エンジン装置
【課題】エンジン70の構成部品の一つとして、エンジン70に排気ガス浄化装置1を高剛性に配置できるようにしたエンジン装置を提供する。
【解決手段】本願発明のエンジン装置は、排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2を収容する触媒ケース5と、スートフィルタ3を収容するフィルタケース21とを有する排気ガス浄化装置1を、エンジン70に組み付けている。触媒ケース5とフィルタケース21とをフランジ体25,26によって連結する。排気ガス浄化装置1をエンジン70のフライホイールハウジング78に支持させるにあたって、触媒ケース5の外周面に支持脚体19の一端側を固定し、フライホイールハウジング78の上面に前記支持脚体19の他端側を締結する。
【解決手段】本願発明のエンジン装置は、排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2を収容する触媒ケース5と、スートフィルタ3を収容するフィルタケース21とを有する排気ガス浄化装置1を、エンジン70に組み付けている。触媒ケース5とフィルタケース21とをフランジ体25,26によって連結する。排気ガス浄化装置1をエンジン70のフライホイールハウジング78に支持させるにあたって、触媒ケース5の外周面に支持脚体19の一端側を固定し、フライホイールハウジング78の上面に前記支持脚体19の他端側を締結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、例えばバックホウ、フォークリフト又はトラクタのような作業機械に用いられるエンジン装置に係り、より詳しくは、エンジンに対する排気ガス浄化装置の取り付け構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ディーゼルエンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置(後処理装置)として、ディーゼルパティキュレートフィルタ(又はNOx触媒)等を設け、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスを、ディーゼルパティキュレートフィルタ(又はNOx触媒)等にて浄化処理するようにした技術が知られている(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。また、ケーシング(外側ケース)内にフィルタケース(内側ケース)を設け、フィルタケース内にパティキュレートフィルタを配置する技術も公知である(特許文献4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−145430号公報
【特許文献2】特開2003−27922号公報
【特許文献3】特開2008−82201号公報
【特許文献4】特開2001−173429号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ディーゼルエンジンは汎用性が広く、農作業機、建設機械、船舶といった様々な分野で用いられる。ディーゼルエンジンの搭載スペースは、搭載される機械によって様々であるが、近年は、軽量化・コンパクト化の要請で、搭載スペースに制約がある(狭い)ことが多い。しかも、前述の排気ガス浄化装置においては、これを通過する排気ガスの温度が高温(例えば300℃以上)であるのが機能的に望ましいとされている。このため、ディーゼルエンジンに排気ガス浄化装置を取り付けたいという要請がある。
【0005】
しかし、ディーゼルエンジンに排気ガス浄化装置を取り付ける場合は、駆動によるエンジン振動が排気ガス浄化装置に直接伝わり易いことや、ディーゼルエンジンに設けられた冷却ファンからの冷却風が排気ガス浄化装置に直接吹き付けると、排気ガス浄化装置、ひいては排気ガス温度を下げるおそれがあることが問題となる。
【0006】
そこで、本願発明は、このような要請に応えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するため、請求項1の発明は、排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒及びスートフィルタと、前記ディーゼル酸化触媒を収容する触媒ケースと、前記スートフィルタを収容するフィルタケースとを有する排気ガス浄化装置を、エンジンに組み付けているエンジン装置において、前記触媒ケースと前記フィルタケースとをフランジ体によって連結し、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンのフライホイールハウジングに支持させるにあたって、前記触媒ケースの外周面に支持脚体の一端側を固定し、前記フライホイールハウジングの上面に前記支持脚体の他端側を締結しているというものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載したエンジン装置において、前記触媒ケース及び前記フィルタケースの内部であって前記ディーゼル酸化触媒と前記スートフィルタとの間に、センサ取付け空間を形成し、前記触媒ケース及び前記フィルタケースにおいて前記センサ取付け空間と対応する箇所に、センサ支持体を設けているというものである。
【発明の効果】
【0009】
本願発明によると、排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒及びスートフィルタと、前記ディーゼル酸化触媒を収容する触媒ケースと、前記スートフィルタを収容するフィルタケースとを有する排気ガス浄化装置を、エンジンに組み付けているエンジン装置において、前記触媒ケースと前記フィルタケースとをフランジ体によって連結し、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンのフライホイールハウジングに支持させるにあたって、前記触媒ケースの外周面に支持脚体の一端側を固定し、前記フライホイールハウジングの上面に前記支持脚体の他端側を締結しているから、前記エンジンの高剛性部品である前記フライホイールハウジングを用いて、前記排気ガス浄化装置を高剛性に支持できる。従って、前記エンジンの振動等による前記排気ガス浄化装置の劣化・損傷を防止して、前記排気ガス浄化装置の耐久性向上を図れる。また、前記フライホイールハウジングに前記支持脚体の他端側を締結するだけで、前記エンジンに前記排気ガス浄化装置を強固に装着できる。
【0010】
請求項2の発明によると、前記触媒ケース及び前記フィルタケースの内部であって前記ディーゼル酸化触媒と前記スートフィルタとの間に、センサ取付け空間を形成し、前記触媒ケース及び前記フィルタケースにおいて前記センサ取付け空間と対応する箇所に、センサ支持体を設けているから、前記触媒ケースや前記フィルタケース等の剛性の向上や軽量化を図りながら、前記ディーゼル酸化触媒や前記スートフィルタの間の位置(接続境界位置)に前記センサ支持体をコンパクトに設置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態に係る排気ガス浄化装置の正面視断面図である。
【図2】同外観底面図である。
【図3】同排気ガス流入側から見た左側面図である。
【図4】同排気ガス排出側から見た右側断面図である。
【図5】図1の正面視分解断面図である。
【図6】同排気ガス排出側の正面視拡大断面図である。
【図7】同排気ガス排出側の側面視拡大断面図である。
【図8】同排気ガス流入側の拡大底面図である。
【図9】同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図10】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図11】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図12】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図13】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図14】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図15】ディーゼルエンジンの左側面図である。
【図16】ディーゼルエンジンの平面図である。
【図17】ディーゼルエンジンの正面図である。
【図18】ディーゼルエンジンの背面図である。
【図19】バックホウの側面図である。
【図20】バックホウの平面図である。
【図21】フォークリフトカーの側面図である。
【図22】フォークリフトカーの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、排気ガス流入側を単に左側と称し、同じく排気ガス排出側を単に右側と称する。
【0013】
まず、図1乃至図9を参照しながら、排気ガス浄化装置の全体構造について説明する。図1乃至図5に示す如く、本実施形態の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、DPFという)を設けている。DPF1は、排気ガス中の粒子状物質(PM)等を物理的に捕集するためのものである。DPF1は、二酸化窒素(NO2)を生成する白金等のディーゼル酸化触媒2と、捕集した粒子状物質(PM)を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ3とを、排気ガスの移動方向(図1の左側から右側方向)に直列に並べた構造になっている。DPF1は、スートフィルタ3が連続的に再生されるように構成している。DPF1によって、排気ガス中の粒子状物質(PM)の除去に加え、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を低減できる。
【0014】
図1及び図5を参照して、ディーゼル酸化触媒2の取付け構造を説明する。図1及び図5に示す如く、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒内側ケース4に内設させている。触媒内側ケース4は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒外側ケース5に内設させている。即ち、ディーゼル酸化触媒2の外側にマット状のセラミックファイバー製触媒断熱材6を介して触媒内側ケース4を被嵌させている。また、触媒内側ケース4の外側に端面I字状の薄板製支持体7を介して触媒外側ケース5を被嵌させている。なお、触媒断熱材6によってディーゼル酸化触媒2が保護される。触媒内側ケース4に伝わる触媒外側ケース5の応力(変形力)を薄板製支持体7にて低減させる。
【0015】
図1及び図5に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の左側端部に円板状の左側蓋体8を溶接にて固着している。左側蓋体8に座板体9を介してセンサ接続プラグ10を固着している。ディーゼル酸化触媒2の左側端面2aと左側蓋体8とをガス流入空間用一定距離L1だけ離間させて対向させる。ディーゼル酸化触媒2の左側端面2aと左側蓋体8との間に排気ガス流入空間11を形成している。なお、センサ接続プラグ10には、図示しない入口側排気ガス圧力センサや入口側排気ガス温度センサ等が接続される。
【0016】
図1、図5、図9に示す如く、排気ガス流入空間11が形成された触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の左側端部に楕円形状の排気ガス流入口12を開口させている。楕円形状の排気ガス流入口12は、排気ガス移動方向(前記ケース4,5の中心線方向)を短
尺直径とし、排気ガス移動方向(前記ケース4,5の円周方向)に直交する方向を長尺直径
に形成している。触媒内側ケース4の開口縁13と触媒外側ケース5の開口縁14の間に閉塞リング体15を挟持状に固着している。触媒内側ケース4の開口縁13と触媒外側ケース5の開口縁14の間の隙間が閉塞リング体15によって閉鎖される。触媒内側ケース4と触媒外側ケース5の間に排気ガスが流入するのを、閉塞リング体15によって防止している。
【0017】
図1、図3、図5、図8に示す如く、排気ガス流入口12が形成された触媒外側ケース5の外側面に排気ガス入口管16を配置している。排気ガス入口管16の小径側の真円形の開口端部16aに排気接続フランジ体17を溶接している。排気接続フランジ体17は、ボルト18を介して、後述するディーゼルエンジン70の排気マニホールド71に締結されている。排気ガス入口管16の大径側の真円形の開口端部16bは、触媒外側ケース5の外側面に溶接されている。排気ガス入口管16は、小径側の真円形の開口端部16aから大径側の真円形の開口端部16bに向けて末広がり形状(ラッパ状)に形成されている。
【0018】
図1、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の外側面のうち、触媒外側ケース5の開口縁14の左側端部の外側面に、大径側の真円形の開口端部16bの左側端部が溶接されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口12に対して、排気ガス入口管16(大径側の真円形の開口端部16b)が、排気ガス移動下流側(触媒外側ケース5の右側)にオフセットされて配置されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口12は、排気ガス入口管16(大径側の真円形の開口端部16b)に対して、排気ガス移動上流側(触媒外側ケース5の左側)にオフセットされて、触媒外側ケース5に形成されている。
【0019】
上記の構成により、エンジン70の排気ガスが、排気マニホールド71から排気ガス入口管16に入り込み、排気ガス入口管16から排気ガス流入口12を介して排気ガス流入空間11に入り込み、ディーゼル酸化触媒2にこの左側端面2aから供給される。ディーゼル酸化触媒2の酸化作用によって、二酸化窒素(NO2)が生成される。また、図2乃至図4に示す如く、触媒外側ケース5の外周面に支持脚体19を溶接している。エンジン70にDPF1を組付ける場合、後述するエンジン70のシリンダヘッド72等に、取付ブラケット19を介して、触媒外側ケース5を固着させる。
【0020】
図1及び図5を参照して、スートフィルタ3の取付け構造を説明する。図1及び図5に示す如く、エンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのスートフィルタ3は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ内側ケース20に内設させている。内側ケース4は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ外側ケース21に内設させている。即ち、スートフィルタ3の外側にマット状のセラミックファイバー製フィルタ断熱材22を介してフィルタ内側ケース20を被嵌させている。なお、フィルタ断熱材22によってスートフィルタ3が保護される。
【0021】
図1及び図5に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス移動下流側(右側)の端部に触媒側フランジ25を溶接する。フィルタ内側ケース20の排気ガス移動方向の中間と、フィルタ外側ケース21の排気ガス移動上流側(左側)の端部にフィルタ側フランジ26を溶接する。触媒側フランジ25と、フィルタ側フランジ26とを、ボルト27及びナット28によって着脱可能に締結している。なお、円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース5の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径寸法とが略同一寸法である。
【0022】
図1に示す如く、触媒側フランジ25とフィルタ側フランジ26を介して、触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21が連結された状態では、触媒内側ケース4の排気ガス移動下流側(右側)の端部に、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、センサ取付け用一定間隔L2だけ離間して対峙する。即ち、触媒内側ケース4の排気ガス移動下流側(右側)の端部と、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部との間に、センサ取付け空間29が形成される。センサ取付け空間29位置の触媒外側ケース5に、センサ接続プラグ50を固着している。センサ接続プラグ50には、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等が接続される。
【0023】
図5に示す如く、触媒内側ケース4の排気ガス移動方向の円筒長さL3よりも、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の円筒長さL4を長く形成している。フィルタ内側ケース20の排気ガス移動方向の円筒長さL5よりも、フィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の円筒長さL6を短く形成している。センサ取付け空間29の一定間隔L2と、触媒内側ケース4の円筒長さL3と、フィルタ内側ケース20の円筒長さL5とを加算した長さ(L2+L3+L5)が、触媒外側ケース5の円筒長さL4と、フィルタ外側ケース21の円筒長さL6とを加算した長さ(L4+L6)に略等しくなるように構成している。フィルタ外側ケース21の排気ガス移動上流側(左側)の端部から、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、それらの長さの差(L7=L5−L6)だけ突出する。即ち、触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21を連結した場合、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、オーバーラップ寸法L7だけ、触媒外側ケース5の排気ガス移動下流側(右側)に内挿される。
【0024】
上記の構成により、ディーゼル酸化触媒2の酸化作用によって生成された二酸化窒素(NO2)が、スートフィルタ3にこの左側端面3aから供給される。スートフィルタ3に捕集されたディーゼルエンジン70の排気ガス中の捕集粒状物質(PM)が、二酸化窒素(NO2)によって、比較的低温で連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン70の排気ガス中の粒状物質(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)が低減される。
【0025】
図1乃至図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20を内設させる触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3及び触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置に対して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結するフランジ体としての触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合部の間隔を縮小して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の連結長さを短縮できる。また、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置にガスセンサ等を簡単に配置できる。触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。
【0026】
図1乃至図5に示す如く、2種類のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を設ける構造であって、一方のスートフィルタ3を内設させるフィルタ内側ケース20に、他方のディーゼル酸化触媒2の触媒内側ケース4を内設させる触媒外側ケース5がオーバーラップするように構成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の排気ガス移動方向の長さを確保しながら、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できる。また、触媒外側ケース5がオーバーラップする触媒内側ケース4(他方のディーゼル酸化触媒2)が、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の分離(分解)によって、外部に大きく露出されるから、触媒内側ケース4(他方のディーゼル酸化触媒2)の露出範囲が多くなり、一方のスートフィルタ3のスート(すす)除去等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。
【0027】
図1乃至図5に示す如く、複数組のガス浄化フィルタとしてディーゼル酸化触媒2とスートフィルタ3とを設け、スートフィルタ3の外周側に触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の分離によって、スートフィルタ5の排気ガス入口側の内側ケース20端部を、外側ケース21の端面から大きく露出でき、スートフィルタ3や内側ケース20に付着した煤の除去等のメンテナンス作業を容易に実行できる。
【0028】
図1乃至図5に示す如く、2種類のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を設ける構造であって、一方のディーゼル酸化触媒2を内設させる触媒内側ケース4と、他方のスートフィルタ3を内設させるフィルタ内側ケース20との間に、センサ取付け空間29を形成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の連結長さを短縮して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図りながら、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置の前記センサ取付け空間29にガスセンサ等を簡単に配置できる。
【0029】
図1乃至図5に示す如く、フィルタ内側ケース20にオーバーラップさせる触媒外側ケース5にセンサ支持体としてのセンサ接続プラグ50を組付け、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置に、センサ接続プラグ50を介して、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等のガスセンサを配置させるように構成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図りながら、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置にセンサ接続プラグ50をコンパクトに設置できる。
【0030】
図1乃至図5、図8に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の一端側の周面に排気ガス流入口12を形成し、触媒外側ケース5の外周のうち前記排気ガス流入口12の外側に排気ガス入口管16を配置し、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口端面の面積よりも、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口端面の面積を大きく形成している。
【0031】
従って、ディーゼル酸化触媒2設置部寄りに排気ガス入口管を配置でき、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス上流側の触媒外側ケース5(ケーシング)の排気ガス移動方向の長さを簡単に短縮できる。即ち、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側の端面にディーゼル酸化触媒2の端面を簡単に接近させて配置できる。また、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口端面の面積よりも、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口端面の面積を大きく形成することによって、触媒外側ケース5の外周面に排気ガス入口管16を溶接でき、従来のような触媒外側ケース5と排気ガス入口管16の連結用の補強部材を設けることなく、触媒外側ケース5の排気ガス入口側における排気ガス入口管16の取付け強度を維持しながら、触媒外側ケース5や排気ガス入口管16における排気ガスの排気圧損失を低減できる。
【0032】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス入口の外周面に排気ガス入口管16の排気ガス出口側の端縁を固着し、触媒外側ケース5の排気ガス流入口12に対して、触媒外側ケース5の排気ガス下流側に排気ガス入口管16をオフセットさせるように構成している。従って、排気ガス入口管16の排気ガス下流側の開口縁よりも排気ガスの上流側にディーゼル酸化触媒2の排気ガス上流側端面を配置でき、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さのうち排気ガス上流側の長さを簡単に短縮できる。触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さをコンパクトに形成できる。即ち、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側の側端面から離反させて、排気ガス入口管16の排気ガス出口側を配置できる。触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0033】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向で、触媒外側ケース5及び触媒内側ケース4の排気ガス流入口12の開口寸法よりも、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口寸法を大きく形成している。従って、従来のような補強部材を設けることなく、触媒外側ケース5の排気ガス入口側における排気ガス入口管16の取付け強度を維持でき、排気ガス入口管16や触媒外側ケース5の排気ガス流入口12等の排気圧損失を低減できる。従来の補強部材を設けた構造に比べて、構成部品数を削減して低コストに構成できる。触媒外側ケース5の外形をコンパクトに形成でき、且つ軽量化等を簡単に図ることができるものでありながら、触媒外側ケース5や排気ガス入口管16等の排気ガス入口側を高剛性に構成できる。即ち、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側の側端面に近接させて、触媒外側ケース5及び触媒内側ケース4の排気ガス入口を形成できる。触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0034】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、排気ガス入口管16の排気ガス出口側のうち排気ガス移動下流側の端部よりも、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス移動上流側の端面が、触媒外側ケース5の排気ガス移動上流側に配置されるように構成している。したがって、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さのうち排気ガス上流側の長さを簡単に短縮でき、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さをコンパクトに形成できる。
【0035】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口縁のうち、排気ガス移動上流側の排気ガス流入口12の開口縁に、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の端部を連結させるように構成したものであるから、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さのうち排気ガス上流側の長さを簡単に短縮できるものでありながら、触媒外側ケース5や排気ガス入口管16における排気ガスの排気圧損失を低減できる。
【0036】
なお、上記のように、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとして、ディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3を設けたが、ディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3に代えて、尿素(還元剤)の添加にて発生したアンモニア(NH3)によってエンジン70の排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を還元するNOx選択還元触媒(NOx除去触媒)と、NOx選択還元触媒から排出される残留アンモニアを取り除くアンモニア除去触媒とを設けてもよい。
【0037】
上記のように、ガス浄化フィルタとして、触媒内側ケース4にNOx選択還元触媒(NOx除去触媒)を設け、フィルタ内側ケース20にアンモニア除去触媒を設けた場合、エンジンが排出した排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が還元され、無害な窒素ガス(N2)として排出できる。
【0038】
図1乃至図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20を内設させる触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20が触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21に連結され、外的な応力が付加される入口構成部品としての排気ガス入口管16及び支持体としての支持脚体19を触媒外側ケース5に配置している。
【0039】
したがって、触媒外側ケース5によって外的な応力を支持でき、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20に変形力として作用する外的な応力を低減できる。触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の二重構造によってディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の断熱性を向上させて、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の処理能力や再生能力を向上できるのに加えて、例えばエンジンからの振動の伝導や溶接加工の歪等によってディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の支持が不適正になるのを簡単に防止できる。
【0040】
図1乃至図5に示す如く、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21をフランジ体としての触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26にて連結している。したがって、排気ガス入口管16及び支持脚体19の構成や、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3間の排気ガスの移動等に考慮して、複数組の触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20や複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を機能的に構成できる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の処理能力や再生能力等を簡単に向上できる。
【0041】
図1乃至図5に示す如く、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20の排気ガスの移動方向の長さと、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガスの移動方向の長さを異ならせている。したがって、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合位置に対して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結するフランジ体をオフセットさせて配置できる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の取付け間隔を簡単に縮小又は拡大できる。
【0042】
図1乃至図5に示す如く、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合位置に対して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結する触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成し、一方のスートフィルタ3に対向したフィルタ内側ケース20に、他方のディーゼル酸化触媒2に対向した触媒外側ケース5がオーバーラップするように構成している。
【0043】
したがって、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間隔を縮小できるものでありながら、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間にセンサ等を簡単に配置できる。複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間隔を縮小して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できる。
【0044】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる。また、触媒外側ケース5の外側に排気ガス入口管16を配置し、排気ガス入口管16の排気ガス出口側に対向させて、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21に排気ガス流入口12を開口させ、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の上流側の触媒外側ケース5の端面とディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の端面との間に整流室としての排気ガス流入空間11を形成し、排気ガス入口管16に排気ガス流入口12を介して排気ガス流入空間11を連通させるように構成している。したがって、例えば、触媒内側ケース4内に、それの中心線に直交するせん断方向からディーゼルエンジン70の排気ガスを入れる構造において、排気ガス流入空間11内に排気ガス入口管16を挿入する必要がない。そのため、排気ガス入口管16を設ける触媒外側ケース5構造の構成部品点数を低減して低コストに構成でき、且つディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス上流側の触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを簡単に短縮できる。即ち、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス入口側と、それに対向した触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側端面との相対間隔を簡単に短縮できる。排気ガス移動上流側の触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5端面に近接させて、ディーゼル酸化触媒2を配置でき、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0045】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口寸法よりも、排気ガス移動方向に直交する方向の排気ガス流入口12の開口寸法を大きく形成したものであるから、触媒外側ケース5への排気ガス入口管16の取付け剛性を維持しながら、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0046】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向で、排気ガス入口管16の排気ガス出口の開口寸法よりも、排気ガス流入口12の開口寸法を小さく形成したものであるから、排気ガス流入空間11からディーゼル酸化触媒2の排気ガス入口側に排気ガスを均等に供給でき、ディーゼル酸化触媒2のガス浄化機能を維持しながら、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21をコンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0047】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、排気ガス流入口12の開口形状を、楕円形、長方形、長孔形、又はそれらの類似形いずれか一方の形状に形成し、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口寸法と、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口直径寸法とを略等しい寸法に形成したものであるから、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口面積よりも、排気ガス流入口12の開口面積を大きく形成できる。ディーゼル酸化触媒2の排気ガス移動方向に直交する方向に排気ガスを分散させながら、排気ガス流入口12から排気ガス流入空間11内に排気ガスを移動でき、ディーゼル酸化触媒2に対する排気ガスの偏流を低減できる。
【0048】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口寸法と、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口直径寸法とを略等しい寸法に形成し、排気ガス移動方向に直交する方向の排気ガス流入口12の開口寸法と、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口直径寸法とを略等しい寸法に形成し、排気ガス流入口12の開口縁のうち、排気ガス移動上流側の排気ガス流入口12の開口縁に、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の端部を連結させるように構成している。したがって、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス移動方向に直交する方向に排気ガスを分散させ、排気ガス流入口12からディーゼル酸化触媒2の排気ガス入口側に排気ガスを均等に移動できる。ディーゼル酸化触媒2に対する排気ガスの偏流を低減でき、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス浄化能力を向上できる。
【0049】
図1乃至図3、及び図5乃至図7を参照して、消音器30の取付け構造を説明する。図1乃至図3、図5に示す如く、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は、耐熱金属材料製の略筒型の消音内側ケース31と、耐熱金属材料製の略筒型の消音外側ケース32と、消音内側ケース31及び消音外側ケース32の右側端部に溶接にて固着した円板状の右側蓋体33とを有する。消音外側ケース32に消音内側ケース31を内設させている。なお、円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース31とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース5の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径寸法と、円筒形の消音外側ケース32とが略同一寸法である。
【0050】
図4乃至図7に示す如く、消音内側ケース31及び消音外側ケース32に排気ガス出口管34を貫通させている。排気ガス出口管34の一端側が出口蓋体35によって閉塞されている。消音内側ケース31の内部における排気ガス出口管34の全体に多数の排気孔36が開設されている。消音内側ケース31の内部が、多数の排気孔36を介して、排気ガス出口管34に連通されている。図示しない消音器やテールパイプが排気ガス出口管34の他端側に接続される。
【0051】
図6、図7に示す如く、消音内側ケース31には、多数の消音孔37が開設されている。消音内側ケース31の内部が、多数の消音孔37を介して、消音内側ケース31と消音外側ケース32との間に連通されている。消音内側ケース31と消音外側ケース32との間の空間は、右側蓋体33と薄板製支持体38によって閉塞されている。消音内側ケース31と消音外側ケース32との間にセラミックファイバー製消音材39が充填されている。消音内側ケース31の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、薄板製支持体38を介して、消音外側ケース32の排気ガス移動上流側(左側)の端部に連結されている。
【0052】
上記の構成により、消音内側ケース31内から排気ガス出口管34を介して排気ガスが排出される。また、消音内側ケース31の内部において、多数の消音孔37から消音材39に排気ガス音(主に高周波帯の音)が吸音される。排気ガス出口管34の出口側から排出される排気ガスの騒音が減衰される。
【0053】
図1及び図5に示す如く、フィルタ内側ケース20とフィルタ外側ケース21の排気ガス移動下流側(右側)の端部にフィルタ側出口フランジ40を溶接する。消音外側ケース32の排気ガス移動上流側(左側)の端部に、消音側フランジ41を溶接する。フィルタ側出口フランジ40と、消音側フランジ41とを、ボルト42及びナット43によって着脱可能に締結している。なお、フィルタ内側ケース20とフィルタ外側ケース21にセンサ接続プラグ44を固着している。センサ接続プラグ44には、図示しない出口側排気ガス圧力センサや出口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等が接続される。
【0054】
図1、図2、図5乃至図7に示すごとく、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスの排気音を減衰させる排気音減衰体としての消音材39を備え、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に消音材39を配置したものであるから、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス浄化機能を維持しながら、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の構造を変更することなく、排気ガスの消音機能を簡単に付加できる。例えば、前記外側ケースにテールパイプを直接連結させる排気構造や、既設の消音器の消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。また、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。例えばパンチ孔と繊維状マット等にて形成する消音構造(消音材39)を簡単に設置できる。
【0055】
図5乃至図7に示すごとく、消音材39を有する消音器30を備え、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に消音器30を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、消音器30の着脱によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。
【0056】
図5乃至図7に示すごとく、消音材39を有する消音器30を備え、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21及び消音器30を略同一外径寸法の円筒形状にそれぞれ形成し、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部にリング形状のフランジ体としてのフィルタ側出口フランジ40を設け、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に、フィルタ側出口フランジ40を介して、消音材39を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、略同一外径寸法の消音器30がフィルタ側出口フランジ40によってフィルタ外側ケース21に連結されることによって、排気ガスの移動方向に触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の取付け寸法を長くするだけで、消音器30をコンパクトに組込むことができる。例えば、ディーゼルエンジン70の排気ガス排出部の側面に接近させて触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21を簡単に設置できる。また、排気ガスの温度維持によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3のガス浄化機能を向上させながら、消音材39の設置によって排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。
【0057】
図5乃至図7に示すごとく、消音材39が内蔵されたサイレンサケーシングとしての消音内側ケース31及び消音外側ケース32と、一端側を閉塞し且つ他端側をテールパイプ(図示省略)に連通させる排気ガス出口管34とを備え、消音内側ケース31及び消音外側ケース32に排気ガス出口管34の排気孔36形成部を貫通させ、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に、フィルタ側出口フランジ40を介して、消音内側ケース31及び消音外側ケース32を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、消音内側ケース31及び消音外側ケース32の着脱によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。例えば、消音内側ケース31及び消音外側ケース32とは別に消音器(図示省略)を設置することによって、排気ガスの消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。一方、消音材39が内蔵されていない消音内側ケース31及び消音外側ケース32の配置によって、フィルタ外側ケース21にテールパイプ(図示省略)を直接連結させる排気構造を容易に構成できる。また、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策として、消音内側ケース31及び消音外側ケース32内に、消音材39(パンチ孔と繊維状マット等)消音構造を簡単に構成できる。
【0058】
図5乃至図7に示すごとく、前記サイレンサケーシングは、円筒形状の消音内側ケース31と円筒形状の消音外側ケース32を有し、消音外側ケース32内に消音内側ケース31を配置させ、消音内側ケース31と消音外側ケース32の間に消音材39を充填させ、消音内側ケース31に多数の消音孔37を形成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20や触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21を備えた排気ガス浄化構造に近似させて、前記サイレンサケーシング(消音内側ケース31や消音外側ケース32)を構成できる。ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させるための触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20や触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21と同一材料(パイプ等)を利用して、前記サイレンサケーシングの消音内側ケース31や消音外側ケース32を形成できる。前記サイレンサケーシングの製造コストを簡単に低減できる。
【0059】
図10乃至図14を参照して、排気ガス流入口12の変形構造を説明する。上記実施形態において、図9に示す如く、排気ガス流入口12は、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略楕円形の貫通孔を開設することによって形成していた。図10に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略四角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図11に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略長円形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図12に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略多角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図13に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略六角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図14に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に不定形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。
【0060】
図15乃至図18を参照して、ディーゼルエンジン70に前記DPF1を設けた構造を説明する。図15乃至図18に示す如く、ディーゼルエンジン70のシリンダヘッド72の左右側面に、排気マニホールド71と、吸気マニホールド73とが配置されている。シリンダヘッド72は、エンジン出力軸74(クランク軸)とピストン(図示省略)を有するシリンダブロック75に上載される。シリンダブロック75の前面と後面からエンジン出力軸74の前端と後端を突出させる。シリンダブロック75の前面に冷却ファン76を設ける。エンジン出力軸74の前端側からVベルト77を介して冷却ファン76に回転力を伝達するように構成している。
【0061】
図15、図16、図18に示す如く、シリンダブロック75の後面にフライホイールハウジング78を固着している。フライホイールハウジング78内にフライホイール79を設ける。エンジン出力軸74の後端側にフライホイール79を軸支させている。後述するバックホウ100やフォークリフト120等の作動部に、フライホイール79を介してディーゼルエンジン70の動力を取り出すように構成している。
【0062】
図15、図17、図18に示す如く、触媒外側ケース5及びフィルタ外側ケース21に、フィルタ支持体としての支持脚体19の一端側がそれぞれ溶接固定されている。これら各支持脚体19の他端側は、フライホイールハウジング78の上面に形成された取り付け部82にボルト80にて着脱可能に締結されている。このため、上記したDPF1は、両支持脚体19を介して、高剛性のフライホイールハウジング78に支持されることになる。
【0063】
図15〜図18に示すように、実施形態のDPF1は、エンジン出力軸74と直交する方向に長い形態になっていて、フライホイールハウジング78より上方において、排気ガス移動方向がエンジン出力軸74と直交する方向になるように、ディーゼルエンジン70の上面から離して配置されている。従って、シリンダヘッド72、排気マニホールド72及び吸気マニホールド73の上面は露出していて、メンテナンス作業をし易い状態になっている。この状態では、DPF1はシリンダヘッド72におけるフライホイールハウジング78寄りの一側面に相対向している。
【0064】
また、図15に示すように、DPF1の上端はディーゼルエンジン70(シリンダヘッド72)の上端よりH1だけ低い位置に設定されている。ディーゼルエンジン70を冷却ファン76側から見ると(図17参照)、DPF1のほとんどがディーゼルエンジン70にて隠れることになる。
【0065】
ディーゼルエンジン70の排気マニホールド71には、中継排気管85を介して排気ガス入口管16が着脱可能に連結されている。ディーゼルエンジン70の排気マニホールド71から、中継排気管85及び排気ガス入口管16を介して、DPF1内に排気ガスが移動し、DPF1にて排気ガスが浄化され、排気ガス出口管34からテールパイプ(図示省略)に排気ガスが移動して、最終的に機外に排出されるように構成されている。
【0066】
以上の構成から明らかなように、実施形態のDPF1は、エンジン70の排気マニホールド71に連結されると共に、複数のフィルタ支持体(支持脚体19)を介してフライホイールハウジング78に連結されている。このため、ディーゼルエンジン70の構成部品の一つとして、ディーゼルエンジン70にDPF1を高剛性に配置でき、作業車両等の機器毎の排気ガス対策を不用にし、ディーゼルエンジン70の汎用性を向上できるという効果を奏する。
【0067】
すなわち、ディーゼルエンジン70の高剛性部品であるフライホイールハウジング78の利用にてDPF1を高剛性に支持して、振動等によるDPF1の損傷を防止できる。また、ディーゼルエンジン70の製造場所でディーゼルエンジン70にDPF1を組み込んで出荷することが可能になり、ディーゼルエンジン70とDPF1をまとめてコンパクトに構成できるという利点もある。前述の通り、ディーゼルエンジン70にDPF1を組み込んで出荷可能であるから、ディーゼルエンジン70を搭載する作業機毎に出荷申請する手間等を省略でき、製造コストを抑制できる。更に、排気マニホールド71にDPF1を至近距離で連通できるから、DPF1を適正温度に維持し易く、高い排気ガス浄化性能が維持できる。その上、DPF1の小型化にも寄与できる。
【0068】
図15乃至18に示す如く、DPF1は、エンジン出力軸74と直交する方向に長い形態になっていて、ディーゼルエンジン70の上面から離して配置されているから、シリンダヘッド72、排気マニホールド72及び吸気マニホールド73の上面側を露出でき、ディーゼルエンジン70関連のメンテナンス作業がし易い。
【0069】
図15乃至18に示す如く、DPF1は、ディーゼルエンジン70の上部に位置するシリンダヘッド72の一側面に相対向して配置されているから、DPF1は、ディーゼルエンジン70の冷却ファン76の風下において、シリンダヘッド72の陰に隠れることになる。従って、冷却ファン76からの風がDPF1に直接当たるのを抑制して、冷却ファン76からの風によるDPF1ひいてはDPF1内部の排気ガス温度の低下を抑制でき、排気ガス温度の維持を図れることになる。
【0070】
図15乃至18に示す如く、DPF1の上端はディーゼルエンジン70(シリンダヘッド72)の上端よりH1だけ低い位置に設定されているから、ディーゼルエンジン70の全高に対してDPF1の影響をなくせる。従って、DPF1を組み込んだディーゼルエンジン70であっても、全高を極力低く抑えることが可能になり、ディーゼルエンジン70の重心を低くして防振性を向上できる。もちろん、冷却ファン76からの風がDPF1に直接当たるのをより確実に抑制できるという利点もある。
【0071】
図19及び図20を参照して、バックホウ100に前記ディーゼルエンジン70を搭載した構造を説明する。図19及び図20に示す如く、バックホウ100は、左右一対の走行クローラ103を有する履帯式の走行装置102と、走行装置102上に設けられた旋回機体104とを備えている。旋回機体104は、図示しない旋回用油圧モータによって、360°の全方位にわたって水平旋回可能に構成されている。走行装置102の後部には、対地作業用の土工板105が昇降動可能に装着されている。旋回機体104の左側部には、操縦部106とディーゼルエンジン70とが搭載されている。旋回機体104の右側部には、掘削作業のためのブーム111及びバケット113を有する作業部110が設けられている。
【0072】
操縦部106には、オペレータが着座する操縦座席108と、ディーゼルエンジン70等を出力操作する操作手段や、作業部110用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。作業部110の構成要素であるブーム111には、ブームシリンダ112とバケットシリンダ114とが配置されている。ブーム111の先端部には、掘削用アタッチメントとしてのバケット113が、掬い込み回動可能に枢着されている。ブームシリンダ112又はバケットシリンダ114を作動させて、バケット113によって土工作業(作溝等の対地作業)を実行するように構成している。
【0073】
図21及び図22を参照して、フォークリフトカー120に前記ディーゼルエンジン70を搭載した構造を説明する。図21及び図22に示す如く、フォークリフトカー120は、左右一対の前輪122及び後輪123を有する走行機体124を備えている。走行機体124には、操縦部125とディーゼルエンジン70とが搭載されている。走行機体124の前側部には、荷役作業のためのフォーク126を有する作業部127が設けられている。操縦部125には、オペレータが着座する操縦座席128と、操縦ハンドル129と、ディーゼルエンジン70等を出力操作する操作手段や、作業部127用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。
【0074】
作業部127の構成要素であるマスト130には、フォーク126が昇降可能に配置されている。フォーク126を昇降動させて、荷物を積んだパレット(図示省略)をフォーク126に上載させ、走行機体124を前後進移動させて、前記パレットの運搬等の荷役作業を実行するように構成している。
【0075】
なお、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【0076】
1 DPF(ガス浄化フィルタ)
16 排気ガス入口管(DPFの排気ガス入口)
19 支持脚体(フィルタ支持体)
34 排気ガス出口管(DPFの排気ガス出口)
70 ディーゼルエンジン
71 排気マニホールド
78 フライホイールハウジング
【技術分野】
【0001】
本願発明は、例えばバックホウ、フォークリフト又はトラクタのような作業機械に用いられるエンジン装置に係り、より詳しくは、エンジンに対する排気ガス浄化装置の取り付け構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、ディーゼルエンジンの排気経路中に、排気ガス浄化装置(後処理装置)として、ディーゼルパティキュレートフィルタ(又はNOx触媒)等を設け、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスを、ディーゼルパティキュレートフィルタ(又はNOx触媒)等にて浄化処理するようにした技術が知られている(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。また、ケーシング(外側ケース)内にフィルタケース(内側ケース)を設け、フィルタケース内にパティキュレートフィルタを配置する技術も公知である(特許文献4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−145430号公報
【特許文献2】特開2003−27922号公報
【特許文献3】特開2008−82201号公報
【特許文献4】特開2001−173429号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、ディーゼルエンジンは汎用性が広く、農作業機、建設機械、船舶といった様々な分野で用いられる。ディーゼルエンジンの搭載スペースは、搭載される機械によって様々であるが、近年は、軽量化・コンパクト化の要請で、搭載スペースに制約がある(狭い)ことが多い。しかも、前述の排気ガス浄化装置においては、これを通過する排気ガスの温度が高温(例えば300℃以上)であるのが機能的に望ましいとされている。このため、ディーゼルエンジンに排気ガス浄化装置を取り付けたいという要請がある。
【0005】
しかし、ディーゼルエンジンに排気ガス浄化装置を取り付ける場合は、駆動によるエンジン振動が排気ガス浄化装置に直接伝わり易いことや、ディーゼルエンジンに設けられた冷却ファンからの冷却風が排気ガス浄化装置に直接吹き付けると、排気ガス浄化装置、ひいては排気ガス温度を下げるおそれがあることが問題となる。
【0006】
そこで、本願発明は、このような要請に応えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するため、請求項1の発明は、排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒及びスートフィルタと、前記ディーゼル酸化触媒を収容する触媒ケースと、前記スートフィルタを収容するフィルタケースとを有する排気ガス浄化装置を、エンジンに組み付けているエンジン装置において、前記触媒ケースと前記フィルタケースとをフランジ体によって連結し、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンのフライホイールハウジングに支持させるにあたって、前記触媒ケースの外周面に支持脚体の一端側を固定し、前記フライホイールハウジングの上面に前記支持脚体の他端側を締結しているというものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載したエンジン装置において、前記触媒ケース及び前記フィルタケースの内部であって前記ディーゼル酸化触媒と前記スートフィルタとの間に、センサ取付け空間を形成し、前記触媒ケース及び前記フィルタケースにおいて前記センサ取付け空間と対応する箇所に、センサ支持体を設けているというものである。
【発明の効果】
【0009】
本願発明によると、排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒及びスートフィルタと、前記ディーゼル酸化触媒を収容する触媒ケースと、前記スートフィルタを収容するフィルタケースとを有する排気ガス浄化装置を、エンジンに組み付けているエンジン装置において、前記触媒ケースと前記フィルタケースとをフランジ体によって連結し、前記排気ガス浄化装置を前記エンジンのフライホイールハウジングに支持させるにあたって、前記触媒ケースの外周面に支持脚体の一端側を固定し、前記フライホイールハウジングの上面に前記支持脚体の他端側を締結しているから、前記エンジンの高剛性部品である前記フライホイールハウジングを用いて、前記排気ガス浄化装置を高剛性に支持できる。従って、前記エンジンの振動等による前記排気ガス浄化装置の劣化・損傷を防止して、前記排気ガス浄化装置の耐久性向上を図れる。また、前記フライホイールハウジングに前記支持脚体の他端側を締結するだけで、前記エンジンに前記排気ガス浄化装置を強固に装着できる。
【0010】
請求項2の発明によると、前記触媒ケース及び前記フィルタケースの内部であって前記ディーゼル酸化触媒と前記スートフィルタとの間に、センサ取付け空間を形成し、前記触媒ケース及び前記フィルタケースにおいて前記センサ取付け空間と対応する箇所に、センサ支持体を設けているから、前記触媒ケースや前記フィルタケース等の剛性の向上や軽量化を図りながら、前記ディーゼル酸化触媒や前記スートフィルタの間の位置(接続境界位置)に前記センサ支持体をコンパクトに設置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態に係る排気ガス浄化装置の正面視断面図である。
【図2】同外観底面図である。
【図3】同排気ガス流入側から見た左側面図である。
【図4】同排気ガス排出側から見た右側断面図である。
【図5】図1の正面視分解断面図である。
【図6】同排気ガス排出側の正面視拡大断面図である。
【図7】同排気ガス排出側の側面視拡大断面図である。
【図8】同排気ガス流入側の拡大底面図である。
【図9】同排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図10】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図11】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図12】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図13】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図14】図9の変形例を示す排気ガス流入側の平面視拡大断面図である。
【図15】ディーゼルエンジンの左側面図である。
【図16】ディーゼルエンジンの平面図である。
【図17】ディーゼルエンジンの正面図である。
【図18】ディーゼルエンジンの背面図である。
【図19】バックホウの側面図である。
【図20】バックホウの平面図である。
【図21】フォークリフトカーの側面図である。
【図22】フォークリフトカーの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、排気ガス流入側を単に左側と称し、同じく排気ガス排出側を単に右側と称する。
【0013】
まず、図1乃至図9を参照しながら、排気ガス浄化装置の全体構造について説明する。図1乃至図5に示す如く、本実施形態の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、DPFという)を設けている。DPF1は、排気ガス中の粒子状物質(PM)等を物理的に捕集するためのものである。DPF1は、二酸化窒素(NO2)を生成する白金等のディーゼル酸化触媒2と、捕集した粒子状物質(PM)を比較的低温で連続的に酸化除去するハニカム構造のスートフィルタ3とを、排気ガスの移動方向(図1の左側から右側方向)に直列に並べた構造になっている。DPF1は、スートフィルタ3が連続的に再生されるように構成している。DPF1によって、排気ガス中の粒子状物質(PM)の除去に加え、排気ガス中の一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を低減できる。
【0014】
図1及び図5を参照して、ディーゼル酸化触媒2の取付け構造を説明する。図1及び図5に示す如く、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒内側ケース4に内設させている。触媒内側ケース4は、耐熱金属材料製の略筒型の触媒外側ケース5に内設させている。即ち、ディーゼル酸化触媒2の外側にマット状のセラミックファイバー製触媒断熱材6を介して触媒内側ケース4を被嵌させている。また、触媒内側ケース4の外側に端面I字状の薄板製支持体7を介して触媒外側ケース5を被嵌させている。なお、触媒断熱材6によってディーゼル酸化触媒2が保護される。触媒内側ケース4に伝わる触媒外側ケース5の応力(変形力)を薄板製支持体7にて低減させる。
【0015】
図1及び図5に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の左側端部に円板状の左側蓋体8を溶接にて固着している。左側蓋体8に座板体9を介してセンサ接続プラグ10を固着している。ディーゼル酸化触媒2の左側端面2aと左側蓋体8とをガス流入空間用一定距離L1だけ離間させて対向させる。ディーゼル酸化触媒2の左側端面2aと左側蓋体8との間に排気ガス流入空間11を形成している。なお、センサ接続プラグ10には、図示しない入口側排気ガス圧力センサや入口側排気ガス温度センサ等が接続される。
【0016】
図1、図5、図9に示す如く、排気ガス流入空間11が形成された触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の左側端部に楕円形状の排気ガス流入口12を開口させている。楕円形状の排気ガス流入口12は、排気ガス移動方向(前記ケース4,5の中心線方向)を短
尺直径とし、排気ガス移動方向(前記ケース4,5の円周方向)に直交する方向を長尺直径
に形成している。触媒内側ケース4の開口縁13と触媒外側ケース5の開口縁14の間に閉塞リング体15を挟持状に固着している。触媒内側ケース4の開口縁13と触媒外側ケース5の開口縁14の間の隙間が閉塞リング体15によって閉鎖される。触媒内側ケース4と触媒外側ケース5の間に排気ガスが流入するのを、閉塞リング体15によって防止している。
【0017】
図1、図3、図5、図8に示す如く、排気ガス流入口12が形成された触媒外側ケース5の外側面に排気ガス入口管16を配置している。排気ガス入口管16の小径側の真円形の開口端部16aに排気接続フランジ体17を溶接している。排気接続フランジ体17は、ボルト18を介して、後述するディーゼルエンジン70の排気マニホールド71に締結されている。排気ガス入口管16の大径側の真円形の開口端部16bは、触媒外側ケース5の外側面に溶接されている。排気ガス入口管16は、小径側の真円形の開口端部16aから大径側の真円形の開口端部16bに向けて末広がり形状(ラッパ状)に形成されている。
【0018】
図1、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の外側面のうち、触媒外側ケース5の開口縁14の左側端部の外側面に、大径側の真円形の開口端部16bの左側端部が溶接されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口12に対して、排気ガス入口管16(大径側の真円形の開口端部16b)が、排気ガス移動下流側(触媒外側ケース5の右側)にオフセットされて配置されている。即ち、楕円形状の排気ガス流入口12は、排気ガス入口管16(大径側の真円形の開口端部16b)に対して、排気ガス移動上流側(触媒外側ケース5の左側)にオフセットされて、触媒外側ケース5に形成されている。
【0019】
上記の構成により、エンジン70の排気ガスが、排気マニホールド71から排気ガス入口管16に入り込み、排気ガス入口管16から排気ガス流入口12を介して排気ガス流入空間11に入り込み、ディーゼル酸化触媒2にこの左側端面2aから供給される。ディーゼル酸化触媒2の酸化作用によって、二酸化窒素(NO2)が生成される。また、図2乃至図4に示す如く、触媒外側ケース5の外周面に支持脚体19を溶接している。エンジン70にDPF1を組付ける場合、後述するエンジン70のシリンダヘッド72等に、取付ブラケット19を介して、触媒外側ケース5を固着させる。
【0020】
図1及び図5を参照して、スートフィルタ3の取付け構造を説明する。図1及び図5に示す如く、エンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのスートフィルタ3は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ内側ケース20に内設させている。内側ケース4は、耐熱金属材料製の略筒型のフィルタ外側ケース21に内設させている。即ち、スートフィルタ3の外側にマット状のセラミックファイバー製フィルタ断熱材22を介してフィルタ内側ケース20を被嵌させている。なお、フィルタ断熱材22によってスートフィルタ3が保護される。
【0021】
図1及び図5に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス移動下流側(右側)の端部に触媒側フランジ25を溶接する。フィルタ内側ケース20の排気ガス移動方向の中間と、フィルタ外側ケース21の排気ガス移動上流側(左側)の端部にフィルタ側フランジ26を溶接する。触媒側フランジ25と、フィルタ側フランジ26とを、ボルト27及びナット28によって着脱可能に締結している。なお、円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース5の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径寸法とが略同一寸法である。
【0022】
図1に示す如く、触媒側フランジ25とフィルタ側フランジ26を介して、触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21が連結された状態では、触媒内側ケース4の排気ガス移動下流側(右側)の端部に、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、センサ取付け用一定間隔L2だけ離間して対峙する。即ち、触媒内側ケース4の排気ガス移動下流側(右側)の端部と、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部との間に、センサ取付け空間29が形成される。センサ取付け空間29位置の触媒外側ケース5に、センサ接続プラグ50を固着している。センサ接続プラグ50には、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等が接続される。
【0023】
図5に示す如く、触媒内側ケース4の排気ガス移動方向の円筒長さL3よりも、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の円筒長さL4を長く形成している。フィルタ内側ケース20の排気ガス移動方向の円筒長さL5よりも、フィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の円筒長さL6を短く形成している。センサ取付け空間29の一定間隔L2と、触媒内側ケース4の円筒長さL3と、フィルタ内側ケース20の円筒長さL5とを加算した長さ(L2+L3+L5)が、触媒外側ケース5の円筒長さL4と、フィルタ外側ケース21の円筒長さL6とを加算した長さ(L4+L6)に略等しくなるように構成している。フィルタ外側ケース21の排気ガス移動上流側(左側)の端部から、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、それらの長さの差(L7=L5−L6)だけ突出する。即ち、触媒外側ケース5にフィルタ外側ケース21を連結した場合、フィルタ内側ケース20の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、オーバーラップ寸法L7だけ、触媒外側ケース5の排気ガス移動下流側(右側)に内挿される。
【0024】
上記の構成により、ディーゼル酸化触媒2の酸化作用によって生成された二酸化窒素(NO2)が、スートフィルタ3にこの左側端面3aから供給される。スートフィルタ3に捕集されたディーゼルエンジン70の排気ガス中の捕集粒状物質(PM)が、二酸化窒素(NO2)によって、比較的低温で連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン70の排気ガス中の粒状物質(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)が低減される。
【0025】
図1乃至図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20を内設させる触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3及び触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置に対して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結するフランジ体としての触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合部の間隔を縮小して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の連結長さを短縮できる。また、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置にガスセンサ等を簡単に配置できる。触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。
【0026】
図1乃至図5に示す如く、2種類のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を設ける構造であって、一方のスートフィルタ3を内設させるフィルタ内側ケース20に、他方のディーゼル酸化触媒2の触媒内側ケース4を内設させる触媒外側ケース5がオーバーラップするように構成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の排気ガス移動方向の長さを確保しながら、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できる。また、触媒外側ケース5がオーバーラップする触媒内側ケース4(他方のディーゼル酸化触媒2)が、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の分離(分解)によって、外部に大きく露出されるから、触媒内側ケース4(他方のディーゼル酸化触媒2)の露出範囲が多くなり、一方のスートフィルタ3のスート(すす)除去等のメンテナンス作業を簡単に実行できる。
【0027】
図1乃至図5に示す如く、複数組のガス浄化フィルタとしてディーゼル酸化触媒2とスートフィルタ3とを設け、スートフィルタ3の外周側に触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の分離によって、スートフィルタ5の排気ガス入口側の内側ケース20端部を、外側ケース21の端面から大きく露出でき、スートフィルタ3や内側ケース20に付着した煤の除去等のメンテナンス作業を容易に実行できる。
【0028】
図1乃至図5に示す如く、2種類のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を設ける構造であって、一方のディーゼル酸化触媒2を内設させる触媒内側ケース4と、他方のスートフィルタ3を内設させるフィルタ内側ケース20との間に、センサ取付け空間29を形成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の連結長さを短縮して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図りながら、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置の前記センサ取付け空間29にガスセンサ等を簡単に配置できる。
【0029】
図1乃至図5に示す如く、フィルタ内側ケース20にオーバーラップさせる触媒外側ケース5にセンサ支持体としてのセンサ接続プラグ50を組付け、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置に、センサ接続プラグ50を介して、図示しないフィルタ入口側排気ガス圧力センサやフィルタ入口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等のガスセンサを配置させるように構成したものであるから、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図りながら、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接続境界位置にセンサ接続プラグ50をコンパクトに設置できる。
【0030】
図1乃至図5、図8に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の一端側の周面に排気ガス流入口12を形成し、触媒外側ケース5の外周のうち前記排気ガス流入口12の外側に排気ガス入口管16を配置し、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口端面の面積よりも、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口端面の面積を大きく形成している。
【0031】
従って、ディーゼル酸化触媒2設置部寄りに排気ガス入口管を配置でき、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス上流側の触媒外側ケース5(ケーシング)の排気ガス移動方向の長さを簡単に短縮できる。即ち、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側の端面にディーゼル酸化触媒2の端面を簡単に接近させて配置できる。また、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口端面の面積よりも、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口端面の面積を大きく形成することによって、触媒外側ケース5の外周面に排気ガス入口管16を溶接でき、従来のような触媒外側ケース5と排気ガス入口管16の連結用の補強部材を設けることなく、触媒外側ケース5の排気ガス入口側における排気ガス入口管16の取付け強度を維持しながら、触媒外側ケース5や排気ガス入口管16における排気ガスの排気圧損失を低減できる。
【0032】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス入口の外周面に排気ガス入口管16の排気ガス出口側の端縁を固着し、触媒外側ケース5の排気ガス流入口12に対して、触媒外側ケース5の排気ガス下流側に排気ガス入口管16をオフセットさせるように構成している。従って、排気ガス入口管16の排気ガス下流側の開口縁よりも排気ガスの上流側にディーゼル酸化触媒2の排気ガス上流側端面を配置でき、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さのうち排気ガス上流側の長さを簡単に短縮できる。触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さをコンパクトに形成できる。即ち、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側の側端面から離反させて、排気ガス入口管16の排気ガス出口側を配置できる。触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0033】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向で、触媒外側ケース5及び触媒内側ケース4の排気ガス流入口12の開口寸法よりも、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口寸法を大きく形成している。従って、従来のような補強部材を設けることなく、触媒外側ケース5の排気ガス入口側における排気ガス入口管16の取付け強度を維持でき、排気ガス入口管16や触媒外側ケース5の排気ガス流入口12等の排気圧損失を低減できる。従来の補強部材を設けた構造に比べて、構成部品数を削減して低コストに構成できる。触媒外側ケース5の外形をコンパクトに形成でき、且つ軽量化等を簡単に図ることができるものでありながら、触媒外側ケース5や排気ガス入口管16等の排気ガス入口側を高剛性に構成できる。即ち、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側の側端面に近接させて、触媒外側ケース5及び触媒内側ケース4の排気ガス入口を形成できる。触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0034】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、排気ガス入口管16の排気ガス出口側のうち排気ガス移動下流側の端部よりも、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス移動上流側の端面が、触媒外側ケース5の排気ガス移動上流側に配置されるように構成している。したがって、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さのうち排気ガス上流側の長さを簡単に短縮でき、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さをコンパクトに形成できる。
【0035】
図1及び図2、図5、図8に示す如く、触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口縁のうち、排気ガス移動上流側の排気ガス流入口12の開口縁に、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の端部を連結させるように構成したものであるから、触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の長さのうち排気ガス上流側の長さを簡単に短縮できるものでありながら、触媒外側ケース5や排気ガス入口管16における排気ガスの排気圧損失を低減できる。
【0036】
なお、上記のように、エンジンが排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとして、ディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3を設けたが、ディーゼル酸化触媒2及びスートフィルタ3に代えて、尿素(還元剤)の添加にて発生したアンモニア(NH3)によってエンジン70の排気ガス中の窒素酸化物(NOx)を還元するNOx選択還元触媒(NOx除去触媒)と、NOx選択還元触媒から排出される残留アンモニアを取り除くアンモニア除去触媒とを設けてもよい。
【0037】
上記のように、ガス浄化フィルタとして、触媒内側ケース4にNOx選択還元触媒(NOx除去触媒)を設け、フィルタ内側ケース20にアンモニア除去触媒を設けた場合、エンジンが排出した排気ガス中の窒素酸化物(NOx)が還元され、無害な窒素ガス(N2)として排出できる。
【0038】
図1乃至図5に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20を内設させる触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20が触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21に連結され、外的な応力が付加される入口構成部品としての排気ガス入口管16及び支持体としての支持脚体19を触媒外側ケース5に配置している。
【0039】
したがって、触媒外側ケース5によって外的な応力を支持でき、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20に変形力として作用する外的な応力を低減できる。触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の二重構造によってディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の断熱性を向上させて、ディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の処理能力や再生能力を向上できるのに加えて、例えばエンジンからの振動の伝導や溶接加工の歪等によってディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の支持が不適正になるのを簡単に防止できる。
【0040】
図1乃至図5に示す如く、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21をフランジ体としての触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26にて連結している。したがって、排気ガス入口管16及び支持脚体19の構成や、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3間の排気ガスの移動等に考慮して、複数組の触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20や複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を機能的に構成できる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の処理能力や再生能力等を簡単に向上できる。
【0041】
図1乃至図5に示す如く、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20の排気ガスの移動方向の長さと、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガスの移動方向の長さを異ならせている。したがって、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合位置に対して、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結するフランジ体をオフセットさせて配置できる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の取付け間隔を簡単に縮小又は拡大できる。
【0042】
図1乃至図5に示す如く、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3と、触媒内側ケース4やフィルタ内側ケース20と、触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を備え、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合位置に対して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21を連結する触媒側フランジ25やフィルタ側フランジ26をオフセットさせるように構成し、一方のスートフィルタ3に対向したフィルタ内側ケース20に、他方のディーゼル酸化触媒2に対向した触媒外側ケース5がオーバーラップするように構成している。
【0043】
したがって、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間隔を縮小できるものでありながら、複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間にセンサ等を簡単に配置できる。複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21等の剛性の向上や軽量化を図ることができる。複数組のディーゼル酸化触媒2やスートフィルタ3の接合間隔を縮小して、複数組の触媒外側ケース5やフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを短縮できる。
【0044】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる。また、触媒外側ケース5の外側に排気ガス入口管16を配置し、排気ガス入口管16の排気ガス出口側に対向させて、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21に排気ガス流入口12を開口させ、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の上流側の触媒外側ケース5の端面とディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の端面との間に整流室としての排気ガス流入空間11を形成し、排気ガス入口管16に排気ガス流入口12を介して排気ガス流入空間11を連通させるように構成している。したがって、例えば、触媒内側ケース4内に、それの中心線に直交するせん断方向からディーゼルエンジン70の排気ガスを入れる構造において、排気ガス流入空間11内に排気ガス入口管16を挿入する必要がない。そのため、排気ガス入口管16を設ける触媒外側ケース5構造の構成部品点数を低減して低コストに構成でき、且つディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス上流側の触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の長さを簡単に短縮できる。即ち、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス入口側と、それに対向した触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5の排気ガス移動方向の上流側端面との相対間隔を簡単に短縮できる。排気ガス移動上流側の触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5端面に近接させて、ディーゼル酸化触媒2を配置でき、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0045】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口寸法よりも、排気ガス移動方向に直交する方向の排気ガス流入口12の開口寸法を大きく形成したものであるから、触媒外側ケース5への排気ガス入口管16の取付け剛性を維持しながら、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の寸法を短縮して、従来よりも部品数を少なくし、低コストで、コンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0046】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向で、排気ガス入口管16の排気ガス出口の開口寸法よりも、排気ガス流入口12の開口寸法を小さく形成したものであるから、排気ガス流入空間11からディーゼル酸化触媒2の排気ガス入口側に排気ガスを均等に供給でき、ディーゼル酸化触媒2のガス浄化機能を維持しながら、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20及び触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21をコンパクトに且つ軽量に構成できる。
【0047】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、排気ガス流入口12の開口形状を、楕円形、長方形、長孔形、又はそれらの類似形いずれか一方の形状に形成し、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口寸法と、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口直径寸法とを略等しい寸法に形成したものであるから、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口面積よりも、排気ガス流入口12の開口面積を大きく形成できる。ディーゼル酸化触媒2の排気ガス移動方向に直交する方向に排気ガスを分散させながら、排気ガス流入口12から排気ガス流入空間11内に排気ガスを移動でき、ディーゼル酸化触媒2に対する排気ガスの偏流を低減できる。
【0048】
図1、図5、図8乃至図14に示す如く、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス移動方向の触媒外側ケース5の排気ガス流入口12の開口寸法と、排気ガス入口管16の排気ガス入口側の開口直径寸法とを略等しい寸法に形成し、排気ガス移動方向に直交する方向の排気ガス流入口12の開口寸法と、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の開口直径寸法とを略等しい寸法に形成し、排気ガス流入口12の開口縁のうち、排気ガス移動上流側の排気ガス流入口12の開口縁に、排気ガス入口管16の排気ガス出口側の端部を連結させるように構成している。したがって、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス移動方向に直交する方向に排気ガスを分散させ、排気ガス流入口12からディーゼル酸化触媒2の排気ガス入口側に排気ガスを均等に移動できる。ディーゼル酸化触媒2に対する排気ガスの偏流を低減でき、ディーゼル酸化触媒2の排気ガス浄化能力を向上できる。
【0049】
図1乃至図3、及び図5乃至図7を参照して、消音器30の取付け構造を説明する。図1乃至図3、図5に示す如く、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は、耐熱金属材料製の略筒型の消音内側ケース31と、耐熱金属材料製の略筒型の消音外側ケース32と、消音内側ケース31及び消音外側ケース32の右側端部に溶接にて固着した円板状の右側蓋体33とを有する。消音外側ケース32に消音内側ケース31を内設させている。なお、円筒形の触媒内側ケース4の直径寸法と、円筒形のフィルタ内側ケース20の直径寸法と、円筒形の消音内側ケース31とが略同一寸法である。また、円筒形の触媒外側ケース5の直径寸法と、円筒形のフィルタ外側ケース21の直径寸法と、円筒形の消音外側ケース32とが略同一寸法である。
【0050】
図4乃至図7に示す如く、消音内側ケース31及び消音外側ケース32に排気ガス出口管34を貫通させている。排気ガス出口管34の一端側が出口蓋体35によって閉塞されている。消音内側ケース31の内部における排気ガス出口管34の全体に多数の排気孔36が開設されている。消音内側ケース31の内部が、多数の排気孔36を介して、排気ガス出口管34に連通されている。図示しない消音器やテールパイプが排気ガス出口管34の他端側に接続される。
【0051】
図6、図7に示す如く、消音内側ケース31には、多数の消音孔37が開設されている。消音内側ケース31の内部が、多数の消音孔37を介して、消音内側ケース31と消音外側ケース32との間に連通されている。消音内側ケース31と消音外側ケース32との間の空間は、右側蓋体33と薄板製支持体38によって閉塞されている。消音内側ケース31と消音外側ケース32との間にセラミックファイバー製消音材39が充填されている。消音内側ケース31の排気ガス移動上流側(左側)の端部が、薄板製支持体38を介して、消音外側ケース32の排気ガス移動上流側(左側)の端部に連結されている。
【0052】
上記の構成により、消音内側ケース31内から排気ガス出口管34を介して排気ガスが排出される。また、消音内側ケース31の内部において、多数の消音孔37から消音材39に排気ガス音(主に高周波帯の音)が吸音される。排気ガス出口管34の出口側から排出される排気ガスの騒音が減衰される。
【0053】
図1及び図5に示す如く、フィルタ内側ケース20とフィルタ外側ケース21の排気ガス移動下流側(右側)の端部にフィルタ側出口フランジ40を溶接する。消音外側ケース32の排気ガス移動上流側(左側)の端部に、消音側フランジ41を溶接する。フィルタ側出口フランジ40と、消音側フランジ41とを、ボルト42及びナット43によって着脱可能に締結している。なお、フィルタ内側ケース20とフィルタ外側ケース21にセンサ接続プラグ44を固着している。センサ接続プラグ44には、図示しない出口側排気ガス圧力センサや出口側排気ガス温度センサ(サーミスタ)等が接続される。
【0054】
図1、図2、図5乃至図7に示すごとく、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスを浄化するガス浄化フィルタとしてのディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3と、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる内側ケースとしての触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20と、触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20を内設させる外側ケースとしての触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21とを備えてなる排気ガス浄化装置において、ディーゼルエンジン70が排出した排気ガスの排気音を減衰させる排気音減衰体としての消音材39を備え、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に消音材39を配置したものであるから、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の排気ガス浄化機能を維持しながら、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の構造を変更することなく、排気ガスの消音機能を簡単に付加できる。例えば、前記外側ケースにテールパイプを直接連結させる排気構造や、既設の消音器の消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。また、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。例えばパンチ孔と繊維状マット等にて形成する消音構造(消音材39)を簡単に設置できる。
【0055】
図5乃至図7に示すごとく、消音材39を有する消音器30を備え、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に消音器30を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、消音器30の着脱によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。
【0056】
図5乃至図7に示すごとく、消音材39を有する消音器30を備え、触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21及び消音器30を略同一外径寸法の円筒形状にそれぞれ形成し、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部にリング形状のフランジ体としてのフィルタ側出口フランジ40を設け、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に、フィルタ側出口フランジ40を介して、消音材39を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、略同一外径寸法の消音器30がフィルタ側出口フランジ40によってフィルタ外側ケース21に連結されることによって、排気ガスの移動方向に触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21の取付け寸法を長くするだけで、消音器30をコンパクトに組込むことができる。例えば、ディーゼルエンジン70の排気ガス排出部の側面に接近させて触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21を簡単に設置できる。また、排気ガスの温度維持によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3のガス浄化機能を向上させながら、消音材39の設置によって排気ガスの高周波低減対策を簡単に実行できる。
【0057】
図5乃至図7に示すごとく、消音材39が内蔵されたサイレンサケーシングとしての消音内側ケース31及び消音外側ケース32と、一端側を閉塞し且つ他端側をテールパイプ(図示省略)に連通させる排気ガス出口管34とを備え、消音内側ケース31及び消音外側ケース32に排気ガス出口管34の排気孔36形成部を貫通させ、フィルタ外側ケース21の排気ガス出口側端部に、フィルタ側出口フランジ40を介して、消音内側ケース31及び消音外側ケース32を着脱可能に連結させるように構成したものであるから、消音内側ケース31及び消音外側ケース32の着脱によって、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位における排気ガスの消音機能を簡単に変更できる。例えば、消音内側ケース31及び消音外側ケース32とは別に消音器(図示省略)を設置することによって、排気ガスの消音機能をさらに向上させる排気構造等を容易に構成できる。一方、消音材39が内蔵されていない消音内側ケース31及び消音外側ケース32の配置によって、フィルタ外側ケース21にテールパイプ(図示省略)を直接連結させる排気構造を容易に構成できる。また、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3の部位での実施が困難であった排気ガスの高周波低減対策として、消音内側ケース31及び消音外側ケース32内に、消音材39(パンチ孔と繊維状マット等)消音構造を簡単に構成できる。
【0058】
図5乃至図7に示すごとく、前記サイレンサケーシングは、円筒形状の消音内側ケース31と円筒形状の消音外側ケース32を有し、消音外側ケース32内に消音内側ケース31を配置させ、消音内側ケース31と消音外側ケース32の間に消音材39を充填させ、消音内側ケース31に多数の消音孔37を形成したものであるから、ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させる触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20や触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21を備えた排気ガス浄化構造に近似させて、前記サイレンサケーシング(消音内側ケース31や消音外側ケース32)を構成できる。ディーゼル酸化触媒2又はスートフィルタ3を内設させるための触媒内側ケース4又はフィルタ内側ケース20や触媒外側ケース5又はフィルタ外側ケース21と同一材料(パイプ等)を利用して、前記サイレンサケーシングの消音内側ケース31や消音外側ケース32を形成できる。前記サイレンサケーシングの製造コストを簡単に低減できる。
【0059】
図10乃至図14を参照して、排気ガス流入口12の変形構造を説明する。上記実施形態において、図9に示す如く、排気ガス流入口12は、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略楕円形の貫通孔を開設することによって形成していた。図10に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略四角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図11に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略長円形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図12に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略多角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図13に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に略六角形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。また、図14に示す如く、触媒内側ケース4及び触媒外側ケース5に不定形の貫通孔を開設することによって排気ガス流入口12を形成できる。
【0060】
図15乃至図18を参照して、ディーゼルエンジン70に前記DPF1を設けた構造を説明する。図15乃至図18に示す如く、ディーゼルエンジン70のシリンダヘッド72の左右側面に、排気マニホールド71と、吸気マニホールド73とが配置されている。シリンダヘッド72は、エンジン出力軸74(クランク軸)とピストン(図示省略)を有するシリンダブロック75に上載される。シリンダブロック75の前面と後面からエンジン出力軸74の前端と後端を突出させる。シリンダブロック75の前面に冷却ファン76を設ける。エンジン出力軸74の前端側からVベルト77を介して冷却ファン76に回転力を伝達するように構成している。
【0061】
図15、図16、図18に示す如く、シリンダブロック75の後面にフライホイールハウジング78を固着している。フライホイールハウジング78内にフライホイール79を設ける。エンジン出力軸74の後端側にフライホイール79を軸支させている。後述するバックホウ100やフォークリフト120等の作動部に、フライホイール79を介してディーゼルエンジン70の動力を取り出すように構成している。
【0062】
図15、図17、図18に示す如く、触媒外側ケース5及びフィルタ外側ケース21に、フィルタ支持体としての支持脚体19の一端側がそれぞれ溶接固定されている。これら各支持脚体19の他端側は、フライホイールハウジング78の上面に形成された取り付け部82にボルト80にて着脱可能に締結されている。このため、上記したDPF1は、両支持脚体19を介して、高剛性のフライホイールハウジング78に支持されることになる。
【0063】
図15〜図18に示すように、実施形態のDPF1は、エンジン出力軸74と直交する方向に長い形態になっていて、フライホイールハウジング78より上方において、排気ガス移動方向がエンジン出力軸74と直交する方向になるように、ディーゼルエンジン70の上面から離して配置されている。従って、シリンダヘッド72、排気マニホールド72及び吸気マニホールド73の上面は露出していて、メンテナンス作業をし易い状態になっている。この状態では、DPF1はシリンダヘッド72におけるフライホイールハウジング78寄りの一側面に相対向している。
【0064】
また、図15に示すように、DPF1の上端はディーゼルエンジン70(シリンダヘッド72)の上端よりH1だけ低い位置に設定されている。ディーゼルエンジン70を冷却ファン76側から見ると(図17参照)、DPF1のほとんどがディーゼルエンジン70にて隠れることになる。
【0065】
ディーゼルエンジン70の排気マニホールド71には、中継排気管85を介して排気ガス入口管16が着脱可能に連結されている。ディーゼルエンジン70の排気マニホールド71から、中継排気管85及び排気ガス入口管16を介して、DPF1内に排気ガスが移動し、DPF1にて排気ガスが浄化され、排気ガス出口管34からテールパイプ(図示省略)に排気ガスが移動して、最終的に機外に排出されるように構成されている。
【0066】
以上の構成から明らかなように、実施形態のDPF1は、エンジン70の排気マニホールド71に連結されると共に、複数のフィルタ支持体(支持脚体19)を介してフライホイールハウジング78に連結されている。このため、ディーゼルエンジン70の構成部品の一つとして、ディーゼルエンジン70にDPF1を高剛性に配置でき、作業車両等の機器毎の排気ガス対策を不用にし、ディーゼルエンジン70の汎用性を向上できるという効果を奏する。
【0067】
すなわち、ディーゼルエンジン70の高剛性部品であるフライホイールハウジング78の利用にてDPF1を高剛性に支持して、振動等によるDPF1の損傷を防止できる。また、ディーゼルエンジン70の製造場所でディーゼルエンジン70にDPF1を組み込んで出荷することが可能になり、ディーゼルエンジン70とDPF1をまとめてコンパクトに構成できるという利点もある。前述の通り、ディーゼルエンジン70にDPF1を組み込んで出荷可能であるから、ディーゼルエンジン70を搭載する作業機毎に出荷申請する手間等を省略でき、製造コストを抑制できる。更に、排気マニホールド71にDPF1を至近距離で連通できるから、DPF1を適正温度に維持し易く、高い排気ガス浄化性能が維持できる。その上、DPF1の小型化にも寄与できる。
【0068】
図15乃至18に示す如く、DPF1は、エンジン出力軸74と直交する方向に長い形態になっていて、ディーゼルエンジン70の上面から離して配置されているから、シリンダヘッド72、排気マニホールド72及び吸気マニホールド73の上面側を露出でき、ディーゼルエンジン70関連のメンテナンス作業がし易い。
【0069】
図15乃至18に示す如く、DPF1は、ディーゼルエンジン70の上部に位置するシリンダヘッド72の一側面に相対向して配置されているから、DPF1は、ディーゼルエンジン70の冷却ファン76の風下において、シリンダヘッド72の陰に隠れることになる。従って、冷却ファン76からの風がDPF1に直接当たるのを抑制して、冷却ファン76からの風によるDPF1ひいてはDPF1内部の排気ガス温度の低下を抑制でき、排気ガス温度の維持を図れることになる。
【0070】
図15乃至18に示す如く、DPF1の上端はディーゼルエンジン70(シリンダヘッド72)の上端よりH1だけ低い位置に設定されているから、ディーゼルエンジン70の全高に対してDPF1の影響をなくせる。従って、DPF1を組み込んだディーゼルエンジン70であっても、全高を極力低く抑えることが可能になり、ディーゼルエンジン70の重心を低くして防振性を向上できる。もちろん、冷却ファン76からの風がDPF1に直接当たるのをより確実に抑制できるという利点もある。
【0071】
図19及び図20を参照して、バックホウ100に前記ディーゼルエンジン70を搭載した構造を説明する。図19及び図20に示す如く、バックホウ100は、左右一対の走行クローラ103を有する履帯式の走行装置102と、走行装置102上に設けられた旋回機体104とを備えている。旋回機体104は、図示しない旋回用油圧モータによって、360°の全方位にわたって水平旋回可能に構成されている。走行装置102の後部には、対地作業用の土工板105が昇降動可能に装着されている。旋回機体104の左側部には、操縦部106とディーゼルエンジン70とが搭載されている。旋回機体104の右側部には、掘削作業のためのブーム111及びバケット113を有する作業部110が設けられている。
【0072】
操縦部106には、オペレータが着座する操縦座席108と、ディーゼルエンジン70等を出力操作する操作手段や、作業部110用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。作業部110の構成要素であるブーム111には、ブームシリンダ112とバケットシリンダ114とが配置されている。ブーム111の先端部には、掘削用アタッチメントとしてのバケット113が、掬い込み回動可能に枢着されている。ブームシリンダ112又はバケットシリンダ114を作動させて、バケット113によって土工作業(作溝等の対地作業)を実行するように構成している。
【0073】
図21及び図22を参照して、フォークリフトカー120に前記ディーゼルエンジン70を搭載した構造を説明する。図21及び図22に示す如く、フォークリフトカー120は、左右一対の前輪122及び後輪123を有する走行機体124を備えている。走行機体124には、操縦部125とディーゼルエンジン70とが搭載されている。走行機体124の前側部には、荷役作業のためのフォーク126を有する作業部127が設けられている。操縦部125には、オペレータが着座する操縦座席128と、操縦ハンドル129と、ディーゼルエンジン70等を出力操作する操作手段や、作業部127用の操作手段としてのレバー又はスイッチ等が配置されている。
【0074】
作業部127の構成要素であるマスト130には、フォーク126が昇降可能に配置されている。フォーク126を昇降動させて、荷物を積んだパレット(図示省略)をフォーク126に上載させ、走行機体124を前後進移動させて、前記パレットの運搬等の荷役作業を実行するように構成している。
【0075】
なお、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【0076】
1 DPF(ガス浄化フィルタ)
16 排気ガス入口管(DPFの排気ガス入口)
19 支持脚体(フィルタ支持体)
34 排気ガス出口管(DPFの排気ガス出口)
70 ディーゼルエンジン
71 排気マニホールド
78 フライホイールハウジング
【特許請求の範囲】
【請求項1】
排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒及びスートフィルタと、前記ディーゼル酸化触媒を収容する触媒ケースと、前記スートフィルタを収容するフィルタケースとを有する排気ガス浄化装置を、エンジンに組み付けているエンジン装置において、
前記触媒ケースと前記フィルタケースとをフランジ体によって連結し、
前記排気ガス浄化装置を前記エンジンのフライホイールハウジングに支持させるにあたって、前記触媒ケースの外周面に支持脚体の一端側を固定し、前記フライホイールハウジングの上面に前記支持脚体の他端側を締結している、
エンジン装置。
【請求項2】
前記触媒ケース及び前記フィルタケースの内部であって前記ディーゼル酸化触媒と前記スートフィルタとの間に、センサ取付け空間を形成し、
前記触媒ケース及び前記フィルタケースにおいて前記センサ取付け空間と対応する箇所に、センサ支持体を設けている、
請求項1に記載のエンジン装置。
【請求項1】
排気ガス浄化用のディーゼル酸化触媒及びスートフィルタと、前記ディーゼル酸化触媒を収容する触媒ケースと、前記スートフィルタを収容するフィルタケースとを有する排気ガス浄化装置を、エンジンに組み付けているエンジン装置において、
前記触媒ケースと前記フィルタケースとをフランジ体によって連結し、
前記排気ガス浄化装置を前記エンジンのフライホイールハウジングに支持させるにあたって、前記触媒ケースの外周面に支持脚体の一端側を固定し、前記フライホイールハウジングの上面に前記支持脚体の他端側を締結している、
エンジン装置。
【請求項2】
前記触媒ケース及び前記フィルタケースの内部であって前記ディーゼル酸化触媒と前記スートフィルタとの間に、センサ取付け空間を形成し、
前記触媒ケース及び前記フィルタケースにおいて前記センサ取付け空間と対応する箇所に、センサ支持体を設けている、
請求項1に記載のエンジン装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【公開番号】特開2012−184771(P2012−184771A)
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−130945(P2012−130945)
【出願日】平成24年6月8日(2012.6.8)
【分割の表示】特願2008−239399(P2008−239399)の分割
【原出願日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【出願人】(000006781)ヤンマー株式会社 (3,810)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年6月8日(2012.6.8)
【分割の表示】特願2008−239399(P2008−239399)の分割
【原出願日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【出願人】(000006781)ヤンマー株式会社 (3,810)
【Fターム(参考)】
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