(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料供給源(１)からガス生成器(２)に液体燃料(３)を供給し、このガス生成器(２)で液体燃料(３)を可燃性ガス(４)とし、このガス生成器(２)の可燃性ガス導出管(５)を、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(６)の上流で排気経路(７)に連通させ、このフィルタ(６)の上流で排気経路(７)中に酸化触媒(８)(５７)を配置し、可燃性ガス(４)を酸化触媒(８)(５７)で燃焼させ、その燃焼熱で加温された排気(９)で上記フィルタ(６)に溜まった排気微粒子を燃焼させることができるようにした、ディーゼルエンジンの排気装置において、
可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)を排気経路(７)内に配置し、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)に金属筒(１０)を配置し、金属筒(１０)内に酸化触媒(８)を配置し、酸化触媒(８)の上流側で空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)を開口し、酸化触媒(８)の上流側で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが合流するようにし、酸化触媒(８)で発生した可燃性ガス(４)の燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気経路(７)の排気(９)に放熱され、この放熱で加熱された排気(９)が酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)と混合するようにし、
排気経路(７)内で、前記金属筒(１０)の外周に沿って金属筒(１０)と同心状の外筒(５０)を設け、金属筒(１０)と外筒(５０)との間に排気加熱通路(５１)を設け、この排気加熱通路(５１)を排気経路(７)の排気(９)の一部が通過するとともに、酸化触媒(８)で発生した燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにし、
前記外筒(５０)を可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)で構成した、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)と金属筒(１０)の軸長方向を排気経路(７)の軸長方向に沿わせ、酸化触媒(８)の下流側で、金属筒(１０)内を酸化触媒下流室(１４)とし、この酸化触媒下流室(１４)の出口開口(１４ａ)と可燃性ガス導出管(５)の終端開口(５ｂ)とを排気経路(７)の下流側に向けた、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
酸化触媒(８)の加温状態を検出する温度検出手段(１７)を設け、空気供給通路(１２)に空気調量弁(１８)を配置し、この空気調量弁(１８)を制御手段(１９)を介して温度検出手段(１７)に連携させ、温度検出手段(１７)の検出温度に基づいて、制御手段(１９)が空気調量弁(１８)の開度を調節し、酸化触媒(８)の温度を所定範囲内に維持するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
ガス生成器(２)で液体燃料(３)を気化させることにより、この液体燃料(３)を可燃性ガス(４)にするようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
ガス生成器(２)で液体燃料(３)を部分酸化させることにより、この液体燃料(３)を一酸化炭素と水素とを含む可燃性ガス(４)に改質するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
前記外筒(５０)を金属で構成し、外筒(５０)と金属筒(１０)とを熱伝導可能に連結し、酸化触媒(８)で発生した燃焼熱が外筒(５０)の内周面からも排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)と酸化触媒(８)との間に、絞り孔(５２)と膨張室(５３)とを交互に配置した空気混合通路(５４)を配置し、この空気混合通路(５４)で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが混合するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気装置において、
前記フィルタ(６)の上流で、金属筒(１０)の下流に下流側酸化触媒(５７)を配置し、金属筒(１０)から放出された可燃性ガス(４)を下流側酸化触媒(５７)で燃焼させるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【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装置に関し、詳しくは、可燃性ガスの燃焼を確実に行うことができ、酸化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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のディーゼルエンジンの排気装置として、本発明と同様、液体燃料供給源からガス生成器に液体燃料を供給し、このガス生成器で液体燃料を可燃性ガスとし、このガス生成器の可燃性ガス導出管を、ディーゼル・パティキュレート・フィルタの上流で排気経路に連通させ、このフィルタの上流で排気経路中に酸化触媒を配置し、可燃性ガスを酸化触媒で燃焼させ、その燃焼熱で加温された排気で上記フィルタに溜まった排気微粒子を燃焼させることができるようにしたものがある。
しかし、従来のディーゼルエンジンの排気装置では、可燃性ガスが排気に含まれる酸素のみで燃焼されるようにしているうえ、可燃性ガスの着火手段もないため、問題がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３９７３４号公報(図１、図２参照)
【特許文献２】特開２００８−１９７９６号公報(図２、図３参照)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》  可燃性ガスの燃焼が行われない場合がある。
可燃性ガスが排気に含まれる酸素のみで燃焼されるため、排気中の酸素が不足する場合には、可燃性ガスの燃焼が行われない場合がある。
【０００５】
《問題》  酸化触媒が熱損傷することがある。
排気中の酸素の濃度分布は不均一であるため、酸化触媒中に局部的な高温燃焼部分が発生しやすく、酸化触媒が熱損傷することがある。
【０００６】
《問題》  排気温度が低い場合には、排気と混合された可燃性ガスが燃焼しない場合がある。
可燃性ガスの着火手段がないため、排気温度が低い場合には、排気と混合された可燃性ガスが燃焼しない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決することができるディーゼルエンジンの排気装置、すなわち、可燃性ガスの燃焼を確実に行うことができ、酸化触媒の熱損損傷を防止することができるディーゼルエンジンの排気装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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２に例示するように、液体燃料供給源(１)からガス生成器(２)に液体燃料(３)を供給し、このガス生成器(２)で液体燃料(３)を可燃性ガス(４)とし、このガス生成器(２)の可燃性ガス導出管(５)を、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(６)の上流で排気経路(７)に連通させ、このフィルタ(６)の上流で排気経路(７)中に酸化触媒(８)(５７)を配置し、可燃性ガス(４)を酸化触媒(８)(５７)で燃焼させ、その燃焼熱で加温された排気(９)で上記フィルタ(６)に溜まった排気微粒子を燃焼させることができるようにした、ディーゼルエンジンの排気装置において、
図３(Ａ)に例示するように、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)を排気経路(７)内に配置し、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)に金属筒(１０)を配置し、金属筒(１０)内に酸化触媒(８)を配置し、酸化触媒(８)の上流側で空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)を開口し、酸化触媒(８)の上流側で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが合流するようにし、酸化触媒(８)で発生した可燃性ガス(４)の燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気経路(７)の排気(９)に放熱され、この放熱で加熱された排気(９)が酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)と混合するようにし、
排気経路(７)内で、前記金属筒(１０)の外周に沿って金属筒(１０)と同心状の外筒(５０)を設け、金属筒(１０)と外筒(５０)との間に排気加熱通路(５１)を設け、この排気加熱通路(５１)を排気経路(７)の排気(９)の一部が通過するとともに、酸化触媒(８)で発生した燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにし、
前記外筒(５０)を可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)で構成した、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気装置。
【発明の効果】
【０００９】
（請求項１に係る発明）
《効果》  可燃性ガスの燃焼を確実に行うことができる。
図３(Ａ)に例示するように、酸化触媒(８)の上流側で空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)を開口し、酸化触媒(８)の上流側で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが合流するようにしたので、排気(９)中の酸素量が少ない場合でも、可燃性ガス(４)の燃焼を確実に行うことができる。
【００１０】
《効果》  酸化触媒の熱損傷を抑制することができる。
供給空気(１３)中の酸素の濃度分布は均一であるため、酸化触媒(８)中に局部的な高温燃焼部分が発生しにくく、これに起因する酸化触媒(８)の熱損傷を抑制することができる。
【００１１】
《効果》  排気温度が低い場合でも、排気に混合された可燃性ガスを確実に燃焼させることができる。
図３(Ａ)に例示するように、酸化触媒(８)で発生した可燃性ガス(４)の燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気経路(７)の排気(９)に放熱され、この放熱で加熱された排気(９)が酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)と混合するようにしたので、排気(９)の温度が低い場合でも、金属筒(１０)の外周面からの放熱で排気(９)の温度を高め、排気(９)に混合された可燃性ガス(４)を確実に燃焼させることができる。
《効果》  排気温度が低い場合でも、排気に混合される可燃性ガスを確実に燃焼させることができる。
図３(Ａ)に例示するように、排気加熱通路(５１)を排気経路(７)の排気(９)の一部が通過するとともに、酸化触媒(８)で発生した燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにしたので、排気(９)の温度が低い場合でも、金属筒(１０)の外周面で排気(９)の一部に集中的に放熱を行い、その温度を高めることができ、その排気(９)に混合される可燃性ガス(４)を確実に燃焼させることができる。
《効果》  部品点数を少なくすることができる。
図３(Ａ)に例示するように、前記外筒(５０)を可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)で構成したので、これらを別部品として用意する必要がなく、部品点数を少なくできる。
【００１２】
（請求項２に係る発明）
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》  排気経路の内径が不要に大きくなることがない。
図３(Ａ)に例示するように、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)と金属筒(１０)の軸長方向を排気経路(７)の軸長方向に沿わせたので、排気経路(７)の内径が不要に大きくなることがない。
【００１３】
《効果》  排気脈動による可燃性ガスの着火不良が起こりにくい。
図３(Ａ)に例示するように、放熱部となる金属筒(１０)の軸長方向を排気経路(７)の軸長方向に沿わせ、酸化触媒(８)の下流側で、金属筒(１０)内を酸化触媒下流室(１４)とし、この酸化触媒下流室(１４)の出口開口(１４ａ)と可燃性ガス導出管(５)の終端開口(５ｂ)とを排気経路(７)の下流側に向けたので、金属筒(１０)と酸化触媒下流室(１４)の長さをある程度の長さに設定しておくことにより、排気脈動によって可燃性ガス(４)が排気経路(７)内をその軸長方向に沿って高速で移動しても、この可燃性ガス(４)が金属筒(１０)の外周面と酸化触媒下流室(１４)の内周面に継続的に接触し、これらからの放熱により可燃性ガス(４)の着火を可能とする。このため、排気脈動による可燃性ガス(４)の着火不良が起こりにくい。
【００１４】
（請求項３に係る発明）
請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  酸化触媒の活性化温度を確保することができる。
図２に例示するように、制御手段(１９)が空気調量弁(１８)の開度を調節し、酸化触媒(８)の温度を所定範囲内に維持するようにしたので、酸化触媒(８)の活性化温度を確保することができる。
【００１５】
《効果》  酸化触媒の熱損傷を防止することができる。
図２に例示するように、制御手段(１９)が空気調量弁(１８)の開度を調節し、酸化触媒(８)の温度を所定範囲内に維持するようにしたので、酸化触媒(８)の熱損傷を防止することができる。
【００１６】
（請求項４に係る発明）
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》  可燃性ガスが簡単に得られる。
ガス生成器(２)で液体燃料(３)を気化させることにより、この液体燃料(３)を可燃性ガス(４)にするようにしたので、可燃性ガス(４)が簡単に得られる。
【００１７】
（請求項５に係る発明）
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》  排気の温度が低い場合でも、可燃性ガスを燃焼させることができる。
ガス生成器(２)で液体燃料(３)を部分酸化させることにより、この液体燃料(３)を一酸化炭素と水素とを含む可燃性ガス(４)に改質するようにしたので、可燃性ガス(４)が比較的低い温度でも発火し、排気(９)の温度が低い場合でも、可燃性ガス(４)を燃焼させることができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
（請求項６に係る発明）
請求項１から請求項５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》  排気温度が低い場合でも、排気に混合される可燃性ガスを確実に燃焼させることができる。
図３(Ａ)に例示するように、前記外筒(５０)を金属で構成し、外筒(５０)と金属筒(１０)とを熱伝導可能に連結し、酸化触媒(８)で発生した燃焼熱が外筒(５０)の内周面からも排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにしたので、排気(９)の温度が低い場合でも、外筒(５０)の内周面で排気(９)の一部に集中的に放熱を行い、その温度を高めることができ、その排気(９)に混合される可燃性ガス(４)を確実に燃焼させることができる。
【００２１】
（請求項７に係る発明）
請求項１から請求項６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》  酸化触媒の熱損傷を抑制することができる。
図３(Ａ)に例示するように、空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)と酸化触媒(８)との間に、絞り孔(５２)と膨張室(５３)とを交互に配置した空気混合通路(５４)を配置し、この空気混合通路(５４)で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが混合するようにしたので、可燃性ガス(４)に供給空気(１３)が均一に混合され、酸化触媒(８)中に局部的な高温燃焼部分が発生しにくく、これに起因する酸化触媒(８)の熱損傷を抑制することができる。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
（請求項８に係る発明）
請求項１から請求項７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》  排気温度が低い場合でも、排気に混合される可燃性ガスを確実に燃焼させることができる。
図２(Ａ)(Ｂ)に例示するように、フィルタ(６)の上流で、金属筒(１０)の下流に下流側酸化触媒(５７)を配置し、金属筒(１０)から放出された可燃性ガス(４)を下流側酸化触媒(５７)で燃焼させるようにしたので、金属筒(１０)内の酸化触媒(８)の作用で高温化された排気(９)で下流側酸化触媒(５７)の触媒活性が高められ、この下流側酸化触媒(８)での可燃性ガス(４)の燃焼熱で排気(９)が更に高温化される。このため、排気温度が低い場合でも、排気(９)に混合される可燃性ガス(４)を確実に燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の参考形態に係るディーゼルエンジンの排気装置の要部を説明する図で、図１(Ａ)は縦断側面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図１(Ｃ)は図１(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図、図１(Ｄ)は図１(Ａ)のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２】図２(Ａ)は本発明の参考形態に係る排気装置を備えたディーゼルエンジンの模式図、図２(Ｂ)はフィルタ収容ケース内の下流側酸化触媒とフィルタの配置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気装置の要部を説明する図で、図３(Ａ)は縦断側面図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図３(Ｃ)は図３(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図、図３(Ｄ)は図３(Ａ)のＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の参考形態と実施の形態を図面に基づいて説明する。図１と図２は本発明の参考形態に係るディーゼルエンジンの排気装置を説明する図、図３は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの排気装置を説明する図で、この参考形態と実施形態では、多気筒列型の立型ディーゼルエンジンの排気装置について説明する。
【００２７】
本発明の参考形態の概要は、次の通りである。
このエンジンは、図２に示すように、シリンダブロック(２０)の上部にシリンダヘッド(２１)を組み付け、シリンダヘッド(２１)の上部にヘッドカバー(２２)を組み付け、シリンダブロック(２０)の下部にオイルパン(２３)を組み付け、シリンダブロック(２０)の前部にギヤケース(２４)を組み付け、ギヤケース(２４)の前部にエンジン冷却ファン(２５)を配置し、シリンダブロック(２０)の後部にフライホイル(２６)を配置している。シリンダヘッド(２１)の横側には排気マニホルド(２７)を組み付けている。排気マニホルド(２７)には排気導出管(２８)を介して排気管(２９)を接続し、排気管(２９)にフィルタ収容ケース(３０)を接続している。フィルタ収容ケース(３０)にはディーゼル・パティキュレート・フィルタ(６)を収容し、このフィルタ(６)で排気(９)に含まれる排気微粒子が捕捉されるようになっている。このエンジンは、フィルタ再生装置(３１)を備え、このフィルタ再生装置(３１)でフィルタ(６)に溜まった排気微粒子が焼却され、フィルタ(６)が再生されるようになっている。
【００２８】
フィルタ再生装置の概要は、次の通りである。
図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、液体燃料供給源(１)からガス生成器(２)に液体燃料(３)を供給し、このガス生成器(２)で液体燃料(３)を可燃性ガス(４)とし、このガス生成器(２)の可燃性ガス導出管(５)を、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(６)の上流で排気経路(７)に連通させ、このフィルタ(６)の上流で排気経路(７)中に酸化触媒(８)(５７)を配置し、可燃性ガス(４)を酸化触媒(８)(５７)で燃焼させ、その燃焼熱で加温された排気(９)で上記フィルタ(６)に溜まった排気微粒子を燃焼させることができるようにしている。酸化触媒(８)(５７)には上流側の酸化触媒(燃焼触媒)(８)と下流側の下流側酸化触媒(５７)とがあり、上流の酸化触媒(８)は排気管(２９)内に配置し、下流側酸化触媒(５７)はフィルタ収容ケース(３０)内のフィルタ(６)の上流に配置している。排気管(２９)内の酸化触媒(８)のみで排気(９)を十分に加温できる場合には、下流側酸化触媒(５７)は省略してもよい。
【００２９】
フィルタ再生装置の詳細は、次の通りである。
図２(Ａ)に示すように、液体燃料供給源(１)は、ディーゼルエンジンの燃料である軽油の燃料タンクである。ガス生成器(２)は、ミキサ(３２)と触媒室(３３)とを備え、ミキサ(３２)には液体燃料供給源(１)から導出された液体燃料導出路(３４)と空気供給源(３５)から導出された空気導出路(３６)とが接続され、液体燃料(３)と供給空気(１３)とがミキサ(３２)で混合され、触媒室(３３)で液体燃料(３)が可燃性ガス(４)となるようにしている。空気供給源(３５)は空気ブロワであり、モータで駆動するが、エンジンで駆動してもよい。触媒室(３３)内には触媒が収容されている。この実施形態では、ガス生成器(２)で液体燃料(３)を気化させることにより、この液体燃料(３)を可燃性ガス(４)にする。触媒室(３３)内の触媒は酸化触媒で、液体燃料(３)の一部を酸化させ、その酸化熱で液体燃料(３)の残部を気化させる。供給空気(１３)と液体燃料(３)の混合比、すなわち空燃比Ｏ／Ｃは０．６前後の０．４〜０．８の範囲に設定する。触媒成分は白金、パラジウム系のものである。
【００３０】
液体燃料(３)を気化させることに代えて、液体燃料(３)を改質してもよい。すなわち、触媒室(３３)で液体燃料(３)を部分酸化させることにより、この液体燃料(３)を一酸化炭素と水素とを含む可燃性ガス(４)に改質するようにしてもよい。この場合には、触媒室(３３)内の触媒として酸化触媒に代えて部分酸化触媒を用いる。供給空気(１３)と液体燃料(３)の混合比、すなわち空燃比Ｏ／Ｃは１．３前後の１．０〜１．６の範囲に設定する。触媒成分はロジウム系のものである。
【００３１】
図１(Ａ)に示すように、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)を排気管(２９)内に配置し、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)を真っ直ぐで円筒形の金属筒(１０)とし、金属筒(１０)内に酸化触媒(８)を配置している。酸化触媒(８)の上流側で空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)を開口し、触媒(８)の上流側で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが合流するようにし、酸化触媒(８)で発生した可燃性ガス(４)の触媒燃焼熱が、ガス混合通路(１５)に沿う金属筒(１０)の外周面から排気管(２９)の排気(９)に放熱され、この放熱で加熱された排気(９)が酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)と混合するようにしている。
【００３２】
図１(Ａ)に示すように、可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)である金属筒(１０)の軸長方向を排気管(２９)の軸長方向に沿わせている。空気供給通路(１２)は、空気導出路(３６)から分岐している。酸化触媒(８)は金属筒(１０)の内周面に密着させている。
この参考形態では、金属筒(１０)を可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)で構成したので、これらを別部品として用意する必要がなく、部品点数を少なくできる。
【００３３】
図１(Ａ)〜(Ｄ)に示すように、排気管(２９)内で、前記金属筒(１０)の外周に沿って金属筒(１０)と同心状の外筒(５０)を設け、金属筒(１０)と外筒(５０)との間に排気加熱通路(５１)を設け、この排気加熱通路(５１)を排気管(２９)の排気(９)の一部が通過するとともに、酸化触媒(８)で発生した触媒燃焼熱が、金属筒(１０)の外周面から排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにしている。外筒(５０)は、円筒形で、上流側は隔壁(３８)で閉塞され、この隔壁(３８)で金属筒(１０)に支持されている。
排気加熱通路(５１)内では、排気管(２９)の排気(９)の一部と酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)の一部とが混合するようになっている。
この参考形態では、排気加熱通路(５１)内で、排気経路(７)の排気(９)の一部と酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)の一部とが混合するようにしたので、排気(９)の温度が低い場合でも、排気加熱通路(５１)の可燃性ガス(４)が金属筒(１０)の外周面からの放熱によって着火し、排気(９)に混合された可燃性ガス(４)を確実に燃焼させることができる。
【００３４】
外筒(５０)を金属で構成し、外筒(５０)と金属筒(１０)とを熱伝導可能に連結し、酸化触媒(８)で発生した触媒燃焼熱が外筒(５０)の内周面からも排気加熱通路(５１)の排気(９)に放熱されるようにしている。すなわち、外筒(５０)は金属筒(１０)と金属製の隔壁(３８)で熱伝導可能に連結されている。
空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)と酸化触媒(８)との間に絞り孔(５２)と膨張室(５３)とを交互に配置した空気混合通路(５４)を配置し、この空気混合通路(５４)で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが混合するようにしている。
外筒(５０)の周壁には排気導入口(５５)が設けられ、金属筒(１０)の周壁には可燃性ガス導入口(５６)が設けられている。排気導入口(５５)から外筒(５０)の外側を通過する排気(９)の一部が排気加熱通路(５１)に導入され、可燃性ガス導入口(５６)から酸化触媒(８)を通過した可燃性ガス(４)の一部が排気加熱通路(５１)に導入される。
また、フィルタ(６)の上流で、金属筒(１０)の下流に下流側酸化触媒(５７)を配置し、金属筒(１０)から放出された可燃性ガス(４)を下流側酸化触媒(５７)で触媒燃焼させる。
【００３５】
フィルタ再生装置による排気の加温機能は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、酸化触媒(８)の上流側で可燃性ガス(４)と供給空気(１３)とが合流され、酸化触媒(８)を通過する過程で可燃性ガス(４)の一部が触媒燃焼し、残りの可燃性ガス(４)は高温化されて、可燃性ガス導出管(５)の終端開口(５ｂ)側の酸化触媒下流室(１４)に流出する。この酸化触媒(８)とで発生した可燃性ガス(４)の触媒燃焼熱が、排気加熱通路(５１)に臨む金属筒(１０)の外周面と外筒(５０)の内周面から放熱される。排気加熱通路(５１)内では排気(９)と可燃性ガス(４)とが混合され、金属筒(１０)の外周面と外筒(５０)の内周面からの放熱で、可燃性ガス(４)に着火がなされ、これが排気(９)に含まれる酸素で燃焼し、高温化された排気(９)が可燃性ガス導出管(５)の終端開口(５ｂ)側に流出する。
【００３６】
酸化触媒下流室(１４)から流出した高温の可燃性ガス(４)と排気加熱通路(５１)から流出した高温の排気ガス(９)とは、外筒(５０)の外側の排気(９)と混合し、可燃性ガス(４)は排気(９)の酸素で燃焼されて、排気(９)は更に高温化され、この高温化された排気(９)で下流側酸化触媒(５７)の触媒活性が高められ、この下流側酸化触媒(８)での可燃性ガス(４)の触媒燃焼熱で排気(９)が更に高温化され、この高温化された排気(９)がフィルタ(６)に供給され、フィルタ(６)に溜まった排気微粒子を燃焼させ、フィルタ(６)が再生される。
また、排気脈動によって可燃性ガス(４)が排気管(２９)内をその軸長方向に沿って高速で移動しても、この可燃性ガス(４)が金属筒(１０)の外周面と酸化触媒下流室(１４)の内周面と外筒(５０)の内外周面に継続的に接触し、これらからの放熱により可燃性ガス(４)の着火を可能とする。
【００３７】
フィルタ再生装置の制御手段は次の通りである。
図２(Ａ)に示すように、エンジン回転数を検出する回転数センサ(４１)と、エンジン負荷を検出する負荷検出センサ(４２)と、排気の背圧を検出する背圧センサ(４３)と、フィルタ(６)の入口の排気温度を検出する排気温度センサ(４４)とを備えている。負荷検出センサ(４２)は燃料噴射ポンプ(４５)の燃料調量ラック(４５ａ)のラック位置を検出する。液体燃料導出路(３４)に液体燃料調量弁(４７)を配置し、空気導出路(３４)に空気調量弁(４６)を配置し、回転数センサ(４１)と負荷検出センサ(４２)と背圧センサ(４３)と排気温度センサ(４４)とを制御手段(１９)を介して液体燃料調量弁(４７)と空気調量弁(４６)に連携させ、エンジン回転数とエンジン負荷と背圧と排気温度とに基づいて、制御手段(１９)がフィルタ(６)の詰まりの状態を推定して、フィルタ再生の要否を判別し、フィルタ再生を行う場合には、制御手段(１９)が必要な可燃性ガス生成量を演算し、液体燃料調量弁(４７)と空気調量弁(４６)の開度を調節する。また、触媒室(３３)の温度を検出する触媒室温度検出センサ(４８)を設け、これを制御手段(１９)に接続し、液体燃料供給量や空気供給量の増減を制限し、触媒室温度を所定範囲内に維持するようにしている。これにより、触媒室(３３)内の触媒の熱損傷を防止するとともに、可燃性ガス(４)の収率を高く維持する。制御手段(１９)はマイクロコンピュータである。
【００３８】
また、図２(Ａ)に示すように、酸化触媒(８)の加温状態を検出する温度検出手段(１７)を設け、空気供給通路(１２)に空気調量弁(１８)を配置し、この空気調量弁(１８)を制御手段(１９)を介して温度検出手段(１７)に連携させ、温度検出手段(１７)の検出温度に基づいて、制御手段(１９)が空気調量弁(１８)の開度を調節し、酸化触媒(８)の温度を所定範囲内に維持するようにしている。
温度検出手段(１７)は酸化触媒(８)から酸化触媒下流室(１４)に流出した可燃性ガス(４)の温度を検出することにより、酸化触媒(８)の加温状態を検出している。温度検出手段(１７)は、酸化触媒(８)の温度を検出するものであってもよい。
【００３９】
図３に示す実施形態は、次の点が参考形態と相違する。
金属筒(１０)を可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)とは別部品で構成し、金属筒(１０)を隔壁(３８)で可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)に支持し、外筒(５０)を可燃性ガス導出管(５)の終端部(５ａ)で構成している。排気加熱通路(５１)には酸化触媒下流室(１４)からの可燃性ガス(４)の流入はない。空気混合通路(５４)の上流側の金属筒(１０)内は可燃性ガス入口室(１１)とし、可燃性ガス入口室(１１)内で空気供給通路(１２)の通路出口(１２ａ)を開口している。
他の構成や機能は参考形態と同じである。図３中、参考形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。
【符号の説明】
【００４０】
(１) 液体燃料供給源
(２) ガス生成器
(３) 液体燃料
(４) 可燃性ガス
(５) 可燃性ガス導出管
(５ａ) 終端部
(５ｂ)終端開口
(５ｃ) 排気導入孔
(６) フィルタ
(７) 排気経路
(８) 酸化触媒
(９) 排気
(１０) 金属筒
(１１) 可燃性ガス入口室
(１２) 空気供給通路
(１２ａ) 通路出口
(１３) 供給空気
(１４) 酸化触媒下流室
(１４ａ) 出口開口
(１７) 温度検出手段
(１８) 空気調量弁
(１９) 制御手段
(５０) 外筒
(５１) 排気加熱通路
(５２) 絞り孔
(５３) 膨張室
(５４) 空気混合通路
(５５) 排気導入口
(５６) 可燃性ガス導入口
(５７) 下流側酸化触媒
【図１】
0005081848.tif 000002
【図２】
0005081848.tif 000003
【図３】
0005081848.tif 000004