JP5551497B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
まずはじめに、排気ガス浄化装置の概略構造について説明する。図1、図6及び図13に示す如く、排気ガス浄化装置としての連続再生式のディーゼルパティキュレートフィルタ1(以下、DPF1という)を備える。DPF1によって、ディーゼルエンジン70から排出される排気ガス中の粒子状物質(PM)の除去に加え、ディーゼルエンジン70の排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を低減するように構成している。DPF1は、排気ガス中の粒子状物質(PM)等を捕集するためのものである。平面視でディーゼルエンジン70の出力軸(クランク軸)と交差する左右方向に長く延びた略円筒形状にDPF1を構成している。ディーゼルエンジン70のフライホイールハウジング78上にDPF1を配置する。DPF1の左右(排気ガス移動方向一端側と同他端側)には、排気ガス入口管16(排気ガス取入れ側)と、排気ガス出口管34(排気ガス排出側)とが、ディーゼルエンジン70の左右に振り分けて設けられている。DPF1の排気ガス取入れ側である排気ガス入口管16は、ディーゼルエンジン70の排気マニホールド71に着脱可能にボルト締結されている。DPF1の排気ガス排出側である排気ガス出口管34にエキゾーストパイプ48を接続させる。
図1及び図9を参照して、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化する排気ガス浄化体(フィルタ)の一例であるディーゼル酸化触媒2を組付ける構造を説明する。ディーゼル酸化触媒2は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒内側ケース4内に設けられている。触媒内側ケース4は、耐熱金属材料製で略円筒型の触媒外側ケース5内に設けられている。すなわち、ディーゼル酸化触媒2の外側に、セラミックファイバー製でマット状の触媒断熱材6を介して、触媒内側ケース4を被嵌させている。ディーゼル酸化触媒2と触媒内側ケース4の間に触媒断熱材6を圧入することによって、ディーゼル酸化触媒2が保護されている。
図1及び図9を参照して、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化する排気ガス浄化体(フィルタ)の一例であるスートフィルタ3を組付ける構造を説明する。スートフィルタ3は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ内側ケース20内に設ける。フィルタ内側ケース20は、耐熱金属材料製で略円筒型のフィルタ外側ケース21内に設ける。すなわち、スートフィルタ3の外側に、セラミックファイバー製でマット状のフィルタ断熱材22を介して、フィルタ内側ケース20を被嵌させている。フィルタ外側ケース21は、触媒外側ケース5と共に、前述したDPFケーシング60を構成する要素の1つである。なお、スートフィルタ3とフィルタ内側ケース20との間にフィルタ断熱材22を圧入することによって、スートフィルタ3が保護されている。
次に、図1、図8及び図9等を参照しながら、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガス音を減衰させる消音器30の構造について説明する。図1、図8及び図9に示す如く、消音器30は、耐熱金属材料製で略円筒形の消音内側ケース31と、耐熱金属材料製で略円筒形の消音外側ケース32と、消音外側ケース32の下流側の側端部に溶接にて固着した円板状の側蓋体33とを有する。消音外側ケース32内に消音内側ケース31を設ける。消音外側ケース32は、触媒外側ケース5及びフィルタ外側ケース21と共に、前述したDPFケーシング60を構成する。なお、円筒形の消音外側ケース32の直径は、円筒形の触媒外側ケース5の直径や、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径と略同一寸法である。
次に、図1及び図7〜図10を参照しながら、隣り合う外側ケース5,21,32同士の連結構造を説明する。図1及び図7〜図10に示す如く、厚板状の中央挟持フランジ51(52)は、触媒外側ケース5(フィルタ外側ケース21)の周方向に複数(実施形態では2つ)に分割された半円弧体51a,51b(52a,52b)にて構成されている。各半円弧体51a,51b(52a,52b)は円弧状(略半円状の馬蹄形)に形成されている。触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21を連結した状態では、各半円弧体51a,51b(52a,52b)の端部同士が円周方向に沿って突き合わさる(当接する)。すなわち、各半円弧体51a,51b(52a,52b)によって、触媒外側ケース5(フィルタ外側ケース21)の外周側が環状に囲われることになる。
次に、図11(a)(b)を参照しながら、各接合フランジ25,26,40の詳細構造について説明する。各接合フランジ25,26,40はいずれも基本的に同じ構造であるから、触媒内側ケース4と触媒外側ケース5とに溶接固定される触媒側接合フランジ25を代表例として説明する。図11(a)(b)に示す如く、触媒側接合フランジ25の折り曲げ角部に階段状の段部25aが形成されている。当該段部25aに触媒外側ケース5の排気下流側の端部を被嵌させ、触媒外側ケース5の排気下流側の端部に段部25aを溶接固定させている。
次に、図1、図12及び図15を参照しながら、DPF1に付設する上流側ガス温度センサ109(下流側ガス温度センサ112)について説明する。隣り合う内側ケース4,20同士のうち半径方向外側にあるものの外周面には、排気ガスセンサの一例であるガス温度センサ109(112)支持用のセンサボス体110が設けられている。実施形態では、触媒内側ケース4(より具体的には遮熱ケース190)の外周面のうち触媒下流側空間29に対応する部位に、円筒状のセンサボス体110の一端側が溶接固定されている。触媒外側ケース5に形成されたボス体貫通孔5aから、該触媒外側ケース5の外側に向けた放射方向(半径方向外側)に、センサボス体110の他端側を延長させる。センサボス体110の他端側にセンサ取付けボルト111を螺着する。例えばサーミスタ形の上流側ガス温度センサ109をセンサ取付けボルト111に貫通させ、センサボス体110にセンサ取付けボルト111を介して上流側ガス温度センサ109を支持させる。触媒下流側空間29内に上流側ガス温度センサ109の検出部分を突入させる。
次に、図13及び14を参照しながら、DPF1に付設する差圧センサ63について説明する。排気ガスセンサの一例である差圧センサ63は、DPF1内においてスートフィルタ3を挟んだ上下流側間の排気ガスの圧力差を検出するためのものである。当該圧力差に基づいてスートフィルタ3の粒子状物質の堆積量が換算され、DPF1内の詰り状態を把握できるように構成している。すなわち、差圧センサ63にて検出された排気ガスの圧力差に基づき、例えば図示しないアクセル制御手段又は吸気スロットル制御手段等を作動させることによって、スートフィルタ3の再生制御を自動的に実行できるように構成されている。
上記の記載並びに図1、図9、図12から明らかなように、エンジン70が排出した排気ガスを浄化する2つのガス浄化体2,3と、前記各ガス浄化体2,3を内蔵した内側ケース4,20と、前記各内側ケース4,20を内蔵した外側ケース5,21とを備えており、前記各外側ケース5,21が排気ガス移動方向に並べて連結されている排気ガス浄化装置1であって、隣り合う前記内側ケース4,20同士は他方を一方に挿入した二重構造になっており、前記一方の内側ケース4(20)の内側面と前記他方の内側ケース20(4)の外側面との間に遊嵌用隙間23が空いているから、前記一方の内側ケース4(20)から前記他方の内側ケース20(4)を分離させることによって、前記他方の内側ケース20(4)内にある前記ガス浄化体3(2)を外部に大きく露出させることができる。このため、前記各外側ケース5,21を分離させて実行するメンテナンス作業(前記各ガス浄化体2,3の掃除等)の作業性を向上できるという効果を奏する。また、前記両内側ケース4,20の間にある前記遊嵌用隙間23の存在によって、前記両内側ケース4,20同士を手軽に着脱できる。すなわち、例えば排気ガス漏れ防止のために両内側ケースを密嵌させるという従来の構成では、前記両内側ケース同士が錆等に起因して一体化し簡単に分離できなくなる。これに比べて実施形態では、前記両内側ケース4,20の分離が至極簡単であり、この点でも、前記各ガス浄化体2,3のメンテナンス性や交換作業性を向上できるという利点がある。
2 ディーゼル酸化触媒(ガス浄化体)
3 スートフィルタ(ガス浄化体)
4 触媒内側ケース
5 触媒外側ケース
5a,21a ボス体貫通孔
20 フィルタ内側ケース
21 フィルタ外側ケース
25 触媒側接合フランジ
63 差圧センサ(排気ガスセンサ)
70 ディーゼルエンジン
109,112 ガス温度センサ(排気ガスセンサ)
110,113 センサボス体
Claims (5)
- エンジンが排出した排気ガスを浄化する2つのガス浄化体と、前記各ガス浄化体を内蔵した内側ケースと、前記各内側ケースを内蔵した外側ケースとを備えており、前記各外側ケースが排気ガス移動方向に並べて連結されている排気ガス浄化装置であって、
隣り合う前記内側ケース同士は他方を一方に挿入した二重構造になっており、前記一方の内側ケースの内側面と前記他方の内側ケースの外側面との間に遊嵌用隙間が空いている、
排気ガス浄化装置。 - 前記内側ケースの外側面には、半径方向外向きに張り出した接合フランジが設けられており、前記接合フランジに形成された段部に、前記外側ケースにおける排気ガス移動方向の一端部を固着させており、隣り合う前記接合フランジ同士を重ね合わせて着脱可能に連結している、
請求項1に記載した排気ガス浄化装置。 - 前記接合フランジの存在によって、前記外側ケースに前記内側ケースを直接的に接触しない状態で支持させている、
請求項2に記載した排気ガス浄化装置。 - 隣り合う前記内側ケース同士のうち一方の外側面に、排気ガスセンサ支持用のセンサボス体が設けられており、前記センサボス体は、前記外側ケースに形成されたボス体貫通孔から半径方向外向きに突出しており、前記一方の内側ケースの外側面には、前記センサボス体を囲い且つ前記ボス体貫通孔を塞ぐカラーが固着されている、
請求項1〜3のうちいずれかに記載した排気ガス浄化装置。 - 前記排気ガスセンサとしての差圧センサの配管が前記センサボス体に接続されており、前記配管を前記外側ケースの外側面に沿わせている、
請求項4に記載した排気ガス浄化装置。
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