(57)【要約】【課題】排出ガスを均一に供給でき且つ剛性強度を高めたガイド翼を備える。【解決手段】マフラ１のケーシング２内に備えられる排ガス処理担体９，１１に添加剤が添加された排出ガス１５を導くようにしている排ガス浄化装置であって、担体シェル１７の各入側スリット１７ａに対応した位置に、前部室５から入側スリット１７ａを通して担体シェル１７内に導入する排出ガス１５に旋回流を与えるガイド翼２３を設け、各ガイド翼２３を前部壁２０に固定部２５で固定することによりガイド翼２３の剛性強度を高める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マフラのケーシング内に、前部壁と、セパレータと、後部壁とにより少なくとも前部室と後部室を形成し、且つケーシング内に、前部室と後部室とに亘って延びる担体シェルに包持された排出ガス処理担体を設けると共に、担体シェルの前側端部に、前部室と担体シェル内部とを連通する複数の入側スリットを設け、添加剤が添加された排出ガスが前部壁に固定した入口パイプにより前部室に導入され、続いて入側スリットを介し排出ガス処理担体に導かれる排出ガス浄化装置であって、前記担体シェル内の各入側スリットに対応した位置に、前部室から入側スリットを通して担体シェル内に導入する排出ガスに旋回流を与えるガイド翼を設け、該各ガイド翼を前記前部壁に固定したことを特徴とする排出ガス浄化装置。
【請求項２】
前部壁の各ガイド翼に対応した位置に、ガイド翼側に突出してガイド翼による排出ガスの旋回流を誘導する突出部を設け、該突出部にガイド翼を固定したことを特徴とする請求項１に記載の排出ガス浄化装置。
【請求項３】
排出ガス処理担体がパテキュレートフィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載の排出ガス浄化装置。
【請求項４】
排出ガス処理担体がＮＯｘ還元触媒であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排出ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排出ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排出ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタによる排出ガス処理担体を装備することが従来より行われている。また、排出ガス中のＮＯｘ低減を図るために、前記排気管におけるパティキュレートフィルタの下流に、酸素共存下でも選択的にＮＯｘを尿素水と反応させ得るＮＯｘ還元触媒による排出ガス処理担体を装備し、ＮＯｘ還元触媒に尿素水を添加してＮＯｘを低減することが従来より行われており、このような技術を開示するものとしては特許文献１がある。
【０００３】
前記パティキュレートフィルタの上流には、ＨＣ等の燃料からなる添加剤を供給してパティキュレートフィルタを加熱し、これによりパティキュレートフィルタに捕捉された煤を酸化させてパティキュレートフィルタの再生を行うようにしている。
【０００４】
また、ＮＯｘ還元触媒上でＳＯ2が酸化することにより硫酸塩となって被毒劣化し、これによりＮＯｘの吸蔵が不可能になってＮＯｘ浄化率が低下する問題を防止するために、前記ＮＯｘ還元触媒の上流にＨＣ等の燃料からなる添加剤を供給し、理論空燃比より小さな空燃比でリッチ燃焼を行いＮＯｘ還元触媒の温度を所定温度以上の高温雰囲気に保つことにより、ＮＯｘ還元触媒からＳＯ2を放出させてＮＯｘ還元触媒を再生するようにしている。
【０００５】
更に、前記パティキュレートフィルタ及びＮＯｘ還元触媒の上流には、前記燃料の酸化（燃焼）を促進させてパティキュレートフィルタ及びＮＯｘ還元触媒の温度を有効に高めるための酸化触媒を備えたものもある。
【０００６】
前記パティキュレートフィルタを有する排気浄化装置の構造例を示すものとしては、例えば特許文献２等がある。
【０００７】
図５及び図６は特許文献２における排気浄化装置の構造を示したもので、この例では、エンジンからの排出ガスを導くマフラ１内に、排出ガス処理担体としてのパティキュレートフィルタ９を備えた場合を示している。即ち、マフラ１に形成した箱形のケーシング２の内部を、前部壁２０と、セパレータ３，４と、後部壁２１とにより前部室５、中間室６、後部室７に三分割しており、中間室６から後部室７に亘りセパレータ４及び後部壁２１を貫通してインナシェル８を固定設置し、この円筒体によりマフラ１のケーシング２内にパティキュレートフィルタ９の収容空間を画定している。
【０００８】
パティキュレートフィルタ９は、円筒状の担体シェル１０により一体的に抱持することによりユニット化したフィルタカートリッジとなっており、該フィルタカートリッジを前記インナシェル８に対し前記マフラ１のケーシング２の後面側（図６の左側）から差し込んで、前記担体シェル１０の挿入手前側開口部を塞ぐ蓋体１３の外縁部分と一緒にフランジ１２により後部壁２１に対してボルト締結している。
【０００９】
一方、上流側の排気管１４（図６参照）から排出ガス１５を導き入れるための入口パイプ１６が、前記ケーシング２の前部壁２０の前側に設けた前側板２２から、前部壁２０及び一枚目のセパレータ３まで挿入されて先端を閉塞されており、前記入口パイプ１６により導入された排出ガス１５は、前部室５に対し散気孔１６’を介して放出されるようにしてある。尚、前記上流側の排気管１４には燃料等の添加剤が添加されており排出ガス１５に燃料等を混合するようにしている。
【００１０】
ここで、この前部室５には、前記インナシェル８に対し連続するようにセパレータ３を貫通して担体シェル１７が固定設置されており、該担体シェル１７内には、パティキュレートフィルタ９に捕集されるパティキュレートの燃焼除去を助勢するためのストレートフロー型の酸化触媒１８が収容されており、該酸化触媒１８の反パティキュレートフィルタ９側の端面に対し、前記担体シェル１７の入側スリット１７ａにより前部室５内の排出ガス１５が導入されるようにしてある。
【００１１】
前記酸化触媒１８を経た排出ガス１５は、パティキュレートフィルタ９へと流れ込み、該パティキュレートフィルタ９を通過してパティキュレートを捕集された後に、担体シェル１０の後端近傍の出側スリット１０ａ、並びに、これらに対応してインナシェル８側に開口された出側スリット８ａを介して後部室７へと放出されるようにしてある。
【００１２】
ここで、パティキュレートフィルタ９により浄化された排出ガス１５を排出するための出口パイプ１９が、入口パイプ１６と並列にケーシング２の前側板２２、前部壁２０、セパレータ３，４を貫通して後部室７まで延びて先端が開口しており、前記後部室７に放出された排出ガス１５は、前記出口パイプ１９を介して図示しない下流側の排気管へと抜き出されるようになっている。
【００１３】
また、図５、図６に示したように、マフラ１のケーシング２内部にパティキュレートフィルタ９からなる排出ガス処理担体を設ける以外に、同様にケーシング２内部にＮＯｘ還元触媒１１からなる排出ガス処理担体を設置することができ、この場合も、前記パティキュレートフィルタ９を設置する場合と同様に、上流からの排出ガス１５を前部室５及び入側スリット１７ａを介して排出ガス処理担体（ＮＯｘ還元触媒１１）に導くようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２４０５６６号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、前記図５、図６に示す構造のように、上流で燃料等の添加剤が添加された排出ガス１５を、ケーシング２内に備えた前部室５に導入した後、単に入側スリット１７ａから担体シェル１７内に導いて排出ガス処理担体（酸化触媒１８及びパティキュレートフィルタ９、又はＮＯｘ還元触媒１１）に導く構成では、前部室５から各入側スリット１７ａを経て担体シェル１７内に導かれる排出ガス１５の流れに偏りが生じ易く、このために排出ガス１５に添加した燃料等の添加剤が排出ガス処理担体に片寄って流れ、排出ガス処理担体に均一に行き渡らないために十分な排出ガス処理効果が期待できない懸念がある。
【００１５】
こうした問題を解決するために、図７〜図９に示す如き構造としたものが考えられる。図７は従来の排出ガス浄化装置の他の例を示す斜視図、図８は図７の部分切断側面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ方向矢視図であり、前記図５、図６と同一の構成を備えた担体シェル１７において、各入側スリット１７ａに対応する位置に、担体シェル１７内に曲げられて前部室５から入側スリット１７ａを通して導入される排出ガス１５に旋回流を与えて排出ガス処理担体９，１１に導くようにしたガイド翼２３を設けることが考えられている。このガイド翼２３は、前記担体シェル１７の周方向に矩形の入側スリットを等間隔で複数形成する際に、周方向の同じ側の１辺を残して他の３辺を切断し、担体シェル１７の内側に向けて同一角度で折り曲げることによって形成しており、更に、各ガイド翼２３の前後辺には折曲げ部２３’を形成して略Ｕ字形状とすることにより排出ガス１５を案内すると共に、剛性強度を高めるようにしている。尚、図８では担体シェル１７の前端は前部壁２０を貫通して前部壁２０に固定されており、更に担体シェル１７内の前端部は前記ガイド翼２３と間隔を隔てて設けた閉塞板２４によって閉塞している。更に、図７に示す入口パイプ１６の上流側に接続される排気管１４には、排出ガス１５に対して燃料等の添加剤を吹込んで排出ガスに混合する添加剤供給弁２８が設けられている。
【００１６】
図７〜図９に示す構成によれば、各入側スリット１７ａを通して周方向から担体シェル１７内に導入される排出ガス１５に各ガイド翼２３によって旋回流が与えられるため、排出ガス１５に添加された添加剤は効果的に混合されて均一濃度となって排出ガス処理担体９，１１に略均一に供給されるようになり、よって排出ガス処理担体９，１１による排出ガス処理効果を高めることができる。
【００１７】
しかし、図７〜図９に示したガイド翼２３は、前記担体シェル１７から内側に曲げられて立ち上がった片持ち支持となっており、更にガイド翼２３には旋回流を形成する流れをガイドするための所定以上の長さが必要であり、しかもガイド翼２３は薄い板で形成されているため、剛性強度が低く、そのために低固有振動数となり、平板形状の閉塞板２４の低固有振動数と共振してしまうという問題を有していた。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、排出ガス処理担体に排出ガスを均一に供給することができ且つ剛性強度を高めることができるようにしたガイド翼を備えた排出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】
【００１９】
本発明の排出ガス浄化装置は、マフラのケーシング内に、前部壁と、セパレータと、後部壁とにより少なくとも前部室と後部室を形成し、且つケーシング内に、前部室と後部室とに亘って延びる担体シェルに包持された排出ガス処理担体を設けると共に、担体シェルの前側端部に、前部室と担体シェル内部とを連通する複数の入側スリットを設け、添加剤が添加された排出ガスが前部壁に固定した入口パイプにより前部室に導入され、続いて入側スリットを介し排出ガス処理担体に導かれる排出ガス浄化装置であって、前記担体シェル内の各入側スリットに対応した位置に、前部室から入側スリットを通して担体シェル内に導入する排出ガスに旋回流を与えるガイド翼を設け、該各ガイド翼を前記前部壁に固定したことを特徴とする。
【００２０】
而して、上記構成によれば、入側スリットに対応して担体シェルに設けられる各ガイド翼を前部壁に固定したので、ガイド翼の剛性強度を大幅に高めることができて、ガイド翼が振動する問題を防止できる。
【００２１】
上記排出ガス浄化装置において、前部壁の各ガイド翼に対応した位置に、ガイド翼側に突出してガイド翼による排出ガスの旋回流を誘導する突出部を設け、該突出部にガイド翼を固定することは好ましく、この構成によれば、突出部によりガイド翼による旋回流を更に強めることができて混合効果を更に高められる。
【００２２】
また、上記排出ガス浄化装置において、排出ガス処理担体はパテキュレートフィルタであってもよい。
【００２３】
また、上記排出ガス浄化装置において、排出ガス処理担体はＮＯｘ還元触媒であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の排出ガス浄化装置によれば、入側スリットに対応して担体シェルに設けられる各ガイド翼を前部壁に固定したので、ガイド翼の剛性強度を大幅に高めることができ、よって、ガイド翼が振動する問題を防止できる優れた効果を奏し得る。
【００２５】
また、前部壁における各ガイド翼に対応した位置に、ガイド翼による排出ガスの旋回流を誘導する形状の突出部をガイド翼側に突出して設け、突出部にガイド翼を固定したので、突出部によりガイド翼による旋回流を更に強めることができて、混合効果を更に高められる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２７】
図１〜図３は本発明の形態の一例を示すもので、図１は本発明の排出ガス浄化装置の一例を示す斜視図、図２は図１の部分切断側面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図であり、図中、図７〜図９と同一の構成部材には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２８】
図１〜図３に示す如く、前記担体シェル１７における各入側スリット１７ａに対応した位置に、担体シェル１７の内側に突出して前部室５から入側スリット１７ａを通して導入される排出ガス１５に旋回流を与えて排出ガス処理担体（パティキュレートフィルタ９又はＮＯｘ還元触媒１１）に導くようにしたガイド翼２３を設けている。各ガイド翼２３の前後辺には折曲げ部２３’を設けて略Ｕ字形状としている。
【００２９】
更に、ケーシング２の前端に固定した前部壁２０に、担体シェル１７の前端の内側に嵌合するように形成した閉塞部２０ａを設け、該閉塞部２０ａに前記各ガイド翼２３を固定部２５にて固定している。
【００３０】
前部壁２０の閉塞部２０ａに対するガイド翼２３の固定は、図４に示す如く、閉塞部２０ａに予め開口２６を形成しておき、この開口２６を介して外部からプラグ溶接により閉塞部２０ａをガイド翼２３に固定している。
【００３１】
このように、入側スリット１７ａに対応して設けられる各ガイド翼２３を、前部壁２０の閉塞部２０ａに固定部２５で固定することにより、ガイド翼２３の剛性強度が大幅に高められると共に、ガイド翼２３と前部壁２０が一体化することよって、ガイド翼２３が振動する問題を防止することができる。
【００３２】
また、このとき、図２、図３に示すように、前部壁２０の閉塞部２０ａに、各ガイド翼２３の先端からガイド翼２３の延長方向に延びる突出部２７をガイド翼２３側に突出させて設け、該突出部２７の基端側（ガイド翼２３の先端側）に前記ガイド翼２３の先端部を図４に示す如くプラグ溶接によって固定している。この時、ガイド翼２３の先端部における折曲げ部２３’をプラグ溶接による固定部２５にて前部壁２０の閉塞部２０ａに固定している。
【００３３】
このように前部壁２０の閉塞部２０ａに、各ガイド翼２３の先端からガイド翼２３の延長方向に延びる突出部２７をガイド翼２３側に突出させて設け、該突出部２７の基端側に前記ガイド翼２３の先端部を固定したので、突出部２７によってガイド翼２３による旋回流が誘導されることにより旋回流が更に強められ、よって排出ガス１５を排出ガス処理担体９，１１に更に均一に混合して供給することができ、排出ガス処理担体９，１１による排出ガス処理効果を更に高めることができる。
【００３４】
なお、本発明の排出ガス浄化装置は、上記形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の排出ガス浄化装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の部分切断側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。
【図４】前部壁の閉塞部にガイド翼を固定する状態を示す断面図である。
【図５】従来の排気浄化装置の一例を示す斜視図である。
【図６】図５の排気浄化装置の切断側面図である。
【図７】従来の排出ガス浄化装置の他の例を示す斜視図である。
【図８】図７の部分切断側面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  マフラ
２  ケーシング
３，４      セパレータ
５  前部室
７  後部室
９  パティキュレートフィルタ（排出ガス処理担体）
１０  担体シェル
１１  ＮＯｘ還元触媒（排出ガス処理担体）
１５  排出ガス
１６  入口パイプ
１７  担体シェル
１７ａ        入側スリット
２０  前部壁
２０ａ        閉塞部
２１  後部壁
２３  ガイド翼
２５  固定部
２７  突出部
【図１】
2007315308.tif 000003
【図２】
2007315308.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007315308.tif 000006
【図５】
2007315308.tif 000007
【図６】
2007315308.tif 000008
【図７】
2007315308.tif 000009
【図８】
2007315308.tif 000010
【図９】
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