(57)【要約】【課題】バッフルプレートの下流側に配置された触媒担体の目詰まりを効果的に防止する。【解決手段】エンジン１０の排気系に設けられて、その内部に排気ガスを浄化する触媒を担持した担体１３を収容するケーシング２０と、ケーシング２０内に担体１３の上流側面と対向して設けられて、そのプレート面に複数の通気孔３２，３４が貫通形成されたバッフルプレート３０と、バッフルプレート３０の担体１３と対向する下流側面に設けられて、通気孔３４を通過した排気ガスに旋回流を生じさせる複数枚のフィン３５とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気系に設けられて、その内部に排気ガスを浄化する触媒を担持した担体を収容するケーシングと、
前記ケーシング内に前記担体の上流側面と対向して設けられて、そのプレート面に複数の通気孔が貫通形成されたバッフルプレートと、
前記バッフルプレートの前記担体と対向する下流側面に設けられて、前記通気孔を通過した排気ガスに旋回流を生じさせる複数枚のフィンと、を備える
ことを特徴とするエンジンの排気装置。
【請求項２】
前記複数のフィンが、前記バッフルプレートの下流側面の外周側に周方向に所定の間隔で配置された
請求項１に記載のエンジンの排気装置。
【請求項３】
前記ケーシングが、上流側から下流側に向って拡径する拡径部と、当該拡径部の下流端に接続されて、前記担体を収容する筒状の収容部とを含み、前記拡径部内には、その筒面に複数の貫通孔が形成されて、排気ガスを前記拡径部内に径方向に拡散させる筒状部材が収容され、前記バッフルプレートが、前記筒状部材よりも下流側の前記ケーシング内に設けられた
請求項１又は２に記載のエンジンの排気装置。
【請求項４】
前記バッフルプレートが、平板円形上の中心側プレートと、平板円環状の外周側プレートとを含み、前記中心側プレートが、その外周を前記筒状部材の下流側開口部の内周に固定され、前記外周側プレートが、その開口内周を前記筒状部材の下流側外周面に固定されると共に、その外周を前記拡径部又は前記収容部の内周面に固定され、前記複数のフィンが、前記外周側プレートの下流側面に設けられた
請求項３に記載のエンジンの排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンの排気系には、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を酸化する酸化触媒、粒子状物質（ＰＭ）を捕集するパティキュレイト・フィルタ、窒素化合物（ＮＯｘ）を浄化するＮＯｘ触媒等が設けられている。
【０００３】
これら触媒やフィルタは、排気マニホールドから延びる排気管よりも拡径されたケーシング内に収容されている。このため、内径の小さな排気管から内径の大きなケーシング内に流れ込んだ排気ガスは、ケーシング内で拡散されることなく触媒やフィルタの略中央付近に偏ってしまい、これら触媒やフィルタの浄化能力を十分に活用できない課題がある。
【０００４】
このような排気ガスの偏りを防止するために、例えば、ケーシングの上流側に排気管から延びる円筒状のパンチングメタルを挿入して、排気ガスをケーシング内に径方向に拡散させる構造や、酸化触媒の直上流に複数の通気孔を穿設した平板円形状のバッフルプレートを設け、当該バッフルプレートに排気ガスを当てて流速を低下させることで、排気ガスが酸化触媒の全体に拡散されるようにした構造等が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０４７０１６号公報
【特許文献２】実開平０６−０６９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したバッフルプレートは、プレート面に複数の通気孔を穿設したのみの構造のため、排気ガスの流量が少なく、排気ガス中に可溶性有機成分（以下、ＳＯＦ）が多く含まれるような運転状態が継続すると、酸化触媒の上流側面にＳＯＦ等の異物が付着して堆積することで、酸化触媒の閉塞（目詰まり）を引き起こす場合がある。
【０００７】
また、上記特許文献２記載の技術のように、排気ガスを旋回させるフィンをプレートの中央部のみに設けた構造では、排気ガスの流れが酸化触媒の中央部付近に偏ってしまうため、酸化触媒の外周側領域に付着するＳＯＦ等の異物の堆積を十分に防げない可能性がある。
【０００８】
本開示の技術は、バッフルプレートの下流側に配置された触媒担体の目詰まりを効果的に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の技術は、エンジンの排気系に設けられて、その内部に排気ガスを浄化する触媒を担持した担体を収容するケーシングと、前記ケーシング内に前記担体の上流側面と対向して設けられて、そのプレート面に複数の通気孔が貫通形成されたバッフルプレートと、前記バッフルプレートの前記担体と対向する下流側面に設けられて、前記通気孔を通過した排気ガスに旋回流を生じさせる複数枚のフィンと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記複数のフィンが、前記バッフルプレートの下流側面の外周側に周方向に所定の間隔で配置されてもよい。
【００１１】
また、前記ケーシングが、上流側から下流側に向って拡径する拡径部と、当該拡径部の下流端に接続されて、前記担体を収容する筒状の収容部とを含み、前記拡径部内には、その筒面に複数の貫通孔が形成されて、排気ガスを前記拡径部内に径方向に拡散させる筒状部材が収容され、前記バッフルプレートが、前記筒状部材よりも下流側の前記ケーシング内に設けられてもよい。
【００１２】
また、前記バッフルプレートが、平板円形上の中心側プレートと、平板円環状の外周側プレートとを含み、前記中心側プレートが、その外周を前記筒状部材の下流側開口部の内周に固定され、前記外周側プレートが、その開口内周を前記筒状部材の下流側外周面に固定されると共に、その外周を前記拡径部又は前記収容部の内周面に固定され、前記複数のフィンが、前記外周側プレートの下流側面に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の技術によれば、バッフルプレートの下流側に配置された触媒担体の目詰まりを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るエンジンの排気装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本実施形態に係るエンジンの排気装置の要部を示す模式的な断面図である。
【図３】本実施形態に係るエンジンの排気装置の要部を示す模式的な斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
図１に示すように、ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０の排気マニホールド１１には、排気ガスを流通させる排気管１２が接続されている。排気管１２の下流端には、酸化触媒１３及びパティキュレイト・フィルタ１４を収容したケーシング２０が接続されている。また、ケーシング２０の下流端には、ケーシング２０から排気ガスを導出させる排気導出管１５が接続されている。さらに、ケーシング２０の内部には、詳細を後述する上流側パンチングメタル２５、下流側パンチングメタル２７、上流側バッフルプレート３０及び、下流側バッフルプレート４０が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、ケーシング２０は、上流側から順に、拡径部２１と、収容部２２と、縮径部２３とを備えて構成されている。
【００１８】
拡径部２１は、上流側から下流側に向かうに従い拡径する略円錐台形状に形成されており、その小径側開口部には、上流側パンチングメタル２５の上流端が溶接等によって固定されている。また、拡径部２１の大径側開口部には、複数の通気孔３２，３４を穿設された平板円形状の上流側バッフルプレート３０が溶接等によって固定されている。
【００１９】
上流側パンチングメタル２５は、排気管１２と略同径の円筒状に形成されており、その筒面には複数の通気孔２６が穿設されている。また、上流側パンチングメタル２５は、その上流端を排気管１２の下流端に溶接等で固定されると共に、その下流端を上流側バッフルプレート３０の上流側面に溶接等で固定されている。すなわち、排気管１２から上流側パンチングメタル２５内に流入した排気ガスは、上流側パンチングメタル２５の各通気孔２６を通過することで、その流速を減速させながらケーシング２０内に径方向に拡散されるようになっている。
【００２０】
収容部２２は、拡径部２１及び縮径部２３の大径側と略同径の円筒状に形成されており、その上流端を拡径部２１の下流端に固定されると共に、その下流端を縮径部２３の上流端に固定されている。また、収容部２２の内部には、上流側から順に、酸化触媒１３及び、パティキュレイト・フィルタ１４が収容されている。
【００２１】
酸化触媒１３は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。酸化触媒１３は、エンジン１０のポスト噴射や図示しない排気管インジェクタの排気管噴射によって未燃炭化水素（ＨＣ）が供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
【００２２】
パティキュレイト・フィルタ１４は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。パティキュレイト・フィルタ１４は、排気中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するいわゆるフィルタ強制再生が実施される。フィルタ強制再生は、排気管噴射又はポスト噴射によって上流側の酸化触媒１３に未燃炭化水素を供給し、パティキュレイト・フィルタ１４に流入する排気温度をＰＭ燃焼温度まで上昇させることで行われる。
【００２３】
縮径部２３は、上流側から下流側に向かうに従い縮径する略円錐台形状に形成されており、その小径側開口部には、下流側パンチングメタル２７の下流端が溶接等によって固定されている。また、縮径部２３の大径側開口部には、複数の通気孔４１を穿設された平板円形状の下流側バッフルプレート４０が溶接等によって固定されている。
【００２４】
下流側パンチングメタル２７は、排気導出管１５と略同径の円筒状に形成されており、その筒面には複数の通気孔２８が穿設されている。また、下流側パンチングメタル２７は、その上流端を下流側バッフルプレート４０の略中心部に溶接等で固定されると共に、その下流端を排気導出管１５の上流端に溶接等で固定されている。すなわち、収容部２２内の酸化触媒１３及び、パティキュレイト・フィルタ１４を通過した排気ガスは、下流側バッフルプレート４０の各通気孔４１及び、下流側パンチングメタル２７の各通気孔２８を通過することで、その流速を減速されながら排気導出管１５に導かれようになっている。
【００２５】
次に、図２，３に基づいて、上流側バッフルプレート３０の詳細構造について説明する。
【００２６】
上流側バッフルプレート３０は、平板円形状に形成された中心側プレート３１と、平板円環状に形成され外周側プレート３３とを備えて構成されている。
【００２７】
中心側プレート３１は、その外径を上流側パンチングメタル２５の内径と略同径に形成されている。また、中心側プレート３１は、その外周縁を上流側パンチングメタル２５の下流端開口部の内周面に溶接等によって固定されている。さらに、中心側プレート３１には、上流側パンチングメタル２５の各通気孔２６よりも小径の複数の通気孔３２が穿設されている。すなわち、排気管１２から上流側パンチングメタル２５内に流れ込んだ排気ガスは、上流側パンチングメタル２５の各通気孔２６によってケーシング２０内に径方向に拡散されつつ、その一部は、中心側プレート３１の各通気孔３２を通過して酸化触媒１３の略中心部分に導かれるようになっている。
【００２８】
外周側プレート３３は、その開口径を上流側パンチングメタル２５の外径と略同径に形成されると共に、その外径をケーシング２０の内径と略同径に形成されている。また、外周側プレート３３は、その開口部内周縁を上流側パンチングメタル２５の下流端外周面に溶接等によって固定されると共に、その外周縁を拡径部２１の大径側内周面に溶接等によって固定されている。さらに、外周側プレート３３には、上流側パンチングメタル２５の各通気孔２６よりも大径の複数の通気孔３４が穿設されている。すなわち上流側パンチングメタル２５の各通気孔２６によってケーシング２０内に径方向に拡散された排気ガスは、外周側プレート３２の各通気孔３４を通過することで、その流速を減速させつつ、酸化触媒１３の外周側領域に導かれるようになっている。
【００２９】
本実施形態において、酸化触媒１３の上流側面と対向する外周側プレート３３の下流側面には、周方向に所定のピッチで配置された複数枚のフィン３５が設けられている。より詳しくは、図３に示すように、各フィン３５は、外周側プレート３３の各通気孔３４を通過した排気ガスに旋回流を生じさせるように、外周側プレート３３の下流側面に対して所定の角度で傾斜して設けられている。各フィン３５は、外周側プレート３３に略Ｖ字状の切り込みを入れて、当該切り込み部分を折り曲げることで一体的に形成してもよく、あるいは、外周側プレート３３とは別体の平板状フィン部材を溶接等によって固定して設けてもよい。
【００３０】
このように、外周側プレート３３の下流側面に複数のフィン３５を設けたことで、各通気孔３４を通過した排気ガスは、収容部２２内を旋回しながら酸化触媒１３の外周側の上流側面に到達する。酸化触媒１３に到達した排気ガスの旋回流は、酸化触媒１３の上流側面に付着したＳＯＦ等の異物をそぎ落としながら酸化触媒１３内を通過し、そぎ落とされたＳＯＦも排気ガスと共に酸化触媒１３を通過して下流側のパティキュレイト・フィルタ１４に捕集される。パティキュレイト・フィルタ１４に捕集されＳＯＦは、フィルタ強制再生によって燃焼除去されるようになっている。
【００３１】
以上詳述したように、本実施形態の排気装置によれば、酸化触媒１３の上流側面と対向する上流側バッフルプレート３０の外周側プレート３３に複数枚のフィン３５を設けたことで、上流側パンチングメタル２５から径方向に拡散されて外周側プレート３３の各通気孔３４を通過する排気ガスに旋回流が生じるように構成されている。すなわち、酸化触媒１３の上流側面のうち、特に排気ガスの流速が遅くなる外周側領域に、排気ガスが旋回しながら到達するようになる。これにより、排気ガス流量の少ない運転状態が継続した場合においても、酸化触媒１３の上流側面に付着したＳＯＦ等の異物が排気ガスの旋回流によってそぎ落とされるようになり、酸化触媒１３の目詰まりを効果的に防止することができる。  
【００３２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３３】
例えば、上流側バッフルプレート３０は、拡径部２１に設けられるものとして説明したが、収容部２２の酸化触媒１３よりも上流側に設けられてもよい。
【００３４】
また、上流側バッフルプレート３０は、中心側プレート３１及び外周側プレート３３の二枚のプレートで構成されるものとして説明したが、一枚の円形プレートで構成してもよい。
【００３５】
また、各フィン３５の形状や枚数は図示例に限定されず、エンジン１０の仕様や酸化触媒１３の容量等に応じて適宜最適な形状及び枚数で設定することができる。
【００３６】
また、収容部２２内に収容される触媒等は、酸化触媒１３やパティキュレイト・フィルタ１４に限定されず、ＮＯｘ触媒等であってもよい。
【００３７】
また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他に内燃機関にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  エンジン
１１  排気マニホールド
１２  排気管
１３  酸化触媒
１４  パティキュレイト・フィルタ
１５  排気導出管
２０  ケーシング
２１  拡径部
２２  収容部
２３  縮径部
２５  上流側パンチングメタル
２７  下流側パンチングメタル
３０  上流側バッフルプレート
３１  中心側プレート
３２  通気孔
３３  外周側プレート
３４  通気孔
３５  フィン
４０  下流側バッフルプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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