(57)【要約】【課題】排気ガスの排気ガス温度低下を抑制できるようにした排気ガス浄化装置を提供しようとするものである。【解決手段】本発明の排気ガス浄化装置２７ａは、エンジン１の排気ガス中の粒子状物質を除去する第１内筒２８ｘと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２内筒２９ｘとを有し、第１及び第２内筒２８ｘ，２９ｘを外筒２９ｙで覆う構成を備える。そして、外筒２９ｙ内において、第１及び第２内筒２８ｘ，２９ｘの間となる領域において、尿素混合流路７３を設け、排気ガスにアンモニアガスを混合させて第２内筒２９ｘに流入させる。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケースと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケースを備える排気ガス浄化装置において、
前記第２ケースに窒素酸化物質を除去するＳＣＲ触媒を内設する構造であって、前記ＳＣＲ触媒の外周側に、尿素噴射体が配置された尿素混合室を設けたことを特徴とする排気ガス浄化装置。 
【請求項２】
粒子状物質を除去するフィルタを内設させた前記第１ケースによる第１内筒と、前記ＳＣＲ触媒を内設した前記第２ケースによる第２内筒とを備えるとともに、
断熱構造の外筒にて前記第１及び第２内筒を収納し、当該外筒内の前記第１及び第２内筒の間の領域を前記尿素混合室の一部として構成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 
【請求項３】
前記ＳＣＲ触媒を内設する内筒と、前記尿素混合室を形成する断熱構造の外筒にて、前記第２ケースを構成したことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 
【請求項４】
前記ＳＣＲ触媒の外周側のうち、排気ガス移動方向が９０度変更する位置の排気ガス通路に前記尿素噴射体を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項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】
本願発明は、農業機械（トラクタ、コンバイン）または建設機械（ブルドーザ、油圧ショベル、ローダー）などに搭載するディーゼルエンジン等の排気ガス浄化装置に係り、より詳しくは、排気ガス中に含まれた粒子状物質（すす、パティキュレート）、または排気ガス中に含まれた窒素酸化物質（ＮＯｘ）等を除去する排気ガス浄化装置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を内設したケース（以下、ＤＰＦケースという）と、尿素選択還元型触媒を内設したケース（以下、ＳＣＲケースという）を設け、ＤＰＦケースとＳＣＲケースに排気ガスを導入して、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスを浄化処理する技術が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７４４２０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１５０５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７７２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３の排気ガス浄化装置では、ＤＰＦケースとＳＣＲケースとの間を、尿素が噴射されるパイプ配管にて接続している。このパイプ配管が設けられることで、ＤＰＦケースから排出された排気ガスが、パイプ配管で尿素水と混合されてＳＣＲケースに導入される。しかしながら、この従来の構成では、パイプ配管は、尿素が適正に混合する長さに形成する必要があるだけでなく、ＳＣＲケースに至るまでの間に尿素が結晶化して結晶塊が形成され易い等の問題がある。
【０００５】
そこで、本願発明は、これらの現状を検討して改善を施した排気ガス浄化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、エンジンの排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケースと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケースを備える排気ガス浄化装置において、前記第２ケースに窒素酸化物質を除去するＳＣＲ触媒を内設する構造であって、前記ＳＣＲ触媒の外周側に、尿素噴射体が配置された尿素混合室を設けたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の排気ガス浄化装置において、粒子状物質を除去するフィルタを内設させた前記第１ケースによる第１内筒と、前記ＳＣＲ触媒を内設した前記第２ケースによる第２内筒とを備えるとともに、断熱構造の外筒にて前記第１及び第２内筒を収納し、当該外筒内の前記第１及び第２内筒の間の領域を前記尿素混合室の一部として構成したものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の排気ガス浄化装置において、前記ＳＣＲ触媒を内設する内筒と、前記尿素混合室を形成する断熱構造の外筒にて、前記第２ケースを構成したものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の排気ガス浄化装置において、前記ＳＣＲ触媒の外周側のうち、排気ガス移動方向が９０度変更する位置の排気ガス通路に前記尿素噴射体を設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によると、エンジンの排気ガス中の粒子状物質を除去する第１ケースと、前記エンジンの排気ガス中の窒素酸化物質を除去する第２ケースを備える排気ガス浄化装置において、前記第２ケースに窒素酸化物質を除去するＳＣＲ触媒を内設する構造であって、前記ＳＣＲ触媒の外周側に、尿素噴射体が配置された尿素混合室を設けたものであるから、前記第１ケースと前記第２ケースの接続部に、前記尿素噴射体を備えるパイプ配管を設ける必要がないから、前記第１ケースの排気ガス出口に前記第２ケースの排気ガス入口を接続させる配管が不要になり、前記第１及び第２ケースをコンパクトに配置できる。また、前記第１及び第２ケースの接続配管を短尺に形成でき、前記第２ケースでの排気ガス温度低下を抑えて、排気ガス浄化機能を向上できる。
【００１１】
請求項２の発明によると、粒子状物質を除去するフィルタを内設させた前記第１ケースによる第１内筒と、前記ＳＣＲ触媒を内設した前記第２ケースによる第２内筒とを備えるとともに、断熱構造の外筒にて前記第１及び第２内筒を収納し、当該外筒内の前記第１及び第２内筒の間の領域を前記尿素混合室の一部として構成したものであるから、前記第１内筒（ＤＰＦ）及び前記第２内筒（ＳＣＲ）を、その間を結合する排気ガス通路と共に一体構造とできるため、装置の大型化を防ぐことができる。また、前記外筒を断熱構造とすることで、装置内部の加熱・保温することができるため、前記第１内筒（ＤＰＦ）及び前記第２内筒（ＳＣＲ）それぞれにおける触媒浄化性能を確保することができるだけでなく、前記尿素混合室でのアンモニアガスの発生をも促進できる。従って、排気ガス浄化装置の装置構成を小型化できるにも関わらず、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によると、前記ＳＣＲ触媒を内設する内筒と、前記尿素混合室を形成する断熱構造の外筒にて、前記第２ケースを構成したものであるから、排気ガスにて前記ＳＣＲ触媒を簡単に加熱・保温でき、触媒浄化性能を容易に確保できる。
【００１３】
請求項４の発明によると、前記ＳＣＲ触媒の外周側のうち、排気ガス移動方向が９０度変更する位置の排気ガス通路に前記尿素噴射体を設けたものであるから、排気ガスに尿素水を効率良く混合でき、尿素の加水分解にて形成されるアンモニアガスの発生を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態を示す排気ガス浄化装置を搭載したディーゼルエンジンの左側面図である。
【図２】同右側面図である。
【図３】同背面図である。
【図４】第１の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図５】図４の排気ガス浄化装置のＡ−Ａ’断面図である。
【図６】第２の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図７】第３の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図８】第４の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図９】第５の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図１０】第６の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図１１】第７の実施形態を示す排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図である。
【図１２】図１１の排気ガス浄化装置のＢ−Ｂ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は排気ガス浄化装置が搭載されたディーゼルエンジンの左側面図、図２は同右側面図、図３は同背面図である。図４は排気ガス浄化装置の背面側から視た断面図、図５は図４の排気ガス浄化装置のＡ−Ａ’断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示す如く、ディーゼルエンジン１のシリンダヘッド２の一側面には吸気マニホールド３が配置されるとともに、シリンダヘッド２の他側面には排気マニホールド６が配置されている。シリンダヘッド２は、エンジン出力軸４（クランク軸）とピストン（図示省略）が内蔵されたシリンダブロック５に上載されている。シリンダヘッド２の他側面に排気マニホールド６が配置されている。シリンダブロック５の前面と後面からエンジン出力軸４の前端と後端を突出させている。
【００１７】
図１及び図３に示す如く、シリンダブロック５の後面にフライホイールハウジング８を固着している。フライホイールハウジング８内にフライホイール９を設ける。エンジン出力軸４の後端側にフライホイール９を軸支させている。フライホイール９を介してディーゼルエンジン１の動力を取り出すように構成している。さらに、シリンダブロック５の下面にはオイルパン１１が配置されている。
【００１８】
図１に示すように、吸気マニホールド３には、再循環用の排気ガスを取込む排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）１５を配置する。吸気マニホールド３にエアクリーナ（図示省略）を連結する。前記エアクリーナにて除塵・浄化された外部空気は、吸気マニホールド３に送られ、ディーゼルエンジン１の各気筒に供給されるように構成している。
【００１９】
上記の構成により、ディーゼルエンジン１から排気マニホールド６に排出された排気ガスの一部が、排気ガス再循環装置１５を介して、吸気マニホールド３からディーゼルエンジン１の各気筒に還流されることによって、ディーゼルエンジン１の燃焼温度が下がり、ディーゼルエンジン１からの窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が低減され、かつディーゼルエンジン１の燃費が向上される。
【００２０】
なお、図２に示すように、シリンダブロック５内とラジエータ（図示省略）に冷却水を循環させる冷却水ポンプ２１を、ディーゼルエンジン１の冷却ファン２４設置側に配置する。エンジン出力軸４にＶベルト２２などを介して冷却水ポンプ２１及び冷却ファン２４を連結し、冷却水ポンプ２１及び冷却ファン２４を駆動する。冷却水ポンプ２１から、排気ガス再循環装置１５のＥＧＲクーラ１８を介して、シリンダブロック５内に冷却水を送込む一方、冷却ファン２４風にてディーゼルエンジン１を冷却するように構成している。
【００２１】
図１〜図５に示す如く、前記ディーゼルエンジン１の各気筒から排出された排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置２７として、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の粒子状物質を除去するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦケース）としての第１ケース２８と、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の窒素酸化物質を除去する尿素選択触媒還元システム（ＳＣＲケース）としての第２ケース２９を備える。図３のように、第１ケース２８には、酸化触媒３０、スートフィルタ３１が内設される。第２ケース２９には、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒３２、酸化触媒（アンモニアスリップ触媒、ＡＳＣ触媒）３３が内設される。
【００２２】
ディーゼルエンジン１の各気筒から排気マニホールド６に排出された排気ガスは、排気ガス浄化装置２８等を経由して、外部に放出される。排気ガス浄化装置２８によって、ディーゼルエンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や、炭化水素（ＨＣ）や、粒子状物質（ＰＭ）や、窒素酸化物質（ＮＯｘ）を低減するように構成している。
【００２３】
第１ケース２８は、平面視でディーゼルエンジン１の出力軸（クランク軸）４と直交する水平方向に長く延びた略円筒形状に構成している。第１ケース２８の両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガスを取入れるＤＰＦ入口管３４と、排気ガスを排出するＤＰＦ出口管３５を設けている。
【００２４】
ＤＰＦ入口管３４は、排気マニホールド６の排気ガス出口と連通し、ディーゼルエンジン１の排気ガスが第１ケース２８内に導入される。一方、ＤＰＦ出口管３５がＳＣＲ入口管３６と連通することで、第１ケース２８の排気ガスが第２ケース２９内に導入される。また、第１ケース２８の内部に、二酸化窒素（ＮＯ２）を生成する白金等のディーゼル酸化触媒３０（ガス浄化体）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３１（ガス浄化体）とを、排気ガスの移動方向に直列に並べている。
【００２５】
上記の構成により、酸化触媒３０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３１内に一側端面（取入れ側端面）から供給される。ディーゼルエンジン１の排気ガス中に含まれた粒子状物質（ＰＭ）は、スートフィルタ３１に捕集されて、二酸化窒素（ＮＯ２）によって連続的に酸化除去される。ディーゼルエンジン１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１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の含有量が低減される。
【００２６】
第２ケース２９は、平面視でディーゼルエンジン１の出力軸（クランク軸）４と直交する水平方向に長く延びた円筒形状の内筒２９ａと、内筒２９ａの外側を覆う角柱形状の外筒２９ｂとによる、多重管形状で構成される。そして、ＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３それぞれの外周面を覆う保持マット３８が、内筒２９ａの内壁面と当接することで、ＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３が内筒２９ａ内に保持される。即ち、内筒２９ａの内部に、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して窒素に変える、尿素選択触媒還元用のＳＣＲ触媒３２と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化反応に寄与しかったアンモニアを窒素に変える、酸化触媒３３とを、排気ガスの移動方向に直列に並べている。
【００２７】
また、外筒２９ｂの外周面には、内筒２９ａと外筒２９ｂの間で形成される空間領域に排気ガスを取入れるＳＣＲ入口管３６と、内筒２９ａからの排気ガスを外部に排出するＳＣＲ出口管３７を設けている。ＳＣＲ入口管３６は、外筒２９ｂの側面（外周面）のうち、第１ケース２８に近接する面２９１に設けられる。一方、ＳＣＲ出口管３７は、外筒２９ｂの側面（外周面）のうち、ＳＣＲ入口管３６が設けられる面（以下、「入口側側面」と呼ぶ。）２９１の対面２９２（内筒２９ａを介して逆側となる面）に設けられる。以下、このＳＣＲ出口管３７が設けられる面２９２を、「出口側側面２９２」と呼ぶ。ＳＣＲ入口管３６及びＳＣＲ出口管３７それぞれは、内筒２９ａを流れる排気ガスの下流側で、内筒２９ａを間に挟む位置に設けられる。
【００２８】
更に、外筒２９ｂの側面２９１〜２９４及び両端面２９５，２９６それぞれが、図４及び図５に示すように、２枚の金属板３９，４０で断熱材４１を挟んだ二重壁構造を有することで、外筒２９ｂが断熱性を有する。この外筒２９ｂは、図５に示すように、入口側側面２９１に対して垂直となる側面２９３，２９４の内壁を内筒２９ａの側面外壁と当接させることによって、内筒２９ａの一側方外側（ＳＣＲ入口管３６側）に排ガス流路４２を備える。
【００２９】
即ち、排ガス流路４２が、外筒２９ｂの側面２９１，２９３，２９４の内壁と内筒２９ａの側面外壁とによって囲まれた領域に構成される。従って、排ガス流路４２は、断熱性を備えた二重壁構造の外筒２９ｂで覆われた領域に形成されるため、排ガス流路４２を流れて内筒２９ａに流入する排ガスの温度を高温に維持できる。また、排ガス流路４２を高温の排ガスが流れることにより、内筒２９ａに内設されるＳＣＲ触媒３２と酸化触媒３３を簡単に加熱・保温できるため、その触媒浄化性能を容易に確保できる。
【００３０】
そして、ＳＣＲ入口管３６が、入口側側面２９１における外筒２９ｂの一端面２９５側に挿入されるため、第１ケース２８のＤＰＦ出口管３５から排出される排気ガスが、外筒２９ｂ内の排ガス流路４２に流入する。また、外筒２９ｂの一端面２９５の内壁は、内筒２９ａの端面外壁と当接しているため、ＳＣＲ入口管３６から流入する排ガスは、第２ケース２９の軸方向に沿って排ガス流路４２を流れる。即ち、排ガス流路４２内において、排ガスが、外筒２９ｂの一端面２９５から他端面２９６に向かう方向（内筒２９ｂ内の排ガスの移動方向と逆方向）に流れる。
【００３１】
外筒２９ｂの他端面２９６側についても、内筒２９ａの端面外壁と当接している。そして、内筒２９ａの側面には、入口側側面２９１に向かって開口した排ガス入口４３が、外筒２９ｂの他端面２９６側に設けられている。従って、排ガス流路４２を流れる排ガスは、入口側側面２９１を沿って流れて端面２９６に到達すると、端面２９６に沿って屈曲する方向に流れて、排ガス入口４３より内筒２９ｂ内に流入する。
【００３２】
このように内筒２９ａの排ガス入口４３が設けられる端面２９３において、外筒２９ｂの側面２９１，２９３，２９４及び端面２９６それぞれの内壁と、内筒２９ａの内壁とで囲まれた領域で、尿素混合室４４が構成される。また、図３に示す如く、尿素水を貯蔵する尿素水タンク７５と、尿素供給用の尿素水噴射ノズル（尿素水噴射体）７６と、尿素水噴射ノズル７６に尿素水タンク７５の尿素水を圧送する尿素水噴射ポンプ７７を備える。尿素水タンク７５は、ディーゼルエンジン１が搭載される機器に設置される。尿素水噴射ポンプ７７は、ディーゼルエンジン１の出力にて駆動される。尿素水噴射ノズル７６は、尿素混合室４４を構成する外筒２９ｂの入口側側面２９１に配置されて、内筒２９ａの排ガス入口４３に向かう方向に尿素水を噴霧する。
【００３３】
上記の構成により、尿素水タンク７５内の尿素水が尿素水噴射ポンプ７７から尿素水噴射ノズル７６に圧送され、尿素水噴射ノズル７６から尿素水が外筒２９ｂ内側に形成される尿素混合室４４内に噴射される。これにより、排ガス流路４２を流れる排気ガスは、その移動方向を端面２９３側で９０°変更する尿素混合室４４で、尿素水噴射ノズル７６からの尿素水が混合される。このように、排気ガスの流れる方向が変更する位置に尿素混合室４４を構成することで、排気ガスに尿素水を効率良く混合でき、尿素の加水分解にて形成されるアンモニアガスの発生を促進できる。
【００３４】
尿素水噴射ノズル７６からの尿素水が混合された排気ガスは、排ガス入口４３を介して、尿素混合室４４の一部となる内筒２９ａに流入し、その流れが屈曲して、外筒２９ｂの端面２９５に向かう方向に流れる。即ち、尿素混合室４４で尿素水が混合された排ガスは、内筒２９ａ内を、排ガス流路４２における排ガスと逆方向に流れることとなる。そして、内筒２９ａ内のＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３を順番に通過して、排気ガス中の窒素酸化物質（ＮＯｘ）が低減される。
【００３５】
即ち、内筒２９ａ内において、上記排ガス入口４３を含む尿素混合室４４の一部と、ＳＣＲ触媒３２と、酸化触媒３３とが、外筒２９ｂの他端面２９６から一端面２９５に向かう方向に、直列に配設される。従って、内筒２９ａ内部では、アンモニアガスと混合された排気ガス（混合ガス）がＳＣＲ触媒３２を通過して、その還元反応により、窒素酸化物質（ＮＯｘ）が窒素に変換される。更に、ＳＣＲ触媒３２を通過した混合ガスが酸化触媒３３を通過して、窒素酸化物質（ＮＯｘ）の浄化反応に寄与しなかったアンモニアガスを窒素に変化する。このようにして、混合ガスが触媒３２，３３を通過することで、排気ガスから窒素酸化物質（ＮＯｘ）及びアンモニアガスが除去され、外筒２９ｂの端面２９５側に到達する。
【００３６】
また、内筒２９ａの排ガス移動方向下流側となる、外筒２９ｂの端面２９５側には、外筒２９ｂの出口側側面２９２から内筒２９ａ内部に向かって、ＳＣＲ出口管３７が挿入される。即ち、外筒２９ｂの出口側側面２９２側には、外筒２９ｂの側面２９２〜２９４及び端面２９５，２９６それぞれの内壁と、内筒２９ａの出口側側面２９２側の外壁とに封止された領域４５が形成される。そして、ＳＣＲ出口管３７は、外筒２９ｂ内側において、当該領域４５を貫通させて、内筒２９ａ内側の酸化触媒３３の出口側領域４６に挿入される。従って、内筒２９ａを通過して窒素酸化物質（ＮＯｘ）が低減された排ガスが、ＳＣＲ出口管３７を通じて、第２ケース２９外部に排気される。
【００３７】
上述のように、排気ガス浄化装置２７は、第２ケース２９内に尿素混合室４４を設けた構成を有するため、第１ケース２８と第２ケース２９の接続部に、尿素噴射体を備えるパイプ配管を設ける必要がない。そのため、第１ケース２８のＤＰＦ出口管３５と第２ケース２９のＳＣＲ入口管３６とを仲介して接続させる配管が不要になり、第１ケース２８と第２ケース２９をコンパクトに配置できる。また、ＤＰＦ３５とＳＣＲ入口管３６とを連通する等のように、第１ケース２８と第２ケース２９の接続配管を短尺に形成できる。従って、第２ケース２９での排気ガス温度低下を抑えて、排気ガス浄化機能を向上できる。
【００３８】
上述のように、本実施形態の排気ガス浄化装置２７において、第２ケース２９が、外筒２９ｂの入口側側面２９１にＳＣＲ入口管３６が挿入された構成（図４参照）を備えるものとしたが、このような構成に限定されるものではない。また、本実施形態の排気ガス浄化装置２７において、第２ケース２９が、ＳＣＲ出口管３７をＳＣＲ入口管３６と同様、外筒２９ｂの一端面２９５側に、出口側側面２９２から内筒２９ａ内側まで挿入されるように設けられるものとしたが、このような構成に限定されるものではない。従って、本願発明の第２〜第６の実施形態における排気ガス浄化装置の一部を構成する第２ケースの構成について、図６〜図９を参照して説明する。
【００３９】
第２の実施形態における排気ガス浄化装置の一部となる第２ケース２９ｐは、図６に示すように、第１の実施形態における第２ケース２９（図４参照）と異なり、内筒２９ａの側面に、出口側側面２９２に向かって開口した排ガス出口４７が、外筒２９ｂの一端面２９５側に設けられる。これにより、外筒２９ｂ内の出口側側面２９２側に内筒２９ａの外壁とで構成している領域４５が、排ガス出口４７を介して、内筒２９ａ内側の酸化触媒３３の出口側領域４６と連通し、排ガス流路４８として機能する。
【００４０】
即ち、内筒２９ａを通過して窒素酸化物質（ＮＯｘ）が低減された排ガスが、排ガス出口４７を通じて排ガス流路４８に流入し、外筒２９ｂの他端面２９６に向かって流れる。そして、この排ガス流路４８には、外筒２９ｂの他端面２９６側において、ＳＣＲ出口管３７が外筒２９ｂの出口側側面２９２より挿入される。よって、内筒２９ａから排気された排ガスは、排ガス流路４８を、外筒２９ｂの一端面２９５から他端面２９６に向かう方向（内筒２９ａ内の排気ガス移動方向と逆方向）に流れた後、ＳＣＲ出口管３７により外部に排気される。
【００４１】
第３の実施形態における排気ガス浄化装置の一部となる第２ケース２９ｑは、図７に示すように、第１の実施形態における第２ケース２９（図４参照）と異なり、外筒２９ｂの入口側側面２９１ではなく、外筒２９ｂの端面２９５に、ＳＣＲ入口管３６を挿入した構成となる。即ち、外筒２９ｂ内に設けられる排ガス流路４２において、ＳＣＲ入口管３６が、外筒２９ｂの端面２９５から挿入される。これにより、ＳＣＲ入口管３６の排気口が端面２９６に向いて開口する。従って、ＳＣＲ入口管３６を通じて外筒２９ｂ内の排ガス流路４２に供給される排ガスが、内筒２９ａの排ガス入口４３近傍の尿素混合室４４に向かって流れる。
【００４２】
第４の実施形態における排気ガス浄化装置の一部となる第２ケース２９ｒは、図８に示すように、第２の実施形態における第２ケース２９ｐ（図６参照）と異なり、外筒２９ｂの出口側側面２９２ではなく、外筒２９ｂの端面２９６に、ＳＣＲ出口管３７を挿入した構成となる。これにより、内筒２９ａを通過してＮＯｘ除去された排ガスが、排ガス出口４７を通じて、外筒２９ｂ内の排ガス流路４８に排出されて、外筒２９ｂの端面２９５側に流れることで、ＳＣＲ出口管３７より外部に排気される。
【００４３】
第５の実施形態における排気ガス浄化装置の一部となる第２ケース２９ｓは、図９に示すように、第２の実施形態における第２ケース２９ｐ（図６参照）と異なり、外筒２９ｂの入口側側面２９１ではなく、外筒２９ｂの端面２９５に、ＳＣＲ入口管３６を挿入した構成となる。即ち、本実施形態における第２ケース２９ｓは、第２及び第３の実施形態の第２ケース２９ｐ，２９ｑそれぞれの構成を組み合わせた構成となる。
【００４４】
第６の実施形態における排気ガス浄化装置の一部となる第２ケース２９ｔは、図１０に示すように、第４の実施形態における第２ケース２９ｒ（図８参照）と異なり、外筒２９ｂの入口側側面２９１ではなく、外筒２９ｂの端面２９５に、ＳＣＲ入口管３６を挿入した構成となる。即ち、本実施形態における第２ケース２９ｔは、第３及び第４の実施形態の第２ケース２９ｑ，２９ｒそれぞれの構成を組み合わせた構成となる。
【００４５】
上述の第１〜第６の実施形態の排気ガス浄化装置２７はそれぞれ、ＤＰＦを構成する第１ケース２８の排ガス出口側に、ＳＣＲを構成する第２ケース２９，２９ｐ〜２９ｓを配置した構成としたが、ＤＰＦ及びＳＣＲが１つのケースに収容されて構成されるものとしても構わない。このＤＰＦ及びＳＣＲを１つのケースに収容した排気ガス浄化装置２７ａを、本願発明の第７の実施形態として、以下に説明する。
【００４６】
本実施形態における排気ガス浄化装置２７ａは、図１１及び図１２に示すように、酸化触媒３０及びスートフィルタ３１それぞれを排気ガス移動方向に直列に内設する第１内筒（ＤＰＦ用内筒）２８ｘと、ＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３それぞれを排気ガス移動方向に直列に内設する第２内筒（ＳＣＲ用内筒）２９ｘとを、外筒２９ｙで覆った構成となる。このとき、酸化触媒３０及びスートフィルタ３１それぞれの外周面を覆う保持マット３８が、第１内筒２８ｘの内壁面と当接することで、酸化触媒３０及びスートフィルタ３１が第１内筒２９ｘ内に保持される。一方、ＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３それぞれの外周面を覆う保持マット３８が、内筒２９ｘの内壁面と当接することで、ＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３が内筒２９ｘ内に保持される。
【００４７】
また、外筒２９ｙの外周面には、第１内筒２８ｘに排気ガスを取入れるＤＰＦ入口管３４と、第２内筒２９ｘからの排気ガスを外部に排出するＳＣＲ出口管３７を設けている。ＤＰＦ入口管３４は、外筒２９ｙの側面（外周面）のうち、第１内筒２８ｘの側面（外周面）とその内壁が当接する入口側側面２９１に設けられる。一方、ＳＣＲ出口管３７は、外筒２９ｙの側面（外周面）のうち、上記入口側側面２９１の対面となる出口側側面２９２に設けられる。第２内筒２９ｘの側面（外周面）は、出口側側面２９２の内壁と当接する。
【００４８】
更に、外筒２９ｙの側面２９１〜２９４及び両端面２９５，２９６それぞれは、図１１及び図１２に示すように、２枚の金属板３９，４０で断熱材４１を挟んだ二重壁構造を有することで、外筒２９ｙが断熱性を有する。この外筒２９ｙの側面２９３，２９４は、図１２に示すように、第１及び第２内筒２８ｘ，２９ｘの側面外壁と当接させることによって、第１内筒２８ｘと第２内筒２９ｘとの間の領域に尿素混合流路７３を備える。
【００４９】
そして、ＤＰＦ入口管３４は、第１内筒２８ｘの側壁（外周壁）を貫通するように、入口側側面２９１における外筒２９ｙの一端面２９５側に挿入されている。従って、ディーゼルエンジン１（図１等参照）から排出される排気ガスが、ＤＰＦ入口管３４を通じて、第１内筒２８ｘ内部の端面２９５側に流入する。そして、第１内筒２８ｘ内に流入した排気ガスは、外筒２９ｙの一端面２９５から他端面２９６に向かう方向に流れ、酸化触媒３０及びスートフィルタ３１を順番に通過する。
【００５０】
第１内筒２８ｘは、外筒２９ｙの他端面２９６側において、第２内筒２９ｘ側に向けて開口した排ガス出口６９を有する。排ガス出口６９は、排ガス移動方向において、スートフィルタ３１の下流側（他端面２９６側）に設けられるため、この排ガス出口６９から、二酸化窒素（ＮＯ２）及び粒子状物質（ＰＭ）が除去された排気ガスが、尿素混合流路７３に流れ込む。
【００５１】
また、排ガス出口６９の設置領域において、外筒２９ｙの他端面２９６側における入口側側面２９１から、第１内筒２８ｘの側壁（外周壁）を貫通するように、尿素水噴射ノズル（尿素水噴射体）７６が挿入されている。即ち、第１内筒２８ｘにおける排ガス出口６９の設置領域は、入口が側面２９１から尿素水噴射ノズル７６の先端が挿入され、スートフィルタ３１を通過した排気ガスと尿素水を混合する尿素混合室７４が形成される。
【００５２】
上記の構成により、尿素水タンク７５内の尿素水が尿素水噴射ポンプ７７から尿素水噴射ノズル７６に圧送され、尿素水噴射ノズル７６から尿素水が第１内筒２８ｘ内側に形成される尿素混合室７４内に噴射される。これにより、第１内筒２８ｘ内におけるスートフィルタ３１から排ガス出口６９に向かう排気ガスは、その移動方向を端面２９３側で９０°変更する尿素混合室７４で、尿素水噴射ノズル７６からの尿素水が混合される。このように、排気ガスの流れる方向が変更する位置に尿素混合室７４を構成することで、排気ガスに尿素水を効率良く混合でき、尿素の加水分解にて形成されるアンモニアガスの発生を促進できる。
【００５３】
第１内筒２８ｘの排ガス出口６９から排出された排ガスは、第１及び第２内筒２８ｘ，２９ｘそれぞれの側面（外周面）と、外筒２９ｙの側面２９３，２９４及び端面２９５，２９６によって囲まれて構成される、尿素混合流路７３を、外筒２９ｙの他端面２９６から一端面２９５に向かって流れる。この尿素混合流路７３を排気ガスが流れることによって、尿素混合室７４で噴霧された尿素水と排気ガスとの混合が更に促進される。
【００５４】
尿素混合流路７３を挟んで第１内筒２８ｘの反対側に設けられた第２内筒２９ｘは、外筒２９ｙの一端面２９５側に、尿素混合流路７３に対して開口させた排ガス入口４３を備える。尿素混合流路７３の通過によりアンモニアガスと混合された排気ガス（混合ガス）が、排ガス入口４３を通じて第２内筒２９ｘ内に流入する。そして、第２内筒２９ｘ内において、混合ガスが、外筒２９ｙの一端面２９５から他端面２９６（第１内筒２８ｘ内の排気ガス移動方向と同一方向）に向かって流れる。よって、混合ガスがＳＣＲ触媒３２及び酸化触媒３３を順番に通過することで、排気ガスから窒素酸化物質（ＮＯｘ）及びアンモニアガスが除去され、外筒２９ｙの端面２９５側に到達する。
【００５５】
また、第２内筒２９ｘの排ガス移動方向下流側となる、外筒２９ｙの端面２９５側には、外筒２９ｙの出口側側面２９２から第２内筒２９ｘ内部に向かって、ＳＣＲ出口管３７が挿入される。従って、第２内筒２９ｘを通過して窒素酸化物質（ＮＯｘ）が低減された排ガスが、ＳＣＲ出口管３７を通じて、排気ガス浄化装置２７ａ外部に排気される。
【００５６】
本実施形態の排気ガス浄化装置２７ａは、上述のように構成されることで、ＤＰＦ及びＳＣＲを、その間を結合する排気ガス通路と共に一体構造とできるため、装置の大型化を防ぐことができる。また、外筒２９ｙを断熱構造とすることで、装置内部の加熱・保温することができるため、触媒３０，３２，３３における触媒浄化性能を確保することができるだけでなく、尿素混合流路７３及び尿素混合室７４でのアンモニアガスの発生をも促進できる。従って、本実施形態の排気ガス浄化装置２７ａは、その装置構成を小型化できるにも関わらず、排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
【００５７】
なお、本願発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、様々な態様に具体化できる。例えば、第１の実施形態において、排気ガス浄化装置の第１及び第２ケースが並設される設置構成について説明したが、当該設置構成に限られるものではなく、例えば、第１及び第２ケースがＬ字状又は直列状に設置される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  ディーゼルエンジン
２８  第１ケース
２９  第２ケース
２９ａ  内筒
２９ｂ  外筒
３９，４０  金属板
４１  断熱材
４４  尿素混合室
７６  尿素水噴射ノズル（尿素噴射体）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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