(57)【要約】【課題】  フィルタの整備作業を容易にできると同時に、遮熱性能を向上できるＤＰＦ装置の提供。【解決手段】  フィルタ用保持マット９を介してフィルタ８を収容した筒状のシェル１０と、シェル１０の軸方向中央の外周に設けられるフランジ部１１と、シェル１０の軸方向一方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェル１０のフランジ部１１に重ねられるフランジ部２ａを有する筒状の第１ディフューザ２と、シェル１０の軸方向他方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェル１０のフランジ部１１に重ねられるフランジ部３ａを有する筒状の第２ディフューザ３と、両ディフューザ2,3のフランジ部2a,3aとシェル１０のフランジ部１１を重ねた状態で、これら三者を締結する締結部材（ボルトＢ１及びナットＮ１）を備えることとした。【選択図】      図３
2009228516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持マットを介してフィルタを収容した筒状のシェルと、
前記シェルの外周に設けられるフランジ部と、
前記シェルの軸方向一方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェルのフランジ部に重ねられるフランジ部を有する筒状の第１ディフューザと、
前記シェルの軸方向他方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェルのフランジ部に重ねられるフランジ部を有する筒状の第２ディフューザと、
前記両ディフューザのフランジ部とシェルのフランジ部を重ねた状態で、これら三者を締結する締結部材を備えることを特徴とするＤＰＦ装置。
【請求項２】
請求項１記載のＤＰＦ装置において、
前記シェルのフランジ部を軸方向中央位置の外周に設けたことを特徴とするＤＰＦ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のＤＰＦ装置において、
前記両ディフューザとシェルの端部を点接触または線接触させたことを特徴とするＤＰＦ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれかに記載のＤＰＦ装置において、
前記シェルを、該シェルのフランジ部を境に軸直方向にそれぞれ分割された第１シェルと第２シェルで構成したことを特徴とするＤＰＦ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気系に装着されるＤＰＦ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気中に含まれる微粒物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集・処理するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）装置の技術が公知となっている。
このようなＤＰＦ装置では、フィルタに燃料やエンジンオイル等のアッシュが堆積するため、フィルタを定期的に検査して清掃または交換する必要がある。
そこで、通常は保持マットを介してフィルタを収容したシェルの両端部にフランジ部をそれぞれ設けて、それぞれ対応するディフューザのフランジ部とボルト締結する構造を採用することにより、フィルタを脱着して整備できるようにしている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６３５９３号公報
【特許文献２】特開２００４−３６５１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、シェルの両端部でそれぞれフランジ部のボルトの脱着を行わなければならず、フィルタの脱着作業に手間が掛かるという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、フィルタの整備作業を容易にできると同時に、遮熱性能を向上できるＤＰＦ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、保持マットを介してフィルタを収容した筒状のシェルと、上記シェルの軸方向中央の外周に設けられるフランジ部と、上記シェルの軸方向一方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェルのフランジ部に重ねられるフランジ部を有する筒状の第１ディフューザと、上記シェルの軸方向他方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェルのフランジ部に重ねられるフランジ部を有する筒状の第２ディフューザと、上記両ディフューザのフランジ部とシェルのフランジ部を重ねた状態で、これら三者を締結する締結部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、両ディフューザのフランジ部とシェルのフランジ部を重ねた状態で、これら三者を締結する締結部材を備える。
これにより、両ディフューザとシェルの脱着作業を容易にでき、フィルタの整備作業を容易にできる。
また、シェルの外側に両ディフューザが配置されて二重壁構造となるため、遮熱性能を向上でき、遮熱板を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１のＤＰＦ装置を示す全体図、図２は同側断面図、図３は同分解図、図４は実施例１のフィルタ、保持マット、シェル、フランジ部の組み付けを説明する図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、実施例１のＤＰＦ装置１では、第１ディフューザ２と、第２ディフューザ３と、触媒担体４と、ＤＰＦ本体５が備えられている。
【００１０】
図３に示すように、第１ディフューザ２は、金属製で円筒状に形成される他、その排気下流側端部には鍔状に屈折されたフランジ部２ａが形成される一方、排気上流側端部は縮径され、図示しない排気上流側の接続管と接続するためのフランジ部２ｂが設けられている。
また、フランジ部２ａには、等角度間隔で４箇所の固定孔２ｃが設けられている。
さらに、第１ディフューザ２の中途部には触媒担体４が収容されている。
【００１１】
触媒担体４は、円柱状のハニカム体６と、このハニカム体６を第１ディフューザ２の内周との間で保持する円筒状の触媒担体用保持マット７とから構成されている。
実施例１のハニカム体６は、セラミックス製で軸方向に貫通形成された複数のセルの表面に酸化触媒が担持されており、排気中のＮＯｘをＮＯ２に酸化して、ＮＯ２の強力な酸化作用で後方のフィルタ８での所謂ススの再燃焼を促進するものである。
【００１２】
第２ディフューザ３は、金属製で円筒状に形成される他、その排気上流側端部には鍔状に屈折されたフランジ部３ａが形成される一方、排気下流側端部は縮径され、図示しない排気下流側の接続管と接続するためのフランジ部３ｂが設けられている。
また、フランジ部３ａには第１ディフューザ２のフランジ部２ａの固定孔２ｃと合致する位置に、固定孔３ｃがそれぞれ設けられている。
【００１３】
ＤＰＦ本体５は、円柱状のフィルタ８と、このフィルタ８を保持する円筒状のフィルタ用保持マット９（請求項の保持マットに相当）と、これら両者を収容する円筒状のシェル１０とから構成されている。
実施例１のフィルタ８は、セラミックス製で軸方向に形成された複数のセルの端部が前後方向に交互に閉じられ、且つ、セルの壁部同士が小孔を介して連通されたハニカム構造が採用されている。あるいは耐熱製セラミック繊維フィルタが採用されている。
また、図４（ａ）に示すように、ＤＰＦ本体５を製造する際には、先ず、フィルタ８の外周にフィルタ用保持マット９を巻回して配置した後、これら両者をシェル１０に圧入する。
その後、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、シェル１０の軸方向中央位置に両フランジ部2a,3aの固定孔2c,3cと合致する位置に固定孔１１ａを有するリング状のフランジ部１１がその全周に亘って溶接Ｘ１で固定している。
【００１４】
そして、図２に示すように、両ディフューザ2,3のフランジ部2a,3aでシェル１０のフランジ部１１を挟んでこれら三者を重ねた状態とし、各固定孔2c,3c,11aにボルトＢ１を挿通してナットＮ１で締結することにより、これら三者が固定されると同時に、両ディフューザ2,3の内部にＤＰＦ本体５が収容されている。
この際、第１ディフューザ２の排気下流側端部側は、シェル１０の排気上流側を外側から囲繞した状態で配置される一方、第２ディフューザ３の排気上流側端部側はシェル１０の排気下流側を外側から囲繞した状態で配置され、これによって、範囲Ｌ１がシェル１０と両ディフューザ2,3による二重壁構造となっている。
なお、フランジ部2a,3a,11の締結構造は適宜設定でき、これら三者間に耐熱シールを介装しても良い。
【００１５】
その他、ＤＰＦ装置１には、少なくとも温度センサや、フィルタ８の目詰まりを圧力差により検知するための図示しない圧力取り出し口が取り付けられる。
また、図２に示すように、両ディフューザ2,3の範囲Ｌ１を除く位置に図示を簡略化する円筒状の遮熱板12,13（二点鎖線で図示）が配置される。
【００１６】
次に、作用を説明する。
<排気の浄化について>
このように構成されたＤＰＦ装置１では、フランジ部2b,3bがそれぞれ対応する図示しない接続管と締結されることにより、ディーゼルエンジン車両の排気系に介装される。
そして、図２に示すように、第１ディフューザ２に流入した排気（破線で図示）は、触媒担体４のハニカム体６を通過する際に触媒作用により排気中のＮＯがＮＯ２に酸化される。
次に、排気はフィルタ８を通過する際に排気中のＰＭが捕集されると共にＮＯ２雰囲気中で酸化されて再燃焼することにより所謂ススが除去された後、第２ディフューザ３から排出される。
【００１７】
<ＤＰＦ装置の製造について>
実施例１では、フランジ部2a,3a,11を重ねた状態としてボルトＢ１とナットＮ１で締結するという簡便な作業でもって両ディフューザ2,3とＤＰＦ本体５を同時に固定でき、ＤＰＦ装置１の組み立て作業の効率化を図ることができる。
【００１８】
<フィルタの脱着について>
また、ボルトＢ１とナットＮ１を外すという簡便な作業でもってＤＰＦ本体５を脱着でき、フィルタ８の点検、交換、及び清掃等の整備作業をスムーズに行うことができる。なお、実際上のフィルタ８の交換はＤＰＦ本体５の交換となる。
【００１９】
<フィルタの耐久性について>
実施例１のフィルタ８は、特に前方に開口されたセル内に燃料やエンジンオイル等のアッシュが堆積し易い。
これに対し、実施例１ではシェル１０のフランジ部１１を軸方向中央位置に配置しているため、フィルタ８の整備時にＤＰＦ本体５を前後逆に反転させた状態で装着することにより、後方に開口されていた比較的アッシュが少ないセルを前方に開口させた状態で配置でき、フィルタ８の耐久性を向上できる。
【００２０】
<遮熱性について>
実施例１では、範囲Ｌ１がシェル１０と両ディフューザ2,3による二重壁構造となっているため、この部位の遮熱性能を向上でき、遮熱板を省略できる。
従って、遮熱板12,13の材料コストを削減できると同時に、長尺なＤＰＦ装置１に対する遮熱板の脱着が容易となる。
また、前述した二重壁構造により排気の温度を高温に保つことができ、触媒担体４の触媒作用及びフィルタ８によるススの再燃焼を促進できる。
さらに、両ディフューザ2,3に遮熱板12,13を装着したままの状態でＤＰＦ本体５の脱着、即ちフィルタ８の整備が可能となり、整備性が優れる。
【００２１】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、フィルタ用保持マット９を介してフィルタ８を収容した筒状のシェル１０と、シェル１０の軸方向中央の外周に設けられるフランジ部１１と、シェル１０の軸方向一方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェル１０のフランジ部１１に重ねられるフランジ部２ａを有する筒状の第１ディフューザ２と、シェル１０の軸方向他方側を外側から囲繞した状態で配置され、且つ、該シェル１０のフランジ部１１に重ねられるフランジ部３ａを有する筒状の第２ディフューザ３と、両ディフューザ2,3のフランジ部2a,3aとシェル１０のフランジ部１１を重ねた状態で、これら三者を締結する締結部材（ボルトＢ１及びナットＮ１）を備えるため、フィルタ８の整備作業を容易にできると同時に、遮熱性能を向上できる。
【００２２】
また、シェル１０のフランジ部１１を軸方向中央位置の外周に設けたため、フィルタ８の点検または清掃作業後は、ＤＰＦ本体５を前後逆に反転させてフィルタ８の前端部を後端部にして装着することにより、フィルタ８の耐久性を向上できる。
【実施例２】
【００２３】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００２４】
図５は実施例２のＤＰＦ装置の側断面図、図６は同分解図である。
【００２５】
図５、６に示すように、実施例２では、両ディフューザ2,3の内周におけるシェル１０の両端部付近に対応する位置にそれぞれ内側へ凸となる環状突起状の保持部20,21が形成されて、シェル１０の外周に線接触しているという点が実施例１と異なる。
【００２６】
従って、実施例２では、実施例１の作用・効果に加えて、保持部20,21でシェル１０の両端部を保持でき、ＤＰＦ本体５の保持力を向上できるという効果を得ることができる。
なお、シェル１０の両端部付近に外側へ凸となる環状の保持部を形成しても同様の効果を得ることができ、さらに、保持部を半球状のディンプル形状にしてシェル１０の周上の複数の箇所で点接触させても良い。
【実施例３】
【００２７】
以下、実施例３を説明する。
実施例３において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００２８】
図７は実施例２のＤＰＦ本体の側断面図である。
【００２９】
図７に示すように、実施例３では、実施例１で説明したシェル１０のフランジ部１１を境にして前後方向に分割された第１シェル３０と第２シェル３１で構成すると共に、それぞれの端部に形成された分割フランジ部30a,31a同士を重ねた状態で溶接Ｘ２で固定しているという点が実施例１と異なる。
【００３０】
従って、第１シェル３０と第２シェル３１の一部でフランジ部１１を形成できる。
また、溶接Ｘ２の作業を行う前に予めフィルタ８及びフィルタ用保持マット９を配置しておくことで、フィルタ８及びフィルタ用保持マット９が圧入時に軸方向への応力を受けるのを回避でき、これらがシェル１０に引っ掛かって破損する虞もない。
【００３１】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、図８に示すように、ＤＰＦ本体５を第２ディフューザ3,3で収容することにより、ＤＰＦ装置１を前後対称形状にしても良い。
この際、触媒担体４はＤＰＦ装置１の排気上流側に別途設けても良いし、フィルタ８のセルの表面に酸化触媒を担持しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１のＤＰＦ装置を示す全体図である。
【図２】実施例１のＤＰＦ装置を示す側断面図である。
【図３】実施例１のＤＰＦ装置を示す分解図である。
【図４】実施例１のフィルタ、保持マット、シェル、フランジ部の組み付けを説明する図である。
【図５】実施例２のＤＰＦ装置の側断面図である。
【図６】実施例２のＤＰＦ装置の分解図である。
【図７】実施例２のＤＰＦ本体の側断面図である。
【図８】その他の実施例のＤＰＦ装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｂ１  ボルト
Ｎ１  ナット
Ｘ１、Ｘ２  溶接
１  ＤＰＦ装置
２  第１ディフューザ
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、１１  フランジ部
２ｃ、３ｃ、１１ａ  固定孔
３  第２ディフューザ
４  触媒担体
５  ＤＰＦ本体
６  ハニカム体
７  触媒担体用保持マット
８  フィルタ
９  フィルタ用保持マット
１０  シェル
１２、１３  遮熱板
２０、２１  保持部
３０  第１シェル
３１  第２シェル
３０ａ、３１ａ  分割フランジ部
【図１】
2009228516.tif 000003
【図２】
2009228516.tif 000004
【図３】
2009228516.tif 000005
【図４】
2009228516.tif 000006
【図５】
2009228516.tif 000007
【図６】
2009228516.tif 000008
【図７】
2009228516.tif 000009
【図８】
2009228516.tif 000010