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JP2008255858A - ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置 - Google Patents

ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置 Download PDF

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JP2008255858A JP2007097710A JP2007097710A JP2008255858A JP 2008255858 A JP2008255858 A JP 2008255858A JP 2007097710 A JP2007097710 A JP 2007097710A JP 2007097710 A JP2007097710 A JP 2007097710A JP 2008255858 A JP2008255858 A JP 2008255858A
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宏樹 枡田
Koji Masuda
宏司 増田
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Abstract

【課題】パティキュレートフィルタ温度を均一にすることが可能であり、さらにメンテナンスを容易に行うことができるディーゼルエンジン用黒煙浄化装置を提供する。
【解決手段】酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１とを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置２０において、排気ガス１０の入口を酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配設し、排気ガス通路を前記入口部分から延出して酸化触媒４の中を通して、酸化触媒４の上流側空間２ａに繋げた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置に関する。
従来の排気後処理装置（黒煙浄化装置）は車載用で提案されており、排気入口、（ヒーター）、酸化触媒、パティキュレートフィルタの順に直列に配置されている（図１３参照）。パティキュレートフィルタを再生させるためにはパティキュレートフィルタの温度を上げる必要があり、これは主に排気ガスの熱で昇温させる。酸化触媒もＣＯ、ＨＣの浄化とともにパティキュレートフィルタの直前でこれらの酸化熱を得てパティキュレートフィルタを昇温させる役目もある。パティキュレートフィルタはセラミック製であり、このため排気ガスが一箇所に集中するとパティキュレートフィルタ内の温度差によるクラックが発生する恐れがある。この課題に対応してパティキュレートフィルタ内の温度を均一にするように各種構造が提案されている（例えば特許文献１、２、３、４参照）。
また、一般的に排気入口が酸化触媒のパティキュレートフィルタとは反対側の空間（酸化触媒の上流側空間）に設けられ、排気ガスが直接入るようにしている。そして排気出口についてはパティキュレートフィルタの外側を保温するためにパティキュレートフィルタの外周に空間を作り、該空間を介して排気ガスを排出しているものも提案されている（例えば特許文献５参照）が、多くはパティキュレートフィルタを出た空間より直接または共鳴室等を介して排出されている。
産業用エンジンの場合、排気後処理装置の搭載形態が種々あり、また搭載部のスペースに限りがあるためにマフラーは各種形状がある。特にマフラーの側面部より排気ガスが入るものが多い。また、産業用エンジンについては、例えばフィルタケースに消音性能を持たせ現行マフラー搭載位置にフィルタケースを搭載すべくマフラー代替形状での出願がされている。（例えば特許文献１、特許文献６参照）
特開２００５−１６３７４号公報 特開２００６−７１００号公報 特開２００６−１６９９１号公報 特開２００６−８８０２７号公報 特開２００３−４９６３４号公報 特開２００３−１２０２７７号公報
産業用のエンジンの場合、その搭載形態が種々であり従来のマフラーでは排気の入口の形態も種々あった。このために後処理装置としてのフィルタをマフラーの代わりに搭載しようとすると車載用の形状そのままでは搭載できない問題がある。特に排気ガス入口は、図１４に示すようにフィルタケースの中央部寄りにあるものも多く、このような形態の後処理装置が構造上望ましい。また、排気入口部に共鳴室を置き酸化触媒担体、パティキュレートフィルタの順に並べると排気入口が中央寄りにできるのではあるが、排気ガス温度を上げるためにはできるだけ排気入口から酸化触媒までの熱容量を減らす必要があり排気入口側には共鳴室は置けない。
また、フィルタ温度を均一にしようと各種構造が提案されているが産業用エンジンの場合、もともとの排気ガス温度が非常に高い状態で排出される場合があり、排気ガスを均一に流すと熱の放散の関係で中心部に熱の集中が起き、パティキュレートフィルタ温度が逆に均一にならない問題がある。また、パティキュレートフィルタは、分解しないアッシュを掃除するためにパティキュレートフィルタのみを取り外す必要があるが、排気管の継ぎ手よりケースごと取り外すとガスケットの交換や着脱箇所の多いケースから、さらにパティキュレートフィルタを取り外す必要があるため、時間がかかりメンテナンス上問題になる。
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パティキュレートフィルタ温度を均一にすることが可能であり、さらにメンテナンスを容易に行うことができるディーゼルエンジン用黒煙浄化装置を提供することにある。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、排気ガスの入口を酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に配設し、排気ガス通路を前記入口部分から延出して酸化触媒の中を通して、酸化触媒の上流側空間に繋げたものである。
請求項２においては、酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、排気ガスの入口を酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に配設し、排気ガス通路を前記入口部分から延出して、酸化触媒の下流側の端面中心部に略気密に接続したものである。
請求項３においては、前記酸化触媒の上流側空間に凸状の排気ガス誘導部を設けたものである。
請求項４においては、酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、酸化触媒の外周部と上流側に空間を設け、排気ガスの入口管を外周部空間に連通し、さらに該入口管の入口部分が酸化触媒の上流側空間に臨まないように設け、排気ガスを酸化触媒の外周部空間を通して酸化触媒の上流側空間に導いたものである。
請求項５においては、酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、排気ガスの入口を酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に配設し、酸化触媒の外周部、上流側及び下流側に空間を設け、前記入口部分から延出される入口管を酸化触媒の下流側空間内に突出するとともに、前記入口管の中途部及び端部を酸化触媒の外周部空間と連通させて、排気ガスを酸化触媒の外周部空間を通して上流側空間に導いたものである。
請求項６においては、前記酸化触媒の上流側空間に導いた排気ガスが酸化触媒の中心側に偏って流れないようにガイドを設けたものである。
請求項７においては、前記酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に排気ガスの出口を配設し、排気ガス通路を排気ガスの出口部分から延出してパティキュレートフィルタの中を通して、パティキュレートフィルタの下流側空間に繋げたものである。
請求項８においては、前記パティキュレートフィルタの外周部と下流側に空間を設け、排気ガスの出口管を外周部空間に連通し、排気ガスをパティキュレートフィルタの下流側空間よりパティキュレートフィルタの外周部空間を通して排気ガスの出口へ導いたものである。
請求項９においては、前記パティキュレートフィルタの外周部に空間を設け、該空間に排気音消音用の共鳴室を設けたものである。
請求項１０においては、前記酸化触媒の外周部と上流側の空間に、排気ヒーターを配設したものである。
請求項１１においては、ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置の後部に蓋部を設けて、排気ガスの出入口のフランジを取り外すことなく、パティキュレートフィルタを着脱可能としたものである。
請求項１２においては、ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置の前部に蓋部を設けて、排気ガスの出入口のフランジを取り外すことなく、排気ヒーターを着脱可能としたものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項１においては、フィルタ前段の酸化触媒担体の外周部から排気ガスが出てくるために比較的パティキュレートフィルタ内の外周部に多くの排気ガスが流れてパティキュレートフィルタの温度が均一化される。また、排気ガスの入口をケース（装置全体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
請求項２においては、フィルタ前段の酸化触媒担体の外周部から排気ガスが出てくるために比較的パティキュレートフィルタ内の外周部に多くの排気ガスが流れてパティキュレートフィルタの温度が均一化される。また、排気ガスの入口がケース（装置全体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。さらに、排気ガスの酸化触媒担体通過時間が長くなり確実にＣＯ、ＨＣの酸化ができる。
請求項３においては、排気ガスが確実に酸化触媒の外側に誘導されるようにガイドを設けたためフィルタ前段である酸化触媒担体の外周部から排気ガスが出てくることになり、比較的パティキュレートフィルタ内の外周部に多くの排気ガスが流れてパティキュレートフィルタの温度が均一化される。
請求項４においては、排気ガスを略均一に酸化触媒に導くことが可能となる。その結果としてパティキュレートフィルタの前段である酸化触媒担体の外周部から排気ガスが出てくるために比較的パティキュレートフィルタ内の外周部に多くの排気ガスが流れてパティキュレートフィルタの温度が均一化される。また、排気ガスの入口をケース（装置全体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
請求項５においては、装置本体に貫通させた排気ガスを導入する入口管がフィルタ前段の酸化触媒の下流に位置するように構成することで、酸化触媒の外周部から上流側空間へと流れ込んだ排気ガスが酸化触媒入口の中心部分に流入するのを防ぎ、酸化触媒入口での排気ガス分布をより均一にすることができる。また、入口管により装置本体を貫通支持することにより、装置全体の強度向上が図れる。
請求項６においては、排気ガスを酸化触媒の外周部から略均一に酸化触媒入口に導くために酸化触媒担体の外周部から排気ガスが導入され、さらにガイドを用いて排気ガスを確実に酸化触媒入口の外周部へ導くために比較的パティキュレートフィルタの外周部に多くのガスが流れてパティキュレートフィルタの温度が均一化される。また、排気ガスの入口がケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
請求項７においては、パティキュレートフィルタがドーナツ状に形成されて熱が集中しやすい中心部がなくなりフィルタ温度が均一化する。また、排気ガスの出口がケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
請求項８においては、パティキュレートフィルタの外周部を比較的多くの排気ガスが流れてフィルタ温度が均一化する。また、排気ガスの出口がケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
請求項９においては、パティキュレートフィルタの外側に空間を設け、その部分に排気音消音用の共鳴室を設けたことにより装置の長さ方向を犠牲にせずに共鳴室を設けることができ、パティキュレートフィルタに消音器としての役割を持たせることが可能となる。
請求項１０においては、排気ヒーターをつけることで排気温度がパティキュレートフィルタを再生するために十分でない場合に排気温度を上げることができる。また、外周部の比較的広い部分に取り付けることが可能であり、容量の大きなヒーターを取り付けることができる。
請求項１１においては、パティキュレートフィルタを排気ガス出入口のフランジを取り外すことなく着脱可能にすることでアッシュ堆積時のメンテナンスを容易とする。
請求項１２においては、排気ガスヒーターを排気ガス出入口のフランジを取り外すことなく着脱可能にすることでヒーターのメンテナンスを容易とする。
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る黒煙浄化装置の実施例１を示す概略図、図２は同じく実施例２を示す概略図、図３は同じく実施例３を示す概略図、図４は同じく実施例４を示す概略図、図５は同じく実施例５を示す概略図、図６は同じく実施例６を示す概略図、図７は同じく実施例７を示す概略図、図８は同じく実施例８を示す概略図、図９は同じく実施例９を示す概略図、図１０は同じく実施例１０を示す概略図、図１１は同じく実施例１１を示す概略図、図１２は同じく実施例１２を示す概略図、図１３は現行車載用の排気後処理装置を示す断面図、図１４は従来の産業用マフラーを示す概略図である。
本発明の実施例１に係るディーゼルエンジン用黒煙浄化装置の全体構成について図１を用いて説明する。
ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置２０（以下、黒煙浄化装置という）は、図１に示すように入口部２、ディーゼルパティキュレートフィルタ１（以下、パティキュレートフィルタという）及び出口部３で構成されている。入口部２と出口部３は、それぞれハウジング７ａ、７ｂの中に形成されている。該ハウジング７ａ、７ｂの間の設置部１ａにパティキュレートフィルタ１が配置されており、パティキュレートフィルタ１は、ハウジング７ａ、７ｂの両者とガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。入口部２内の前部（矢印方向を前方とする。以下の実施例も同様とする）には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側（前側）には上流側空間部２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部２ｂを有している。入口部２には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１６で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記設置部１ａに着脱可能となっている。
入口部２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部２の下方から略鉛直方向に挿通しており、前記空間部２ｂ内において略直角に屈曲し、前方に延出している。前方に延出している入口管６の前部６ａは酸化触媒４の中心部を挿通し、入口管６の一端を酸化触媒４の前端と略同位置としている。入口管６の他端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、この開口部６ｂが前後方向で酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配置しており、排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６を介して入口部２の上流側空間部２ａ内へ入るようになっている。また、前記ハウジング７ａの前面を覆う如く配設される前記内壁部１６は、略半球状に中心部が後方へ突出しており、断面視凸状に形成されており、排気ガス誘導部となる。また、出口部３には排気ガス１０を排出する出口管１４と、該出口管１４と平行して排気ガス排出時の騒音を低減させる共鳴管２５が設けてある。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２ａ内へと導入される。入口管６の前部６ａから上流側空間部２ａ内に導入された排気ガス１０は、図１に示すように排気ガス誘導部である内壁部１６により酸化触媒４の外周部へと流れるように誘導される。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部２ｂへと入り、該下流側空間部２ｂにある入口管６の中途部の間を抜けて、前記空間部２ｂからパティキュレートフィルタ１を通過（浄化）してから出口管１４に入り、該出口管１４から排出される。
上述したように、酸化触媒４中心部に入口管６を挿通させているため、酸化触媒４は、外周部だけとなり、後段のフィルタ１には比較的外周に多く排気ガス１０を流すことができるのである。さらに、排気ガス誘導部となる内壁部１６を設けることで外周部に排気ガスを誘導し、より多く流すことができるため、フィルタ１の温度の均一化が可能となる。
このように、酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１とを内部に直列に配設する黒煙浄化装置２０において、排気ガス１０の入口である開口部６ｂを酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配設し、排気ガス通路である入口管６を前記入口部分となる開口部６ｂから延出して酸化触媒４の中心部を通して、酸化触媒４の上流側空間部２ａに繋げたことにより、フィルタ前段の酸化触媒４担体の外周部から排気ガス１０が出てくるために比較的パティキュレートフィルタ１内の外周部に多くの排気ガス１０が流れてパティキュレートフィルタ１の温度が均一化される。また、排気ガス１０の入口管６の開口部６ｂをケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
また、前記酸化触媒４の上流側空間２ａに凸状の排気ガス誘導部である内壁部１６を設けたことにより、排気ガス１０が確実に酸化触媒４の外側に誘導されて、フィルタ１前段である酸化触媒４担体の外周部から排気ガス１０が出てくるために比較的パティキュレートフィルタ１内の外周部に多くの排気ガス１０が流れてパティキュレートフィルタ１の温度が均一化される。
本発明の実施例２を、図２を用いて説明する。
黒煙浄化装置３０は、図２に示すように入口部２、パティキュレートフィルタ１及び出口部３で構成されている。入口部２と出口部３は、それぞれハウジング７ａ、７ｂの中に形成されている。該ハウジング７ａ、７ｂの間の設置部１ａにパティキュレートフィルタ１が配置されており、パティキュレートフィルタ１は、ハウジング７ａ、７ｂの両者とガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。入口部２内の前部には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部２ｂを有している。入口部２には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１６で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記設置部１ａに着脱可能となっている。
入口部２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部２の下方から略鉛直方向に挿通しており、前記空間部２ｂ内において略直角に屈曲し、前方に延出している。前方に延出している入口管６の前部６ａはテーパ状であり、前方に行くほど入口管６の断面直径が広がっていく。そして、入口管６の一端は酸化触媒の後端面中心部と略気密となるように接続している。入口管６の他端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、この開口部６ｂが前後方向で酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配置しており、排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６を介して入口部２の上流側空間部２ａ内へ入るようになっている。また、前記内壁部１６は、実施例１と同じく略半球状に中心部が後方へ突出しており、断面視凸状に形成されており、排気ガス誘導部となる。また、出口部３には排気ガス１０を排出する出口管１４と、該出口管１４と平行して排気ガス排出時の騒音を低減させる共鳴管２５が設けてある。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２ａ内へと導入される。入口管６の前部６ａから上流側空間部２ａ内に導入された排気ガス１０は、図２に示すように排気ガス誘導部である内壁部１６により酸化触媒４の外周部へと流れるように誘導される。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部２ｂへと入り、該下流側空間部２ｂにある入口管６の中途部の間を抜けて、前記空間部２ｂからパティキュレートフィルタ１を通過（浄化）してから出口管１４に入り、該出口管１４から排出される。
さらに具体的には、酸化触媒４の機能としては、排気ガス１０がセル状になったガス通路（図示せず）を抜けていく間に、酸化触媒４に担持された触媒によりＣＯ、ＨＣが酸化されるものである。テーパ状の入口管６の前部６ａから排気ガス１０を吹き込むことにより、セル状のガス通路の間を外周側に広がりつつ排気ガスが抜けていき上流側空間部２ａに至り、該空間部２ａで外周側に広がったガスが、酸化触媒４及び下流側空間部２ｂの外周部を流れて、後段のパティキュレートフィルタ１へと流れることとなる。こうして、パティキュレートフィルタ１の比較的外周部に排気ガス１０を多く流すことができる。酸化触媒４へはパティキュレートフィルタ１とは異なり必ずしも排気ガス１０全量を流す必要はない。そのために、テーパ状の入口管６の前部６ａと酸化触媒４の端面との接続部分においては、完全な気密状態を維持する必要はない。また本実施例においても、実施例１と同様に、排気ガス誘導部となる内壁部１６を設けることで、さらに酸化触媒４の外周部に排気ガス１０を誘導し、後段のパティキュレートフィルタ１内の外周部に比較的多く排気ガス１０を流すことができるため、フィルタ１の温度の均一化が可能となる。
このように、酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１とを内部に直列に配設する黒煙浄化装置３０において、排気ガス１０の入口である開口部６ｂを酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配設し、排気ガス通路である入口管６を前記入口部分となる開口部６ｂから延出して、酸化触媒４の下流側の端面中心部に略気密に接続したことにより、フィルタ前段の酸化触媒４担体の外周部から排気ガス１０が出てくるために比較的パティキュレートフィルタ１内の外周部に多くの排気ガス１０が流れてパティキュレートフィルタ１の温度が均一化される。また、排気ガス１０の入口管６の開口部６ｂをケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。さらに、テーパ状の入口管６を使用することにより、排気ガス１０の酸化触媒担体通過時間が長くなり確実にＣＯ、ＨＣの酸化ができる。
また、実施例１と同様に、前記酸化触媒４の上流側空間２ａに凸状の排気ガス誘導部である内壁部１６を設けたことにより、排気ガス１０が確実に酸化触媒の外側に誘導されて、フィルタ１前段である酸化触媒４担体の外周部から排気ガス１０が出てくるために比較的パティキュレートフィルタ１内の外周部に多くの排気ガス１０が流れてパティキュレートフィルタ１の温度が均一化される。
本発明の実施例３を、図３を用いて説明する。
黒煙浄化装置４０は、図３に示すように入口部２、パティキュレートフィルタ１及び出口部３で構成されている。入口部２と出口部３は、それぞれハウジング７ａ、７ｂの中に形成されている。該ハウジング７ａ、７ｂの間の設置部１ａにパティキュレートフィルタ１が配置されており、パティキュレートフィルタ１は、ハウジング７ａ、７ｂの両者とガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。入口部２内には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部２ｂを有している。また、酸化触媒４の外周部とハウジング７ａの内側との間において所定間隔の空間２ｃを有しており、該空間２ｃの後端は隔壁１１によって封止されている。こうして前記空間２ｃが排気ガス１０を上流側空間部２ａへ導入する排気ガス通路を形成している。入口部２には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１７で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記設置部１ａに着脱可能となっている。
入口部２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部２の下方から、入口部２内の前記空間２ｃに連通している。入口管６の一端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、該開口部６ｂが排気入口となる。図３に示すように開口部６ｂの内周端と酸化触媒４の前端との距離Ａが０以上となるように配置する。つまり、酸化触媒４の上流側空間部２ａに排気入口となる開口部６ｂが臨まないように設ける。排気ガス１０は、この入口管６及び酸化触媒４の外周部空間２ｃを介して入口部２の上流側空間部２ａ内へ入るようになっている。また、出口部３には排気ガス１０を排出する出口管１４と、該出口管１４と平行して排気ガス排出時の騒音を低減させる共鳴管２５が設けてある。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の外周部空間２ｃに入り、該空間２ｃから酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２ａ内へと導入される。そうして、上流側空間部２ａ内に導入された排気ガス１０は、図３に示すように主に酸化触媒４内の外周側へと流れる。そうして、パティキュレートフィルタ１にも比較的外周側に多くの排気ガス１０が通過（浄化）してから出口管１４に入り、該出口管１４から排出される。
発明者等の鋭意検討の結果としては、このように酸化触媒４の外周部空間２ｃを介して排気ガス１０を上流側空間部２ａへと流して、さらに前記Ａの値を０以上にすることで比較的均一に、もしくは外周部ほど若干ガス流量を増やして酸化触媒４に排気ガス１０を導入できる。
このように、酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１とを内部に直列に配設する黒煙浄化装置４０において、酸化触媒４の外周部と上流側に空間を設け、排気ガス１０の入口管６を外周部空間２ｃに連通し、さらに該入口管６の入口部分である開口部６ｂが酸化触媒４の上流側空間部２ａに臨まないように設け、排気ガス１０を酸化触媒４の外周部空間２ｃを通して酸化触媒４の上流側空間部２ａに導いたことにより、排気ガス１０を略均一に酸化触媒４に導くことが可能となる。その結果としてパティキュレートフィルタ１の前段である酸化触媒４担体の外周部から排気ガス１０が出てくるために比較的パティキュレートフィルタ１内の外周部に多くの排気ガスが流れてパティキュレートフィルタ１の温度が均一化される。また、排気ガス１０の入口である入口管６の開口部６ｂをケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
本発明の実施例４を、図４を用いて説明する。
図４に示すように、実施例３に記載した黒煙浄化装置４０において、酸化触媒４の前方に中心部が後方へ突出し、断面視台形状に形成されている排気ガス１０を誘導するガイド１８を設けている。
このようにガイド１８を黒煙浄化装置４０に配置することで、図４に示すように外周部空間２ｃから流入してくる排気ガス１０を、ガイド１８の外周部分において流れ方向を反転させて、酸化触媒４入口の外周側に排気ガス１０が流れ込むようになっている。つまり、排気ガス１０が酸化触媒４の中心部に偏って流入することがなく、さらに確実に排気ガス１０を酸化触媒４の外周側へ多く流すことができる。
このように、前記酸化触媒４の上流側空間部２ａに導いた排気ガス１０が酸化触媒４の中心側に偏って流れないようにガイド１８を設けたことにより、実施例３で説明した黒煙浄化装置４０と比べて、さらに確実に排気ガス１０を酸化触媒４の外周部へ導くことが可能となり、酸化触媒４の後段であるパティキュレートフィルタ１の外周部に比較的多くの排気ガス１０が流れてパティキュレートフィルタ１の温度が均一化される。また、本実施例の黒煙浄化装置４０は、実施例３で記載したように排気ガス１０の入口管６の開口部６ｂがケースの中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
本発明の実施例５を、図５を用いて説明する。
黒煙浄化装置５０は、図５に示すように入口部２、パティキュレートフィルタ１及び出口部３で構成されている。入口部２と出口部３は、それぞれハウジング７ａ、７ｂの中に形成されている。該ハウジング７ａ、７ｂの間の設置部１ａにパティキュレートフィルタ１が配置されており、パティキュレートフィルタ１は、ハウジング７ａ、７ｂの両者とガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。入口部２内の前部には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部２ｂを有している。また、酸化触媒４の外周部とハウジング７ａの内側との間において所定間隔の空間２ｃを形成している。該空間２ｃの後端は、入口部２の後端近傍まで延出されており、隔壁２１によって封止されている。入口部２の外周には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１７で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記設置部１ａに着脱可能となっている。
入口部２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６５が配置されている。該入口管６５は、入口部２の下方から略鉛直方向に挿通しており、前記空間部２ｂ内において上方に突出して突出部６５ａを形成し、該突出部６５ａの上端が断熱吸音材押え板１３に当接している。前記突出部６５ａは前記空間部２ｂ内において、該突出部６５ａの上端部と下部に複数の開口部６５ｃ・６５ｃ・・・を設けて空間２ｃ内と連通しており、排気ガス１０を入口管６５から空間２ｃ内へと送り込むことが可能となっている。入口管６５の一端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６５ｂを設けており、この開口部６５ｂが前後方向で酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配置しており、排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６５、突出部６５ａ及び空間２ｃを介して入口部２の上流側空間部２ａ内へ入るようになっている。また、出口部３には排気ガス１０を排出する排気出口となる出口管１４と、該出口管１４と平行して排気ガス排出時の騒音を低減させる共鳴管２５が設けてある。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６５から導入されて、該入口管６５の突出部６５ａに有する開口部６５ｃから酸化触媒４の外周側にある空間２ｃへと流入し、該空間２ｃを介して酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２ａ内へと導入される。次に、上流側空間部２ａ内に導入された排気ガス１０は、図５に示すように主に酸化触媒４内の外周側へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し酸化触媒４の下流側空間部２ｂへと入り、該下流側空間部２ｂにある突出部６５ａの間を抜けて、パティキュレートフィルタ１を通過（浄化）する。そうして、パティキュレートフィルタ１を出た排気ガス１０は出口管１４に入り、該出口管１４から排出される。
このように、酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１とを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置５０において、排気ガス１０の入口である開口部６５ｂを酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配設し、酸化触媒４の外周部、上流側及び下流側に空間を設け、前記入口部分である開口部６５ｂから延出される入口管６５を酸化触媒４の下流側空間部２ｂ内に突出するとともに、前記入口管６５の中途部及び端部を酸化触媒４の外周部の空間２ｃと連通させて、排気ガス１０を酸化触媒４の外周部空間２ｃを通して上流側空間部２ａに導いたことにより、フィルタ１前段の酸化触媒４の上流側空間部２ａにおいて、２重管の外側である酸化触媒４の外周部の空間２ｃから流れ込んだ排気ガス１０が酸化触媒４入口の中心部分に集まるのを防ぎ、酸化触媒４入口での排気ガス分布をより均一にすることができる。また、入口管６５により装置本体を貫通支持することにより、強度向上が図れる。
なお、実施例４で記載した排気ガス１０を誘導するガイド１８を、本実施例の黒煙浄化装置５０に取り付けることで、排気ガス１０が酸化触媒４の中心部に偏って流入することがなく、さらに確実に排気ガス１０を酸化触媒４の外周側へ多く流すことができる。
本発明の実施例６を、図６を用いて説明する。
黒煙浄化装置６０は、図６に示すように黒煙浄化装置６０の前段部２２とパティキュレートフィルタ１の設置部４１ａで構成されている。前記設置部４１ａにパティキュレートフィルタ１が配置されており、パティキュレートフィルタ１は、ハウジング７ａとガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。前段部２２内の前部には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部２２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部２２ｂを有している。そして、パティキュレートフィルタ１の下流側には空間部２３を有している。前段部２２の外周部には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１７で前段部２２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記設置部１ａに着脱可能となっている。
前段部２２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、前段部２２の下方から略鉛直方向に挿通しており、前記空間部２２ｂ内において略直角に屈曲し、前方に延出している。前方に延出している入口管６の前部６ａは酸化触媒４の中心部を挿通し、入口管６の一端を酸化触媒４の前端と略同位置としている。入口管６の他端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、この開口部６ｂが前後方向で酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配置しており、排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６を介して前段部２２の上流側空間部２２ａ内へ入るようになっている。
また、前段部２２の後部から設置部４１ａにかけて、排気ガス１０を排出する排気ガス通路となる出口管３４が配置されている。該出口管３４は、前段部２２の上方から略鉛直方向に挿通しており、酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間にある前記空間部２２ｂ内において略直角に屈曲し、後方に延出している。また、出口管３４の一端には、開口部３４ｂを設けており、該開口部３４ｂが前後方向で酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配置しており、排気出口となっている。また、後方に延出している出口管３４の後部３４ａは設置部４１ａのパティキュレートフィルタ１の中心部を挿通し、出口管３４の他端をパティキュレートフィルタ１の後端と略同位置としている。また、出口管３４の後部３４ａのパティキュレートフィルタ１内に挿通されている管表面部と、該管表面部に面するパティキュレートフィルタ１との間にはシール３６を施してあり、排気ガス１０が出口管３４の後部３４ａとパティキュレートフィルタ１との隙間から排出されるのを防いでいる。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２２ａ内へと導入される。入口管６の前部６ａから上流側空間部２２ａ内に導入された排気ガス１０は、図６に示すように酸化触媒４の外周部へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部２２ｂへと入り、該下流側空間部２２ｂにある入口管６及び出口管３４の中途部の間を抜けて、該空間部２２ｂからパティキュレートフィルタ１の外周側を通過（浄化）してから、空間部２３に至り、該空間部２３から出口管３４に入り、該出口管１４から排気ガス１０が排出される。
上述したように、酸化触媒４中心部に入口管６を挿通させているため、酸化触媒は、外周部分だけとなり、後段のフィルタ１には比較的外周に多く排気ガス１０を流すことができるのである。さらに、パティキュレートフィルタ１の中心部に出口管３４を挿通させているため、比較的熱の溜まりやすいパティキュレートフィルタ１の中心部を排除でき、パティキュレートフィルタ１の温度の均一化が可能となる。
また、本実施例では排気出入口フランジ等をはずすことなく、つまり、黒煙浄化装置６０を支持部から取り外すことなく、パティキュレートフィルタ１を一箇所のバンド１２をはずすだけで着脱でき、さらにパティキュレートフィルタ１の洗浄が、出口管３４の後部３４ａを取り外した部分であるフィルタ１の中央部からもできるようになる。
なお、実施例１から実施例５に記載した各黒煙浄化装置においては、入口部２、パティキュレートフィルタ１及び出口部３で構成されており、後段のパティキュレートフィルタ１及び出口部３の部分については同じ構成となっている。実施例１から実施例５に記載した後段のパティキュレートフィルタ１、出口部３と及び出口管の部分の代わりに、本実施例で示したパティキュレートフィルタ１の設置部４１ａ及び出口管３４を取り付けて黒煙浄化装置を構成することも可能である。
このように、前記酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に排気ガス１０の出口である開口部３４ｂを配設し、排気ガス通路となる出口管３４を排気ガスの出口部分である開口部３４ｂから延出してパティキュレートフィルタ１の中を通して、パティキュレートフィルタ１の下流側空間部２３に繋げたことにより、パティキュレートフィルタ１がドーナツ状に形成されて熱が集中しやすい中心部がなくなりフィルタ温度が均一化する。排気ガス１０の出口である開口部３４ｂがケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
本発明の実施例７を、図７を用いて説明する。
黒煙浄化装置７０は、図７に示すように黒煙浄化装置７０の前段部４２とパティキュレートフィルタ１の設置部４１ａで構成されている。前記設置部４１ａにはパティキュレートフィルタ１が配置されており、パティキュレートフィルタ１は、ハウジング７ａとガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。前段部４２内の前後方向の略中間部には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部４２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部４２ｂを有している。そして、パティキュレートフィルタ１の下流側には空間部２３を有している。前段部４２には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び１７で前段部４２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記設置部１ａに着脱可能となっている。
前段部４２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部２を略鉛直方向に挿通しており、一端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための排気入口となる開口部を設けており、他端は封止している。該入口管６の上流側空間部４２ａ内部における円筒側壁には多数の小孔６ｃが設けてある。排気ガス１０は、この小孔６ｃを介して入口管６から上流側空間部４２ａ内へ入るようになっている。
また、前段部４２から設置部４１ａにかけて、排気ガス１０を排出する排気ガス通路となる出口管３４が配置されている。該出口管３４は、前段部４２の上方から略鉛直方向に挿通しており、酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間にある前記空間部４２ｂ内において略直角に屈曲し、後方に延出している。また、出口管３４の一端には、開口部３４ｂを設けており、該開口部３４ｂが前後方向で酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に配置しており、排気出口となっている。また、後方に延出している出口管３４の後部３４ａは設置部４１ａのパティキュレートフィルタ１の中心部を挿通し、出口管３４の他端をパティキュレートフィルタ１の後端と略同位置としている。また、出口管３４の後部３４ａのパティキュレートフィルタ１内に挿通されている管表面部と、該管表面部に面するパティキュレートフィルタ１との間にはシール３６を施してあり、排気ガス１０が出口管３４の後部３４ａとパティキュレートフィルタ１との隙間から排出されるのを防いでいる。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６の小孔６ｃを介して酸化触媒４の上流側となる上流側空間部４２ａ内へと導入される。小孔６ｃから上流側空間部４２ａ内に導入された排気ガス１０は、酸化触媒４へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部４２ｂへと入り、該下流側空間部２２ｂにある出口管３４の中途部の間を抜けて、該空間部４２ｂからパティキュレートフィルタ１の外周側を通過（浄化）してから、空間部２３に至り、該空間部２３から出口管３４に入り、該出口管３４から排出される。
上述したように、黒煙浄化装置の前段部が実施例６で示したものではなく、本実施例で示したような構造であっても、パティキュレートフィルタ１の中心部に出口管３４を挿通させているため、比較的熱の溜まりやすいパティキュレートフィルタ１の中心部を排除でき、パティキュレートフィルタ１の温度の均一化が可能となる。
また、実施例６で記載した黒煙浄化装置６０と同様に本実施例においても排気出入口フランジ等を外すことなく、つまり、黒煙浄化装置６０を支持部から取り外すことなく、パティキュレートフィルタ１を一箇所のバンド１２を外すだけで着脱でき、さらにパティキュレートフィルタ１の洗浄は、出口管３４を取り外した部分であるフィルタ１の中央部からもできるようになる。
このように、前記酸化触媒４とパティキュレートフィルタ１の間に排気ガス１０の出口である開口部３４ｂを配設し、排気ガス通路となる出口管３４を排気ガス１０の出口部分である開口部３４ｂから延出してパティキュレートフィルタ１の中を通して、パティキュレートフィルタ１の下流側空間部２３に繋げたことにより、パティキュレートフィルタ１がドーナツ状に形成されて熱が集中しやすい中心部がなくなり温度が均一化する。排気ガス１０の出口である開口部３４ｂがケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
本発明の実施例８を、図８を用いて説明する。
黒煙浄化装置８０は、図８に示すように入口部２と出口部４３で構成されている。入口部２と出口部４３は、それぞれハウジング７ａ、４７の中に形成されている。該ハウジング７ａと４７の間は、ガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。入口部２内には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部２ａを有しており、一方、酸化触媒４の下流側には下流側空間部２ｂを有している。また、酸化触媒４の外周部とハウジング７ａの内側との間において空間２ｃを有しており、該空間２ｃの後端は隔壁１１によって封止されている。こうして前記空間２ｃが排気ガス１０を上流側空間部２ａへ導入する排気ガス通路を形成している。入口部２の外周部には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１７で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、出口部４３内の前部には、パティキュレートフィルタ１が配置されている。該パティキュレートフィルタ１の上流側には上流側空間部４３ａを有しており、一方、パティキュレートフィルタ１の下流側には下流側空間部４３ｂを有している。また、パティキュレートフィルタ１の外周部とハウジング４７の内側との間において空間部４３ｃを有しており、該空間部４３ｃの前端は隔壁３１によって封止されている。こうして前記空間部４３ｃが排気ガス１０を排出する排気ガス通路を形成している。出口部４３の外周部には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板５３及び内壁部６７で出口部４３の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記出口部４３内に着脱可能となっている。
入口部２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部２の後下部に設けた開口に連結固定して、入口部２内の前記空間２ｃに連通している。入口管６の一端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、該開口部６ｂが排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６及び外周部空間２ｃを介して入口部２の上流側空間部２ａ内へ入るようになっている。
また、出口部４３には、排気ガス１０を排出する排気ガス通路となる出口管４４が配置されている。該出口管４４は、出口部４３の前上部に設けた開口に連結固定して、出口部４３内の前記空間４３ｃに連通している。また、出口管４４の一端は、排気出口となる開口部４４ａを有している。排気ガス１０は、パティキュレートフィルタ１、空間部４３ｂ及び外周部空間４３ｃを介して出口部４３の出口管４４から排出される構成となっている。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の外周側空間２ｃに入り、該空間２ｃから酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２ａ内へと導入される。そうして、上流側空間部２ａ内に導入された排気ガス１０は、図８に示すように主に酸化触媒４内の外周側へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部２ｂから出口部４３の上流側空間部４３ａへと入り、該空間部４３ａからパティキュレートフィルタ１を通過（浄化）して、下流側空間部４３ｂに至る。そうして、排気ガス１０は、下流側空間部４３ｂからパティキュレートフィルタ１の外周部にある空間４３ｃを介して出口管４４から排出される。
なお、本実施例の黒煙浄化装置８０の前段部である入口部２は、実施例３で記載した黒煙浄化装置４０の前段部である入口部２と同じものであり、排気ガス１０を比較的均一に、もしくは外周部ほど若干ガス流量を増やして酸化触媒４に導入できる。
なお、実施例１から実施例５に記載した各黒煙浄化装置においては、入口部２、パティキュレートフィルタ１及び出口部３で構成されており、後段のパティキュレートフィルタ１及び出口部３の部分については同じ構成となっている。実施例１から実施例５に記載した後段のパティキュレートフィルタ１及び出口部３の替わりに、本実施例で示した出口部４３を取り付けて黒煙浄化装置を構成することも可能である。
また、実施例６又は実施例７に記載した各黒煙浄化装置においては、設置部４１ａと出口管３４の組合せの代わりに、本実施例で示した出口部４３と出口管４４との組合せを適用して黒煙浄化装置を構成することも可能である。
このように、前記パティキュレートフィルタ１の外周部と下流側に空間を設け、排気ガス１０の出口管４４を外周部空間４３ｃに連通し、排気ガス１０をパティキュレートフィルタ１の下流側空間部４３ｂよりパティキュレートフィルタ１の外周部空間４３ｃを通して排気ガス１０の出口である開口部４４ａへ導いたことにより、パティキュレートフィルタ１の外周部を比較的多くの排気ガス１０が流れてフィルタ１の温度が均一化する。また、排気ガス１０の出口である開口部４４ａがケース（装置本体）の中央横に設けることができ黒煙浄化装置（後処理装置）の搭載性がよくなる。
本発明の実施例９を、図９を用いて説明する。
黒煙浄化装置９０は、図９に示すように入口部２と出口部６３で構成されている。入口部２と出口部６３は、それぞれハウジング７ａ、６７の中に形成されている。該ハウジング７ａと６７の間は、ガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。入口部２内の後部には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部２ａを有しており、一方、酸化触媒４内の下流側には下流側空間部２ｂを有している。また、酸化触媒４の外周部とハウジング７ａの内側との間において空間２ｃを有しており、該空間２ｃの後端は隔壁１１によって封止されている。こうして前記空間２ｃが排気ガス１０を上流側空間部２ａへ導入する排気ガス通路を形成している。入口部２の外周部には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１７で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、出口部６３内の前部には、パティキュレートフィルタ１が配置されている。該パティキュレートフィルタ１の上流側には上流側空間部６３ａを有しており、一方、パティキュレートフィルタ１の下流側には下流側空間部６３ｂを有している。また、パティキュレートフィルタ１の前端の外周側と出口部６３内側との間は隔壁４１によって封止されている。また、パティキュレートフィルタ１の外周部とハウジング６７の内側との間において空間６３ｃを有しており、該空間６３ｃの前端は隔壁６１によって封止されている。こうして前記空間６３ｃが排気ガス１０を排出する排気ガス通路を形成している。出口部６３後方には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板７７で出口部６３の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記出口部６３内に着脱可能となっている。
入口部２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部２の後下部に設けた開口に連結固定して、入口部２内の前記空間２ｃに連通している。入口管６の一端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、該開口部６ｂが排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６及び外周部空間２ｃを介して入口部２の上流側空間部２ａ内へ入るようになっている。
また、出口部６３には、排気ガス１０を排出する排気ガス通路となる出口管４４が配置されている。該出口管４４は、出口部６３の前後中途の上部に設けた開口に連結固定して、出口部６３内の前記空間６３ｃに連通している。また、出口管４４の一端は、排気出口となる開口部４４ａを有している。排気ガス１０は、パティキュレートフィルタ１、空間部６３ｂ及び外周部空間６３ｃを介して出口部６３の出口管４４から排出される構成となっている。
また、パティキュレートフィルタ１の下方には、排気ガス排出時の騒音を低減させる共鳴管３２が配置されている。該共鳴管３２の前方の空間は、共鳴室３５となっている。排気ガス１０は、パティキュレートフィルタ１通過後、空間部６３ｂ及び外周部空間６３ｃを介して出口部６３の出口管４４から排出される構成となっている。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の外周側空間２ｃに至り、該空間２ｃから酸化触媒４の上流側となる上流側空間部２ａ内へと導入される。そうして、上流側空間部２ａ内に導入された排気ガス１０は、図９に示すように主に酸化触媒４内の外周側へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部２ｂから出口部６３の上流側空間部６３ａへと入り、該空間部６３ａからパティキュレートフィルタ１を通過（浄化）して、下流側空間部６３ｂに至る。そうして、排気ガス１０は、下流側空間部６３ｂからパティキュレートフィルタ１の外周部にある空間部６３ｃを介して出口管４４から排出される。
本実施例のように、パティキュレートフィルタ１の外側空間を利用して共鳴室３５を設けているため、コンパクトな構造での消音量の確保が可能となる。
このように、前記パティキュレートフィルタ１の外周部に空間を設け、該空間に排気音消音用の共鳴室３５を設けたことにより、装置の長さ方向を犠牲にせずに共鳴室３５を設けることができ、パティキュレートフィルタ１に消音器としての役割を持たすことが可能となる。
本発明の実施例１０を、図１０を用いて説明する。
図１０に示すように本実施例は、実施例３に記載した黒煙浄化装置４０において、入口部２内に排気ヒーター５０を取り付けて、かつ、黒煙浄化装置４０の前端部を、着脱可能である蓋部２ｅに変更したものである。入口部２内には、入口部２内を流れる排気ガス１０を加熱するための排気ヒーター５１が酸化触媒４の周囲にコイル状に配置されている。また、前記蓋部２ｅは、ハウジング７ａとガスケット１５で気密を保ち、かつ、Ｖ字バンド１２で一体に固着されている。このように構成したことにより、比較的大きな空間に、排気ガス１０の流れ方向に発熱部を置くことで排気ガス１０に対して十分な加熱が可能となる。そして、蓋部２ｅを開閉することで、エンジンからの排気管（図示せず）や外部への排出管（図示せず）との接続部分である排気ガスの出入口フランジ部分を取り外すことなく、つまり、黒煙浄化装置４０を支持部から取り外すことなく、排気ヒーター５１が着脱可能となっている。
なお、本実施例に記載した排気ヒーター５１または蓋部２ｅは、前述した実施例３、実施例４及び実施例５においても適用が可能である。
このように、前記酸化触媒４の外周部と上流側の空間に、排気ヒーター５１を配設したことにより、排気温度がパティキュレートフィルタ１を再生するために十分でない場合に排気温度を上げることができる。また、外周部の比較的広い部分に取り付けることが可能であり、容量の大きなヒーターを取り付けることができる。
本発明の実施例１１を、図１１を用いて説明する。
黒煙浄化装置１１０は、図１１に示すように入口部７２と出口部７３で構成されている。そして、該出口部７３は前方出口部７３ａと共鳴室３５から構成されている。入口部７２と出口部７３は、それぞれハウジング４５ａ、４５ｂの中に形成されている。該ハウジング４５ａと４５ｂの間は、ガスケット１５で気密を保ち、かつ、ボルト締結により一体に固着されている。入口部７２内の前部には、酸化触媒４が配置されている。該酸化触媒４の上流側には上流側空間部７２ａを有しており、一方、酸化触媒４内の下流側には下流側空間部７２ｂを有している。また、酸化触媒４の外周部とハウジング４５ａの内側との間において空間７２ｃを有しており、該空間７２ｃの後端は隔壁７１によって封止されている。また、酸化触媒４の後段には、下流側空間部７２ｂを介してパティキュレートフィルタ１が配置されている。そして、パティキュレートフィルタ１の下流側は前方出口部７３ａ内と接続している。入口部７２内には、入口部７２内を流れる排気ガス１０を加熱するための排気ヒーター５１が酸化触媒４の周囲にコイル状に配置されている。また、黒煙浄化装置１１０の入口部７２の前端部には、着脱可能である蓋部７２ｅを設けており、ガスケット１５で気密を保ち、かつ、入口部７２前端にボルト締結により一体に固着されている。このように構成したことにより、比較的大きな空間に、排気ガス１０の流れ方向に発熱部を配置することで排気ガス１０に対して十分な加熱が可能となる。また、蓋部７２ｅを開閉することで、エンジンからの排気管（図示せず）との接続部分である排気フランジをはずすことなく、つまり、黒煙浄化装置１１０を支持部から取り外すことなく、排気ヒーター５１が着脱可能となっている。入口部７２には断熱吸音材８が配置されており、この断熱吸音材８は、断熱吸音材押え板１３及び内壁部１７で入口部２の内壁に押し付けられている。
また、前記パティキュレートフィルタ１は、前記入口部７２の後部に着脱可能となっている。
入口部７２には、図示しないエンジンから排気ガス１０を導く排気ガス通路となる入口管６が配置されている。該入口管６は、入口部７２の前後中途の下部に設けた開口に連結固定して、入口部７２内の前記空間部７２ｃに連通している。入口管６の一端には図示しない排気管を介してエンジンと接続するための開口部６ｂを設けており、該開口部６ｂが排気入口となる。排気ガス１０は、この入口管６及び外周部空間７２ｃを介して入口部２の上流側空間部７２ａ内へ入るようになっている。
また、出口部７３には、排気ガス１０を排出する出口管４４が配置されている。該出口管４４は、出口部７３の上部に設けた開口に連結固定して、前方出口部７３ａ内に連通している。
また、前方出口部７３ａの後方には、排気ガス排出時の騒音を低減させる共鳴管３２が配置されている。該共鳴管３２が収納される空間は、共鳴室３５となっている。該共鳴室３５の外側は側蓋部４６を形成しており、共鳴室３５前端と前方出口部７３ａの間は、ガスケット１５で気密を保ち、かつ、ボルト締結により一体に固着されている。この締結部のボルトを取り外すことで、側蓋部４６が取り外し可能となっている。パティキュレートフィルタ１から流入してくる排気ガス１０は、前方出口部７３ａを介して出口管４４から排出される構成となっている。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の外周側空間７２ｃに至り、該空間７２ｃから酸化触媒４の上流側となる上流側空間部７２ａ内へと導入される。この時、前記ヒーター５１により排気ガス１０が加熱される。次に、上流側空間部７２ａ内に導入された排気ガス１０は、図１１に示すように主に酸化触媒４内の外周側へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部７２ｂからパティキュレートフィルタ１へと入り、該パティキュレートフィルタ１を通過（浄化）して、前方出口部７３ａに至る。そうして、排気ガス１０は、前方出口部７３ａから出口管４４を介して排出される。
また、共鳴室３５前端と前方出口部７３ａの間を固着しているボルトを外して、側蓋部４６を取り外して、前方出口部７３ａ内にあるパティキュレートフィルタ１の取っ手部１ｂを後方に引き出すことで、パティキュレートフィルタ１を取り外し可能としている。こうして、エンジンからの排気管（図示せず）や排気ガス１０の排出管（図示せず）との接続部分である排気ガス１０の出入口フランジ部分を取り外すことなく、つまり、黒煙浄化装置１１０を支持部等から取り外すことなく、排気ヒーター５１が着脱可能となっている。さらに実施例１０と同様に蓋部７２ｅを開閉することで、エンジンからの排気管（図示せず）や外部への排出管（図示せず）との接続部分である排気ガスの出入口フランジ部分を取り外すことなく、つまり、黒煙浄化装置１１０を支持部等から取り外すことなく、排気ヒーター５１が着脱可能となっている。
このように、ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置１１０の後部に側蓋部４６を設けて、排気ガス１０の出入口のフランジ部を取り外すことなく、パティキュレートフィルタ１を着脱可能としたことにより、アッシュ堆積時のメンテナンスを容易とする。
また、ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置１１０の前部に蓋部７２ｅを設けて、排気ガス１０の出入口のフランジ部を取り外すことなく、排気ヒーター５１を着脱可能としたことにより、ヒーター５１のメンテナンスを容易とする。
なお、本実施例は、黒煙浄化装置１１０にのみ適用されるものではなく、実施例１から実施例５に記載した各黒煙浄化装置の後段のパティキュレートフィルタ１及び出口部の代わりに、実施例８で示した出口部４３を取り付けて黒煙浄化装置を構成して、本実施例のように前部に蓋部もしくは後部に側蓋部を設けて、排気ガス１０の出入口のフランジ部を取り外すことなく、パティキュレートフィルタ１または排気ヒーター５１を着脱可能としてもかまわない。
また、実施例６又は実施例７に記載した各黒煙浄化装置においては、設置部４１ａと出口管３４の組合せの代わりに、本実施例で示した出口部４３と出口管４４との組合せを適用して黒煙浄化装置を構成し、本実施例のように黒煙浄化装置の前部に蓋部もしくは後部に側蓋部を設けて、排気ガス１０の出入口のフランジ部を取り外すことなく、パティキュレートフィルタ１または排気ヒーター５１を着脱可能としてもかまわない。
また、前述した実施例８、実施例９に示した各黒煙浄化装置にも本実施例のように前部に蓋部もしくは後部に側蓋部を設けて、排気ガス１０の出入口のフランジ部を取り外すことなく、パティキュレートフィルタ１または排気ヒーター５１を着脱可能としてもかまわない。
本発明の実施例１２を、図１２を用いて説明する。
本実施例の黒煙浄化装置１２０の構成は、パティキュレートフィルタ１の部分を除いて実施例１１で示した黒煙浄化装置１１０と同様であり、変更箇所のみについて説明する。
前述した実施例１１に記載した黒煙浄化装置１１０において、酸化触媒４の後段には、下流側空間部７２ｂを介してパティキュレートフィルタ１が配置されている。本実施例では、このパティキュレートフィルタ１を、実施例１１で示したものよりもさらに後方に延出することで、出口部７３内のパティキュレートフィルタ１の外周側と出口部７３内側との間となる空間７３ｃ及びパティキュレートフィルタ１の下流側空間部７３ｂを形成したものである。
このような構成において、排気ガス１０は、入口管６を介して酸化触媒４の外周側空間７２ｃに至り、該空間７２ｃから酸化触媒４の上流側となる上流側空間部７２ａ内へと導入される。この時、前記排気ヒーター５１により排気ガス１０が加熱される。次に、上流側空間部７２ａ内に導入された排気ガス１０は、図１２に示すように主に酸化触媒４内の外周側へと流れる。そうして、排気ガス１０は酸化触媒４を通過し下流側空間部７２ｂからパティキュレートフィルタ１へと入り、該パティキュレートフィルタ１を通過（浄化）して、出口部７３の下流側空間部７３ｂに至る。そうして、排気ガス１０は、下流側空間部７３ｂから空間７３ｃを介して出口管４４から排出される。
また、共鳴室３５前端と前方出口部７３ａの間を固着しているボルトを外して、側蓋部４６を取り外して、前方出口部７３ａ内にあるパティキュレートフィルタ１の取っ手部１ｂを後方に引き出すことで、パティキュレートフィルタ１を取り外し可能としている。こうして、エンジンからの排気管（図示せず）や排気ガス１０の排出管（図示せず）との接続部分である排気ガス１０の出入口フランジ部分を取り外すことなく、つまり、黒煙浄化装置１２０を支持部等から取り外すことなく、排気ヒーター５１が着脱可能となっている。さらに実施例１０と同様に蓋部７２ｅを開閉することで、エンジンからの排気管（図示せず）や外部への排出管（図示せず）との接続部分である排気ガスの出入口フランジ部分を取り外すことなく、つまり、黒煙浄化装置１２０を支持部等から取り外すことなく、排気ヒーター５１が着脱可能となっている。
本発明の実施例１に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例２に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例３に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例４に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例５に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例６に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例７に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例８に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例９に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例１０に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例１１に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 本発明の実施例１２に係る黒煙浄化装置を示す概略図。 現行車載用の排気後処理装置を示す断面図。 従来の産業用マフラーを示す概略図。
符号の説明
１ パティキュレートフィルタ
２・２２・４２・７２ 入口部
２ａ・２２ａ・４２ａ・７２ａ 上流側空間部
２ｂ・２２ｂ 下流側空間部
２ｃ 外周部空間
２ｅ・７２ｅ 蓋部
４ 酸化触媒
６・６５ 入口管
６ｂ・６５ｂ 開口部
１０ 排気ガス
１６ 内壁部
１８ ガイド
２０・３０・４０・５０・６０・７０・８０・９０・１１０・１２０ 黒煙浄化装置
２３・４３・６３・７３ｂ 下流側空間部
３４・４４ 出口管
３４ｂ・４４ａ 開口部
３５ 共鳴室
４６ 側蓋部
５１ 排気ヒーター
６３ｃ 空間

Claims (12)

  1. 酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、排気ガスの入口を酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に配設し、排気ガス通路を前記入口部分から延出して酸化触媒の中を通して、酸化触媒の上流側空間に繋げたことを特徴とするディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  2. 酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、排気ガスの入口を酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に配設し、排気ガス通路を前記入口部分から延出して、酸化触媒の下流側の端面中心部に略気密に接続したことを特徴とするディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  3. 前記酸化触媒の上流側空間に凸状の排気ガス誘導部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  4. 酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、酸化触媒の外周部と上流側に空間を設け、排気ガスの入口管を外周部空間に連通し、さらに該入口管の入口部分が酸化触媒の上流側空間に臨まないように設け、排気ガスを酸化触媒の外周部空間を通して酸化触媒の上流側空間に導いたことを特徴とするディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  5. 酸化触媒とパティキュレートフィルタとを内部に直列に配設するディーゼルエンジン用黒煙浄化装置において、排気ガスの入口を酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に配設し、酸化触媒の外周部、上流側及び下流側に空間を設け、前記入口部分から延出される入口管を酸化触媒の下流側空間内に突出するとともに、前記入口管の中途部及び端部を酸化触媒の外周部空間と連通させて、排気ガスを酸化触媒の外周部空間を通して上流側空間に導いたことを特徴とするディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  6. 前記酸化触媒の上流側空間に導いた排気ガスが酸化触媒の中心側に偏って流れないようにガイドを設けたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  7. 前記酸化触媒とパティキュレートフィルタの間に排気ガスの出口を配設し、排気ガス通路を排気ガスの出口部分から延出してパティキュレートフィルタの中を通して、パティキュレートフィルタの下流側空間に繋げたことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  8. 前記パティキュレートフィルタの外周部と下流側に空間を設け、排気ガスの出口管を外周部空間に連通し、排気ガスをパティキュレートフィルタの下流側空間よりパティキュレートフィルタの外周部空間を通して排気ガスの出口へ導いたことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  9. 前記パティキュレートフィルタの外周部に空間を設け、該空間に排気音消音用の共鳴室を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか一項に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  10. 前記酸化触媒の外周部と上流側の空間に、排気ヒーターを配設したことを特徴とする請求項４から請求項６までの何れか一項に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  11. ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置の後部に蓋部を設けて、排気ガスの出入口のフランジを取り外すことなく、パティキュレートフィルタを着脱可能としたことを特徴とする請求項１から請求項１０までの何れか一項に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
  12. ディーゼルエンジン用黒煙浄化装置の前部に蓋部を設けて、排気ガスの出入口のフランジを取り外すことなく、排気ヒーターを着脱可能としたことを特徴とする請求項１０に記載のディーゼルエンジン用黒煙浄化装置。
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