(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＣＲ触媒(５)を収容したＳＣＲ触媒ケース(３)と、ＳＣＲ排気導入管(１４)と、尿素水インジェクタ(１６)を備え、ＳＣＲ排気導入管(１４)内に尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)が向けられた、エンジンの排気処理装置において、
ＳＣＲ排気導入管(１４)内に排気偏向体(３６)が設けられ、排気偏向体(３６)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側で、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に取り付けられ、尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)を直撃する向きの排気(１５)が、排気偏向体(３６)で偏向され、ノズル部分(１６ａ)から逸らされるように構成され、
排気偏向体(３６)は排気偏向面(３６ａ)を備え、排気偏向面(３６ａ)は、排気上流側から排気下流側に進むにつれて、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)から次第に遠ざかるように形成され、
排気偏向面(３６ａ)の排気下流端縁(３６ｅ)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)からの突出寸法がＳＣＲ排気導入管(１４)内の中心に届かない大きさとされ、この排気偏向面(３６ａ)の排気下流端縁(３６ｅ)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側に配置されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンの排気処理装置において、
排気偏向体(３６)は排気偏向板(３６ｂ)を備え、排気偏向板(３６ｂ)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)から離され、排気偏向板(３６ｂ)の表裏面のうち、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に対向しない面が前記排気偏向面(３６ａ)とされ、
排気偏向板(３６ｂ)とＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)の間に排気通過隙間(３８)が設けられている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたエンジンの排気処理装置において、
排気通過隙間(３８)は、排気上流側の始端開口部(３８ａ)の開口面積が排気下流側の終端開口部(３８ｂ)の開口面積よりも狭く形成されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたエンジンの排気処理装置において、
ＤＯＣ(２６)を収容したＤＯＣケース(２)を備え、ＳＣＲ触媒ケース(３)は、ＤＯＣケース(２)の中心軸線(２ｅ)の軸長方向に沿う向きに配置され、
ＤＯＣケース(２)の中心軸線(２ｅ)の軸長方向と平行な向きに見て、水平な方向を前後方向、前後方向の一方を前、他方を後として、ＳＣＲ触媒ケース(３)はＤＯＣケース(２)の前方斜め上に配置され、
ＳＣＲ排気導入管(１４)は尿素水混合管部(１４ａ)を備え、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＤＯＣケース(２)から導出された排気(１５)と尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)から噴射された尿素水(１８)が混合される管部で、真っ直ぐに形成され、ＤＯＣケース(２)及びＳＣＲ触媒ケース(３)の各中心軸線(２ｅ)(３ｄ)の軸長方向に沿う向きとされ、
尿素水混合管部(１４ａ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の後方で、ＤＯＣケース(２)の上方に配置されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたエンジンの排気処理装置において、
ＤＯＣケース(２)の周面の最も高い部分(２ｂ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の周面の最も低い部分(３ｂ)よりも低い位置に配置され、前後方向と平行な向きに見て、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の周面の最も高い部分(３ｃ)と重なる位置に配置されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気処理装置に関し、詳しくは、尿素水インジェクタのノズル部分の膠着を抑制することができるエンジンの排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気処理装置として、ＳＣＲ触媒を収容したＳＣＲ触媒ケースと、ＳＣＲ排気導入管と、尿素水インジェクタを備え、ＳＣＲ排気導入管内に尿素水インジェクタのノズル部分が向けられたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種の装置によれば、ＳＣＲ触媒で排気中のＮＯＸの還元を行うことができる利点がある。
【０００４】
しかし、特許文献１のものでは、尿素水インジェクタのノズル部分はＳＣＲ排気導入管内に露出され、排気の直撃を受ける構造となっているため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４８９６０号公報(図１参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
《問題点》  尿素水インジェクタのノズル部分の膠着が生じやすい。  
特許文献１のものでは、尿素水インジェクタのノズル部分はＳＣＲ排気導入管内に露出され、排気の直撃を受ける構造となっているため、ノズル部分が排気の熱で過熱され、尿素が樹脂化して、ノズル部分の膠着が生じやすい。
【０００７】
本発明の課題は、尿素水インジェクタのノズル部分の膠着を抑制することができる、エンジンの排気処理装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の発明者は、研究の結果、尿素インジェクタの排気上流側で、ＳＣＲ排気導入管の内周面に排気偏向体を設け、尿素水インジェクタのノズル部分に向かう排気を排気偏向体で偏向させ、ノズル部分から逸すようにした場合には、ノズル部分が排気の直撃を受けにくく、ノズル部分の膠着を抑制することができることを発見し、この発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図４(Ａ)または図１３(Ａ)に例示するように、ＳＣＲ触媒(５)を収容したＳＣＲ触媒ケース(３)と、ＳＣＲ排気導入管(１４)と、尿素水インジェクタ(１６)を備え、ＳＣＲ排気導入管(１４)内に尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６)が向けられた、エンジンの排気処理装置において、
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、ＳＣＲ排気導入管(１４)内に排気偏向体(３６)が設けられ、排気偏向体(３６)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側で、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に取り付けられ、尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)を直撃する向きの排気(１５)が、排気偏向体(３６)で偏向され、ノズル部分(１６ａ)から逸らされるように構成され、
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、排気偏向体(３６)は排気偏向面(３６ａ)を備え、排気偏向面(３６ａ)は、排気上流側から排気下流側に進むにつれて、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)から次第に遠ざかるように形成され、
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、排気偏向面(３６ａ)の排気下流端縁(３６ｅ)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)からの突出寸法がＳＣＲ排気導入管(１４)内の中心に届かない大きさとされ、この排気偏向面(３６ａ)の排気下流端縁(３６ｅ)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側に配置されている、ことを特徴とするエンジンの排気処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  尿素水インジェクタのノズル部分の膠着を抑制することができる。
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、ＳＣＲ排気導入管(１４)内に排気偏向体(３６)が設けられ、排気偏向体(３６)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側で、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に取り付けられ、尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)に向かう排気(１５)が、排気偏向体(３６)で偏向され、ノズル部分(１６ａ)から逸らされるように構成されているので、ノズル部分(１６ａ)が排気(１５)の直撃を受けにくく、過熱による尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)の膠着を抑制することができる。
【００１１】
《効果》  尿素水と排気の混合性を高めることができる。
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に示すように、排気偏向体(３６)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側で、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に取り付けられ、尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)に向かう排気(１５)が、排気偏向体(３６)で偏向され、ノズル部分(１６ａ)から逸らされるように構成されているので、ノズル部分(１６ａ)をＳＣＲ排気導入管(１４)内に配置することができ、或いはＳＣＲ排気導入管(１４)内により近づけて配置することができ、ＳＣＲ排気導入管(１４)内での尿素水(１８)の貫通力を高め、尿素水(１８)と排気(１５)の混合性を高めることができる。
すなわち、ＳＣＲ排気導入管の内周面に排気偏向体を取り付けることなく、尿素水インジェクタのノズル部分を排気が直撃しないようにするには、ＳＣＲ排気導入管から径方向外向きに尿素水噴射通路を導出し、その導出端にノズル部分を配置すればよいが、この場合、ノズル部分がＳＣＲ排気導入管から遠ざかり、ＳＣＲ排気導入管内での尿素水の貫通力が低下し、尿素水と排気の混合性が低下する不具合があるのに対し、本発明では、ノズル部分(１６ａ)をＳＣＲ排気導入管(１４)内に配置することができ、或いはＳＣＲ排気導入管(１４)内により近づけて配置することができ、このような不具合が起こらないのである。
【００１２】
《効果》  背圧の上昇を抑制することができる。
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、排気偏向体(３６)は排気偏向面(３６ａ)を備え、排気偏向面(３６ａ)は、排気上流側から排気下流側に進むにつれて、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)から次第に遠ざかるように形成されているので、排気偏向面(３６ａ)で排気(１５)が緩やかに偏向され、背圧の上昇を抑制することができる。
すなわち、排気偏向面が排気の向きと直交する場合には、排気偏向面で排気が排気上流側に反転し、背圧の上昇を抑制することができない不具合があるのに対し、本発明では、排気偏向面(３６ａ)で排気(１５)が緩やかに偏向され、排気(１５)の反転が起こりにくく、上記不具合が起こりにくいのである。
【００１３】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気偏向板とＳＣＲ排気導入管の内周面の間に尿素の結晶が堆積する不具合を抑制することができる。
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、排気偏向板(３６ｂ)とＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)の間に排気通過隙間(３８)が設けられているので、排気通過隙間(３８)を排気(１５)が通過し、排気偏向板(３６ｂ)とＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)の間に尿素の結晶が堆積する不具合を抑制することができる。
すなわち、排気案内板とＳＣＲ排気導入管の内周面の間を排気が通過しない場合には、これらの間に排気のよどみが形成され、これらの間に尿素の結晶が堆積する不具合があるのに対し、本発明では、排気通過隙間(３８)を排気(１５)が通過し、排気(１５)のよどみが形成されないので、上記不具合が起こりにくいのである。
【００１４】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  排気通過隙間を通過する排気の熱で尿素水インジェクタのノズル部分の膠着が起こる不具合が抑制される。
図４(Ｂ)または図１３(Ｂ)に例示するように、排気通過隙間(３８)は、排気上流側の始端開口部(３８ａ)の開口面積が排気下流側の終端開口部(３８ｂ)の開口面積よりも狭く形成されているので、排気通過隙間(３８)を通過する排気(１５)の通過量を制限することができ、排気通過隙間(３８)を通過する排気(１５)の熱で尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)の膠着が起こる不具合が抑制される。
すなわち、排気通過隙間を通過する排気の通過量が過剰になると、排気通過隙間を通過した過剰の排気が尿素水インジェクタのノズル部分に衝突し、過熱によるノズル部分の膠着が起こる不具合があるのに対し、本発明では、排気通過隙間(３８)の始端開口部(３８ａ)の開口面積を狭くするので、排気通過隙間(３８)の排気通過量を制限することができ、上記不具合が起こりにくいのである。
【００１５】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＯＣケースとＳＣＲ触媒ケースと尿素水混合管部を小さなスペースに配置することができる。
図２または図１１に例示するように、ＳＣＲ触媒ケース(３)はＤＯＣケース(２)の前方斜め上に配置され、図１または図１０に例示するように、尿素水混合管部(１４ａ)は、真っ直ぐに形成され、ＤＯＣケース(２)及びＳＣＲ触媒ケース(３)の各中心軸線(２ｅ)(３ｄ)の軸長方向に沿う向きとされ、ＳＣＲ触媒ケース(３)の後方で、ＤＯＣケース(２)の上方に配置されているので、ＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)と尿素水混合管部(１４ａ)が相互に交差せず、ＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)と尿素水混合管部(１４ａ)を小さなスペースに配置することができる。
【００１６】
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＯＣの発熱で尿素水混合管部が過熱するのを抑制することができる。
図１または図１０に例示するように、ＤＯＣケース(２)の周面の最も高い部分(２ｂ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の周面の最も低い部分(３ｂ)よりも低い位置に配置され、前後方向と平行な向きに見て、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の周面の最も高い部分(３ｃ)と重なる位置に配置されているので、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＤＯＣケース(２)の周面の最も高い部分(２ｂ)から十分に上方に遠ざけて配置され、ＤＯＣ(２６)の発熱で尿素水混合管部(１４ａ)が過熱する不具合が抑制される。尿素水混合管部(１４ａ)が過熱すると、尿素水混合管部(１４ａ)内で尿素の結晶が堆積するおそれがある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの背面図である。
【図２】図１のエンジンを右側から見た側面図である。
【図３】図１のエンジンを左側から見た側面図である。
【図４】図１のエンジンの要部を説明する図で、図４(Ａ)は配管を一部縦断した図１のエンジンの上部背面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＢ部分の拡大図、図４(Ｃ)は図４(Ｂ)のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】ＳＣＲ触媒ケースと排気導入管を一部縦断した図１のエンジンの上部を左側から見た側面図である。
【図６】ＳＣＲ触媒ケースの位置で縦断した図１のエンジンの背面図である。
【図７】図１のエンジンの平面図である。
【図８】図１のエンジンの正面図である。
【図９】図１のエンジンで用いるスリップジョイント部の原理説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るディーゼルエンジンの背面図である。
【図１１】図１０のエンジンを右側から見た側面図である。
【図１２】図１０のエンジンを左側から見た側面図である。
【図１３】図１０のエンジンの要部を説明する図で、図１３(Ａ)は配管を一部縦断した図１０のエンジンの上部背面図、図１３(Ｂ)は図１３(Ａ)のＢ部分の拡大図、図１３(Ｃ)は図１３(Ｂ)のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】図１０のエンジンの平面図である。
【図１５】図１０のエンジンの正面図である。
【図１６】図１０のエンジンの変形例を右側から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図９は本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図、図１０〜図１６は本発明の第２実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図であり、各実施形態では、立形の直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１９】
第１実施形態のエンジンの概要は、次の通りである。
このエンジンには、排気処理装置が搭載されている。
図４(Ａ)に示すように、排気処理装置は、ＳＣＲ触媒(５)を収容したＳＣＲ触媒ケース(３)と、ＳＣＲ排気導入管(１４)と、尿素水インジェクタ(１６)を備え、ＳＣＲ排気導入管(１４)内に尿素水インジェクタ(１６)が向けられている。
この排気処理装置では、ＳＣＲ触媒(５)で排気(１５)中のＮＯＸの還元を行うことができる。ＮＯＸは窒素酸化物の略称である。
【００２０】
図４(Ａ)に示すように、ＳＣＲケース(２)内には、排気上流側にＳＣＲ触媒(５)が収容され、排気下流側にアンモニア浄化用酸化触媒(２７)が収容され、アンモニアのスリップを防止している。ＳＣＲは選択的触媒還元の略称である。
【００２１】
図４(Ｂ)に示すように、ＳＣＲ排気導入管(１４)内に排気偏向体(３６)が設けられ、排気偏向体(３６)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側で、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に取り付けられ、尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)を直撃する向きの排気(１５)が、排気偏向体(３６)で偏向され、ノズル部分(１６ａ)から逸らされるように構成されている。
このため、ノズル部分(１６ａ)が排気(１５)の直撃を受けにくく、過熱による尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)の膠着を抑制することができる。
また、ノズル部分(１６ａ)をＳＣＲ排気導入管(１４)内に配置することができ、或いはＳＣＲ排気導入管(１４)内により近づけて配置することができ、ＳＣＲ排気導入管(１４)内での尿素水(１８)の貫通力を高め、尿素水(１８)と排気(１５)の混合性を高めることができる。
図４(Ｂ)に示すように、排気偏向面(３６ａ)の排気下流端縁(３６ｅ)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)からの突出寸法がＳＣＲ排気導入管(１４)内の中心に届かない大きさとされ、この排気偏向面(３６ａ)の排気下流端縁(３６ｅ)は、尿素水インジェクタ(１６)の排気上流側に配置されている。
【００２２】
図４(Ｂ)に例示するように、排気偏向体(３６)は排気偏向面(３６ａ)を備え、排気偏向面(３６ａ)は、排気上流側から排気下流側に進むにつれて、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)から次第に遠ざかるように形成されている。
このため、排気偏向面(３６ａ)で排気(１５)が緩やかに偏向され、背圧の上昇を抑制することができる。
【００２３】
図４(Ｂ)に示すように、排気偏向体(３６)は排気偏向板(３６ｂ)を備え、排気偏向板(３６ｂ)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)から離され、排気偏向板(３６ｂ)の表裏面のうち、ＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に対向しない面が前記排気偏向面(３６ａ)とされている。
排気偏向板(３６ｂ)とＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)の間に排気通過隙間(３８)が設けられている。
このため、排気通過隙間(３８)を排気(１５)が通過し、排気偏向板(３６ｂ)とＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)の間に尿素の結晶が堆積する不具合を抑制することができる。
また、排気通過隙間(３８)は、排気上流側の始端開口部(３８ａ)の開口面積が排気下流側の終端開口部(３８ｂ)の開口面積よりも狭く形成されている。
このため、始端開口部(３８ａ)で排気通過隙間(３８)を通過する排気(１５)の通過量を制限することができ、排気通過隙間(３８)を通過する排気(１５)で尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)の膠着が起こる不具合が抑制される。
【００２４】
図４(Ｂ)(Ｃ)に示すように、排気偏向体(３６)は、排気偏向板(３６ｂ)と、一対の脇板(３６ｃ)(３６ｃ)を備え、脇板(３６ｃ)(３６ｃ)は排気偏向板(３６ｂ)の両脇端縁からＳＣＲ排気導入管(１４)の内周面(３７)に向けて折り曲げられ、図４(Ｃ)に示すように、排気偏向体(３６)は、排気(１５)の通過方向と平行な向きに見て、コの字形に形成されている。脇板(３６ｃ)(３６ｃ)の折り曲げ端部(３６ｄ)(３６ｄ)はＳＣＲ排気導入管(１４)の管壁を貫通し、ＳＣＲ排気導入管(１４)の外周面で溶接され、排気偏向体(３６)がＳＣＲ排気導入管(１４)に支持されている。ＳＣＲ排気導入管(１４)の外周面と脇板(３６ｃ)(３６ｃ)の折り曲げ端部(３６ｄ)(３６ｄ)は、保護カバー(３９)で覆われ、保護カバー(３９)内には断熱材(図示せず)が充填されている。
ＳＣＲ排気導入管(１４)と排気偏向体(３６)にはステンレス鋼板が用いられ、保護カバー(３９)には鉄板が用いられ、断熱材にはグラスウールが用いられている。
【００２５】
図１に示すように、排気処理装置は、ＤＯＣ(２６)を収容したＤＯＣケース(２)を備え、ＳＣＲ触媒ケース(３)は、ＤＯＣケース(２)の中心軸線(２ｅ)の軸長方向に沿う向きに配置されている。
図２に示すように、ＤＯＣケース(２)の中心軸線(２ｅ)の軸長方向と平行な向きに見て、水平な方向を前後方向、前後方向の一方を前、他方を後として、ＳＣＲ触媒ケース(３)はＤＯＣケース(２)の前方斜め上に配置されている。
図４(Ａ)に示すように、ＳＣＲ排気導入管(１４)は尿素水混合管部(１４ａ)を備え、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＤＯＣケース(２)から導出された排気(１５)と尿素水インジェクタ(１６)のノズル部分(１６ａ)から噴射された尿素水(１８)が混合される管部で、真っ直ぐに形成され、ＤＯＣケース(２)及びＳＣＲ触媒ケース(３)の各中心軸線(２ｅ)(３ｄ)の軸長方向に沿う向きとされている。
図１，図２に示すように、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の後方で、ＤＯＣケース(２)の上方に配置されている。
このため、ＤＯＣケース(２)とＳＣＲケース(３)と尿素水混合管部(１４ａ)が相互に交差せず、ＤＯＣケース(２)とＳＣＲケース(３)と尿素水混合管部(１４ａ)を小さなスペースに配置することができる。
図７に示すように、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＤＯＣケース(２)の真上に配置されている。すなわち、尿素水混合管部(１４ａ)は、平面視で、上下方向と平行な向きに見て、ＤＯＣケース(２)の上面と重なる位置に配置されている。
【００２６】
図１に示すように、ＤＯＣケース(２)内には、排気上流側にＤＯＣ(２６)が収容され、排気下流側にＤＰＦ(４)が収容されている。ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称である。ＤＰＦ(４)の代わりに、排気上流側のＤＯＣ(２６)とは別のＤＯＣを用い、複数のＤＯＣを直列に並べて収容してもよい。
図１，図２に示すように、ＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)は、いずれも筒状周壁と筒状周壁の両端を塞ぐ両端壁とを備え、各中心軸線(２ｅ)(３ｄ)はＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)の長手方向に向けられている。ＤＯＣケース(２)の筒状周壁は前後方向の径よりも上下方向の径が長い長円筒状で、ＳＣＲ触媒ケース(３)の筒状周壁は同一径の円筒状である。
【００２７】
図１に示すように、ＤＯＣケース(２)の周面の最も高い部分(２ｂ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の周面の最も低い部分(３ｂ)よりも低い位置に配置され、前後方向と平行な向きに見て、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＳＣＲ触媒ケース(３)の周面の最も高い部分(３ｃ)と重なる位置に配置されている。
このため、尿素水混合管部(１４ａ)は、ＤＯＣケース(２)の周面の最も高い部分(２ｂ)から十分に上方に遠ざけて配置され、ＤＯＣ(２６)の発熱で尿素水混合管部(１４ａ)が過熱する不具合が抑制される。
【００２８】
図４(Ｂ)に示すように、尿素水インジェクタ(１６)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)を構成する湾曲管部(１４ｂ)の中間部に取り付けられ、図４(Ａ)に示すように、ノズル部分(１６ａ)の向きは湾曲管部(１４ｂ)の径方向よりも尿素水混合管部(１４ａ)寄りになっている。
図４(Ａ)に示すように、ＳＣＲ排気導入管(１４)の尿素水混合管部(１４ａ)内には、ミキサプレート(３０)が設けられ、排気(１５)と尿素水(１８)との混合の促進が図られている。
図４(Ａ)(Ｂ)に示すように、排気偏向体(３６)は、ＳＣＲ排気導入管(１４)を構成する湾曲管部(１４ｂ)の排気上流側の始端部に取り付けられている。
【００２９】
排気処理装置を搭載したエンジンの概要は、次の通りである。
図２に示すように、エンジン本体(１)のクランク軸中心軸線(１９)の軸長方向を前後方向、前後方向の一方を前、他方を後、図１に示すように、前後方向と平行な向きに見て、水平方向となるエンジン本体(１)の幅方向を横方向とする。
図２に示すように、シリンダブロック(１２)の上部にシリンダヘッド(２０)が組み付けられ、シリンダヘッド(２０)の上部にシリンダヘッドカバー(７)が組み付けられ、シリンダブロック(１２)の前部に水ポンプケース(２１)が組み付けられ、水ポンプケース(２１)の前方にエンジン冷却ファン(２２)が配置され、シリンダブロック(１２)の後部にフライホイールハウジング(６)が配置され、シリンダブロック(１２)の下部にオイルパン(２３)が組み付けられている。
図２に示すように、シリンダヘッド(２０)の横一側には吸気マニホールド(２４)が組付けられ、図３に示すように、横他側には排気マニホールド(２５)が組み付けられている。
【００３０】
図１〜図３に例示するように、エンジン本体(１)にＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)とが搭載されているため、エンジン本体(１)とＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)をコンパクトに配置することができる。また、エンジン本体(１)をエンジン搭載機械に搭載すれば、ＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)も一括してエンジン搭載機械に搭載され、エンジン搭載機械への搭載が容易になる。
【００３１】
図２に示すように、ＤＯＣケース(２)は、フライホイールハウジング(６)の後方斜上に配置されている。
また、ＤＯＣケース(２)は、シリンダヘッドカバー(７)の真後に配置されている。すなわち、図１に示すように、ＤＯＣケース(２)は、背面視で、前後方向と平行な向きに見て、シリンダヘッドカバー(７)の後面と重なる位置に配置されている。
図２に示すように、ＳＣＲ触媒ケース(３)は、シリンダヘッドカバー(７)の真上に配置されている。すなわち、図７に示すように、ＳＣＲ触媒ケース(３)は、平面視で、上下方向と平行な向きに見て、シリンダヘッドカバー(７)の上面と重なる位置に配置されている。
【００３２】
図１〜図３に示すように、エンジン本体(１)は、ＤＯＣベースブラケット(８)とＳＣＲベースブラケット(９)とＤＯＣ支持台(１０)とＳＣＲ支持ステー(１１)とを備えている。
ＤＯＣベースブラケット(８)にはＤＯＣケース(２)が載置して取り付けられている。
ＳＣＲベースブラケット(９)にはＳＣＲ触媒ケース(３)が載置して取り付けられている。
ＤＯＣ支持台(１０)は、フライホイールハウジング(６)の上部に設けられ、フライホイールハウジング(６)はシリンダブロック(１２)の後端部に配置された鋳造物で、ＤＯＣ支持台(１０)は、鋳造によるフライホイールハウジング(６)の肉盛部で形成され、ＤＯＣベースブラケット(８)はＤＯＣ支持台(１０)に載置して取り付けられている。
このフライホイールハウジング(６)は、フライホイールハウジング(６)に連結したミッションケース(図示せず)とともに、トラクタ等の走行機体のメインフレームとして用いられる。
ＳＣＲ支持ステー(１１)は、上端部がＳＣＲベースブラケット(９)に固定され、下端部がシリンダブロック(１２)よりも高い位置のエンジン本体部品(１３)に固定されている。
このような構造により、ＤＯＣケース(２)を剛性の高いＤＯＣ支持台(１０)によってエンジン本体(１)に強固に支持させることができる。
また、ＳＣＲ支持ステー(１１)は、上端部がＳＣＲベースブラケット(９)に固定され、下端部がシリンダブロック(１２)よりも高い位置のエンジン本体部品(１３)に固定されているため、上下長さを短くすることができ、ＳＣＲ触媒ケース(３)を剛性の高いＳＣＲ支持ステー(１１)を介してエンジン本体(１)に強固に支持させることができる。
【００３３】
前記エンジン本体部品(１３)は、図２に示す吸気マニホールド(２４)と、図３に示す排気フランジ管(２８)である。排気フランジ管(２８)は、排気マニホールド(２５)の上部に取り付けられた過給機(２９)の排気タービン(２９ａ)とＤＯＣケース(２)の排気導入管(２ｄ)とを繋ぐ管である。
図７に示すように、ＳＣＲベースブラケット(９)は、前方に導出された前方延長部(９ａ)を備え、前方延長部(９ａ)は前方支持ステー(９ｂ)を介して、吸気マニホールド(２４)とエンジン吊り上げプレート(３１)に支持されている。このため、ＳＣＲベースブラケット(９)の前後揺動が抑制される。
【００３４】
図１に示すように、ＳＣＲ排気導入管(１４)は、両端部にスリップジョイント部(１７)を備えている。
図９に示すように、スリップジョイント部(１７)は、原理的には、管部(１７ａ)(１７ｂ)が軸長方向に伸縮摺動可能に嵌合され、締結部(１７ｃ)により所定の伸縮摺動位置で管部(１７ａ)(１７ｂ)が固定されるように構成されている。
締結部(１７ｃ)は締結バンドで、管部(１７ａ)(１７ｂ)を締め付けて固定する。管部(１７ａ)(１７ｂ)間は、ガスケット(１７ｄ)で封止される。
このような構造により、エンジン本体(１)にＤＯＣケース(２)とＳＣＲ触媒ケース(３)とを搭載した後、一旦、スリップジョイント部(１７)の締結を緩めることにより、捩れや位置ずれによって配管等各部に生じている応力を逃がし、配管等各部の歪を防止することができる。
【００３５】
図４(Ａ)に示すように、ＤＯＣケース(２)の排気導出管(２ａ)は、ＤＯＣケース(２)の一端側の周壁から径方向に導出されている。
ＳＣＲ触媒ケース(３)の両端側のうち、ＤＯＣケース(２)の排気導出管(２ａ)側と同じ側を一端側、反対側を他端側として、ＳＣＲ触媒ケース(３)の排気導入管(３ａ)は、他端側の周壁から一端側に向けて湾曲しながら導出されている。
ＳＣＲ排気導入管(１４)は、湾曲管部(１４ｂ)と尿素水混合管部(１４ａ)とを備え、湾曲管部(１４ｂ)は、ＤＯＣケース(２)の排気導出管(２ａ)の導出端部(２ｃ)に接続され、排気導出管(２ａ)の導出端部(２ｃ)からＳＣＲ触媒ケース(３)の排気導入管(３ａ)に向かって湾曲しながら導出され、尿素水混合管部(１４ａ)は、湾曲管部(１４ｂ)の導出端部(１４ｃ)からＳＣＲ触媒ケース(３)の排気導入管(３ａ)に向かって真っ直ぐに導出され、尿素水混合管部(１４ａ)の導出端部(１４ｄ)はＳＣＲ触媒ケース(３)の排気導入管(３ａ)に接続されている。
このため、ＤＯＣケース(２)の排気導出管(２ａ)と、ＳＣＲ触媒ケース(３)の排気導入管(３ａ)と、ＳＣＲ排気導入管(１４)での排気(１５)の反転が無くなり、ＤＯＣケース(２)からＳＣＲ触媒ケース(３)への排気(１５)の通過抵抗が小さくなり、背圧の上昇を抑制することができる。
【００３６】
次に第２実施形態について説明する。
第２実施形態は、次の点で第１実施形態と異なる。
図１０〜図１２に示すように、エンジン本体(１)は、ＤＯＣベースブラケット(８)とＳＣＲベースブラケット(９)とＤＯＣ支持台(１０)とＳＣＲ支持ステー(１１)とを備えている。
ＤＯＣベースブラケット(８)にはＤＯＣケース(２)が載置して取り付けられ、
ＳＣＲベースブラケット(９)にはＳＣＲ触媒ケース(３)が載置して取り付けられている。
ＤＯＣ支持台(１０)は、フライホイールハウジング(６)の上部に設けられ、フライホイールハウジング(６)はシリンダブロック(１２)の後端部に配置された鋳造物で、ＤＯＣ支持台(１０)は、鋳造によるフライホイールハウジング(６)の肉盛部で形成され、ＤＯＣベースブラケット(８)はＤＯＣ支持台(１０)に載置して取り付けられている。
ＳＣＲ支持ステー(１１)は、下部がフライホイールハウジング(６)とＤＯＣベースブラケット(８)とに固定され、上端部にＳＣＲベースブラケット(９)が固定されている。
このため、ＤＯＣケース(２)を剛性の高いＤＯＣ支持台(１０)よってエンジン本体(１)に強固に支持させることができる。
また、ＳＣＲ支持ステー(１１)は、下部がフライホイールハウジング(６)とＤＯＣベースブラケット(８)とに固定され、上端部にＳＣＲベースブラケット(９)が固定されているため、ＳＣＲ触媒ケース(３)がＳＣＲ支持ステー(１１)を介して剛性の高いフライホイールハウジング(６)に支持されるとともに、ＳＣＲ支持ステー(１１)とＤＯＣベースブラケット(８)とを介して剛性の高いＤＯＣ支持台(１０)にも支持され、ＤＯＣケース(２)をエンジン本体(１)に強固に支持させることができる。
【００３７】
図１６に示す第２実施形態の変形例では、図１０から図１５に示す第２実施形態の基本例に次の構成を追加したものである。
すなわち、このエンジンは、コネクタ取付プレート(２８)を備え、コネクタ取付プレート(２８)はＳＣＲ支持ステー(１１)に取り付けられ、電子部品のコネクタ(３２)が取り付けられている。このため、コネクタ取付プレート(２８)が振動しにくく、振動によるコネクタ(３２)の損傷を抑制することができる。
このコネクタ取付プレート(２８)に取り付けられているコネクタ(３２)はいずれＳＣＲ触媒(５)用のもので、尿素水インジェクタ(１６)、入口側ＮＯＸセンサ(３３)、出口側ＮＯＸセンサ(３４)、図１０に示す排気温度センサ(３５)のコネクタである。
第２実施形態の基本例と変形例の他の構成は、第１実施形態と同一であり、図１０〜図１６中、第１実施形態と同一の要素には、図１〜図９と同一の符号を付しておく。
【符号の説明】
【００３８】
(２) ＤＯＣケース
(２ｂ) 周面の最も高い部分
(２ｅ) 中心軸線
(３) ＳＣＲ触媒ケース
(３ｂ) 周面の最も低い部分
(３ｃ) 周面の最も高い部分
(３ｄ) 中心軸線
(４) ＤＰＦ
(５) ＳＣＲ触媒
(１４) ＳＣＲ排気導入管
(１４ａ) 尿素水混合管部
(１４ｂ) 湾曲管部
(１４ｃ) 導出端部
(１４ｄ) 導出端部
(１５) 排気
(１６) 尿素水インジェクタ
(１６ａ) ノズル部分
(１８) 尿素水
(３６) 排気偏向体
(３６ａ) 排気偏向面
(３６ｂ) 排気偏向板
(３７) ＳＣＲ排気導入管の内周面
(３８) 排気通過隙間
(３８ａ) 始端開口部
(３８ｂ) 終端開口部  
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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