(57)【要約】【課題】粒子状物質除去フィルタの再生効率を高める。【解決手段】排気ガス浄化装置１４における流入管１６の管体１６Ａに、小孔１７の配置が最も密である中間領域Ａ、小孔１７の配置が疎である基端側領域Ｂ、および小孔１７の配置がさらに疎である先端側領域Ｃを形成すると共に、小孔１７が配置されていない無孔領域Ｄを中間領域Ａと基端側領域Ｂとの間に形成する。これにより、粒子状物質除去フィルタ２０の径方向中心部を通る排気ガスの流速を、粒子状物質除去フィルタ２０の外周側を通る排気ガスの流速よりも高速にし、粒子状物質の堆積を粒子状物質除去フィルタ２０の中心部に集中させる。【選択図】図５
2010236364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒部に軸線と直交する方向に挿通穴が形成され、排気ガスを流入させる流入管が該挿通穴に設けられた上流筒体と、前記上流筒体の軸方向一側に設けられ、前記排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタが内蔵されたフィルタ筒体と、前記フィルタ筒体の軸方向一側に設けられ、前記フィルタ筒体を通った排気ガスを排出する排出管が設けられた下流筒体とを備え、
前記流入管は前記上流筒体を径方向に貫くと共に先端が閉塞され、前記流入管の管体には前記上流筒体に連通する多数の小孔が穿設されてなる排気ガス浄化装置において、
前記多数の小孔の配置は、前記流入管の長さ方向の中間部に位置する中間領域では最も密であり、前記中間領域よりも基端側に位置する基端側領域では前記中間領域における小孔の配置と比較して疎であり、前記中間領域よりも先端側に位置する先端側領域では前記基端側領域における小孔の配置と比較して疎であり、
前記流入管の管体のうち前記中間領域と前記基端側領域との間には小孔が穿設されていない無孔領域が形成されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記多数の小孔は、前記中間領域、基端側領域および先端側領域のそれぞれにおいて前記管体の全周に亘って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に搭載されたディーゼルエンジンから排出される排気ガスには、粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）等が含まれている。そこで、このような建設機械には、一般に、排気ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）等を備えた排気ガス浄化装置がエンジンの排気経路の途中に設けられている。
【０００３】
このような排気ガス浄化装置は、エンジンの排気経路の上流側に配設され、エンジンからの排気ガスを流入させる流入管が取り付けられた上流筒体と、上流筒体の下流側に配設され、粒子状物質除去フィルタ等が内蔵されたフィルタ筒体と、フィルタ筒体の下流側に配設され、前記フィルタを通った後の排気ガスを排出する排出管が取り付けられた下流筒体とを有している。
【０００４】
ここで、建設機械に用いられる排気ガス浄化装置では、上流筒体の軸線と直交する方向に流入管が取り付けられており、その挿入端が閉塞され、該流入管の管体には上流筒体内と連通する多数の小孔が穿設されている。そして、エンジンから排出された排気ガスは、流入管を通って上流筒体内に進み、流入管の管体に穿設された多数の小孔から上流筒体内に流れ込む。一方、排出管も下流筒体の軸線と直交するように取り付けられており、挿入端が閉塞され、該排出管の管体には下流筒体内と連通する多数の小孔が穿設されている。そして、粒子状物質除去フィルタを通ったことにより粒子状物質が除去された排気ガスは、下流筒体および排出管を介して外気に排出される。なお、流入管，排出管に穿設された多数の小孔を介して排気ガスを流入，排出させることにより、排気音を低減させることができる。
【０００５】
ところで、粒子状物質除去フィルタは、排気ガスを当該フィルタに通すことにより、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する。そして、捕集された粒子状物質はフィルタ内に堆積する。さらに、フィルタ内に堆積した粒子状物質の量が所定量を超えたとき、堆積した粒子状物質を燃焼させることでフィルタを再生する。
【０００６】
フィルタの再生は、未燃の燃料を排気ガスと共にフィルタに供給し、フィルタの温度を上昇させ、堆積した粒子状物質を燃焼させることにより行われる。このとき、未燃の燃料および排気ガスを、粒子状物質除去フィルタの流入側に配設された酸化触媒を介してフィルタに供給することにより、酸化反応を促進させ、フィルタの温度の上昇を抑制しつつ、粒子状物質の燃焼を促進させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−７４３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の建設機械に用いられる排気ガス浄化装置では、排気ガスが流入管を上流筒体内に向かって流れる方向と、排気ガスが粒子状物質除去フィルタを流れる方向とが直交している。このため、排気ガスは、流入管を上流筒体に向かって流れた後、流入管の管体に穿設された多数の小孔を通って上流筒体内に流れ込むことにより、その流れ方向が９０度変えられる。このような構成上、上流筒体内に流れ込んだ排気ガスを粒子状物質除去フィルタに流入させる際、粒子状物質除去フィルタにおける排気ガスの流れ分布を適切に設定することは容易ではない。
【０００９】
即ち、従来技術による一般的な排気ガス浄化装置では、上流筒体内に挿入された流入管の管体の先端側のほぼ全域に亘って、同一径寸法を有する多数の小孔が等間隔に穿設されているため、流入管を上流筒体内に向かって流れた排気ガスは、そのほとんどが、流入管に穿設された多数の小孔のうち、上流筒体内の中心部（軸中心部）から外れた位置にある流入管の先端部分に穿設された小孔を通過して上流筒体内に流れ込む。この結果、排気ガスの流入がフィルタ筒体の周壁近傍の一部に集中し、粒子状物質除去フィルタにおける排気ガスの流れ分布が不均一になってしまう。
【００１０】
そして、粒子状物質除去フィルタにおける排気ガスの流れ分布が不均一である場合には、粒子状物質がフィルタの外周側の一部に集中的に堆積してしまうという問題がある。また、フィルタの再生時には、フィルタの外周側の一部に集中的に堆積した粒子状物質が燃焼し切らずに残存してしまうという問題がある。また、フィルタ再生時において、フィルタの外周側の一部に集中的に堆積した粒子状物質が激しく燃焼することにより大きな熱応力が発生し、この大きな熱応力によりフィルタの耐久性が低下するという問題も起こり得る。
【００１１】
一方、上述した特許文献１には、流入管の管体に形成された多数の小孔を通って上流筒体内に流れ込む排気ガスを整流することにより、粒子状物質除去フィルタにおける排気ガスの流れ分布を均一にする技術が記載されている。
【００１２】
しかしながら、外気の影響を受けて、酸化触媒または粒子状物質除去フィルタの外周側は、その中心部（軸中心部）と比べて温度が低い。このため、フィルタ再生時において、粒子状物質除去フィルタの外周側では、その中心部と比べて粒子状物質が燃焼し難い。この結果、粒子状物質除去フィルタにおける排気ガスの流れ分布を均一にしても、フィルタの再生処理後に、粒子状物質除去フィルタの外周側に堆積した粒子状物質が燃え残ってしまい、フィルタの再生効率が低下するという問題がある。
【００１３】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、フィルタによる粒子状物質の再生効率を高めることができる排気ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、筒部に軸線と直交する方向に挿通穴が形成され、排気ガスを流入させる流入管が該挿通孔に設けられた上流筒体と、前記上流筒体の軸方向一側に設けられ、前記排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタが内蔵されたフィルタ筒体と、前記フィルタ筒体の軸方向一側に設けられ、前記フィルタ筒体を通った排気ガスを排出する排出管が設けられた下流筒体とを備え、前記流入管は前記上流筒体を径方向に貫くと共に先端が閉塞され、前記流入管の管体には前記上流筒体に連通する多数の小孔が穿設されてなる排気ガス浄化装置に適用される。
【００１５】
そして、請求項１に係る発明が採用する構成の特徴は、前記多数の小孔の配置が、前記流入管の長さ方向の中間部に位置する中間領域では最も密であり、前記中間領域よりも基端側に位置する基端側領域では前記中間領域における小孔の配置と比較して疎であり、前記中間領域よりも先端側に位置する先端側領域では前記基端側領域における小孔の配置と比較して疎であり、前記流入管の管体のうち前記中間領域と前記基端側領域との間には小孔が穿設されていない無孔領域が形成されていることにある。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、請求項２に係る発明は、前記多数の小孔を、前記中間領域、基端側領域および先端側領域のそれぞれにおいて前記管体の全周に亘って配置する構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１７】
上述した請求項１に係る発明によれば、流入管の管体において、中間領域では小孔の配置を密とし、基端側領域では小孔の配置を疎とし、先端側領域では小孔の配置をさらに疎とし、さらに、中間領域と基端側領域との間に小孔が配置されていない無孔領域を形成したことにより、フィルタ内を流れる排気ガスの流れを、フィルタの中心部（軸中心部）で速くし、フィルタの外周側で遅くすることができる。これにより、フィルタの外周側における粒子状物質の堆積量を減らすことができ、フィルタ再生処理後に、フィルタ外周側における粒子状物質の燃え残りを減らし、またはなくすことができる。したがって、フィルタの再生効率を高めることができる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明によれば、フィルタの中心部で高速となり、フィルタの外周側で低速となる排気ガスの流れを容易に作り出すことができ、フィルタの再生効率の向上を容易に実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による排気ガス浄化装置が適用された油圧ショベルの正面図である。
【図２】本発明の実施形態による排気ガス浄化装置が搭載された油圧ショベルの上部旋回体をキャブおよび建屋カバー等を除いた状態で示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態による排気ガス浄化装置を示す正面図である。
【図４】図３中の排気ガス浄化装置を示す縦断面図である。
【図５】図３中の矢示V−V方向からみた排気ガス浄化装置の横断面図である。
【図６】展開した状態の流入管を示す正面図である。
【図７】本発明の実施形態による上流筒体内の流速分布を示す説明図である。
【図８】排気ガス浄化装置の比較例を示す図５と同じ方向からみた横断面図である。
【図９】比較例における上流筒体内の流速分布を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態による排気ガス浄化装置を油圧ショベルに搭載した場合を例に挙げ、図１ないし図９に従って詳細に説明する。
【００２１】
図１において、１は土砂の掘削作業等に用いられる建設機械の代表例としての油圧ショベルである。該油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回装置３を介して旋回可能に搭載された上部旋回体４と、該上部旋回体４の前側に俯仰動可能に設けられた作業装置５とにより大略構成されている。また、６は上部旋回体４の旋回フレームで、該旋回フレーム６の前側にはキャブ７が搭載され、後側には後述するエンジン１１、油圧ポンプ１３、排気ガス浄化装置１４等が搭載されている。また、上部旋回体４後側の建屋カバー８上には、排気ガス浄化装置１４により浄化された後の排気ガスを外気に排出する後述の排出管２２の端部が突出している。
【００２２】
次に、図２において、１１はエンジンを示し、該エンジン１１はディーゼルエンジンである。また、エンジン１１には、駆動時にエンジン１１から排出される排気ガスを排気ガス浄化装置１４に供給する排気管１２が設けられている。エンジン１１からの排気ガスは排気管１２を介して排気ガス浄化装置１４に供給され、排気ガス浄化装置１４により浄化された後、排出管２２を介して外気に排出される。
【００２３】
１３は油圧ポンプを示し、該油圧ポンプ１３は、エンジン１１によって駆動されることにより、油圧ショベル１を動作させるための各種アクチュエータ（図示せず）に向けて圧油を吐出するものである。
【００２４】
１４はエンジン１１の排気経路の途中に設けられ、エンジン１１からの排気ガスに含まれる粒子状物質等を除去することにより排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置であり、該排気ガス浄化装置１４はエンジン１１の上部に設置されている。そして、該排気ガス浄化装置１４は、後述するように、エンジン１１からの排気ガスを流入させる流入管１６が設けられた上流筒体１５と、上流筒体１５の軸方向一側に設けられたフィルタ筒体１９と、フィルタ筒体１９を通った排気ガスを排出する排出管２２が設けられた下流筒体２１とから大略構成されている。
【００２５】
次に、図３において、１５は排気ガス浄化装置１４においてエンジン１１の排気経路の上流側に配設された上流筒体であり、該上流筒体１５は、例えば金属材料により筒状に形成されている。そして、上流筒体１５の筒部１５Ａには、図４，図５に示すように、当該上流筒体１５の軸線Ｏ−Ｏと直交する方向に一対の挿通孔１５Ｂが形成されている。また、該上流筒体１５の上流側は蓋部１５Ｃにより閉塞され、下流側は開口してフィルタ筒体１９と連通し、その周縁にはフランジ部１５Ｄが形成されている。
【００２６】
１６は上流筒体１５に取り付けられ、エンジン１１からの排気ガスを上流筒体１５に流入させる流入管であり、該流入管１６は例えば金属材料により形成されている。そして、該流入管１６の基端側はエンジン１１の排気管１２に接続され、先端側は上流筒体１５の各挿通孔１５Ｂを介して上流筒体１５を径方向（軸線Ｏ−Ｏと直交する方向）に貫いている。また、流入管１６の管体１６Ａには後述する多数の小孔１７が穿設され、流入管１６の先端１６Ｂは閉塞されている。
【００２７】
１７は流入管１６の管体１６Ａに穿設された多数の小孔であり、これら小孔１７は、流入管１６の管体１６Ａのうち上流筒体１５の内部に位置する部位に配置されている。また、これら小孔１７は、例えばすべて同一の径寸法を有している。そして、エンジン１１からの排気ガスは流入管１６の各小孔１７を通って上流筒体１５内に流れ込む。これにより、排気音が低減される。
【００２８】
ここで、多数の小孔１７は、流入管１６の管体１６Ａのうち上流筒体１５の内部に位置する部位において、中間領域Ａ、基端側領域Ｂおよび先端側領域Ｃの３つの領域に分散配置されている。
【００２９】
即ち、中間領域Ａは、流入管１６の長さ方向の中間部であって、上流筒体１５内の中心部、具体的には上流筒体１５の軸中心部と重なり合う場所に位置する。この中間領域Ａにおいて、小孔１７の配置は最も密である。具体的には、図６に示すように、中間領域Ａにおける小孔１７は高密度に密集して配置されており、縦方向および横方向において互いに隣接する２つの小孔１７の間隔が小さい。
【００３０】
また、基端側領域Ｂは、流入管１６において、中間領域Ａよりも基端側であって、上流筒体１５内の外周側、即ち、周壁近傍側に位置する。この基端側領域Ｂにおいて、小孔１７の配置は、中間領域Ａにおける小孔１７の配置と比較して疎である。具体的には、基端側領域Ｂにおける小孔１７は、中間領域Ａにおける小孔１７の配置と比較して低密度に配置されており、縦方向および横方向において互いに隣接する２つの小孔１７の間隔が、中間領域Ａにおける互いに隣接する２つの小孔１７の間隔と比較して大きい。
【００３１】
さらに、先端側領域Ｃは、流入管１６において、中間領域Ａよりも先端側であって、上流筒体１５内の外周側、即ち、周壁近傍側に位置する。この先端側領域Ｃにおいて、小孔１７の配置は、基端側領域Ｂにおける小孔１７の配置と比較して疎である。具体的には、先端側領域Ｃにおける小孔１７は、基端側領域Ｂにおける小孔１７の配置と比較して低密度に配置されており、縦方向および横方向において互いに隣接する２つの小孔１７の間隔が、基端側領域Ｂにおける互いに隣接する２つの小孔１７の間隔と比較して大きい。
【００３２】
また、小孔１７は、中間領域Ａ、基端側領域Ｂおよび先端側領域Ｃのそれぞれにおいて流入管１６の管体１６Ａの全周に亘って配置されている。
【００３３】
さらに、流入管１６の管体１６Ａのうち中間領域Ａと基端側領域Ｂとの間には小孔が穿設されていない無孔領域Ｄが形成されている。また、流入管１６の管体１６Ａのうち上流筒体１５内に位置する部位において、基端側領域Ｂよりもさらに流入管１６の基端側に位置する領域Ｅも、小孔が穿設されていない無孔領域となり、先端側領域Ｂよりもさらに流入管１６の先端側に位置する領域Ｆも、小孔が穿設されていない無孔領域となっている。
【００３４】
一方、図４に示すように、１８は上流筒体１５内において、流入管１６が挿入された挿通孔１５Ｂ，１５Ｂよりも下流側に位置する部位に収容された酸化触媒を示し、該酸化触媒１８は、例えば上流筒体１５の内径寸法と同等の外径寸法をもったセラミックス製のセル状体であり、その軸方向には多数の貫通孔１８Ａが形成され、内面に貴金属等がコーティングされている。そして、酸化触媒１８は、所定の温度下で各貫通孔１８Ａに排気ガスを流通させることにより、この排気ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）等を酸化させる。
【００３５】
１９は上流筒体１５の下流側（軸方向一側）に設けられたフィルタ筒体であり、該フィルタ筒体１９は、例えば金属材料により、上流筒体１５と同一径寸法を有する筒状に形成されている。そして、該フィルタ筒体１９の筒部１９Ａの両端側にはフランジ部１９Ｂ、１９Ｃがそれぞれ形成され、フランジ部１９Ｂは上流筒体１５のフランジ部１５Ｄとボルト・ナットまたは溶接等により接続され、フランジ部１９Ｃは下流筒体２１のフランジ部２１Ｃとボルト・ナットまたは溶接等により接続されている。
【００３６】
２０はフィルタ筒体１９内に収容された粒子状物質除去フィルタであり、該粒子状物質除去フィルタ２０は、エンジン１１から排出される排気ガス中の粒子状物質を捕集して除去するものである。また、粒子状物質除去フィルタ２０は、例えばフィルタ筒体１９の内径寸法と同等の外径寸法をもったセラミックス製の多孔質部材からなる筒体であり、軸方向に多数のフィルタ孔２０Ａが形成され、各フィルタ孔２０Ａは、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材２０Ｂによって閉塞されている。これにより、粒子状物質除去フィルタ２０は、上流筒体１５側からフィルタ孔２０Ａに流入する排気ガスを多孔質部材に通すことで粒子状物質を捕集する。
【００３７】
また、粒子状物質除去フィルタ２０により捕集された粒子状物質は粒子状物質除去フィルタ２０中に堆積する。粒子状物質除去フィルタ２０中に堆積した粒子状物質の量が所定量を超えたときには、堆積した粒子状物質を燃焼させることで粒子状物質除去フィルタ２０を再生する。
【００３８】
ここで、フィルタの再生は、未燃の燃料を排気ガスと共に粒子状物質除去フィルタ２０に供給し、当該フィルタ２０の温度を上昇させ、堆積した粒子状物質を燃焼させることにより行う。このとき、未燃の燃料および排気ガスを、酸化触媒１８を介して粒子状物質除去フィルタ２０に供給することにより、酸化反応を促進させる。これにより、粒子状物質除去フィルタ２０の温度の上昇を抑制しつつ、粒子状物質の燃焼を促進させることができる。
【００３９】
２１はフィルタ筒体１９の下流側（軸方向一側）に設けられた下流筒体であり、該下流筒体２１は、上流筒体１５とほぼ同様に、例えば金属材料により筒状に形成されている。そして、下流筒体２１の筒部２１Ａには、当該下流筒体２１の軸線と直交する方向に一対の挿通孔２１Ｂが形成されている。また、下流筒体２１の上流側は開口してフィルタ筒体１９と連通し、その周縁にはフランジ部２１Ｃが形成され、下流側は蓋部２１Ｄにより閉塞されている。
【００４０】
２２は下流筒体２１の各挿通孔２１Ｂに取り付けられた排出管であり、該排出管２２は、フィルタ筒体１９を通った排気ガスを外気に排出するもので、排出管２２の先端部は、図１に示すように、上部旋回体４後側の建屋カバー８上から突出している。
【００４１】
２３は上流筒体１５の下側、下流筒体２１の下側にそれぞれ設けられた支持脚で、これら支持脚２３は、排気ガス浄化装置１４をエンジン１１の上部に例えば支持ブラケット（図示せず）を介して固定するためのものである。
【００４２】
本発明の実施形態による排気ガス浄化装置１４は以上のような構成を有し、次に、その動作を説明する。
【００４３】
即ち、エンジン１１の駆動時にエンジン１１の排気管１２から排出される排気ガスは、流入管１６を上流筒体１５内に向かって流れ、流入管１６の管体１６Ａに穿設された多数の小孔１７を通って上流筒体１５内に流れ込む。このとき、流入管１６を上流筒体１５内に向かって流れる排気ガスの流れ方向と、酸化触媒１８および粒子状物質除去フィルタ２０における排気ガスの流れ方向とは直交しているため、流入管１６を上流筒体１５内に向かって流れた排気ガスは、流入管１６の管体１６Ａに穿設された多数の小孔１７を通ることにより、その流れ方向が９０度変えられる。
【００４４】
また、流入管１６を上流筒体１５内に向かって流れた排気ガスは、図５に示すように、流入管１６の中間領域Ａに配置された小孔１７、基端側領域Ｂに配置された小孔１７、および先端側領域Ｃに配置された小孔１７をそれぞれ通って分散して上流筒体１５内に流れ込む。
【００４５】
続いて、上流筒体１５内に流れ込んだ排気ガスは、酸化触媒１８および粒子状物質除去フィルタ２０を順次通り、酸化触媒１８により一酸化窒素等が酸化され、粒子状物質除去フィルタ２０により粒子状物質が除去される。さらに、粒子状物質除去フィルタ２０から流出した排気ガスは、下流筒体２１に設けられた排出管２２から外気に排出される。
【００４６】
また、粒子状物質除去フィルタ２０内に堆積した粒子状物質を燃焼させて粒子状物質除去フィルタ２０を再生するときには、未燃の燃料および排気ガスを、酸化触媒１８を介して粒子状物質除去フィルタ２０に供給し、当該フィルタ２０の温度を上昇させ、堆積した粒子状物質を燃焼させる。
【００４７】
このように動作する排気ガス浄化装置１４において、流入管１６の中間領域Ａでは小孔１７の配置が最も密であるため、流動抵抗が小さい。これにより、流入管１６内の排気ガスが中間領域Ａに集まり、中間領域Ａに配置された小孔１７から集中的に流出するため、中間領域Ａに配置された小孔１７を通る排気ガスの流速が高速になる。
【００４８】
これに対し、基端側領域Ｂにおける小孔１７の配置は、中間領域Ａにおける小孔１７の配置と比較して疎であるため、基端側領域Ｂは中間領域Ａよりも流動抵抗が大きい。これにより、基端側領域Ｂに配置された小孔１７を通る排気ガスの流速は、中間領域Ａに配置された小孔１７を通る排気ガスの流速と比較して低速になる。
【００４９】
また、先端側領域Ｃにおける小孔１７の配置は、基端側領域Ｂにおける小孔１７の配置と比較して疎であるため、先端側領域Ｃは基端側領域Ｂよりも流動抵抗が大きい。ところが、流入管１６を上流筒体１５内に向かって流れる排気ガスは、流入管１６の先端側から上流筒体１５内に流れ込もうとする。このため、基端側領域Ｂに配置された小孔１７に流れ込もうとする排気ガスの圧力よりも、先端側領域Ｃに配置された小孔１７に流れ込もうとする排気ガスの圧力の方が大きい。この結果、先端側領域Ｃに配置された小孔１７を通る排気ガスの流速は、基端側領域Ｂに配置された小孔１７を通る排気ガスの流速とほぼ等しくなる。
【００５０】
このように、排気ガスが中間領域Ａ，基端側領域Ｂ，先端側領域Ｃのそれぞれに配置された多数の小孔１７を通って上流筒体１５内に流れ込むことにより、上流筒体１５内および粒子状物質除去フィルタ２０のそれぞれの中心部（軸中心部）を流れる排気ガスの速度が高速になり、上流筒体１５内および粒子状物質除去フィルタ２０のそれぞれの外周側（周壁近傍側）を流れる排気ガスの速度が低速になる。この結果、排気ガスに含まれる粒子状物質の捕集が粒子状物質除去フィルタ２０の中心部で活発に行われ、粒子状物質が粒子状物質除去フィルタ２０の中心部に集中的に堆積するようになる。
【００５１】
また、中間領域Ａと基端側領域Ｂとの間に無孔領域Ｄが形成されているため、中間領域Ａと基端側領域Ｂとの間では、流入管１６と上流筒体１５との間における排気ガスの流通が遮断される。さらに、流入管１６の管体１６Ａにおいて上流筒体１５内の最外周側に位置する領域Ｅ，Ｆにも小孔が穿設されていないため、上流筒体１５内の最外周側で、流入管１６と上流筒体１５との間における排気ガスの流通が遮断される。
【００５２】
これにより、流入管１６から上流筒体１５内に流れ込もうとする排気ガスが上流筒体１５の中心側に集まる。この結果、粒子状物質の捕集が粒子状物質除去フィルタ２０の中心部でより活発化し、粒子状物質の堆積が粒子状物質除去フィルタ２０の中心部により集中するようになる。
【００５３】
このように粒子状物質の堆積を粒子状物質除去フィルタ２０の中心部に集中させることにより、粒子状物質除去フィルタ２０に堆積した粒子状物質を効率よく燃焼させることができる。即ち、外気の影響を受けて、酸化触媒１８または粒子状物質除去フィルタ２０の外周側は、その中心部と比べて温度が低いため、フィルタ再生時において、粒子状物質除去フィルタ２０の外周側では、その中心部と比べて粒子状物質が燃焼し難い。
【００５４】
しかしながら、本実施形態による排気ガス浄化装置１４では、粒子状物質の堆積を粒子状物質除去フィルタ２０の中心側に集中させることにより、粒子状物質除去フィルタ２０の外周側における粒子状物質の堆積量を少なくし、フィルタ再生処理後に粒子状物質除去フィルタ２０の外周側における粒子状物質の燃え残りを減らし、またはなくすことができる。
【００５５】
ここで、図７は、本発明の実施形態による排気ガス浄化装置１４の流入管１６にガスを供給し、流入管１６から上流筒体１５内に流れ込んだガスの流速を測定し、その流速分布を図示したものである。図７に示すように、ガスの流速が速い部分Ｐ１，Ｐ２は上流筒体１５のほぼ中央部に分布し、流速がやや遅い部分Ｐ３が上流筒体１５の中央部から外れた部分に分布し、流速がより遅い部分Ｐ４，Ｐ５は上流筒体１５内の外周側に分布している。
【００５６】
このように、本発明の実施形態による排気ガス浄化装置１４では、上流筒体１５の中央部において排気ガスの流入速度が高速であり、上流筒体１５内の外周側において排気ガスの流入速度が低速であることがわかる。そして、この結果、排気ガスの流れが酸化触媒１８および粒子状物質除去フィルタ２０の中心部に集中し、これにより、粒子状物質の堆積が粒子状物質除去フィルタ２０の中心部に集中する。したがって、フィルタ再生処理において粒子状物質を効率よく燃焼させることができる。
【００５７】
一方、図８は排気ガス浄化装置の比較例を示す。図８中の排気ガス浄化装置１０１において、上流筒体１０２に取り付けられた流入管１０３の管体１０３Ａには、その基端側から先端側にかけての広い範囲に多数の小孔１０４が等しい密度で配置されている。そして、図９は、このような排気ガス浄化装置１０１の流入管１０３にガスを供給し、流入管１０３から上流筒体１０２内に流れ込んだガスの流速を測定し、その流速分布を図示したものである。図９から分かる通り、ガスの流速が速い部分Ｐ１，Ｐ２は上流筒体１０２内の外周側に偏って分布している。そして、流速の遅い部分Ｐ４，Ｐ５は上流筒体１０２内の外周側に分布しているものの、流速のやや遅い部分Ｐ３の分布が上流筒体１０２内の中央部と重なっている。
【００５８】
このように、多数の小孔１０４を流入管１０３の管体１０３Ａの基端側から先端側にかけての広い範囲に等しい密度で配置しただけでは、上流筒体１０２内の外周側において排気ガスの流入速度が高速になってしまうことがわかる。そして、この結果、排気ガスの流れが酸化触媒および粒子状物質除去フィルタの外周側に集中し、これにより、粒子状物質の堆積が粒子状物質除去フィルタの外周側に集中してしまう。この結果、フィルタ再生処理後に粒子状物質が粒子状物質除去フィルタの外周側に燃え残ってしまい、粒子状物質を効率よく燃焼させることが困難になる。
【００５９】
以上、説明した通り、本発明の実施形態による排気ガス浄化装置１４は、流入管１６の管体１６Ａにおいて、小孔１７の配置が最も密である中間領域Ａ、小孔１７の配置が疎である基端側領域Ｂ、および小孔１７の配置がさらに疎である先端側領域Ｃを形成すると共に、小孔１７が配置されていない無孔領域Ｄを中間領域Ａと基端側領域Ｂとの間に形成する構成を有する。これにより、粒子状物質除去フィルタ２０の径方向中心部における排気ガスの流速を、粒子状物質除去フィルタ２０の外周側における排気ガスの流速よりも高速にすることができ、粒子状物質除去フィルタ２０を通る排気ガスに含まれる粒子状物質の堆積を粒子状物質除去フィルタ２０の中心部に集中させることができる。
【００６０】
したがって、粒子状物質除去フィルタ２０の再生時に、粒子状物質除去フィルタ２０に堆積した粒子状物質を効率よく燃焼させることができ、フィルタ再生処理後に、粒子状物質除去フィルタ２０の外周側における粒子状物質の燃え残りを減らし、またはなくすことができる。これにより、粒子状物質除去フィルタ２０の再生効率を高めることができる。そして、粒子状物質除去フィルタ２０の粒子状物質捕集能力を高めることができる。
【００６１】
なお、上述した実施形態では、多数の小孔１７を流入管１６の管体１６Ａの全周に亘って配置する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らない。例えば、多数の小孔１７を流入管１６の管体１６Ａの周方向における一部に配置してもよい。もっとも、多数の小孔１７を流入管１６の管体１６Ａの全周に亘って配置することにより、粒子状物質除去フィルタ２０の中心部で高速となり、当該フィルタ２０の外周側で低速となる排気ガスの流れを容易に作り出すことができる。
【００６２】
また、中間領域Ａ、基端側領域Ｂ、先端側領域Ｃのそれぞれに配置された複数の小孔１７の配置密度の関係を上述した通り維持する限り、各領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける小孔１７の個数、配置間隔または配列パターンは限定されない。
【００６３】
また、上流筒体１５、フィルタ筒体１９および下流筒体２１を一体の筒状ハウジングとして形成してもよい。さらに、粒子状物質除去フィルタ２０の後段に、ＮＯｘ還元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元触媒、尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）などのＮＯｘ浄化装置を設けてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、排気ガス浄化装置１４をクローラ式の下部走行体２を備えた油圧ショベル１に搭載した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばタイヤ等からなるホイール式の下部走行体を備えた油圧ショベルに搭載する構成としてもよい。それ以外にも、リフトトラック、油圧クレーン等の他の建設機械にも広く搭載することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１４  排気ガス浄化装置
１５  上流筒体
１５Ａ  筒部
１５Ｂ  挿通孔
１６  流入管
１６Ａ  管体
１６Ｂ  先端
１７  小孔
１９  フィルタ筒体
２０  粒子状物質除去フィルタ
２１  下流筒体
２２  排出管
Ａ  中間領域
Ｂ  基端側領域
Ｃ  先端側領域
Ｄ  無孔領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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