KR20200019781A - 엔진 장치 - Google Patents

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KR20200019781A
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exhaust gas
pipe
case
tube
urea
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KR1020207004457A
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English (en)
Inventor
요시유키 산도우
Original Assignee
얀마 가부시키가이샤
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Priority claimed from JP2013069571A external-priority patent/JP2014190330A/ja
Priority claimed from JP2013069568A external-priority patent/JP6091288B2/ja
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Abstract

본 발명의 엔진 장치는 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스(29)를 구비하고, 플랜지체(40)를 통해서 요소 혼합관(39)의 출구에 배기가스 정화 케이스(29)의 배기가스 입구관(36)을 접속한다. 이중관 구조의 배기가스 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 접속시킨다. 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부에 끼워맞춤 소경부(89a, 90)를 형성하고, 배기가스 입구관(36)의 내관(87)의 내부에 끼워맞춤 소경부(89a, 90)를 내삽시키도록 구성한다.

Description

엔진 장치{ENGINE DEVICE}
본원발명은 농업 기계(트랙터, 콤바인) 또는 건설 기계(불도저, 유압식 굴착기, 로더) 등에 탑재하는 디젤 엔진 등의 엔진 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기가스 중에 포함된 입자상 물질(매연, 파티큘레이트), 또는 배기가스 중에 포함된 질소산화물질(NOx) 등을 제거하는 배기가스 정화 장치가 탑재된 엔진 장치에 관한 것이다.
트랙터 또는 휠로더 등의 작업 차량에 있어서는 주행기체의 앞부분에 배치된 엔진의 메인터넌스 작업의 능률화를 위해서, 엔진을 덮기 위한 보닛의 뒷부분에 개폐 지점축을 배치하고, 그 개폐 지점축 주위에 보닛을 회전시키고 있었다. 또한, 종래부터 디젤 엔진의 배기 경로 중에 배기가스 정화 장치(배기가스 후처리 장치)로서 디젤 파티큘레이트 필터를 내설한 케이스(이하, DPF 케이스라고 함)와, 요소선택 환원형 촉매를 내설한 케이스(이하, SCR 케이스라고 함)를 설치하고, DPF 케이스와 SCR 케이스에 배기가스를 도입하여 디젤 엔진으로부터 배출된 배기가스를 정화 처리하는 기술이 알려져있다(예를 들면 특허문헌 1∼3 참조).
일본 특허공개 2006-322343호 공보 일본 특허공개 2009-114910호 공보 일본 특허공개 2012-127311호 공보
특허문헌 1∼3과 같이, 플랜지체를 통해서 요소 혼합관의 출구에 SCR 케이스 입구를 접속했을 경우, 플랜지체는 배기가스와의 접촉 면적이 작으므로 플랜지체의 내공면 온도를 고온으로 유지할 수 없다. 즉, 플랜지체의 내공면에 배기가스가 접촉했을 경우, 그 배기가스 온도가 저하하여 플랜지체의 내공면에 요소 성분의 결정 괴가 형성되어 배기가스의 이동 저항이 커지기 쉬운 등의 문제가 있다.
그래서, 본원발명은 이들의 현재 상태를 검토해서 개선을 실시한 엔진 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1의 발명은 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스를 구비하고, 플랜지체를 통해서 상기 요소 혼합관의 출구에 상기 배기가스 정화 케이스의 배기가스 입구관을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 요소 혼합관의 내관의 단부에 끼워맞춤 소경부를 형성하고, 상기 배기가스 입구관의 내관의 내부에 끼워맞춤 소경부를 내삽시키도록 구성한 것이다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 배기가스 입구관의 외관과 상기 요소 혼합관의 외관을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, 상기 배기가스 입구관의 내관과 상기 요소 혼합관의 내관을 동일 지름의 파이프로 형성한 것이다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 요소 혼합관의 외관의 파이프 두께에 비해서 상기 요소 혼합관의 내관의 파이프 두께를 얇게 형성한 것이다.
청구항 4의 발명은, 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스를 구비하고, 플랜지체를 통해서 상기 요소 혼합관의 출구에 상기 배기가스 정화 케이스의 배기가스 입구관을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 접속시키는 구조이고, 상기 요소 혼합관의 내관의 배기가스 출구측 단부에 상기 배기가스 입구관의 내관의 배기가스 입구측 단부를 피감(被嵌)시킴과 아울러, 상기 요소 혼합관의 외관에 그 내관의 배기가스 출구측 단부를 지지시키도록 구성한 것이다.
청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 요소 혼합관의 배기가스 출구측 단부에 있어서 상기 요소 혼합관의 외관의 내주면에 내관의 외주면을 연결시키는 지지체를 설치한 것이다.
청구항 6의 발명은, 청구항 4에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 요소 혼합관의 내관의 외경 치수에 비해서 상기 배기가스 입구관의 내관의 내경 치수를 크게 형성함과 아울러, 플랜지체로서의 입구측 플랜지체에 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관을 고착하고, 플랜지체로서의 출구측 플랜지체에 상기 요소 혼합관의 외관을 고착하고, 상기 입구측 플랜지체와 출구측 플랜지체를 체결하도록 구성한 것이다.
청구항 7의 발명은, 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과, 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스를 구비하고, 플랜지체를 통해서 요소 혼합관의 출구에 배기가스 정화 케이스의 배기가스 입구관을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 배기가스 입구관의 내관의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성함과 아울러, 상기 요소 혼합관의 내관의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성한 것이다.
청구항 8의 발명은, 청구항 7에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성함과 아울러, 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성한 것이다.
청구항 9의 발명은, 청구항 7에 기재된 엔진 장치에 있어서, 상기 배기가스 입구관의 외관의 배기가스 입구측 단부 또는 상기 요소 혼합관의 외관의 배기가스 출구측 단부를 내측을 향해서 구부려서 내관의 외주면에 접촉시킨 것이다.
청구항 1의 발명에 의하면, 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스를 구비하고, 플랜지체를 통해서 상기 요소 혼합관의 출구에 상기 배기가스 정화 케이스의 배기가스 입구관을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 요소 혼합관의 내관의 단부에 끼워맞춤 소경부를 형성하고, 상기 배기가스 입구관의 내관의 내부에 상기 끼워맞춤 소경부를 내삽시키도록 구성한 것이기 때문에, 플랜지체의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 상기 끼워맞춤 소경부에 의해 저지할 수 있어서, 플랜지체의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 상기 요소 혼합관 내지 상기 배기가스 입구관에 배기가스를 스무드하게 이동시킬 수 있다.
청구항 2의 발명에 의하면, 상기 배기가스 입구관의 외관과 상기 요소 혼합관의 외관을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, 상기 배기가스 입구관의 내관과 상기 요소 혼합관의 내관을 동일 지름의 파이프로 형성한 것이기 때문에, 상기 요소 혼합관으로부터 상기 배기가스 입구관으로 이동하는 배기가스의 유동 저항의 변화를 억제할 수 있어서 배기가스를 스무드하게 이동시킬 수 있다.
청구항 3의 발명에 의하면, 상기 요소 혼합관의 외관의 파이프 두께에 비해서 상기 요소 혼합관의 내관의 파이프 두께를 얇게 형성한 것이기 때문에, 상기 요소 혼합관의 내관의 단부에 끼워맞춤 소경부를 형성하는 드로잉 가공을 간단하게 실행할 수 있다. 상기 요소 혼합관의 제조 비용을 저감할 수 있다.
청구항 4의 발명에 의하면, 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과, 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스를 구비하고, 플랜지체를 통해서 상기 요소 혼합관의 출구에 상기 배기가스 정화 케이스의 배기가스 입구관을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 접속시키는 구조이고, 상기 요소 혼합관의 내관의 배기가스 출구측 단부에 상기 배기가스 입구관의 내관의 배기가스 입구측 단부를 피감시킴과 아울러, 상기 요소 혼합관의 외관에 그 내관의 배기가스 출구측 단부를 지지시키도록 구성한 것이기 때문에, 상기 요소 혼합관의 내관의 배기가스 출구측 단부에 의해 상기 플랜지체의 내공면을 차폐할 수 있어서, 상기 플랜지체의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 저지할 수 있고, 상기 플랜지체의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있는 것이면서, 단열성 이 우수한 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관과 상기 요소 혼합관의 접속 구조를 간략화할 수 있다.
청구항 5의 발명에 의하면, 상기 요소 혼합관의 배기가스 출구측 단부에 있어서, 상기 요소 혼합관의 외관의 내주면에 내관의 외주면을 연결시키는 지지체를 설치한 것이기 때문에, 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 부착 간격을 상기 지지체로 적정하게 유지할 수 있음과 아울러, 예를 들면 링형상 피스 또는 글라스울 충전재 등으로 지지체를 형성하여, 상기 요소 혼합관의 배기가스 출구측 단부 형상을 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 상기 요소 혼합관을 저비용으로 구성할 수 있는 것이면서, 상기 요소 혼합관의 강성을 상기 지지체에 의해 향상시킬 수 있다.
청구항 6의 발명에 의하면, 상기 요소 혼합관의 내관의 외경 치수에 비해서 상기 배기가스 입구관의 내관의 내경 치수를 크게 형성함과 아울러, 플랜지체로서의 입구측 플랜지체에 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관을 고착하고, 플랜지체로서의 출구측 플랜지체에 상기 요소 혼합관의 외관을 고착하고, 상기 입구측 플랜지체와 출구측 플랜지체를 체결하도록 구성한 것이기 때문에, 상기 배기가스 입구관의 외관 및 내관과 상기 요소 혼합관의 외관 및 내관을 상기 입구측 플랜지체와 출구측 플랜지체에 의해 용이하게 합체할 수 있어서, 상기 배기가스 입구관과 상기 요소 혼합관의 연결 작업성을 향상시킬 수 있음과 아울러, 상기 배기가스 입구관과 상기 요소 혼합관의 연결부의 강도를 용이하게 확보할 수 있다.
청구항 7의 발명에 의하면, 엔진의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관과, 상기 엔진의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스를 구비하고, 플랜지체를 통해서 요소 혼합관의 출구에 배기가스 정화 케이스의 배기가스 입구관을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 상기 배기가스 입구관의 내관의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성함과 아울러, 상기 요소 혼합관의 내관의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성한 것이기 때문에, 상기 요소 혼합관의 내관의 외주측에 상기 플랜지체를 배치할 수 있고, 상기 플랜지체의 내공면을 각 협지 편부로 차폐함으로써, 상기 플랜지체의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 각 협지 편부로 저지할 수 있고, 상기 플랜지체의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
청구항 8의 발명에 의하면, 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성함과 아울러, 상기 요소 혼합관의 외관과 내관의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부를 형성한 것이기 때문에, 상기 배기가스 입구관의 외관과 내관 및 상기 요소 혼합관의 외관과 내관을 각 협지 편부를 통해서 상기 플랜지체에 협지 고정할 수 있고, 이중관 구조에 의해 단열성(보온성)이 향상된 상기 배기가스 입구관과 상기 요소 혼합관을, 예를 들면 용접 가공 시간 등을 삭감한 접속 구조에 의해 용이하게 연결할 수 있다.
청구항 9의 발명에 의하면, 상기 배기가스 입구관의 외관의 배기가스 입구측 단부 또는 상기 요소 혼합관의 외관의 배기가스 출구측 단부를 내측을 향해서 구부려서 내관의 외주면에 접촉시킨 것이기 때문에, 상기 외관 단부에 의해 상기 내관을 위치 결정 연결할 수 있고, 상기 외관과 상기 내관의 간격을 소정 치수로 간단하게 유지할 수 있어서, 상기 배기가스 입구관과 상기 요소 혼합관의 연결 작업성을 향상시킬 수 있는 것이면서, 상기 배기가스 입구관과 상기 요소 혼합관의 연결부의 강도를 용이하게 향상시킬 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태를 나타내는 디젤 엔진의 좌측면도이다.
도 2는 동 우측면도이다.
도 3은 동 정면도이다.
도 4는 디젤 엔진을 탑재한 트랙터의 좌측면도이다.
도 5는 동 평면도이다.
도 6은 배기가스 정화 장치의 좌측면도이다.
도 7은 동 우측면도이다.
도 8은 동 평면도이다.
도 9는 도 8의 확대 설명도이다.
도 10은 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 11은 배기가스 정화 케이스의 설명도이다.
도 12는 배기가스 정화 케이스의 변형예를 나타내는 설명도이다.
도 13은 제 2 실시형태를 나타내는 트랙터의 엔진부의 사시도이다.
도 14는 제 3 실시형태를 나타내는 트랙터의 엔진부의 사시도이다.
도 15는 제 4 실시형태를 나타내는 트랙터의 엔진부의 사시도이다.
도 16은 제 5 실시형태를 나타내는 디젤 엔진의 우측면도이다.
도 17은 동 좌측면도이다.
도 18은 동 평면도이다.
도 19는 동 정면도이다.
도 20은 동 배면도이다.
도 21은 동 전방으로부터 본 좌측 사시도이다.
도 22는 동 후방으로부터 본 우측 사시도이다.
도 23은 동 작업 차량의 좌측면도이다.
도 24는 동 작업 차량의 평면도이다.
도 25는 제 6 실시형태를 나타내는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 26은 제 7 실시형태를 나타내는 디젤 엔진의 좌측면도이다.
도 27은 동 우측면도이다.
도 28은 동 정면도이다.
도 29는 디젤 엔진을 탑재한 트랙터의 좌측면도이다.
도 30은 동 평면도이다.
도 31은 배기가스 정화 장치의 좌측면도이다.
도 32는 동 우측면도이다.
도 33은 동 평면도이다.
도 34는 도 33의 확대 설명도이다.
도 35는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 36은 배기가스 정화 케이스의 설명도이다.
도 37은 제 8 실시형태를 나타내는 트랙터의 엔진부의 사시도이다.
도 38은 제 9 실시형태를 나타내는 트랙터의 엔진부의 사시도이다.
도 39는 제 10 실시형태를 나타내는 트랙터의 엔진부의 사시도이다.
도 40은 제 11 실시형태를 나타내는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 41은 제 12 실시형태를 나타내는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 42는 제 13 실시형태를 나타내는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 43은 제 14 실시형태를 나타내는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 확대도이다.
도 44는 제 15 실시형태를 나타내는 DPF 출구관과 요소 혼합관의 연결부의 설명도이다.
도 45는 도 44의 확대도이다.
도 46은 제 16 실시형태를 나타내는 DPF 출구관과 요소 혼합관의 연결부의 설명도이다.
도 47은 도 46의 확대도이다.
이하에, 본 발명을 구체화한 제 1 실시형태를 도면(도 1∼도 11)에 의거하여 설명한다. 도 1은 디젤 엔진의 배기 매니폴드가 설치된 좌측면도, 도 2는 디젤 엔진의 흡기 매니폴드가 설치된 우측면도, 도 3은 디젤 엔진의 냉각팬이 설치된 정면도이다. 도 1∼도 3을 참조하면서, 디젤 엔진(1)의 전체 구조에 대해서 설명한다.
도 1∼도 3에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 실린더 헤드(2)의 일측면에는 흡기 매니폴드(3)가 배치되어 있다. 실린더 헤드(2)는 엔진 출력축(4)(크랭크축)과 피스톤(도시 생략)이 내장된 실린더 블록(5) 상측에 적재되어 있다. 실린더 헤드(2)의 타측면에 배기 매니폴드(6)가 배치되어 있다. 실린더 블록(5)의 전면과 후면으로부터 엔진 출력축(4)의 전단과 후단을 돌출시키고 있다.
도 1∼도 3에 나타나 있는 바와 같이, 실린더 블록(5)의 후면에 플라이휠 하우징(8)을 고착하고 있다. 플라이휠 하우징(8) 내에 플라이휠(도시 생략)을 설치한다. 엔진 출력축(4)의 후단측에 상기 플라이휠을 축지지시키고 있다. 상기 플라이휠을 통해서 디젤 엔진(1)의 동력을 인출하도록 구성하고 있다. 또한, 실린더 블록(5)의 하면에는 오일팬(11)이 배치되어 있다.
도 1, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 흡기 매니폴드(3)에는 재순환용 배기가스를 흡입하는 배기가스 재순환 장치(EGR)(15)를 배치한다. 도 4에 나타내는 에어클리너(16)가 흡기 매니폴드(3)에 접속된다. 에어클리너(16)에 의해 제진·정화된 외부 공기는 흡기 매니폴드(3)로 보내지고, 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 공급되도록 구성되어 있다.
상기 구성에 의해, 디젤 엔진(1)으로부터 배기 매니폴드(6)로 배출된 배기가스의 일부가 배기가스 재순환 장치(15)를 통해서 흡기 매니폴드(3)로부터 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 환류됨으로써, 디젤 엔진(1)의 연소 온도가 내려가고, 디젤 엔진(1)으로부터의 질소 산화물(NOx)의 배출량이 저감되고, 또한 디젤 엔진(1)의 연료 소비율이 향상된다.
또한, 실린더 블록(5) 내와 도 4에 나타내는 라디에이터(19)에 냉각수를 순환시키는 냉각수 펌프(21)를 구비한다. 디젤 엔진(1)의 냉각팬(24) 설치측에 냉각수 펌프(21)를 배치한다. 엔진 출력축(4)에 V벨트(22) 등을 통해서 냉각수 펌프(21) 및 냉각팬(24)을 연결하여 냉각수 펌프(21) 및 냉각팬(24)을 구동한다. 냉각수 펌프(21)로부터 배기가스 재순환 장치(15)의 EGR 쿨러(18)를 통해서 실린더 블록(5) 내로 냉각수를 보내는 한편, 냉각팬(24) 풍에 의해 디젤 엔진(1)을 냉각하도록 구성하고 있다.
도 1∼도 3에 나타나 있는 바와 같이, 상기 디젤 엔진(1)의 각 기통으로부터 배출된 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치(27)로서, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질을 제거하는 디젤 파티큘레이트 필터(DPF)로서의 제 1 케이스(28)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 요소 선택 촉매 환원(SCR) 시스템으로서의 제 2 케이스(29)를 구비한다. 도 1, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 케이스(28)에는 산화 촉매(30), 매연 필터(31)가 내설된다. 제 2 케이스(29)에는 요소 선택 촉매 환원용 SCR 촉매(32), 산화 촉매(33)가 내설된다.
디젤 엔진(1)의 각 기통으로부터 배기 매니폴드(6)로 배출된 배기가스는 배기가스 정화 장치(27) 등을 경유하여 외부로 방출된다. 배기가스 정화 장치(27)에 의해 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 일산화탄소(CO)나, 탄화수소(HC)나, 입자상 물질(PM)이나, 질소산화물질(NOx)을 저감하도록 구성하고 있다.
제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)는 평면으로 볼 때 디젤 엔진(1)의 출력축(크랭크축)(4)과 평행한 방향으로 길게 연장된 장척 원통 형상으로 구성되어 있다 (도 9 참조). 제 1 케이스(28)의 통형상 양 측(배기가스 이동방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 DPF 입구관(34)과 배기가스를 배출하는 DPF 출구관(35)을 설치하고 있다. 마찬가지로, 제 2 케이스(29)의 양 측(배기가스 이동방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 SCR 입구관(36)과 배기가스를 배출하는 SCR 출구관(37)을 설치하고 있다.
또한, 배기 매니폴드(6)의 배기가스 출구에 디젤 엔진(1)으로 공기를 강제적으로 보내는 과급기(38)를 배치하고 있다. 배기 매니폴드(6)에 과급기(38)를 통해서 DPF 입구관(34)을 연통시켜 디젤 엔진(1)의 배기가스를 제 1 케이스(28) 내로 도입하는 한편, 요소 혼합관(39)을 통해서 DPF 출구관(35)에 SCR 입구관(36)을 접속시켜 제 1 케이스(28)의 배기가스를 제 2 케이스(29) 내로 도입하도록 구성하고 있다. 추가하여, DPF 출구관(35)과 요소 혼합관(39)은 구부림 및 신축 가능한 주름 상자 형상 연결 파이프(41)에 접속되어 있다. 또한, 제 2 케이스(29) 외주면에 파이프 브래킷(40)의 기단측을 고착하고, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)은 파이프 브래킷(40)에 의해 착탈 가능하게 고착되어 있다.
도 1에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 다기통분의 각 인젝터(도시 생략)에 도 4에 나타내는 연료 탱크(45)를 접속하는 연료 펌프(42)와 커먼 레일(43)을 구비한다. 실린더 헤드(2)의 흡기 매니폴드(3) 설치측에 커먼 레일(43)과 연료 필터(44)를 배치하고, 흡기 매니폴드(3) 하방의 실린더 블록(5)에 연료 펌프(42)를 배치하고 있다. 또한, 상기 각 인젝터는 전자개폐 제어형의 연료 분사 밸브(도시 생략)를 갖는다.
연료 탱크(45) 내의 연료가 연료 필터(44)를 통해서 연료 펌프(42)로 흡입되는 한편, 연료 펌프(42)의 토출측에 커먼 레일(43)이 접속되고, 원통 형상의 커먼 레일(43)은 디젤 엔진(1)의 각 인젝터에 각각 접속되어 있다. 또한, 연료 펌프(42)로부터 커먼 레일(43)로 압송되는 연료 중 잉여분은 연료 탱크(45)로 되돌아가고, 고압 연료가 커먼 레일(43) 내에 일시 저장되고, 커먼 레일(43) 내의 고압 연료가 디젤 엔진(1)의 각 기통(실린더) 내부로 공급된다.
상기 구성에 의해, 상기 연료 탱크(45)의 연료가 연료 펌프(42)에 의해 커먼 레일(43)로 압송되어 고압 연료가 커먼 레일(43)에 축적됨과 아울러, 상기 각 인젝터의 연료 분사 밸브가 각각 개폐 제어됨으로써 커먼 레일(43) 내의 고압 연료가 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 분사된다. 즉, 상기 각 인젝터의 연료 분사 밸브를 전자 제어함으로써, 연료의 분사 압력, 분사 시기, 분사 기간(분사량)을 고정밀도로 컨트롤할 수 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)으로부터 배출되는 질소산화물(NOx)을 저감할 수 있다.
다음에, 도 4∼도 9를 참조하여 상기 디젤 엔진(1)을 탑재한 트랙터(51)에 대해서 설명한다. 도 4∼도 9에 나타내는 작업 차량으로서의 트랙터(51)는 도시하지 않은 경운작업기 등을 장착하고, 포장(圃場)을 가는 경전작업 등을 행하도록 구성되어 있다. 도 4는 농작업용 트랙터의 측면도, 도 5는 동 평면도, 도 6은 엔진부의 좌측면도, 도 7은 동 부분의 우측면도, 도 8은 동 부분의 평면도, 도 9은 도 8의 확대 평면도이다. 또한, 이하의 설명에서는 트랙터의 전진 방향을 향해서 좌측을 간단히 좌측이라고 칭하고, 마찬가지로 전진 방향을 향해서 우측을 간단히 우측이라고 칭한다.
도 4 및 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 작업 차량으로서의 농작업용 트랙터(51)는 주행기체(52)를 좌우 한 쌍의 전차륜(53)과 좌우 한 쌍의 후차륜(54)에 의해 지지하고, 주행기체(52)의 앞부분에 상기 디젤 엔진(1)을 탑재하고, 디젤 엔진(1)에 의해 후차륜(54) 및 전차륜(53)을 구동함으로써 전후진 주행하도록 구성되어 있다. 디젤 엔진(1)의 상면측 및 좌우 측면측은 개폐가능한 보닛(56)으로 덮여져 있다.
또한, 상기 주행기체(52)의 상면 중, 보닛(56)의 후방에는 오퍼레이터가 탑승하는 캐빈(57)이 설치되어 있다. 상기 캐빈(57)의 내부에는 오퍼레이터가 착좌하는 조종 좌석(58)과, 조향 수단으로서의 조종 핸들(59) 등의 조종 기기가 설치되어 있다. 또한, 캐빈(57)의 좌우 외측부에는 오퍼레이터가 승강하기 위한 좌우 1쌍의 스텝(60)이 설치되고, 상기 스텝(60)보다 내측이고 또한 캐빈(57)의 저부보다 하측에는 디젤 엔진(1)에 연료를 공급하는 연료 탱크(45)가 설치되어 있다.
또한, 상기 주행기체(52)는 디젤 엔진(1)으로부터의 출력을 변속해서 후차륜(54)(전차륜(53))으로 전달하기 위한 미션 케이스(61)를 구비한다. 미션 케이스(61)의 뒷부분에는 하부 링크(62) 및 상부 링크(63) 및 리프트 암(64) 등을 통해서 도시하지 않은 경운작업기 등이 승강이동 가능하게 연결된다. 또한, 미션 케이스(61)의 후측면에 상기 경운작업기 등을 구동하는 PTO축(65)이 설치되어 있다. 또한, 트랙터(51)의 주행기체(52)는 디젤 엔진(1)과, 미션 케이스(61)와, 그들을 연결하는 클러치 케이스(66) 등으로 구성된다.
또한, 도 4∼도 7에 나타나 있는 바와 같이, 과급기(38)의 배기가스 출구관(80)에 DPF 입구관(34)을 착탈 가능하게 볼트 체결한다. 또한, 제 1 케이스(28)의 외주면 중, DPF 출구관(35)측의 단부의 외주면에 DPF 지지 다리체(81)의 상단측을 용접 고정함과 아울러, 실린더 헤드(2)의 측면 또는 배기 매니폴드(6)의 상면에 DPF 지지 다리체(81)의 하단측을 착탈 가능하게 볼트(82) 체결한다. 즉, 배기가스 출구관(80)과 DPF 지지 다리체(81)를 통해서 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28)를 부착한다. 디젤 엔진(1)의 전후 방향에 원통 형상의 제 1 케이스(28)의 길이 방향을 향하여 배기 매니폴드(6)와 평행하게 제 1 케이스(28)를 지지시킨다.
도 6∼도 9에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 2 케이스(29)를 지지시키는 SCR 제 1 지지 다리체(83)와, SCR 제 2 지지 다리체(84)를 구비한다. SCR 제 1 지지 다리체(83) 및 SCR 제 2 지지 다리체(84)의 각 상단측에 제 2 케이스(29)의 플랜지부를 착탈 가능하게 볼트 체결시킴과 아울러, 실린더 헤드(2)의 측면 또는 흡기 매니폴드(3)의 상면에 SCR 제 1 지지 다리체(83) 및 SCR 제 2 지지 다리체(84)의 각 하단측을 착탈 가능하게 볼트 체결시킨다. 따라서, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)가 디젤 엔진(1)의 상면측에 전후 방향으로 평행하게 배치됨으로써, 디젤 엔진(1) 상면의 좌측에 제 1 케이스(28)가 위치하고, 디젤 엔진(1) 상면의 우측에 제 2 케이스(29)가 위치한다.
추가하여, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29) 사이에 그들에게 평행하게 요소 혼합관(39)을 배치한다. 냉각팬(24)의 냉각풍로보다 고위치에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)와 요소 혼합관(39)이 지지됨과 아울러, 요소 혼합관(39)의 좌우측방이 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)에 의해 폐쇄된다. 요소 혼합관(39) 내의 배기가스 온도가 저하하여 요소 혼합관(39) 내로 공급되는 요소수가 결정화되는 것을 방지한다. 또한, 요소 혼합관(39) 내로 공급되는 요소수가 제 1 케이스(28)로부터 제 2 케이스(29)로 이르는 배기가스 중에 암모니아로서 혼합되도록 구성되어 있다.
도 4∼도 9에 나타나 있는 바와 같이, 캐빈(57)의 전면 중 캐빈(57) 우측 모서리부의 전면에 테일 파이프(91)를 세워 설치시키고, 보닛(56) 내부에 테일 파이프(91)의 하단측을 연장시키고, SCR 출구관(37)에 테일 파이프(91)의 하단측을 접속하여, 제 2 케이스(29)에서 정화된 배기가스가 테일 파이프(91)로부터 캐빈(57)의 상방을 향해서 배출된다. 또한, 캐빈(57)의 전면 중, 테일 파이프(91)가 배치된 우측부와 반대측의 보닛(56)의 좌측부에 요소수 탱크(71)를 설치한다. 즉, 보닛(56) 뒷부분의 우측부에 테일 파이프(91)를 배치하고, 보닛(56) 뒷부분의 좌측부에 요소수 탱크(71)를 배치한다.
또한, 보닛(56) 좌측 뒷부분의 주행기체(52)(캐빈(57)의 저부 프레임 등)에 요소수 탱크(71)를 탑재한다. 캐빈(57) 좌측의 전면 하부에 연료 탱크(45)의 주유구(46)와 요소수 탱크(71)의 주유구(72)를 인접시켜서 설치한다. 오퍼레이터의 승강 빈도가 낮은 캐빈(57) 우측의 전면에 테일 파이프(91)가 배치되는 한편, 오퍼레이터의 승강 빈도가 높은 캐빈(57) 좌측의 전면에 주유구(46)와 주유구(72)가 배치된다. 또한, 캐빈(57)은 좌측 또는 우측 중 어느 하나로부터라도 오퍼레이터가 조종 좌석(58)에 승강 가능하게 구성되어 있다.
또한, 요소수 탱크(71) 내의 요소수 용액을 압송하는 요소수 분사 펌프(73)와, 요소수 분사 펌프(73)를 구동하는 전동 모터(74)와, 요소수 분사 펌프(73)에 요소수 분사관(75)을 통해서 접속시키는 요소수 분사 노즐(76)을 구비한다. 요소 혼합관(39)에 분사 대좌(77)를 통해서 요소수 분사 노즐(76)을 부착하고, 요소 혼합관(39)의 내부로 요소수 분사 노즐(76)로부터 요소수 용액을 분무한다.
상기 구성에 의해, 제 1 케이스(28) 내의 산화 촉매(30) 및 매연 필터(31)에 의해 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 일산화탄소(CO)나 탄화수소(HC)가 저감된다. 이어서, 요소 혼합관(39)의 내부에서 디젤 엔진(1)으로부터의 배기가스에 요소수 분사 노즐(7)로부터의 요소수가 혼합된다. 그리고, 제 2 케이스(29) 내의 SCR 촉매(32), 산화 촉매(33)에 의해 요소수가 암모니아로서 혼합된 배기가스 중의 질소산화물질(NOx)이 저감되고, 테일 파이프(91)로부터 기외로 방출된다.
도 1∼도 9에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질을 제거하는 제 1 케이스(28)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 제 2 케이스(29)를 구비하고, 좌우의 주행륜(전차륜(53), 후차륜(54))이 배치되는 기체 프레임(주행기체(52))에 디젤 엔진(1)을 탑재하는 작업 차량의 엔진 장치에 있어서, 디젤 엔진(1)의 출력 축심선과 평행한 방향으로 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 배열시키고 있다. 따라서, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 길이 방향이 디젤 엔진(1)의 출력축(4)과 평행해지도록, 디젤 엔진(1)의 상면측 또는 측면을 활용하여 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 컴팩트하게 설치할 수 있다. 또한, 디젤 엔진(1)의 상면측 또는 측면에 설치하는 간단한 지지구조에 의해, 디젤 엔진(1)의 상면측 또는 측면에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 고강성으로 고착할 수 있다. 추가하여, 디젤 엔진(1)의 진동 등에 대해서, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 부착 간격을 일정하게 유지할 수 있음과 아울러, 외형상이 장척의 통 형상으로 형성되는 상기 각 케이스(28, 29)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 출구측과, 테일 파이프(91) 등의 배기가스 배관을 간략화할 수 있다.
도 1∼도 9에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 상면측 중 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)의 상방에 제 1 케이스(28)를 부착함과 아울러, 디젤 엔진(1)의 흡기 매니폴드(3)의 상방에 제 2 케이스(29)를 부착하고 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)의 상면측 스페이스를 유효하게 활용하여, 외형상이 장척의 통 형상으로 형성되는 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 컴팩트하게 설치할 수 있다. 또한, 디젤 엔진(1)의 상면측에 세워 설치시키는 간단한 지지구조에 의해 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 고강성으로 고착할 수 있다.
도 4∼도 9에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)이 내설된 보닛(56)의 후방에 운전 캐빈(57)을 배치한 작업 차량으로서, 운전 캐빈(57)의 하부에 설치한 연료 탱크(45)와 디젤 엔진(1) 사이에 배기가스 정화용 요소수 탱크(71)를 설치하고 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)과 연료 탱크(45)의 열 배출에 의해 요소수 탱크(71)를 가온할 수 있어서, 요소수 탱크(71) 내의 수용액 온도를 소정 이상으로 유지할 수 있고, 한냉지 등에 있어서 제 2 케이스(29)의 배기가스 정화 능력이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 연료 탱크(45)의 급유구와 요소수 탱크(71)의 급수구를 근접시켜서 배치할 수 있어서, 연료의 급유 작업과 요소수 용액의 급수 작업을 동일 작업 장소에서 실행할 수 있고, 디젤 엔진(1)용 연료 또는 배기가스 정화용 요소수 용액의 보급 작업성을 향상할 수 있다.
이어서, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결하는 파이프 브래킷(40)은 SCR 입구관(36)의 배기가스 입구측에 용접 고정되는 입구측 플랜지체(92)와, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측에 용접 고정되는 출구측 플랜지체(93)를 갖는다. 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 입구측 플랜지체(92)를 고착함과 아울러, 마찬가지로 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 출구측 플랜지체(93)를 고착한다. 볼트(94) 및 너트(95)에 의해 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)를 체결 고정하여, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결한다.
또한, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)과 요소 혼합관(39)의 내관(89)도 동일 지름의 파이프로 형성한다. 각 외관(86, 88)의 파이프 두께에 비해서 각 내관(87, 89)의 파이프 두께를 얇게 형성한다. 또한, 드로잉 가공에 의해 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부에 끼워맞춤 소경부(89a)를 형성하고, SCR 입구관(36)의 내관(87)의 내부에 끼워맞춤 소경부(89a)를 내삽시킨다. 출구측 플랜지체(93)가 고착된 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부(끼워맞춤 소경부(89a))에 입구측 플랜지체(92)가 고정된 SCR 입구관(36)의 내관(87)의 단부를 피감시킨다.
즉, 요소 혼합관(39) 내의 배기가스가 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 접촉하는 일 없이 SCR 입구관(36)으로 이동하도록 구성함으로써, 예를 들면 방열되기 쉬운 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉했을 경우, 배기가스의 온도가 저하하여 배기가스 중의 요소 성분이 결정화되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 부착되어, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되어서 배기가스의 이동을 저해하는 문제가 발생하기 쉬워진다. 이것에 대해서, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 끼워맞춤 소경부(89a)에 의해 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 저지하여, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지하고 있다.
이어서, 도 9, 도 11을 참조하여 요소 혼합관(39)부의 구조를 설명한다. 도 9, 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)은 주름 상자 형상 연결 파이프(41)에 접속시키는 엘보관부(39a)와, 파이프 브래킷(40)을 통해서 SCR 입구관(36)에 접속시키는 장척의 원통 형상의 직관부(39b)를 갖는다. 엘보관부(39a)와 직관부(39b)가 접합하는 부근의 엘보관부(39a)에 분사 대좌(77)를 용접 고정하고, 엘보관부(39a)측으로부터 직관부(39b)의 내공을 향해서 요소수 분사 노즐(76)을 개구시킨다.
또한, 도 11에 나타나 있는 바와 같이, 원통 형상의 직관부(39b)의 원통 축심선(111)(직관부(39b) 내의 배기가스 흐름 방향)에 대해서, 요소수 분사 노즐(76)의 요소수 분사 방향(112)을 엘보관부(39a)의 배기가스 하류측에 소정 경사 각도(113)(약 4도)만큼 경사시킨다. 즉, 직관부(39b)의 내벽면(114) 중 엘보관부(39a)의 만곡내경측의 내벽면(114a)측을 향해서 요소수 분사 노즐(76)로부터 요소수가 분사된다. 요소수 분사 노즐(76)로부터 분사된 요소수는 엘보관부(39a)로부터 직관부(39b)로 이동하는 배기가스의 배출 압력에 의해, 직관부(39b)의 내벽면(114) 중 엘보관부(39a)의 만곡 외경측의 내벽면(114b)측을 향해서 확산되고, 배기가스 중에 암모니아로서 혼합된다.
또한, 직관부(39b)의 원통 축심선(111)에 대한 요소수 분사 노즐(76)의 경사각도(113)(요소수 분사 방향(112))은 엘보관부(39a) 및 직관부(39b)의 내경, 또는 표준 작업(디젤 엔진(1)의 정격 회전에 있어서의 운전)에서의 배기가스의 유속 등에 기초해서 결정된다. 예를 들면, 경사 각도(113)가 과대할 경우에는 엘보관부(39a)의 만곡 내경측의 내벽면(114a)에 요소수가 부착되어 만곡 내경측의 내벽면(114a) 부에 있어서 요소가 결정화되기 쉬운 문제가 있다. 또한, 경사 각도(113)가 과소할 경우에는 엘보관부(39a)의 만곡 외경측의 내벽면(114b)에 요소수가 부착되어 만곡 외경측의 내벽면(114b)부에 있어서 요소가 결정화되기 쉬운 문제가 있다.
이어서, 도 13을 참조하여 제 2 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 도 13에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28)를 부착함과 아울러, 디젤 엔진(1)의 측방 중 흡기 매니폴드(3) 및 배기가스 재순환 장치(15) 및 연료 필터(44) 등이 설치된 측의 주행기체(52)에 제 2 케이스(29)를 부착하고 있다. 즉, 디젤 엔진(1)의 우측 하부의 주행기체(52)에 제 2 케이스(29)를 부착하고, 캐빈(57)의 우측 전면과 우측 전차륜(53) 사이에 제 2 케이스(29)를 배치하고, 디젤 엔진(1)의 상방에 요소 혼합관(39)을 횡단(橫斷) 형상으로 연장시키고, 제 2 케이스(29)의 후단측에 테일 파이프(91)를 접속시키고 있다.
도 13에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28)를 설치함과 아울러, 디젤 엔진(1)의 측방 중 흡기 매니폴드(3)가 설치된 측에 제 2 케이스(29)를 부착하고 있다. 따라서, 트랙터(51) 등에 있어서 오퍼레이터의 승강 빈도가 낮은 측의 기체 일측방(기체 우측)에 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측에 접속시키는 테일 파이프(91)와 제 2 케이스(29)를 서로 근접시켜서 컴팩트하게 배치할 수 있다. 또한, 트랙터(51) 등에 있어서 오퍼레이터의 승강 빈도가 높은 측의 기체 타측방(테일 파이프 등의 고온부에 대해서 이간된 기체 좌측 위치)에 디젤 엔진(1)용 연료 탱크(45) 또는 배기가스 정화용 요소수 탱크(71) 등을 설치하여, 디젤 엔진(1)용 연료 또는 배기가스 정화용 요소수 용액의 보급 작업성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 14, 도 15를 참조하여 제 3 실시형태∼제 4 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 도 14에 나타내는 제 3 실시형태에서는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)가 설치된 측에서 제 1 케이스(28)의 상방측에 제 2 케이스(29)를 배치하고 있다. 디젤 엔진(1)의 측방 중, 흡기 매니폴드(3) 및 배기가스 재순환 장치(15) 및 연료 필터(44) 등이 설치된 측과 반대의 좌측면부에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 치우치게 해서 배치할 수 있음과 아울러, 고온측(배기 상류측)의 제 1 케이스(28)의 상방에 저온측(배기 하류측)의 제 2 케이스(29) 및 요소 혼합관(39) 등을 지지할 수 있고, 한냉지 작업 등에 있어서 제 2 케이스(29) 및 요소 혼합관(39) 등의 온도 저하를 저감할 수 있고, 배기가스 정화 기능을 적정하게 유지할 수 있다.
한편, 도 15에 나타내는 제 4 실시예에서는 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)가 설치된 측에서 제 1 케이스(28)의 하방측에 제 2 케이스(29)를 배치하고 있다. 배기 매니폴드(6)에 접속시키는 고온측(배기 상류측)의 제 1 케이스(28)의 하방에 저온측(배기 하류측)의 제 2 케이스(29) 및 요소 혼합관(39) 등을 지지할 수 있고, 예를 들면 주행기체(52)에 탑재하는 연료 탱크(45) 또는 요소수 탱크(71)등에 제 2 케이스(29)를 근접시켜서 부착할 수 있어서, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 설치에 필요한 보닛 높이를 낮게 형성할 수 있다.
또한, 도 14, 도 15에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)가 설치된 측에서 제 1 케이스(28)의 상방측 또는 하방측에 제 2 케이스(29)를 배치했을 경우, 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)측에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 서로 근접시켜서 컴팩트하게 설치할 수 있다. 디젤 엔진(1)의 배기 매니폴드(6)측의 열 배출에 의해 배기가스의 정화에 필요한 온도로 제 1 케이스(28) 또는 제 2 케이스(29) 등의 온도를 용이하게 유지할 수 있다.
이어서, 도 16∼도 24를 참조하여 제 5 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 제 1 실시형태에서는 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 배기가스 이동방향이 디젤 엔진(1)의 출력축(4)(크랭크축) 축심선과 평행해지도록 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)를 배치한 것에 대해, 제 5 실시형태는 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 배기가스 이동방향이 디젤 엔진(1)의 출력축(4)(크랭크축) 축심선과 직교하도록 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)를 배치하고 있다.
제 5 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 도 16은 디젤 엔진의 흡기 매니폴드가 설치된 우측면도, 도 17은 디젤 엔진의 배기 매니폴드가 설치된 좌측면도, 도 18은 동 평면도, 도 19는 디젤 엔진의 냉각팬이 설치된 정면도, 도 20은 디젤 엔진의 플라이휠이 설치된 배면도, 도 21 및 도 22는 디젤 엔진의 사시도이다. 도 16∼도 22를 참조하면서 디젤 엔진(1)의 전체 구조에 대해서 설명한다.
도 16∼도 22에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 실린더 헤드(2)의 일측면에는 흡기 매니폴드(3)가 배치되어 있다. 실린더 헤드(2)는 엔진 출력축(4)(크랭크축)과 피스톤(도시 생략)이 내장된 실린더 블록(5) 상측에 적재되어 있다. 실린더 헤드(2)의 타측면에 배기 매니폴드(6)가 배치되어 있다. 실린더 블록(5)의 전면과 후면으로부터 엔진 출력축(4)의 전단과 후단을 돌출시키고 있다.
또한, 실린더 블록(5)의 후면에 플라이휠 하우징(8)을 고착하고 있다. 플라이휠 하우징(8) 내에 플라이휠(9)을 설치한다. 엔진 출력축(4)의 후단측에 플라이휠(9)을 축지지시키고 있다. 플라이휠(9)을 통해서 디젤 엔진(1)의 동력을 출력하도록 구성하고 있다. 또한, 실린더 블록(5)의 하면에는 오일팬(11)이 배치되어 있다.
도 16, 도 18에 나타나 있는 바와 같이, 흡기 매니폴드(3)에는 재순환용 배기가스를 흡입하는 배기가스 재순환 장치(EGR)(15)를 배치한다. 흡기 매니폴드(3)에 에어클리너(16)를 연결한다. 에어클리너(16)에 의해 제진·정화된 외부 공기는 흡기 매니폴드(3)로 보내져서 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 공급되도록 구성되어 있다.
상기 구성에 의해, 디젤 엔진(1)으로부터 배기 매니폴드(6)로 배출된 배기가스의 일부가 배기가스 재순환 장치(15)를 통해서 흡기 매니폴드(3)로부터 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 환류됨으로써, 디젤 엔진(1)의 연소 온도가 내려가서 디젤 엔진(1)으로부터의 질소산화물(NOx)의 배출량이 저감되고, 또한 디젤 엔진(1)의 연료 소비율이 향상된다.
또한, 실린더 블록(5) 내와 라디에이터(19)에 냉각수를 순환시키는 냉각수 펌프(21)를 디젤 엔진(1)의 냉각팬(24) 설치측에 배치한다. 엔진 출력축(4)에 V벨트(22) 등을 통해서 냉각수 펌프(21) 및 냉각팬(24)을 연결하여 냉각수 펌프(21) 및 냉각팬(24)을 구동한다. 냉각수 펌프(21)로부터 실린더 블록(5) 내로 냉각수를 보내는 한편, 냉각팬(24) 풍에 의해 디젤 엔진(1)을 냉각하도록 구성하고 있다.
도 16∼도 22에 나타나 있는 바와 같이, 상기 디젤 엔진(1)의 각 기통으로부터 배출된 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 정화 장치(27)로서, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질을 제거하는 디젤 파티큘레이트 필터(DPF 케이스)로서의 제 1 케이스(28)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 요소 선택 촉매 환원 시스템(SCR 케이스)로서의 제 2 케이스(29)를 구비한다. 도 18과 같이, 제 1 케이스(28)에는 산화 촉매(30), 매연 필터(31)가 내설된다. 제 2 케이스(29)에는 요소 선택 촉매 환원용 SCR 촉매(32), 산화 촉매(33)가 내설된다.
디젤 엔진(1)의 각 기통으로부터 배기 매니폴드(6)로 배출된 배기가스는 배기가스 정화 장치(27) 등을 경유하여 외부로 방출된다. 배기가스 정화 장치(27)에 의해 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 일산화탄소(CO)나, 탄화수소(HC)나, 입자상 물질(PM)이나, 질소산화물질(NOx)을 저감하도록 구성하고 있다.
제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)는 평면으로 볼 때에 디젤 엔진(1)의 출력축(크랭크축)(4)과 직교하는 수평 방향으로 길게 연장된 대략 원통 형상으로 구성되어 있다. 제 1 케이스(28)의 원통형 양 측(배기가스 이동방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 DPF 입구관(34)과 배기가스를 배출하는 DPF 출구관(35)을 설치하고 있다. 마찬가지로, 제 2 케이스(29)의 원통형 양 측(배기가스 이동방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 SCR 입구관(36)과 배기가스를 배출하는 SCR 출구관(37)을 설치하고 있다.
또한, 배기 매니폴드(6)의 배기가스 출구에 디젤 엔진(1)에 공기를 강제적으로 보내는 과급기(38)를 배치하고 있다. 배기 매니폴드(6)에 과급기(38)를 통해서 DPF 입구관(34)을 연통시키고, 디젤 엔진(1)의 배기가스를 제 1 케이스(28) 내로 도입하는 한편, DPF 출구관(35)에 요소 혼합관(39)을 통해서 SCR 입구관(36)을 접속시키고, 제 1 케이스(28)의 배기가스를 제 2 케이스(29) 내로 도입하도록 구성하고 있다. 또한, SCR 입구관(36)에 파이프 브래킷(40)을 통해서 요소 혼합관(39)의 단부 중 배기가스 출구측을 착탈 가능하게 연결하고 있다.
도 16에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 다기통분의 각 인젝터(도시 생략)에 연료 탱크(45)를 접속하는 연료 펌프(42)와 커먼 레일(43)을 구비한다. 실린더 헤드(2)의 흡기 매니폴드(3) 설치측에 커먼 레일(43)과 연료 필터(44)를 배치하고, 흡기 매니폴드(3) 하방의 실린더 블록(5)에 연료 펌프(42)를 배치하고 있다. 또한, 상기 각 인젝터는 전자 개폐 제어형의 연료 분사 밸브(도시 생략)를 갖는다.
상기 연료 탱크(45) 내의 연료가 연료 필터(44)를 통해서 연료 펌프(42)로 흡입되는 한편, 연료 펌프(42)의 토출측에 커먼 레일(43)이 접속되고, 원통 형상의 커먼 레일(43)이 디젤 엔진(1)의 각 인젝터에 각각 접속되어 있다.
상기 구성에 의해, 연료 탱크(45)의 연료가 연료 펌프(42)에 의해 커먼 레일(43)로 압송되어 고압 연료가 커먼 레일(43)에 축적됨과 아울러, 상기 각 인젝터의 연료 분사 밸브가 각각 개폐 제어됨으로써 커먼 레일(43) 내의 고압 연료가 디젤 엔진(1)의 각 기통으로 분사된다. 즉, 상기 각 인젝터의 연료 분사 밸브를 전자제어함으로써 연료의 분사 압력, 분사 시기, 분사 기간(분사량)을 고정밀도로 컨트롤할 수 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)으로부터 배출되는 질소산화물(NOx)을 저감할 수 있다.
다음에, 도 23, 도 24를 참조하여 도 16∼도 22에 나타내는 디젤 엔진(1)을 탑재한 제 5 실시형태의 트랙터(51)에 대해서 설명한다. 도 4 및 도 5에 나타내는 제 1 실시형태와 마찬가지로 작업 차량으로서의 제 5 실시형태의 트랙터(51)는, 도 23 및 도 24에 나타나 있는 바와 같이, 주행기체(52)를 좌우 한 쌍 전차륜(53)과 좌우 한 쌍의 후차륜(54)에 의해 지지하고, 주행기체(52)의 앞부분에 디젤 엔진(1)을 탑재하고, 디젤 엔진(1)에 의해 후차륜(54) 및 전차륜(53)을 구동함으로써, 전후진 주행하도록 구성되어 있다. 디젤 엔진(1)의 상면측 및 좌우 측면측은 개폐가능한 보닛(56)으로 덮여져 있다.
한편, 상기 주행기체(52)의 상면 중 보닛(56)의 후방에는 오퍼레이터가 탑승하는 캐빈(57)이 설치되어 있다. 상기 캐빈(57)의 내부에는 오퍼레이터가 착좌하는 조종 좌석(58)과 조향 수단으로서의 조종 핸들(59) 등의 조종 기기가 설치되어 있다. 또한, 캐빈(57)의 좌우 외측부에는 오퍼레이터가 승강하기 위한 좌우 1쌍의 스텝(60)이 설치되고, 상기 스텝(60)보다 내측이고 또한 캐빈(57)의 저부보다 하측에는 디젤 엔진(1)으로 연료를 공급하는 연료 탱크(45)가 설치되어 있다.
또한, 상기 주행기체(52)는 디젤 엔진(1)으로부터의 출력을 변속해서 후차륜(54)(전차륜(53))으로 전달하기 위한 미션 케이스(61)를 구비한다. 미션 케이스(61)의 뒷부분에는 하부 링크(62) 및 상부 링크(63) 및 리프트 암(64) 등을 통해서 도시하지 않은 경운작업기 등이 승강이동 가능하게 연결된다. 또한, 미션 케이스(61)의 후측면에 상기 경운작업기 등을 구동하는 PTO축(65)이 설치되어 있다. 또한, 트랙터(51)의 주행기체(52)는 디젤 엔진(1)과, 미션 케이스(61)와, 그들을 연결하는 클러치 케이스(66) 등으로 구성되어 있다.
도 1, 도 3, 도 8 등을 참조하여 디젤 엔진(1)의 배기가스의 배출 구조를 설명한다. 도 1, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 과급기(38)의 배기가스 출구관(80)에 가요성 내열 고무제의 가스 배출관(171)의 일단을 연결하고, DPF 입구관(34)에 가스 배출관(171)의 타단을 연결하고, 과급기(38)에 가스 배출관(171)을 통해서 제 1 케이스(28)를 연통시켜, 과급기(38)로부터 제 1 케이스(28)로 배기 매니폴드(6)의 배기가스를 이동시키도록 구성하고 있다.
또한, DPF 출구관(35)에 금속제의 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 일단측을 연결하고, 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 타단측에 요소 혼합관(39)의 배기가스 입구측(도 11, 도 18의 엘보관부(39a))을 일체로 배치하고, 요소 혼합관(39)의 일단에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 통해서 DPF 출구관(35)을 연결시킴과 아울러, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측(도 11, 도 18의 직관부(39b))에 파이프 브래킷(40)을 통해서 SCR 입구관(36)을 연결한다. 즉, 주름 상자 형상 연결 파이프(41)와, 요소 혼합관(39)을 통해서 DPF 출구관(35)에 SCR 입구관(36)을 접속시키고, 제 1 케이스(28)에 제 2 케이스(29)를 연통시켜서, 제 1 케이스(28)로부터 제 2 케이스(29)로 배기가스를 이동시키도록 구성한다. 또한, 주름 상자 형상 연결 파이프(41)는 주름 상자 형상이고, 굽힘 가능 및 신축 가능하게 형성하여, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 조립할 때에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 변형시켜서 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 조립 치수 오차를 수정하도록 구성되어 있다.
도 16, 도 23, 도 24에 나타나 있는 바와 같이, 요소수를 저장하는 요소수 탱크(71)와, 요소 공급용 요소수 분사 노즐(76)과, 요소수 분사 노즐(76)에 요소수 탱크(71)의 요소수를 압송하는 요소수 분사 펌프(73)를 구비한다. 또한, 도 4, 도 5에 나타내는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 요소수 탱크(71)는 디젤 엔진(1)과 연료 탱크(45) 간의 주행기체(52)에 내설된다. 요소수 분사 펌프(73)는 전동 모터(74)의 출력에 의해 구동된다. 요소수 분사 노즐(76)은 요소 혼합관(39)의 분사 대좌(77)에 배치된다.
상기 구성에 의해, 요소수 탱크(71) 내의 요소수가 요소수 분사 펌프(73)로부터 요소수 분사 노즐(76)로 압송되고, 요소수 분사 노즐(76)로부터 요소수가 요소 혼합관(39) 내로 분사되고, 요소 혼합관(39)의 내부에서 디젤 엔진(1)으로부터의 배기가스에 요소수 분사 노즐(7)로부터의 요소수가 혼합된다. 요소수가 혼합된 배기가스는 제 2 케이스(29)(SCR 촉매(32), 산화 촉매(33))를 통과하고, 배기가스 중의 질소산화물질(NOx)이 저감되어 SCR 출구관(37)으로부터 외부로 방출된다. 또한, 배기가스 중에 요소수를 분무함으로써 가수분해에 의해 배기가스 중에 암모니아 가스가 생성되고, 그 암모니아 가스와 배기가스가 혼합되어서 SCR 입구관(36)으로부터 제 2 케이스(29) 내부로 도입되고, 제 2 케이스(29) 내의 촉매(32, 33)에 의해 배기가스 중의 질소산화물질(NOx)이 제거된다.
다음에, 도 16∼도 22를 참조하여 배기가스 정화 장치(27)의 부착 구조를 설명한다. 제 1 케이스(28)의 DPF 입구관(34)측을 지지하는 제 1 지지 다리체(181)와, 제 1 케이스(28)의 DPF 출구관(35)측을 지지하는 제 2 지지 다리체(182)를 구비한다. 실린더 헤드(2)의 측면 중, 배기 매니폴드(6) 배치측의 측면에 제 1 지지 다리체(181)의 하단측을 볼트(183) 체결하고, 실린더 헤드(2)의 일측면에 제 1 지지 다리체(181)를 세워 설치시킨다. 제 1 지지 다리체(181)의 상단측에 제 1 케이스(28)의 DPF 입구관(34)측을 체결 밴드(186)에 의해 착탈 가능하게 고착한다.
또한, 실린더 헤드(2)의 측면 중, 흡기 매니폴드(3) 배치측의 측면과 냉각수 펌프(21) 배치측의 측면에 제 2 지지 다리체(182)의 하단측을 볼트(184, 185) 체결하고, 실린더 헤드(2)의 타측면에 제 2 지지 다리체(182)를 세워 설치시킨다. 제 2 지지 다리체(182)의 상단측에 제 1 케이스(28)의 DPF 출구관(35)측을 체결 볼트(187)에 의해 착탈 가능하게 고착한다. 즉, 실린더 헤드(2)가 대향하는 측면에 제 1 지지 다리체(181)와 제 2 지지 다리체(182)를 세워 설치시켜 실린더 헤드(2)에 걸쳐있는 자세로 제 1 케이스(28)를 지지한다. 엔진 출력축(4)과 교차하는 수평 횡방향으로 원통 형상의 제 1 케이스(28)의 길이 방향(배기가스 이동방향)을 향하도록 구성하고 있다.
한편, 도 16, 도 17에 나타나 있는 바와 같이, 냉각팬(24)에 대향시켜서 배치하는 라디에이터(19)를 구비한다. 주행기체(52) 상면측에 기체 프레임(191)을 세워 설치시킨다. 기체 프레임(191)에 라디에이터(19)와 풍동 판체(192)를 지지시킨다. 풍동 판체(192)로 냉각팬(24)을 덮고, 라디에이터(19)를 통해서 냉각팬(24)이 외기를 흡입하고, 냉각팬(24)으로부터 풍동 판체(192)의 안내에 의해 디젤 엔진(1)을 향해서 냉각풍을 공급함과 아울러, 디젤 엔진(1)의 각 부와 라디에이터(19)로 냉각수 펌프(21)에 의해 냉각수를 순환시켜 디젤 엔진(1)을 냉각하도록 구성하고 있다.
또한, 도 16, 도 17에 나타나 있는 바와 같이, 제 2 케이스(29)로부터 하면측을 향해서 SCR 지지 다리체(193)를 돌출시키고, 상기 기체 프레임(191)에 SCR 지지 다리체(193)의 하단측을 착탈 가능하게 볼트(194) 체결하고 있다. 냉각팬(24)의대략 바로 위에 제 2 케이스(29)가 배치된다. 냉각팬(24)의 상면측과 제 2 케이스(29)의 하면측 사이에 슈라우드로서의 풍동 판체(192)를 개재시킨다. 풍동 판체(192)의 최상단부보다 제 1 지지 다리체(181) 및 제 2 지지 다리체(182)의 상단부를 고위치에 설치하고, 풍동 판체(192)의 최상단부보다 제 1 케이스(28)를 고위치에 지지시킴과 아울러, 기체 프레임(191) 및 SCR 지지 다리체(193)를 통해서 제 1 케이스(28)보다 제 2 케이스(29)를 더 고위치에 지지시키도록 구성하고 있다.
전후 방향으로 연장된 디젤 엔진(1)의 출력축(4)에 대해서 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 배기가스 이동방향(원통 형상의 축심선)이 직교하도록 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 좌우 방향으로 연장시키고 있다. 디젤 엔진(1)의 상면측 중 냉각팬(24) 설치부의 상면측에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)가 평행하게 배치되고, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 대향 측면의 상방측에 요소 혼합관(39)을 평행하게 연장시키고 있다. 또한, 풍동 판체(192)에 의해 형성되는 디젤 엔진(1)의 냉각팬(24) 풍로보다 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 고위치에 배치하고, 제 1 케이스(28)보다 더 고위치에 제 2 케이스(29)를 배치하고 있다. 즉, 디젤 엔진(1)의 풍동 판체(192)(냉각팬용 슈라우드) 상면보다 고위치에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)가 배치되고, 냉각팬(24)의 바로 위에 제 2 케이스(29)가 배치된다.
따라서, 케이스 브래킷으로서의 제 1 지지 다리체(181) 및 제 2 지지 다리체(182)의 엔진 냉각풍 가이드 작용에 의해 디젤 엔진(1)의 상면측에 냉각팬(24)으로부터의 냉각풍이 이동 안내된다. 또한, 제 1 케이스(28)와 풍동 판체(192) 사이에 냉각풍 가이드체(도시 생략)를 설치하고, 풍동 판체(192)측으로부터 디젤 엔진(1)의 상면측을 향해서 상기 냉각풍 가이드체의 안내에 의해 냉각팬(24)으로부터의 냉각풍을 이동시킬 수도 있다.
제 1 실시형태(도 1∼도 12) 및 제 5 실시형태(도 16∼도 22)에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질을 제거하는 제 1 케이스(28)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 제 2 케이스(29)와, 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구에 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구를 접속하는 요소 혼합관(39)을 구비하고, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 평행하게 배치함과 아울러, 요소 혼합관(39) 내에 요소수를 분사시키는 배기가스 정화 장치에 있어서, 제 1 케이스(28)와, 제 2 케이스(29)와, 요소 혼합관(39)을 배기가스 이동 방향으로 평행하게 배치하는 구조이며, 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측의 단면에 배기가스 출구관으로서의 DPF 출구관(35)을 설치하고, 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구측의 측면에 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)을 설치함과 아울러, 요소 혼합관(39)에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 통해서 DPF 출구관(35)을 접속시키고, 요소 혼합관(39)과 주름 상자 형상 연결 파이프(41) 사이에 요소수 분사 노즐(76)을 배치하고 있다. 따라서, 디젤 엔진(1) 또는 중심 기계(주행기체(52)) 등에 대해서 제 1 케이스(28)의 조립 작업과 제 2 케이스(29)의 조립 작업을 각각 각별하게 실행하고, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 독립적으로 조립한 상태에서 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 통해서 요소 혼합관(39)을 접속할 수 있다.
즉, 상기 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 배기 유로 구조를 간단하고 또한 저비용으로 구성할 수 있는 것이면서, 농업 기계 또는 건설 기계 등에 디젤 엔진(1)을 탑재하는 조립 공장 등에 있어서, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 서로 독립한 부품으로서 취급할 수 있어서 조립 작업성 등을 용이하게 향상시킬 수 있다. 특히, 변형가능한 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 부착 위치 조절(조립 치수의 오차 정정)에 의해, 제 1 케이스(28)의 DPF 지지 다리체(81)와는 다른 지지 부재(SCR 제 1 지지 다리체(83), SCR 제 2 지지 다리체(84))에 제 2 케이스(29)를 간단하게 부착할 수 있다. 또한, 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 배기가스 이동 하류측에서 요소 혼합관(39)을 향해서 요소수 분사 노즐(76)로부터 요소수를 분사시킴으로써 요소수 분사 노즐(76)로부터 분사된 요소수가 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 내측면에 부착되어서 결정화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태(도 1∼도 9, 도 11)에 나타나 있는 바와 같이, 배기가스 출구관(80)에 DPF 입구관(34)의 위치를 맞추고, 제 1 케이스(28)의 배기가스 입구측에 제 2 케이스(29)를 편위시켜서 디젤 엔진(1)의 전후폭 내에 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)를 배치할 수 있다. 한편, 제 1 실시형태(도 12에 나타내는 변형예) 및 제 5 실시형태(도 16∼도 22)에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스를 도입하기 위한 배기 접속관으로서의 배기가스 출구관(80)을 제 1 케이스(28)의 배기가스 입구측의 측면에 접속시킴과 아울러, 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측에 제 2 케이스(29)를 편위시키고, 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측의 단면보다 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 설치폭 치수(L)만큼 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측의 단면을 돌출시키고, 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측의 외주 측방에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 배치시킬 수도 있다. 따라서, 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)에 대해서 동시에 각각의 측면으로부터 배기가스를 공급할 수 있고, 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 각 내부에서의 배기가스의 확산을 양호하게 확보할 수 있다.
또한, 제 1 케이스(28)에 대해서 배기가스 이동 방향으로 제 2 케이스(29)를 위치 어긋나게 하는 것이며, 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배기가스 이동방향길이의 차와 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 설치폭 치수(L)에 의해 발생하는 부착폭의 단차 치수(M)만큼 제 1 케이스(28)의 배기가스 입구측 단면에 대해서 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구측 단면을 배기가스 이동 하류측에 편위시킨다. 또한, 상기한 바와 같이, 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 설치폭 치수(L)만큼 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측 단면에 대해서 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측 단면을 배기가스 이동 하류측에 편위시키고 있다. 즉 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측에 제 2 케이스(29)를 편위시키고, 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측의 단면보다 제 2 케이스(29)의 배기가스 출구측의 단면을 배기가스 이동 하류측으로 돌출시키기 때문에, 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)를 둘러싸는 직사각형 프레임(평면으로 볼 때)의 내부에 요소 혼합관(39)과 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 컴팩트하게 지지할 수 있다.
추가하여, 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측 단면과 제 2 케이스(29)의 측면에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 근접시켜서 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구측 단면과 제 2 케이스(29)의 측면에 의해 형성되는 오목부 스페이스에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 설치할 수 있어 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 온도 저하를 저감할 수 있어서, 제 1 케이스(28)로부터 요소 혼합관(39)에 이르는 배기가스의 온도가 주름 상자 형상 연결 파이프(41)를 통과할 때에 저하하는 것을 용이하게 방지할 수 있다. 따라서, 만약에 주름 상자 형상 연결 파이프(41)의 내부에 요소수가 역류해도 주름 상자 형상 연결 파이프(41) 내부에서의 요소수의 결정화를 저지할 수 있다.
다음에, 도 25를 참조하여 제 6 실시형태를 나타내는 SCR 입구관과 요소 혼합관의 연결부의 구조를 설명한다. 도 25에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)과 요소 혼합관(39)의 내관(89)도 동일 지름의 파이프로 형성한다. 각 외관(86, 88)의 파이프 두께에 비하여 각 내관(87, 89)의 파이프 두께를 얇게 형성한다. 또한, 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부를 용접 고정함과 아울러, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부에 끼워맞춤 소경관(90)의 일단을 용접 고정하고, SCR 입구관(36)의 내관(87)의 내부에 끼워맞춤 소경관(90)의 타단을 내삽시킨다. 출구측 플랜지체(93)가 고착된 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부(끼워맞춤 소경관(90)의 타단)에 입구측 플랜지체(92)가 고착된 SCR 입구관(36)의 내관(87)의 단부를 피감시킨다.
즉, 요소 혼합관(39) 내의 배기가스가 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 접촉하는 일 없이 SCR 입구관(36)으로 이동하도록 구성함으로써, 예를 들면 방열되기 쉬운 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉했을 경우, 배기가스의 온도가 저하하여 배기가스 중의 요소 성분이 결정화되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 부착되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되어 배기가스의 이동을 저해하는 문제가 발생하기 쉬워진다. 이에 대해서, 도 27에 나타나 있는 바와 같이, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 끼워맞춤 소경관(90)으로 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 저지하여, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지하고 있다.
도 9, 도 10, 도 25에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스로서의 제 2 케이스(29)를 구비하고, 플랜지체로서의 파이프 브래킷(40)(입구측 플랜지체(92), 출구측 플랜지체(93))을 통해서 요소 혼합관(39)의 출구에 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부에 끼워맞춤 소경부(89a)(끼워맞춤 소경관(90))를 형성하고, SCR 입구관(36)의 내관(87)의 내부에 끼워맞춤 소경부(89a)(끼워맞춤 소경관(90))를 내삽시키도록 구성한 것이기 때문에, 파이프 브래킷(40)(입구측 플랜지체(92), 출구측 플랜지체(93))의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 끼워맞춤 소경부(89a)(끼워맞춤 소경관(90))에 의해 저지할 수 있어서, 파이프 브래킷(40)(입구측 플랜지체(92), 출구측 플랜지체(93))의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 요소 혼합관(39) 내지 SCR 입구관(36)으로 배기가스를 스무드하게 이동시킬 수 있다.
도 10, 도 25에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)과 요소 혼합관(39)의 내관(89)을 동일 지름의 파이프로 형성한 것이기 때문에, 요소 혼합관(39)으로부터 SCR 입구관(36)으로 이동하는 배기가스의 유동 저항의 변화를 억제할 수 있어서 배기가스를 스무드하게 이동시킬 수 있다.
도 10, 도 25에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 파이프 두께에 비해서 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 파이프 두께를 얇게 형성한 것이기 때문에, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 단부에 끼워맞춤 소경부(89a)를 형성하는 드로잉 가공 등이 간단하게 실행될 수 있다. 요소 혼합관(39)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
다음에, 도 26∼도 35를 참조하여 제 7 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 제 7 실시형태의 제 1 케이스(28)는 평면으로 볼 때에 디젤 엔진(1)의 출력축(크랭크축)(4)과 평행한 방향으로 길게 연장된 횡장(橫長) 장척 원통 형상으로 구성되어 있다. 제 1 케이스(28)의 통형상 양 측(배기가스 이동방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 DPF 입구관(34)과, 배기가스를 배출하는 DPF 출구관(35)을 설치하고 있다. 한편, 제 2 케이스(29)는 상하 방향으로 길게 연장된 횡장 장척 원통 형상으로 구성되어 있다. 제 2 케이스(29)의 양 측(배기가스 이동방향 일단측과 동 타단측)에는 배기가스를 도입하는 SCR 입구관(36)과 배기가스를 배출하는 SCR 출구관(37)을 설치하고 있다. 또한, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)은 파이프 브래킷(40)에 의해 착탈 가능하게 고착되어 있다.
또한, 도 29∼도 34에 나타나 있는 바와 같이, 과급기(38)의 배기가스 출구관(80)에 DPF 입구관(34)을 착탈 가능하게 볼트 체결한다. 또한 제 1 케이스(28)의 외주면 중, DPF 출구관(35)측의 단부의 외주면에 DPF 지지 다리체(81)의 상단측을 체결 고정함과 아울러, 실린더 헤드(2)의 측면 또는 배기 매니폴드(6)의 상면에 DPF 지지 다리체(81)의 하단측을 착탈 가능하게 볼트(82) 체결한다. 즉, 배기가스 출구관(80)과 DPF 지지 다리체(81)를 통해서 디젤 엔진(1)의 상면측에 제 1 케이스(28)를 부착한다. 디젤 엔진(1)의 전후 방향으로 원통 형상의 제 1 케이스(28)의 길이 방향을 향하여 배기 매니폴드(6)와 평행하게 제 1 케이스(28)를 지지시킨다.
도 26, 도 27, 도 31∼도 34에 나타나 있는 바와 같이, 캐빈(57)을 구성하는 주행기체 프레임(120)에 제 2 케이스(29)를 지지시키고 있다. 주행기체 프레임(120)에 좌우 한 쌍의 정화 케이스 지지체(121)를 일체로 용접 고정함과 아울러, 주행기체 프레임(120)으로부터 전방을 향해서 좌우 한 쌍의 정화 케이스 지지체(121)를 돌출시킨다. 배기가스 정화용 제 2 케이스(29)의 외주면 중, 제 2 케이스(29)의 배면측에 배면 지지 브래킷(122)을 일체적으로 용접 고정함과 아울러, 제 2 케이스(29)의 상하폭 중간부로부터 후방을 향해서 배면 지지 브래킷(122)을 돌출시킨다. 좌우 한 쌍의 정화 케이스 지지체(121) 사이에 배면 지지 브래킷(122)을 피팅시키고, 좌우 한 쌍의 정화 케이스 지지체(121)와 배면 지지 브래킷(122)의 좌우 측면에 좌우측 방향으로부터 나사 결합 조작하는 상부 볼트(126a)와 하부 볼트(126b)에 의해 정화 케이스 지지체(121)에 배면 지지 브래킷(122)을 착탈 가능하게 체결하고 있다.
도 32, 도 34에 나타나 있는 바와 같이, 정화 케이스 지지체(121)의 결합 노치(121a)에 상부 볼트(126a)를 록킹/언록킹이 가능하게 록킹시킴과 아울러, 정화 케이스 지지체(121)의 위치조절용 장공(121b)에 하부 볼트(126b)를 관통시킨다. 즉, 제 2 케이스(29)를 조립할 경우, 배면 지지 브래킷(122)에 상부 볼트(126a)를 임시 고정 체결시키고, 정화 케이스 지지체(121)의 부착 위치에 제 2 케이스(29)를 근접시키고, 정화 케이스 지지체(121)의 결합 노치(121a)에 상부 볼트(126a)를 결합시켜서, 정화 케이스 지지체(121)에 제 2 케이스(29)를 임시 고정 지지시킨다. 그 후, 정화 케이스 지지체(121)의 위치 조절용 장공(121b)에 하부 볼트(126b)를 관통시키고, 배면 지지 브래킷(122)에 하부 볼트(126b)를 체결함과 아울러, 배면 지지 브래킷(122)에 상부 볼트(126a)도 체결하여 각 볼트(126a, 126b)를 통해서 정화 케이스 지지체(121)에 배면 지지 브래킷(122)을 착탈 가능하게 고착하고, 주행기체 프레임(120)을 통해서 캐빈(57)(운전부) 전면측에 제 2 케이스(29)를 장착하도록 구성하고 있다. 따라서, 제 1 케이스(28)가 디젤 엔진(1)의 상면측에 전후 방향으로 수평(횡장 자세)으로 배치되는 한편, 디젤 엔진(1) 뒷부분의 우측에 제 2 케이스(29)가 종장(縱長) 자세로 위치한다.
추가하여, 제 1 케이스(28)에 평행하게 요소 혼합관(39)을 배치한다. 디젤 엔진(1)의 상면에 있어서의 냉각팬(24)의 냉각풍로보다 고위치에 제 1 케이스(28)와 요소 혼합관(39)이 지지된다. 요소 혼합관(39) 내의 배기가스 온도가 저하하여 요소 혼합관(39) 내로 공급되는 요소수가 결정화되는 것을 방지한다. 또한, 요소 혼합관(39) 내로 공급되는 요소수가 제 1 케이스(28)로부터 제 2 케이스(29)로 이르는 배기가스 중에 암모니아로서 혼합되도록 구성하고 있다.
도 29∼도 34에 나타나 있는 바와 같이, 캐빈(57)의 전면 중 캐빈(57) 우측 모서리부의 전면에 테일 파이프(91)를 세워 설치시키고, 제 2 케이스(29)의 하단측을 향해서 테일 파이프(91)의 하단측을 연장시키고, 제 2 케이스(29) 하단측의 SCR 출구관(37)에 테일 파이프(91)의 하단측을 접속하여, 제 2 케이스(29)에서 정화된 배기가스가 테일 파이프(91)로부터 캐빈(57)의 상방을 향해서 배출된다. 또한, 캐빈(57)의 전면 중 테일 파이프(91)가 배치된 우측부와 반대측의 보닛(56)의 좌측부에 요소수 탱크(71)를 설치한다. 즉, 보닛(56) 뒷부분의 우측부에 테일 파이프(91)를 배치하고, 보닛(56) 뒷부분의 좌측부에 요소수 탱크(71)를 배치한다. 또한, 보닛(56) 좌측 뒷부분의 주행기체(52)(캐빈(57)이 지지되는 주행기체 프레임(120))에 요소수 탱크(71)를 탑재한다.
이어서, 도 35에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결하는 파이프 브래킷(40)은 SCR 입구관(36)의 배기가스 입구측에 배치하는 입구측 플랜지체(92)와 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측에 배치하는 출구측 플랜지체(93)를 갖는다. 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 입구측 플랜지체(92)를 용접 고정함과 아울러, 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부 중, 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 배기가스 출구측 단부에 출구측 플랜지체(93)를 용접 고정한다.
입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)에 의해 개스킷(90)을 끼우고, 볼트(94) 및 너트(95)로 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)를 체결 고정하여 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93) 사이에 개스킷(90)을 협지 고정하고, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결한다. 또한, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)의 내경 치수에 비해서 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 외경 치수를 작게 형성하여 지름이 다른 파이프로 각 내관(87, 89)을 형성하고, SCR 입구관(36)의 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 삽입하고 있다.
또한, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측 단부에 있어서, 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 내주면에 내관(89)의 외주면을 연결시키는 링형상 박판 지지체(84)를 구비한다. 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 내주면에 박판 지지체(84)의 링형상 외주측을 용접 고정함과 아울러, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 외주면에 박판 지지체(84)의 링형상 내주측을 용접 고정한다. 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89) 간의 간격을 박판 지지체(84)에 의해 일정 간격으로 형성하고 있다. 또한, 각 외관(86, 88)의 파이프 두께에 비해서 각 내관(87, 89)의 파이프 두께를 얇게 형성한다.
즉, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부에 SCR 입구관(36)의 내관(87)의 배기가스 입구측 단부를 피감시켜, 요소 혼합관(39) 내의 배기가스가 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 접촉하는 일 없이 SCR 입구관(36)으로 이동하도록 구성함으로써, 예를 들면 방열되기 쉬운 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉했을 경우, 배기가스의 온도가 저하하여 배기가스 중의 요소 성분이 결정화되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 부착되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되어, 배기가스의 이동을 저해하는 문제가 발생하기 쉬워진다. 이것에 대해서, 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부에 의해 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 내관(89)에 의해 저지할 수 있어서, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 26∼도 34에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 입자상 물질을 제거하는 제 1 케이스(28)와, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 제 2 케이스(29)를 구비하고, 좌우의 주행륜(53, 54)이 배치되는 주행기체 프레임(120)에 디젤 엔진(1)을 탑재하는 작업 차량의 엔진 장치에 있어서, 디젤 엔진(1)에 제 1 케이스(28)를 지지하는 구조이고, 주행기체 프레임(120)에 지지체(121)를 통해서 제 2 케이스(29)를 설치하고 있다. 따라서, 엔진룸(보닛(56)) 내에 제 2 케이스(29)용의 설치 공간을 확보할 필요가 없어서, 디젤 엔진(1)이 내설되는 보닛(56)(엔진룸)을 컴팩트하게 구성할 수 있음과 아울러, 주행기체 프레임(120)에 제 2 케이스(29)를 간단하게 지지할 수 있고, 외형상이 장척의 통 형상으로 형성되는 상기 각 케이스(28, 29)의 조립 작업성 또는 메인터넌스 작업성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 엔진(1)의 냉각풍에 의한 제 2 케이스(29)의 온도 저하를 억제할 수 있는 것이면서, 제 1 케이스(28)의 배기가스 출구와 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구를 요소의 혼합에 필요한 간격으로 이간할 수 있어서, 제 2 케이스(29)에 이르는 배기가스 중에 있어서의 암모니아의 발생을 촉진할 수 있다.
도 26∼도 34에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1) 뒷부분의 일측방의 주행기체 프레임(120)에 정화 케이스 지지체(121)를 통해서 제 2 케이스(29)를 종장 자세로 설치하고 있다. 따라서, 디젤 엔진(1)의 뒷부분 부근(보닛(56)과 운전부로서의 캐빈(57)의 접합 모서리 부근)에 외형상이 장척의 통 형상으로 형성되는 제 2 케이스(29)를 컴팩트하게 설치할 수 있다. 예를 들면 전륜을 목시하기 위해 보닛(56)의 좌우폭이 제한되는 구조이어도 캐빈(57)(운전부)으로부터의 오퍼레이터의 전방 시계를 용이하게 확보할 수 있다.
도 26∼도 34에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)이 내설된 보닛(56)의 후방에 오퍼레이터가 탑승하는 운전부로서의 캐빈(57)을 배치한 작업 차량으로서, 캐빈(57)의 하부에 설치한 연료 탱크(45)와 디젤 엔진(1) 사이에 배기가스 정화용 요소수 탱크(71)를 설치함과 아울러, 디젤 엔진(1) 뒷부분의 일측방에 제 2 케이스(29)를 배치하고, 디젤 엔진(1) 뒷부분의 타측방에 요소수 탱크(71)를 배치하고 있다. 따라서, 연료 탱크(45)의 주유구(46)(급유구)와 요소수 탱크(71)의 주유구(72)(급수구)를 근접시켜서 배치할 수 있어서 연료의 급유 작업과 요소수 용액의 급수 작업을 동일 작업 장소에서 실행할 수 있고, 디젤 엔진(1)용 연료 또는 배기가스 정화용 요소수 용액의 보급 작업성을 향상시킬 수 있는 것이면서, 제 2 케이스(29)와 요소수 탱크(71)의 설치 스페이스로서 디젤 엔진(1) 뒷부분의 양 측방 (캐빈(57)의 전측 하부)을 유효하게 이용할 수 있다. 추가하여, 디젤 엔진(1)과 연료 탱크(45)의 열 배출에 의해 요소수 탱크(71)를 가온할 수 있어서, 요소수 탱크(71) 내의 수용액 온도를 소정 이상으로 유지할 수 있고, 한냉지 등에 있어서 제 2 케이스(29)의 배기가스 정화 능력이 저하하는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 37을 참조하여 제 8 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 도 37에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 상면측에 DPF 지지 다리체(81)를 통해서 제 1 케이스(28)를 설치함과 아울러, 디젤 엔진(1)의 후측방 중 흡기 매니폴드(3) 및 배기가스 재순환 장치(15) 및 연료 필터(44) 등이 설치된 측의 주행기체 프레임(120)의 정화 케이스 지지체(121)에 제 2 케이스(29)를 착탈 가능하게 체결 고정하고 있다. 즉, 좌우 방향으로 길게 연장된횡장 장척 원통 형상으로 제 2 케이스(29)를 구성한다. 디젤 엔진(1) 뒷부분의 우측 하부의 주행기체 프레임(120)에 제 2 케이스(29)를 횡장 자세로 설치하고, 캐빈(57)의 우측 전면과 우측 전차륜(53)의 사이에 횡장 자세의 제 2 케이스(29)를 배치하고, 디젤 엔진(1)의 뒷부분에 요소 혼합관(39)을 연장시키고, 제 2 케이스(29)의 좌단측에 요소 혼합관(39)을 접속시키고, 제 2 케이스(29)의 우단측에 테일 파이프(91)를 접속시키고 있다.
도 37에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1) 뒷부분의 일측방의 주행기체 프레임(120)에 정화 케이스 지지체(121)를 통해서 제 2 케이스(29)를 횡장 자세로 설치한 것이기 때문에, 디젤 엔진(1) 뒷부분의 낮은 위치에 외형상이 장척의 통 형상으로 형성되어 제 2 케이스(29)를 컴팩트하게 설치할 수 있다. 예를 들면, 전차륜(53)을 목시하기 위해서 보닛(56)의 좌우폭이 제한되는 구조이어도 보닛(56) 뒷부분의 우외측 중 캐빈(57) 전면측의 낮은 위치에 제 2 케이스(29)를 용이하게 배치할 수 있어서 캐빈(57)으로부터의 오퍼레이터의 전방 시계를 용이하게 확보할 수 있다.
이어서, 도 38을 참조하여 제 9 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 도 38에 나타내는 제 9 실시예에서는 전후 방향으로 연장된 디젤 엔진(1)의 출력축(4)에 대해서 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 배기가스 이동방향(원통 형상의 축심선)을 직교시키도록, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 좌우 방향으로 연장시키고 있다. 디젤 엔진(1)의 상면측 중, 냉각팬(24) 설치부의 상면측에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)가 평행하게 배치되고, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29) 사이에 요소 혼합관(39)을 평행하게 연장시키고 있다. 또한, 디젤 엔진(1)의 냉각팬(24) 풍로보다 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 고위치에 배치하고 있다.
이어서, 도 39를 참조하여 제 10 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조를 설명한다. 도 39에 나타내는 제 10 실시형태에서는 에어클리너(16)가 설치된 주행기체(52)에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 배치하고 있다. 라디에이터(19)보다 전방의 주행기체(52)에 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)를 지지시킨다. 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)는 평면으로 볼 때 디젤 엔진(1)의 출력축(크랭크축)(4)과 평행한 방향으로 길게 연장된 장척 원통 형상으로 구성되어 있다. 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29) 사이에 요소 혼합관(39)을 그들과 평행하게 배치하고 있다. 주행기체(52)에 제 2 케이스(29)를 근접시켜서 설치할 수 있어서, 제 1 케이스(28)와 제 2 케이스(29)의 설치에 필요한 보닛 높이를 낮게 형성할 수 있다.
이어서, 도 40에 나타내는 제 11 실시형태를 참조하여 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 구조를 설명한다. 도 40에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측 단부에 있어서 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 일부를 내주측으로 돌출시켜 볼록 링형상 돌기형 지지체(88a)를 일체로 형성하고 있다. 볼록 링형상 돌기형 지지체(88a)의 내주면에 내관(89)의 외주면을 연결시키고, 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89) 간의 간격을 돌기형 지지체(88a)에 의해 일정 간격으로 형성하고 있다. 또한, 각 외관(86, 88)의 파이프 두께에 비해서 각 내관(87, 89)의 파이프 두께를 얇게 형성한다.
도 35의 실시형태와 마찬가지로, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부로 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 내관(89)에 의해 저지할 수 있어서, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 41에 나타내는 제 12 실시형태를 참조하여 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 구조를 설명한다. 도 41에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측 단부에 있어서 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 내주면에 내관(89)의 외주면을 연결시키는 단열성 지지체(84)를 구비한다. 글라스울 충전재를 링형상으로 성형해서 단열성 지지체(84)를 형성하고 있다. 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 내주면에 단열성 지지체(84)의 링형상 외주측을 압착함과 아울러, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 외주면에 단열성 지지체(84)의 링형상 내주측을 압착한다. 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89) 간의 간격을 단열성 지지체(84)에 의해 일정 간격으로 형성하고 있다.
도 35, 도 40의 실시형태와 마찬가지로, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부에 의해 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 내관(89)에 의해 저지할 수 있어서, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 26, 도 3 5, 도 40, 도 41에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스로서의 제 2 케이스(29)를 구비하고, 플랜지체(92, 93)를 통해서 요소 혼합관(39)의 출구에 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 접속시키는 구조이고, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부에 SCR 입구관(36)의 내관의 배기가스 입구측 단부를 피감시킴과 아울러, 요소 혼합관(39)의 외관(88)에 그 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 지지시키도록 구성한 것이기 때문에, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부에 의해 플랜지체(92, 93)의 내공면을 차폐할 수 있어서 플랜지체(92, 93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 저지할 수 있고, 플랜지체(92, 93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있는 것이면서, 단열성이 우수한 이중관 구조의 배기가스 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 접속 구조를 간략화할 수 있다.
도 35, 도 40, 도 41에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측 단부에 있어서 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 내주면에 내관(89)의 외주면을 연결시키는 지지체(84, 85, 88a)를 설치하고 있다. 따라서, 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 부착 간격을 지지체(84, 85, 88a)에 의해 적정하게 유지할 수 있음과 아울러, 예를 들면 링형상 피스 또는 글라스울 충전재 등으로 지지체(84, 85, 88a)를 형성하고, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측 단부 형상을 간단하게 형성할 수 있다. 또한, 요소 혼합관(39)을 저비용으로 구성할 수 있는 것이면서, 요소 혼합관(39)의 강성을 상기 지지체에 의해 향상시킬 수 있다.
도 35, 도 40, 도 41에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 외경 치수에 비해서 SCR 입구관(36)의 내관(87)의 내경 치수를 크게 형성함과 아울러, 플랜지체로서의 입구측 플랜지체(92)에 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)을 고착하고, 플랜지체로서의 출구측 플랜지체(93)에 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 고착하고, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)를 체결하도록 구성하고 있다. 따라서, SCR 입구관(36)의 외관(86) 및 내관(87)과, 요소 혼합관(39)의 외관(88) 및 내관(89)을 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)에 의해 용이하게 합체할 수 있어서 SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 작업성을 향상시킬 수 있음과 아울러, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결부의 강도를 용이하게 확보할 수 있다.
다음에, 도 42를 참조하여 제 13 실시형태에 있어서의 SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 구조를 설명한다. 제 13 실시형태에 있어서, 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조나 요소 혼합관(39)부의 구조는 제 7 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조, 요소 혼합관(39)부의 구조와 같다.
도 42에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결하는 파이프 브래킷(40)은 SCR 입구관(36)의 배기가스 입구측에 배치하는 입구측 플랜지체(92)와, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측에 배치하는 출구측 플랜지체(93)를 갖는다. 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부(86c, 87c)를 형성함과 아울러, 마찬가지로 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부(88c, 89c)를 형성한다.
입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)에 의해 각 협지 편부(86c, 87c, 88c, 89c)와 개스킷(90)을 끼우고, 볼트(94) 및 너트(95)에 의해 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)를 체결 고정하고, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93) 사이에 각 협지 편부(86c, 87c, 88c, 89c)와 개스킷(90)을 협지 고정하고, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결한다. 또한, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)과 요소 혼합관(39)의 내관(89)도 동일 지름의 파이프로 형성한다. 각 외관(86, 88)의 파이프 두께에 비해서 각 내관(87, 89)의 파이프 두께를 얇게 형성한다.
즉, 요소 혼합관(39) 내의 배기가스가 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 접촉하는 일 없이 SCR 입구관(36)으로 이동하도록 구성함으로써, 예를 들면 방열되기 쉬운 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉했을 경우, 배기가스의 온도가 저하하여 배기가스 중의 요소 성분이 결정화되어서 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 부착되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되어, 배기가스의 이동을 저해하는 문제가 발생하기 쉬워진다. 이것에 대해서, 도 42에 나타나 있는 바와 같이, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 각 협지 편부(86c, 87c, 88c, 89c)에 의해 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 각 협지 편부(87c, 89c)에 의해 저지할 수 있어서, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 42에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부(86c, 87c)를 형성함과 아울러, 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그들의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부(88c, 89c)를 형성하고 있다. 따라서, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87), 및 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)을 각 협지 편부(86c, 87c, 88c, 89c)를 통해서 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)에 의해 협지 고정할 수 있고, 이중관 구조에 의해 단열성(보온성)이 향상된 SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을, 예를 들면 용접 가공 시간 등을 삭감한 접속 구조에 의해 용이하게 연결할 수 있다.
이어서, 도 43에 나타내는 제 14 실시형태를 참조하여 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 구조를 설명한다. 도 43에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결하는 파이프 브래킷(40)은 SCR 입구관(36)의 배기가스 입구측에 배치하는 입구측 플랜지체(92)와, 요소 혼합관(39)의 배기가스 출구측에 배치하는 출구측 플랜지체(93)를 갖는다. 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 내관(87)의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부리고, 그것의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부(87c)를 형성함과 아울러, 마찬가지로 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부리고, 그것의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부(89c)를 형성한다.
추가하여, 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)의 배기가스 입구측 단부를 내측을 향해서 구부리고, 그것의 배기가스 입구측 단부에 링형상의 접촉 편부(86d)를 형성함과 아울러, 마찬가지로 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 배기가스 출구측 단부를 내측을 향해서 구부리고, 그것의 배기가스 출구측 단부에 링형상의 접촉 편부(88d)를 형성한다. 상기 각 외관(86, 88)의 접촉 편부(86d, 88d)의 단면을 상기 각 내관(87, 89)의 외주면에 접촉시킴과 아울러, SCR 입구관(36)의 외관(86)에 입구측 플랜지체(92)를 용접 고정하고, 요소 혼합관(39)의 외관(88)에 출구측 플랜지체(93)를 용접 고정한다.
그리고, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)에 의해 각 협지 편부 (87c, 89c)와 개스킷(90)을 끼우고, 볼트(94) 및 너트(95)에 의해 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)를 체결 고정하고, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93) 사이에 각 협지 편부(87c, 89c)와 개스킷(90)을 협지 고정하고, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)을 연결한다. 또한, SCR 입구관(36)의 외관(86)과 요소 혼합관(39)의 외관(88)을 동일 지름의 파이프로 형성함과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)과 요소 혼합관(39)의 내관(89)도 동일 지름의 파이프로 형성한다. 각 외관(86, 88)의 파이프 두께에 비해서 각 내관(87, 89)의 파이프 두께를 얇게 형성한다.
즉, 요소 혼합관(39) 내의 배기가스가 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 접촉하는 일 없이 SCR 입구관(36)으로 이동하도록 구성함으로써, 예를 들면 방열되기 쉬운 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉했을 경우, 배기가스의 온도가 저하하여 배기가스 중의 요소 성분이 결정화되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 부착되고, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되어서, 배기가스의 이동을 저해하는 문제가 발생하기 쉬워진다. 이것에 대해서, 도 43에 나타나 있는 바와 같이, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 각 협지 편부(87c, 89c)에 의해 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 각 협지 편부(87c, 89c)에 의해 저지할 수 있어서, 입구측 플랜지체(92) 또는 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 42, 도 43에 나타나 있는 바와 같이, 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스로서의 제 2 케이스(29)를 구비하고, 플랜지체로서의 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)(파이프 브래킷(40))를 통해서 요소 혼합관(39)의 출구에 제 2 케이스(29)의 배기가스 입구관으로서의 SCR 입구관(36)을 접속하는 엔진 장치에 있어서, 이중관 구조의 SCR 입구관(36)의 외관(86)과 내관(87)의 배기가스 입구측 단부에 이중관 구조의 요소 혼합관(39)의 외관(88)과 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 접속시킴과 아울러, SCR 입구관(36)의 내관(87)의 배기가스 입구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그 배기가스 입구측 단부에 링형상의 협지 편부(87c)를 형성함과 아울러, 요소 혼합관(39)의 내관(89)의 배기가스 출구측 단부를 외측을 향해서 구부려서 그 배기가스 출구측 단부에 링형상의 협지 편부(89c)를 형성하고 있다. 따라서, 요소 혼합관(39)의 내관(89)(SCR 입구관(36)의 내관(87))의 외주측에 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)를 배치할 수 있고, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)의 내공면을 각 협지 편부(87c, 89c)로 차폐함으로써, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 배기가스가 접촉하는 것을 각 협지 편부(87c, 89c)에 의해 저지할 수 있어서, 입구측 플랜지체(92)와 출구측 플랜지체(93)의 내공면에 요소 성분의 결정괴가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 43에 나타나 있는 바와 같이, SCR 입구관(36)의 외관(86)의 배기가스 입구측 단부 또는 상기 요소 혼합관(39)의 외관(88)의 배기가스 출구측 단부를 내측을 향해서 구부려서 접촉 편부(86d) 또는 접촉 편부(88d)를 형성하고, 각각의 내관(87, 89)의 외주면에 접촉 편부(86d) 단부 또는 접촉 편부(88d) 단부를 접촉시키고 있다. 따라서, 상기 각 외관(86, 88)의 접촉 편부(86d, 88d) 단부에 의해 상기 각 내관(87, 89)을 각각 위치 결정하여 연결할 수 있고, 상기 각 외관(86, 88)과 상기 각 내관(87, 89)의 간격을 소정 치수로 간단하게 유지할 수 있어서, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 작업성을 향상할 수 있는 것이면서, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결부의 강도를 용이하게 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 44, 도 45를 참조하여 제 15 실시형태에 있어서의 요소 혼합관(39)부의 구조를 설명한다. 제 15 실시형태에 있어서, 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조나, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)의 연결 구조는 제 15 실시형태의 제 1 케이스(28) 및 제 2 케이스(29)의 배치 구조, SCR 입구관(36)과 요소 혼합관(39)과의 연결 구조와 같다.
도 44, 도 45에 나타나 있는 바와 같이, 요소 혼합관(39)은 주름 상자 형상 연결 파이프(41)에 접속시키는 엘보관부(39a)와, 파이프 브래킷(40)을 통해서 SCR 입구관(36)에 접속시키는 장척의 원통 형상의 직관부(39b)를 갖는다. 엘보관부(39a)와 직관부(39b)가 접합하는 부근의 엘보관부(39a)에 분사 대좌(77)를 용접 고정하고, 엘보관부(39a)측으로부터 직관부(39b)의 내공을 향해서 요소수 분사 노즐(76)을 개구시킨다.
또한, 도 44, 도 45에 나타나 있는 바와 같이, 원통 형상의 직관부(39b)의 원통 축심선(111)(직관부(39b) 내의 배기가스 흐름 방향)에 대해서, 요소수 분사 노즐(76)의 요소수 분사 방향(112)을 엘보관부(39a)의 배기가스 하류측으로 소정 경사 각도(113)(약 2∼20도, 예를 들면 약 12도, 약 8도, 약 4도 등)만큼 경사시키고, 직관부(39b)의 중심축선(원통 축심선(111))에 대해서 엘보관부(39a)의 굽힘 내측 근처를 향해서 요소수 분사 노즐(76)로부터 요소수를 분사한다. 추가하여, 직관부(39b)의 원통 축심선(111)(중심축선)보다 굽힘 외측 근처로 일정 위치 어긋남 치수(115)만큼 변위시킨 위치에 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 배치함과 아울러, 엘보관부(39a)의 굽힘 외측에 요소수 분사 노즐(76)을 배치하고, 엘보관부(39a)의 굽힘 내측과 직관부(39b)의 시단측의 경계 부근의 내벽면(114a) 중 직관부(39b)측의 내벽면(114a)을 향해서 요소수를 분사 가능하게 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 형성하고 있다.
즉, 직관부(39b)의 내벽면(114) 중 엘보관부(39a)의 만곡 내경측의 내벽면(114a)측을 향해서 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)로부터 요소수가 분사된다. 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)로부터 분사된 요소수는 엘보관부(39a)로부터 직관부(39b)로 이동하는 배기가스의 배출 압력에 의해 직관부(39b)의 내벽면(114) 중 엘보관부(39a)의 만곡 외경측의 내벽면(114b)측을 향해서 원통 축심선(111)으로 확산되는 것이며, 제 2 케이스(29)로 송급되는 배기가스 중에 요소수의 가수분해에 의해 암모니아로서 혼합된다.
또한, 직관부(39b)의 원통 축심선(111)에 대한 요소수 분사 노즐(76)의 경사 각도(113)(요소수 분사 방향(112))는 엘보관부(39a) 및 직관부(39b)의 내경, 또는 표준 작업(디젤 엔진(1)의 정격 회전에 있어서의 운전)에서의 배기가스의 유속 등에 기초해서 결정된다. 예를 들면, 경사각도(113)가 과대할 경우에는, 엘보관부(39a)의 만곡 내경측의 내벽면(114a)에 요소수가 부착되어 만곡 내경측의 내벽면(114a)부에 있어서 요소가 결정화되기 쉬운 문제가 있다. 또한, 경사 각도(113)가 과소할 경우에는, 엘보관부(39a)의 만곡 외경측의 내벽면(114b)에 요소수가 부착되어 만곡 외경측의 내벽면(114b)부에 있어서 요소가 결정화되기 쉬운 문제가 있다.
이어서, 도 46, 도 47을 참조하여 제 16 실시형태를 나타내는 요소 혼합관(39)부의 구조를 설명한다. 도 45에 나타내는 제 15 실시예에서는 엘보관부(39a)의 만곡 외경측의 내주면에 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)가 배치되어 있었다. 이것에 대해서, 도 46, 도 47에 나타나 있는 바와 같이, 제 16 실시예에서는 엘보관부(39a)의 굽힘 외측(만곡 외경측)의 내주면 중 직관부(39b)의 원통 축심선(111)(중심축선)보다 굽힘 외측 근처의 내주면(만곡 외경측의 내주면) 위치에 만곡 외경측의 후퇴면(114c)을 형성하고, 그 후퇴면(114c)에 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 배치하여, 분출구(76a) 부근의 배기가스 압력을 저감시키도록 구성 하고 있다. 또한, 상기 후퇴면(114c)에 분사 대좌(77)를 고정해서 요소수 분사 노즐(76)을 부착하고, 엘보관부(39a)의 굽힘 내측과 직관부(39b)의 시단측의 경계 부근의 내벽면(114a) 중 직관부(39b)측의 내벽면(114a)을 향해서 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 개구하고 있다. 즉, 엘보관부(39a)에 형성한 만곡 외경측의 후퇴면(114c)에 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 지지하고, 엘보관부(39a) 내를 이동하는 배기가스 유동 압력이 분출구(76a)에 직접적으로 작용하는 것을 저감하고 있다.
도 44∼도 47에 나타나 있는 바와 같이, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중에 요소수를 분사하는 요소 혼합관(39)과, 디젤 엔진(1)의 배기가스 중의 질소산화물질을 제거하는 배기가스 정화 케이스로서의 제 2 케이스(29)를 구비하고, 요소 혼합관(39)은 디젤 엔진(1)으로부터 배기가스를 도입하는 엘보관부(39a)와, 제 2 케이스(29)에 배기가스를 도출하는 직관부(39b)를 갖는 엔진 장치에 있어서, 직관부(39b)의 원통 축심선(111)(중심축선)에 대해서 엘보관부(39a)의 굽힘 내측 근처를 향해서 요소수를 분사하는 요소수 분사 노즐(76)을 구비하고, 직관부(39b)의 원통 축심선(111)보다 굽힘 외측 근처로 변위시킨 위치에 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 배치하고 있다. 따라서, 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)로부터의 요소수 비산 방향과 직관부(39b)의 원통 축심선(111)을 용이하게 일치시킬 수 있어서, 엘보관부(39a) 또는 직관부(39b)의 내주면에 부착되는 요소수량을 저감할 수 있다. 예를 들면, 직관부(39b)의 원통 축심선(111)보다 굽힘 외측 근처에 일정 위치 어긋남 치수(115)만큼 변위시킨 위치에 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 개구시켰기 때문에, 엔진(1)의 회전 저하 등에 따라 배기가스의 유속이 저하했을 경우에 있어서도 엘보관부(39a)의 굽힘 내측 근처로 분사되는 요소수량 등을 저감할 수 있어서, 엘보관부(39a) 또는 직관부(39b)의 내주면에 요소수가 부착되는 것을 억제할 수 있다.
도 44∼도 47에 나타나 있는 바와 같이, 엘보관부(39a)의 굽힘 외측에 요소수 분사 노즐(76)을 배치하고, 엘보관부(39a)의 굽힘 내측과 직관부(39b)의 시단측의 경계 부근을 향해서 요소수를 분사 가능하게 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 형성하고 있다. 따라서, 배기가스의 유속 또는 유량 등이 변동해도 직관부(39b)의 중심축선(원통 축심선(111))의 대략 일정 위치에 요소수 분사위치를 유지할 수 있어서, 요소 결정괴의 형성 등을 용이하게 방지할 수 있다.
도 46, 도 47에 나타나 있는 바와 같이, 엘보관부(39a)의 굽힘 외측의 내주면 중 직관부(39b)의 중심축선(원통 축심선(111))보다 굽힘 외측 근처의 내주면 위치에 만곡 외경측의 후퇴면(114c)을 형성하고, 후퇴면(114c)에 상기 요소수 분사 노즐(76)의 분출구(76a)를 지지하고 있다. 따라서, 엘보관부(39a)의 굽힘 반경을 작게 해서 직관부(39b)를 컴팩트하게 형성할 수 있는 것이면서, 요소수 분사 노즐(76)의 지지부(분출구(76a) 부근)에 부착되는 요소수량을 저감할 수 있어서, 요소수 분사 노즐(76) 지지부에서의 요소 결정괴의 형성 등을 용이하게 방지할 수 있다.
1: 디젤 엔진 29: 제 2 케이스(배기가스 정화 케이스)
36: SCR 입구관(배기가스 입구관) 39: 요소 혼합관
39a: 엘보관부 39b: 직관부
40: 파이프 브래킷(플랜지체) 76: 요소수 분사 노즐
76a: 분출구 84: 박판 지지체
85: 단열성 지지체 86 : CR 입구관의 외관
87: SCR 입구관의 내관 88: 요소 혼합관의 외관
88a: 볼록 링형상 돌기형 지지체 89: 요소 혼합관의 내관
89a: 내관의 끼워맞춤 소경부 90: 끼워맞춤 소경관
92: 입구측 플랜지(플랜지체) 93: 출구측 플랜지(플랜지체)
111: 직관부의 원통 축심선(중심축선)
114c: 만곡 외경측의 후퇴면

Claims (1)

  1. 발명의 설명에 기재된 것을 특징으로 하는 엔진 장치.
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