(57)【要約】      （修正有）【課題】傾斜時に、可燃性ガス生成触媒の熱損傷を抑制することができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置及び可燃性ガス生成触媒を提供する。【解決手段】可燃性ガス生成触媒室７に可燃性ガス生成触媒８を収容し、可燃性ガス生成器１の上端部に空燃混合室９を形成し、この空燃混合室９に空気１０と液体燃料１１とを供給することにより、空燃混合室９で空気１０と液体燃料１１との空燃混合物１２を形成し、この空燃混合物１２を空燃混合室９の下端部から可燃性ガス生成触媒８の上部中心の触媒入口部１３に供給し、可燃性ガス生成触媒８で可燃性ガス２を生成させ、この可燃性ガス２を可燃性ガス生成触媒８の下端部の触媒出口部８ｂから流出させるに当たり、可燃性ガス生成触媒室７と可燃性ガス生成触媒８とを下窄まり形状として、可燃性ガス生成触媒室７に可燃性ガス生成触媒８を嵌入させた。【選択図】図１
2014055522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(２)を生成させ、この可燃性ガス(２)をＤＰＦ(３)の上流で可燃性ガス放出口(４)から排気通路(５)に放出し、この可燃性ガス(２)を排気(６)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(６)を昇温させ、排気(６)の熱でＤＰＦ(３)に溜まったＰＭを燃焼除去することができるようにした、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
可燃性ガス生成器(１)に可燃性ガス生成触媒室(７)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を収容し、この可燃性ガス生成触媒(８)内に触媒温度検出手段(１９)を進入させ、この触媒温度検出手段(１９)を制御手段(２１)を介して空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とに連携させ、可燃性ガス生成器(１)の上部に空燃混合室(９)を形成し、触媒温度検出手段(１９)で検出した可燃性ガス生成触媒(８)の温度に基づいて、制御手段(２１)が空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とを制御して、空燃混合室(９)に所定量の空気(１０)と液体燃料(１１)とを供給することにより、空燃混合室(９)で空気(１０)と液体燃料(１１)との空燃混合物(１２)を形成し、この空燃混合物(１２)を空燃混合室(９)の下端部から可燃性ガス生成触媒(８)の上部中心の触媒入口部(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(８)で可燃性ガス(２)を生成させ、この可燃性ガス(２)を可燃性ガス生成触媒(８)の下端部の触媒出口部(８ｂ)から流出させるに当たり、
可燃性ガス生成触媒室(７)と可燃性ガス生成触媒(８)とを下窄まり形状として、可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を嵌入させた、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】
触媒温度検出手段(１９)の進入部(１９ａ)を設けた可燃性ガス生成触媒(８)であって、下窄まり形状とし、触媒入口部(１３)側の上寄り部よりも触媒出口部(８ｂ)側の下寄り部の方が、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積が小さくなるようにした、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【請求項３】
請求項２に記載した可燃性ガス生成触媒において、
下窄まり形状が、円錐台形状、多角錐台形状のいずれかの形状である、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【請求項４】
請求項２に記載した可燃性ガス生成触媒において、
下窄まり形状が、円柱形状、多角柱形状、円錐台形状、多角錐台形状のいずれかの形状の触媒部分を上下方向に階段状に重ねた形状である、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載した可燃性ガス生成触媒において、
複数個に分割可能に構成されている、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれかに記載した可燃性ガス生成触媒において、
触媒担体が、鉄系またはニッケル系の線状金属で成形されている、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【請求項７】
請求項２から請求項６のいずれかに記載した可燃性ガス生成触媒において、
触媒成分が、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムのうち、少なくとも一種のものを含んでいる、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【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、傾斜時に、可燃性ガス生成触媒の熱損傷を抑制すること等ができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置及び可燃性ガス生成触媒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気処理装置として、可燃性ガス生成器で可燃性ガスを生成させ、この可燃性ガスをＤＰＦの上流で可燃性ガス放出口から排気通路に放出し、この可燃性ガスを排気中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気を昇温させ、排気の熱でＤＰＦに溜まったＰＭを燃焼除去することができるようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種の装置によれば、排気の温度が低い場合にも、可燃性ガスで排気を昇温させ、ＤＰＦに溜まったＰＭを燃焼除去し、ＤＰＦを再生させることができる利点がある。
しかし、この従来技術では、可燃性ガス生成器に可燃性ガス生成触媒室を設け、この可燃性ガス生成触媒室に可燃性ガス生成触媒を収容し、この可燃性ガス生成触媒内に触媒温度検出手段を進入させ、この触媒温度検出手段を制御手段を介して空気供給手段と液体燃料供給手段とに連携させ、可燃性ガス生成器の上部に空燃混合室を形成し、触媒温度検出手段で検出した可燃性ガス生成触媒の温度に基づいて、制御手段が空気供給手段と液体燃料供給手段とを制御して、空燃混合室に所定量の空気と液体燃料とを供給することにより、空燃混合室で空気と液体燃料との空燃混合物を形成し、この空燃混合物を空燃混合室の下部から可燃性ガス生成触媒の上部中心の触媒入口部に供給し、可燃性ガス生成触媒で可燃性ガスを生成させ、この可燃性ガスを可燃性ガス生成触媒の下端部の触媒出口部から流出させるに当たり、可燃性ガス生成触媒を円柱形状にしているため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５２５９９号公報(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》  傾斜時に、可燃性ガス生成触媒の熱損傷が生じるおそれがある。
可燃性ガス生成触媒を円柱形状にしているため、可燃性ガス生成触媒の下寄り部は、上寄り部と同様、上下方向に伸びる中心軸線と直交する断面の面積が比較的大きく、傾斜時に、可燃性ガス生成触媒の下寄り部を通過する液体燃料が、中心部から遠く離れた外周部に偏り、触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒の温度分布が不均一になり、可燃性ガス生成触媒の熱損傷が生じるおそれがある。
【０００５】
《問題》  傾斜時に、触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を引き起こすおそれがある。
前記のように、傾斜時に、触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒の温度分布が不均一になると、触媒温度検出手段が、可燃性ガス生成触媒の平均温度から大幅に低い温度を可燃性ガス生成触媒の検出温度として検出してしまうおそれがあり、この検出温度に基づいて空気や液体燃料が過剰に供給され、可燃性ガス触媒が温度許容値を超える高温状態になり、触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を引き起こすおそれがある。
【０００６】
《問題》  傾斜時に、ＤＰＦの再生ができなくなるおそれがある。
前記のように、傾斜時に、触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒の温度分布が不均一になると、触媒温度検出手段が、可燃性ガス生成触媒の平均温度から大幅に離れた温度を可燃性ガス生成触媒の検出温度として検出してしまうおそれがあり、この検出温度に基づいて空気や液体燃料が過剰または過少に供給され、生成される可燃性ガスの成分が非傾斜時と大きく相違し、ＤＰＦの再生ができなくなるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、傾斜時の可燃性ガス生成触媒の熱損傷を抑制すること等ができる、ディーゼルエンジンの排気処理装置及び可燃性ガス生成触媒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
(請求項１に係る発明)
図２に例示するように、可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(２)を生成させ、この可燃性ガス(２)をＤＰＦ(３)の上流で可燃性ガス放出口(４)から排気通路(５)に放出し、この可燃性ガス(２)を排気(６)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(６)を昇温させ、排気(６)の熱でＤＰＦ(３)に溜まったＰＭを燃焼除去することができるようにした、ディーゼルエンジンの排気処理装置において、
図１、図２または図３に例示するように、可燃性ガス生成器(１)に可燃性ガス生成触媒室(７)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を収容し、この可燃性ガス生成触媒(８)内に触媒温度検出手段(１９)を進入させ、この触媒温度検出手段(１９)を制御手段(２１)を介して空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とに連携させ、可燃性ガス生成器(１)の上部に空燃混合室(９)を形成し、触媒温度検出手段(１９)で検出した可燃性ガス生成触媒(８)の温度に基づいて、制御手段(２１)が空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とを制御して、空燃混合室(９)に所定量の空気(１０)と液体燃料(１１)とを供給することにより、空燃混合室(９)で空気(１０)と液体燃料(１１)との空燃混合物(１２)を形成し、この空燃混合物(１２)を空燃混合室(９)の下端部から可燃性ガス生成触媒(８)の上部中心の触媒入口部(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(８)で可燃性ガス(２)を生成させ、この可燃性ガス(２)を可燃性ガス生成触媒(８)の下端部の触媒出口部(８ｂ)から流出させるに当たり、
図１または図３に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(７)と可燃性ガス生成触媒(８)とを下窄まり形状として、可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を嵌入させた、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
【０００９】
(請求項２に係る発明)
図１または図３に例示するように、触媒温度検出手段(１９)の進入部(１９ａ)を設けた可燃性ガス生成触媒(８)であって、下窄まり形状とし、触媒入口部(１３)側の上寄り部よりも触媒出口部(８ｂ)側の下寄り部の方が、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積が小さくなるようにした、ことを特徴とする可燃性ガス生成触媒。
【発明の効果】
【００１０】
(請求項１に係る発明)
《効果》  傾斜時の可燃性ガス生成触媒の熱損傷を抑制することができる。
図１または図３に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(７)と可燃性ガス生成触媒(８)とを下窄まり形状として、可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を嵌入させたので、可燃性ガス生成触媒(８)の下寄り部は、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積を比較的小さくすることができ、傾斜時に、可燃性ガス生成触媒(８)の下寄り部を通過する液体燃料(１１)が、中心部から近い外周部と中心部とを偏りなく通過し、触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正され、可燃性ガス生成触媒(８)の熱損傷を抑制することができる。
【００１１】
《効果》  傾斜時の触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を抑制することができる。
前記のように、傾斜時の触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正されるので、触媒温度検出手段(１９)が、可燃性ガス生成触媒(８)の平均温度から大幅に低い温度を可燃性ガス生成触媒(８)の検出温度として検出してしまうおそれがなく、これに起因する空気(１０)や液体燃料(１１)の過剰な供給が防止され、可燃性ガス触媒(８)が温度許容値を超える高温状態になる不具合がなくなり、傾斜時の触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を抑制することができる。
また、可燃性ガス生成触媒(８)の上寄り部は、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積を比較的大きくすることができ、傾斜時に、可燃性ガス(２)の流れが停滞しても、可燃性ガス(２)の一部は可燃性ガス生成触媒(８)の上寄り部に拡散し、熱の分散が図られるので、可燃性ガス触媒(８)が温度許容値を超える高温状態になる不具合がなくなり、この点でも傾斜時の触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を抑制することができる。
【００１２】
《効果》  傾斜時でもＤＰＦの再生ができる。
前記のように、傾斜時の触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正されるので、触媒温度検出手段(１９)が、可燃性ガス生成触媒(８)の平均温度から大幅に離れた温度を可燃性ガス生成触媒(８)の検出温度として検出してしまうおそれがなく、これに起因する空気(１０)や液体燃料(１１)の過剰または過少な供給が防止され、生成される可燃性ガス(２)の成分が非傾斜時と大きく相違する不具合がなくなり、傾斜時でもＤＰＦ(３)の再生ができる。
【００１３】
(請求項２に係る発明)
《効果》  傾斜時の可燃性ガス生成触媒の熱損傷を抑制することができる。
図１または図３に例示するように、触媒温度検出手段(１９)の進入部(１９ａ)を設けた可燃性ガス生成触媒(８)であって、下窄まり形状とし、触媒入口部(１３)側の上寄り部よりも触媒出口部(８ｂ)側の下寄り部の方が、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積が小さくなるようにしたので、可燃性ガス生成触媒(８)の下寄り部の上記断面の面積を比較的小さくすることができ、傾斜時に、可燃性ガス生成触媒(８)の下寄り部を通過する液体燃料(１１)が、中心部から近い外周部と中心部とを偏りなく通過し、触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正され、傾斜時の可燃性ガス生成触媒(８)の熱損傷を抑制することができる。
【００１４】
《効果》  傾斜時の触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を抑制することができる。
前記のように、傾斜時の触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正されるので、触媒温度検出手段(１９)が、可燃性ガス生成触媒(８)の平均温度から大幅に低い温度を可燃性ガス生成触媒(８)の検出温度として検出してしまうおそれがなく、これに起因する空気(１０)や液体燃料(１１)の過剰な供給が防止され、可燃性ガス触媒(８)が温度許容値を超える高温状態になる不具合がなく、傾斜時の触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を抑制することができる。
また、可燃性ガス生成触媒(８)の上寄り部は、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積を比較的大きくすることができ、傾斜時に、可燃性ガス(２)の流れが停滞しても、可燃性ガス(２)の一部は可燃性ガス生成触媒(８)の上寄り部に拡散し、熱の分散が図られるので、可燃性ガス触媒(８)が温度許容値を超える高温状態になる不具合がなくなり、この点でも傾斜時の触媒担体の溶損、若しくは触媒の劣化を抑制することができる。
【００１５】
《効果》  傾斜時でもＤＰＦの再生ができる。
前記のように、傾斜時の触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正されるので、触媒温度検出手段(１９)が、可燃性ガス生成触媒(８)の平均温度から大幅に離れた温度を可燃性ガス生成触媒(８)の検出温度として検出してしまうおそれがなく、これに起因する空気(１０)や液体燃料(１１)の過剰または過少な供給が防止され、生成される可燃性ガス(２)の成分が非傾斜時と大きく相違する不具合がなく、傾斜時でもＤＰＦ(３)の再生ができる。
【００１６】
(請求項３〜請求項７に係る発明)
請求項３〜請求項７に係る発明は、いずれも請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  可燃性ガス生成触媒を容易かつ安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置に用いる可燃性ガス生成器とその周辺部品の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置の模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るディーゼルエンジンの排気処理装置に用いる可燃性ガス生成器とその周辺部品の縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態で用いる可燃性ガス生成器の実験例を説明する図で、図４(Ａ)は可燃性ガス生成触媒とその周囲の縦断正面図、図４(Ｂ)は図４(Ａ)のＡ−Ａ線断面図、図４(Ｃ)は可燃性ガス生成器の非傾斜状態と傾斜状態とを説明する図、図４(Ｄ)は実験結果を示すグラフである。
【図５】比較例となる可燃性ガス生成器の実験例を説明する図で、図５(Ａ)は可燃性ガス生成触媒とその周囲の縦断正面図、図５(Ｂ)は図５(Ａ)のＡ−Ａ線断面図、図５(Ｃ)は可燃性ガス生成器の非傾斜状態と傾斜状態とを説明する図、図５(Ｄ)は実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１、図２は本発明の第１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、図３は本発明の第２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。
【００１９】
まず、第１実施形態について説明する。
この排気処理装置の概要は、次の通りである。
図２に示すように、可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(２)を生成させ、この可燃性ガス(２)をＤＰＦ(３)の上流で可燃性ガス放出口(４)から排気通路(５)に放出し、この可燃性ガス(２)を排気(６)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(６)を昇温させ、排気(６)の熱でＤＰＦ(３)に溜まったＰＭを燃焼除去することができるようにしている。
このため、排気(６)の温度が低い場合にも、可燃性ガス(２)で排気(６)を昇温させ、ＤＰＦ(３)に溜まったＰＭを燃焼除去し、ＤＰＦ(３)を再生させることができる。
排気通路(５)はディーゼルエンジンの排気経路の途中に配置されている。
ＤＰＦ(３)の上流には、酸化触媒(１６)を配置しており、可燃性ガス(２)は酸化触媒(１６)により排気(６)中の酸素で触媒燃焼される。酸化触媒(１６)はＤＯＣである。
ＤＰＦは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略称である。ＰＭは粒子状物質の略称、ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称である。
【００２０】
図１に示すように、可燃性ガス生成器(１)に可燃性ガス生成触媒室(７)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を収容し、この可燃性ガス生成触媒(８)内に触媒温度検出手段(１９)を進入させ、この触媒温度検出手段(１９)を制御手段(２１)を介して空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とに連携させ、可燃性ガス生成器(１)の上部に空燃混合室(９)を形成し、触媒温度検出手段(１９)で検出した可燃性ガス生成触媒(８)の温度に基づいて、制御手段(２１)が空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とを制御して、空燃混合室(９)に所定量の空気(１０)と液体燃料(１１)とを供給することにより、空燃混合室(９)で空気(１０)と液体燃料(１１)との空燃混合物(１２)を形成し、この空燃混合物(１２)を空燃混合室(９)の下端部から可燃性ガス生成触媒(８)の上部中心の触媒入口部(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(８)で可燃性ガス(２)を生成させ、この可燃性ガス(２)を可燃性ガス生成触媒(８)の下端部の触媒出口部(８ｂ)から流出させる。
【００２１】
触媒温度検出手段(１９)はサーミスタである。制御手段(２１)はエンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵは、エンジン電子制御ユニットの略称である。可燃性ガス生成触媒(８)は酸化触媒である。液体燃料(１１)にはディーゼルエンジンの燃料である軽油を用いている。可燃性ガス(２)は、空気(１０)と液体燃料(１１)と液体燃料(１１)の熱分解成分の混合物であり、液体燃料(１１)の一部が可燃性ガス生成触媒(８)で酸化され、その酸化熱で残りの液体燃料(１１)が気化され、または熱分解されて得られる。
【００２２】
図１に示すように、可燃性ガス生成触媒室(７)と可燃性ガス生成触媒(８)とを下窄まり形状として、可燃性ガス生成触媒室(７)に可燃性ガス生成触媒(８)を嵌入させている。
これにより、可燃性ガス生成触媒(８)の下寄り部は、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積を比較的小さくすることができ、傾斜時に、可燃性ガス生成触媒(８)の下寄り部を通過する液体燃料(１１)が、中心部から近い外周部と中心部とを偏りなく通過し、触媒反応熱による可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の不均一化が是正され、可燃性ガス生成触媒(８)の熱損傷を抑制することができる。
可燃性ガス生成触媒室(７)と可燃性ガス生成触媒(８)とは、下窄まりの円錐台形状となっている。
可燃性ガス生成触媒(８)の外周面(１４)と可燃性ガス生成器(１)の内周面(１５)との間には、断熱材(３４)を介在させている。
可燃性ガス生成触媒(８)は、触媒担体に触媒成分を担持させたもので、触媒担体には鉄クロム線を布状に織ったもの、またはコイル状に加工したものを円錐台形状に成型して用い、触媒成分にはロジウムを用いている。
【００２３】
図２に示すように、空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とを空燃混合室(９)に連通させ、可燃性ガス生成触媒(８)内に触媒温度検出手段(１９)の温度検出部(２０)を進入させ、触媒温度検出手段(１９)をエンジンＥＣＵ(２２)を介して空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)とに連携させ、触媒温度検出手段(１９)で検出した可燃性ガス生成触媒(８)の温度に基づいて、エンジンＥＣＵ(２２)が空気供給手段(１７)と液体燃料供給手段(１８)で空燃混合室(９)への空気(１０)と液体燃料(１１)との供給量を調節して、可燃性ガス生成触媒(８)の温度を調節する。
触媒入口部(１３)にヒータ(２８)を差し込み、このヒータ(２８)をエンジンＥＣＵ(２１)に連携させている。
【００２４】
ＤＰＦ再生の制御は、次のようにして行う。
図２に示すように、エンジンＥＣＵ(２２)は、ＰＭ堆積量推定手段(２３)とＰＭ再生制御手段(２４)とを備えている。
ＰＭ堆積量推定手段(２３)は、エンジンＥＣＵ(２２)の所定の演算部であり、エンジン負荷、エンジン回転数、ＤＰＦ上流側排気温度センサ(２５)による検出排気温度、ＤＰＦ上流側排気圧センサ(２６)によるＤＰＦ(３)上流側の排気圧、差圧センサ(２７)によるＤＰＦ(３)の上流と下流の差圧等に基づいて、予め実験的に求めたマップデータからＰＭ堆積量を推定する。
【００２５】
ＰＭ堆積量推定手段(２３)によりＰＭ堆積量推定値が所定の再生開始値に至ると、ＰＭ再生制御手段(２４)は、ヒータ(２８)を発熱させ、液体燃料ポンプ(２９)とブロワ(３０)のモータ(３１)とを駆動する。これにより、空燃混合室(９)に液体燃料(１１)と空気(１０)が供給され、可燃性ガス生成触媒(８)で可燃性ガス(２)が発生する。
可燃性ガス(２)の生成開始の初期には、所定時間、ヒータ(２８)を発熱させるが、可燃性ガス(２)の生成が開始されると、可燃性ガス生成触媒(８)は発熱反応によって温度が上昇するため、可燃性ガス(２)の生成が開始されてから所定時間経過した場合には、タイマによりヒータ(２８)の発熱を停止する。
可燃性ガス(２)には、必要に応じ、二次空気(３３)を供給する。
ＰＭ再生制御手段(２４)には、ＤＰＦ(３)の出口側排気温度センサ(３２)を連携させ、ＤＰＦ(３)の出口側温度が異常に高い場合には、緊急に再生を中止する。
【００２６】
第１実施形態で用いる可燃性ガス生成触媒(８)の構成は、次の通りである。
図１に示すように、可燃性ガス生成触媒(８)には触媒温度検出手段(１９)の進入部(１９ａ)を設けている。
可燃性ガス生成触媒(８)は、下窄まり形状とし、触媒入口部(１３)側の上寄り部よりも触媒出口部(８ｂ)側の下寄り部の方が、上下方向に伸びる中心軸線(８ａ)と直交する断面の面積が小さくなるようにしている。
触媒温度検出手段(１９)の進入部(１９ａ)は、可燃性ガス生成触媒(８)の径方向に向けた進入孔であり、ここに触媒温度検出手段(１９)の温度検出部(２０)を進入させている。
可燃性ガス生成触媒(８)の具体的形状は、円錐台形状である。
可燃性ガス生成触媒(８)の形状は、下窄まり形状であればよく、円錐台形状にではなく、多角錐台形状であってもよい。多角錐台形状としては、三角錐台形状、四角錐台形状等がある。
可燃性ガス生成触媒(８)の形状は、加工容易性、傾斜時の温度分布の均一性等の観点からは、円錐台形状が最も望ましい。
可燃性ガス生成触媒(８)は、一体構造で構成されている。可燃性ガス生成触媒(８)を一体構造で構成した場合には、部品点数を削減でき、組み立て性を大幅に改善できる利点がある。
可燃性ガス生成触媒(８)は、複数個に分割可能に構成されているものであってもよい。例えば、上下に分割可能な複数個の触媒部分で構成しても良く、上下に伸びる中心軸線(８ａ)に沿って縦に２分割された触媒部分で構成しても良い。
【００２７】
触媒担体は、前記の通り、鉄クロム線を布状に織ったもの、またはコイル状に加工したものを用いている。
触媒担体の素材は特に限定されるものではなく、セラミックや金属を用いることができるが、鉄系またはニッケル系の線状金属で成形したものを用いるのが望ましく、成型性、耐久性、製造容易性、コスト低廉等の観点からは、耐熱性の線状金属を布状に編み込んだものを用いるのが望ましい。
触媒成分としては、前記の通りロジウムを単独で用いている。
触媒成分としては、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムのうち、少なくとも一種のものを含んでいるものが望ましく、これらを単独または複数用いることができるが、ロジウムを単独で用いるのが最も望ましい。
【００２８】
図３に示す第２実施形態は、可燃性ガス生成触媒(８)の形状のみが第１実施形態と異なる。
この第２実施形態で用いる可燃性ガス生成触媒(８)も、第１実施形態で用いるものと同様、下窄まり形状であるが、円柱形状の触媒部分を上下方向に階段状に重ねた形状としている。
可燃性ガス生成触媒(８)の形状は、下窄まり形状であればよく、触媒部分の形状は、円柱形状ではなく、多角柱形状、円錐台形状、多角錐台形状であってもよい。多角柱形状としては、三角柱形状、四角柱形状等がある。多角錐台形状としては、三角錐台形状、四角錐台形状等がある。
可燃性ガス生成触媒(８)の円柱形状の複数個の触媒部分は、相互に分離可能であり、可燃性ガス生成触媒(８)は複数個に分割可能に構成されている。
【００２９】
図３に示す第２実施形態を用いて、傾斜時の可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布を確認する実験を行った。
図４に第２実施形態の実験方法と実験結果を示す。また、図５に比較例の実験方法と実験結果を示す。
第２実施形態の実験では、図４(Ａ)(Ｂ)に示すように、可燃性ガス生成触媒(８)の高い位置で、周方向９０°毎に前後左右に触媒温度検出手段(１９)を配置し、この可燃性ガス生成器(１)に、空気を２０Ｌ／ｍｉｎ、液体燃料となる軽油を２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で供給し、可燃性ガスを生成させ、可燃性ガス生成器(１)を傾斜させない場合と、傾斜させた場合のそれぞれについて、触媒温度検出手段(１９)で可燃性ガス生成触媒(８)の４箇所の温度を測定した。
比較例の実験でも、第２実施形態の実験例と同様、図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、可燃性ガス生成触媒(１０８)の高い位置で、周方向９０°毎に前後左右に触媒温度検出手段(１１９)を配置し、この可燃性ガス生成器(１０１)に、空気を２０Ｌ／ｍｉｎ、液体燃料となる軽油を２０ｍＬ／ｍｉｎの流量で供給し、可燃性ガスを生成させ、可燃性ガス生成器(１０１)を傾斜させない場合と、傾斜させた場合のそれぞれについて、触媒温度検出手段(１１９)で可燃性ガス生成触媒(１０８)の４箇所の温度を測定した。この比較例の可燃性ガス生成触媒(１０８)は円柱形状である。
【００３０】
比較例では、可燃性ガス生成器(１０１)を傾斜させない場合、すなわち図５(Ｃ)に示すように、可燃性ガス生成触媒(１０８)の中心軸線(１０８ａ)を垂直(０°)にした場合、図５(Ｄ)に示すように、４箇所の触媒温度検出手段(１１９)によって検出された最高温度と最低温度の温度偏差は２２７°Ｃで、可燃性ガス生成器(１０１)を傾斜した場合、すなわち図５(Ｃ)に示すように、可燃性ガス生成触媒(１０８)の中心軸線(１０８ａ)を右側に３０°傾けた場合、図５(Ｄ)に示すように、４箇所の触媒温度検出手段(１１９)によって検出された最高温度と最低温度の温度偏差は４５８°Ｃとなり、大幅に増加した。
これに対し、第２実施形態では、可燃性ガス生成器(１)を傾斜させない場合、すなわち図４(Ｃ)に示すように、可燃性ガス生成触媒(８)の中心軸線(８ａ)を垂直(０°)にした場合、図４(Ｄ)に示すように、４箇所の触媒温度検出手段(１９)によって検出された最高温度と最低温度の温度偏差は１５９°Ｃで、可燃性ガス生成器(１)を傾斜した場合、すなわち図４(Ｃ)に示すように、可燃性ガス生成触媒(８)の中心軸線(８ａ)を右側に３０°傾けた場合、図４(Ｄ)に示すように、４箇所の触媒温度検出手段(１９)によって検出された最高温度と最低温度の温度偏差は１００°Ｃに抑えられた。
これにより、下窄まり形状の可燃性ガス生成触媒(８)を用いた可燃性ガス生成器(１)では、傾斜時の可燃性ガス生成触媒(８)の温度分布の均一化が改善されることが確認された。
【符号の説明】
【００３１】
(１) 可燃性ガス生成器
(２) 可燃性ガス
(３) ＤＰＦ
(４) 可燃性ガス放出口
(５) 排気通路
(６) 排気
(７) 可燃性ガス生成触媒室
(８) 可燃性ガス生成触媒
(８ｂ) 触媒出口部
(９) 空燃混合室
(１０) 空気
(１１) 液体燃料
(１２) 空燃混合物
(１３) 触媒入口部
(１７) 空気供給手段
(１８) 液体燃料供給手段
(１９) 触媒温度検出手段
(２１) 制御手段
【図１】
2014055522.tif 000003
【図２】
2014055522.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014055522.tif 000006
【図５】
2014055522.tif 000007