KR20110074845A - 작업 차량 탑재용 엔진 장치 - Google Patents

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Abstract

탑재 스페이스의 제약이 있는 작업 차량(100)에 배기 가스 정화 장치(1)가 장착된 엔진(70)을 간단히 배치할 수 있게 한다. 본원 발명에 의한 작업 차량(100) 탑재용 엔진 장치는 기체(104)에 탑재되고 또한 보닛(107)에 의해 덮어진 엔진(70)과, 엔진(70)에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너(88)와, 엔진(70)으로부터의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치(1)를 구비한다. 엔진(70)의 일측부에 설치된 플라이휠 하우징(78) 상에 배기 가스 정화 장치(1)를 배치한다.

Description

작업 차량 탑재용 엔진 장치{ENGINE DEVICE FOR MOUNTING ON WORKING VEHICLE}
본원 발명은 예를 들면 백호우(backhoe), 크레인 차, 포크리프트 또는 트랙터와 같은 작업 차량에 사용되는 엔진 장치에 관한 것이고, 보다 자세하게는 작업 차량에 배치되는 엔진이나 배기 가스 정화 장치 등의 엔진 장치에 관한 것이다.
종래로부터 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) 등에 의해 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 공지이다(특허문헌 4 참조).
: 일본 특허 공개 제2000-145430호 공보 : 일본 특허 공개 제2003-27922호 공보 : 일본 특허 공개 제2008-82201호 공보 : 일본 특허 공개 제2001-173429호 공보
그런데, 디젤 엔진은 범용성이 넓어서 농작업기, 건설 기계, 선박 등의 여러가지 분야에서 사용된다. 디젤 엔진의 탑재 스페이스는 탑재되는 차량에 따라 다양하지만 특히 백호우와 같은 작업 차량에서는 주위와의 접촉 방지를 위해 선회 반경을 될 수 있는 한 작게 하고 싶은 관계상 기체(機體) 자체를 콤팩트화하지 않으면 안되고 탑재 스페이스에 제약이 있는(좁은) 것이 많다.
한편, 전술한 배기 가스 정화 장치에 있어서는 이것을 통과하는 배기 가스의 온도가 고온(예를 들면 300℃ 이상)인 것이 기능적으로 바람직하다고 되어 있기 때문에 디젤 엔진에 배기 가스 정화 장치를 장착하고자 하는 요청이 있다.
그러나, 배기 가스 정화 장치 장착 디젤 엔진을 작업 차량(특히 백호우)에 적용하기 위해서는 좁은 탑재 스페이스 내에 배기 가스 정화 장치 장착 디젤 엔진뿐만 아니라 에어 클리너나 라디에이터, 배터리 등의 여러가지 부품을 효율적으로 배치하지 않으면 안된다. 또한, 탑재 스페이스의 제약이라는 문제도 물론 구동에 의한 엔진 진동이 배기 가스 정화 장치에 직접 전해지기 쉬운 것이나 디젤 엔진에 설치된 냉각 팬으로부터의 냉각풍이 배기 가스 정화 장치에 직접 맞으면 배기 가스 정화 장치, 나아가서는 배기 가스 온도를 하강시킬 우려가 있는 것도 문제가 되고 있다.
따라서, 본원 발명은 이러한 현상을 개선하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 발명은 기체에 탑재되고 또한 보닛에 의해 덮여진 엔진과, 상기 엔진에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너와, 상기 엔진의 배기 매니폴드로부터의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치를 구비하고, 상기 엔진의 일측부에 냉각 팬을 배치하고, 상기 냉각 팬 설치측과 반대인 상기 엔진의 타측부에 플라이휠 하우징을 설치하고 있는 작업 차량 탑재용 엔진 장치로서, 상기 플라이휠 하우징의 상부에 지지체를 설치하고 상기 플라이휠 하우징 상에 상기 지지체를 통해 상기 배기 가스 정화 장치를 설치한 것이다.
청구항 2의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진의 실린더 헤드에 근접시켜서 상기 배기 가스 정화 장치를 배치한 것이다.
청구항 3의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 상기 엔진의 상면보다 낮은 위치이고 상기 엔진의 일측방에 상기 에어 클리너를 배치하고, 상기 엔진의 타측방에 상기 배기 가스 정화 장치를 배치한 것이다.
청구항 4의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 종축 주위에서 회전 가능한 선회 기체에 상기 엔진과 작업 차량의 중량 밸런스를 취하기 위한 카운터 웨이트를 배치하고, 상기 배기 가스 정화 장치에 배기 가스 파이프를 연통시킨 구조로서, 상기 카운터 웨이트에 형성한 관통 구멍에 상기 배기 가스 파이프의 배기 출구측을 향하게 한 것이다.
청구항 5의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 종축 주위에서 회전 가능한 선회 기체에 상기 엔진과 작업 차량의 중량 밸런스로서의 카운터 웨이트를 배치하고, 상기 배기 가스 정화 장치에 배기 가스 파이프를 연통시킨 구조로서, 상기 카운터 웨이트에 형성한 관통 구멍에 상기 배기 가스 파이프의 배기구측을 관통시킨 것이다.
청구항 6의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 상기 보닛 내에 엔진 룸 형성용 섀시를 설치하고, 상기 엔진 룸 형성용 섀시에 의해 상기 엔진의 외주측을 둘러싸는 작업 차량 구조로서, 상기 에어 클리너 및 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 섀시에 의해 둘러싸여진 엔진 룸 스페이스 내이고 상기 엔진의 상면으로부터 이간된 위치에 배치되어 있는 것이다.
청구항 7의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 상기 보닛 내의 상기 냉각 팬에 대향하여 배치한 엔진 냉각용 라디에이터의 하방이고 또한 라디에이터 드레인의 측방에 전력 공급용 배터리를 배치한 것이다.
청구항 8의 발명은 청구항 1에 기재된 작업 차량 탑재용 엔진 장치에 있어서, 상기 보닛 내이고 상기 냉각 팬의 상방에 선회 작업 차량의 작동 제어를 담당하는 컨트롤러를 설치한 것이다.
[발명의 효과]
청구항 1에 의한 발명은 보닛 내의 엔진의 일측부에 냉각 팬이 배치되어 있는 한편, 상기 냉각 팬과 반대측의 상기 엔진의 측부에 설치된 플라이휠 하우징 상에 상기 엔진으로부터의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치가 배치되어 있다. 즉, 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진 본체를 사이에 두고 상기 냉각 팬의 풍하(風下)측에 상기 배기 가스 정화 장치가 배치되기 때문에 상기 배기 가스 정화 장치에 직접 맞는 상기 냉각 팬으로부터의 바람을 저감할 수 있고, 상기 냉각 팬으로부터의 바람에 의한 상기 배기 가스 정화 장치(내부의 배기 가스)의 온도 저하를 억제할 수 있다. 배기 가스의 온도를 소정 온도 이상으로 간단히 유지할 수 있다. 또한, 고강성의 상기 플라이휠 하우징 상에 상기 배기 가스 정화 장치를 연결할 수 있어 상기 배기 가스 정화 장치가 진동 등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
청구항 2에 의한 발명은 상기 엔진의 상부에 위치하는 실린더 헤드의 근방에 배치되어 있다. 즉, 상기 실린더 헤드를 사이에 두고 상기 냉각 팬의 풍하측에 상기 배기 가스 정화 장치가 배치되기 때문에 상기 배기 가스 정화 장치에 직접 맞는 상기 냉각 팬으로부터의 바람을 상기 실린더 헤드에 의해 저감할 수 있다. 상기 냉각 팬으로부터의 바람에 의한 상기 배기 가스 정화 장치(내부의 배기 가스)의 온도 저하를 억제할 수 있어 배기 가스의 온도를 소정 온도 이상으로 간단히 유지할 수 있다.
청구항 3에 의한 발명은 상기 배기 가스 정화 장치의 측방이고 또한 상기 엔진의 상단보다 낮은 높이 위치에 상기 에어 클리너를 배치하기 때문에 상기 보닛의 내면과 상기 엔진 사이에 상기 배기 가스 정화 장치와 상기 에어 클리너를 콤팩트하게 배치할 수 있다. 상기 엔진의 상면측에 상기 배기 가스 정화 장치나 상기 에어 클리너를 배치하는 구조에 비해 상기 보닛의 상면의 대지고(對地高)를 낮게 형성할 수 있다. 또한, 상기 보닛에 상기 엔진의 상면측을 근접시키고 또한 상기 에어 클리너에 상기 배기 가스 정화 장치를 근접시킴으로써 상기 엔진과 상기 배기 가스 정화 장치의 배기열에 의해 상기 배기 가스 정화 장치(내부의 배기 가스)의 온도를 유지할 수 있고, 또한 상기 에어 클리너를 용이하게 가온(加溫)할 수 있다.
청구항 4에 의한 발명은 상기 기체의 측부에 카운터 웨이트가 설치되고 상기 카운터 웨이트에 관통 구멍이 형성되고 상기 관통 구멍에 상기 배기 가스 파이프의 배기 출구측을 향하게 하기 때문에 상기 배기 가스 정화 장치의 상기 배기 가스 출구측을 상기 관통 구멍에 지근 거리로 연통할 수 있다. 따라서, 상기 배기 가스 파이프를 짧은 길이로 형성할 수 있고, 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.
청구항 5에 의한 발명은 상기 기체의 측부에 카운터 웨이트가 설치되고 상기 카운터 웨이트에 관통 구멍이 형성되고 상기 관통 구멍에 상기 배기 가스 파이프의 배기 출구측을 관통시키기 때문에 상기 보닛의 외측방에 상기 관통 구멍을 통해 상기 배기 가스 파이프를 지근 거리로 연장할 수 있다. 따라서, 상기 배기 가스 파이프를 짧은 길이로 형성할 수 있어 조립 작업성을 향상시킬 수 있다.
청구항 6에 의한 발명은 상기 보닛 내에 엔진 룸 형성용 섀시를 설치하고, 상기 엔진 룸 형성용 섀시에 의해 상기 엔진의 외주측을 둘러싸는 구조로서, 상기 에어 클리너 및 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 엔진의 상면으로부터 이간되어 배치되어 있기 때문에 예를 들면 실린더 헤드, 배기 매니폴드 및 흡기 매니폴드의 상면측을 노출할 수 있어 상기 엔진 관련의 메인터넌스 작업이 용이하다. 상기 엔진 룸 형성용 섀시(캐노피 부착 섀시나 엔진 지지 섀시 등)에 의해 상기 에어 클리너 및 상기 배기 가스 정화 장치를 간단히 보호할 수 있다.
청구항 7에 의한 발명은 상기 보닛 내의 상기 냉각 팬에 대향하여 엔진 냉각용 라디에이터를 배치시키고, 상기 라디에이터의 하방이고 또한 라디에이터 드레인의 측방에 전력 공급용 배터리를 배치하고 있기 때문에 상기 배터리의 배치 공간으로서 상기 라디에이터의 하방의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있다. 상기 보닛의 내부 스페이스의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
청구항 8에 의한 발명은 선회 작업 차의 작동 제어를 담당하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 보닛 내의 상기 냉각 팬의 상방에 상기 컨트롤러를 배치시키기 때문에 상기 배기 가스 정화 장치의 배기열에 의해 상기 컨트롤러가 가온되는 것을 방지할 수 있다. 상기 컨트롤러의 오작동을 저감할 수 있다. 상기 컨트롤러의 내구성 등을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 의한 배기 가스 정화 장치의 정면으로 바라본 단면도이다.
도 2는 동 외관 저면도이다.
도 3은 동 배기 가스 유입측으로부터 본 좌측면도이다.
도 4는 동 배기 가스 배출측으로부터 본 우측 단면도이다.
도 5는 도 1의 정면으로 바라본 분해 단면도이다.
도 6은 동 배기 가스 배출측의 정면으로 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 평면으로 바라본 확대 단면도이다.
도 10은 도 9의 변형예를 나타낸 배기 가스 유입측의 평면으로 바라본 확대 단면도이다.
도 11은 도 9의 변형예를 나타낸 배기 가스 유입측의 평면으로 바라본 확대 단면도이다.
도 12는 도 9의 변형예를 나타낸 배기 가스 유입측의 평면으로 바라본 확대 단면도이다.
도 13은 도 9의 변형예를 나타낸 배기 가스 유입측의 평면으로 바라본 확대 단면도이다.
도 14는 도 9의 변형예를 나타낸 배기 가스 유입측의 평면으로 바라본 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 선회 기체의 평면도이다.
도 22는 선회 기체 상의 배치 구성을 나타낸 평면도이다.
도 23은 선회 기체 상의 배치 구성을 나타낸 전면 측면도이다.
도 24는 선회 기체 상의 배치 구성을 나타낸 우측면도이다.
이하에 본 발명을 구체화한 실시형태를 도면에 의거해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 배기 가스 유입측을 단지 좌측이라 칭하고 마찬가지로 배기 가스 배출측을 단지 우측이라 칭한다.
우선, 도 1 내지 도 9를 참조하면서 배기 가스 정화 장치의 전체 구조에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시형태의 배기 가스 정화 장치로서의 연속 재생식의 디젤 파티큘레이트 필터(1)(이하, DPF라 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 포집된 입자상 물질(PM)을 비교적 저온으로 연속적으로 산화 제거하는 벌집 구조의 수트 필터(soot filter)(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 구성하고 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 참조하여 디젤 산화 촉매(2)의 부착 구조를 설명한다. 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 엔진이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 디젤 산화 촉매(2)는 내열 금속 재료제의 거의 통형의 촉매 내측 케이스(4)에 내설(內設)되어 있다. 촉매 내측 케이스(4)는 내열 금속 재료제의 거의 통형의 촉매 외측 케이스(5)에 내설되어 있다. 즉, 디젤 산화 촉매(2)의 외측에 매트상의 세라믹 파이버제 촉매 단열재(6)를 통해 촉매 내측 케이스(4)를 피감(被嵌)시키고 있다. 또한, 촉매 내측 케이스(4)의 외측에 단부면 I자 형상의 박판제 지지체(7)를 통해 촉매 외측 케이스(5)를 피감시키고 있다. 또한, 촉매 단열재(6)에 의해 디젤 산화 촉매(2)가 보호된다. 촉매 내측 케이스(4)에 전해지는 촉매 외측 케이스(5)의 응력(변형력)을 박판제 지지체(7)로 저감시킨다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 좌측 단부에 원판 형상의 좌측 뚜껑체(8)를 용접에 의해 고착하고 있다. 좌측 뚜껑체(8)에 좌판체(座板體)(9)를 통해 센서 접속 플러그(10)를 고착하고 있다. 디젤 산화 촉매(2)의 좌측 단부면(2a)과 좌측 뚜껑체(8)를 가스 유입 공간용 일정 거리(L1)만큼 이간시켜서 대향시킨다. 디젤 산화 촉매(2)의 좌측 단부면(2a)과 좌측 뚜껑체(8) 사이에 배기 가스 유입 공간(11)을 형성하고 있다. 또한, 센서 접속 플러그(10)에는 도시되지 않은 입구측 배기 가스 압력 센서나 입구측 배기 가스 온도 센서 등이 접속된다.
도 1, 도 5, 도 9에 도시된 바와 같이 배기 가스 유입 공간(11)이 형성된 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 좌측 단부에 타원 형상의 배기가스 유입구(12)를 개구시키고 있다. 타원 형상의 배기가스 유입구(12)는 배기 가스 이동 방향[상기 케이스(4, 5)의 중심선 방향]을 길이가 짧은 직경으로 하고, 배기 가스 이동 방향[상기 케이스(4, 5)의 원주 방향]과 직교하는 방향을 길이가 긴 직경으로 형성하고 있다. 촉매 내측 케이스(4)의 개구 가장자리(13)와 촉매 외측 케이스(5)의 개구 가장자리(14) 사이에 폐쇄 링체(15)를 협지상(挾持狀)으로 고착하고 있다. 촉매 내측 케이스(4)의 개구 가장자리(13)와 촉매 외측 케이스(5)의 개구 가장자리(14) 사이의 간극이 폐쇄 링체(15)에 의해 폐쇄된다. 촉매 내측 케이스(4)와 촉매 외측 케이스(5) 사이에 배기 가스가 유입되는 것을 폐쇄 링체(15)에 의해 방지하고 있다.
도 1, 도 3, 도 5, 도 8에 도시된 바와 같이 배기가스 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 통해 후술하는 디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에 체결되어 있다. 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 벌어지는 형상(트럼펫 형상)으로 형성되어 있다.
도 1, 도 5, 도 8에 도시된 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 배기가스 유입구(12)에 대하여 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 배기가스 유입구(12)는 배기 가스 입구관(16)[대경측의 진원형의 개구 단부(16b)]에 대하여 배기 가스 이동 상류측[촉매 외측 케이스(5)의 좌측]에 오프셋되어서 촉매 외측 케이스(5)에 형성되어 있다.
상기 구성에 의해 엔진(70)의 배기 가스가 배기 매니폴드(71)로부터 배기 가스 입구관(16)에 인입되고 배기 가스 입구관(16)으로부터 배기가스 유입구(12)를 통해 배기 가스 유입 공간(11)에 인입되고 디젤 산화 촉매(2)에 이 좌측 단부면(2a)으로부터 공급된다. 디젤 산화 촉매(2)의 산화 작용에 의해 이산화질소(NO2)가 생성된다. 또한, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 촉매 외측 케이스(5)의 외주면에 지지 다리체(19)를 용접하고 있다. 상세한 것은 후술하지만 엔진(70)에 DPF(1)를 조립하는 경우는 엔진(70)의 플라이휠 하우징(78) 등에 지지 다리체(19)를 통해 촉매 외측 케이스(5)를 고착시킨다.
도 1 및 도 5를 참조하여 수트 필터(3)의 부착 구조를 설명한다. 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 엔진(70)이 배출한 배기 가스를 정화하는 가스 정화 필터로서의 수트 필터(3)는 내열 금속 재료제의 거의 통형의 필터 내측 케이스(20)에 내설되어 있다. 내측 케이스(4)는 내열 금속 재료제의 거의 통형의 필터 외측 케이스(21)에 내설되어 있다. 즉, 수트 필터(3)의 외측에 매트상의 세라믹 파이버제 필터 단열재(22)를 통해 필터 내측 케이스(20)를 피감시키고 있다. 또한, 필터 단열재(22)에 의해 수트 필터(3)가 보호된다.
도 1 및 도 5에 도시된 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 거의 동일 치수이다. 또한, 원통형의 촉매 외측 케이스(5)의 직경 치수와 원통형의 필터 외측 케이스(21)의 직경 치수가 거의 동일 치수이다.
도 1에 도시된 바와 같이 촉매측 플랜지(25)와 필터측 플랜지(26)를 통해 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 대치한다. 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 부착 공간(29)이 형성된다. 센서 부착 공간(29) 위치의 촉매 외측 케이스(5)에 센서 접속 플러그(50)를 고착하고 있다. 센서 접속 플러그(50)에는 도시되지 않은 필터 입구측 배기 가스 압력 센서나 필터 입구측 배기 가스 온도 센서[서미스터(thermistor)] 등이 접속된다.
도 5에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 이동 방향의 원통 길이(L3)보다도 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)보다도 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 원통 길이(L6)를 짧게 형성하고 있다. 센서 부착 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 거의 동일하게 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 이들 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 단부면(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 도시된 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 내설하는 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)를 내설하는 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 대하여 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)를 연결하는 플랜지체로서의 촉매측 플랜지(25)나 필터측 플랜지(26)를 오프셋시키도록 구성한 것이기 때문에 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합부의 간격을 축소하여 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 연결 길이를 단축할 수 있다. 또한, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치에 가스 센서 등을 간단히 배치할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축할 수 있기 때문에 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21) 등의 강성의 향상이나 경량화를 도모할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 2종류의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)를 설치하는 구조로서, 한쪽의 수트 필터(3)를 내설하는 필터 내측 케이스(20)에 다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)의 촉매 내측 케이스(4)를 내설하는 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩되도록 구성한 것이기 때문에 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 단축할 수 있다. 또한, 촉매 외측 케이스(5)가 오버랩되는 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 노출되기 때문에 촉매 내측 케이스(4)[다른쪽의 디젤 산화 촉매(2)]의 노출 범위가 많아지고 한쪽의 수트 필터(3)의 수트(매연) 제거 등의 메인터넌스 작업을 간단히 실행할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 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 것이기 때문에 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 단부면으로부터 많이 노출시킬 수 있고 수트 필터(3)나 내측 케이스(20)에 부착된 매연의 제거 등의 메인터넌스 작업을 용이하게 실행할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 2종류의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)를 설치하는 구조로서, 한쪽의 디젤 산화 촉매(2)를 내설하는 촉매 내측 케이스(4)와 다른쪽의 수트 필터(3)를 내설하는 필터 내측 케이스(20) 사이에 센서 부착 공간(29)을 형성한 것이기 때문에 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 연결 길이를 단축하여 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 부착 공간(29)에 가스 센서 등을 간단히 배치할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 필터 내측 케이스(20)에 오버랩시키는 촉매 외측 케이스(5)에 센서 지지체로서의 센서 접속 플러그(50)를 조립하고, 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접속 경계 위치에 센서 접속 플러그(50)를 통해 도시되지 않은 필터 입구측 배기 가스 압력 센서나 필터 입구측 배기 가스 온도 센서(서미스터) 등의 가스 센서를 배치시키도록 구성한 것이기 때문에 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.
도 1 내지 도 5, 도 8에 도시된 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 내설하는 내측 케이스로서의 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 내설하는 외측 케이스로서의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 구비해서 이루어지는 배기 가스 정화 장치에 있어서, 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 일단측의 둘레면에 배기가스 유입구(12)를 형성하고, 촉매 외측 케이스(5)의 외주 중 상기 배기가스 유입구(12)의 외측에 배기 가스 입구관(16)을 배치하고, 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 입구측의 개구 단부면의 면적보다도 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 개구 단부면의 면적을 크게 형성하고 있다.
따라서, 디젤 산화 촉매(2) 설치부 근방에 배기 가스 입구관을 배치할 수 있고, 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 상류측의 촉매 외측 케이스(5)(케이싱)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 간단히 단축할 수 있다. 즉, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 상류측의 단부면에 디젤 산화 촉매(2)의 단부면을 간단히 접근시켜서 배치할 수 있다. 또한, 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 입구측의 개구 단부면의 면적보다도 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 개구 단부면의 면적을 크게 형성함으로써 촉매 외측 케이스(5)의 외주면에 배기 가스 입구관(16)을 용접할 수 있고, 종래와 같은 촉매 외측 케이스(5)와 배기 가스 입구관(16)의 연결용 보강 부재를 설치하지 않고 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 입구측에 있어서의 배기 가스 입구관(16)의 부착 강도를 유지하면서 촉매 외측 케이스(5)나 배기 가스 입구관(16)에 있어서의 배기 가스의 배기압 손실을 저감할 수 있다.
도 1 및 도 2, 도 5, 도 8에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 입구의 외주면에 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 단부 가장자리를 고착하고, 촉매 외측 케이스(5)의 배기가스 유입구(12)에 대하여 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 하류측에 배기 가스 입구관(16)을 오프셋시키도록 구성하고 있다. 따라서, 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 하류측의 개구 가장자리보다 배기 가스의 상류측에 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 상류측 단부면을 배치할 수 있고, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 길이 중 배기 가스 상류측의 길이를 간단히 단축할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 콤팩트하게 형성할 수 있다. 즉, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 상류측의 측단부면으로부터 이반(離反)시켜서 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측을 배치할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 치수를 단축하여 종래보다 부품수를 적게 하고, 저가격으로, 콤팩트하고 경량으로 구성할 수 있다.
도 1 및 도 2, 도 5, 도 8에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향으로 촉매 외측 케이스(5) 및 촉매 내측 케이스(4)의 배기가스 유입구(12)의 개구 치수보다도 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 개구 치수를 크게 형성하고 있다. 따라서, 종래와 같은 보강 부재를 설치하지 않고 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 입구측에 있어서의 배기 가스 입구관(16)의 부착 강도를 유지할 수 있고, 배기 가스 입구관(16)이나 촉매 외측 케이스(5)의 배기가스 유입구(12) 등의 배기압 손실을 저감할 수 있다. 종래의 보강 부재를 설치한 구조에 비해 구성 부품수를 삭감해서 저가격으로 구성할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5)의 외형을 콤팩트하게 형성할 수 있고, 또한 경량화 등을 간단히 도모할 수 있는 것이면서 촉매 외측 케이스(5)나 배기 가스 입구관(16) 등의 배기 가스 입구측을 고강성으로 구성할 수 있다. 즉, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 상류측의 측단부면에 근접시켜서 촉매 외측 케이스(5) 및 촉매 내측 케이스(4)의 배기 가스 입구를 형성할 수 있다. 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 치수를 단축하여 종래보다 부품수를 적게 하고, 저가격으로, 콤팩트하고 경량으로 구성할 수 있다.
도 1 및 도 2, 도 5, 도 8에 도시된 바와 같이, 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측 중 배기 가스 이동 하류측의 단부보다도 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 배기 가스 이동 상류측의 단부면이 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 상류측에 배치되도록 구성하고 있다. 따라서, 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 길이 중 배기 가스 상류측의 길이를 간단히 단축할 수 있어 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 콤팩트하게 형성할 수 있다.
도 1 및 도 2, 도 5, 도 8에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5)의 배기가스 유입구(12)의 개구 가장자리 중 배기 가스 이동 상류측의 배기가스 유입구(12)의 개구 가장자리에 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 단부를 연결시키도록 구성한 것이기 때문에 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 길이 중 배기 가스 상류측의 길이를 간단히 단축할 수 있는 것이면서 촉매 외측 케이스(5)나 배기 가스 입구관(16)에 있어서의 배기 가스의 배기압 손실을 저감할 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 질소 산화물(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 질소 산화물(NOx)이 환원되어 무해한 질소 가스(N2)로서 배출할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 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 내설하는 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)를 내설하는 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 연결되어 외면적인 응력이 부가되는 입구 구성 부품으로서의 배기 가스 입구관(16) 및 지지체로서의 지지 다리체(19)를 촉매 외측 케이스(5)에 배치하고 있다.
따라서, 촉매 외측 케이스(5)에 의해 외면적인 응력을 지지할 수 있고, 촉매 내측 케이스(4)나 필터 내측 케이스(20)에 변형력으로서 작용하는 외면적인 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 있음과 아울러 예를 들면 엔진으로부터의 진동의 전도나 용접 가공의 왜곡 등에 의해 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 지지가 부적정하게 되는 것을 간단히 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 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)로 연결하고 있다. 따라서, 배기 가스 입구관(16) 및 지지 다리체(19)의 구성이나 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3) 사이의 배기 가스의 이동 등을 고려하여 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 간단히 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 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 대하여 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 부착 간격을 간단히 축소 또는 확대할 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시된 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 대하여 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 오버랩되도록 구성하고 있다.
따라서, 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합 간격을 축소할 수 있는 것이면서 복수 세트의 디젤 산화 촉매(2)나 수트 필터(3)의 접합간에 센서 등을 간단히 배치할 수 있다. 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축하여 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 축소하여 복수 세트의 촉매 외측 케이스(5)나 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 단축할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 8 내지 도 14에 도시된 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 내설하는 내측 케이스로서의 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 내설하는 외측 케이스로서의 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 구비해서 이루어진다. 또한, 촉매 외측 케이스(5)의 외측에 배기 가스 입구관(16)을 배치하고, 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측에 대향시켜서 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 및 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)에 배기가스 유입구(12)를 개구시키고, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 상류측의 촉매 외측 케이스(5)의 단부면과 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 단부면 사이에 정류실로서의 배기 가스 유입 공간(11)을 형성하고, 배기 가스 입구관(16)에 배기가스 유입구(12)를 통해 배기 가스 유입 공간(11)을 연통시키도록 구성하고 있다. 따라서, 예를 들면, 촉매 내측 케이스(4) 내에 그것의 중심선과 직교하는 전단 방향으로부터 디젤 엔진(70)의 배기 가스를 인입하는 구조에 있어서 배기 가스 유입 공간(11) 내에 배기 가스 입구관(16)을 삽입할 필요가 없다. 따라서, 배기 가스 입구관(16)을 설치하는 촉매 외측 케이스(5) 구조의 구성 부품 점수를 저감해서 저가격으로 구성할 수 있고, 또한 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 배기 가스 상류측의 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 및 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 길이를 간단히 단축할 수 있다. 즉, 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 입구측과, 거기에 대향한 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)의 배기 가스 이동 방향의 상류측 단부면의 상대 간격을 간단히 단축할 수 있다. 배기 가스 이동 상류측의 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5) 단부면에 근접시켜서 디젤 산화 촉매(2)를 배치할 수 있고, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 및 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 치수를 단축하여 종래보다 부품수를 적게 하고, 저가격으로, 콤팩트하고 경량으로 구성할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 8 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 촉매 외측 케이스(5)의 배기가스 유입구(12)의 개구 치수보다도 배기 가스 이동 방향과 직교하는 방향의 배기가스 유입구(12)의 개구 치수를 크게 형성한 것이기 때문에 촉매 외측 케이스(5)로의 배기 가스 입구관(16)의 부착 강성을 유지하면서 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 및 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 치수를 단축하여 종래보다 부품수를 적게 하고, 저가격으로, 콤팩트하고 경량으로 구성할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 8 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향으로 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구의 개구 치수보다도 배기가스 유입구(12)의 개구 치수를 작게 형성한 것이기 때문에 배기 가스 유입 공간(11)으로부터 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 입구측으로 배기 가스를 균등하게 공급할 수 있고, 디젤 산화 촉매(2)의 가스 정화 기능을 유지하면서 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20) 및 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 콤팩트하고 경량으로 구성할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 8 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 배기가스 유입구(12)의 개구 형상을 타원형, 직사각형, 장공형(長孔形), 또는 그것들의 유사형 중 어느 한쪽의 형상으로 형성하고, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 촉매 외측 케이스(5)의 배기가스 유입구(12)의 개구 치수와 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 입구측의 개구 직경 치수를 거의 동일 치수로 형성한 것이기 때문에 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 입구측의 개구 면적보다도 배기가스 유입구(12)의 개구 면적을 크게 형성할 수 있다. 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 이동 방향과 직교하는 방향으로 배기 가스를 분산시키면서 배기가스 유입구(12)로부터 배기 가스 유입 공간(11) 내로 배기 가스를 이동시킬 수 있어 디젤 산화 촉매(2)에 대한 배기 가스의 편류를 저감할 수 있다.
도 1, 도 5, 도 8 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 이동 방향의 촉매 외측 케이스(5)의 배기가스 유입구(12)의 개구 치수와 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 입구측의 개구 직경 치수를 거의 동일 치수로 형성하고, 배기 가스 이동 방향과 직교하는 방향의 배기가스 유입구(12)의 개구 치수와 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 개구 직경 치수를 거의 동일 치수로 형성하고, 배기가스 유입구(12)의 개구 가장자리 중 배기 가스 이동 상류측의 배기가스 유입구(12)의 개구 가장자리에 배기 가스 입구관(16)의 배기 가스 출구측의 단부를 연결시키도록 구성하고 있다. 따라서, 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 이동 방향과 직교하는 방향으로 배기 가스를 분산되게 하고 배기가스 유입구(12)로부터 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 입구측으로 배기 가스를 균등하게 이동시킬 수 있다. 디젤 산화 촉매(2)에 대한 배기 가스의 편류를 저감할 수 있어 디젤 산화 촉매(2)의 배기 가스 정화 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3, 및 도 5 내지 도 7을 참조하여 소음기(30)의 부착 구조를 설명한다. 도 1 내지 도 3, 도 5에 도시된 바와 같이, 디젤 엔진(70)이 배출한 배기 가스음을 감쇠시키는 소음기(30)는 내열 금속 재료제의 거의 통형의 소음 내측 케이스(31)와, 내열 금속 재료제의 거의 통형의 소음 외측 케이스(32)와, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)의 우측 단부에 용접으로 고착한 원판 형상의 우측 뚜껑체(33)를 갖는다. 소음 외측 케이스(32)에 소음 내측 케이스(31)를 내설시킨다. 또한, 원통형의 촉매 내측 케이스(4)의 직경 치수와 원통형의 필터 내측 케이스(20)의 직경 치수와 원통형의 소음 내측 케이스(31)가 거의 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 거의 동일 치수이다.
도 4 내지 도 7에 도시된 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 뚜껑체(35)에 의해 폐쇄되어 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 통해 배기 가스 출구관(34)에 연통되어 있다. 후술하는 배기 가스 파이프로서의 테일 파이프(135)나 기설(旣說)의 소음 부재(도시 생략)가 배기 가스 출구관(34)의 타단측에 접속된다.
도 6, 도 7에 도시된 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 통해 소음 내측 케이스(31)와 소음 외측 케이스(32) 사이에 연통되어 있다. 소음 내측 케이스(31)와 소음 외측 케이스(32) 사이의 공간은 우측 뚜껑체(33)와 박판제 지지체(38)에 의해 폐쇄되어 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 통해 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 통해 배기 가스가 배출된다. 또한, 소음 내측 케이스(31)의 내부에 있어서 다수의 소음 구멍(37)으로부터 소음재(39)에 배기 가스음(주로 고주파 대역의 음)이 흡음 된다. 배기 가스 출구관(34)의 출구측으로부터 배출되는 배기 가스의 소음이 감쇠된다.
도 1 및 도 5에 도시된 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 도시되지 않은 출구측 배기 가스 압력 센서나 출구측 배기 가스 온도 센서(서미스터) 등이 접속된다.
도 1, 도 2, 도 5 내지 도 7에 도시된 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 내설하는 내측 케이스로서의 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)와, 촉매 내측 케이스(4) 또는 필터 내측 케이스(20)를 내설하는 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 배기 소리를 감쇠시키는 배기 소리 감쇠체로서의 소음재(39)를 구비하고, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 소음재(39)를 배치한 것이기 때문에 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 간단히 부가할 수 있다. 예를 들면, 상기 외측 케이스에 테일 파이프(135)(배기 가스 파이프)를 직접 연결시키는 배기 구조나 기설의 소음 부재의 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 간단히 실행할 수 있다. 예를 들면 펀치 구멍과 섬유상 매트 등으로 형성하는 소음 구조[소음재(39)]을 간단히 설치할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 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 구성한 것이기 때문에 소음기(30)의 착탈에 의해 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)의 부위에 있어서의 배기 가스의 소음 기능을 간단히 변경할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 소음재(39)를 갖는 소음기(30)를 구비하고, 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21) 및 소음기(30)를 거의 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 통해 소음재(39)를 착탈 가능하게 연결시키도록 구성한 것이기 때문에 거의 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 부착 치수를 길게 하는 것만으로 소음기(30)를 콤팩트하게 조립할 수 있다. 예를 들면, 디젤 엔진(70)의 배기 가스 배출부의 측면에 접근시켜서 촉매 외측 케이스(5) 또는 필터 외측 케이스(21)를 간단히 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 간단히 실행할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 소음재(39)가 내장된 소음기 케이싱으로서의 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)와, 일단측을 폐쇄하고 또한 타단측을 테일 파이프(135)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 관통시켜서 필터 외측 케이스(21)의 배기 가스 출구측 단부에 필터측 출구 플랜지(40)를 통해 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)를 착탈 가능하게 연결시키도록 구성한 것이기 때문에 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 간단히 변경할 수 있다. 예를 들면, 소음 내측 케이스(31) 및 소음 외측 케이스(32)와는 별도로 소음 부재(도시 생략)을 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(135)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 간단히 구성할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 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 것이기 때문에 디젤 산화 촉매(2) 또는 수트 필터(3)를 내설하는 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 근사시켜서 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 내설시키기 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 이용하여 상기 소음기 케이싱의 소음 내측 케이스(31)나 소음 외측 케이스(32)를 형성할 수 있다. 상기 소음기 케이싱의 제조 가격을 간단히 저감할 수 있다.
도 10 내지 도 14를 참조하여 배기가스 유입구(12)의 변형 구조를 설명한다. 상기 실시형태에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이 배기가스 유입구(12)는 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)에 거의 타원형의 관통 구멍을 형성함으로써 형성하고 있었다. 도 10에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)에 거의 4각형의 관통 구멍을 형성함으로써 배기가스 유입구(12)를 형성할 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)에 거의 타원형의 관통 구멍을 형성함으로써 배기가스 유입구(12)를 형성할 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)에 거의 다각형의 관통 구멍을 형성함으로써 배기가스 유입구(12)를 형성할 수 있다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)에 거의 6각형의 관통 구멍을 형성함으로써 배기가스 유입구(12)를 형성할 수 있다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이 촉매 내측 케이스(4) 및 촉매 외측 케이스(5)에 부정형의 관통 구멍을 형성함으로써 배기가스 유입구(12)를 형성할 수 있다.
도 15 내지 도 18을 참조하여 디젤 엔진(70)에 상기 DPF(1)를 설치한 구조를 설명한다. 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이 디젤 엔진(70)의 실린더 헤드(72)의 좌측면에 배기 매니폴드(71)가 배치되어 있다. 실린더 헤드(72)의 우측면에는 흡기 매니폴드(73)가 배치되어 있다. 실린더 헤드(72)는 엔진 출력 축(74)(크랭크 축)과 피스톤(도시 생략)을 갖는 실린더 블록(75) 상에 적재되어 있다. 실린더 블록(75)의 전면과 후면으로부터 엔진 출력 축(74) 전단과 후단을 돌출되게 하고 있다. 실린더 블록(75) 전방측면에는 냉각 팬(76)이 설치되어 있다. 엔진 출력 축(74) 전단측으로부터 V 벨트(77)를 통해 냉각 팬(76)에 회전력을 전달하도록 구성하고 있다.
도 15, 도 16, 도 18에 도시된 바와 같이, 실린더 블록(75)의 후면에 플라이휠 하우징(78)을 고착하고 있다. 플라이휠 하우징(78) 내에 플라이휠(79)을 설치한다. 엔진 출력 축(74)의 후단측에 플라이휠(79)을 축지지시키고 있다. 후술하는 백호우(100)의 유압 펌프(132)에 플라이휠(79)을 통해 디젤 엔진(70)의 동력을 인출하도록 구성하고 있다.
또한, 실린더 블록(75)의 하면에는 오일 팬(95)이 배치되어 있다. 실린더 블록(75)의 좌우 측면과 플라이휠 하우징(78)의 좌우 측면에는 기관 다리 설치부(96)가 각각 설치되어 있다. 각 기관 다리 설치부(96)에는 방진 고무를 갖는 기관 다리체(97)가 볼트 체결되어 있다. 디젤 엔진(70)은 각 기관 다리체(97)를 통해 후술하는 엔진 룸 형성용 섀시로서의 엔진 지지 섀시(121)에 방진 지지되어 있다(도 23 참조).
도 15, 도 17, 도 18에 도시된 바와 같이, 촉매 외측 케이스(5)의 외측면에는 필터 지지체로서의 지지 다리체(19)의 일단측이 용접 고정되어 있다. 지지 다리체(19)의 타단측은 플라이휠 하우징(78)의 상면에 형성된 설치부(82)에 볼트(80)에 의해 착탈 가능하게 체결되어 있다. 따라서, 상기 DPF(1)는 지지 다리체(19)를 통해 고강성의 플라이휠 하우징(78)에 지지되게 된다.
도 15∼도 18에 도시된 바와 같이, DPF(1)의 소음기(30)측(배기 가스 이동 하류측, 실시형태에서는 우측)에는 엔진(70)에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너(88)가 배치되어 있다. 에어 클리너(88)의 일측면으로부터 돌출된 흡기 출구관(89)은 중계 흡기관(90) 및 EGR 장치(배기 가스 재순환 장치)(91)를 통해 흡기 매니폴드(73)의 입구측에 연결되어 있다. 에어 클리너(88)의 외주면에는 외기를 에어 클리너(88)에 도입하기 위한 외기 도입관(93)이 연결되어 있다.
따라서, 외기 도입관(93)으로부터 에어 클리너(88)에 흡입된 외기는 에어 클리너(88)에 의해 제진ㆍ정화된 후 흡기 출구관(89), 중계 흡기관(90) 및 EGR 장치(91)를 통해 흡기 매니폴드(73)로 이송되고, 그리고 디젤 엔진(70)의 각 기통에 공급되게 된다. 또한, 에어 클리너(88)는 클리너 지지 다리(92)를 통해 후술하는 캐노피 부착 섀시(122)에 매달려져 있다(도 23 참조).
도 16 등에 도시된 바와 같이, EGR 장치(91)는 디젤 엔진(70)의 재순환 배기 가스[배기 매니폴드(71)로부터의 EGR 가스]와 신기(新氣)[에어 클리너(88)로부터의 외부 공기]를 혼합시켜서 흡기 매니폴드(73)에 공급하는 EGR 본체 케이스(콜렉터)(145)와, 중계 흡기관(90)에 EGR 본체 케이스(145)를 연통시키는 흡기 스로틀 밸브(146)와, 배기 매니폴드(71)에 EGR 쿨러(147)를 통해 접속하는 재순환 배기 가스관(148)과, 재순환 배기 가스관(148)에 EGR 본체 케이스(145)를 연통시키는 EGR 밸브(169)를 갖는다.
상기 구성에 의해 에어 클리너(88)로부터 흡기 스로틀 밸브(146)를 통해 EGR 본체 케이스(145) 내로 외부 공기를 공급하는 한편, 배기 매니폴드(71)로부터 EGR 밸브(169)를 통해 EGR 본체 케이스(145) 내로 EGR 가스[배기 매니폴드(71)로부터 배출되는 배기 가스의 일부]를 공급한다. 에어 클리너(88)로부터의 외부 공기와 배기 매니폴드(71)로부터의 EGR 가스가 EGR 본체 케이스(145) 내에서 혼합된 후 EGR 본체 케이스(145) 내의 혼합 가스가 흡기 매니폴드(73)에 공급된다. 즉, 디젤 엔진(70)으로부터 배기 매니폴드(71)에 배출된 배기 가스의 일부가 흡기 매니폴드(73)로부터 디젤 엔진(70)에 환류됨으로써 고부하 운전시의 최고 연소 온도가 하강하고, 디젤 엔진(70)으로부터의 NOx(질소 산화물)의 배출량이 저감된다.
도 15∼도 18에 도시된 바와 같이, 실시형태의 DPF(1)는 엔진 출력 축(74)과 직교하는 방향으로 긴 원통 형상으로 형성되어 있어서 플라이휠 하우징(78)보다 상방에 있어서 배기 가스 이동 방향이 엔진 출력 축(74)과 직교하는 방향으로 되도록 디젤 엔진(70)의 상면으로부터 이간되어 배치되어 있다. 또한, 에어 클리너(88)도 DPF(1)와 마찬가지로 원통 형상으로 형성되어 있어서 DPF(1)의 소음기(30)측(우측)에 디젤 엔진(70)의 상면으로부터 이간되어 배치되어 있다. 따라서, 실린더 헤드(72), 배기 매니폴드(72) 및 흡기 매니폴드(73)의 상면은 노출되어 있어서 메인터넌스 작업을 하기 쉬운 상태로 되어 있다. 이 상태에서는 DPF(1)는 실린더 헤드(72)에 있어서의 플라이휠 하우징(78) 근방의 일측면에 서로 대향하고 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, DPF(1)의 상단은 디젤 엔진(70)의 상단보다 H1만큼 낮은 위치로 설정되어 있다. 디젤 엔진(70)을 냉각 팬(76)측으로부터 보면(도 17 참조) DPF(1)의 대부분이 디젤 엔진(70)에 의해 숨겨지게 된다. 또한, 에어 클리너(88)의 상단도 디젤 엔진(70)의 상단보다 H2만큼 낮은 위치로 설정되어 있다.
디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에는 엔진 출력 축(74)의 방향으로 연장된 중계 배기관(85)을 통해 DPF(1)의 배기 가스 입구관(16)이 착탈 가능하게 연결되어 있다. 중계 배기관(85)의 길이방향 중도부에는 디젤 엔진(70)의 배기압을 조절하기 위한 배기 스로틀 장치(86)가 설치되어 있다.
배기 스로틀 장치(86)는 수트 필터(3)를 재생시키기 위한 것이다. 즉, 수트(매연)가 수트 필터(3)에 퇴적됐을 때에 배기 스로틀 장치(86)의 제어에 의해 디젤 엔진(70)의 배기압을 높게 함으로써 디젤 엔진(70)으로부터의 배기 가스의 온도를 고온으로 해서 수트 필터(3)에 퇴적된 수트(매연)가 연소된다. 그 결과, 수트(매연)가 소실되어 수트 필터(3)가 재생하게 된다.
따라서, 부하가 작아 배기 가스의 온도가 낮아지기 쉬운 작업(수트가 퇴적되기 쉬운 작업)을 계속 행해도 배기 스로틀 장치(86)에 의한 배기압의 강제 상승에 의해 수트 필터(3)를 재생할 수 있고 DPF(1)의 배기 가스 정화 능력을 적정하게 유지할 수 있다. 또한, 수트 필터(3)에 퇴적된 수트를 태우기 위한 버너 등도 불필요하다.
디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)로부터 중계 배기관(85) 및 배기 가스 입구관(16)을 통해 DPF(1) 내로 이동한 배기 가스는 DPF(1)에 의해 정화된 후 배기 가스 출구관(34)으로부터 후술하는 테일 파이프(135)로 이동하여 최종적으로 기기 밖으로 배출되게 된다.
도 19∼도 24를 참조하여 작업 차량으로서의 백호우(100)에 상기 디젤 엔진(70)을 탑재한 구조를 설명한다. 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 백호우(100)는 좌우 한쌍의 주행 크롤러(103)를 갖는 무한궤도식의 주행 장치(102)와 주행 장치(102) 상에 설치된 선회 기체(104)를 구비하고 있다. 선회 기체(104)는 선회용 유압 모터(도시 생략)의 구동에 의해 360°의 전방위에 걸쳐 수평 선회 가능하게 구성되어 있다. 주행 장치(102)의 후부에는 대지 작업용 토공판(105)이 승강 운동 가능하게 장착되어 있다.
선회 기체(104)의 우측부에는 조종부(106)와 디젤 엔진(70)이 탑재되어 있다. 디젤 엔진(70)은 보닛(107)에 의해 상방으로부터 덮여 있고 보닛(107) 상에 조종부(106)가 설치되어 있다. 보닛(107) 중 조종부의 후방에는 캐노피(140)가 입설(立設)되어 있다. 선회 기체(104)의 좌측부에는 굴착 작업을 위한 붐(111) 및 버킷(113)을 갖는 작업부(110)가 설치되어 있다. 선회 기체(104) 중 작업부(110)와 반대측의 측부(실시형태에서는 우측부)에는 작업 차량의 중량 밸런스로서 작업부(110)와의 중량 밸런스를 취하기 위한 카운터 웨이트(109)가 설치되어 있다.
조종부(106)에는 오퍼레이터가 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 굴착용 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 21에 도시된 바와 같이, 선회 기체(104)는 평면으로 바라본 반원 형상(부채형)으로 형성되어 있어서 선회 기체(104)의 중앙부 부근에는 주행 장치(2)에 설치된 선회용 베어링(도시 생략)을 끼우는 개구부(115)가 형성되어 있다. 상기 개구부(115)가 선회 기체(104)의 선회 중심이 되고 있다. 선회 기체(104)의 좌측부로부터 외향으로 돌출된 브래킷 설치부(116)에는 붐(111)의 기단부를 구성하는 붐 브래킷(117)이 수평 스윙 가능하게 설치되어 있다. 선회 기체(104)에 있어서의 상면의 피벗 브래킷(118)에 선회용 유압 실린더(119)에 있어서의 실린더부가 수평 회동 가능하게 연결되어 있는 한편, 선회용 유압 실린더(119)의 피스톤 로드는 붐 브래킷(117)에 수평 회동 가능하게 연결되어 있다. 선회용 유압 실린더(119)의 신축 구동에 의해 붐(111)이 수평 방향으로 스윙하게 된다.
이하에는 선회 기체(104)와 보닛(107) 사이의 공간에 수용된 각 장치ㆍ부재의 상세에 대해서 설명한다. 도 22∼도 24에 도시된 바와 같이, 선회 기체(104) 중 개구부(115)보다 우측에는 평면으로 바라본 직사각형 프레임 형상의 엔진 지지 섀시(121)(엔진 룸 형성용 섀시)가 고정되어 있다. 엔진 지지 섀시(121)의 우측 프레임[카운터 웨이트(109)측의 프레임]에는 문 형상의 엔진 룸 형성용 섀시로서의 캐노피 부착 섀시(122)가 입설되어 있다. 엔진 지지 섀시(121)에 각 기관 다리체(97)를 통해 디젤 엔진(70)이 방진 상태에서 상방으로부터 부착되어 있다. 캐노피 부착 섀시(122)(엔진 룸 형성용 섀시)에는 보닛(107)를 통해 캐노피(140)의 지주부가 볼트 체결되어 있다.
실시형태의 디젤 엔진(70)은 냉각 팬(76)이 선회 기체(104)의 전방부측에 플라이휠 하우징(78)[나아가서는 DPF(1)]이 선회 기체(104)의 후방부측에 위치하도록 선회 기체(104)에 대하여 횡치식(橫置式)으로 배치되어 있다. 즉, 엔진 출력 축(74)의 방향이 작업부(110)와 카운터 웨이트(109)가 늘어서는 좌우 방향과 직교하는 전후 방향을 따르도록 디젤 엔진(70)이 배치되어 있다.
캐노피 부착 섀시(122)의 상측 프레임과 엔진 지지 섀시(121)의 좌측 프레임은 디젤 엔진(70)의 상방 및 좌방을 둘러싸는 역 L자형의 보강 부재(123)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 디젤 엔진(70)은 엔진 룸 형성용 섀시로서의 엔진 지지 섀시(121), 캐노피 부착 섀시(122) 및 보강 부재(123)에 의해 주위가 둘러싸여 있다. 그리고, 더욱 그 외주측이 보닛(107)에 의해 덮여지게 된다.
냉각 팬(76)의 전방에는 엔진 냉각용 라디에이터(124)와 오일 쿨러(125)가 냉각 팬(76)에 서로 대향하도록 배치되어 있다. 라디에이터(124)는 엔진 지지 섀시(121)에 고정된 라디에이터 지지대(126)에 부착되어 있다. 라디에이터(124)의 전방에는 가동식의 루버(louver)(127)가 배치되어 있다. 냉각 팬(76)의 회전 구동에 의해 라디에이터(124) 및 오일 쿨러(125)에 냉각풍을 내뿜음으로써 라디에이터(124) 및 오일 쿨러(125)가 공냉되게 된다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 라디에이터(124)는 라디에이터 지지대(126)에 부착되어 있어서 선회 기체(104)의 상면에 대하여 상하로 간격을 두고 배치되어 있고, 선회 기체(104)와 라디에이터(124) 사이에는 스페이스가 비어 있다. 상기 스페이스, 즉 라디에이터(124)의 하방이고 또한 라디에이터 드레인(128)의 측방에는 전력 공급용 배터리(129)가 수용되어 있다. 라디에이터(124) 및 루버(127)의 전방에는 연료 탱크(130)가 배치되어 있다. 냉각 팬(76)의 상방[실시형태에서는 오일 쿨러(125)의 상면]에는 백호우(100)의 작동 제어를 담당하는 컨트롤러(131)가 배치되어 있다.
상세한 것은 도시하지 않지만, 보닛(107)의 전방부측[예를 들면 라디에이터(124) 및 오일 쿨러(125)를 덮는 부분]을 보닛(107)의 다른 부위와 별체로 구성하여 상기 전방부측을 개폐문으로 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성으로 하면, 상기 개폐문을 개방함으로써 라디에이터(124), 오일 쿨러(125), 배터리(129) 및 컨트롤러(131)를 노출할 수 있기 때문에 청소나 교체 등의 메인터넌스 작업을 간단히 행할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 선회 기체(104)의 후방부측에 디젤 엔진(70)의 플라이휠 하우징(78)이 위치하고 있고, 플라이휠 하우징(78) 상에 DPF(1)가 배치되어 있다. 그리고, DPF(1)의 소음기(30)측(우측)이고 또한 디젤 엔진(70)보다 H2만큼 낮은 높이 위치에 에어 클리너(88)가 배치되어 있다. 에어 클리너(88)는 클리너 지지 다리(92)를 통해 캐노피 부착 섀시(122)의 상측 프레임에 매달려 있다. 이 경우, 에어 클리너(88)는 보닛(107) 중 카운터 웨이트(109) 근방의 상부 내면(우상부 내면)과 DPF(1) 사이의 데드 스페이스에 위치하게 된다.
도 24에 도시된 바와 같이, DPF(1)의 소음기(30)로부터 돌출되는 배기 가스 출구관(34)에는 하향으로 연장된 배기 가스 파이프로서의 테일 파이프(135)가 접속되어 있다. 그리고, 테일 파이프(135)의 배기구부(136)는 선회 기체(104)의 우측부에 있는 카운터 웨이트(109)에 형성된 관통 구멍(137)으로 향하거나 관통시키고 있다.
또한, 보닛(107)의 내면 중 DPF(1)의 상방 개소에는 조종 좌석(108)을 전후 슬라이딩 가능하게 지지하는 시트 마운트(138)(도 22의 일점쇄선 참조)가 설치되어 있다. 실시형태에서는 DPF(1)의 센서 접속 플러그(50)를 폐쇄하는 볼트 및 플랜지체(25, 26)와 시트 마운트(138)가 간섭하지 않도록 상호의 위치 관계가 설정되어 있다.
플라이휠 하우징(78)의 근방에는 플라이휠(79)을 통한 디젤 엔진(70)의 동력에 의해 구동되는 유압 펌프(132)가 배치되어 있다. 유압 펌프(132)의 전방에는 리저버 탱크(reservoir tank)(133)가 설치되어 있다. 리저버 탱크(133)의 좌방에는 컨트롤 밸브(134)가 설치되어 있다. 리저버 탱크(133), 유압 펌프(132), 컨트롤 밸브(134), 선회용 유압 모터, 선회용 유압 실린더(119) 및 작업부(110)의 각 실린더(112, 114) 등의 사이는 유압 호스에 의해 접속되어 있고, 유압 펌프(132)의 구동에 의해 리저버 탱크(133)로부터 작동유가 각각 공급되게 된다.
이상의 구성으로부터 명확해지는 바와 같이, 실시형태의 백호우(100)는 보닛(107) 내에 디젤 엔진(70)에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너(88)와, 디젤 엔진(70)으로부터의 배기 가스를 정화하는 DPF(1)를 갖고 있고, 디젤 엔진(70)의 일측부에 설치된 플라이휠 하우징(78) 상에 DPF(1)가 배치되어 있기 때문에 디젤 엔진(70)의 구성부품의 하나로서 디젤 엔진(70)에 DPF(1)를 고강성으로 배치할 수 있다.
즉, 디젤 엔진(70)의 고강성 부품인 플라이휠 하우징(78)의 이용에 의해 DPF(1)를 고강성으로 지지하여 진동 등에 의한 DPF(1)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 디젤 엔진(70)의 제조 장소에서 디젤 엔진(70)에 DPF(1)를 조립하여 출하하는 것이 가능하게 되고, 디젤 엔진(70)과 DPF(1)를 통합해서 콤팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 디젤 엔진(70)에 DPF(1)를 조립하여 출하 가능하기 때문에 만일 백호우(100) 이외의 차량에 디젤 엔진(70)을 탑재할 경우이어도 차량마다 출하 신청하는 수고 등을 생략할 수 있어 제조 가격을 억제할 수 있다. 또한, 배기 매니폴드(71)에 DPF(1)를 지근 거리로 연통시킬 수 있으므로 DPF(1)를 적정 온도로 유지하기 쉽고 높은 배기 가스 정화 성능을 유지할 수 있다. 또한, DPF(1)의 소형화에도 기여할 수 있다.
또한, DPF(1)의 측방이고 또한 디젤 엔진(70)의 상단보다 낮은 높이 위치에 에어 클리너(88)가 배치되어 있기 때문에 디젤 엔진(70)의 주변 공간을 유효 이용해서 보닛(107)의 내면과 디젤 엔진(70) 사이에 DPF(1)와 에어 클리너(88)를 콤팩트하게 배치할 수 있다. 또한, 에어 클리너(88)보다 중량물인 DPF(1)를 에어 클리너(88)보다 낮은 위치에 배치하기 때문에 디젤 엔진(70)의 중심을 낮게 할 수 있어 방진성의 향상을 도모할 수 있다. 그리고, 에어 클리너(88)에 근접한 DPF(1)의 배기열에 의해 에어 클리너(88)를 용이하게 가온할 수 있다는 이점도 있다.
실시형태에서는 플라이휠 하우징(78)의 상부에 필터 지지체[지지 다리체(19)]가 설치되어 있고, DPF(1)는 디젤 엔진(70)의 배기 매니폴드(71)에 연결됨과 아울러 필터 지지체[지지 다리체(19)]를 통해 플라이휠 하우징(78)에 연결되어 있기 때문에 배기 매니폴드(71)와 필터 지지체[지지 다리체(19)]라는 강체를 사용한 지지로 의해 DPF(1)를 플라이휠 하우징(78) 상에 고강성으로 연결 가능하게 된다. 따라서, 진동 등에 의한 DPF(1)의 손상 방지에 효과가 높다.
또한, 도 15∼도 18 및 도 22∼도 24에 도시된 바와 같이, DPF(1) 및 에어 클리너(88)는 디젤 엔진(70)의 상면으로부터 이간되어 배치되어 있기 때문에 실린더 헤드(72), 배기 매니폴드(71) 및 흡기 매니폴드(73)의 상면측을 노출할 수 있고, 디젤 엔진(70) 관련의 메인터넌스 작업이 용이해진다. 또한, 에어 클리너(88)는 보닛(107) 중 카운터 웨이트(109) 근방의 상부 내면과 DPF(1) 사이에 위치하고 있기 때문에 보닛(107)를 대형으로 하지 않고 보닛(107) 중 카운터 웨이트(109) 근방의 상부 내면이라는 코너부의 데드 스페이스를 유효 이용하여 DPF(1)와 에어 클리너(88)를 근접시켜서 조립할 수 있다.
도 15∼도 18 및 도 22∼도 24에 도시된 바와 같이, DPF(1)는 디젤 엔진(70)의 상부에 위치하는 실린더 헤드(72)의 일측면에 서로 대향해서 배치되어 있기 때문에 DPF(1)는 디젤 엔진(70)의 냉각 팬(76)의 풍하에 있어서 실린더 헤드(72)에 의해 숨겨지게 된다. 따라서, 냉각 팬(76)으로부터의 바람이 DPF(1)에 직접 맞는 것을 억제하여 냉각 팬(76)으로부터의 바람에 의한 DPF(1) 나아가서는 DPF(1) 내부의 배기 가스 온도의 저하를 억제할 수 있고, 배기 가스 온도의 유지를 도모할 수 있게 된다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 보닛(107) 내에는 냉각 팬(76)과 서로 대향해서 엔진 냉각용 라디에이터(124)가 배치되어 있고, 라디에이터(124)의 하방이고 또한 라디에이터 드레인(128)의 측방에는 전력 공급용 배터리(129)가 배치되어 있기 때문에 선회 기체(104)와 라디에이터(124) 사이의 스페이스를 배터리(129)의 배치 공간으로서 유효 이용할 수 있어 보닛(107)의 내부 스페이스의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 냉각 팬(76)의 상방[실시형태에서는 오일 쿨러(125)의 상면]에는 백호우(100)의 작동 제어를 담당하는 컨트롤러(131)가 배치되어 있기 때문에 DPF(1)의 배기열의 영향이 열적으로 약한 컨트롤러(131)에 미치는 것을 억제할 수 있어 컨트롤러(131)에 의한 제어의 안정화나 컨트롤러(131)의 장수명화에 기여한다.
도 15∼도 18 및 도 22∼도 24에 도시된 바와 같이, DPF(1) 및 에어 클리너(88)의 상단은 디젤 엔진(70)의 상단보다 낮은 위치로 설정되어 있기 때문에 디젤 엔진(70)의 전체 높이에 대하여 DPF(1) 및 에어 클리너(88)의 영향이 없게 한다. 따라서, DPF(1) 및 에어 클리너(88)를 내장한 디젤 엔진(70)이어도 전체 높이를 극히 낮게 제한한 구성으로 할 수 있다. 물론, 냉각 팬(76)으로부터의 바람이 DPF(1)에 직접 맞는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있는 이점도 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, 선회 기체(104) 중 작업부(110)와 반대측의 측부(실시형태에서는 우측부)에는 작업부(110)와의 중량 밸런스를 취하기 위한 카운터 웨이트(109)가 설치되어 있고, DPF(1)의 소음기(30)로부터 돌출되는 배기 가스 출구관(34)은 카운터 웨이트(109) 근방에 위치하고 있고, 카운터 웨이트(109)에 형성된 관통 구멍(137)에 배기 가스 출구관(34)에 접속되어 하방으로 연장된 테일 파이프(135)의 배기구부(136)를 향하게 하거나 관통시켰으므로 DPF(1)의 배기 가스 출구관(34)을 카운터 웨이트(109)의 관통 구멍(137)에 지근 거리로 연통시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 테일 파이프(135)의 길이를 짧게 할 수 있어 부착 작업이 용이하게 되는 이점이 있다.
또한, 본원 발명은 전술의 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 여러가지 형태로 구체화될 수 있다. 예를 들면 본원 발명은 전술과 같은 백호우(100)에 한정되지 않고, 콤바인, 트랙터 등의 농작업기나 크레인 차 등의 특수 작업용 차량과 같은 각종 작업 차량에 대하여 널리 적용할 수 있다. 또한, 본원 발명에 있어서의 각 부의 구성은 도시된 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본원 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경이 가능하다.
1 : DPF(디젤 파티큘레이트 필터, 배기 가스 정화 장치)
16 : 배기 가스 입구관(DPF의 배기 가스 입구)
19 : 지지 다리체(필터 지지체)
34 : 배기 가스 출구관(DPF의 배기 가스 출구)
70 : 디젤 엔진 71 : 배기 매니폴드
76 : 냉각 팬 78 : 플라이휠 하우징
88 : 에어 클리너 109 : 카운터 웨이트
121 : 엔진 지지 섀시(엔진 룸 형성용 섀시)
122 : 캐노피 부착 섀시(엔진 룸 형성용 섀시)
124 : 라디에이터 128 : 라디에이터 드레인
129 : 배터리 131 : 컨트롤러
135 : 테일 파이프(배기 가스 파이프) 137 : 관통 구멍

Claims (8)

  1. 기체에 탑재되고 또한 보닛에 의해 덮여진 엔진과, 상기 엔진에 도입되는 공기를 정화하는 에어 클리너와, 상기 엔진의 배기 매니폴드로부터의 배기 가스를 정화하는 배기 가스 정화 장치를 구비하고, 상기 엔진의 일측부에 냉각 팬을 배치하고, 상기 냉각 팬 설치측과 반대인 상기 엔진의 타측부에 플라이휠 하우징을 설치하고 있는 작업 차량 탑재용 엔진 장치로서:
    상기 플라이휠 하우징의 상부에 지지체를 설치하고, 상기 플라이휠 하우징 상에 상기 지지체를 통해 상기 배기 가스 정화 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진의 실린더 헤드에 근접시켜서 상기 배기 가스 정화 장치를 배치한 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진의 상면보다 낮은 위치이고 상기 엔진의 일측방에 상기 에어 클리너를 배치하고, 상기 엔진의 타측방에 상기 배기 가스 정화 장치를 배치한 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    종축 주위에서 회전 가능한 선회 기체에 상기 엔진과 작업 차량의 중량 밸런스를 취하기 위한 카운터 웨이트를 배치하고, 상기 배기 가스 정화 장치에 배기 가스 파이프를 연통시킨 구조로서, 상기 카운터 웨이트에 형성한 관통 구멍에 상기 배기 가스 파이프의 배기 출구측을 향하게 한 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    종축 주위에서 회전 가능한 선회 기체에 상기 엔진과 작업 차량의 중량 밸런스로서의 카운터 웨이트를 배치하고, 상기 배기 가스 정화 장치에 배기 가스 파이프를 연통시킨 구조로서, 상기 카운터 웨이트에 형성한 관통 구멍에 상기 배기 가스 파이프의 배기구측을 관통시킨 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보닛 내에 엔진 룸 형성용 섀시를 설치하고, 상기 엔진 룸 형성용 섀시에 의해 상기 엔진의 외주측을 둘러싸는 작업 차량 구조로서, 상기 에어 클리너 및 상기 배기 가스 정화 장치는 상기 섀시에 의해 둘러싸여진 엔진 룸 스페이스 내이고 상기 엔진의 상면으로부터 이간된 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보닛 내의 상기 냉각 팬에 대향하여 배치한 엔진 냉각용 라디에이터의 하방이고 또한 라디에이터 드레인의 측방에 전력 공급용 배터리를 배치한 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보닛 내이고 상기 냉각 팬의 상방에 선회 작업 차량의 작동 제어를 담당하는 컨트롤러를 설치한 것을 특징으로 하는 작업 차량 탑재용 엔진 장치.
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