特許 5883750 ディーゼルエンジンの排気処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5883750

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月15日

(54)【発明の名称】ディーゼルエンジンの排気処理装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20160301BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20160301BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/28 301V

   F01N3/023 K

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-203869(P2012-203869)

(22)【出願日】2012年9月18日

(65)【公開番号】特開2014-58896(P2014-58896A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2014年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】高見 雅保

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／００４８０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／１３６２０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１７９３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１２５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＤＰＦ(１)が収容されたケーシング(２)と、ケーシング(２)をケーシング支持部(２０)に取り付けるブラケット脚(３)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流の差圧を検出する差圧センサ(４)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流に差圧センサ(４)を連通させる連通パイプ(５)とを備えた、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
差圧センサ(４)がセンサステー(６)を介してブラケット脚(３)に支持され、
ブラケット脚(３)は、排気入口側ブラケット脚(１２)と、排気出口側ブラケット脚(１３)とで構成され、
両ブラケット脚(１２)(１３)のうち、いずれか一方のブラケット脚(１２)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられ、他方のブラケット脚(１３)に補助ステー(１８)が取り付けられ、両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)がステー締結具(１９)で連結されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載されたディーゼルエンジンの排気処理装置において、
ケーシング(２)は、ＤＰＦ(１)が収容されたＤＰＦ収容ケーシング部(７)と、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)の上流側に配置された排気入口側ケーシング部(８)と、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)の下流側に配置された排気出口側ケーシング部(９)とで構成され、排気入口側ケーシング部(８)にＤＰＦ収容ケーシング部(７)が排気入口側接続部(１０)で着脱自在に接続され、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)に排気出口側ケーシング部(９)が排気出口側接続部(１１)で着脱自在に取り付けられ、
連通パイプ(５)は、排気入口側ケーシング部(８)から導出された上流側金属パイプ(１４)と、上流側金属パイプ(１４)と差圧センサ(４)との間に配置された上流側可撓性パイプ(１５)と、排気出口側ケーシング部(９)から導出された下流側金属パイプ(１６)と、下流側金属パイプ(１６)と差圧センサ(４)との間に配置された下流側可撓性パイプ(１７)とで構成されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。

【請求項3】

ＤＰＦ(１)が収容されたケーシング(２)と、ケーシング(２)をケーシング支持部(２０)に取り付けるブラケット脚(３)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流の差圧を検出する差圧センサ(４)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流に差圧センサ(４)を連通させる連通パイプ(５)とを備えた、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
差圧センサ(４)がセンサステー(６)を介してブラケット脚(３)に支持され、
ブラケット脚(３)は、排気入口側ブラケット脚(１２)と、排気出口側ブラケット脚(１３)とで構成され、
排気入口側ブラケット脚(１２)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられ、排気出口側ブラケット脚(１３)に補助ステー(１８)が取り付けられ、両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)がステー締結具(１９)で連結され、
ケーシング(２)は、ＤＰＦ(１)が収容されたＤＰＦ収容ケーシング部(７)と、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)の上流側に配置された排気入口側ケーシング部(８)と、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)の下流側に配置された排気出口側ケーシング部(９)とで構成され、排気入口側ケーシング部(８)にＤＰＦ収容ケーシング部(７)が排気入口側接続部(１０)で着脱自在に接続され、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)に排気出口側ケーシング部(９)が排気出口側接続部(１１)で着脱自在に取り付けられ、
連通パイプ(５)は、排気入口側ケーシング部(８)から導出された上流側金属パイプ(１４)と、上流側金属パイプ(１４)と差圧センサ(４)との間に配置された上流側可撓性パイプ(１５)と、排気出口側ケーシング部(９)から導出された下流側金属パイプ(１６)と、下流側金属パイプ(１６)と差圧センサ(４)との間に配置された下流側可撓性パイプ(１７)とで構成され、
排気入口側ブラケット脚(１２)は排気入口側接続部(１０)に取り付けられている、ことを特徴とするディーゼル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ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)に、それぞれ締結孔(６ｂ)(１８ｂ)が設けられ、
両ブラケット脚(１２)(１３)の離間距離に応じて重なり合った各締結孔(６ｂ)(１８ｂ)に貫通させたステー締結具(１９)で、各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)が連結されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。

【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処理装置に関し、詳しくは、ケーシングと差圧センサとの連通作業が簡単になる、ディーゼルエンジンの排気処理装置に関する。
この明細書及び特許請求の範囲で用いる用語のうち、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタ、ＤＯＣはディーゼル酸化触媒、ＰＭは粒子状物質の略称である。

【背景技術】

【0002】

従来、ＤＰＦが収容されたケーシングと、ケーシングをケーシング支持部に取り付けるブラケット脚と、ＤＰＦの上流と下流の差圧を検出する差圧センサと、ＤＰＦの上流と下流に差圧センサを連通させる連通パイプとを備えた、ディーゼルエンジンの排気処理装置がある(例えば、特許文献１参照)。
この種の排気処理装置によれば、ＤＰＦで排気中のＰＭを捕捉し、差圧センサで検出したＤＰＦの上流と下流の差圧によりＤＰＦのＰＭ堆積量を推定し、ＰＭ堆積量が所定の再生要求量に至ったことに基づいて、排気温度を上げ、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼除去して、ＤＰＦを再生することができる利点がある。
しかし、この従来技術では、差圧センサがセンサステーを介してシリンダヘッドに支持されているため、問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１２５９８号公報(図１、図２参照)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

《問題》 ケーシングと差圧センサとの連通作業が繁雑になる。
差圧センサがセンサステーを介してシリンダヘッドに支持されているため、ケース支持部へのケーシングの取り付け位置が変わると、ケーシングと差圧センサの相対配置が大きく変化し、連通パイプの長さや向きの大きな変化により、ケーシングと差圧センサとの連通作業が繁雑になる。

【0005】

本発明の課題は、ケーシングと差圧センサとの連通作業が簡単になる、ディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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１、図２(Ａ)に例示するように、ＤＰＦ(１)が収容されたケーシング(２)と、ケーシング(２)をケーシング支持部(２０)に取り付けるブラケット脚(３)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流の差圧を検出する差圧センサ(４)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流に差圧センサ(４)を連通させる連通パイプ(５)とを備えた、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
図１、図２(Ａ)に例示するように、差圧センサ(４)がセンサステー(６)を介してブラケット脚(３)に支持され、
ブラケット脚(３)は、排気入口側ブラケット脚(１２)と、排気出口側ブラケット脚(１３)とで構成され、
両ブラケット脚(１２)(１３)のうち、いずれか一方のブラケット脚(１２)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられ、他方のブラケット脚(１３)に補助ステー(１８)が取り付けられ、両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)がステー締結具(１９)で連結されている、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。

【発明の効果】

【0007】

(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１−１》 ケーシングと差圧センサとの連通作業が簡単になる。
図１、図２(Ａ)に例示するように、差圧センサ(４)がセンサステー(６)を介してブラケット脚(３)に支持されているので、ケーシング(２)と差圧センサ(４)とがセンサステー(６)とブラケット脚(３)とを介して一体化され、ケーシング支持部(２０)へのケーシング(２)の取り付け位置が変わっても、ケーシング(２)と差圧センサ(４)との相対配置は変化せず、連結パイプ(５)の長さや向きにも大きな変化がなく、ケーシング(２)と差圧センサ(４)の連通作業が簡単になる。

【0008】

《効果１−２》 差圧センサが強固に支持される。
図１、図２(Ａ)に例示するように、差圧センサ(４)がセンサステー(６)を介してブラケット脚(３)に支持されているので、ブラケット脚(３)の高い剛性により、差圧センサ(４)が強固に支持される。

【0009】

《効果１−３》差圧センサがより強固に支持される。
図１、図２(Ａ)に例示するように、両ブラケット脚(１２)(１３)の間で連結されて架設された両ステー(６)(１８)を介して、差圧センサ(４)がより強固に支持される。

【0010】

【0011】

(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》 異なる長さのＤＰＦ収容ケーシング部を用いた異仕様の排気処理装置を造り分ける場合、下流側可撓性パイプか上流側可撓性パイプを異なる長さのものに交換するだけで済む。
図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、異なる長さのＤＰＦ(１)を収容した異なる長さのＤＰＦ収容ケーシング部(７)を用いた異仕様の排気処理装置を造り分ける場合、排気入口側ブラケット脚(１２)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられる場合には、下流側可撓性パイプ(１７)を異なる長さのものに交換するだけで済む。また、排気出口側ブラケット脚(１３)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられる場合には、上流側可撓性パイプ(１５)を異なる長さのものに交換するだけで済む。

【0012】

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の効果１−１，１−３，１−３に加え、次の効果を奏する。
《効果》 異なる長さのＤＰＦ収容ケーシング部を用いた異仕様の排気処理装置を造り分ける場合、下流側可撓性パイプを異なる長さのものに交換するだけで済む。
図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、異なる長さのＤＰＦ(１)を収容した異なる長さのＤＰＦ収容ケーシング部(７)を用いた異仕様の排気処理装置を造り分ける場合、下流側可撓性パイプ(１７)を異なる長さのものに交換するだけで済む。

【0013】

0010から移動
《効果》 異なる長さのＤＰＦ収容ケーシング部を用いた異仕様の排気処理装置を造り分ける場合、差圧検出の設定が容易になる。
異なる長さのＤＰＦ(１)を収容した異なる長さのＤＰＦ収容ケーシング(７)を用いた異仕様の排気処理装置を造り分ける場合、排気入口側ケーシング部(８)と差圧センサ(４)の相対配置が同じになるため、ＤＰＦ(１)の差圧検出の基準となるＤＰＦ(１)の上流側の圧力検出条件が同じになり、差圧検出の設定が容易になる。
(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》 両ブラケット脚の離間距離が異なる異仕様の排気処理装置相互間でも両ステーを共用することができる。
図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、両ブラケット脚(１２)(１３)の離間距離に応じて重なり合った各締結孔(６ｂ)(１８ｂ)に貫通させたステー締結具(１９)で、各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)が連結されているので、両ブラケット脚(１２)(１３)の離間距離が異なる異仕様の排気処理装置相互間でも両ステー(６)(１８)を共用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置の斜視図である。

【図2】図２(Ａ)は図１の排気処理装置の正面図、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１〜図２は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置を説明する図である。

【0016】

図１、図２(Ａ)に示すように、ＤＰＦ(１)が収容されたケーシング(２)と、ケーシング(２)をケーシング支持部(２０)に取り付けるブラケット脚(３)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流の差圧を検出する差圧センサ(４)と、ＤＰＦ(１)の上流と下流に差圧センサ(４)を連通させる連通パイプ(５)とを備えている。
図１、図２(Ａ)に示すように、差圧センサ(４)がセンサステー(６)を介してブラケット脚(３)に支持されている。

【0017】

ケーシング支持部(２０)は、エンジン本体であっても、エンジンを搭載した機械であってもよい。
図示しないが、差圧センサ(４)にはエンジンＥＣＵを介してコモンレール式燃料噴射装置が連携され、差圧センサ(４)で検出された差圧に基づいてエンジンＥＣＵがＤＰＦ(１)に堆積したＰＭ堆積量を推定し、ＰＭ堆積量が所定の再生要求量に到達すると、エンジンＥＣＵがコモンレール式燃料噴射装置にＤＰＦ再生処理を実施させる。ＤＰＦ再生処理では、ポスト噴射で排気中に未燃燃料を混入させ、未燃燃料を排気中の酸素で酸化させて、排気温度を上昇させ、その熱でＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼除去する。
エンジンＥＣＵはエンジン電子制御ユニットの略称である。

【0018】

図１、図２(Ａ)に示すように、ブラケット脚(３)は、排気入口側ブラケット脚(１２)と、排気出口側ブラケット脚(１３)とで構成され、排気入口側ブラケット脚(１２)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられ、排気出口側ブラケット脚(１３)に補助ステー(１８)が取り付けられ、両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)がステー締結具(１９)で連結されている。
排気出口側ブラケット脚(１３)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられ、排気入口側ブラケット脚(１２)に補助ステー(１８)が取り付けられたものであってもよい。
すなわち、両ブラケット脚(１２)(１３)のうち、いずれか一方のブラケット脚(１２)にセンサステー(６)を介して差圧センサ(４)が取り付けられ、他方のブラケット脚(１３)に補助ステー(１８)が取り付けられ、両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)がステー締結具(１９)で連結されているものであればよい。
ステー締結具(１９)はボルトナットである。

【0019】

図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)に、それぞれ締結孔(６ｂ)(１８ｂ)が設けられ、両ブラケット脚(１２)(１３)の離間距離に応じて重なり合った各締結孔(６ｂ)(１８ｂ)に貫通させたステー締結具(１９)で、各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)が連結されている。
締結孔(６ｂ)(１８ｂ)はそれぞれ複数設けられ、複数の各締結孔(６ｂ)(６ｂ) (１８ｂ)(１８ｂ)はそれぞれ両ブラケット脚(１２)(１３)の離間方向に一定間隔を保持して配置されている。各連結孔(６ｂ)(６ｂ) (１８ｂ)(１８ｂ)はいずれも丸孔である。
両ステー(６)(１８)の各ステー先端部(６ａ)(１８ａ)の各締結孔(６ｂ)(１８ｂ)の一方または他方が両ブラケット脚(１２)(１３)の離間方向に長い長孔であってもよい。

【0020】

図１、図２(Ａ)に示すように、ケーシング(２)は、ＤＰＦ(１)が収容されたＤＰＦ収容ケーシング部(７)と、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)の上流側に配置された排気入口側ケーシング部(８)と、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)の下流側に配置された排気出口側ケーシング部(９)とで構成され、排気入口側ケーシング部(８)にＤＰＦ収容ケーシング部(７)が排気入口側接続部(１０)で着脱自在に接続され、ＤＰＦ収容ケーシング部(７)に排気出口側ケーシング部(９)が排気出口側接続部(１１)で着脱自在に取り付けられている。
図１、図２(Ａ)に示すように、連通パイプ(５)は、排気入口側ケーシング部(８)から導出された上流側金属パイプ(１４)と、上流側金属パイプ(１４)と差圧センサ(４)との間に配置された上流側可撓性パイプ(１５)と、排気出口側ケーシング部(９)から導出された下流側金属パイプ(１６)と、下流側金属パイプ(１６)と差圧センサ(４)との間に配置された下流側可撓性パイプ(１７)とで構成されている。

【0021】

図１、図２(Ａ)に示すように、排気入口側ケーシング部(８)にはＤＯＣ(２１)が収容され、その上流から排気入口管(２２)が径方向外側に導出されている。図示しないが、この排気入口管(２２)には排気マニホルドや過給機の排気タービンの排気出口が接続される。
排気入口側ケーシング部(８)にはＤＯＣ(２１)の上流側の排気温度を検出する排気温度検出センサ(２３)が差し込まれている。
ＤＰＦ収容ケーシング部(７)にはＤＯＣ(２１)とＤＰＦ(１)の間の排気温度を検出する排気温度検出センサ(２４)が差し込まれている。
排気出口側ケーシング部(９)には排気出口管(２５)が径方向外側に導出されている。図示しないがこの排気出口管(２５)には排気ダクトが接続される。
ＤＰＦ収容ケーシング部(７)にはＤＰＦ(１)の下流側の温度を検出する排気温度検出センサ(２６)が差し込まれている。
両ステー(６)(１８)にはそれぞれ金属パイプガイド(１４ａ)(１６ａ)が取り付けられ、この金属パイプガイド(１４ａ)(１６ａ)に上流側金属パイプ(１４)と下流側金属パイプ(１６)が接当され、両金属パイプ(１４)(１５)の姿勢が一定の方向に方向付けられている。

【符号の説明】

【0022】

(１) ＤＰＦ
(２) ケーシング
(３) ブラケット脚
(４) 差圧センサ
(５) 連通パイプ
(６) センサステー
(７) ＤＰＦ収容ケーシング部
(８) 排気入口側ケーシング部
(９) 排気出口側ケーシング部
(１０) 排気入口側接続部
(１１) 排気出口側接続部
(１２) 排気入口側ブラケット脚
(１３) 排気出口側ブラケット脚
(１４) 上流側金属パイプ
(１５) 上流側可撓性パイプ
(１６) 下流側金属パイプ
(１７) 下流側可撓性パイプ
(１８) 補助ステー
(１９) ステー締結具
(２０) ケーシング支持部

【図1】

【図2】