KR102388645B1 - 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

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Abstract

차체에 탑재된 엔진 바로 뒤의 배기 가스 통로에 배치된 전단 산화 촉매와, 상기 전단 산화 촉매의 주위를 덮도록 마련되어, 상기 엔진에 의해 생성된 배기 가스를 소음하면서 배출하는 머플러를 구비하고, 상기 머플러는, 엔진 바로 뒤의 상류측 배기관에 접속되어, 배기 가스가 유입되는 유입구와, 하류측 배기관에 접속되어, 상기 유입구로부터 유입된 상기 배기 가스가, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 후, 배출되는 유출구를 갖도록 구성한다.

Description

배기 가스 정화 장치
본 발명은, 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 정화 처리하는 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.
디젤 엔진의 배기 가스를 정화 처리하는 배기 가스 정화 장치는, 배기 가스 중의 입자상 물질(PM: Particulate Matter)을 포집하여 제거하는 입자상 물질 제거 필터(통상, Diesel Particulate Filter라고 불리고, 이하, 「DPF」라고 함), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화하여 제거하는 산화 촉매(DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 등의 정화 처리 부재를 구비하고 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에 기재된 배기 정화 장치에서는, 디젤 엔진으로부터 배기된 배기 가스를 외부로 배기하는 배기관의 상류측에 비교적 소형의 전단 산화 촉매를 배치하고, 이 전단 산화 촉매의 하류측에, NOx 흡장 촉매, DPF가 배치된 구성이 개시되어 있다. 그리고, 전단 산화 촉매, NOx 흡장 촉매, DPF를 통과하여 정화 처리된 배기 가스는, 배기관의 하류측에 별체로 배치된 소음 장치(머플러)를 통해 대기 중에 배출된다.
또한, 하기 특허문헌 2에 기재된 배기 가스 정화 장치에서는, 디젤 산화 촉매와 수트 필터의 각 가스 정화체를 내장한 각 외측 케이스가 배기 가스 이동 방향으로 나열되어 연결되어 있다. 그리고, 배기 하류측의 외측 케이스에, 배기 가스 출구관을 갖는 소음기(머플러)가 설치되고, 각 외측 케이스와 소음기가 배기 가스 이동 방향으로 나열되어 일체화되어 배치되는 구성이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2012-17692호 공보 일본 특허 공개 제2011-196344호 공보
그러나, 산업 차량, 예를 들어 포크리프트에서는, 전단 산화 촉매의 하류측에 배치되는 DPF나 산화 촉매 등을 갖는 하류측 정화 장치는, 엔진의 후방측에 마련된 좁은 스페이스 내에 배치된다. 이 때문에, 배기 가스의 하류측 정화 장치와 소음 장치(머플러)를 별체로 배치하는 경우에는, 소음 장치(머플러)를 배치하는 스페이스를 엔진의 후방측에 확보하는 것이 어렵다는 문제가 있다. 또한, 하류측 정화 장치와 소음 장치(머플러)를 일체화하여 배치하는 경우에는, 배치 스페이스를 확보할 필요가 있기 때문에, 포크리프트의 소형화가 어렵다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은, 이러한 점을 감안하여 창안된 것이며, DPF나 산화 촉매 등을 갖는 하류측 정화 장치와 머플러의 배치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있는 배기 가스 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 발명은, 차체에 탑재된 엔진 바로 뒤의 배기 가스 통로에 배치된 전단 산화 촉매와, 상기 전단 산화 촉매의 주위를 덮도록 마련되어, 상기 엔진에 의해 생성된 배기 가스를 소음하면서 배출하는 머플러를 구비하고, 상기 머플러는, 엔진 바로 뒤의 상류측 배기관에 접속되어, 배기 가스가 유입되는 유입구와, 하류측 배기관에 접속되어, 상기 유입구로부터 유입된 상기 배기 가스가, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 후, 배출되는 유출구를 갖고, 상기 머플러보다도 하류측의 가스 통로에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매보다도 큰 제2 산화 촉매와 입자상 물질 제거 필터를 수용하는 하류측 정화 장치를 구비하고, 상기 배기 가스가 상기 하류측 정화 장치를 통과한 후, 대기 중에 배출되는, 배기 가스 정화 장치이다.
이어서, 본 발명의 제2 발명은, 상기 제1 발명에 관한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 전단 산화 촉매는, 촉매 입자를 담지하는 담지체와, 상기 담지체를 지지하는 메탈 기재를 갖는 배기 가스 정화 장치이다.
이어서, 본 발명의 제3 발명은, 상기 제1 발명 또는 제2 발명에 관한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 머플러는, 통 형상으로 형성되고 내부에 상기 전단 산화 촉매가 배치되는 소음용 통체부와, 상기 유입구와 상기 전단 산화 촉매 사이에 마련되어, 상기 배기 가스가 유입되는 제1 팽창실과, 상기 제1 팽창실의 유출측에 마련되어 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제1 격벽부와, 상기 제1 격벽부에 대향하여, 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제2 격벽부와, 상기 제2 격벽부 및 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부와 상기 유출구 사이에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 상기 배기 가스가 유입되는 제2 팽창실을 갖고, 상기 전단 산화 촉매는, 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부에 의해 상기 소음용 통체부 내에 지지되어 있는, 배기 가스 정화 장치이다.
이어서, 본 발명의 제4 발명은, 상기 제1 발명 또는 제2 발명에 관한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 머플러는, 통 형상으로 형성되고 내부에 상기 전단 산화 촉매가 배치되는 소음용 통체부와, 일단측에 상기 유입구가 마련되고, 타단측이 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부에 접속되어, 상기 유입구에 유입된 배기 가스를 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부로 유출하는 접속관부와, 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제1 격벽부와, 상기 제1 격벽부에 대향하여, 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제2 격벽부와, 상기 제2 격벽부 및 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부와 상기 유출구 사이에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 상기 배기 가스가 유입되는 팽창실을 갖고, 상기 전단 산화 촉매는, 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부에 의해 상기 소음용 통체부 내에 지지되어 있는, 배기 가스 정화 장치이다.
이어서, 본 발명의 제5 발명은, 상기 제3 발명 또는 제4 발명에 관한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 제2 격벽부는, 상기 제1 격벽부에 대향하는 면에 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는, 배기 가스 정화 장치이다.
이어서, 본 발명의 제6 발명은, 상기 제1 발명 또는 제2 발명에 관한 배기 가스 정화 장치에 있어서, 상기 머플러는, 통 형상으로 형성되고 내부에 상기 전단 산화 촉매가 배치되는 소음용 통체부와, 상기 유입구와 상기 전단 산화 촉매 사이에 마련되어, 상기 배기 가스가 유입되는 제1 팽창실과, 상기 제1 팽창실의 유출측에 마련되어 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제1 격벽부와, 일단측이 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부의 외주면에 접속되고, 타단측이 상기 유출구에 접속됨과 함께, 외주면에 복수의 관통 구멍이 형성된 구멍 형성 파이프와, 상기 구멍 형성 파이프 및 상기 전단 산화 촉매의 각각의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 상기 배기 가스가 상기 복수의 관통 구멍을 통해 유입되는 외주 팽창실을 갖고, 상기 전단 산화 촉매는, 상기 제1 격벽부와 상기 구멍 형성 파이프의 일단측에 의해 상기 소음용 통체부 내에 지지되어 있는, 배기 가스 정화 장치이다.
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제1 발명에 의하면, 전단 산화 촉매는 비교적 소형(예를 들어, 약 0.1리터 내지 0.5리터의 용량)이다. 이 때문에, 이 전단 산화 촉매의 주위를 덮도록 머플러를 마련함으로써, 엔진 탑재 스페이스에 머플러를 배치하는 것이 가능해져, 엔진 탑재 스페이스를 유효하게 활용하여, 머플러의 배치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있다. 또한, 배기 가스는, 전단 산화 촉매보다도 큰 제2 산화 촉매와 입자상 물질 제거 필터(DPF)를 수용하는 하류측 정화 장치를 통과한 후, 대기 중에 배출된다. 따라서, 하류측 정화 장치에 머플러를 접속할 필요가 없기 때문에, 하류측 정화 장치의 배치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있다. 나아가서는, 산업 차량, 예를 들어 포크리프트의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.
제2 발명에 의하면, 전단 산화 촉매는, 예를 들어 산화알루미늄 등으로 형성된 담지체의 층이, 스테인리스강 등의 내열 금속으로 이루어지는 하니컴 구성 등으로 형성된 메탈 기재의 표면 상에 형성되어, 지지되어 있다. 또한, 담지체 상에는, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 촉매 입자가 담지되어 있다. 이로써, 메탈 기재는 열용량이 적기 때문에, 메탈 기재 주위를 머플러의 팽창실로 하고, 이 팽창실의 용적을 크게 함으로써, 배기 가스의 단열 효과에 의해 전단 산화 촉매의 온도 저하를 억제할 수 있다.
제3 발명에 의하면, 제1 격벽부와 제2 격벽부에 의해 소음용 통체부 내에 지지되는 전단 산화 촉매의 위치를 움직이게 하여, 전단 산화 촉매의 상류측에 형성되는 제1 팽창실과, 전단 산화 촉매의 하류측에 형성되는 제2 팽창실의 각 용적을 변경할 수 있다. 이로써, 머플러의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 발휘시킬 수 있다.
제4 발명에 의하면, 제1 격벽부와 제2 격벽부에 의해 소음용 통체부 내에 지지되는 전단 산화 촉매의 위치를 움직이게 하여, 전단 산화 촉매의 하류측에 형성되는 팽창실의 용적을 변경할 수 있다. 이로써, 머플러의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 발휘시킬 수 있다. 또한, 전단 산화 촉매의 상류측에 팽창실을 마련하지 않는 구성으로 인해, 머플러의 가일층의 소형화를 도모할 수 있다.
제5 발명에 의하면, 제2 격벽부의 제1 격벽부에 대향하는 면에 형성된 관통 구멍으로부터 전단 산화 촉매의 외주부로 배기 가스가 유입되어, 전단 산화 촉매의 온도 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 제2 격벽부의 제1 격벽부에 대향하는 면에 형성된 관통 구멍의 개수, 형상을 변경함으로써, 머플러의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 높일 수 있다.
제6 발명에 의하면, 전단 산화 촉매의 상류측에 형성되는 제1 팽창실과, 구멍 형성 파이프와 전단 산화 촉매의 연속되는 외주부에 형성된 외주 팽창실에 의해, 소음 효과를 발휘시킬 수 있다. 또한, 구멍 형성 파이프의 외주면에 형성된 관통 구멍의 개수, 형상을 변경함으로써, 머플러의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 높일 수 있다. 또한, 구멍 형성 파이프의 외주면에 형성된 각 관통 구멍으로부터 전단 산화 촉매의 외주부를 덮는 외주 팽창실로 배기 가스가 유입되어, 전단 산화 촉매의 온도 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.
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도 1은 본 실시 형태에 관한 배기 가스 정화 장치를 구비한 포크리프트의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 2는 엔진 룸과 카운터 웨이트 내의 배기 가스 정화 장치의 배치 상태를 설명하는 주요부 측단면도이다.
도 3은 하류측 정화 장치의 정면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 5는 전단 산화 촉매의 구조를 설명하는 도 4의 A부분의 확대 설명도이다.
도 6은 제1 격벽부의 정면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 8은 제2 격벽부의 정면도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX 화살표 방향으로 본 단면도.
도 10은 전단 산화 촉매의 위치를 변경한 일례를 도시하는 단면도이다.
도 11은 제2 격벽부의 관통 구멍의 형상을 변경한 일례를 도시하는 정면도이다.
도 12는 도 11의 XII-XII 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 13은 다른 제1 실시 형태에 관한 머플러의 일례를 도시하는 부분 절결 측면도이다.
도 14는 다른 제2 실시 형태에 관한 머플러의 일례를 도시하는 부분 절결 측면도이다.
이하, 본 발명에 관한 배기 가스 정화 장치를 포크리프트에 대하여 적용한 일 실시 형태에 기초하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 우선, 배기 가스 정화 장치(1)가 탑재되는 포크리프트(10)의 개략 구성에 대하여 도 1 및 도 2에 기초하여 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 3에 도시되는 화살표 RR은, 차량 후방측을 나타내고, 또한 화살표 UPR은 차량 상방측을 나타내고 있다. 또한, 화살표 IN은, 차폭 방향 내측을 나타내고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 포크리프트(10)의 차체(11)의 후방측에는, 카운터 웨이트(12)가 탑재되어 있다. 차체(11)의 엔진 룸(14) 내에는, 엔진(15)이 탑재되어 있다. 이 엔진(15)은, 예를 들어 디젤 엔진으로 구성되어 있다. 엔진 룸(14)의 측벽에는, 도시하지 않은 외기 취입구가 마련되어 있다. 엔진(15)의 후방측에는, 엔진(15)에 의해 구동되는, 즉, 회전되는 팬(16)이 마련되어 있다.
팬(16)의 후방측에는, 엔진(15)의 냉각수를 냉각하는 라디에이터(17)가 설치되어 있다. 팬(16)은, 엔진(15)의 구동에 의해, 외기 취입구로부터 외기(공기)를 엔진 룸(14)으로 도입하여 라디에이터(17)에 분사한다. 이로써, 엔진(15)의 냉각수가 냉각된다. 그리고, 라디에이터(17)를 통과한 송풍은, 라디에이터(17)의 후방측에 마련되고, 전방측이 개방된 대략 상자체상으로 구획된 통풍실(18)을 거쳐서, 카운터 웨이트(12)의 후방벽부를 전후 방향으로 관통하는 후방향 분출구(19)로부터 차량 후방으로 분출된다. 후방향 분출구(19)는, 예를 들어 통풍실(18)의 차폭 방향의 길이에 거의 동등한 횡폭으로, 통풍실(18)의 대략 상반부의 높이를 갖는 가로로 긴 단면 직사각 형상으로 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 도시하지 않은 에어 클리너로부터 흡입된 공기는 흡기 매니폴드(21)로 도입되어 엔진(15)에 공급되어, 엔진(15) 내에서 연료와 함께 연소되고, 배기 가스로서 배기 매니폴드(22)를 통해 상류측 배기관(23)에 유입된다. 이 상류측 배기관(23)의 일단측은, 배기 매니폴드(22)의 유출구에 접속되고, 상류측 배기관(23)의 타단측은, 엔진(15)의 횡측에 배치된 머플러(25)의 유입구(25A)(도 4 참조)에 접속되어 있다. 즉, 머플러(25)의 유입구(25A)는, 엔진(15) 바로 뒤의 상류측 배기관(23)에 접속되어 있다.
이 머플러(25)의 내부에는, 소용량(예를 들어, 0.1리터 내지 0.5리터임)의 전단 산화 촉매(26)가 배치되어 있다. 즉, 전단 산화 촉매(26)는, 머플러(25)에 의해 주위가 덮이고, 엔진(15)의 바로 뒤에 배치되어 있다. 그리고, 머플러(25)의 유입구(25A)(도 4 참조)로부터 유입된 배기 가스는, 후술하는 바와 같이, 전단 산화 촉매(26)를 통과한 후, 머플러(25)의 유출구(25B)(도 4 참조)에 접속된 하류측 배기관(27)에 유입된다.
이 전단 산화 촉매(26)는, 머플러(25)와 함께 배기 가스 통로를 구성하고, 후술하는 바와 같이, 배기 가스가 통과하는 동안에, 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 산화하여 제거하는 것이다. 하류측 배기관(27)의 일단측은, 머플러(25)의 유출구(25B)에 접속되고, 하류측 배기관(27)의 타단측은, 주름 상자상으로 형성된 접속 배관(28)을 통해, 통풍실(18) 내에 인출되어, 하류측 정화 장치(31)의 상류측에 접속된다.
하류측 정화 장치(31)는, 라디에이터(17)의 차량 후방측에 형성된 통풍실(18) 내에 차폭 방향을 따라 대략 전체 폭에 걸쳐서 배치되어, 배기 가스를 대기 중에 배출하는 배기관(30)의 일단측이 하류측에 접속되어 있다. 하류측 정화 장치(31)는, 하류측 배기관(27), 접속 배관(28) 및 배기관(30)과 함께 배기 가스 통로를 구성하여, 상류측으로부터 하류측으로 배기 가스가 통과하는 동안에, 배기 가스에 포함되는 유해 물질을 제거하는 것이다. 따라서, 전단 산화 촉매(26) 및 하류측 정화 장치(31)에 의해 배기 가스 정화 장치(1)가 구성된다.
여기서, 엔진(15)은, 고효율이고 내구성도 우수하지만, 입자상 물질(PM), 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등의 유해 물질을, 배기 가스와 함께 배출해 버리는 것이다. 그래서, 전단 산화 촉매(26)는, 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화하여 제거한다. 또한, 하류측 정화 장치(31)는, 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화하여 제거하는 제2 산화 촉매(DOC: Diesel Oxidation Catalyst)(32)를 상류측에 배치하고, 입자상 물질(PM)을 포집하여 제거하는 DPF(33)를 하류측에 배치하여 구성되어 있다.
이어서, 하류측 정화 장치(31)의 개략 구성에 대하여 도 3에 기초하여 설명한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 하류측 정화 장치(31)는, 통풍실(18) 내에 배치된 처리 장치 지지 브래킷(29) 상에 설치되고, 후방향 분출구(19)보다도 하측에, 차폭 방향을 따라 배치되어 있다. 처리 장치 지지 브래킷(29)은, 차폭 방향으로 긴 평면으로 보아 가로로 긴 사각 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 작업자는, 후방향 분출구(19)를 통해, 하류측 정화 장치(31)의 DPF(33)를 설치, 떼어 낼 수 있다.
하류측 정화 장치(31)는, 상류측에 배치되는 상류 통체(35)와, 하류측에 배치되는 하류 통체(37)와, 상류 통체(35)와 하류 통체(37) 사이에 동축에 설치, 떼어 내기 가능하게 직렬 접속되는 정화용 통체(36)로 구성되어 있다. 상류 통체(35)에는, 제2 산화 촉매(32)가 수용되고, 정화용 통체(36)에는, DPF(33)가 수용되어 있다.
상류 통체(35)는, 배기 가스가 유입되는 유입 통부(35A)와, 원통부(35B)와, 플랜지부(35C)와, 원통부(35B) 내에 수용되는 제2 산화 촉매(32)로 구성되어 있다. 유입 통부(35A)는, 상류측 단부에 하류측 배기관(27)이 접속되고 축방향 하류측(도 3 중, 좌측)으로 서서히 직경 확장된 단면 원 형상의 통 형상으로 형성되어 있다. 원통부(35B)는, 원통상으로 형성되어, 상류측 단부가 유입 통부(35A)의 직경 확장된 하류측 단부에 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되고, 내측에 대략 원주상으로 형성된 제2 산화 촉매(32)가 대략 전체 길이에 걸쳐서 집어 넣어져 있다. 플랜지부(35C)는, 원통부(35B)의 하류측 단부에 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되어 플랜지상으로 마련되어 있다.
제2 산화 촉매(32)는, 원통부(35B)의 내경 치수에 거의 동등한 외경 치수를 갖는 대용량(예를 들어, 수리터임)의 근청석 등의 세라믹제의 셀상 통체로 이루어지고, 그 축방향에는 다수의 관통 구멍이 형성되고, 내면에 백금(Pt) 등의 귀금속이 코팅되어 있다. 그리고, 제2 산화 촉매(32)는, 소정의 온도 하에서 다수의 관통 구멍에 배기 가스를 통과시킴으로써, 배기 가스에 포함되는 질소산화물(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 산화하여 제거한다.
이렇게 구성된 상류 통체(35)는, 원통부(35B)의 하면측에, 측면으로 보아 크랭크상으로 꺾어 구부려 형성된 판상의 지지 부재(41)의 상단부면이, 이 지지 부재(41)의 하단측이 유입 통부(35A)의 하측에 위치하도록 용접 등으로 고착되어 있다. 그리고, 지지 부재(41)의 하단측에는, 관통 구멍(41A)이 형성되어 있고, 이 지지 부재(41)가 처리 장치 지지 브래킷(29)의 상면부에 적재되고, 관통 구멍(41A)에 삽입 관통된 볼트(42)에 의해 볼트 고정된다.
하류 통체(37)는, 정화용 통체(36)에 수용된 DPF(33)를 통한 배기 가스가 유입되는 원통상의 원통부(37A)와, 플랜지부(37B)와, 배기관(30)의 일단측이 접속되어 배기 가스를 유출하는 배출 통부(37C)로 구성되어 있다. 원통부(37A)는, 상류 통체(35)의 원통부(35B)와 거의 동일한 외경이고, 축방향의 길이가 원통부(35B)보다도 약간 짧은 원통상으로 형성되어 있다. 그리고, 원통부(37A)는, 하류측 단부가 폐색되고, 중앙부에 배출 통부(37C)와 거의 동일한 직경의 관통 구멍이 형성되고, 축방향 외측에 배출 통부(37C)가 용접 등에 의해 동축에 용착되어 있다. 플랜지부(37B)는, 원통부(37A)의 상류측 단부에 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되어 플랜지상으로 마련되어 있다.
이렇게 구성된 하류 통체(37)는, 원통부(37A)의 하면측에, 측면으로 보아 크랭크상으로 꺾어 구부려 형성된 판상의 지지 부재(45)의 상단부면이, 이 지지 부재(45)의 하단측이 원통부(37A)보다도 축방향 하류측에 위치하도록 용접 등으로 고착되어 있다. 그리고, 지지 부재(45)의 하단측에는, 축방향으로 긴 긴 구멍(45A)이 형성되어 있고, 이 지지 부재(45)가 처리 장치 지지 브래킷(29)의 상면부에 적재되고, 긴 구멍(45A)에 삽입 관통된 볼트(46)에 의해 볼트 고정된다. 여기서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상류 통체(35)와 하류 통체(37) 사이에 정화용 통체(36)가 동축에 설치된 경우에는, 볼트(46)는 긴 구멍(45A)의 하류측 단부의 근방에 위치하고, 볼트 고정되어 있다.
정화용 통체(36)는, 상류 통체(35)에 수용된 제2 산화 촉매(32)를 통한 배기 가스가 유입되는 원통상의 원통부(36A)와, 상류측 플랜지부(36B)와, 하류측 플랜지부(36C)와, 파지부(36D)와, 원통부(36A) 내에 수용되는 DPF(33)로 구성되어 있다. 원통부(36A)는, 상류 통체(35)의 원통부(35B)와 거의 동일한 외경의 원통상으로 형성되고, 내측에 대략 원주상으로 형성된 대용량(예를 들어, 수리터임)의 DPF(33)가 거의 전체 길이에 걸쳐서 감입되어 있다.
상류측 플랜지부(36B)는, 원통부(36A)의 상류측 단부에 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되어 플랜지상으로 마련되어 있다. 하류측 플랜지부(36C)는, 원통부(36A)의 하류측 단부에 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되어 플랜지상으로 마련되어 있다. 이 상류측 플랜지부(36B)와 하류측 플랜지부(36C)는, 동일한 구성이다. 또한, 원통부(36A)의 외주면의 축방향 중앙부에는, 대략 역ㄷ자상으로 절곡되어 형성된 막대상의 파지부(36D)의 양단부가, 주위 방향을 따라 위치하도록 용접 등으로 고착되어 있다. 이로써, 작업자는, 파지부(36D)를 쥐고, 정화용 통체(36)를 운반할 수 있다.
DPF(33)는, 예를 들어 세라믹스 재료 등으로 이루어지는 다공질의 부재에 의해 원주상으로 형성되고, 축방향으로 다수의 작은 구멍이 마련된 하니컴 구조의 셀 상 통체를 이루고, 각 작은 구멍은, 이웃끼리 교대로 상이한 단부가 밀봉 부재에 의해 폐색되어 있다. 그리고, DPF(33)는, 상류측으로부터 각 작은 구멍으로 유입되는 배기 가스를 다공질 재료에 통과시킴으로써 입자상 물질을 포집하고, 배기 가스만을 이웃하는 작은 구멍을 통해 하류측으로 유출시킨다.
이 경우, DPF(33)에 의해 포집된 입자상 물질은, 정기적으로 배기 가스 온도를 상승시켜 연소 제거되지만, 그 일부는 재로 되어 작은 구멍 내에 서서히 퇴적된다. 또한, 기타의 미연소 잔류물, 예를 들어 엔진 오일 중의 중금속, 칼슘 등도 서서히 퇴적된다. 그래서, 후술하는 바와 같이, 정화용 통체(36)를 떼어 내고, DPF(33)를 클리닝하는 구성으로 되어 있다.
이어서, 상기와 같이 구성된 하류측 정화 장치(31)의 정화용 통체(36)를 상류 통체(35)와 하류 통체(37) 사이에 설치하는 수순에 대하여 도 3에 기초하여 설명한다. 작업자는, 카운터 웨이트(12)의 차량 후방측으로부터, 정화용 통체(36)의 직경보다도 큰 상하 방향의 높이를 갖는 후방향 분출구(19)를 통해, 우선, 정화용 통체(36)의 파지부(36D)를 갖고, 해당 정화용 통체(36)를 상류 통체(35)와 하류 통체(37) 사이에 위치시킨다. 그리고, 작업자는, 정화용 통체(36)를 상류 통체(35)측으로 이동시켜, 정화용 통체(36)의 상류측 플랜지부(36B)를, 상류 통체(35)의 플랜지부(35C)에 맞닿게 한다. 또한, 상류 통체(35)는, 볼트(42)에 의해 지지 부재(41)를 통해 처리 장치 지지 브래킷(29) 상에 고정되어 있다.
그 후, 작업자는, 긴 구멍(45A)에 삽입 관통되는 볼트(46)를 약간 푼 상태에서, 하류 통체(37)를 정화용 통체(36)측으로 이동시켜, 하류 통체(37)의 플랜지부(37B)를 정화용 통체(36)의 하류측 플랜지부(36C)에 맞닿게 한다. 계속해서, 작업자는, 정화용 통체(36)의 상류측 플랜지부(36B)와 상류 통체(35)의 플랜지부(35C)의 직경 방향 외주부 및 정화용 통체(36)의 하류측 플랜지부(36C)와 하류 통체(37)의 플랜지부(37B)의 직경 방향 외주부에, 각각 환상의 클램프 결합구(47)를 조립한다. 이 상태에서, 작업자는, 지지 부재(45)의 긴 구멍(45A)에 삽입 관통되는 볼트(46)를 체결하고, 하류 통체(37)를 지지 부재(45)를 통해 처리 장치 지지 브래킷(29) 상에 고정한다.
여기서, 클램프 결합구(47)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 대략 U자형 또는 대략 V자형의 단면 형상을 갖는 반원호상의 2개의 프레임체(47A, 47A)와, 각 프레임체(47A)의 일단측을 회동 가능하게 연결하는 힌지부(47B)와, 각 프레임체(47A)의 타단측을 접속하는 볼트·너트식의 접속부(47C)로 구성되어 있다. 그리고, 클램프 결합구(47)는, 접속부(47C)의 볼트를 체결함으로써, 정화용 통체(36)의 상류측 플랜지부(36B)와 상류 통체(35)의 플랜지부(35C)를 축방향으로 체결하는 것이다. 또한, 클램프 결합구(47)는, 접속부(47C)의 볼트를 체결함으로써, 정화용 통체(36)의 하류측 플랜지부(36C)와 하류 통체(37)의 플랜지부(37B)를 축방향으로 체결하는 것이다.
이로써, 각 플랜지부(35C, 36B) 및 각 플랜지부(36C, 37B)가, 각 클램프 결합구(47)에 의해 축방향 내측으로 체결되고, 각각 서로 축방향으로 맞닿은 상태로 설치, 떼어 내기 가능하게 고정된다. 또한, 하류측 정화 장치(31)는, 정화용 통체(36)가 상류 통체(35)와 하류 통체(37) 사이에 동축에 배치됨과 함께, 상류 통체(35), 정화용 통체(36) 및 하류 통체(37)의 축방향의 위치 정렬이 행해진 상태로, 처리 장치 지지 브래킷(29) 상에 고정된다.
따라서, 정화용 통체(36)를 떼어 내는 경우에는, 작업자는, 우선, 카운터 웨이트(12)의 차량 후방측으로부터, 후방향 분출구(19)를 통해, 지지 부재(45)의 긴 구멍(45A)에 삽입 관통되는 볼트(46)를 약간 풀어, 하류 통체(37)를 축방향 하류측으로 이동 가능하게 한다. 그리고, 작업자는, 정화용 통체(36)의 파지부(36D)를 갖고, 각 클램프 결합구(47)의 접속부(47C)의 볼트를 너트로부터 제거하여, 각 클램프 결합구(47)를 떼어 냄으로써, 해당 정화용 통체(36)를 후방향 분출구(19)로부터 빼낼 수 있다.
그리고, 정화용 통체(36) 내에 수용된 DPF(33)에, 예를 들어 에어건 등을 사용하여 압축 공기를 분사하여, 작은 구멍 내에 퇴적된 입자상 물질의 재, 미연소 잔류물을 제거함으로써, DPF(33)를 클리닝할 수 있다. 따라서, DPF(33)를 클리닝한 후에는, 이 DPF(33)를 수용한 정화용 통체(36)를 다시, 상류 통체(35)와 하류 통체(37) 사이에 설치할 수 있다.
이어서, 머플러(25)의 구성에 대하여 도 4 내지 도 9에 기초하여 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 머플러(25)는, 배기 가스가 유입되는 유입 통부(51)와, 원통상의 소음용 통체부(52)와, 배기 가스가 유출되는 배출 통부(53)와, 소음용 통체부(52) 내에 수용되는 전단 산화 촉매(26)로 구성되어 있다. 이렇게 구성된 머플러(25)는, 소음용 통체부(52)의 축방향 하류측의 단부면에 설치된 측면으로 보아 L자형의 지지 부재(54)를 통해, 엔진 룸(14) 내에 볼트 고정 등에 의해 고정되어 있다.
유입 통부(51)는, 상류측 단부의 유입구(25A)에 상류측 배기관(23)이 접속되어, 하류측(도 4 중, 좌측)으로 비스듬히 상방향으로 서서히 직경 확장된 후, 수평하게 소정 길이(예를 들어, 약 25㎜의 길이) 연장 돌출된 단면 원 형상의 통 형상으로 형성되어 있다. 소음용 통체부(52)는, 원통상으로 형성되고, 상류측 단부가 유입 통부(51)의 직경 확장된 하류측 단부에 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되고, 내측의 상류측 단부에 대략 원주상으로 형성된 전단 산화 촉매(26)가 동축에 배치되어 있다. 전단 산화 촉매(26)는, 제2 산화 촉매(32)보다도 체적이 작은 소형(예를 들어, 체적이 0.1리터 내지 0.5리터임)의 산화 촉매이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 전단 산화 촉매(26)는, 기재로서, 스테인리스강 등의 금속 재료로 만들어진 하니컴 구조의 메탈 기재(26A)가 사용되어, 배기 가스가 흐르는 방향을 따라, 예를 들어 원주상으로 형성되어 있다. 그리고, 메탈 기재(26A)의 표면 상에는, 촉매 입자를 담지하는 담지체로서, 예를 들어 산화알루미늄으로 이루어지는 담지체(26B)의 층이 형성되고, 메탈 기재(26A)에 의해 지지되어 있다. 이 담지체(26B) 상에는, 촉매 입자로서, 예를 들어 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru) 등의 귀금속, 혹은 니켈(Ni), 코발트(Co), 은(Ag) 등의 비금속을 포함하는 복수 종류의 촉매 입자가 담지되어 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 전단 산화 촉매(26)의 상류측 단부의 외주면, 즉, 배기 가스가 유입되는 유입측 단부의 외주면과, 소음용 통체부(52)의 내주면 사이에는, 정면으로 보아 링상의 제1 격벽부(55)가 배치되어, 폐색되어 있다. 이로써, 유입 통부(51)의 유입구(25A)와, 전단 산화 촉매(26) 및 제1 격벽부(55) 사이에는, 유입구(25A)를 통해 배기 가스가 유입되는 제1 팽창실(56)이 형성된다.
여기서, 제1 격벽부(55)의 구성에 대하여 도 6 및 도 7에 기초하여 설명한다. 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 격벽부(55)는, 두께 약 1㎜ 내지 2㎜의 강판에 의해 형성되고, 정면으로 보아 링상의 본체부(55A)와, 서로 축방향 반대측으로 연장 돌출된 외측 플랜지부(55B)와 내측 플랜지부(55C)로 구성되어 있다. 본체부(55A)는, 외경이 소음용 통체부(52)의 내경에 거의 동등한 치수로 형성됨과 함께, 중심부에 전단 산화 촉매(26)의 외경에 거의 동등한 치수의 내경을 갖는 원형의 개구부(55D)가 형성되어 있다. 외측 플랜지부(55B)는, 본체부(55A)의 외주연부로부터 전체 주위에 걸쳐서 소정 높이(예를 들어, 높이 약 20㎜) 대략 직각으로 연장 돌출되어 있다.
내측 플랜지부(55C)는, 개구부(55D)의 내주연부로부터 전체 주위에 걸쳐서, 외측 플랜지부(55B)에 대하여 축방향 반대측으로 소정 높이(예를 들어, 높이 약 20㎜) 대략 직각으로 연장 돌출되어 있다. 그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 내측 플랜지부(55C)는, 전단 산화 촉매(26)의 유입측 단부의 외주면에 감입되고, 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착된다. 또한, 외측 플랜지부(55B)는, 소음용 통체부(52)의 유입측 단부의 내주면에 감입되고, 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착된다. 이로써, 전단 산화 촉매(26)의 배기 가스가 유입되는 유입측 단부의 외주면과, 소음용 통체부(52)의 유입측 단부의 내주면 사이가 폐색되어, 제1 팽창실(56)에 유입된 배기 가스는, 전단 산화 촉매(26)에 모두 유입된다(화살표 51A).
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 전단 산화 촉매(26)의 하류측 단부의 외주면, 즉, 배기 가스가 유출되는 유출측 단부의 외주면과, 소음용 통체부(52)의 내주면 사이에는, 정면으로 보아 링상의 제2 격벽부(57)가 배치되어 있다. 또한, 소음용 통체부(52)는, 하류측 단부가 폐색되어, 중앙부에 배출 통부(53)와 거의 동일한 직경의 유출구(25B)가 형성되고, 축방향 외측에 배출 통부(53)가 용접 등에 의해 동축에 용착되어 있다. 배출 통부(53)는, 하류측 배기관(27)을 통해 하류측에 배치된 하류측 정화 장치(31)에 접속되어 있다.
이로써, 소음용 통체부(52)의 유출구(25B)와, 전단 산화 촉매(26) 및 제2 격벽부(57) 사이에는, 전단 산화 촉매(26)를 통해 배기 가스가 유입되는 제2 팽창실(58)이 형성된다. 즉, 제1 팽창실(56)과 제2 팽창실(58)은, 전단 산화 촉매(26)에 형성된 다수의 세공을 통해 연통되어 있다. 따라서, 유입구(25A)로부터 유입된 배기 가스가, 제1 팽창실(56)과 제2 팽창실(58)을 흐름으로써, 소음 효과를 발휘할 수 있다.
따라서, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 전단 산화 촉매(26)의 배치 위치를 하류측(도 10 중, 좌측)으로 소정 거리만큼 이동하고, 제1 팽창실(56)의 용적과 제2 팽창실(58)의 용적을 변경함으로써, 소음시키고 싶은 주파수를 변화시킬 수 있다. 또한, 전단 산화 촉매(26)의 길이를 변화시켜, 제1 팽창실(56)의 용적과 제2 팽창실(58)의 용적을 변경함으로써, 소음시키고 싶은 주파수를 변화시킬 수 있다.
이어서, 제2 격벽부(57)의 구성에 대하여 도 8 및 도 9에 기초하여 설명한다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제2 격벽부(57)는, 두께 약 1㎜ 내지 2㎜의 강판에 의해 형성되고, 정면으로 보아 링상의 본체부(57A)와, 서로 축방향 반대측으로 연장 돌출된 외측 플랜지부(57B)와 내측 플랜지부(57C)로 구성되어 있다. 본체부(57A)는, 외경이 소음용 통체부(52)의 내경에 거의 동등한 치수로 형성됨과 함께, 중심부에 전단 산화 촉매(26)의 외경에 거의 동등한 치수의 내경을 갖는 개구부(57D)가 형성되어 있다.
또한, 본체부(57A)는, 중심각 약 22.5도의 대략 가로로 긴 원호상으로 형성된 7개의 관통 구멍(57E)이, 반경 방향 대략 중앙부의 동심원 상에 대략 중심각 약 45도의 간격으로 배치되어 있다. 즉, 제2 격벽부(57)는, 제1 격벽부(55)에 대향하는 본체부(57A)에, 7개의 대략 횡길이 원호상의 관통 구멍(57E)이, 대략 등간격으로 형성되어 있다.
외측 플랜지부(57B)는, 본체부(57A)의 외주연부로부터 전체 주위에 걸쳐서 소정 높이(예를 들어, 높이 약 20㎜) 대략 직각으로 연장 돌출되어 있다. 또한, 도 8 중, 본체부(57A)의 최하단부 및 외측 플랜지부의 최하단부에는, 반경 방향 내측으로 소정 깊이 오목한 단면 대략 반원호상의 홈부(57F)가 축방향 전체 높이에 걸쳐서 형성되어 있다. 내측 플랜지부(57C)는, 개구부(57D)의 내주연부로부터 전체 주위에 걸쳐서, 외측 플랜지부(57B)에 대하여 축방향 반대측으로 소정 높이(예를 들어, 높이 약 20㎜) 대략 직각으로 연장 돌출되어 있다.
그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 내측 플랜지부(57C)는, 전단 산화 촉매(26)의 유출측 단부의 외주면에 감입되고, 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착된다. 또한, 외측 플랜지부(57B)는, 소음용 통체부(52)의 유입측 단부의 내주면에 감입되고, 홈부(57F)를 제외한 외주면이 용접 등에 의해 용착된다. 이로써, 전단 산화 촉매(26)로부터 유출된 배기 가스는, 제2 팽창실(58)에 유입되고, 유출구(25B)를 통해 배출 통부(53)에 유입된다(화살표 52A).
또한, 전단 산화 촉매(26)로부터 유출되고 제2 팽창실(58)에 유입된 배기 가스의 일부는, 제2 격벽부(57)의 각 관통 구멍(57E)으로부터 전단 산화 촉매(26)의 외주부로 유입된 후(화살표 61A), 홈부(57F)로부터 다시 제2 팽창실(58)로 유출되고(화살표 61B), 유출구(25B)로 유입된다(화살표 52A). 이로써, 전단 산화 촉매(26)가, 각 관통 구멍(57E)으로 유입된 배기 가스의 단열 효과에 의해 보온된다.
또한, 제1 격벽부(55)의 본체부(55A)와 제2 격벽부(57)의 본체부(57A)에 의해 끼워진 전단 산화 촉매(26)의 주위도, 제2 팽창실(58)의 일부를 구성하게 된다. 따라서, 전단 산화 촉매(26)로부터 유출된 배기 가스가, 제2 격벽부(57)의 각 관통 구멍(57E)으로부터 전단 산화 촉매(26)의 주위를 흐름으로써, 소음 효과를 발휘할 수 있다.
따라서, 예를 들어 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 격벽부(57)의 본체부(57A)에, 7개의 대략 가로로 긴 원호상의 관통 구멍(57E) 대신에, 7개의 원형의 관통 구멍(65)을 마련함으로써, 소음시키고 싶은 주파수를 변화시킬 수 있다. 즉, 본체부(57A)에 형성되는 복수의 관통 구멍의 형상이나 개수를 변경함으로써, 소음시키고 싶은 주파수를 변화시킬 수 있다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 배기 가스 정화 장치(1)에서는, 전단 산화 촉매(26)는 비교적 소형(예를 들어, 약 0.1리터 내지 0.5리터의 용량)이다. 이 때문에, 이 전단 산화 촉매(26)의 주위를 덮도록 머플러(25)를 마련함으로써, 엔진(15)을 탑재하는 엔진 룸(14) 내의 스페이스, 즉, 엔진 탑재 스페이스에 머플러(25)를 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 엔진 탑재 스페이스를 유효하게 활용하여, 머플러(25)의 배치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있다.
또한, 전단 산화 촉매(26)는, 예를 들어 산화알루미늄 등으로 형성된 담지체(26B)의 층이, 스테인리스강 등의 내열 금속으로 이루어지는 하니컴 구성 등으로 형성된 메탈 기재(26A)의 표면 상에 형성되어, 지지되어 있다. 또한, 담지체(26B) 상에는, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 촉매 입자가 담지되어 있다. 이로써, 메탈 기재(26A)는 열용량이 적기 때문에, 메탈 기재(26A)의 주위를 머플러(25)의 제2 팽창실(58)의 일부로 하고, 이 제2 팽창실(58)의 용적을 크게 함으로써, 배기 가스의 단열 효과에 의해 전단 산화 촉매(26)의 온도 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제1 격벽부(55)와 제2 격벽부(57)에 의해 소음용 통체부(52) 내에 지지되는 전단 산화 촉매(26)의 위치를 움직이게 하여, 전단 산화 촉매(26)의 상류측에 형성되는 제1 팽창실(56)과, 전단 산화 촉매(26)의 하류측에 형성되는 제2 팽창실(58)의 각 용적을 변경할 수 있다. 이로써, 머플러(25)의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 발휘시킬 수 있다.
또한, 제2 격벽부(57)의 제1 격벽부(55)에 대향하는 본체부(57A)에 형성된 각 관통 구멍(57E)으로부터 전단 산화 촉매(26)의 외주부로 배기 가스가 유입되어, 전단 산화 촉매(26)의 온도 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제2 격벽부(57)의 제1 격벽부(55)에 대향하는 본체부(57A)에 형성된 관통 구멍의 개수, 형상을 변경함으로써, 머플러(25)의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 높일 수 있다.
또한, 배기 가스는, 전단 산화 촉매(26)보다도 큰 제2 산화 촉매(32)와 입자상 물질 제거 필터(DPF)(33)를 수용하는 하류측 정화 장치(31)를 통과한 후, 대기 중에 배출된다. 따라서, 하류측 정화 장치(31)에 머플러를 접속할 필요가 없기 때문에, 하류측 정화 장치(31)의 배치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있다. 나아가서는, 포크리프트(10)의 차체(11)의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.
본 발명의 배기 가스 정화 장치는, 상기 실시 형태에서 설명한 구성, 구조, 외관, 형상, 처리 수순 등에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 변경, 개량, 추가, 삭제가 가능하다. 또한, 이하의 설명에 있어서 상기 도 1 내지 도 12의 상기 실시 형태에 관한 배기 가스 정화 장치(1)의 구성 등과 동일 부호는, 상기 실시 형태에 관한 배기 가스 정화 장치(1)의 구성 등과 동일혹은 상당 부분을 나타내는 것이다.
[다른 제1 실시 형태]
(A) 예를 들어, 도 10에 도시하는 상기 실시 형태에 관한 머플러(25) 대신에, 도 13에 도시하는 머플러(71)를 사용해도 된다. 도 13에 도시한 바와 같이, 머플러(71)는, 도 10에 도시하는 상기 실시 형태에 관한 머플러(25)와 거의 동일한 구성이다. 단, 머플러(71)는, 유입 통부(51) 대신에, 대략 원통상의 접속관부(72)가 마련되어 있는 점에서 다르다.
접속관부(72)는, 상류측 단부의 유입구(25A)에 상류측 배기관(23)이 접속되어, 하류측(도 13 중, 좌측)으로 비스듬히 상측 방향으로 서서히 직경 확장되어, 하류측 단부가 전단 산화 촉매(26)의 상류측 단부의 전체면을 덮도록, 제1 격벽부(55)의 본체부(55A)(도 6 참조)의 반경 방향 내측 기단부에 맞닿아져 있다. 또한, 접속관부(72)는, 하류측 단부로부터 반경 방향 외측으로 소정 길이 연장 돌출되는 링상의 플랜지부(72A)를 갖고 있다.
그리고, 플랜지부(72A)는, 제1 격벽부(55)의 본체부(55A)(도 6 참조)의 반경 방향 내측 기단부에 맞닿아져, 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착된다. 그 결과, 전단 산화 촉매(26)의 배기 가스가 유입되는 유입측 단부의 외주부와, 접속관부(72)의 하류측 단부 사이가 전체 주위에 걸쳐서 폐색되어, 접속관부(72)에 유입된 배기 가스는, 전단 산화 촉매(26)에 모두 유입된다(화살표 51A).
이로써, 접속관부(72)는, 상기 실시 형태에 관한 유입 통부(51)보다도 소경화를 도모할 수 있음과 함께, 전단 산화 촉매(26)의 상류측에 팽창실을 마련하지 않기 때문에, 당해 접속관부(72)를 짧게 하는 것이 가능해지고, 나아가서는, 머플러(71)의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 격벽부(55)와 제2 격벽부(57)에 의해 소음용 통체부(52) 내에 지지되는 전단 산화 촉매(26)의 위치를 움직이게 하여, 전단 산화 촉매(26)의 하류측에 형성되는 제2 팽창실(팽창실)(58)의 용적을 변경할 수 있다. 이로써, 머플러(71)의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 발휘시킬 수 있다.
[다른 제2 실시 형태]
(B) 또한, 예를 들어 도 10에 도시하는 상기 실시 형태에 관한 머플러(25) 대신에, 도 14에 도시하는 머플러(81)를 사용해도 된다. 도 14에 도시한 바와 같이, 머플러(81)는, 도 10에 도시하는 상기 실시 형태에 관한 머플러(25)와 거의 동일한 구성이다. 단, 머플러(81)는, 제2 격벽부(57) 대신에, 구멍 형성 파이프(82)가 마련되어 있는 점에서 다르다.
구멍 형성 파이프(82)는, 대략 원통상으로 형성되고, 상류측 단부 에지부(일단측)가 전단 산화 촉매(26)의 하류측 단부 에지부의 외주면, 즉, 배기 가스가 유출되는 유출측 단부의 외주면에 감입되어, 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착되어 있다. 또한, 구멍 형성 파이프(82)의 하류측 단부 에지부(타단측)는, 유출구(25B)의 기단부에 동축에 맞닿아져 있다. 또한, 구멍 형성 파이프(82)는, 하류측 단부로부터 반경 방향 외측으로 소정 길이 연장 돌출되는 링상의 플랜지부(82A)를 갖고 있다.
그리고, 플랜지부(82A)는, 유출구(25B)의 상류측 단부의 주연부에 맞닿아지고, 용접 등에 의해 전체 주위에 걸쳐서 용착된다. 그 결과, 전단 산화 촉매(26)의 하류측 단부와, 유출구(25B)는, 구멍 형성 파이프(82)를 통해 거의 동축에 접속된다. 이 결과, 전단 산화 촉매(26)는, 제1 격벽부(55)와 구멍 형성 파이프(82)에 의해 소음용 통체부(52) 내에 지지되어 있다. 또한, 구멍 형성 파이프(82)는, 외주면에 복수의 관통 구멍(82B)이 형성되어 있다. 또한, 구멍 형성 파이프(82) 및 전단 산화 촉매(26)의 각각의 외주면과 소음용 통체부(52)의 내주면 사이에는, 전단 산화 촉매(26)로부터 구멍 형성 파이프(82)로 유입된 배기 가스가, 복수의 관통 구멍(82B)을 통해 유입되는 외주 팽창실(83)이 형성된다.
따라서, 전단 산화 촉매(26)로부터 구멍 형성 파이프(82)로 유입된 배기 가스가, 복수의 관통 구멍(82B)을 통해 외주 팽창실(83)로 흐름으로써, 이 외주 팽창실(83)과 제1 팽창실(56)에 의해 소음 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 구멍 형성 파이프(82)에 형성된 관통 구멍(82B)의 개수, 형상을 변경함으로써, 머플러(81)의 중점적으로 소음시키고 싶은 주파수를 설정할 수 있어, 소음 효과를 높일 수 있다. 또한, 구멍 형성 파이프(82)의 외주면에 형성된 각 관통 구멍(82B)으로부터 전단 산화 촉매(26)의 외주부를 덮는 외주 팽창실(83)로 배기 가스가 유입되어, 전단 산화 촉매(26)의 온도 저하를 효과적으로 억제할 수 있다.
(C) 또한, 예를 들어 전단 산화 촉매(26)를 단면 사각형의 기둥상으로 형성해도 된다. 그리고, 머플러(25)의 소음용 통체부(52)를 단면 사각형의 통 형상으로 형성함과 함께, 제1 격벽부(55)와 제2 격벽부(57)를 4각 프레임상으로 형성해도 된다. 그리고, 제2 격벽부(57)의 제1 격벽부(55)에 대향하는 4각 프레임상의 본체부(57A)에 복수의 관통 구멍을 형성하도록 해도 된다. 이로써, 엔진 탑재 스페이스를 유효하게 활용하여, 머플러(25)의 배치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있다.
(D) 또한, 예를 들어 배기 가스를 정화 처리하기 위한 정화 처리 부재로서 DPF(33)를 사용했지만, 배기 가스 정화 장치로서 NOx 처리 장치를 적용해도 된다. 이 경우에는, NOx를 환원하는 선택 환원 촉매와, 이 선택 환원 촉매에 요소수를 분사하는 요소수 분사 밸브가 정화 처리 부재에 해당한다.
(E) 또한, 예를 들어 배기 가스 정화 장치(1)는, 포크리프트(10)에 한정되지 않고, 덤프 트럭, 유압 셔블, 유압 크레인 등의 건설 기계 등, 디젤 엔진을 사용한 다른 산업 차량에도 넓게 탑재할 수 있다.
1: 배기 가스 정화 장치
11: 차체
15: 엔진
23: 상류측 배기관
25, 71, 81: 머플러
25A: 유입구
25B: 유출구
26: 전단 산화 촉매
26A: 메탈 기재
26B: 담지체
27: 하류측 배기관
31: 하류측 정화 장치
32: 제2 산화 촉매
33: 입자상 물질 제거 필터(DPF)
51: 유입 통부
52: 소음용 통체부
55: 제1 격벽부
56: 제1 팽창실
57: 제2 격벽부
57E, 65: 관통 구멍
58: 제2 팽창실(팽창실)
72: 접속관부
82: 구멍 형성 파이프
82B: 관통 구멍
83: 외주 팽창실

Claims (7)

  1. 산업 차량의 차체의 엔진 룸에 탑재된 엔진 바로 뒤의 배기 가스 통로에 배치된 전단 산화 촉매;
    상기 전단 산화 촉매의 주위를 덮도록 엔진 룸 내에 마련되어, 상기 엔진에 의해 생성된 배기 가스를 소음하면서 배출하는 머플러;
    엔진 룸의 후방측에 마련되고, 차체의 카운터 웨이트를 관통하는 분출구를 갖는 통풍실; 및
    머플러의 하류측으로부터 통풍실로 인출된, 통풍실 내의 배기 가스 통로에 배치되고, 전단 산화 촉매보다도 큰 제2 산화 촉매와, 입자상 물질 제거 필터 또는 NOx 처리 장치를 수용하는 하류측 정화 장치를
    구비하고,
    상기 머플러는,
    엔진 바로 뒤의 상류측 배기관에 접속되어, 배기 가스가 유입되는 유입구와,
    하류측 배기관에 접속되어, 상기 유입구로부터 유입된 상기 배기 가스가, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 후, 배출되는 유출구를 갖고,
    상기 배기 가스가 상기 하류측 정화 장치를 통과한 후, 대기 중에 배출되는,
    배기 가스 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전단 산화 촉매는,
    촉매 입자를 담지하는 담지체와,
    상기 담지체를 지지하는 메탈 기재를
    갖는,
    배기 가스 정화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 머플러는,
    통 형상으로 형성되고 내부에 상기 전단 산화 촉매가 배치되는 소음용 통체부와,
    상기 유입구와 상기 전단 산화 촉매 사이에 마련되어, 상기 배기 가스가 유입되는 제1 팽창실과,
    상기 제1 팽창실의 유출측에 마련되어 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제1 격벽부와,
    상기 제1 격벽부에 대향하여, 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제2 격벽부와,
    상기 제2 격벽부 및 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부와 상기 유출구 사이에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 상기 배기 가스가 유입되는 제2 팽창실을
    갖고,
    상기 전단 산화 촉매는, 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부에 의해 상기 소음용 통체부 내에 지지되어 있는,
    배기 가스 정화 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 머플러는,
    통 형상으로 형성되고 내부에 상기 전단 산화 촉매가 배치되는 소음용 통체부와,
    일단측에 상기 유입구가 마련되고, 타단측이 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부에 접속되어, 상기 유입구에 유입된 배기 가스를 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부로 유출하는 접속관부와,
    상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제1 격벽부와,
    상기 제1 격벽부에 대향하여, 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제2 격벽부와,
    상기 제2 격벽부 및 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부와 상기 유출구 사이에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 상기 배기 가스가 유입되는 팽창실
    을 갖고,
    상기 전단 산화 촉매는, 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부에 의해 상기 소음용 통체부 내에 지지되어 있는,
    배기 가스 정화 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 격벽부는, 상기 제1 격벽부에 대향하는 면에 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는,
    배기 가스 정화 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 머플러는,
    통 형상으로 형성되고 내부에 상기 전단 산화 촉매가 배치되는 소음용 통체부와,
    상기 유입구와 상기 전단 산화 촉매 사이에 마련되어, 상기 배기 가스가 유입되는 제1 팽창실과,
    상기 제1 팽창실의 유출측에 마련되어 상기 전단 산화 촉매의 유입측 단부의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이를 폐색하는 제1 격벽부와,
    일단측이 상기 전단 산화 촉매의 유출측 단부의 외주면에 접속되고, 타단측이 상기 유출구에 접속됨과 함께, 외주면에 복수의 관통 구멍이 형성된 구멍 형성 파이프와,
    상기 구멍 형성 파이프 및 상기 전단 산화 촉매의 각각의 외주면과 상기 소음용 통체부의 내주면 사이에 마련되어, 상기 전단 산화 촉매를 통과한 상기 배기 가스가 상기 복수의 관통 구멍을 통해 유입되는 외주 팽창실을
    갖고,
    상기 전단 산화 촉매는, 상기 제1 격벽부와 상기 구멍 형성 파이프의 일단측에 의해 상기 소음용 통체부 내에 지지되어 있는,
    배기 가스 정화 장치.
  7. 삭제
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