(57)【要約】【課題】コンパクト化と浄化性能とを両立することができるエンジンの排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】ＤＯＣ２１ａと、このＤＯＣ２１ａの下流側に配設され且つ排気ガスを浄化処理するＤＰＦ２２ａとを備えたエンジン１の排気ガス浄化装置５において、ＤＯＣ２１ａを収容したケーシング３１の下流端とＤＰＦ２２ａを収容したケーシング３２の上流端とを接続する湾曲状の接続管２３と、ＤＯＣ２１ａとＤＰＦ２２ａとの間に配設された補助ＤＯＣ３３であって、ＤＰＦ２２ａのケーシング３２内のＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側位置に配設された補助ＤＯＣ３３とを備え、補助ＤＯＣ３３を通過した排気ガスが、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも接続管２３の湾曲中心Ｃ３側部分に流れるように構成する。これにより、補助ＤＯＣ３３で昇温された排気ガスをＤＰＦ２２ａの上側部分に供給する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化触媒手段と、この酸化触媒手段の下流側に配設され且つ排気ガスを浄化処理する浄化手段とを備えたエンジンの排気ガス浄化装置において、
前記酸化触媒手段を収容したケーシングの下流端と浄化手段を収容したケーシングの上流端とを接続する湾曲状の接続管と、
前記酸化触媒手段と浄化手段との間に配設された補助酸化触媒手段とを備え、
前記補助酸化触媒手段を通過した排気ガスが、前記浄化手段の中心軸よりも前記接続管の湾曲中心側部分に流れるように構成されたことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記浄化手段がパティキュレートフィルタであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記補助酸化触媒手段が前記浄化手段のケーシング内に配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記補助酸化触媒手段が前記接続管の途中部の湾曲中心側通路部分に配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記接続管が湾曲中心側通路部分とそれ以外の通路部分に仕切る仕切壁を設けたことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気ガス浄化装置に関し、特に酸化触媒手段と、この酸化触媒手段の下流側に配設され且つ排気ガスの熱を用いて排気ガスを浄化処理する浄化手段とを備えたエンジンの排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックやバス等に搭載されているディーゼルエンジン（内燃機関）から排出される排気ガス中にはカーボン粒子を主成分とした粒子状物質（Particulate Matter）が含まれているため、粒子状物質を多孔質セラミックの捕集フィルタを用いて捕捉するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）が実用に供されている。
このＤＰＦでは、粒子状物質、所謂煤がフィルタに堆積した場合、フィルタの目詰りを回避するために粒子状物質を燃焼させてＤＰＦを再生することが行われている。
【０００３】
再生方式として、ＤＰＦの上流側に酸化機能を有する触媒、例えば酸化触媒（DOC: Diesel Oxidation Catalyst）を配設し、粒子状物質を捕捉しながらフィルタの自己再生を行う再生方式が知られている。このような再生方式では、粒子状物質の堆積量が増加した場合、トルク発生のためのメイン燃料噴射後の膨張行程においてポスト燃料噴射を行い、未燃状態の燃料（ＨＣ）を排気通路に排出する。このＨＣが酸化触媒に到達すると、ＨＣが酸化反応して排気ガス温度を上昇させるため、フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼温度に達し、燃焼によって焼却除去される。
【０００４】
酸化触媒は活性化温度（約２５０〜３００℃）で酸化機能を発揮し、粒子状物質は約６００℃で燃焼するため、排気ガス経路を短縮化することによって外部への放熱を抑制し、排気ガスの熱をＤＰＦ再生に有効利用している。
特許文献１のエンジンの排気ガス浄化装置は、エンジン近傍に配置された酸化触媒と、この酸化触媒に平行且つ隣接状に配設されたＤＰＦと、酸化触媒の下流端とＤＰＦの上流端とを接続する略Ｕ字状の接続管と、ＤＰＦの前部側領域とＤＰＦの下部側で且つディーゼルエンジンの上方側略全領域を覆う遮熱板とを備えている。
【０００５】
一般に、酸化触媒とＤＰＦとを同軸上に直列接続した場合、ＤＰＦの上流端側中心部分には多量の排気ガスが供給され、ＤＰＦの上流端側外周部分には少量の排気ガスしか供給されないため、ＤＰＦの上流端側外周部分に捕捉された粒子状物質が焼却除去され難い。
そこで、特許文献２のエンジンの排気ガス浄化装置は、粒子状物質を捕捉可能なフィルタを収容したシェル（ケーシング）内にコーンデフレクタを設け、このコーンデフレクタが排気ガスの流れ方向下流側程拡径する円錐形状に形成されている。これにより、コーンデフレクタは排気ガスをフィルタの外周部分に誘導し、排気ガスが後縁部に到達すると、排気ガスは低圧である中心部分へ流れるため、乱流を引き起こし、排気ガスをフィルタに対して一様に分配している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−７５３６号公報
【特許文献２】特表２００７−５１４１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のエンジンの排気ガス浄化装置は、ＤＰＦに導入される排気ガス温度の低下を抑制してＤＰＦ内部の温度を高温に維持するため、ＤＯＣによる酸化反応の熱とエンジンから排出された排気ガスの熱との双方を利用してＤＰＦに捕捉された粒子状物質を燃焼により除去することが可能である。
しかし、特許文献１のエンジンの排気ガス浄化装置では、フィルタに堆積された粒子状物質が、ＤＰＦに捕捉された位置によってその堆積量が不均一になる、所謂偏積を生じ、ＤＰＦの再生性能が低下する虞がある。
【０００８】
即ち、酸化触媒装置の下流端とＤＰＦの上流端とを接続する接続管が略Ｕ字状に形成されている場合、接続管を流れる排気ガスに接続管の湾曲中心からの距離に応じて慣性力が作用するため、接続管の湾曲中心側部分を流れる排気ガスは、それ以外を流れる排気ガスよりも流速が遅くなる。
それ故、ＤＰＦ再生時、接続管の湾曲中心から離隔した（接続管の湾曲中心と反対側）フィルタ部分に堆積した粒子状物質には大量の排気ガスが供給され、排気ガスから粒子状物質の燃焼に必要な熱が伝達される。これに対し、接続管の湾曲中心側フィルタ部分に堆積した粒子状物質には少量の排気ガスしか供給されず、粒子状物質は燃焼温度まで昇温されないため、粒子状物質がＤＰＦに残留し、接続管の湾曲中心側フィルタ部分に集中して堆積量が増加する。
【０００９】
粒子状物質が接続管の湾曲中心側フィルタ部分に集中して堆積した場合、排気ガスの流路抵抗の増加によって、燃費悪化を招く虞があり、エンジンの運転状態により堆積した粒子状物質が一気に燃焼することがあるため、過剰燃焼によりＤＰＦが溶損する虞もある。
特許文献１のエンジンの排気ガス浄化装置に排気ガスの流れを均一化する特許文献２の技術を適用することも考えられるものの、浄化性能確保の観点で十分な対策とは言い難い。
【００１０】
特許文献２のエンジンの排気ガス浄化装置は、コーンデフレクタによって排気ガスをフィルタの外周部分に誘導するため、排気ガスの熱が不足するフィルタの外周部分に排気ガスを積極的に供給することができる。
しかし、特許文献２のエンジンの排気ガス浄化装置では、ケーシング内にＤＰＦとこのＤＰＦと略同径のコーンデフレクタを収容するため、ケーシングが大型化する虞がある。
また、コーンデフレクタが排気ガスをフィルタの外周部分に誘導するため、誘導途中で排気ガスの熱がコーンデフレクタに伝達され、フィルタに供給される排気ガス量に比べて熱が少なくなるという虞もある。
【００１１】
本発明の目的は、コンパクト化と浄化性能とを両立できるエンジンの排気ガス浄化装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１のエンジンの排気ガス浄化装置は、酸化触媒手段と、この酸化触媒手段の下流側に配設され且つ排気ガスを浄化処理する浄化手段とを備えたエンジンの排気ガス浄化装置において、前記酸化触媒手段を収容したケーシングの下流端と浄化手段を収容したケーシングの上流端とを接続する湾曲状の接続管と、前記酸化触媒手段と浄化手段との間に配設された補助酸化触媒手段とを備え、前記補助酸化触媒手段を通過した排気ガスが、前記浄化手段の中心軸よりも前記接続管の湾曲中心側部分に流れるように構成されたことを特徴としている。
【００１３】
このエンジンの排気ガス浄化装置では、湾曲状の接続管が酸化触媒手段を収容したケーシングの下流端と浄化手段を収容したケーシングの上流端とを接続するため、直列状に配置された酸化触媒手段と浄化手段とをエンジンの近傍に配設することができ、配管の短縮化によりエンジンから排出された排気ガスの熱を酸化処理や浄化処理に利用することができる。しかも、補助酸化触媒手段を通過した排気ガスを浄化手段の中心軸よりも接続管の湾曲中心側部分に流すため、少量の排気ガスしか供給されない浄化手段の中心軸よりも接続管の湾曲中心側部分に昇温された排気ガスを供給でき、浄化手段の浄化性能を高くすることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記浄化手段がパティキュレートフィルタであることを特徴としている。
これにより、コンパクト化と粒子状物質を捕捉するパティキュレートフィルタの再生性能とを両立することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記補助酸化触媒手段が前記浄化手段のケーシング内に配設されたことを特徴としている。
これにより、接続管を大型化することなく、ケーシングのデッドスペースを利用して補助酸化触媒手段を収容することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記補助酸化触媒手段が前記接続管の途中部の湾曲中心側通路部分に配設されたことを特徴としている。
これにより、接続管の排気ガス通路を利用して補助酸化触媒手段を収容することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記接続管が湾曲中心側通路部分とそれ以外の通路部分に仕切る仕切壁を設けたことを特徴としている。
これにより、補助酸化触媒手段を通過した排気ガスを浄化手段の狙いとする部分に精度よく供給することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のエンジンの排気ガス浄化装置によれば、コンパクト化と浄化性能とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態における、エンジンに付設された吸気装置及び排気装置の各構成を示す概略図である。
【図２】排気ガス浄化装置の要部縦断面図である。
【図３】排気ガス量を増加したときの煤の除去特性と排気ガス温度を増加したときの煤の除去特性との比較グラフである。
【図４】ＤＰＦの軸心直交方向の断面図である。
【図５】本実施形態と従来構造との比較検証結果を示すグラフである。
【図６】本実施形態と従来構造との比較検証結果を示す別のグラフである。
【図７】変形例に係る図２相当図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】変形例に係る図２相当図である。
【図１０】図９のX−X線断面図である。
【図１１】接続管の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００２１】
まず、エンジン１に付設された各構成の概略について説明する。
図１に、エンジン１と、これに付設されている吸気装置２及び排気装置３の各構成を示す。エンジン１は、自動車に搭載される直列４気筒のディーゼルエンジンであり、その内部に、燃料と吸気との混合気を燃焼させて動力を取り出す４つのシリンダ１ａが列状に配置されている。尚、燃料の供給系統については図示を省略している。
【００２２】
エンジン１には、吸気ポート１ｂと排気ポート１ｃとが、シリンダ１ａ毎に２つずつ設けられている。各吸気ポート１ｂは、吸気装置２に接続されており、吸気装置２及び各吸気ポート１ｂを通じて各シリンダ１ａに吸気が導入される。各排気ポート１ｃは、排気装置３に接続されており、排気装置３及び各排気ポート１ｃを通じて各シリンダ１ａで発生した排気が導出され、清浄化等の処理がなされた後、大気中に排出される。
【００２３】
吸気装置２の吸気通路における最上流部位には、エアクリーナ７が配置されている。エアクリーナ７は、外気から塵や埃を除去して、清浄にした空気（吸気）を吸気通路に導入する。エアクリーナ７の下流側は第１吸気配管２ａを介して過給機８に接続されており、吸気は、過給機８に備えられたコンプレッサ８ａで過給される。過給機８の下流側は、第２吸気配管２ｂを介して吸気ユニット４に接続されている。吸気ユニット４の下流側は第３吸気配管２ｃを介して吸気ポート１ｂに接続されている。吸気ユニット４には、チャンバ（図示略）やインタークーラ（図示略）、バルブユニット６等が一体的にユニット化されている。
【００２４】
排気装置３には、各排気ポート１ｃに連結された第１排気配管３ａが備えられており、各シリンダ１ａで発生する排気は、第１排気配管３ａに導入される。第１排気配管３ａの下流側は、過給機８に接続されている。過給機８には、排気を利用して作動するタービン８ｂが備えられており、コンプレッサ８ａは、このタービン８ｂによって駆動されている。
過給機８の下流側に連なる第２排気配管３ｂには、排気ガス浄化装置５が配置されている。排気ガス浄化装置５の下流側に連なる第３排気配管３ｃは、サイレンサ９に接続されている。このサイレンサ９の出口は、大気中に開放されており、排気装置３に導入された排気は、この出口から外部に排出される。第３排気配管３ｃの上流側端部には、第２排圧センサ１６が設けられている。
【００２５】
このエンジン１の排気装置３には、高圧ＥＧＲ装置１１と、低圧ＥＧＲ装置１２とが備えられている。高圧ＥＧＲ装置１１は、吸気に高圧ＥＧＲガスを導入する装置である。排気ガスが、過給機８、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）装置２１、及びＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）装置２２を通過して減圧及び清浄化される前に、高圧ＥＧＲ装置１１は、これら過給機８等の上流側から、吸気通路２の下流側の高圧部位（第３吸気配管２ｃ）に排気を還流させる。
高圧ＥＧＲ装置１１は、高圧ＥＧＲ配管１１ａ、高圧ＥＧＲクーラ１１ｂ、高圧ＥＧＲバルブ１１ｃなどで構成されている。
【００２６】
高圧ＥＧＲ配管１１ａは、その上流側の一端が第１排気配管３ａに接続され、各シリンダ１ａから導出された直後の排気の一部を取り込む。高圧ＥＧＲ配管１１ａの下流側の他端は、吸気ユニット４の下流側の第３吸気配管２ｃに設けられた第１ガス導入口１３に接続されている。
高圧ＥＧＲクーラ１１ｂは、高圧ＥＧＲ配管１１ａを流れる高圧ＥＧＲガスを冷却する。高圧ＥＧＲバルブ１１ｃは、高圧ＥＧＲ配管１１ａを流れる高圧ＥＧＲガスの流量を調整する。冷却及び流量調整が行われた高圧ＥＧＲガスは、第１ガス導入口１３を通じて吸気に合流する。
【００２７】
低圧ＥＧＲ装置１２は、吸気に低圧ＥＧＲガスを導入する装置である。排気ガスが、過給機８、ＤＯＣ装置２１、及びＤＰＦ装置２２を通過して減圧及び清浄化された後に、低圧ＥＧＲ装置１２は、これら過給機８等の下流側から、吸気通路の上流側の低圧部位（第１吸気配管２ａ）に排気を還流させる。低圧ＥＧＲ装置１２は、低圧ＥＧＲ配管１２ａ、低圧ＥＧＲクーラ１２ｂ、低圧ＥＧＲバルブ１２ｃなどで構成されている。
【００２８】
低圧ＥＧＲ配管１２ａは、その上流側の一端が第３排気配管３ｃに接続され、減圧及び清浄化されて外部に排出される前の排気の一部を取り込む。低圧ＥＧＲ配管１２ａの下流側の他端は、過給機８よりも上流側に位置する第１吸気配管２ａに設けられた第２ガス導入口１４に接続されている。低圧ＥＧＲクーラ１２ｂは、低圧ＥＧＲ配管１２ａを流れる低圧ＥＧＲガスを冷却する。低圧ＥＧＲバルブ１２ｃは、低圧ＥＧＲ配管１２ａを流れる低圧ＥＧＲガスの流量を調整する。冷却及び流量調整が行われた低圧ＥＧＲガスは、第２ガス導入口１４を通じて吸気に合流する。
【００２９】
次に、排気ガス浄化装置５の具体的構成について説明する。
図１，図２に示すように、排気ガス浄化装置５は、排気中のＣＯやＨＣを除去する円柱状のＤＯＣ２１ａ（酸化触媒手段）を収容したＤＯＣ装置２１と、排気中の粒子状物質を除去する円柱状のＤＰＦ２２ａ（浄化手段）と補助ＤＯＣ３３（補助酸化触媒手段）とを収容したＤＰＦ装置２２と、ＤＯＣ装置２１とＤＰＦ装置２２と直列状に連結する接続管２３とを備えている。
尚、上記ＤＯＣ２１ａは円柱状でなくても良く、任意に形状を設定できる。
【００３０】
ＤＯＣ装置２１は、エンジン１の近傍位置にその軸心Ｃ１が略水平になるように配設され、エンジン１の側壁にブラケットを介して固定されている。
ＤＯＣ２１ａは、ＤＯＣ装置２１と共通の軸心Ｃ１を有し、エンジン１の排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化させてＣＯ２、Ｈ２Ｏ及び熱エネルギを生成する。このＤＯＣ２１ａは、排気ガスの流れ方向に沿って開口する筒状のケーシング３１に収容され、ハニカム形状の担体に触媒金属（例えばＰｔ，Ｐｄ等）を担持させて構成される。
【００３１】
ＤＰＦ装置２２は、ＤＯＣ装置２１の下側においてエンジン１の側壁にブラケットを介して固定されている。ＤＰＦ装置２２は、ＤＯＣ装置２１と略平行且つ隣接状に配設され、その上流端が接続管２３を介してＤＯＣ装置２１の下流端に接続されている。
ＤＰＦ２２ａは、ＤＰＦ装置２２と共通の軸心Ｃ２（中心軸）を有し、エンジン１の排気ガス中に含まれる煤等の粒子状物質を捕集するための、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）やコーディエライト等の耐熱性セラミック材によって形成されたウォールフロー型フィルタによって形成された三次元網目状フィルタと、貴金属としてＰｔを含有する触媒とで構成される。このＤＰＦ２２ａは、排気ガスの流れ方向に沿って開口する筒状のケーシング３２に収容され、ケーシング３２の上流側端部から下流側へ所定距離離隔した位置に配設されている。
【００３２】
補助ＤＯＣ３３は、補助ＤＯＣ３３を通過した排気ガスが、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分に流れるように、ＤＰＦ２２ａの上流側端部とケーシング３２の上流側端部との途中部で且つＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側位置に配設されている。
補助ＤＯＣ３３は、断面半円形状に形成され、ＤＯＣ２１ａと同じ組成である。これにより、ケーシング３２の上流端側部分のデッドスペースを利用して補助ＤＯＣ３３を収容している。補助ＤＯＣ３３の断面形状は、半円形状に限られず、任意に設定することができる。
排気ガスの流れ方向に直交する補助ＤＯＣ３３の断面積をＳａ、排気ガスが流れる通路（ケーシング３２）の断面積をＳｂとしたとき、補助ＤＯＣ３３は、Ｓａ≦Ｓｂを満たすように形成されている。
また、補助ＤＯＣ３３の断面積Ｓａは、流速の速い部分の流れを妨げないように、Ｓａ≦Ｓｂ／２に設定することが好ましい。
【００３３】
接続管２３は、湾曲部分２３ａを有する略Ｕ字状に形成されている。
接続管２３の湾曲部分２３ａの湾曲中心Ｃ３は、ＤＯＣ装置２１の軸心Ｃ１とＤＰＦ装置２２の軸心Ｃ２との間の高さ位置になるように設定されている。接続管２３の下流側端部には、第１排圧センサ１５が設けられている。
【００３４】
エンジン１は、第１排圧センサ１５で検出したＤＰＦ２２ａの上流側の排気ガス圧力と第２排圧センサ１６で検出したＤＰＦ２２ａの下流側の排気ガス圧力との差圧によってＤＰＦ２２ａに捕捉された粒子状物質の堆積量を評価し、この差圧が所定圧力以上になることをもってＤＰＦ２２ａの再生条件成立と判定している。ＤＰＦ２２ａの再生条件成立と判定されたとき、エンジン１は、各インジェクタ（図示略）から各シリンダ１ａの膨張行程で燃焼に寄与しない（トルクを発生しない）ポスト燃料噴射を実行している。
【００３５】
次に、上記エンジン１の排気ガス浄化装置５の予測される効果について、図３〜図６に基づいて検証結果を説明する。
まず、検証の前に、排気ガス量（流速）を２倍にしたときの煤の除去特性Ｌ１と、除去特性Ｌ１のときの１／２の排気ガス量で排気ガス温度を５０℃上昇させたときの煤の除去特性Ｌ２とを計算にて求めた。
図３に示した除去特性Ｌ１，Ｌ２は、捕捉した煤（粒子状物質）を５０％燃焼除去するために必要な燃焼レート（速度）を示している。
【００３６】
図３に示すように、除去特性Ｌ１において、煤が燃焼する６００℃では燃焼速度Ｔ１であるのに対して、排気ガス量が除去特性Ｌ１の半分である除去特性Ｌ２が６５０℃のとき、燃焼速度Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）である。
即ち、補助ＤＯＣ３３をＤＰＦ２２ａの上流側に配設することにより、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分を通過する排気ガスの流路抵抗が増加するが、煤の除去特性に対しては排気ガス温度を上昇させる方が排気ガス量を増加させるよりも有効であることが分かる。
【００３７】
次に、検証のための前提条件を説明する。
図４に示すように、ＤＰＦ２２ａは、軸心Ｃ２に対して平行な１２個のセグメントＡ〜Ｌを接着して形成され、各セグメントＡ〜Ｌは、軸心Ｃ２方向に延びる複数の隔壁で夫々区分されると共に交互に配置された複数の前端開放セルと後端開放セルから夫々構成されている。
ＤＰＦ２２ａを、軸心Ｃ２方向に４分割し、セグメントＡ〜Ｌの分割領域毎に各々堆積した煤の堆積量の平均値を各セグメントＡ〜Ｌに残存する残存量として計算した。
【００３８】
補助ＤＯＣ３３を省略した従来構造について、水平線Ｘ１に沿って隣接するセグメントＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの残存傾向α１と、水平線Ｘ２に沿って隣接するセグメントＧ，Ｈ，Ｉ，Ｊの残存傾向α２と、鉛直線Ｙ１に沿って隣接するセグメントＡ，Ｄ，Ｈ，Ｋの残存傾向β１と、鉛直線Ｙ２に沿って隣接するセグメントＢ，Ｅ，Ｉ，Ｌの残存傾向β２とを夫々求めた。
また、補助ＤＯＣ３３を設けた本実施形態について、水平線Ｘ１に沿って隣接するセグメントＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの残存傾向α３と、鉛直線Ｙ１に沿って隣接するセグメントＡ，Ｄ，Ｈ，Ｋの残存傾向β３とを夫々求めた。
尚、便宜上、縦壁部３３を設けた場合のセグメントＤ，Ｅの残存量をｘとして他のセグメントの残存量を計算している。
【００３９】
図５に示すように、補助ＤＯＣ３３を省略した場合、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分（接続管３３の湾曲中心Ｃ３側部分）に堆積した煤には、少量の排気ガスしか供給されず、煤が燃焼温度まで昇温されないため、軸心Ｃ２よりも下側部分よりも煤がＤＰＦ２２ａに残留している。
また、ＤＰＦ２２ａの径方向外側部分は、排気ガスの熱がケーシング３２等によって奪われるため、径方向内側部分に比べて煤の残存量が多くなっている。
補助ＤＯＣ３３を設けた場合、補助ＤＯＣ３３を通過した排気ガス温度が酸化反応によって上昇するため、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分に堆積した煤に熱を供給でき、燃焼させることができる。特に、ＤＰＦ２２ａの径方向内側部分よりもＤＰＦ２２ａの径方向外側部分の改善効果が顕著になる。
【００４０】
図６に示すように、補助ＤＯＣ３３を省略した場合、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分には、下側部分に比べて多くの煤が残留していることが分かる。残存傾向α１と残存傾向α２とは、構造的に、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２に対して左右対称構造であるため、略同様の傾向を示している。
特に、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分の改善効果は、ＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも下側部分の改善効果よりも顕著である。
【００４１】
このエンジン１の排気ガス浄化装置５によれば、湾曲状の接続管２３がＤＯＣ２１ａの下流端とＤＰＦ２２ａの上流端とを接続するため、直列状に配置されたＤＯＣ２１ａとＤＰＦ２２ａとをエンジン１の近傍に配設することができ、配管の短縮化によりエンジン１から排出された排気ガスの熱を酸化処理や浄化処理に利用することができる。しかも、補助ＤＯＣ３３を通過した排気ガスをＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分に流すため、少量の排気ガスしか供給されないＤＰＦ２２ａの軸心Ｃ２よりも上側部分に昇温された排気ガスを供給でき、ＤＰＦ２２ａの浄化性能を高くすることができる。
【００４２】
浄化手段が粒子状物質を捕捉するパティキュレートフィルタであるため、コンパクト化と粒子状物質を捕捉するパティキュレートフィルタの再生性能とを両立することができる。
補助ＤＯＣ３３がケーシング３２内に配設されたため、接続管２３を大型化することなく、ケーシング２３のデッドスペースを利用して補助ＤＯＣ３３を収容することができる。
【００４３】
次に、図７，図８に基づき、排気ガス浄化装置の変形例について説明する。尚、前記実施形態と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。
前記排気ガス浄化装置５では、補助ＤＯＣ３３をケーシング３２内に配設した例を説明したが、本排気ガス浄化装置５Ａでは、接続管２３の途中部に補助ＤＯＣ３３Ａを配設している。
【００４４】
図７に示すように、ＤＰＦ装置２２Ａは、ＤＯＣ装置２１の下側においてエンジン１の側壁にブラケットを介して固定されている。ＤＰＦ装置２２Ａは、ＤＯＣ装置２１と略平行且つ隣接状に配設され、その上流端が接続管２３を介してＤＯＣ装置２１の下流端に接続されている。ＤＰＦ２２ｂは、ＤＰＦ装置２２Ａと共通の軸心Ｃ２を有し、排気ガスの流れ方向に沿って開口する筒状のケーシング３２に収容され、ケーシング３２の上流端部分に配設されている。
【００４５】
補助ＤＯＣ３３Ａは、湾曲部分２３ａの中間部において湾曲中心Ｃ３側通路部分に配設されている。
図８に示すように、補助ＤＯＣ３３Ａは、断面半円形状に形成され、補助ＤＯＣ３３Ａを通過した排気ガスがＤＰＦ２２ｂの軸心Ｃ２よりも上側部分に流れるように構成されている。
これにより、接続管２３の排気ガス通路を利用して補助ＤＯＣ３３Ａを収容することができ、排気ガス浄化装置５Ａのコンパクト化を図ることができる。
【００４６】
次に、図９〜図１１に基づき、排気ガス浄化装置の別の変形例について説明する。
本排気ガス浄化装置５Ｂでは、接続管２３Ａに通路部分を仕切る仕切壁２３ｃを設けている。
【００４７】
図９，図１０に示すように、接続管２３Ａは、湾曲部分２３ａを有する略Ｕ字状に形成され、パイプ状の筒部２３ｂと、この筒部２３ｂの軸心を境界にして湾曲中心Ｃ３側通路部分とそれ以外の部分に全長に亙って仕切る仕切壁２３ｃとを備えている。
補助ＤＯＣ３３Ｂは、湾曲部分２３ａの中間部において湾曲中心Ｃ３側通路部分に配設され、補助ＤＯＣ３３Ｂを通過した排気ガスがＤＰＦ２２ｂの軸心Ｃ２よりも上側部分に流れるように構成されている。
【００４８】
前記変形例では、接続管２３Ａを仕切壁２３ｃによって湾曲中心Ｃ３側通路部分とそれ以外の部分とに仕切った例を説明したが、接続管２３Ｂを湾曲中心Ｃ３側の内側接続管２４とそれ以外の部分の外側接続管２５とによって構成することも可能である。
図１１に示すように、接続管２３Ｂは、湾曲中心Ｃ３を有する略Ｕ字状の内側接続管２４と、この内側接続管２４の外側に配置された湾曲中心Ｃ３を有する略Ｕ字状の外側接続管２５とを連結部材２６によって連結して構成している。
補助ＤＯＣ３３Ｃは、内側接続管２４の中間部を閉塞するように配設され、補助ＤＯＣ３３Ｃを通過した排気ガスがＤＰＦ２２ｂの軸心Ｃ２よりも上側部分に流れるように構成されている。
【００４９】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、ディーゼルエンジンにＤＯＣとＤＰＦとを搭載した例を説明したが、少なくとも酸化触媒手段と排気ガスの熱を用いて排気ガスを浄化処理する浄化手段とを備えたエンジンであれば適用できるため、ディーゼルエンジンに限ることなく、ガソリンエンジンに適用しても良い。
【００５０】
２〕前記実施形態においては、ＤＯＣとＤＰＦとを略水平状且つ隣接状に配設した例を説明したが、少なくともＤＯＣを通過した排気ガスがＤＰＦに進入するとき、流速の差異に伴って捕捉される煤が偏在（偏積）する排気ガス浄化装置に適用することが可能である。
従って、ＤＯＣとＤＰＦとを接続する接続管が湾曲部分を有する配置、例えば、ＤＯＣの軸心とＤＰＦの軸心とが所定の角度で交差するような配置、或いはＤＯＣとＤＰＦとを略鉛直状且つ隣接状に配設した排気ガス浄化装置に適用しても良い。
【００５１】
３〕前記実施形態においては、補助ＤＯＣをケーシングの上半部に応じた領域に配設し、また、補助ＤＯＣを接続管の湾曲中心側半部に応じた領域に配設した例を説明したが、少なくとも補助ＤＯＣを通過した排気ガスがＤＰＦの軸心よりも接続管の湾曲中心側にガス当りすれば良く、期待する浄化仕様に応じて補助ＤＯＣの大きさや形状を任意に設定しても良い。
【００５２】
４〕前記実施形態においては、ターボ過給機のコンプレッサによる吸引力を用いて排気ガスを吸引する例を説明したが、他の種類の過給機の吸引力を用いても良く、また、吸気ポート近傍の吸気負圧を用いることも可能である。
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【００５３】
１                            エンジン
５，５Ａ，５Ｂ                排気ガス浄化装置
２１ａ                        ＤＯＣ
２２ａ，２２ｂ                ＤＰＦ
２３，２３Ａ，２３Ｂ          接続管
２３ｃ                        仕切壁
３１                          （ＤＯＣ）ケーシング
３２                          （ＤＰＦ）ケーシング
３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ  補助ＤＯＣ
Ｃ２                          （ＤＰＦ）軸心
Ｃ３                          湾曲中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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