(57)【要約】【課題】ディーゼル・エンジンの排気浄化装置において、インナ・パイプのアウタ・ドラムやフィルタ部に対する熱膨張をそれぞれ独立して吸収し耐久性の低下を防止する。【解決手段】ディーゼル・エンジンからの排気は、インナ・パイプ５００に流入した後、この外周にあり酸化触媒３００を内蔵するフィルタ部２００を通過する。インナ・パイプ５００を筐体１１０のアウタ・ドラム１１１に支持する下流側セパレータ５４０をアウタ・ドラム１１１に対してスライド可能とするとともに、フィルタ部２００をインナ・パイプ５００に支持する下流側保持プレート２２０をインナ・パイプ５００に対してスライド可能にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼル・エンジンから排出された排気が流入する排気入口部および前記排気が流出する排気出口部をそれぞれ有する筒状の筐体と、
該筐体内にこの軸方向に沿って配置された筒状の外周壁を有し、該外周壁にこの内外を連通するように設けた流出孔を介して、前記排気入口部から前記外周壁の内部へ導入された排気を前記外周壁の外部へ流出させるインナ・パイプと、
該インナ・パイプと前記筐体との間に配置され、前記インナ・パイプの流出孔から流入してきた排気中のパーティキュレート・マターを捕捉するフィルタ部と、
前記インナ・パイプと前記筐体との間に配置され、前記フィルタ部で捕捉したパーティキュレート・マターの燃焼を促進する燃焼促進部と、を備えたディーゼル・エンジンの排気浄化装置において、
前記インナ・パイプを前記筐体に支持するセパレータが前記インナ・パイプと前記筐体のうちの一方に固定され前記インナ・パイプと前記筐体のうちの他方に対し前記軸方向にスライド可能とされるとともに、
前記フィルタ部の端部を前記インナ・パイプに支持する保持プレートが前記インナ・パイプに対し前記軸方向にスライド可能とされていることを特徴とするディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記保持プレートと前記セパレータとは、これらの間に膨張室を形成することを特徴とする請求項１に記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記インナ・パイプと前記筐体のうちの前記セパレータが固定される前記一方は、前記インナ・パイプである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・エンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記保持プレートと前記セパレータとは、前記フィルタ部の下流側にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記フィルタ部は、一方を前記保持プレートで保持するとともに、他方を前記セパレータと別の位置で前記インナ・パイプを前記筐体に支持する別セパレータで保持することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記セパレータは、前記筐体の排気出口部側を塞ぐプレートとの間に下流側の膨張室を形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記下流側の膨張室は、前記保持プレートと前記セパレータの間に形成した上流側の前記膨張室より大きい容積を有し、前記セパレータに設けた連通孔を介して前記上流側の膨張室に連通していることを特徴とする請求項６に記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
前記セパレータは、前記下流側の膨張室と前記上流側の膨張室とを連通する干渉パイプを有することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項９】
前記フィルタ部は、前記燃焼促進部を内蔵することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【請求項１０】
前記インナ・パイプは、前記排気出口部側が塞がれていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のディーゼル・エンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼル・エンジンから排出された排気中のパーティキュレート・マター（粒子状物質）を捕捉して燃焼するディーゼル・エンジンの排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼル・エンジンは、低燃料消費率といった好ましい特性を有するものの、パーティキュレート・マターを多量に排出する。ディーゼル・エンジンにおけるこのパーテルキュレート・マターの発生は、同じくディーゼル・エンジンから同時に排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）とトレードオフの関係にあり、ディーゼル・エンジンでの燃焼過程でこれら両者を同時に低減するのは非常に困難である。
【０００３】
この場合、窒素酸化物の方はアンモニアを用いて処理することが可能であるが、アンモニアを車両に搭載することは、漏れなどが生じる虞があり好ましくない。そこで、ディーゼル・エンジン内での燃焼にあっては、車両上で排気処理が難しい窒素酸化物の方の発生を抑えるようにし、パーティキュレート・マターの方の低減は、ディーゼル・エンジンから排出された排気中に含まれたパーティキュレート・マターを排気系の途中に設けたフィルタ部にて捕捉するとともに、このフィルタ部が目詰まりを起こさないように所定の頻度でパーティキュレート・マターを燃焼させるようにしている。
【０００４】
このパーティキュレート・マターの燃焼にあっては、パーティキュレート・マターが約６００℃以上の高温でなければ燃焼しないこと、また市内走行などの通常の走行時では排気温度が消音器近くでは２００℃以上まで上がることがほとんどないことから、フィルタ部で補足したパーティキュレート・マターの燃焼を促進するには、酸化触媒や電気ヒーターを利用している。
【０００５】
このような従来のディーゼ・エンジンの排気浄化装置としては、筒状の筐体の内部で軸方向に伸びるインナ・パイプに流入してきた排気が、インナ・パイプの外周壁に設けた流出孔からインナ・パイプの半径方向外側に配置したフィルタ部へ流入するように構成されたものがある（特許文献１参照）。排気は、フィルタ部を通過する際、パーティキュレート・マターがフィルタ部で捕捉され、フィルタ部から流出した残りの排気のみが排気浄化装置から外部へ排出される。一方、フィルタ部で捕捉されたパーティキュレート・マターは、適宜電気ヒーターにより加熱されて燃焼し灰となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２５６８４３号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、酸化触媒や電気ヒーター等によりパーティキュレート・マターが燃焼するときに生じる高温域から、パーティキュレート・マターが捕捉されたまま燃焼されないときの低温域、あるいはエンジン停止時での外気温と同じ温度域までの広い温度範囲に晒されるので、フェライト系鋼製などで製造されるインナ・パイプと、発泡石骨粒やセラミック系の材料等で製造されるフィルタ部とに熱膨張が生じ、これらの耐久性を低下させることがあるといった問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、インナ・パイプとフィルタ部とにおける熱膨張をそれぞれ独立して吸収しこれらの耐久性の低下を防止できるようにしたディーゼル・エンジンの排気浄化装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、ディーゼル・エンジンから排出された排気が流入する排気入口部および排気が流出する排気出口部をそれぞれ有する筒状の筐体と、筐体内にこの軸方向に沿って配置された筒状の外周壁を有し、外周壁にこの内外を連通するように設けた流出孔を介して、排気入口部から外周壁の内部へ導入された排気を外周壁の外部へ流出させるインナ・パイプと、インナ・パイプと筐体との間に配置され、インナ・パイプの流出孔から流入してきた排気中のパーティキュレート・マターを捕捉するフィルタ部と、インナ・パイプと筐体との間に配置され、フィルタ部で捕捉したパーティキュレート・マターの燃焼を促進する燃焼促進部と、を備えたディーゼル・エンジンの排気浄化装置において、インナ・パイプを筐体に支持するセパレータがインナ・パイプと筐体のうちの一方に固定されインナ・パイプと筐体のうちの他方に対し軸方向にスライド可能とされるとともに、フィルタ部の端部をインナ・パイプに支持する保持プレートがインナ・パイプに対し軸方向にスライド可能とされていることを特徴とする。
【０００９】
したがって、請求項１に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、排気浄化装置が高温となったとき、インナ・パイプを筐体に支持するセパレータがインナ・パイプと筐体のうちの他方に対しこの軸方向にスライドし、フィルタ部の端部をインナ・パイプに支持する保持プレートがインナ・パイプに対しこの軸方向にスライドすることにより、インナ・パイプとフィルタ部との熱膨張をそれぞれ独立して吸収しこれらの耐久性の低下を防止できる。また高温状態から低温に戻るときも、上記同様にセパレータ、保持プレートがそれぞれ独立して上記とは逆方向にスライドしながら熱収縮を吸収するので、この場合にも耐久性の低下を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記保持プレートと上記セパレータとにより、これらの間に膨張室を形成したことを特徴としている。
【００１１】
したがって、請求項２に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、フィルタ部とインナ・パイプをそれぞれ支持する保持プレートとセパレータとを膨張室を形成するための仕切り板に兼用することにより、部品を増やすことなくフィルタ部から排出された排気を膨張室にて急膨張させ消音することが可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記インナ・パイプと上記筐体のうちのセパレータが固定される一方が、インナ・パイプであることを特徴としている。
【００１３】
したがって、請求項３に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、インナ・パイプをセパレータと一体で筐体から容易に引き抜くことが可能な構造となるように製造できるので、フィルタ部や酸化触媒の洗浄や交換などを簡単に実行することができる。
【００１４】
請求項４に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記保持プレートと上記セパレータとが、フィルタ部の下流側にあるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
したがって、請求項４に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、保持プレートとセパレータとで膨張室を形成する場合、膨張室がフィルタ部の下流に位置するようになるので、フィルタ部へ流入する排気の温度低下を小さく抑えてパーティキュレート・マターの燃焼を促進しながら、その後、膨張室での膨張による排気の消音が可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記フィルタ部を、一方が保持プレートで保持されるとともに、他方がスライドするセパレータと別の位置でインナ・パイプを筐体に支持する別セパレータで保持されるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
したがって、請求項５に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、保持プレートと反対側におけるフィルタ部の保持に、保持プレートを必要とせず、もともとインナ・パイプの筐体への支持に必要な別セパレータを兼用するようにしたので、保持プレートがその分不要となり、コストおよび重量の低減、寸法の短縮が可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記セパレータが、筐体の排気出口部側を塞ぐプレートとの間に下流側の膨張室を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
したがって、請求項６に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、インナ・パイプを筐体に支持するのにもともと必要なセパレータと筐体の排気出口部側を塞ぐのにもともと必要であったプレートとの双方で、下流側の膨張室を形成するようにしたので、上流側と下流側とにそれぞれ膨張室を安価に形成して、消音効果を高めることが可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記下流側の膨張室が、保持プレートとセパレータの間に形成した上流側の膨張室より大きい容積を有し、セパレータに設けた連通孔を介して上流側の膨張室に連通するようにしたことを特徴とする。
【００２１】
したがって、請求項７に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、消音効果が高まり、その消音のチューニングも容易になるのに加え、同じ長さの排気浄化装置でもフィルタ部の長さをインナ・パイプの長さ近くまで長くとることが可能となり、パーティキュレート・マターを捕捉するフィルタ部の容量を大きく設定することができる。
【００２２】
請求項８に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記セパレータが、下流側の膨張室と上流側の膨張室とを連通する干渉パイプを有するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
したがって、請求項８に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、干渉パイプの存在により排気の消音効果をさらに高めることができ、その消音のチューニング幅も広くなる。
【００２４】
請求項９に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、上記フィルタ部が、燃焼促進部を内蔵するようにしたことを特徴とする。
【００２５】
したがって、請求項９に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、フィルタ部と燃焼促進部との両方での熱膨張を同じ部品のセパレータと保持プレートで吸収でき、コストや重量の低減が可能となる。
【００２６】
請求項１０に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、インナ・パイプが、排気出口部側が塞がれていることを特徴とする。
【００２７】
したがって、請求項１０に記載の本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置は、排気浄化装置に流入した排気が確実にフィルタ部を通るようにしてパーティキュレータ・マターの捕捉量を上げることが可能となる。この場合、インナ・パイプおよびフィルタ部はより高熱となることがあるが、セパレータや保持プレートのスライドによりそれらの熱膨張を独立して吸収でき耐久性の低下を防ぐことが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態としてのディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００の断面側面図である。
排気浄化装置１００は、筒状の筐体１１０を有し、この筐体１１０にフィルタ部２００や酸化触媒３００（燃焼促進部）を内蔵している。
【００２９】
筐体１１０は、金属製であって、その両端が開口された円筒状のアウタ・ドラム１１１と、アウタ・ドラム１１１の上流側の開口部１１１ａに取り付けられてこの開口部１１１ａを塞ぐインレット側エンド・プレート１１２と、アウタ・ドラム１１１の下流側の開口部１１１ｂに取り付けられてこの開口部１１１ｂを塞ぐアウトレット側エンド・プレート１１３とを有している。
【００３０】
インレット側エンド・プレート１１２は、この中心部分に形成した貫通孔１１２ａにインレット・パイプ（排気入口部）１１４が貫通させられ、このインレット側エンド・プレート１１２の貫通孔１１２ａの内周部分にインレット・パイプ１１４の中間部分が溶接で固定されている。一方、インレット側エンド・プレート１１２の外周部分は、アウタ・ドラム１１１の上流側の開口部１１１ａに嵌め合わされ、溶接にて互いに固着される。
【００３１】
インレット・パイプ１１４は、この上流側端部分に固着されたフランジ１１５とディーゼル・エンジン側の排気管（図示せず）のフランジ（図示せず）とがガスケットを挟んだ状態で組み合わされ、ボルト（図示せず）により固定される。また、インレット・パイプ１１４の下流側端部分は、円盤状のインレット側セパレート・プレート１１６の中心位置に形成された貫通孔１１６ａを貫通させられ、インレット側セパレート・プレート１１６の貫通孔１１６ａの内周部分に溶接で固着される。インレット側セパレート・プレート１１６の外周部分は、アウタ・ドラム１１１のインレット側エンド・プレート１１２より下流側となる位置に溶接にて固着される。
【００３２】
インレット側エンド・プレート１１２とインレット側セパレート・プレート１１６とには、中心線より図中上方となる位置においてそれらを貫通するカラー１１７が固着される。このカラー１１７の内部には、温度センサ４００が挿入される。なお、この温度センサ４００は、フィルタ部２００内部の温度を検出するためのものであり、検出部分がフィルタ部２００内まで伸ばされている。
【００３３】
インレット・パイプ１１４の下流には、これと同軸で若干径が大きく設定されたインナ・パイプ５００が軸線方向下流側に向かって伸ばされている。インナ・パイプ５００の外周壁には半径方向に孔あけした多数の流出孔５１０（流出孔５１０は、図を見やすくするため、便宜上、図１中には１個のみを描いてある。）が設けられて、インナ・パイプ５００の外周壁の内部と外部とを連通するようにしてある。なお、インナ・パイプ５００の上流側は、開口されたままとされているが、下流側端の内周部分には、円形プレート５２０が取り付けられて排気がその下流端から軸方向に流出しないように閉じられている。
【００３４】
また、インナ・パイプ５００の上流端の外周部分には、上流側セパレータ５３０の内周部分が溶接により固着されており、この上流側セパレータ５３０の外周部分は、インレット側セパレート・プレート１１６より下流側の位置でアウタ・ドラム１１１の内周面に当接されている。なお、この上流側セパレータ５３０は、インレット・パイプ１１４から流入してきた排気がフィルタ部２００に直接流入することがないように形成してあり、この結果、インレット・パイプ１１４から流入してきた排気は、すべてインナ・パイプ５００へ流れ込むようにしてある。
【００３５】
同様に、インナ・パイプ５００の下流端の外周部分には、下流側セパレータ５４０の内周部分が溶接により固着されている。この下流側セパレータ５４０には、複数の連通孔５４５が周上に形成されてフィルタ部２００から流出してきた排気をアウトレット・パイプ１１９へ流すようにしてある。また、下流側セパレータ５４０の外周部分は、上流側セパレータ５３０より下流側の位置でアウタ・ドラム１１１の内周面に当接するようにしてある。
このようにして、下流側セパレータ５４０と上流側セパレータ５３０とでインナ・パイプ５００を筐体１１０のアウタ・ドラム１１１に支持する。
【００３６】
なお、下流側セパレータ５４０は、上流側セパレータ５３０よりわずかに径を小さく設定しておき、インナ・パイプ５００が軸方向に熱膨張したとき、下流側セパレータ５４０側がアウタ・ドラム１１１に対しスライドして熱膨張差を吸収し、また逆に温度が冷えて収縮したら下流側セパレータ５４０側がアウタ・ドラム１１１に対しスライドしそのときの収縮差を吸収するようにしてある。
【００３７】
また、インナ・パイプ５００の下流側セパレータ５４０から上流側へ所定距離だけ離れた位置には、インナ・パイプ５００に対しスライド可能にしてインナ・パイプ５００の外周に支持された下流側保持プレート２２０が設けられる。この結果、下流側保持プレート２２０と下流側セパレータ５４０との間には、上流側膨張室６００が形成されることとなる。
【００３８】
上流側セパレータ５３０の下流側の面に上流側クッションシート付きプレート２１０が当接した状態でインナ・パイプ５００の外周壁の上流側端部分に保持される。これと同様に、下流側保持プレート２２０の上流側面にも下流側クッションシート付きプレート２３０が当接した状態でインナ・パイプ５００の外周壁の下流側端部分に保持される。
なお、上流側セパレータ５３０と上流側クッションシート付きプレート２１０とは、温度センサ４００の検出部が貫通し、この検出部がフィルタ部２００の内部まで入るようにしてある。
【００３９】
上流側クッションシート付きプレート２１０と下流側クッションシート付きプレート２３０との各外周部分は、それぞれパンチ・メタルのように孔を多数設けられた金属プレートを筒状に形成した第１インナ・ドラム２４０とこの内側に配置した第２インナ・ドラム２５０との各端部に連結されている。
【００４０】
第１インナ・ドラム２４０は、アウタ・ドラム１１１から半径方向内側に所定距離だけ離されて、第１インナ・ドラム２４０の外周面とアウタ・ドラム１１１の内周面との間に形成された筒状の空間が上流側膨張室６００に連通するようにしてある。
第２インナ・ドラム２５０は、第１インナ・ドラムの内側にあって、インナ・パイプ５００から所定距離だけ離されている。
第１インナ・ドラム２４０と内側の第２インナ・ドラム２５０との間には、炭素繊維などからなるメッシュ・フィルタ２６０が挿入されている。
【００４１】
第２インナ・ドラム２５０の内周面とインナ・パイプ５００の外周面との間で、かつ上流側クッションシート付きプレート２１０と下流側クッションシート付きプレート２３０とで挟まれた空間には、微細孔を有する発泡石骨粒２７０を多数充満させてある。この発泡石骨粒２７０は、排気中のパーティキュレート・マターをその表面や微細孔に付着させることにより捕捉可能に形成してある。
【００４２】
なお、上流側セパレータ５３０、下流側保持プレート２２０、第１インナ・ドラム２４０、第２インナ・ドラム２５０、メッシュ・フィルタ２６０、上流側クッションシート付きプレート２１０、下流側クッションシート付きプレート２３０、発泡石骨粒２７０は、本発明のフィルタ部２００を構成する。
【００４３】
発泡石骨粒２７０の表面には、低温域で酸化触媒機能を発揮する白金などの貴金属系の触媒と、高温域で酸化触媒機能を発揮するニッケルなどの卑金属系の触媒とからなる酸化触媒３００とが混ぜ合わせた状態で浸透させ固着させてある。
【００４４】
アウタ・ドラム１１１の下流側端の開口部１１１ｂには、下流側エンド・プレート１１３の外周部分が嵌め合わされ、この部分で溶接により互いに固着される。下流側エンド・プレート１１３の中心部分に形成した貫通孔１１３ａには、アウトレット・パイプ（排気出口部）１１８の中間部分が貫通させられて、この下流側エンド・プレート１１３の貫通孔１１３ａの内周部分にアウトレット・パイプ１１８の中間部分が溶接により固着される。
【００４５】
アウトレット・パイプ１１８の下流側端には、フランジ１１９が固着されて、このフランジ１１９が、より下流側の排気管（図示せず）のフランジ（図示せず）にガスケット（図示せず）を挟んだ状態でボルト（図示せず）により固定される。
【００４６】
アウトレット・パイプ１１８の上流側端は、円盤状の下流側セパレート・プレート１２０の貫通孔１２０ａの内周部分に溶接により固着される。下流側セパレート・プレート１２０の外周部分は、アウタ・ドラム１１１の内周面に当接させられている。下流側セパレート・プレート１２０は、排気を貫通させないように形成してあり、フィルタ部２００から流出された排気をすべてアウトレット・パイプ１１８へ流し込むように構成してある。
【００４７】
下流側セパレート・プレート１２０と下流側セパレータ５４０との間には、上流側膨張室６００より容積が大きい下流側膨張室７００が形成され、下流側膨張室７００が上流側膨張室６００へ下流側セパレータ５４０の連通孔５４５を介して連通されている。
【００４８】
次に、上記ディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００の作用につき説明する。
ディーゼル・エンジンから排出された排気は、図示しない上流側排気管を通ってインレット・パイプ１１４から排気浄化装置１００の内部へ流入する。このインレット・パイプ１１４から流入した排気は、すべてインナ・パイプ５００内へ流れ込む。インナ・パイプ５００内に流れ込んだ排気は、インナ・パイプ５００の下流側端がプレート２２０で塞がれているので、インナ・パイプ５００の外周壁に設けた多数の流出孔５１０から半径方向外側へ流れ出てフィルタ部２００の内部へ流入していく。
【００４９】
排気は、フィルタ部２００の中を半径方向外側へ向かって流れるうちに、排気中に含まれたパーティキュレート・マターが、フィルタ部２００内の発泡石骨粒２７０の表面に付着したり発泡石骨粒２７０の微細孔に入り込んだりして捕捉される。大部分のパーティキュレート・マターを捕捉された残りの排気は、第２インナ・ドラム２５０を通ってフィルタ部２００のメッシュ・フィルタ２６０にてさらに細かいパーティキュレート・マターがここで捕捉された後、フィルタ部２００の外周にある第１インナ・ドラム２４０から半径方向外側へと流出する。
【００５０】
このようにしてフィルタ部２００から流出した排気は、続いて上流側膨張室６００へ流れ込み、ここで膨張してその勢いを減じ、排気音が低減される。そして、下流側セパレータ５４０の連通孔５４５を通じて再びより広い下流側の膨張室７００へ流入し、ここで再度膨張してその勢いをさらに減じ、排気音がさらに低減されてアウタ・パイプ１１８から図示しない排気管を通して大気中へ排出される。
【００５１】
フィルタ部２００に捕捉された排気中のパーティキュレート・マターは、ディーゼル・エンジンが高速運転や高負荷運転となり排気温度が上昇すると、酸化触媒３００、すなわち発泡石骨粒２７０の表面に付着した貴金属系の酸化触媒により、低い温度で燃焼し始める。この結果さらに高温になっていくと、貴金属系の酸化触媒の触媒効果が低下していくが、今度は卑金属系の酸化触媒が効き始め、パーティキュレート・マターをさらに燃焼していく。このようにして、有害なパーティキュレート・マターを燃焼して灰に変えるとともに、フィルタ部２００の目詰まりを防ぐことが可能となる。
【００５２】
一方、上記高温にさらされた排気浄化装置１００の各部品は、熱膨張するが、部位や材料にて熱膨張量が異なる。特に、フィルタ部２００とインナ・パイプ５００とは、高温にさらされ熱膨張量が大きく異なる。また燃焼状態に応じて半径方向内外で温度が異なることもある。
このように高温となって、インナ・パイプ５００が熱膨張すれば、インナ・パイプ５００の軸方向（図中右側）への膨張とともに下流側セパレータ５４０も移動するが、この場合、下流側セパレータ５４０の外周部分がアウタ・ドラム１１１の内周面に沿って軸方向へスライドしてこれら間の熱膨張差を吸収する結果、これに起因した歪が小さく抑えられる。
【００５３】
一方、フィルタ部２００も上記インナ・パイプ５００とは異なった熱膨張量で熱膨張し、酸化触媒３００や発泡石骨粒２７０を保持する保持プレート２２０も移動するが、この内周部分がインナ・パイプ５００に対しスライドしてこれら間の熱膨張差を吸収するので、フィルタ部２００にも大きな歪が発生するのを抑えられることになる。
【００５４】
以上のように、本発明の第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００は、インナ・パイプ５００を筐体１１０のアウタ・ドラム１１１に支持する下流側セパレータ５４０をアウタ・ドラム１１１に対してスライド可能とするとともに、フィルタ部２００をインナ・パイプ５００に支持する下流側保持プレート２２０をインナ・パイプ５００に対してスライド可能にしたので、インナ・パイプ５００のアウタ・ドラム１１１やフィルタ部２００に対する熱膨張をそれぞれ独立して吸収でき、耐久性の低下を防ぐことができる。
【００５５】
また、熱膨張を吸収する下流側セパレータ５４０の兼用により、上流側と下流側にそれぞれ膨張室６００、７００を形成するようにしたので、消音効果を高めながら排気浄化装置１００を安価、軽量に、また軸方向の短縮することが可能となる。また、この下流側セパレータ５４０の位置を調整することで、各種ディーゼル・エンジンや排気系、またそれらの運転域に応じた消音効果のチューニングが可能となる。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施の形態であるディーゼル・エンジンの排気浄化装置につき説明する。
図２は本発明の第２の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置８００の断面を示す。
なお、このディーゼル・エンジンの排気浄化装置８００の構成要素のうち、第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００と実質的に同等の部分については、同じ番号を付し、それらの説明を省略する。
この排気浄化装置８００では、下流側セパレータ５４０に上流側膨張室６００側へ突出し、かつ上流側膨張室６００と下流側膨張室７００とを連通する干渉パイプ９００を設けている。他の構成は、第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置１００と実質的に同等である。
【００５７】
このように構成した排気浄化装置８００は、干渉パイプ９００を追加することにより、下流側セパレータ５４０の位置とともに干渉パイプ９００の位置や長さ、あるいは径の大きさなどを併せてチューニングすることにより排気の消音効果をさらに高めることができ、そのチューニング幅が広くなる。
【００５８】
なお、上記各実施の形態に代え、本発明では下記のような変更や修正を施してもよい。
すなわち、スライドさせるセパレータや保持プレートは、下流側のものではなく、上流側のセパレータや保持プレートであってもよい。また、インナ・パイプ５００のスライド可能なセパレータは、セパレータをアウタ・ドラム１１１側に固定してインナ・パイプ５００側をスライドさせるようにしても良い。
【００５９】
さらに、本発明では、インレット側エンド・プレート１１２とアウトレット側エンド・プレート１１３をアウタ・ドラム１１１に溶接で固着しているが、少なくとも一方をフランジとボルトによる結合とし、これらを外すことでインナ・パイプ５００とフィルタ部２００とがアウタ・ドラム１１１から取り外し可能としてフィルタ部２０の洗浄や交換ができるようにしても良い。この場合、セパレータがインナ・パイプ５００から取り外せるようにボルト等にて固定にしてフィルタ部２００をインナ・パイプ５００から軸方向に引き抜き可能にしたり、あるいはフィルタ部２００を半開き可能にするなどして半径方向外側へ外せるようにしたりすると良い。
【００６０】
また、燃焼促進部として酸化触媒の代わりに電気ヒーター等を用いるようにしても良い。燃焼促進部は、フィルタ部に内蔵するのではなく、フィルタ部の上流側に設けても良い。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディーゼル・エンジンの排気浄化装置はインナ・パイプを筐体に支持するセパレータを筐体またはインナ・パイプに対してスライド可能とするとともに、フィルタ部をインナ・パイプに支持する保持プレートをインナ・パイプに対してスライド可能にしたので、インナ・パイプのアウタ・ドラムやフィルタとの間の熱膨張をそれぞれ独立して吸収してこれらの耐久性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置の断面側面図
【図２】本発明の第２の実施の形態のディーゼル・エンジンの排気浄化装置の断面側面図
【符号の説明】
１００  排気浄化装置
１１０  筐体
１１１  アウタ・ドラム
１１２  インレット側エンド・プレート
１１３  アウトレット側エンド・プレート
１１４  インレット・パイプ
１１６  上流側セパレート・プレート
１１８  アウトレット・パイプ
１２０  下流側セパレート・プレート
２００  フィルタ部
２１０  上流側クッションシート付きプレート
２２０  保持プレート
２４０  第１インナ・ドラム
２５０  第２インナ・ドラム
２６０  メッシュ・フィルタ
２３０  下流側クッションシート付きプレート
３００  酸化触媒
４００  温度センサ
５００  インナ・パイプ
５１０  流出孔
５３０  上流側セパレータ
５４０  下流側セパレータ
５４５  連通孔
６００  上流側膨張室
７００  下流側膨張室
８００  排気浄化装置
９００  干渉パイプ
【図１】
2004162594.tif 000003
【図２】
2004162594.tif 000004