형예를 나타내는 내측 케이스 지지체의 확대 단면도이다.
도 12는 도 10의 변형예를 나타내는 내측 케이스 지지체의 확대 단면도이다.
도 13은 도 10의 변형예를 나타내는 내측 케이스 지지체의 확대 단면도이다.
도 14는 도 10의 변형예를 나타내는 내측 케이스 지지체의 확대 단면도이다.
도 15는 디젤 엔진의 좌측면도이다.
도 16은 디젤 엔진의 평면도이다.
도 17은 디젤 엔진의 정면도이다.
도 18은 디젤 엔진의 배면도이다.
도 19는 백호우의 측면도이다.
도 20은 백호우의 평면도이다.
도 21은 포크리프트 카의 측면도이다.
도 22는 포크리프트 카의 평면도이다.
도 23은 배기 가스 정화 장치의 설치 방향을 도 15의 상태로부터 180°반전시켰을 경우의 좌측면도이다.
도 24는 제 2 실시형태에 있어서의 배기 가스 정화 장치의 정면으로부터 바라본 단면도이다.
도 25는 동 외관 저면도이다.
도 26은 디젤 엔진의 좌측면도이다.
도 27은 디젤 엔진의 평면도이다.
도 28은 디젤 엔진의 정면도이다.
도 29는 디젤 엔진의 배면도이다.
이하에, 본 발명을 구체화한 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 디젤 파티큘레이트 필터(1)에 있어서의 배기 가스 유입구(12)측을 좌측으로 하고, 동일하게 소음기(30)측을 우측으로 한다.
우선, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 제 1 실시형태에 있어서의 배기 가스 정화 장치의 전체 구조에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 배기 가스 정화 장치로서의 연속 재생식의 디젤 파티큘레이트 필터(1)(이하, DPF라고 함)를 설치하고 있다. DPF(1)는 배기 가스 중의 입자상 물질(PM) 등을 물리적으로 포집하기 위한 것이다. DPF(1)는 이산화질소(NO2)를 생성하는 백금 등의 디젤 산화 촉매(2)와, 포집한 입자상 물질(PM)을 비교적 저온에서 연속적으로 산화 제거하는 벌집 구조의 수트 필터(3)를 배기 가스의 이동 방향(도 1의 좌측으로부터 우측 방향)으로 직렬로 나열한 구조로 되어 있다. DPF(1)는 수트 필터(3)가 연속적으로 재생되도록 구성되어 있다. DPF(1)에 의해 배기 가스 중의 입자상 물질(PM)의 제거에 추가해서, 배기 가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)를 저감할 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조해서 디젤 산화 촉매(2)의 설치 구조를 설명한다. 도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 엔진이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 디젤 산화 촉매(2)는 내열 금속 재료제의 대략 통형의 촉매 내측 케이스(4)에 내장시키고 있다. 촉매 내측 케이스(4)는 내열 금속 재료제의 대략 통형의 촉매 외측 케이스(5, 본 발명의 "케이스"에 상당함)에 내장시키고 있다. 즉, 디젤 산화 촉매(2)의 외측에 매트 형상의 세라믹 파이버제 촉매 단열재(6)를 통해서 촉매 내측 케이스(4)를 피감(被嵌)시키고 있다. 또한, 촉매 내측 케이스(4)의 외측에 끝면 I자 형상의 박판제 지지체(7)를 통해서 촉매 외측 케이스(5)를 피감시키고 있다. 또한, 촉매 단열재(6)에 의해 디젤 산화 촉매(2)가 보호된다. 촉매 내측 케이스(4)에 전달되는 촉매 외측 케이스(5)의 응력(변형력)을 박판제 지지체(7)에 의해 저감시킨다.
도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 좌측 단부에 원판 형상의 좌측 덮개체(8)를 용접으로 고착하고 있다. 좌측 덮개체(8)에 좌판체(9)를 통해서 센서 접속 플러그(10)를 고착하고 있다. 디젤 산화 촉매(2)의 좌측 끝면(2a)과 좌측 덮개체(8)를 가스 유입 공간용 일정 거리(L1)만큼 이간시켜서 대향시킨다. 디젤 산화 촉매(2)의 좌측 끝면(2a)과 좌측 덮개체(8) 사이에 배기 가스 유입 공간(11)을 형성하고 있다. 또한, 센서 접속 플러그(10)에는 도시하지 않은 입구측 배기 가스 압력 센서나 입구측 배기 가스 온도 센서 등이 접속된다.
도 1, 도 5, 도 9에 나타내는 바와 같이, 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 길이 방향 일단측에 배기 가스 유입구(12)를 개구시키고 있다. 제 1 실시형태의 배기 가스 유입구(12)는 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 좌측 단부에 형성된 타원 형상의 것이다. 타원 형상의 배기 가스 유입구(12)는 배기 가스 이동 방향[상기 케이스(4,5)의 중심선 방향]을 길이가 짧은 직경으로 하고, 배기 가스 이동 방향과 직교하는 방향[상기 케이스(4,5)의 원주 방향]을 길이가 긴 직경으로 형성하고 있다. 촉매 내측 케이스(4)의 개구 가장자리(13)와 촉매 외측 케이스(5)의 개구 가장자리(14) 사이에 폐색 링체(15)를 협지 형상으로 고착하고 있다. 촉매 내측 케이스(4)의 개구 가장자리(13)와 촉매 외측 케이스(5)의 개구 가장자리(14) 사이의 간극이 폐색 링체(15)에 의해 폐쇄된다. 촉매 내측 케이스(4)와 촉매 외측 케이스(5) 사이에 배기 가스가 유입되는 것을 폐색 링체(15)에 의해 방지하고 있다.
도 1, 도 3, 도 5, 도 8에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 유입구(12)가 형성된 촉매 외측 케이스(5)의 외측면에 배기 가스 입구관(16)을 배치하고 있다. 배기 가스 입구관(16)은 상향으로 개구된 반할 통형으로 형성되어 있고, 대경측인 직사각형상의 상향 개구 단부(16b)가 배기 가스 유입구(12)를 덮고 또한 촉매 외측 케이스(5)의 길이(좌우) 방향으로 연장되도록 해서 촉매 외측 케이스(5)의 외측면에 용접 고정되어 있다. 따라서, 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측인 상향 개구 단부(16b)는 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 유입구(12)에 연통 접속되어 있다.
배기 가스 입구관(16) 중 촉매 외측 케이스(5)의 길이 방향 중도부에 닿는 우단부에는 배기 가스 입구측으로서 소경 진원 형상의 하향 개구 단부(16a)를 개구시키고 있고, 상기 하향 개구 단부(16a)의 외주부에 배기 접속 플랜지체(17)가 용접 고정되어 있다. 배기 접속 플랜지체(17)는 볼트(18)를 통해서 후술하는 디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에 착탈 가능하게 체결되어 있다.
도시는 생략하지만, 이 경우에는, DPF(1)의 좌우 설치 방향을 뒤집은 상태(좌우 반대로 한 상태)에서도 배기 접속 플랜지체(17)를 배기 매니폴드(71)에 볼트(18) 체결 가능하도록 배기 접속 플랜지체(17)와 배기 매니폴드(71)의 삽입 통과 구멍의 위치 관계가 설정되어 있다. 즉, 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)는 배기 매니폴드(71)에 설치 방향 변경 가능하게 접속되어 있다.
제 1 실시형태에 있어서의 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)는 DPF(1)[외측 케이스(5,21,32)]에 있어서의 길이(좌우) 방향의 거의 중앙부에 위치하고 있다. 이 때문에, DPF(1)의 배기 가스 이동 방향(좌우 방향)의 길이는 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)를 사이에 두고 거의 등분되는 치수로 되어 있다.
도 1, 도 5, 도 8에 나타내는 바와 같이, 배기 가스 입구관(16)의 좌단부측이 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 유입구(12)를 덮고 있고, 배기 가스 입구관(16)의 우단부에 배기 가스 입구측으로서의 하향 개구 단부(16a)가 형성되어 있다. 즉, 타원 형상의 배기 가스 유입구(12)에 대해서 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)가 배기 가스 이동 하류측[촉매 외측 케이스(5)의 우측]에 오프셋해서(위치를 어긋나게 해서) 설치되어 있다.
또한, 배기 가스 입구관(16)의 상향 개구 단부(16b)는 배기 가스 유입구(12)를 덮고 또한 촉매 외측 케이스(5)의 길이(좌우) 방향으로 연장되도록 해서 촉매 외측 케이스(5)의 외측면에 용접 고정되어 있으므로, 촉매 외측 케이스(5)의 외측면과 배기 가스 입구관(16)의 내측면에 의해서 배기 가스의 도입 통로(60)가 구성되게 된다.
상기 구성에 의해, 엔진(70)의 배기 가스가 배기 매니폴드(71)로부터 배기 가스 입구관(16)으로 들어가고, 배기 가스 입구관(16)으로부터 배기 가스 유입구(12)를 통해서 배기 가스 유입 공간(11)으로 들어가고, 디젤 산화 촉매(2)에 이 좌측 끝면(2a)으로부터 공급된다. 디젤 산화 촉매(2)의 산화 작용에 의해 이산화질소(NO2)가 생성된다. 상세한 것은 후술하지만, 엔진(70)에 DPF(1)를 맞붙이는 경우, 엔진(70)의 실린더 헤드(72) 등에 지지 다리체(19a~19c)를 통해서 촉매 외측 케이스(5)를 고착시킨다.
도 1 및 도 5를 참조해서 수트 필터(3)의 설치 구조를 설명한다. 도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 수트 필터(3)는 내열 금속 재료제의 대략 통형의 필터 내측 케이스(20)에 내장시키고 있다. 내측 케이스(4)는 내열 금속 재료제의 대략 통형의 필터 외측 케이스(21)에 내장시키고 있다. 즉, 수트 필터(3)의 외측에 매트 형상의 세라믹 파이버제 필터 단열재(22)를 통해서 필터 내측 케이스(20)를 피감시키고 있다. 또한, 필터 단열재(22)에 의해 수트 필터(3)가 보호된다.
도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 하류측(우측)의 단부에 촉매측 플랜지(25)를 용접한다. 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스 이동 방향의 중간과, 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부에 필터측 플랜지(26)를 용접한다. 촉매측 플랜지(25)와 필터측 플랜지(26)를 볼트(27) 및 너트(28)에 의해 착탈 가능하게 체결하고 있다. 또한, 원통형의 촉매 내측 케이스(4)의 직경 치수와 원통형의 필터 내측 케이스(20)의 직경 치수가 대략 동일 치수이다. 또한, 원통형의 촉매 외측 케이스(5)의 직경 치수와 원통형의 필터 외측 케이스(21)의 직경 치수가 대략 동일 치수이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 촉매측 플랜지(25)와 필터측 플랜지(26)를 통해서 촉매 외측 케이스(5)에 필터 외측 케이스(21)가 연결된 상태에서는 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 하류측(우측)의 단부에 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부가 센서 부착용 일정 간격(L2)만큼 이간해서 대치된다. 즉, 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 하류측(우측)의 단부와 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부 사이에 센서 설치 공간(29)이 형성된다. 센서 설치 공간(29) 위치의 촉매 외측 케이스(5)에 센서 접속 플러그(50)를 고착하고 있다. 센서 접속 플러그(50)에는 도시하지 않은 필터 입구측 배기 가스 압력 센서나 필터 입구측 배기 가스 온도 센서(서미스터) 등이 접속된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 방향의 원통 길이(L3)보다 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 원통 길이(L4)를 길게 형성하고 있다. 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스 이동 방향의 원통 길이(L5)보다 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 원통 길이(L6)를 짧게 형성하고 있다. 센서 설치 공간(29)의 일정 간격(L2)과 촉매 내측 케이스(4)의 원통 길이(L3)와 필터 내측 케이스(20)의 원통 길이(L5)를 가산한 길이(L2+L3+L5)가 촉매 외측 케이스(5)의 원통 길이(L4)와 필터 외측 케이스(21)의 원통 길이(L6)를 가산한 길이(L4+L6)와 대략 같게 되도록 구성하고 있다. 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부로부터 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부가 이들의 길이의 차(L7=L5-L6)만큼 돌출된다. 즉, 촉매 외측 케이스(5)에 필터 외측 케이스(21)를 연결했을 경우, 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부가 오버랩 치수(L7)만큼 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 하류측(우측)에 내삽된다.
상기 구성에 의해, 디젤 산화 촉매(2)의 산화 작용에 의해 생성된 이산화질소(NO2)가 수트 필터(3)에 이 좌측 끝면(3a)으로부터 공급된다. 수트 필터(3)에 포집된 디젤 엔진(70)의 배기 가스 중의 포집 입상 물질(PM)이 이산화질소(NO2)에 의해 비교적 저온에서 연속적으로 산화 제거된다. 디젤 엔진(70)의 배기 가스 중의 입상 물질(PM)의 제거에 추가해서, 디젤 엔진(70)의 배기 가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)가 저감된다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)와, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)를 내장시키는 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)를 내장시키는 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 구비해서 이루어지는 배기 가스 정화 장치에 있어서, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3) 및 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20) 및 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 구비하고, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치에 대해서 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 연결하는 플랜지체로서의 촉매측 플랜지(25)나 필터측 플랜지(26)를 오프셋시키도록 구성한 것이므로, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합부의 간격을 축소해서 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 연결 길이를 단축시킬 수 있다.
또한, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치에 가스 센서 등을 간단하게 배치할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축시킬 수 있기 때문에, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21) 등의 강성의 향상이나 경량화를 도모할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 2종류의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)를 설치하는 구조로서, 한쪽의 수트 필터(3)를 내장시키는 필터 내측 케이스(20)에 다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)의 촉매 내측 케이스(4)를 내장시키는 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩하도록 구성하였으므로, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 확보하면서 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축시킬 수 있다.
또한, 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩하는 촉매 내측 케이스(4)[다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)]가 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 분리(분해)에 의해 외부에 많이 노출되므로, 촉매 내측 케이스(4)[다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)]의 노출 범위가 넓어져 한쪽의 수트 필터(3)의 수트(매연) 제거 등의 유지 보수 작업을 간단하게 실행할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수 세트의 가스 정화 필터로서 디젤 산화 촉매(2)와 수트 필터(3)를 설치하고, 수트 필터(3)의 외주측에 촉매측 플랜지(25)나 필터측 플랜지(26)를 오프셋시키도록 구성한 것이므로, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 분리에 의해 수트 필터(5)의 배기 가스 입구측의 내측 케이스(20) 단부를 외측 케이스(21)의 끝면으로부터 많이 노출시킬 수 있어 수트 필터(3)나 내측 케이스(20)에 부착된 매연의 제거 등의 유지 보수 작업을 용이하게 실행할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 2종류의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)를 설치하는 구조로서, 한쪽의 디젤 산화 촉매(2)를 내장시키는 촉매 내측 케이스(4)와 다른쪽의 수트 필터(3)를 내장시키는 필터 내측 케이스(20) 사이에 센서 설치 공간(29)을 형성하였으므로, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 연결 길이를 단축해서 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21) 등의 강성의 향상이나 경량화를 도모하면서 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치의 상기 센서 설치 공간(29)에 가스 센서 등을 간단하게 배치할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 필터 내측 케이스(20)에 오버랩시키는 촉매 외측 케이스(5)에 센서 지지체로서의 센서 접속 플러그(50)를 맞붙이고, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치에 센서 접속 플러그(50)를 통해서 도시하지 않은 필터 입구측 배기 가스 압력 센서나 필터 입구측 배기 가스 온도 센서(서미스터) 등의 가스 센서를 배치시키도록 구성하였으므로, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21) 등의 강성의 향상이나 경량화를 도모하면서 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치에 센서 접속 플러그(50)를 콤팩트하게 설치할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이, 엔진이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서 디젤 산화 촉매(2) 및 수트 필터(3)를 설치했지만, 디젤 산화 촉매(2) 및 수트 필터(3) 대신에 요소(환원제)의 첨가에 의해 발생된 암모니아(NH3)에 의해 엔진(70)의 배기 가스 중의 질소산화물(NOx)을 환원하는 NOx 선택 환원 촉매(NOx 제거 촉매)와, NOx 선택 환원 촉매로부터 배출되는 잔류 암모니아를 제거하는 암모니아 제거 촉매를 설치해도 좋다.
상기한 바와 같이, 가스 정화 필터로서 촉매 내측 케이스(4)에 NOx 선택 환원 촉매(NOx 제거 촉매)를 설치하고, 필터 내측 케이스(20)에 암모니아 제거 촉매를 설치했을 경우, 엔진이 배출한 배기 가스 중의 질소산화물(NOx)이 환원되어 무해한 질소 가스(N2)로서 배출할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)와, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)를 내장시키는 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)를 내장시키는 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 구비해서 이루어지는 배기 가스 정화 장치에 있어서, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)가 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)에 연결되고, 외적인 응력이 부가되는 입구 구성 부품으로서의 배기 가스 입구관(16)을 촉매 외측 케이스(5)에 배치하고 있다.
따라서, 촉매 외측 케이스(5)에 의해 외적인 응력을 지지할 수 있고, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)에 변형력으로서 작용하는 외적인 응력을 저감할 수 있다. 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 이중 구조에 의해 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 단열성을 향상시켜서, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 처리 능력이나 재생 능력을 향상할 수 있는데다가, 예컨대 엔진으로부터의 진동의 전도나 용접 가공의 왜곡 등에 의해 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 지지가 부적정하게 되는 것을 간단하게 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)와, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 구비하고, 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 플랜지체로서의 촉매측 플랜지(25)나 필터측 플랜지(26)에 의해 연결하고 있다. 따라서, 배기 가스 입구관(16)의 구성이나, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3) 사이의 배기 가스의 이동 등을 고려해서 복수 세트의 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)나 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 기능적으로 구성할 수 있다. 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 처리 능력이나 재생 능력 등을 간단하게 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)의 배기 가스의 이동 방향의 길이와, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스의 이동 방향의 길이를 다르게 하고 있다. 따라서, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합 위치에 대해서 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 연결하는 플랜지체를 오프셋시켜서 배치할 수 있다. 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 설치 간격을 간단하게 축소 또는 확대시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)와, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 구비하고, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합 위치에 대해서 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 연결하는 촉매측 플랜지(25)나 필터측 플랜지(26)를 오프셋시키도록 구성하고, 한쪽의 수트 필터(3)에 대향한 필터 내측 케이스(20)에 다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)에 대향한 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩하도록 구성하고 있다.
따라서, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합 간격을 축소할 수 있으면서 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합 사이에 센서 등을 간단하게 배치할 수 있다. 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축해서 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21) 등의 강성의 향상이나 경량화를 도모할 수 있다. 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합 간격을 축소해서 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3, 및 도 5 내지 도 7을 참조해서 소음기(30)의 설치 구조를 설명한다. 도 1 내지 도 3, 도 5에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스 소리를 감쇠시키는 소음기(30)는 내열 금속 재료제의 대략 통형의 소음 내측 케이스(31)와, 내열 금속 재료제의 대략 통형의 소음 외측 케이스(32)와, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)의 우측 단부에 용접에 의해 고착한 원판 형상의 우측 덮개체(33)를 갖는다. 소음 외측 케이스(32)에 소음 내측 케이스(31)를 내장시키고 있다. 또한, 원통형의 촉매 내측 케이스(4)의 직경 치수와 원통형의 필터 내측 케이스(20)의 직경 치수와 원통형의 소음 내측 케이스(31)가 대략 동일 치수이다. 또한, 원통형의 촉매 외측 케이스(5)의 직경 치수와 원통형의 필터 외측 케이스(21)의 직경 치수와 원통형의 소음 외측 케이스(32)가 대략 동일 치수이다.
도 4 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)에 배기 가스 출구관(34)을 관통시키고 있다. 배기 가스 출구관(34)의 일단측이 출구 덮개체(35)에 의해 폐색되어 있다. 소음 내측 케이스(31)의 내부에 있어서의 배기 가스 출구관(34) 전체에 다수의 배기 구멍(36)이 형성되어 있다. 소음 내측 케이스(31)의 내부가 다수의 배기 구멍(36)을 통해서 배기 가스 출구관(34)에 연통되어 있다. 도시하지 않은 소음기나 테일 파이프가 배기 가스 출구관(34)의 타단측에 접속된다.
도 6, 도 7에 나타내는 바와 같이, 소음 내측 케이스(31)에는 다수의 소음 구멍(37)이 형성되어 있다. 소음 내측 케이스(31)의 내부가 다수의 소음 구멍(37)을 통해서 소음 내측 케이스(31)와 소음 외측 케이스(32) 사이에 연통되어 있다. 소음 내측 케이스(31)와 소음 외측 케이스(32) 사이의 공간은 우측 덮개체(33)와 박판제 지지체(38)에 의해 폐색되어 있다. 소음 내측 케이스(31)와 소음 외측 케이스(32) 사이에 세라믹 파이버제 소음재(39)가 충전되어 있다. 소음 내측 케이스(31)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부가 박판제 지지체(38)를 통해서 소음 외측 케이스(32)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부에 연결되어 있다.
상기 구성에 의해, 소음 내측 케이스(31) 내로부터 배기 가스 출구관(34)을 통해서 배기 가스가 배출된다. 또한, 소음 내측 케이스(31)의 내부에 있어서 다수의 소음 구멍(37)으로부터 소음재(39)에 배기 가스 소리(주로 고주파대의 소리)가 흡음된다. 배기 가스 출구관(34)의 출구측으로부터 배출되는 배기 가스의 소음이 감쇠된다.
도 1 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 필터 내측 케이스(20)와 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 하류측(우측)의 단부에 필터측 출구 플랜지(40)를 용접한다. 소음 외측 케이스(32)의 배기 가스 이동 상류측(좌측)의 단부에 소음측 플랜지(41)를 용접한다. 필터측 출구 플랜지(40)와 소음측 플랜지(41)를 볼트(42) 및 너트(43)에 의해 착탈 가능하게 체결하고 있다. 또한, 필터 내측 케이스(20)와 필터 외측 케이스(21)에 센서 접속 플러그(44)를 고착하고 있다. 센서 접속 플러그(44)에는 도시하지 않은 출구측 배기 가스 압력 센서나 출구측 배기 가스 온도 센서(서미스터) 등이 접속된다.
도 1, 도 2, 도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)와, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 내장시키는 내측 케이스로서의 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 내장시키는 외측 케이스로서의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 구비해서 이루어지는 배기 가스 정화 장치에 있어서, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스의 배기음을 감쇠시키는 배기음 감쇠체로서의 소음재(39)를 구비하고, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 소음재(39)를 배치하였으므로, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 배기 가스 정화 기능을 유지하면서 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 구조를 변경하지 않고 배기 가스의 소음 기능을 간단하게 부가시킬 수 있다. 예컨대, 상기 외측 케이스에 테일 파이프를 직접 연결시키는 배기 구조나, 이미 설치된 소음기의 소음 기능을 더욱 향상시키는 배기 구조 등을 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 부위에서의 실시가 곤란했던 배기 가스의 고주파 저감 대책을 간단하게 실행할 수 있다. 예컨대 펀치 구멍과 섬유상 매트 등으로 형성되는 소음 구조[소음재(39)]를 간단하게 설치할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 소음재(39)를 갖는 소음기(30)를 구비하고, 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 소음기(30)를 착탈 가능하게 연결시키도록 구성하였으므로, 소음기(30)의 착탈에 의해 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 부위에 있어서의 배기 가스의 소음 기능을 간단하게 변경할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 소음재(39)를 갖는 소음기(30)를 구비하고, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 및 소음기(30)를 대략 동일 외경 치수의 원통 형상으로 각각 형성하고, 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 링 형상의 플랜지체로서의 필터측 출구 플랜지(40)를 설치하고, 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 필터측 출구 플랜지(40)를 통해서 소음재(39)를 착탈 가능하게 연결시키도록 구성하였으므로, 대략 동일 외경 치수의 소음기(30)가 필터측 출구 플랜지(40)에 의해 필터 외측 케이스(21)에 연결됨으로써 배기 가스의 이동 방향으로 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 설치 치수를 길게 하는 것만으로 소음기(30)를 콤팩트하게 조립시킬 수 있다. 예컨대, 디젤 엔진(70)의 배기 가스 배출부의 측면에 접근시켜서 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 간단하게 설치할 수 있다.
또한, 배기 가스의 온도 유지에 의해 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 가스 정화 기능을 향상시키면서 소음재(39)의 설치에 의해 배기 가스의 고주파 저감 대책을 간단하게 실행할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 소음재(39)가 내장된 소음기 케이싱으로서의 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)와, 일단측을 폐색하고 또한 타단측을 테일 파이프(도시 생략)에 연통시키는 배기 가스 출구관(34)을 구비하고, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)에 배기 가스 출구관(34)의 배기 구멍(36) 형성부를 관통시키고, 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 필터측 출구 플랜지(40)를 통해서 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)를 착탈 가능하게 연결시키도록 구성하였으므로, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)의 착탈에 의해 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 부위에 있어서의 배기 가스의 소음 기능을 간단하게 변경할 수 있다. 예컨대, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)와는 별도로 소음기(도시 생략)를 설치함으로써 배기 가스의 소음 기능을 더욱 향상시키는 배기 구조 등을 용이하게 구성할 수 있다.
한편, 소음재(39)가 내장되어 있지 않은 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)의 배치에 의해 필터 외측 케이스(21)에 테일 파이프(도시 생략)를 직접 연결시키는 배기 구조를 용이하게 구성할 수 있다. 또한, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 부위에서의 실시가 곤란했던 배기 가스의 고주파 저감 대책으로서, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32) 내에 소음재(39)(펀치 구멍과 섬유상 매트 등) 소음 구조를 간단하게 구성할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 소음기 케이싱은 원통 형상의 소음 내측 케이스(31)와 원통 형상의 소음 외측 케이스(32)를 갖고, 소음 외측 케이스(32) 내에 소음 내측 케이스(31)를 배치시키고, 소음 내측 케이스(31)와 소음 외측 케이스(32) 사이에 소음재(39)를 충전시키며, 소음 내측 케이스(31)에 다수의 소음 구멍(37)을 형성한 것이므로, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 내장시키는 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)나 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 구비한 배기 가스 정화 구조에 근사하게 하여 상기 소음기 케이싱[소음 내측 케이스(31)나 소음 외측 케이스(32)]을 구성할 수 있다.
디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 내장시키기 위한 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)나 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)와 동일 재료(파이프 등)를 이용해서 상기 소음기 케이싱의 소음 내측 케이스(31)나 소음 외측 케이스(32)를 형성할 수 있다. 상기 소음기 케이싱의 제조 비용을 간단하게 저감할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 10 내지 도 14를 참조해서 내측 케이스 지지체(7)의 구조를 설명한다. 도 1, 도 5, 도 10에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 촉매 내측 케이스(4)의 외측에 끝면 I자 형상의 바퀴 형상의 박판제 내측 케이스 지지체(7)를 통해서 원통 형상의 촉매 외측 케이스(5)를 피감시키고, 촉매 외측 케이스(5)의 응력(변형력)을 박판제 내측 케이스 지지체(7)에 의해 저감시키도록 구성하고 있다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 내측 케이스 지지체(7)는 I자 형상 박판부(7a)와 외측 케이스 연결부(7b)를 갖는다. 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 하류측의 외면에 I자 형상 박판부(7a)의 내경측 단부 가장자리를 용접시킨다. 즉, 촉매 내측 케이스(4)의 외면에 I자 형상 박판부(7a)를 대략 수직으로 기립시키고, 촉매 내측 케이스(4)의 외면으로부터 방사 방향으로 I자 형상 박판부(7a)를 돌출시킨다. I자 형상 박판부(7a)의 외경측 단부 가장자리로부터 대략 직각으로 절곡된 방향으로 외측 케이스 연결부(7b)를 연장시킨다. I자 형상 박판부(7a)와 외측 케이스 연결부(7b)에 의해서 내측 케이스 지지체(7)의 단면 끝면을 L 형상으로 형성한다.
또한, 촉매 외측 케이스(5)의 내면을 따라 배기 가스 이동 방향[원통 형상의 케이스(5) 중심선 방향]으로 외측 케이스 연결부(7b)의 단부를 연장시킨다. 촉매 외측 케이스(5)에 개구한 용접 가공용 구멍(5a)을 통해서 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 중간부의 내면에 외측 케이스 연결부(7b)를 용접시킨다. 또한, 용접 가공용 구멍(5a)은 외측 케이스 연결부(7b)의 용접 가공에 의해 폐색된다. 즉, 도 1, 도 10에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)와, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 내장시키는 내측 케이스로서의 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 내장시키는 외측 케이스로서의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 구비해서 이루어지는 배기 가스 정화 장치에 있어서, 촉매 내측 케이스(4)와 촉매 외측 케이스(5) 사이에 바퀴 형상의 내측 케이스 지지체(7)를 설치하는 구조로서, 진동 감쇠 기능을 가진 가요성 재료에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성하고, 촉매 외측 케이스(5)에 내측 케이스 지지체(7)를 통해서 촉매 내측 케이스(4)를 지지시키도록 구성하고 있다.
그 결과, 촉매 외측 케이스(5)의 진동이 내측 케이스 지지체(7)에 의해 감쇠되어 촉매 외측 케이스(5)로부터 촉매 내측 케이스(4)로 전달되는 진동을 저감할 수 있고, 디젤 산화 촉매(2)의 시일성의 저하나, 촉매 외측 케이스(5) 또는 촉매 내측 케이스(4) 또는 디젤 산화 촉매(2)의 손상 또는 탈락 등을 간단하게 방지할 수 있다. 즉, 촉매 외측 케이스(5) 또는 촉매 내측 케이스(4)의 시일성의 저하 등을 저감시켜서 디젤 산화 촉매(2)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 예컨대, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 복수 조합시킴으로써 배기 가스의 정화 능력을 높인 필터 구성이여도 수트 필터(3)의 유지 보수 작업성을 간단하게 향상시킬 수 있다. 또한, 촉매 내측 케이스(4)와 촉매 외측 케이스(5) 사이의 공간의 단열 작용에 의해 촉매 내측 케이스(4)[디젤 산화 촉매(2)]의 온도를 간단하게 관리할 수 있다. 촉매 적정 온도(약 300℃~500℃)로 디젤 산화 촉매(2)의 온도를 유지할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 10에 나타내는 바와 같이, 내측 케이스 지지체(7)는 단면 끝면이 I형인 박판으로 형성되고, 촉매 외측 케이스(5)의 내면을 따르는 방향으로 내측 케이스 지지체(7)의 일단측을 연장하고, 내측 케이스 지지체(7)의 일단측의 연장 부분에 촉매 외측 케이스(5)에 용접시키는 외측 케이스 연결부(7b)를 형성하고, 촉매 외측 케이스(5)의 내면에 외측 케이스 연결부(7b)를 고착시키도록 구성한 것이므로, 촉매 내측 케이스(4)의 외면에 내측 케이스 지지체(7)의 타단측을 용접한 상태에서 촉매 외측 케이스(5) 내에 촉매 내측 케이스(4)를 삽입해서 촉매 외측 케이스(5)의 외측으로부터 촉매 외측 케이스(5)에 외측 케이스 연결부(7b)를 용접할 수 있다. 용접 작업에 제한되지 않는 두께의 박판에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5) 및 촉매 내측 케이스(4)의 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 1, 도 5, 도 10에 나타내는 바와 같이, 복수의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)와, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 구비하고, 복수의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 접합 위치에 대해서 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 연결하는 플랜지체로서의 촉매측 플랜지(25) 또는 필터측 플랜지(26)를 오프셋시키도록 구성하고, 한쪽의 수트 필터(3)에 대향한 필터 내측 케이스(20)에 다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)에 대향한 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩하도록 구성하였으므로, 상기 복수의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 배기 가스 이동 방향의 설치 길이를 확보하면서 상기 복수의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축시킬 수 있으며, 상기 복수의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 등의 강성의 향상이나 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩하는 필터 내측 케이스(20)[배기 가스 이동 하류측의 수트 필터(3)]가 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 분리(분해)에 의해 외부에 많이 노출될 수 있다. 즉, 복수의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3) 중 배기 가스 이동 하류측에 배치된 수트 필터(3)의 배기 가스 이동 상류측 단부(배기 가스 이동 하류측의 필터 내측 케이스(20))의 노출 범위가 넓어져 배기 가스 이동 하류측의 수트 필터(3)의 수트(매연) 제거 등의 유지 보수 작업을 간단하게 실행할 수 있다. 촉매측 플랜지(25) 또는 필터측 플랜지(26)의 연결부에서 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)[촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)]를 분리시켜서 실행하는 수트 필터(3)의 청소 등의 유지 보수 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 11 내지 도 14는 도 10에 개시한 내측 케이스 지지체(7)의 변형 구조를 나타낸다. 상기 제 1 실시형태에서는 끝면 I자 형상의 바퀴 형상의 박판에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성했지만, 도 11에 나타내는 바와 같이, 끝면 U자 형상의 바퀴 형상의 박판에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성해도 좋다. 또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 끝면 S자 형상의 바퀴 형상의 박판에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성해도 좋다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 끝면 Z자 형상의 바퀴 형상의 박판에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성해도 좋다. 도 14에 나타내는 바와 같이, Z자 형상과 S자 형상을 조합시킨 복합형 끝면을 가진 바퀴 형상의 박판에 의해 내측 케이스 지지체(7)를 형성해도 좋다.
도 10 내지 도 13에 나타내는 바와 같이, 내측 케이스 지지체(7)가 단면 끝면이 I형인 박판(도 10 참조), 또는 단면 끝면이 U형인 박판(도 11 참조), 또는 단면 끝면이 S형인 박판(도 12 참조), 또는 단면 끝면이 Z형인 박판(도 13 참조)중 어느 하나로 형성되고, 촉매 외측 케이스(5)에 내측 케이스 지지체(7)를 통해서 촉매 내측 케이스(4)를 탄성 지지시키도록 구성하였으므로, 예컨대, 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 및 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 설치하고, 복수의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 조합시킴으로써 배기 가스의 정화 능력을 높인 필터 구성이여도 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향 도중의 내면측에 내측 케이스 지지체(7)를 통해서 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 하류측 단부의 외면측을 고강성으로 지지시킬 수 있다. 배기 가스 이동 하류측에 배치한 수트 필터(3)의 배기 가스 이동 상류측 단부의 유지 보수 작업성을 간단하게 향상시킬 수 있다.
또한, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 시일성의 저하나, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 또는 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 또는 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 손상 또는 탈락 등을 간단하게 방지할 수 있다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 상기 내측 케이스 지지체가 단면 끝면이 I형인 박판(도 10 참조), 또는 단면 끝면이 U형인 박판(도 11 참조), 또는 단면 끝면이 S형인 박판(도 12 참조), 또는 단면 끝면이 Z형인 박판(도 13 참조)중 어느 2개 이상이 복합된 형상의 박판(도 14 참조)으로 형성되고, 촉매 외측 케이스(5)에 내측 케이스 지지체(7)를 통해서 촉매 내측 케이스(4)를 탄성 지지시키도록 구성하였으므로, 예컨대, 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 및 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 설치하고, 복수의 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 조합시킴으로써 배기 가스의 정화 능력을 높인 필터 구성이여도 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향 도중의 내면측에 내측 케이스 지지체(7)를 통해서 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 하류측 단부의 외면측을 고강성으로 지지시킬 수 있다. 배기 가스 이동 하류측에 배치한 수트 필터(3)의 배기 가스 이동 상류측 단부의 유지 보수 작업성을 간단하게 향상시킬 수 있다.
또한, 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 시일성의 저하나, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 또는 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 또는 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 손상 또는 탈락 등을 간단하게 방지할 수 있다.
도 15~도 18과 도 23을 참조하면서 디젤 엔진(70)에 제 1 실시형태의 DPF(1)를 설치한 구조를 설명한다. 도 15 내지 도 18에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진(70)의 실린더 헤드(72) 좌우 측면에 배기 매니폴드(71)와 흡기 매니폴드(73)가 배치되어 있다. 실린더 헤드(72)는 엔진 출력축(74)(크랭크축)과 피스톤(도시 생략)을 갖는 실린더 블록(75) 상에 적재된다. 실린더 블록(75)의 전면과 후면으로부터 엔진 출력축(74)의 전단과 후단을 돌출시킨다. 실린더 블록(75)의 전면에 냉각 팬(76)을 설치한다. 엔진 출력축(74)의 전단측으로부터 V 벨트(77)를 통해서 냉각 팬(76)에 회전력을 전달하도록 구성하고 있다.
도 15, 도 16, 도 18에 나타내는 바와 같이, 실린더 블록(75)의 후면에 플라이휠 하우징(78)을 고착하고 있다. 플라이휠 하우징(78) 내에 플라이휠(79)을 설치한다. 엔진 출력축(74)의 후단측에 플라이휠(79)을 축지지시키고 있다. 후술하는 백호우(100)나 포크리프트(120) 등의 작동부에 플라이휠(79)을 통해서 디젤 엔진(70)의 동력을 인출하도록 구성하고 있다.
도 15, 도 17, 도 18에 나타내는 바와 같이, 소음 외측 케이스(32)에는 제 1 지지 다리체(19a)의 일단측이 용접 고정되어 있다. 소음 외측 케이스(32)에 고착된 제 1 지지 다리체(19a)의 타단측은 실린더 헤드(72)에 있어서의 냉각 팬(76) 부근의 개소에 부착된 제 2 지지 다리체(19b)의 상단측에 볼트(131)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 촉매 외측 케이스(5)에 있어서의 배기 가스 유입구(12)측의 측단면에는 제 3 지지 다리체(19c)의 일단측(상단측)이 볼트(132) 및 너트(133)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 제 3 지지 다리체(19c)의 타단측(하단측)은 실린더 헤드(72)에 있어서의 플라이휠 하우징(78)측의 측단면에 볼트(134)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 지지 다리체(19a~19c)는 DPF(1)를 지지하는 필터 지지체에 상당한 것이다.
배기 매니폴드(71) 중 배기 접속 플랜지체(17)와의 연결 부분(71a)은 배기 매니폴드(71)의 대략 중앙부로부터 상향으로 돌출되게 형성되어 있다. 배기 가스 입구관(16)의 배기 접속 플랜지체(17)는 볼트(18)를 통해서 배기 매니폴드(71)의 연결 부분(71a)에 착탈 가능하게 체결되어 있다.
도 15~도 18에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 DPF(1)는 엔진 출력축(74)을 따라 긴 형태로 되어 있고, 실린더 헤드(72) 상에 있어서의 배기 매니폴드(71) 부근의 개소에 근접해서 배치되어 있다. 따라서, 실린더 헤드(72)에 있어서의 흡기 매니폴드(73)측은 외측 방향으로 노출되어 있어 유지 보수 작업을 하기 쉬운 상태로 되어 있다. 또한, DPF(1)에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측에는 배기 가스 유입구(12)와 배기 가스 출구관(34)(배기 가스 유출구)이 좌우 나누어져 배치되어 있다.
또한, DPF(1)의 외주측에는 냉각 팬(76)으로부터의 바람이 DPF(1)에 직접 닿지 않도록 차단하는 DPF 후드(61)(도 15~도 18의 2점쇄선 참조)가 설치되어 있다. 이러한 DPF 후드(61)의 존재에 의해 냉각 팬(76)으로부터의 바람에 의한 DPF(1) 나아가서는 DPF(1) 내부의 배기 가스 온도의 저하를 억제해서 배기 가스 온도의 유지를 도모하고 있다.
이상의 구성으로부터 명확해지는 바와 같이, 제 1 실시형태의 DPF(1)는 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에 연결됨과 아울러 복수의 필터 지지체[지지 다리체(19a~19c)]를 통해서 실린더 헤드(72)에 연결되어 있다. 이 때문에, 디젤 엔진(70)의 구성 부품의 하나로서 디젤 엔진(70)에 DPF(1)를 고강성으로 배치할 수 있고, 작업 차량 등의 기기마다의 배기 가스 대책을 불필요하게 하며, 디젤 엔진(70)의 범용성을 향상할 수 있다는 효과를 발휘한다.
즉, 디젤 엔진(70)의 고강성 부품인 실린더 헤드(72)의 이용에 의해 DPF(1)를 고강성으로 지지해서 진동 등에 의한 DPF(1)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 디젤 엔진(70)의 제조 장소에서 디젤 엔진(70)에 DPF(1)를 조립해서 출하하는 것이 가능하게 되고, 디젤 엔진(70)과 DPF(1)를 통합해서 콤팩트하게 구성할 수 있다는 이점도 있다.
특히 제 1 실시형태에서는 DPF(1)의 길이 방향 일단측이 제 1 및 제 2 지지 다리체(19a,19b)를 통해서 실린더 헤드(72)에 연결되고, DPF(1)의 길이 방향 타단측이 제 3 지지 다리체(19c)를 통해서 실린더 헤드(72)에 연결되어 있다. 그리고, DPF(1)의 길이 방향 중간부는 배기 매니폴드(71)에 연결되어 있다. 따라서, 배기 매니폴드(71) 및 지지 다리체(19a~19c)를 이용한 3점 지지에 의해 DPF(1)를 디젤 엔진(70) 상에 고강성으로 연결할 수 있게 되어 진동 등에 의한 DPF(1)의 손상 방지에 효과적이다.
제 1 실시형태의 DPF(1)는 엔진 출력축(74)을 따라 긴 형태로 되어 있고, 실린더 헤드(72) 상에 있어서의 배기 매니폴드(71) 부근의 개소에 근접해서 배치되어 있으므로, 실린더 헤드(72) 중 가느다란 부품이 많은 흡기 매니폴드(73)측을 노출시킬 수 있어 디젤 엔진(70) 관련의 유지 보수 작업이 용이하다. 또한, 배기 매니폴드(71)에 DPF(1)를 지근거리에서 연통시킬 수 있게 되어 DPF(1) 내를 통과하는 배기 가스 온도의 저하를 최대한 억제할 수 있다. 따라서, DPF(1)의 배기 가스 정화 성능을 높은 상태로 유지할 수 있다.
또한, DPF(1)에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측에는 배기 가스 유입구(12)와 배기 가스 출구관(34)(배기 가스 유출구)이 좌우 나누어져 배치되어 있으므로, 실린더 헤드(72)의 상면에 근접시킨 상태에서 DPF(1)를 지지시킬 수 있다. 이 때문에, 실린더 헤드(72)의 강성을 이용해서 진동 등에 의한 DPF(1)의 손상 방지에 높은 효과를 발휘할 수 있다.
도 23을 참조하면서 DPF(1)의 설치 방향 변경의 형태에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 제 1 실시형태의 DPF(1)에 있어서는 좌우 설치 방향을 뒤집은 상태(좌우 반대로 한 상태)에서도 배기 접속 플랜지체(17)를 배기 매니폴드(71)에 볼트(18) 체결 가능하도록 배기 접속 플랜지체(17)와 배기 매니폴드(71)의 삽입 통과 구멍의 위치 관계가 설정되어 있다. 즉, 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)가 배기 매니폴드(71)에 설치 방향 변경 가능하게 접속되어 있다.
도 23은 배기 매니폴드(71)에 대한 DPF(1)의 설치 방향을 도 15의 상태로부터 180°반전시켰을 경우의 일례를 나타내고 있다. 이 경우, 촉매 외측 케이스(5)에 있어서의 배기 가스 유입구(12)측의 측단면에 제 4 지지 다리체(19d)의 일단측(상단측)이 볼트(135) 및 너트(136)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 제 4 지지 다리체(19d)의 타단측(하단측)은 실린더 헤드(72)에 있어서의 냉각 팬(76) 부근의 개소에 부착된 제 2 지지 다리체(19b)의 상단측에 볼트(137)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다.
소음 외측 케이스(32)에는 제 5 지지 다리체(19e)의 일단측이 용접 고정되어 있다. 제 5 지지 다리체(19e)의 타단측은 실린더 헤드(72)에 있어서의 플라이휠 하우징(78)측의 측단면에 볼트(138)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 제 4 및 제 5 지지 다리체(19d,19e)도 DPF(1)를 지지하는 필터 지지체에 상당한 것이다.
또한, 실린더 헤드(72), 배기 매니폴드(71) 및 DPF(1)의 높이 관계 등을 배려하면, DPF(1)는 좌우로 뒤집힐(180°반전될) 뿐만 아니라, 배기 매니폴드(71)의 연결 부분(71a)을 중심으로 수평 방향으로 360°에 걸쳐 설치 방향을 변경 조절하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상의 구성으로부터 명확해지는 바와 같이, 제 1 실시형태의 DPF(1)는 촉매 외측 케이스(5)의 길이 방향 중도부에 하향 개구 단부(16a)(배기 가스 입구측)를 갖는 배기 가스 입구관(16)을 구비하고 있고, 촉매 외측 케이스(5)의 길이 방향 일단측에 배기 가스 유입구(12)가 형성되어 있고, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 유입구(12)에 배기 가스 입구관(16)의 상향 개구 단부(16b)(배기 가스 출구측)가 접속되어 있는 한편, 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)가 디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에 설치 방향 변경 가능하게 접속되어 있다.
이 때문에, 촉매 외측 케이스(5)의 구조를 변경하지 않고 촉매 외측 케이스(5)로부터의 배기 가스 유출구[배기 가스 출구관(34)]의 방향을 선택ㆍ변경할 수 있다. 특히 제 1 실시형태에서는 배기 가스 입구관(16)의 하향 개구 단부(16a)가 촉매 외측 케이스(5)의 길이 방향 중앙부에 위치하고 있고, 촉매 외측 케이스(5)는 디젤 엔진(70)의 일측에 있는 냉각 팬(76)과 타측에 있는 플라이휠 하우징(78) 사이에 위치하고 있고, 냉각 팬(76)측에 DPF(1)의 배기 가스 출구관(34)을 배치하는 사양과, 플라이휠 하우징(78)측에 DPF(1)의 배기 가스 출구관(34)을 배치하는 사양을 1종류의 DPF(1)의 구성으로 대처할 수 있게 된다.
따라서, DPF(1) 자체의 구성이 바뀌지 않으므로, DPF(1)를 통과하는 배기 가스 중의 배기 에미션(입자상 물질이나 NOx 등)의 경향이 바뀔 염려는 없고, 디젤 엔진(70)을 탑재하는 작업기마다 시험 확인하거나 출하 신청하거나 하는 수고 등을 생략할 수 있고, 제조 비용을 억제할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 촉매 외측 케이스(5)에는 배기 가스 유입구(12)를 덮고 또한 촉매 외측 케이스(5)의 길이 방향으로 연장되도록 배기 가스 입구관(16)이 부착되어 있기 때문에, 배기 가스 입구관(16) 자체가 촉매 외측 케이스(5)에 대한 보강 멤버로서 기능하게 된다. 따라서, 전용의 보강 부재를 설치하지 않고 촉매 외측 케이스(5)의 강성을 향상할 수 있음과 아울러 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 전용의 보강 부재를 설치한 구조에 비해서 구성 부품수를 삭감할 수 있으므로 저비용으로 구성할 수 있다.
또한, 촉매 외측 케이스(5)의 외측면과 배기 가스 입구관(16)의 내측면에 의해서 배기 가스의 도입 통로(61)가 구성되어 있으므로, 배기 가스 입구관(16) 내[도입 통로(61) 내]의 배기 가스에 의해 촉매 외측 케이스(5)를 가온할 수 있어 DPF(1) 내를 통과하는 배기 가스 온도의 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이 점에서도, DPF(1)의 배기 가스 정화 성능의 향상에 기여하고 있는 것이다.
도 19 및 도 20을 참조해서 백호우(100)에 제 1 실시형태의 DPF(1)가 부착된 디젤 엔진(70)을 탑재한 구조를 설명한다. 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이, 백호우(100)는 좌우 1쌍의 주행 크롤러(103)를 갖는 크롤러식의 주행 장치(102)와, 주행 장치(102) 상에 설치된 선회 기체(104)를 구비하고 있다. 선회 기체(104)는 도시하지 않은 선회용 유압 모터에 의해 360°의 전방위에 걸쳐 수평 선회 가능하게 구성되어 있다. 주행 장치(102)의 후방부에는 대지 작업용 토공판(105)이 승강 이동 가능하게 장착되어 있다. 선회 기체(104)의 좌측부에는 조종부(106)와 디젤 엔진(70)이 탑재되어 있다. 선회 기체(104)의 우측부에는 굴삭 작업을 위한 붐(111) 및 버킷(113)을 갖는 작업부(110)가 설치되어 있다.
조종부(106)에는 작업자가 착석하는 조종 좌석(108)과, 디젤 엔진(70) 등을 출력 조작하는 조작 수단이나, 작업부(110)용 조작 수단으로서의 레버 또는 스위치 등이 배치되어 있다. 작업부(110)의 구성 요소인 붐(111)에는 붐 실린더(112)와 버킷 실린더(114)가 배치되어 있다. 붐(111)의 선단부에는 굴삭용 어태치먼트로서의 버킷(113)이 퍼올리기 및 회동 가능하게 피벗 부착되어 있다. 붐 실린더(112) 또는 버킷 실린더(114)를 작동시켜서 버킷(113)에 의해 토공 작업(홈 형성 작업 등의 대지 작업)을 실행하도록 구성하고 있다.
도 21 및 도 22를 참조해서 포크리프트 카(120)에 제 1 실시형태의 DPF(1)가 부착된 디젤 엔진(70)을 탑재한 구조를 설명한다. 도 21 및 도 22에 나타내는 바와 같이, 포크리프트 카(120)는 좌우 1쌍의 전륜(122) 및 후륜(123)을 갖는 주행기체(124)를 구비하고 있다. 주행기체(124)에는 조종부(125)와 디젤 엔진(70)이 탑재되어 있다. 주행기체(124)의 전방측부에는 하역 작업을 위한 포크(126)를 갖는 작업부(127)가 설치되어 있다. 조종부(125)에는 작업자가 착석하는 조종 좌석(128)과, 조종 핸들(129)과, 디젤 엔진(70) 등을 출력 조작하는 조작 수단이나, 작업부(127)용 조작 수단으로서의 레버 또는 스위치 등이 배치되어 있다.
작업부(127)의 구성 요소인 마스트(130)에는 포크(126)가 승강할 수 있도록 배치되어 있다. 포크(126)를 승강 이동시켜서 하물을 쌓은 팰릿(도시 생략)을 포크(126) 상에 적재하고, 주행기체(124)를 전후진 이동시켜서 상기 팰릿의 운반 등의 하역 작업을 실행하도록 구성하고 있다.
이어서, 도 24~도 29를 참조하면서 제 2 실시형태에 있어서의 배기 가스 정화 장치[DPF(1')]의 전체 구조와 상기 DPF(1')를 디젤 엔진(70)에 탑재한 구조에 대해서 설명한다. 여기서, 제 2 실시형태에 있어서 구성 및 작용이 제 1 실시형태로 바뀌지 않는 것에는 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여서 그 상세한 설명을 생략한다. 이하에는 제 1 실시형태와의 차이점을 설명한다.
도 24 및 도 25에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 DPF(1')에서는 배기 가스 유입구(12)가 형성된 촉매 외측 케이스(5)의 외측면에 배기 가스 입구관(16')을 배치하고 있다. 배기 가스 입구관(16')의 소경측의 진원형의 개구 단부(16a')에 배기 접속 플랜지체(17')를 용접하고 있다. 배기 접속 플랜지체(17')는 볼트(18')를 통해서 후술하는 디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에 체결된다. 배기 가스 입구관(16')의 대경측의 진원형의 개구 단부(16b')는 촉매 외측 케이스(5)의 외측면에 용접되어 있다. 배기 가스 입구관(16')은 소경측의 진원형의 개구 단부(16a')로부터 대경측의 진원형의 개구 단부(16b')를 향해서 점점 퍼지는 형상(나팔 형상)으로 형성되어 있다.
도 24에 나타내는 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5)의 외측면 중 촉매 외측 케이스(5)의 개구 가장자리(14)의 좌측 단부의 외측면에 대경측의 진원형의 개구 단부(16b')의 좌측 단부가 용접되어 있다. 즉, 타원 형상의 배기 가스 유입구(12)에 대해서 배기 가스 입구관(16')[대경측의 진원형의 개구 단부(16b')]이 배기 가스 이동 하류측[촉매 외측 케이스(5)의 우측]에 오프셋되어서 배치되어 있다. 즉, 타원 형상의 배기 가스 유입구(12)는 배기 가스 입구관(16')[대경측의 진원형의 개구 단부(16b')]에 대해서 배기 가스 이동 상류측[촉매 외측 케이스(5)의 좌측]에 오프셋되어서 촉매 외측 케이스(5)에 형성되어 있다. 그 외의 구성은 제 1 실시형태의 DPF(1)와 같다.
계속해서, DPF(1')를 디젤 엔진(70)에 탑재한 구조를 설명한다. 도 26, 도 28 및 도 29에 나타내는 바와 같이, 필터 외측 케이스(21)에는 필터 지지체로서의 지지 다리체(19')의 일단측이 용접 고정되어 있다. 지지 다리체(19')의 타단측은 실린더 헤드(72)에 강고하게 고정된 흡기 매니폴드(73) 상의 설치부(82')에 볼트(80')에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 이 때문에, 상기 DPF(1') 중 흡기 매니폴드(73) 부근의 부위[필터 외측 케이스(21)측]는 지지 다리체(19) 및 흡기 매니폴드(73)를 통해서 고강성의 실린더 헤드(72)에 지지되게 된다.
도 26~도 29에 나타내는 바와 같이, 실시형태의 DPF(1')는 엔진 출력축(74)과 직교하는 방향으로 긴 형태로(길이가 길게) 되어 있고, 실린더 헤드(72)보다 상방에 있어서 배기 가스 이동 방향이 엔진 출력축(74)과 직교하는 방향이 되도록 플라이휠 하우징(78) 부근의 개소에 근접해서 배치되어 있다. 따라서, 실린더 헤드(72), 배기 매니폴드(72) 및 흡기 매니폴드(73)의 상면은 상당한 범위에서 노출되어 있어 유지 보수 작업을 하기 쉬운 상태로 되어 있다.
디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에는 중계 배기관(85')을 통해서 배기 가스 입구관(16')이 착탈 가능하게 연결되어 있다. 디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)로부터 중계 배기관(85') 및 배기 가스 입구관(16')을 통해서 DPF(1') 내에 배기 가스가 이동하고, DPF(1)에 의해 배기 가스가 정화되며, 배기 가스 출구관(34)으로부터 테일 파이프(도시 생략)로 배기 가스가 이동해서 최종적으로 기기 밖으로 배출되도록 구성되어 있다.
이상의 구성으로부터 명확해지는 바와 같이, 제 2 실시형태에 있어서 흡기 매니폴드(73)와 배기 매니폴드(71)는 평면으로 바라봐서 엔진(70)의 실린더 헤드(72)를 사이에 둔 양측으로 나누어져 엔진(70)의 상부측에 배치된 구조이며, DPF(1')는 엔진(70)의 상방에 있어서 배기 매니폴드(71)와 흡기 매니폴드(73)에 연결되도록 구성한 것이므로, 엔진(70)의 고강성 부품인 배기 매니폴드(71), 흡기 매니폴드(73) 및 실린더 헤드(72)의 이용에 의해 DPF(1')를 제 1 실시형태의 경우보다 더욱 고강성으로 지지해서 진동 등에 의한 DPF(1')의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 엔진(70)의 제조 장소에서 엔진(70)에 DPF(1')를 조립해서 출하하는 것이 가능하게 되고, 엔진(70)과 DPF(1)를 통합해서 콤팩트하게 구성할 수 있다는 이점도 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 엔진(70)에 DPF(1)를 조립해서 출하 가능하므로, 엔진(70)을 탑재하는 작업기마다 출하 신청하는 수고 등을 생략할 수 있고, 제조 비용 억제에 기여할 수 있다. 또한, 배기 매니폴드(71)에 DPF(1')를 지근거리에서 연통시킬 수 있으므로 DPF(1')를 적정 온도로 유지하기 쉬워 높은 배기 가스 정화 성능을 유지할 수 있다. 게다가, DPF(1')의 소형화에도 기여할 수 있다.
도 26 내지 도 29에 나타내는 바와 같이, DPF(1')는 엔진 출력축(74)과 직교하는 방향으로 긴 형태로 되어 있고, 실린더 헤드(72) 상에 있어서의 플라이휠 하우징(78) 부근의 개소에 근접해서 배치되어 있기 때문에, 실린더 헤드(72), 배기 매니폴드(71) 및 흡기 매니폴드(73)의 상면측을 광범위하게 노출시킬 수 있다. 따라서, 엔진(70) 관련의 유지 보수 작업이 용이해진다는 효과를 발휘한다.
또한, 상기한 바와 같이, DPF(1')는 실린더 헤드(72) 상에 있어서의 플라이휠 하우징(78) 부근의 개소에 근접해서 배치되어 있기 때문에, DPF(1')는 엔진(70)의 냉각 팬(76)으로부터 이간되어 위치하게 된다. 따라서, 냉각 팬(76)으로부터의 바람이 DPF(1)에 직접 닿기 어렵게 해서 냉각 팬(76)으로부터의 바람에 의한 DPF(1) 나아가서는 DPF(1) 내부의 배기 가스 온도의 저하를 억제할 수 있어 배기 가스 온도의 유지도 도모할 수 있게 된다.
도 26 내지 도 29에 나타내는 바와 같이, DPF(1)의 배기 가스 유입구(12)에 접속된 배기 가스 입구관(16)과 배기 매니폴드(71)는 중계 배기관(85)을 통해서 착탈 가능하게 연결되도록 구성하였으므로, 중계 배기관(85)의 존재에 의해 엔진(70) 상면측의 돌출 부품을 회피하면서 가능한 한 엔진(70)의 상면에 근접시켜서 DPF(1')를 배치할 수 있어 DPF(1')를 조립한 엔진(70)의 콤팩트화를 도모할 수 있다.
도 26 내지 도 29에 나타내는 바와 같이, DPF(1') 중 흡기 매니폴드(73) 부근의 부위[필터 외측 케이스(21)측]는 필터 지지체로서의 지지 다리체(19')를 통해서 고강성의 흡기 매니폴드(73)에 착탈 가능하게 연결되도록 구성하였으므로, 중계 배기관(85)의 존재와 더불어 엔진(70) 상면측의 돌출 부품을 회피하면서 DPF(1')를 엔진(70) 상에 안정적으로 연결시킬 수 있다. 따라서, 진동 등에 의한 DPF(1')의 손상 방지에 효과적이다.
또한, 제 2 실시형태의 DPF(1')가 부착된 디젤 엔진을 상술한 백호우(100)나 포크리프트 카(120)에 탑재할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본원 발명에 있어서의 각 부의 구성은 도시의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본원 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능하다.
1 : DPF 2 : 디젤 산화 촉매(가스 정화 필터)
3 : 수트 필터(가스 정화 필터) 4 : 촉매 내측 케이스
5 : 촉매 외측 케이스 16 : 배기 가스 입구관
16a : 하향 개구 단부 16b : 상향 개구 단부
19a~19e : 지지 다리체 20 : 필터 내측 케이스
21 : 필터 외측 케이스 34 : 배기 가스 출구관
60 : 배기 가스의 도입 통로 70 : 디젤 엔진
71 : 배기 매니폴드 72 : 실린더 헤드
73 : 흡기 매니폴드 78 : 플라이휠 하우징

Claims (8)

  1. 배기 매니폴드를 갖는 엔진, 및 상기 엔진으로부터의 배기 가스를 정화하기 위한 배기 가스 정화 장치를 구비하고 있는 엔진 장치에 있어서,
    상기 엔진의 실린더 헤드에 상기 배기 가스 정화 장치를 지지하는 필터 지지체를 구비하는 구조로서,
    상기 배기 가스 정화 장치는 상기 필터 지지체를 통해서 상기 실린더 헤드에 연결되도록 구성되며,
    상기 배기 가스 정화 장치의 케이스에서 상기 배기 가스가 이동하는 길이 방향 일단측에는 타원 형상의 배기 가스 유입구가 개구되어 형성되고, 상기 케이스의 외측면에는 배기 가스 입구관이 배치되며,
    상기 배기 가스 입구관의 배기 가스 입구측이 상기 케이스의 길이 방향 중앙부에 설치되어 상기 엔진의 배기 매니폴드에 연통되도록 연결됨으로써, 상기 케이스의 외측면과 상기 배기 가스 입구관의 내측면에 의해서 배기 가스의 도입 통로가 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기 가스 정화 장치에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측은 상기 필터 지지체를 통해서 상기 실린더 헤드에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 출력축을 따라 길게 형성되고, 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 배기 매니폴드가 설치된 위치에 대향하여 배치된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 가스 정화 장치에 있어서의 길이 방향 일단측과 길이 방향 타단측에 배기 가스 유입구와 배기 가스 유출구가 나누어져 배치된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    흡기 매니폴드와 상기 배기 매니폴드는 평면으로 바라봐서 상기 엔진의 실린더 헤드를 사이에 둔 양측으로 나누어져 상기 엔진의 상부측에 배치된 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 상방에 있어서 상기 배기 매니폴드와 상기 흡기 매니폴드에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 엔진의 일측면에는 냉각 팬이 설치되어 있고 상기 엔진 중 상기 냉각 팬과 반대측의 측면에는 플라이휠 하우징이 설치된 구조로서, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 출력축과 직교하는 방향으로 길게 형성되고, 상기 실린더 헤드 상에 있어서의 상기 플라이휠 하우징이 설치된 위치에 대향하여 배치된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배기 가스 정화 장치의 배기 가스 유입구에 접속된 배기 가스 입구관과 상기 배기 매니폴드는 중계 배기관을 통해서 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 배기 가스 정화 장치 중 상기 흡기 매니폴드가 설치된 위치에 대향하는 부위는 필터 지지체를 통해서 상기 흡기 매니폴드에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
KR1020117005450A 2008-09-18 2009-09-07 엔진 장치 KR101618167B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2008-239400 2008-09-18
JP2008239400A JP5285366B2 (ja) 2008-09-18 2008-09-18 エンジン装置
JPJP-P-2008-239401 2008-09-18
JP2008239401A JP5285367B2 (ja) 2008-09-18 2008-09-18 エンジン装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110061563A KR20110061563A (ko) 2011-06-09
KR101618167B1 true KR101618167B1 (ko) 2016-05-18

Family

ID=42039473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117005450A KR101618167B1 (ko) 2008-09-18 2009-09-07 엔진 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9140154B2 (ko)
EP (1) EP2333263B1 (ko)
KR (1) KR101618167B1 (ko)
CN (1) CN102159809B (ko)
WO (1) WO2010032646A1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5185751B2 (ja) * 2008-09-18 2013-04-17 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化装置
CN102812217B (zh) * 2010-03-23 2016-02-24 洋马株式会社 排气气体净化装置
US9506597B2 (en) * 2013-09-09 2016-11-29 General Electric Company Support system for an aftertreatment system for an engine
DE102012207960B3 (de) 2012-05-11 2013-08-08 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Partikelfilter
EP2889464B1 (en) * 2012-07-05 2017-07-05 Yanmar Co., Ltd. Engine device
JP5882158B2 (ja) * 2012-07-26 2016-03-09 ヤンマー株式会社 エンジン装置
JP5501424B2 (ja) * 2012-10-16 2014-05-21 株式会社小松製作所 排気処理ユニット
DE112013000116B4 (de) * 2012-10-16 2015-04-23 Komatsu Ltd. Hydraulikbagger
JP6055305B2 (ja) * 2012-12-26 2016-12-27 ヤンマー株式会社 排気ガス浄化装置
JP6051078B2 (ja) * 2013-03-15 2016-12-21 ヤンマー株式会社 エンジン装置
WO2014142224A1 (ja) * 2013-03-15 2014-09-18 ヤンマー株式会社 エンジン装置
JP6124631B2 (ja) * 2013-03-15 2017-05-10 ヤンマー株式会社 エンジン装置
JP5972821B2 (ja) * 2013-03-29 2016-08-17 株式会社小松製作所 発電機モータへのディーゼル酸化触媒装置搭載構造
DE102013219640A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasbehandlungseinrichtung
KR20160070060A (ko) 2013-10-25 2016-06-17 얀마 가부시키가이샤 작업 차량의 엔진 장치
JP5962686B2 (ja) * 2014-01-30 2016-08-03 コベルコ建機株式会社 建設機械の電装品冷却構造
JP2016050466A (ja) * 2014-09-02 2016-04-11 日立建機株式会社 小型建設機械
WO2018173630A1 (ja) * 2017-03-22 2018-09-27 本田技研工業株式会社 鞍乗型車両の排気装置
JP6731876B2 (ja) * 2017-03-24 2020-07-29 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 エンジン装置
JP6737741B2 (ja) * 2017-06-15 2020-08-12 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 エンジン
CN108265775A (zh) * 2018-01-29 2018-07-10 芜湖市皖南造船有限公司 一种挖泥船用软轴固定板

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004340114A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Hitachi Constr Mach Co Ltd マフラ支持装置
JP3671158B2 (ja) 2001-03-27 2005-07-13 株式会社クボタ エンジンの排気装置
JP4025433B2 (ja) 1998-09-18 2007-12-19 ヤンマー株式会社 内燃機関の排気浄化用触媒装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243011A (en) * 1964-07-22 1966-03-29 Ramon B Hill Muffler with expansion chamber defining centrifugal flow path
US4167852A (en) * 1978-01-26 1979-09-18 General Motors Corporation Diesel engine exhaust cleaner and burner
US4506749A (en) * 1981-12-30 1985-03-26 Allis-Chalmers Corporation Underhood muffler for tractor
JPH0493712U (ko) * 1991-01-10 1992-08-14
FI90686C (fi) * 1992-05-25 1994-03-10 Eero Aitta Lisäilmansyötöllä varustettu katalyyttinen pakokaasupuhdistin polttomoottoreita varten
US5548955A (en) * 1994-10-19 1996-08-27 Briggs & Stratton Corporation Catalytic converter having a venturi formed from two stamped components
JP3947272B2 (ja) * 1997-06-26 2007-07-18 ヤマハ発動機株式会社 小型船舶の排気装置
JP2000145430A (ja) 1998-11-13 2000-05-26 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化装置
JP2001173429A (ja) 1999-12-17 2001-06-26 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化装置のヒータ制御方法
JP2003027922A (ja) 2001-07-13 2003-01-29 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化装置
JP2003041931A (ja) 2001-08-01 2003-02-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd マフラ装置
US6789644B2 (en) * 2001-11-06 2004-09-14 Hiraoka Manufacturing Co., Ltd. Engine muffler
DE10159158A1 (de) * 2001-12-01 2003-06-18 Deutz Ag Abgassammeldämpfer mit integriertem Abgasnachbehandlungssystem
JP2005016374A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Yanmar Co Ltd ディーゼル機関の消音器
JP4392217B2 (ja) * 2003-10-08 2009-12-24 日野自動車株式会社 マフラの支持構造
US6983728B1 (en) * 2004-08-02 2006-01-10 Cnh America Llc Skid steer loader including muffler support for engine
JP2007056627A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械
US7517380B2 (en) * 2006-01-26 2009-04-14 Fleetguard, Inc. Serviceable aligned exhaust aftertreatment assembly
CN2937501Y (zh) * 2006-08-11 2007-08-22 中国重型汽车集团有限公司 船用柴油机
JP5008366B2 (ja) * 2006-09-26 2012-08-22 Ｕｄトラックス株式会社 エンジンの排気浄化装置
GB0703820D0 (en) * 2007-02-28 2007-04-11 Delphi Tech Inc Exhaust gas treatment device for a diesel engine
JP2008255858A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Yanmar Co Ltd ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置
JP5101324B2 (ja) * 2008-02-07 2012-12-19 日立建機株式会社 建設機械のＮＯｘ低減装置の配設構造
WO2009142058A1 (ja) * 2008-05-22 2009-11-26 日立建機株式会社 建設機械
WO2010004805A1 (ja) * 2008-07-10 2010-01-14 日立建機株式会社 建設機械
US8678127B2 (en) * 2008-10-28 2014-03-25 Yanmar Co., Ltd. Work vehicle-mounted engine device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4025433B2 (ja) 1998-09-18 2007-12-19 ヤンマー株式会社 内燃機関の排気浄化用触媒装置
JP3671158B2 (ja) 2001-03-27 2005-07-13 株式会社クボタ エンジンの排気装置
JP2004340114A (ja) 2003-05-19 2004-12-02 Hitachi Constr Mach Co Ltd マフラ支持装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102159809B (zh) 2014-08-06
CN102159809A (zh) 2011-08-17
EP2333263B1 (en) 2017-05-10
EP2333263A1 (en) 2011-06-15
US9140154B2 (en) 2015-09-22
EP2333263A4 (en) 2015-04-22
KR20110061563A (ko) 2011-06-09
WO2010032646A1 (ja) 2010-03-25
US20110154809A1 (en) 2011-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101618167B1 (ko) 엔진 장치
KR101583539B1 (ko) 배기 가스 정화 장치
KR101606415B1 (ko) 작업 차량 탑재용 엔진 장치
JP5538700B2 (ja) エンジン装置
KR101592300B1 (ko) 배기 가스 정화 장치
JP5285366B2 (ja) エンジン装置
US8764866B2 (en) Engine device
US9322310B2 (en) Engine device
JP5285367B2 (ja) エンジン装置
JP5468106B2 (ja) エンジン装置
JP5674746B2 (ja) 作業車両搭載用のエンジン装置
JP5537689B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP5580392B2 (ja) エンジン装置
JP5164823B2 (ja) 旋回作業機搭載用のエンジン装置
JP5825726B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP2010071182A (ja) 排気ガス浄化装置
JP5285369B2 (ja) エンジン装置
JP5525088B2 (ja) 排気ガス浄化装置及びエンジン装置
JP2010071179A (ja) エンジン装置
JP2014122634A (ja) エンジン装置
JP2014077448A (ja) エンジン装置
JP5750403B2 (ja) 作業車両搭載用のエンジン装置
JP5285370B2 (ja) エンジン装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190418

Year of fee payment: 4