JP2010174666A - 排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化装置をディーゼルエンジンの近傍に配置しつつ周辺部品への熱害を防止すること、ならびにパティキュレートフィルタの外周部からの放熱を抑制してパティキュレートフィルタの再生を有利にするとともに、排気ガスの浄化効果の低下を防止することを課題とする。
【解決手段】エンジン１０の排気管（入口側排気管３１など）の中途部に設けられ、このエンジン１０の近傍に配置される排気浄化装置１４に、入口側排気管３１に接続され、パティキュレートフィルタ５３を内装する排気浄化装置本体４０と、排気浄化装置本体４０の周囲に設けられ、この排気浄化装置本体４０を外側から覆うカバー４２と、排気浄化装置本体４０とカバー４２との間に設けられ、排気浄化装置本体４０との間およびカバー４２との間には空気層７８・７９が生じるように配置される内側断熱材４１とを備えた。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン用の排気浄化装置の技術に関する。

近年、環境問題に対する配慮から、バスやトラクターなどの種々の車両に排気浄化装置（排気後処理装置、黒煙浄化装置）を搭載することが望まれている。排気浄化装置は、排気入口、酸化触媒、ディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ，ＤＰＦ。以下、パティキュレートフィルタと記載する。）、および排気出口を直列的に配置した装置である。係る排気浄化装置に備えられるパティキュレートフィルタは、使用を続けるとフィルタが目詰まりを起こして機能が低下するため、フィルタに堆積したパティキュレートマター（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ，ＰＭ。）を燃焼（酸化）除去して再生しなければならない。この再生を行うためには、酸化触媒とパティキュレートフィルタの温度を３００℃程度に上昇維持させる必要があり、その上昇維持には、排気ガスの熱エネルギーを利用したり、あるいはポスト噴射（燃焼工程後の追加噴射）した燃料を排気浄化装置内で燃焼させることによって得た熱を利用する。このため、パティキュレートフィルタは排気ガスの温度が高い位置、すなわちエンジンの近傍に配置することが好ましいとされている。

そこで、例えば特許文献１に開示される技術により、パティキュレートフィルタをエンジンルーム内のエンジンの背後に配置する技術が公知となっている。
この特許文献１に開示される技術では、パティキュレートフィルタが走行風の影響を受け難くなり、パティキュレートフィルタを高温に維持することが可能となる。しかしながら、エンジンルーム内の走行風が当たらない場所にパティキュレートフィルタを配置すると、パティキュレートフィルタが高温になり過ぎて、エンジンルーム内の周辺部品に熱による悪影響（いわゆる熱害）を与えてしまうという弊害があった。

また、例えば特許文献２に開示される技術により、パティキュレートフィルタをエンジンの近傍であって走行風を送るラジエータの正面となる位置に配置する技術が公知となっている。
この特許文献２に開示される技術では、パティキュレートフィルタを走行風で冷却しながら運転することが可能となり、パティキュレートフィルタが高温になり過ぎることを防止することが可能となる。しかしながら、パティキュレートフィルタの外周部は中心部と比べて走行風により冷却されやすく、パティキュレートフィルタの外周部から放熱が行われやすかった。そのため、パティキュレートフィルタの外周部では中心部と比べて酸化触媒の活性が低下しやすく、酸化触媒とパティキュレートフィルタの温度を均一に３００℃程度に上昇維持させることが困難であり、パティキュレートフィルタ全体を均一に再生することが困難であった。したがって、パティキュレートフィルタのフィルタ全体において均一な浄化効果を得ることが困難であった。

特開２００６−７０８７８号公報 特開２００８−１８４１０７号公報

本発明は叙上の事情に鑑みてなされたものであり、排気浄化装置をディーゼルエンジンの近傍に配置しつつ周辺部品への熱害を防止すること、ならびにパティキュレートフィルタの外周部からの放熱を抑制してパティキュレートフィルタの再生を有利にするとともに、排気ガスの浄化効果の低下を防止することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、エンジンの排気管の中途部に設けられ、このエンジンの近傍に配置される排気浄化装置であって、前記排気管に接続され、ディーゼルパティキュレートフィルタを内装する排気浄化装置本体と、前記排気浄化装置本体の周囲に設けられ、この排気浄化装置本体を外側から覆うカバーと、前記排気浄化装置本体と前記カバーとの間に設けられ、前記排気浄化装置本体および前記カバーの少なくとも一方との間には間隙が生じるように配置される内側断熱材とを備えるものである。

請求項２においては、前記カバーの周囲に設けられる外側断熱材を備えるものである。

請求項３においては、前記カバーを複数に分割可能に構成するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１の排気浄化装置においては、排気浄化装置本体の周囲が内側断熱材により覆われるので、排気浄化装置をエンジンの近傍に配置しつつ周辺部品への熱害を防止することが可能となる。また、パティキュレートフィルタの外周部からの放熱を抑制してパティキュレートフィルタの再生を有利にするとともに、排気ガスの浄化効果の低下を防止することが可能となる。

請求項２の排気浄化装置においては、排気浄化装置本体の周囲が内側断熱材と外側断熱材とにより二重に覆われるので、排気浄化装置をエンジンの近傍に配置しつつ周辺部品への熱害を効果的に防止することが可能となる。また、パティキュレートフィルタの外周部からの放熱を抑制してパティキュレートフィルタの再生を有利にするとともに、排気ガスの浄化効果の低下を防止することが可能となる。

請求項３の排気浄化装置においては、排気浄化装置を排気管を介してエンジンと接続したままの状態でパティキュレートフィルタを取り外すことができるので、パティキュレートフィルタの洗浄などのメンテナンスを容易に行うことが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る排気浄化装置を具備するパワーショベルの全体的な構成を示す側面図である。 パワーショベルのボンネットの内部の構成を示す平面概略図である。 パワーショベルのボンネットの内部の構成を示す背面概略図である。 排気浄化装置本体の構成を示す斜視図である。 排気浄化装置本体の構成を示す左側面断面概略図である。 排気浄化装置本体に内側断熱材を取り付けた状態を示す斜視図である。 排気浄化装置本体に内側断熱材と左側カバーとを取り付けた状態を示す斜視図である。 排気浄化装置本体に内側断熱材とカバー（左側カバーおよび右側カバー）とを取り付けた状態を示す斜視図である。 排気浄化装置本体に内側断熱材とカバーと外側断熱材とを取り付けたときの状態を示す斜視図であり、第一実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す斜視図である。 排気浄化装置の構成を示す背面断面概略図である。 排気浄化装置の構成を示す左側面断面概略図である。 第二実施形態に係る排気浄化装置の構成を示す斜視図であり、外側断熱材を省略して示した図である。

次に、発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

まず、本発明の第一実施形態に係る排気浄化装置１４を備えるパワーショベル１の全体的な構成について、図１から図３までを参照して説明する。なお、本発明に係る排気浄化装置は、パワーショベル１に備えられるものに限らず、その他の農業用作業車両や土木作業用作業車両などに備えられるものであっても良い。

以下では便宜上、重力が作用する方向を「上下方向」、上下方向に垂直な方向であって図１における矢印Ａ方向を「前後方向」、上下方向に垂直かつ前後方向に垂直な方向を「左右方向」と定義し、これらの方向を用いて説明を行うものとする。

図１に示すように、パワーショベル１は、主として、クローラ式走行装置２、本体フレーム３、操作部４、ボンネット５、作業機６、およびブレード７などから構成される。

クローラ式走行装置２は、パワーショベル１を走行させるための走行装置である。
本体フレーム３は、クローラ式走行装置２上に左右旋回可能に搭載されている。

操作部４は、本体フレーム３の前部に配設され、各種操作レバーやフットペダルなどを備える。
図２に示すように、ボンネット５は本体フレーム３の後部に平面視で略円弧状に設けられ、エンジン１０、油圧ポンプ１１、作動油タンク１２、ラジエータ１３、および排気浄化装置１４などを収納して被覆している。図１に示すように、ボンネット５の前上方付近には、座席１５が配設されている。

図１に示すように、作業機６は本体フレーム３の前端部に設けられ、ブーム１６、アーム１７、バケット１８、ブームシリンダ１９、バケットシリンダ２０、およびアームシリンダ２２などから構成される。
本体フレーム３の前端部には、ブームブラケット２１が左右回動可能に枢支される。ブーム１６の一端は、ブームブラケット２１の前端に枢支されている。アーム１７の一端は、ブーム１６の他端に枢支されている。バケット１８の一端は、アーム１７の他端に枢支される。こうして作業機６は、ブームシリンダ１９によりブーム１６を上下回動可能とし、アームシリンダ２２によりアーム１７を上下回動可能とし、バケットシリンダ２０によりバケット１８を上下回動可能としている。

ブレード７は、クローラ式走行装置２の後端部に突設され、リフトシリンダにより上下回動可能に支持されている。

次に、図２および図３を参照して、ボンネット５の内部の構成について説明する。
前述のように、ボンネット５は、エンジン１０、油圧ポンプ１１、作動油タンク１２、ラジエータ１３、および排気浄化装置１４などを収納して被覆している。

図２および図３に示すように、エンジン１０は、本体フレーム３の後部中央に、エンジン支持部材３０（図３参照）を介して設けられる。エンジン１０の左側部にはフライホイールが付設される。該フライホイールは、フライホイールケース３５に収納されている（図３参照）。エンジン１０は、上部の排気マニホールド（不図示）に接続される、排気ガス（燃焼ガス）を排気するための入口側排気管３１（図２参照）を備える。エンジン１０の右側部には冷却ファン９が付設される。

図３に示すように、油圧ポンプ１１は、エンジン１０のフライホイールケース３５側（エンジン１０の左側）に設けられる。油圧ポンプ１１は、エンジン１０のクランク軸（出力軸）により駆動される。

作動油タンク１２は、油圧機器用の作動油を貯留するタンクであり、本体フレーム３の後部左側（エンジン１０の左側）に設けられている。作動油タンク１２の下部側面には、油圧ホース２４が接続されている。作動油タンク１２の作動油は、油圧ホース２４を通じて油圧ポンプ１１へ供給される。

ラジエータ１３は、エンジン１０で発生する過剰な熱を発散（冷却）するための装置である。ラジエータ１３は、図２に示すように、前記冷却ファン９の右側方（エンジン１０の右側）に連設され、かつボンネット５の側壁と所定間隔を置いて配置される。ラジエータ１３とボンネット５の側壁との間にはダクト３３が設けられ、前記冷却ファン９からの冷却風がダクト３３を通じて外部へ排出可能とされている。ダクト３３にはルーバー３４が設けられ、前記冷却ファン９からの冷却風の風向きが変更可能とされている。

排気浄化装置１４は、エンジン１０の排気ガス中に含まれるパティキュレートマターを除去する装置である。図２および図３に示すように、排気浄化装置１４は、背面視略六角形の筒形状（略六角柱形状）の部材である。排気浄化装置１４は、エンジン１０の近傍に配置される。排気浄化装置１４は、油圧ポンプ１１の上方であって、エンジン１０と作動油タンク１２との間に、その軸線方向がパワーショベル１の前後方向となるように設けられている。

排気浄化装置１４は、エンジン１０の排気管の中途部、すなわち入口側排気管３１と後述の出口側排気管５６との間に設けられる。図２に示すように、エンジン１０の入口側排気管３１が排気浄化装置１４の右側外周面に接続されて、エンジン１０から排出される排気ガスが入口側排気管３１を介して排気浄化装置１４内へ導入される。

以下では、排気浄化装置１４について、図４から図１１までを参照して説明する。

排気浄化装置１４は、パワーショベル１のボンネット５内部において、エンジン１０の近傍となる位置に配置される（図２および図３参照）。排気浄化装置１４は、前後中途部でステー３２を介してエンジン１０のフライホイールケース３５に固定され、前部で入口側排気管３１を介してエンジン１０と接続される。

図４から図１１までに示すように、排気浄化装置１４は、排気浄化装置本体４０、内側断熱材４１、カバー４２、および外側断熱材４３を備える。

排気浄化装置本体４０は、本実施形態に係る排気浄化装置１４の主たる構造体を成すものである。図４および図５に示すように、排気浄化装置本体４０は、筐体５０、入口管５１、酸化触媒５２、パティキュレートフィルタ５３、断熱吸音材５４、本体内断熱材５５、出口側排気管５６、および共鳴管５７などを備える。

筐体５０は、排気浄化装置本体４０の外郭を成す部材である。図４に示すように、筐体５０は、第一筐体部８０、第二筐体部８１、および第三筐体部８２からなる。

図５に示すように、第一筐体部８０は、筐体５０の前部を成す部材である。第一筐体部８０は、略円筒形状に形成され、その軸線方向が前後方向となるように配置される。第一筐体部８０の前端は前蓋９０により閉塞され、第一筐体部８０の後端は後向きに開放されている。

第一筐体部８０の後端縁部の周囲には、フランジ部９１が第一筐体部８０の径方向外側に放射状に突出するように設けられる。フランジ部９１には、後述のボルト８８・８８・・・を貫装するための貫装孔が周方向に所定間隔置きに形成される。フランジ部９１のうち前記貫装孔の周縁部９２・９２・・・は、フランジ部９１の他の部分よりも第一筐体部８０の径方向外側に大きく突出するように形成される。

第二筐体部８１は、筐体５０の前後中途部を成す部材である。第二筐体部８１は、略円筒形状に形成される。第二筐体部８１は、第一筐体部８０の後方に当該第一筐体部８０と同軸線上に配置される。第二筐体部８１の前端は前向きに開放され、後端は後向きに開放されている。第二筐体部８１は、内径が第一筐体部８０の内径と一致し、外径が第一筐体部８０の外径と一致するように形成される。

第二筐体部８１の前端縁部の周囲および後端縁部の周囲には、フランジ部９３・９３が第二筐体部８１の径方向外側に放射状に突出するようにそれぞれ設けられる。フランジ部９３・９３には、後述のボルト８８・８８・・・を貫装するための貫装孔が周方向に所定間隔置きに形成される。このフランジ部９３・９３の貫装孔は、前述のフランジ部９１の貫装孔と正面視（背面視）で一致させることが可能な位置に形成される。フランジ部９３・９３のうち前記貫装孔の周縁部９４・９４・・・は、周縁部９２と同様に、フランジ部９３・９３の他の部分よりも第二筐体部８１の径方向外側に大きく突出するように形成される。

第三筐体部８２は、筐体５０の後部を成す部材である。第三筐体部８２は、略円筒形状に形成される。第三筐体部８２は、第二筐体部８１の後方に当該第二筐体部８１と同軸線上に配置される。第三筐体部８２の前端は前向きに開放されており、第三筐体部８２の後端は後蓋９５により閉塞されている。第三筐体部８２は、内径が第二筐体部８１の内径と一致し、外径が第二筐体部８１の外径と一致するように形成される。

なお、後蓋９５の出口側排気管５６（排気管）が設けられる位置に対応する位置には、孔９９が形成される。

第三筐体部８２の前端縁部の周囲には、フランジ部９６が第二筐体部８１の径方向外側に放射状に突出するように設けられる。フランジ部９６には、後述のボルト８８・８８・・・を貫装するための貫装孔が周方向に所定間隔置きに形成される。フランジ部９６のうち前記貫装孔の周縁部９７・９７・・・は、周縁部９２および周縁部９４と同様に、フランジ部９６の他の部分よりも第三筐体部８２の径方向外側に大きく突出するように形成される。

第一筐体部８０、第二筐体部８１、および第三筐体部８２は、フランジ部９１の貫装孔と、フランジ部９３・９３の貫装孔と、フランジ部９６の貫装孔とを正面視（背面視）で一致させた状態で、それぞれの貫装孔にボルト８８を貫装するとともにナット（不図示）で締結することにより、気密に連通するように連結されている。このとき、第一筐体部８０と第二筐体部８１、ならびに第二筐体部８１と第三筐体部８２との間にはガスケットを備えることが好ましい。

このように構成することにより、第三筐体部８２は第二筐体部８１から着脱可能となっている。同様に、第二筐体部８１は第一筐体部８０および第三筐体部８２から着脱可能となっている。ここで、第一筐体部８０はステー３２を介してエンジン１０のフライホイールケース３５に固定されている。

図５に示すように、入口管５１は、略円筒形状に形成され、第一筐体部８０の右側方から筐体５０の側面の一部を貫通している。入口管５１の一端には、入口側排気管３１と接続するための開口部３９が形成されている（図４参照）。入口管５１の他端は、第一筐体部８０内で開口している（図５参照）。入口管５１は、その軸線が筐体５０の軸線と直交するように配置される。こうして、入口管５１は、エンジン１０からの排気ガスを排気浄化装置本体４０内に導く通路を成している。

酸化触媒５２は、パティキュレートマターの燃焼を促進させる働きを成す触媒であり、図５に示すように、排気浄化装置本体４０に内装される。酸化触媒５２は、例えば略円筒形状のモノリス担体にアルミナの触媒担持層をコーティングにより形成して、この担持層にＰｔ（プラチナ）、Ｐｄ（パラジウム）などの触媒成分を担持させたものである。酸化触媒５２は、第一筐体部８０内に収容される。酸化触媒５２は、入口管５１の開口の下流側に配置される。

このような酸化触媒５２を備えることにより、排気ガスに含まれる炭化水素と一酸化炭素を、二酸化炭素と水に変化させ、窒素酸化物（ＮＯｘ）のうち一酸化窒素を二酸化窒素に効率よく変化させ、ここで生成させた二酸化窒素を利用して後段のパティキュレートフィルタ５３に捕捉されたパティキュレートマターを燃焼させることが可能となっている。したがって、パティキュレートフィルタ５３の再生を短時間に効率よく行うことが可能である。

パティキュレートフィルタ５３は、パティキュレートマターを捕集するためのフィルタであり、図５に示すように、排気浄化装置本体４０に内装される。パティキュレートフィルタ５３は、略円筒形状に形成されたウォールフロータイプのフィルタであって、コーディエライトなどのセラミックスにより、複数の通路を有するハニカム状の多孔質壁で形成されたフィルタ本体を備え、排気ガスをフィルタ本体の多孔質壁に流通させてパティキュレートマターを捕集するように構成されている。パティキュレートフィルタ５３は、筐体５０内（第一筐体部８０の後部内および第二筐体部８１内）に収容される。パティキュレートフィルタ５３は、酸化触媒５２の下流側に配置される。

なお、パティキュレートフィルタ５３の構成は上述のものに特に限らず、たとえば炭化ケイ素などの耐熱性材料を用いた三次元網目構造担体により構成しても良い。
あるいは、酸化触媒とパティキュレートフィルタとを一体型として、酸化触媒がパティキュレートフィルタの表面に塗布されている構成、あるいは担持されている構成としても良い。

断熱吸音材５４は、第一筐体部８０内に送られてきた排気ガスの第一筐体部８０の外部への放熱を防ぐとともに、排気ガスの排出時に生じる音の第一筐体部８０の外部（排気浄化装置本体４０の外部）への漏れを防ぐものである。断熱吸音材５４は、第一筐体部８０の前部から中途部にかけての、第一筐体部８０の内側に固着される。

本体内断熱材５５は、排気浄化装置本体４０内から外部への放熱を防ぐ部材である。本体内断熱材５５は、第一筐体部８０の後部の内側、ならびに第二筐体部８１の内側の全体にわたって固着される。

図４に示すように、出口側排気管５６は、略円筒形状の部材を中途部で屈曲させて形成される排気管である。出口側排気管５６は、パティキュレートフィルタ５３の後方に当該パティキュレートフィルタ５３と同軸線上に配置される。出口側排気管５６は、第三筐体部８２の後蓋９５に孔９９を介して貫設される。出口側排気管５６は、ステー４５と、ボルト４６・４６・・・およびナットとを介して、後蓋９５に固定される。

図５に示すように、出口側排気管５６の前端は、第三筐体部８２内であってパティキュレートフィルタ５３の下流側で開口している。出口側排気管５６の後端は、排気浄化装置１４の外部（ボンネット５の外部）で開口している。こうして、出口側排気管５６は、パティキュレートフィルタ５３を通過することにより浄化された排気ガスを排気浄化装置本体４０の外部へ導く通路を成している。

なお、図４に示すように、出口側排気管５６はボルト４６・４６・・・およびナットを着脱することにより、ステー４５とともに第三筐体部８２の後蓋９５から着脱可能となっている。

共鳴管５７は、排気ガス排出時の騒音を低減させる部材である。図５に示すように、共鳴管５７は、出口側排気管５６に並設される略円筒形状の部材である。共鳴管５７の両端は、開口している。共鳴管５７は、その軸線が出口側排気管５６の軸線と平行となる状態で第三筐体部８２内に設けられる。

このように構成することにより、第一筐体部８０を入口側排気管３１を介してエンジン１０に接続したままの状態で、ボルト８８・８８・・・およびナットを取り外して第三筐体部８２および第二筐体部８１を第一筐体部８０から取り外すことにより、パティキュレートフィルタ５３を後方へ引き出して取り外すことが可能となっている。したがって、メンテナンス時などに、排気浄化装置本体４０において、筐体５０からパティキュレートフィルタ５３を取り外して、パティキュレートフィルタ５３の清掃や交換をすることが可能となっている。

以下では、内側断熱材４１の構成について、図６、図１０、および図１１を参照して詳細に説明する。
内側断熱材４１は、グラスウールやセラミックなどの断熱性の材料からなる。図６に示すように、内側断熱材４１は、前蓋５８、後蓋５９および側面体６０からなり、排気浄化装置本体４０の周囲に設けられる。

本実施形態の内側断熱材４１においては、前蓋５８、後蓋５９、および側面体６０は、一体的に形成されるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、前蓋、後蓋、および側面を別体として設けて、後述のカバーで取り囲むことにより所定の位置に保持する構成としても良い。

内側断熱材４１を排気浄化装置本体４０の周囲に取り付けたときに、前蓋５８は排気浄化装置本体４０を前方から被覆する。また、後蓋５９は排気浄化装置本体４０を後方から被覆する。さらに、側面体６０は排気浄化装置本体４０の側面を包囲して被覆する。側面体６０は、フランジ部９１・９３・９３・９６（筐体５０）の外周に沿って突出するように設けられる。こうして、内側断熱材４１は排気浄化装置本体４０の周囲に筒状に配設される。

排気浄化装置本体４０と内側断熱材４１との間には、間隙が生じる（図１０および図１１参照）。すなわち、内側断熱材４１の側面体６０が、その内周面がフランジ部９１・９３・９３・９６の外周に沿うように配設されることにより、筐体５０のフランジ部９１・９３・９３・９６を除く部分の外周面と内側断熱材４１の内周面との間に空気層７８（間隙）が形成される。また、内側断熱材４１の側面体６０が、その内周面がフランジ部９１・９３・９６の外周に沿うように配設されることにより、側面体６０には、フランジ部９１・９３・９６の位置にあわせて側面体６０の周方向に所定間隔置きに複数箇所の膨出部７７・７７・・・が形成される。

図６に示すように、側面体６０の入口管５１が配置される位置に対応する部分には、孔６１が形成される。側面体６０のステー３２が配置される位置に対応する部分には、孔６２が形成される。側面体６０の後蓋５９の、出口側排気管５６およびステー４５が配置される位置に対応する部分には、略四角形状の孔６３が形成される。

こうして、内側断熱材４１は、入口管５１、ステー３２、出口側排気管５６、およびステー４５が配置される部分以外の排気浄化装置本体４０の外周全体を覆う（被覆する）ことが可能となっている。このように構成することにより、内側断熱材４１は、排気浄化装置本体４０から外部への放熱を防ぐことが可能である。換言すれば、内側断熱材４１は酸化触媒５２およびパティキュレートフィルタ５３の外周部からの温度の低下を抑制することが可能である。

さらに、排気浄化装置本体４０と内側断熱材４１との間に形成される空気層７８も、排気浄化装置本体４０から外部への放熱を防ぐ役割を果たす（図１０および図１１参照）。すなわち、熱伝導性の低い空気層７８を介在させることにより、排気浄化装置本体４０から内側断熱材４１への熱の伝動を抑制している。

以下では、カバー４２の構成について、図７、図８、図１０、および図１１を参照して詳細に説明する。
カバー４２は、金属などの耐熱性の材料からなる部材である。カバー４２は、右側カバー６４と左側カバー６５とからなり、排気浄化装置本体４０の周囲（内側断熱材４１の周囲）に設けられる。
本実施形態のカバー４２は、成形を容易なものとするために、左右に二分割可能な構成とし、全体として略六角柱形状の筒体に構成しているが、その形状はこれに特に限るものではない。すなわち、角筒状や円柱状に一体的に構成したり、三分割以上に構成することも可能である。

図７に示すように、左側カバー６５の右側カバー６４と対向する（重なり箇所である）辺のうち、長手方向の辺には、側方に張り出したフランジ部８４・８４が形成される。フランジ部８４・８４には、後述のボルト８９・８９・・・（図８参照）を貫装するための貫装孔８４ｈ・８４ｈ・・・が、左側カバー６５の長手方向に所定間隔置きに形成される。

図８に示すように、右側カバー６４の左側カバー６５と対向する（重なり箇所である）辺のうち、長手方向の辺には、側方に張り出したフランジ部８３・８３が形成される。フランジ部８３・８３は、フランジ部８４・８４と対向するように形成される。フランジ部８３・８３には、前述のフランジ部８４・８４の貫装孔と一致させることが可能な位置に、貫装孔（不図示）が形成される。

こうして、右側カバー６４と左側カバー６５とは、フランジ部８３・８３とフランジ部８４・８４とを重ね合わせて、フランジ部８３・８３の貫装孔と、フランジ部８４・８４の貫装孔８４ｈ・８４ｈ・・・とを一致させた状態で、それぞれの貫装孔にボルト８９を貫装するとともにナット（不図示）で締結することにより、互いを締結して固定することが可能となっている。

なお、右側カバー６４と左側カバー６５との固定時には、左側カバー６５はフランジ部８４・８４の合わせ面が右斜め上方を向く傾斜面となるように配置される一方、右側カバー６４はフランジ部８３・８３の合わせ面が左斜め下方を向く傾斜面となるように配置される。これにより、カバー４２において、ボルト８９・８９・・・およびナットを用いた締結、解除作業が容易なものとされている。

カバー４２を排気浄化装置本体４０およびこれを被覆する内側断熱材４１の周囲に取り付けたときに、右側カバー６４は内側断熱材４１を右側方から被覆する。また、左側カバー６５は内側断熱材４１を左側方から被覆する（図７参照）。右側カバー６４の入口管５１に対応する部分には、孔６６が形成される。また、右側カバー６４のステー３２に対応する部分には、孔６７が形成される。
右側カバー６４の出口側排気管５６およびステー４５に対応する部分には、三角形状の切欠６８が形成される。また、左側カバー６５の出口側排気管５６およびステー４５に対応する部分には、三角形状の切欠６９が形成される。

こうして、カバー４２は、入口管５１、ステー３２、出口側排気管５６、およびステー４５が配置される部分以外で内側断熱材４１により覆われた排気浄化装置本体４０の外周全体をさらに覆う（被覆）することが可能となっている。このように構成することにより、カバー４２は、内側断熱材４１の外周を被覆して、内側断熱材４１を排気浄化装置本体４０の外周に保持している。

カバー４２を内側断熱材４１の周囲に取り付けると、内側断熱材４１とカバー４２との間には間隙が生じる（図１０および図１１参照）。すなわち、カバー４２（右側カバー６４）が入口管５１やステー３２などと当接することによって所定の位置に位置決めされることにより、内側断熱材４１の外周面とカバー４２の内周面との間に空気層７９（間隙）が形成される。この空気層７９は、内側断熱材４１（排気浄化装置本体４０）から外部への放熱を防ぐ役割を果たす。すなわち、熱伝動性の低い空気層７９を介在させることにより、内側断熱材４１（排気浄化装置１４）からカバー４２への熱の伝動を抑制している。

以下では、外側断熱材４３の構成について、図９を参照して詳細に説明する。
外側断熱材４３は、グラスウールやセラミックなどの断熱性の材料からなる。外側断熱材４３は、前蓋７０、後蓋７１、および側面体７２からなり、カバー４２（図８参照）の周囲に設けられる。

本実施形態の排気浄化装置１４においては、前蓋７０、後蓋７１、および側面体７２は一体的に設けられるが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、前蓋、後蓋、および側面を個別として設けて、それぞれをカバーの外周面に固着するものとしても良い。

外側断熱材４３をカバー４２の周囲に取り付けたときに、前蓋７０はカバー４２を前方から被覆する。また、後蓋７１はカバー４２を後方から被覆する。さらに、側面体７２はカバー４２の側面を包囲して被覆する。側面体７２は、カバー４２の外周に沿うように配設される。したがって、カバー４２のフランジ部８３・８４に対応する部分には、側面体７２の側方に突出した突出部７６・７６が形成される。また、ボルト８９・８９・・・に対応する部分には、突出部７６から側方に突出した突出部８５・８５・・・が形成される。

側面体７２の入口管５１に対応する部分には、孔７３が形成される。側面体７２のステー３２に対応する部分には、孔７４が形成される。後蓋７１の出口側排気管５６およびステー４５に対応する部分には、略四角形状の孔７５が形成される。

こうして、外側断熱材４３は、入口管５１、ステー３２、出口側排気管５６、およびステー４５が配置される部分以外で内側断熱材４１およびカバー４２により覆われた排気浄化装置本体４０の外周全体をさらに覆う（被覆する）ことが可能となっている。よって、外側断熱材４３は、カバー４２の外周を被覆して、カバー４２（排気浄化装置本体４０）から外部への放熱を防ぐことが可能である。換言すれば、外側断熱材４３は酸化触媒５２およびパティキュレートフィルタ５３の外周部からの温度低下を抑制することが可能である。

このように構成することにより、本実施形態の排気浄化装置１４はエンジン１０の近傍に配置されるので、エンジン１０の排気出口からパティキュレートフィルタ５３までの距離が近くなり、高温の排気ガスをパティキュレートフィルタ５３に送り込むことが可能となる。すなわち、排気ガスがパティキュレートフィルタ５３に送り込まれるまでに排気ガスが冷却されることを極力防止することにより、酸化触媒５２とパティキュレートフィルタ５３の温度を３００℃程度に上昇維持し易くし、パティキュレートフィルタ５３の再生を有利に行うことが可能となる。このことはパティキュレートフィルタ５３の目詰まりを防止し、ひいては排気ガスの浄化効果の低下を防止することに貢献する。

また、排気浄化装置本体４０の周囲は内側断熱材４１により覆われ、さらにこの内側断熱材４１の周囲はカバー４２を介して外側断熱材４３により覆われるので、パティキュレートフィルタ５３の外周部からの放熱を抑制することが可能となる。したがって、パティキュレートフィルタ５３の外周部からの温度の低下を緩和することができ、パティキュレートフィルタ５３の外周部における酸化触媒７８の活性の低下を抑制することが可能となる。したがって、パティキュレートフィルタ５３のフィルタ全体において均一な浄化効果を得ることが可能となり、効率よく排気ガスを浄化することが可能となる。

さらに、排気浄化装置本体４０の周囲は内側断熱材４１によって覆われ、さらにこの内側断熱材４１の周囲はカバー４２を介して外側断熱材４３によって覆われるので、パティキュレートフィルタ５３の有している熱がボンネット５内の周辺部品に伝導されるのを抑制することができ、周辺部品の熱害（熱による悪影響）を防止することが可能となる。また、パティキュレートフィルタ５３からの放熱によるエンジン１０の負荷を低減させることができ、ボンネット５内のヒートバランス性能を確保することが可能となる。

さらに、本実施形態の排気浄化装置１４においては、内側断熱材４１および外側断熱材４３に加えて、空気層７８および空気層７９も断熱作用を有しているので、より効果的な断熱性能を得ることが可能となり、温度管理も容易となる（図１０および図１１参照）。

なお、本実施形態の排気浄化装置１４においては、内側断熱材４１と排気浄化装置１４との間には空気層７８（間隙）が形成され、これに加えて内側断熱材４１とカバー４２との間には空気層７９（間隙）が形成されるものとしたが、本発明はこれに限らず、たとえば内側断熱材と排気浄化装置との間のみに空気層を形成し、内側断熱材とカバーとの間には空気層を形成しないものとしても良い。

以上の如く、本発明の第一実施形態に係る排気浄化装置１４は、
エンジン１０の排気管の中途部（入口側排気管３１と後述の出口側排気管５６との間）に設けられ、このエンジン１０の近傍に配置される排気浄化装置１４であって、
前記排気管に接続され、パティキュレートフィルタ５３を内装する排気浄化装置本体４０と、
排気浄化装置本体４０の周囲に設けられ、この排気浄化装置本体４０を外側から覆うカバー４２と、
排気浄化装置本体４０とカバー４２との間に設けられ、排気浄化装置本体４０およびカバー４２の少なくとも一方との間には空気層７８・７９が生じるように配置される内側断熱材４１とを備えたものである。
したがって、排気浄化装置本体４０の周囲が内側断熱材４１および空気層７８・７９により覆われるので、排気浄化装置本体４０から外部への放熱を抑制することができ、排気浄化装置１４をエンジン１０の近傍に配置しつつ、周辺部品への熱による悪影響（熱害）を防止することが可能となる。また、パティキュレートフィルタ５３の外周部からの放熱を抑制してパティキュレートフィルタ５３全体の温度を均一に上昇維持しやすくすることで、パティキュレートフィルタ５３の再生を有利にすることが可能となる。このことは、ひいては排気ガスの浄化効果の低下を防止する上で有利となる。
また、排気浄化装置１４（パティキュレートフィルタ５３）からの放熱によるエンジン１０の負荷を低減させることができ、ボンネット５内のヒートバランス性能を確保することが可能となる。

また、本発明の第一実施形態に係る排気浄化装置１４は、
カバー４２の周囲に設けられる外側断熱材４３を備えたものである。
したがって、排気浄化装置本体４０の周囲が内側断熱材４１と外側断熱材４３とにより二重に覆われ、さらに空気層７８・７９に覆われるので、排気浄化装置本体４０から外部への放熱を効果的に抑制することができ、排気浄化装置１４をエンジン１０の近傍に配置しつつ周辺部品への熱害を効果的に防止することが可能となる。また、パティキュレートフィルタ５３の外周部からの放熱を抑制してパティキュレートフィルタ５３全体の温度を均一に上昇維持しやすくすることで、パティキュレートフィルタ５３の再生をさらに有利にすることが可能となる。このことは、ひいては排気ガスの浄化効果の低下を防止する上で有利となる。

以下では、本発明の排気浄化装置の第二実施形態である排気浄化装置１４０について、図１２を参照して説明する。
排気浄化装置１４０に係る部材のうち、排気浄化装置１４と略同一の構成の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
なお、図１２では、カバー２５の周囲に設けられる外側断熱材４３を省略した上で排気浄化装置１４０の構成を示している。

排気浄化装置１４０は、カバー２５が、右側カバー６４と、左側カバー６５と、後蓋２８との、複数（３つ）に分割可能となっている点で、排気浄化装置１４と主として相違する。

右側カバー６４の後端、および左側カバー６５の後端には、後蓋２８を取り付けるためのフランジ部２６・２６がそれぞれ設けられる。フランジ部２６・２６は、カバー２５の径方向外側に向かって突出するように設けられる。フランジ部２６・２６には、後述のボルト２９・２９・・・を貫装するための貫装孔が、径方向に所定間隔置きに形成される。フランジ部２６・２６は、右側カバー６４と左側カバー６５とをボルト８９・８９・・・およびナットで締結して排気浄化装置本体４０の周囲に取り付けたときに、一体的な面を形成する。

後蓋２８は、正面視（背面視）で略六角形状で有蓋無底の筒状部材である。後蓋２８の前端には、フランジ部２７が設けられる。フランジ部２７は、カバー２５の径方向外側に向かって突出するように設けられて、フランジ部２６・２６と対向するように設けられる。フランジ部２７には、後述のボルト２９・２９・・・を貫装するための貫装孔が、径方向に所定間隔置きに形成される。フランジ部２７の貫装孔は、フランジ部２６・２６の貫装孔と背面視（正面視）で一致させることが可能な位置に形成される。

後蓋２８は、フランジ部２６・２６の貫装孔と、フランジ部２７の貫装孔とを一致させた状態で、それぞれの貫装孔にボルト２９を貫装するとともにナット（不図示）で締結することにより、フランジ部２６・２６に固定することが可能となっている。したがって、カバー２５の後蓋２８は、ボルト２９・２９・・・およびナットを用いて、右側カバー６４および左側カバー６５の後方から着脱することが可能となっている。

後蓋２８の前面には、内側断熱材４１の後蓋５９が固着される（不図示）。また、後蓋２８の後面には、外側断熱材４３の後蓋７１が固着される（不図示）。こうして、カバー２５の後蓋２８を右側カバー６４および左側カバー６５の後端（フランジ部２６）から着脱すると、後蓋５９および後蓋７１もこれと同時に着脱することが可能となっている

このように構成することにより、本実施形態の排気浄化装置１４０においては、この排気浄化装置１４０の後方から後蓋２８を取り外して、続いて排気浄化装置本体４０に備えられる第三筐体部８２と第二筐体部８１とを後方から取り外すことにより、パティキュレートフィルタ５３を筐体５０の外部に引き出すことが可能となっている。したがって、排気浄化装置１４０を入口側排気管３１を介してエンジン１０に接続したままの状態で、パティキュレートフィルタ５３を取り外してメンテナンスなどを行うことが可能である。すなわち、パティキュレートフィルタ５３を排気浄化装置１４０から容易に取り外すことが可能であり、メンテナンス時の作業負担が軽減される。

また、このような構成の排気浄化装置１４０においては、メンテナンス時にオペレータが排気浄化装置本体４０の側面に触れることがない。また、後蓋２８は外側断熱材４３（後蓋７１）と内側断熱材４１（後蓋５９）とで覆われているので、後蓋２８が高温となっている場合でも、オペレータがこの後蓋２８に直接触れてしまう恐れも少ない。したがって、メンテナンス時に、オペレータが排気浄化装置１４０に触れて火傷してしまうなどの事態を防止することができる。

以上の如く、本発明の第二実施形態に係る排気浄化装置１４０は、
カバー２５を複数（右側カバー６４と左側カバー６５と後蓋２８）に分割可能に構成したものである。
したがって、排気浄化装置１４０を入口側排気管３１を介してエンジン１０と接続したままの状態で、排気浄化装置１４０の後方から後蓋２８を取り外して、続いて排気浄化装置本体４０に備えられる第三筐体部８２と第二筐体部８１とを後方から取り外すことにより、パティキュレートフィルタ５３を筐体５０の外部に引き出して取り外すことができるので、パティキュレートフィルタ５３の洗浄などのメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
また、排気浄化装置本体４０の側面は、内側断熱材４１の側面体６０、カバー４２、および外側断熱材４３の側面体７２により覆われるので、メンテナンス時にオペレータが排気浄化装置本体４０の側面に触れることがなくなる。したがって、オペレータが排気浄化装置１４０に触れて火傷してしまうなどの事態を防止することができる。

なお、本実施形態に係る排気浄化装置１４０に備えられるカバー２５は、右側カバー６４と、左側カバー６５と、後蓋２８とに分割可能に構成したが、本発明はこれに限らない。すなわち、たとえば右側カバーと左側カバーの代わりに、前側カバーと後側カバーとを備える構成として、カバーをその軸線方向に垂直な方向に複数に分割可能としても良い。

１ パワーショベル
１０ エンジン
１４ 排気浄化装置
２８ 後蓋
３１ 入口側排気管
３５ フライホイールケース
４０ 排気浄化装置本体
４１ 内側断熱材
４２ カバー
４３ 外側断熱材
５３ パティキュレートフィルタ
６４ 右側カバー
６５ 左側カバー
７８ 空気層
７９ 空気層

Claims (3)

1. エンジンの排気管の中途部に設けられ、このエンジンの近傍に配置される排気浄化装置であって、
   前記排気管に接続され、ディーゼルパティキュレートフィルタを内装する排気浄化装置本体と、
   前記排気浄化装置本体の周囲に設けられ、この排気浄化装置本体を外側から覆うカバーと、
   前記排気浄化装置本体と前記カバーとの間に設けられ、前記排気浄化装置本体および前記カバーの少なくとも一方との間には間隙が生じるように配置される内側断熱材とを備える、排気浄化装置。
2. 前記カバーの周囲に設けられる外側断熱材を備える、請求項１に記載の排気浄化装置。
3. 前記カバーを複数に分割可能に構成する、請求項１または請求項２に記載の排気浄化装置。

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