(57)【要約】【課題】昇温操作時における排気浄化手段の各部の温度のばらつきを従来より小さくすることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】入口１２ａ側から出口１２ｂ側に延びて排気が通過可能な壁部１２ｃにて仕切られた複数の貫通空間Ｓ１を有し、昇温操作により機能が再生されるフィルタ１２を備え、フィルタ１２の機能再生時に排気通路３内に燃料が供給されるようにインジェクタ５の動作が制御される内燃機関１の排気浄化装置１０において、排気通路３が曲がり部３ａを有し、曲がり部３ａより下流かつ曲がり部３ａに続く部分にフィルタ１２が配置され、複数の貫通空間Ｓ１には、入口１２ａ側及び出口１２ｂ側の両方が閉塞された密閉部Ｓ２が含まれ、フィルタ１２のうち曲がり部３ａの内周側の下流に位置する内周部１４には、フィルタ１２のうち曲がり部３ａの外周側の下流に位置する外周部１３よりも密閉部Ｓ２が多く設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口側から出口側に延びて排気が通過可能な壁部にて仕切られ、かつ前記入口側及び前記出口側の少なくともいずれか一方が閉塞された複数の貫通空間を有し、内燃機関の排気通路内に配置され、昇温操作により機能が再生される排気浄化手段と、前記排気浄化手段を前記昇温操作時の目標温度に昇温すべく前記排気浄化手段より上流の排気通路内に還元剤を供給する還元剤添加手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記排気通路が曲がり部を有し、前記曲がり部より上流に前記還元剤添加手段が配置されるとともに前記曲がり部より下流、かつ前記排気通路のうち前記曲がり部に続く部分に前記排気浄化手段が配置され、
前記複数の貫通空間には、前記入口側及び前記出口側の両方が閉塞された密閉部が含まれ、
前記排気浄化手段のうち前記曲がり部の内周側の下流に位置する内周部には、前記排気浄化手段のうち前記曲がり部の外周側の下流に位置する外周部よりも前記密閉部が多く設けられていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気浄化手段は、前記複数の貫通空間が鉛直方向と交差する方向に延びるように前記排気通路内に配置され、
前記排気浄化手段の前記外周部のうち鉛直上方に位置する上部には、前記外周部のうち鉛直下方に位置する下部よりも前記密閉部が多く設けられている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
入口側から出口側に延びて排気が通過可能な壁部にて仕切られ、かつ前記入口側及び前記出口側の少なくともいずれか一方が閉塞された複数の貫通空間を有し、内燃機関の排気通路内に配置され、昇温操作により機能が再生される排気浄化手段と、前記排気浄化手段を前記昇温操作時の目標温度に昇温すべく前記排気浄化手段より上流の排気通路内に還元剤を供給する還元剤添加手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記排気浄化手段は、前記複数の貫通空間が鉛直方向と交差する方向に延びるように前記排気通路内に配置され、
前記複数の貫通空間には、前記入口側及び前記出口側の両方が閉塞された密閉部が含まれ、
前記排気浄化手段のうち鉛直上方に位置する上部には、前記排気浄化手段のうち鉛直下方に位置する下部よりも前記密閉部が多く設けられていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気浄化手段は、前記排気通路内に断熱部材を介して設置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気通路のうち前記排気浄化手段が配置される部分は、前記排気通路を形成する外管と前記外管の内側に上流側及び下流側が閉塞される隙間を介して配置される内管とを備える二重管であり、
前記排気浄化手段は、前記内管内に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記排気浄化手段より上流、かつ前記還元剤添加手段が還元剤を供給する位置より下流の排気通路に設けられ、入口側から出口側に延びるとともに入口側及び出口側の少なくともいずれか一方が閉塞された複数の貫通空間を有し、それら複数の貫通空間には入口側及び出口側の両方が閉塞された密閉部が含まれている酸化触媒をさらに備え、
前記酸化触媒の密閉部の個数は、前記排気浄化手段の密閉部の個数より多い請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路内に配置され、還元剤が供給されて目標温度まで昇温されることにより機能が再生される排気浄化手段を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に配置され、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集して排気から粒子状物質を除去するフィルタが知られている。このようなフィルタに対しては、捕集した粒子状物質を酸化除去するために燃料などの還元剤を供給してフィルタを粒子状物質が酸化する目標温度まで昇温する昇温操作が所定の間隔で行われる。フィルタからの放熱が大きいとフィルタの昇温に必要な還元剤の量が多くなる。そこで、フィルタ外周部からの放熱を抑制すべく外周壁からフィルタの中心に向かって所定の長さに存在する流路の両端を全周に亘って閉塞させたフィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２６６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルタや酸化触媒などの排気浄化手段が設けられている位置や状態によっては排気浄化手段に排気が偏って流入したり、排気浄化手段に還元剤が偏って供給されたりする場合がある。この場合、排気浄化手段には昇温操作時に温度が上昇し易い部分と温度が上昇し難い部分とが生じるが、特許文献１のフィルタのように両端が閉塞された流路を外周全体に同様に配置しても温度のばらつきを抑制することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、昇温操作時における排気浄化手段の各部の温度のばらつきを従来より小さくすることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の内燃機関の排気浄化装置は、入口側から出口側に延びて排気が通過可能な壁部にて仕切られ、かつ前記入口側及び前記出口側の少なくともいずれか一方が閉塞された複数の貫通空間を有し、内燃機関の排気通路内に配置され、昇温操作により機能が再生される排気浄化手段と、前記排気浄化手段を前記昇温操作時の目標温度に昇温すべく前記排気浄化手段より上流の排気通路内に還元剤を供給する還元剤添加手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記排気通路が曲がり部を有し、前記曲がり部より上流に前記還元剤添加手段が配置されるとともに前記曲がり部より下流、かつ前記排気通路のうち前記曲がり部に続く部分に前記排気浄化手段が配置され、前記複数の貫通空間には、前記入口側及び前記出口側の両方が閉塞された密閉部が含まれ、前記排気浄化手段のうち前記曲がり部の内周側の下流に位置する内周部には、前記排気浄化手段のうち前記曲がり部の外周側の下流に位置する外周部よりも前記密閉部が多く設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
曲がり部より上流の排気通路内に還元剤が供給される場合、その還元剤を含む排気が曲がり部を通過すると遠心力によって還元剤が曲がり部の外周側に寄る。そのため、排気浄化手段の外周部には内周部よりも多くの還元剤が供給され、内周部の温度は外周部の温度と比較して低くなる。本発明の第１の排気浄化装置によれば、排気浄化手段の内周部には外周部よりも密閉部が多く設けられるので、内周部の放熱量を外周部の放熱量よりも小さくすることができる。そのため、昇温操作時における排気浄化手段の各部の温度のばらつきを従来より小さくすることができる。
【０００８】
本発明の第１の排気浄化装置の一形態において、前記排気浄化手段は、前記複数の貫通空間が鉛直方向と交差する方向に延びるように前記排気通路内に配置され、前記排気浄化手段の前記外周部のうち鉛直上方に位置する上部には、前記外周部のうち鉛直下方に位置する下部よりも前記密閉部が多く設けられていてもよい（請求項２）。還元剤は排気と比較して重いため、重力によって排気中の還元剤は排気流れの下側に寄る。そのため、排気浄化手段の外周部の上部よりも外周部の下部に還元剤が多く供給され、昇温操作時における外周部の上部の温度は外周部の下部の温度と比較して低くなる。この形態では、外周部の上部には、下部よりも密閉部が多く設けられるので、外周部の上部の放熱量を外周部の下部の放熱量よりも小さくできる。そのため、昇温操作時における排気浄化手段の各部の温度のばらつきをさらに小さくすることができる。
【０００９】
本発明の第２の内燃機関の排気浄化装置は、入口側から出口側に延びて排気が通過可能な壁部にて仕切られ、かつ前記入口側及び前記出口側の少なくともいずれか一方が閉塞された複数の貫通空間を有し、内燃機関の排気通路内に配置され、昇温操作により機能が再生される排気浄化手段と、前記排気浄化手段を前記昇温操作時の目標温度に昇温すべく前記排気浄化手段より上流の排気通路内に還元剤を供給する還元剤添加手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記排気浄化手段は、前記複数の貫通空間が鉛直方向と交差する方向に延びるように前記排気通路内に配置され、前記複数の貫通空間には、前記入口側及び前記出口側の両方が閉塞された密閉部が含まれ、前記排気浄化手段のうち鉛直上方に位置する上部には、前記排気浄化手段のうち鉛直下方に位置する下部よりも前記密閉部が多く設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項３）。
【００１０】
上述したように、排気中の還元剤は重力によって排気流れの下側に寄る。そのため、昇温操作時における排気浄化手段の上部の温度は、排気浄化手段の下部の温度よりも低くなる。本発明の第２の排気浄化装置では、排気浄化手段の上部に排気浄化手段の下部よりも多くの密閉部を設けるので、排気浄化手段の上部の放熱量を排気浄化手段の下部の放熱量より小さくできる。そのため、昇温操作時における排気浄化手段の各部の温度のばらつきを従来より小さくできる。
【００１１】
本発明の第１又は第２の排気浄化装置の一形態において、前記排気浄化手段は、前記排気通路内に断熱部材を介して設置されていてもよい（請求項４）。また、前記排気通路のうち前記排気浄化手段が配置される部分は、前記排気通路を形成する外管と前記外管の内側に上流側及び下流側が閉塞される隙間を介して配置される内管とを備える二重管であり、前記排気浄化手段は、前記内管内に配置されていてもよい（請求項５）。このように断熱部材を介して排気浄化手段を設置したり、二重管の内管内に排気浄化手段を配置したりすることにより、排気浄化手段からの放熱量を低減できる。そのため、昇温操作時に消費される還元剤の量を低減できる。また、これらの形態では、断熱部材や二重管によって排気浄化手段からの放熱量を低減できるので、密閉部の数を低減できる。そのため、排気浄化手段の圧力損失を低減することができる。
【００１２】
本発明の第１又は第２の排気浄化装置の一形態においては、前記排気浄化手段より上流、かつ前記還元剤添加手段が還元剤を供給する位置より下流の排気通路に設けられ、入口側から出口側に延びるとともに入口側及び出口側の少なくともいずれか一方が閉塞された複数の貫通空間を有し、それら複数の貫通空間には入口側及び出口側の両方が閉塞された密閉部が含まれている酸化触媒をさらに備え、前記酸化触媒の密閉部の個数は、前記排気浄化手段の密閉部の個数より多くてもよい（請求項６）。一般に排気浄化手段の上流に酸化触媒を設ける場合は、酸化触媒で還元剤を反応させて排気の温度を上昇させ、この排気で排気浄化手段の昇温操作を行う。この形態では、酸化触媒の密閉部の個数を排気浄化手段より多くするので、酸化触媒において還元剤が捕集され易くなり、これにより酸化触媒における還元剤の反応性を向上させることができる。そのため、排気浄化手段を速やかに昇温することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、本発明の第１の排気浄化装置によれば、昇温操作時に還元剤が供給され難く温度が上昇し難い排気浄化手段の内周部に外周部よりも多くの密閉部を設けたので、内周部の放熱量を外周部より小さくし、昇温操作時における外周部と内周部の温度差を小さくできる。また、本発明の第２の排気浄化装置によれば、排気浄化手段の上部に下部よりも多くの密閉部を設けたので、上部の放熱量を下部より小さくし、昇温操作時における上部と下部の温度差を小さくできる。そのため、昇温操作時における排気浄化手段の各部の温度のばらつきを従来より小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る排気浄化装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。図１に示した内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるものであり、複数（図１では４つ）の気筒２と、各気筒２から排出された排気が導かれる排気通路３とを備えている。また、エンジン１は、不図示の吸気通路にコンプレッサ４ａが設けられるとともに排気通路３にタービン４ｂが設けられるターボ過給機４を備えている。排気通路３には、排気を浄化するための排気浄化装置１０が設けられている。図１に示したように排気通路３は曲がり部３ａを有しており、排気浄化装置１０は排気の流れ方向において曲がり部３ａの下流に配置されている。各気筒２には、気筒２内に燃料を噴射するためのインジェクタ５がそれぞれ設けられている。
【００１５】
図２を参照して排気浄化装置１０について詳しく説明する。図２は、排気浄化装置１０を拡大して示す図である。排気浄化装置１０は、排気通路３の一部を形成するケーシング１１を備えている。図２に示したようにケーシング１１の内部には、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する排気浄化手段としてのパティキュレートフィルタ（以下、フィルタと略称することがある。）１２が設けられている。図１及び図２に示したようにケーシング１１は、排気通路３のうち曲がり部３ａに続く部分を形成する。そのため、フィルタ１２は、排気通路３の曲がり部３ａの直後に配置される。
【００１６】
フィルタ１２は、入口１２ａ側から出口１２ｂ側に延びる壁部１２ｃによって仕切られた複数の貫通空間Ｓ１を有している。壁部１２ｃは、例えばセラミック、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト、コーディエライト、層状酸化物等の多孔質材料で構成される。壁部１２ｃの細孔径は、粒子状物質（ＰＭ）を十分に捕集可能な値に設定される。各貫通空間Ｓ１は、入口１２ａ側及び出口１２ｂ側の少なくともいずれか一方がプラグ１２ｄにて閉塞される。そして、これら複数の貫通空間Ｓ１には、入口１２ａ側及び出口１２ｂ側の両方がプラグ１２ｄで閉塞された密閉部Ｓ２が含まれている。図２に示したように密閉部Ｓ２は、フィルタ１２のうち曲がり部３ａの外周側の下流に位置する外周部１３よりも曲がり部３ａの内周側の下流に位置する内周部１４に多く設けられている。図３は、フィルタ１２を上流側、すなわち図２の左側から見た図である。図３に示したようにフィルタ１２では、入口１２ａ側が閉塞された貫通空間Ｓ１と、出口１２ｂが閉塞された貫通空間Ｓ１とが互い違いに並べられている。フィルタ１２の入口１２ａに導かれた排気ガスは、図２の矢印Ａで一例を示した経路を通り、出口１２ｂに導かれる。
【００１７】
インジェクタ５の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６にて制御される。ＥＣＵ６は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１に設けられた各種センサからの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ６は、例えばエンジン１の回転数及び負荷に応じて気筒２内に供給すべき燃料量を算出し、この算出した燃料量の燃料がインジェクタ５から噴射されるように各インジェクタ５の動作をそれぞれ制御する。
【００１８】
フィルタ１２では排気中のＰＭが捕集されて保持されるが、フィルタ１２にて保持可能なＰＭの量には上限がある。そこで、ＥＣＵ６はフィルタ１２に保持されているＰＭが酸化除去される目標温度（例えば６００°Ｃ）にフィルタ１２を昇温する昇温操作を実行してフィルタ１２に保持されているＰＭを除去する。以降、この昇温操作をＰＭ再生と称することがある。フィルタ１２の昇温操作は、フィルタ１２に還元剤としての燃料を供給することにより行われる。そして、フィルタ１２への燃料の供給は、各気筒２の排気行程時にインジェクタ５から燃料を噴射させることにより行われる。周知のように排気行程時は気筒２と排気通路３とが連通しているため、この排気行程時にインジェクタ５から燃料を噴射させることにより排気通路３内に燃料を供給することができる。ＥＣＵ６は、ＰＭ再生を行うべき所定のＰＭ再生条件が成立したか否か判断し、ＰＭ再生条件が成立したと判断した場合は、ＰＭ再生が実行されるように各インジェクタ５の動作を制御する。このように制御されることにより、インジェクタ５が本発明の還元剤添加手段として機能する。なお、所定のＰＭ再生条件は、例えばエンジン１の運転時間の積算値が予め設定した所定値を超えた場合に成立したと判断される。この他、ＰＭ再生条件はエンジン１が搭載された車両の走行距離の積算値に基づいて成立したか否か判断してもよい。
【００１９】
図４は、ＰＭ再生時にフィルタ１２の直径方向各部に供給される燃料量及びＰＭ再生時におけるフィルタ１２の直径方向各部の温度の一例を示している。図４の横軸は、左端がフィルタ１２の内周側の端を示し、右端がフィルタ１２の外周側の端を示している。なお、図４には密閉部Ｓ２がフィルタ１２の外周に均等に配置されている場合にフィルタ１２の直径方向各部に供給される燃料量及びフィルタ１２の直径方向各部の温度を比較例として破線で示す。ＰＭ再生が実行されて排気通路３に燃料が供給されると、この燃料は排気とともにフィルタ１２に送られる。図１に示したようにフィルタ１２の上流には曲がり部３ａが設けられているので、燃料を含む排気が曲がり部３ａを通過すると遠心力で燃料が外側に寄る。そのため、図４に破線で示したようにフィルタ１２の外周に密閉部Ｓ２を均等に配置するとフィルタ１２の外周部１３には内周部１４よりも多くの燃料が供給され、これによりＰＭ再生時に内周部１４の温度と外周部１３の温度との差が大きくなる。
【００２０】
一方、上述したように本発明ではフィルタ１２の密閉部Ｓ２が外周部１３より内周部１４に多く設けられている。この密閉部Ｓ２では内部の空気層によって熱が逃げることを抑制できるので、放熱量を低減できる。また、この密閉部Ｓ２の内部には燃料が供給されないので、図４に矢印Ｕ１で示したようにこれら密閉部Ｓ２の外側にある貫通空間Ｓ１に供給される燃料量を増加させることができる。そのため、図４に実線で示したようにＰＭ再生時にフィルタ１２の直径方向各部に供給される燃料量のばらつきを小さくできる。また、この際のフィルタ１２の直径方向各部の温度のばらつきを小さくできる。
【００２１】
以上説明したように、第１の形態の排気浄化装置１０によれば、フィルタ１２の内周部１４に外周部１３よりも多くの密閉部Ｓ２を設けたので、ＰＭ再生時におけるフィルタ１２の各部の温度のばらつきを従来より小さくすることができる。
【００２２】
なお、各貫通空間Ｓ１が鉛直方向と交差する方向、例えば水平方向に延びるようにフィルタ１２が排気通路３内に配置されている場合は、外周部１３のうち鉛直下方に位置する下部よりも外周部１３のうち鉛直上方に位置する上部に密閉部Ｓ２を多く設けてもよい。燃料は、排気通路３内を搬送されている際に重力によって徐々に鉛直下方に移動するため、排気通路３の上部よりも排気通路３の下部の方が燃料の濃度が高くなる。そのため、外周部１３の上部よりも外周部１３の下部により多くの燃料が供給される。そこで、外周部１３の下部よりも外周部１３の上部に多くの密閉部Ｓ２を設ける。これにより、外周部１３の上部の放熱量を低減できる。また、外周部１３の上部に設けた密閉部Ｓ２の下側の貫通空間Ｓ１に供給される燃料量を増加させることができる。これにより、外周部１３の各部の温度のばらつきを小さくできる。そのため、ＰＭ再生時におけるフィルタ１２の各部の温度のばらつきをさらに小さくできる。
【００２３】
（第２の形態）
図５を参照して本発明の第２の形態に係る排気浄化装置１０について説明する。図５は、第１の形態の図２に対応する図であり、第２の形態に係る排気浄化装置１０を拡大して示している。この形態では、各貫通空間Ｓ１が鉛直方向と交差する方向、例えば水平方向に延びるようにフィルタ１２が排気通路３内に設けられる。なお、図５では、上が鉛直上方であり、下が鉛直下方である。それ以外は第１の形態と同じであるため、第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
フィルタ１２においては、図５に示したように密閉部Ｓ２がフィルタ１２の下部２０よりもフィルタ１２の上部２１に多く設けられている。図６は、ＰＭ再生時に図５のフィルタ１２の直径方向各部に供給される燃料量及びＰＭ再生時における図５のフィルタ１２の直径方向各部の温度の一例を示している。図６の横軸は、左端がフィルタ１２の上側の端を示し、右端がフィルタ１２の下側の端を示している。なお、図６には密閉部Ｓ２がフィルタ１２の外周に均等に配置されている場合にフィルタ１２の直径方向各部に供給される燃料量及びフィルタ１２の直径方向各部の温度を比較例として破線で示す。上述したように、燃料は、排気によって搬送されている際に重力によって徐々に鉛直下方に移動するため、排気通路３の上部よりも排気通路３の下部の方が燃料の濃度が高くなる。そのため、密閉部Ｓ２をフィルタ１２の外周に均等に配置すると図６に破線で示したようにフィルタ１２の下部２０には上部２１よりも多くの燃料が供給され、これによりＰＭ再生時にフィルタ１２の下部２０の温度と上部２１の温度との差が大きくなる。
【００２５】
一方、第２の形態ではフィルタ１２の密閉部Ｓ２を下部２０より上部２１に多く設けたので、上部２１の放熱量を低減できるとともに図６に矢印Ｕ２で示したように上部２１の密閉部Ｓ２の下側にある貫通空間Ｓ１に供給される燃料量を増加させることができる。そのため、図６に実線で示したようにＰＭ再生時にフィルタ１２の直径方向各部に供給される燃料量のばらつきを小さくできる。また、この際のフィルタ１２の直径方向各部の温度のばらつきを小さくできる。
【００２６】
以上説明したように、第２の形態の排気浄化装置１０によれば、フィルタ１２の上部２１に下部２０よりも多くの密閉部Ｓ２を設けたので、ＰＭ再生時におけるフィルタ１２の各部の温度のばらつきを従来より小さくすることができる。
【００２７】
（第３の形態）
図７を参照して本発明の第３の形態に係る排気浄化装置１０について説明する。図７に示したようにこの形態では、フィルタ１２がケーシング１１内に断熱部材３０を介して設置されている点が異なり、それ以外は上述した各形態と同じである。そのため、図７において上述した各形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
図７に示したように断熱部材３０は、ケーシング１１との接触面積及びフィルタ１２との接触面積がそれぞれ小さくなるようにフィルタ１２の外周に嵌め込まれる複数のリング部３０ａと、それらリング部３０ａを接続する接続部３０ｂとで形成されている。断熱部材３０は、例えばフィルタ１２の壁部１２ｃと同じ多孔質材料で形成される。リング部３０ａは、排気がケーシング１１とフィルタ１２との間の隙間を通過して抜けないように適宜の大きさを有している。
【００２９】
第３の形態の排気浄化装置１０によれば、フィルタ１２とケーシング１１との間に断熱部材３０が設けられるので、フィルタ１２からの放熱を抑制できる。そのため、フィルタ１２に設ける密閉部Ｓ２の個数を減少させることができる。また、フィルタ１２の全体の温度が上昇し易いため、ＰＭ再生時に排気通路３内に供給する燃料量を低減できる。
【００３０】
（第４の形態）
図８は、本発明の第４の形態に係る排気浄化装置１０を示している。なお、図８において上述した各形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図８に示したようにこの形態では、ケーシング１１が内管４０と外管４１とを有する二重管として構成されており、フィルタ１２が内管４０内に設けられている点が上述した形態と異なる。それ以外は、上述した各形態と同じである。内管４０と外管４１とは中心軸がほぼ同じ位置になるように配置される。内管４０と外管４１との間の隙間４２は、上流側及び下流側がそれぞれ閉塞されている。そのため、隙間４２が空気層となり、内管４０から外管４１への放熱を抑制することができる。
【００３１】
第４の形態の排気浄化装置１０によれば、ケーシング１１を二重管構造にし、フィルタ１２をその二重管の内管４０内に配置したので、フィルタ１２から放熱を抑制できる。そのため、フィルタ１２に設ける密閉部Ｓ２の個数を減少させることができる。また、ＰＭ再生時に排気通路３内に供給する燃料量を低減できる。
【００３２】
（第５の形態）
図９は、本発明の第５の形態に係る排気浄化装置１０を示している。なお、図９において上述した各形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図９は、この形態に係る排気浄化装置１０の概略を示している。図９に示したように、この形態では、フィルタ１２の上流であり、かつ排気通路３内に燃料が供給される位置より下流の排気通路３内に酸化触媒５０が設けられる点が上述した形態と異なる。それ以外は上述した各形態と同じである。
【００３３】
酸化触媒５０はフィルタ１２と同じ構造をしており、入口５０ａ側から出口５０ｂ側に延びるとともに入口５０ａ側及び出口５０ｂ側の少なくともいずれか一方が不図示のプラグで閉塞された複数の貫通空間をしている。これら複数の貫通空間には入口５０ａ側及び出口５０ｂ側の両方が閉塞された密閉部５１が含まれている。そして、酸化触媒５０には、フィルタ１２に設けられている密閉部Ｓ２より多い個数の密閉部５１が設けられる。酸化触媒５０では排気中の燃料が酸化反応するため、排気の温度が上昇する。そして、フィルタ１２のＰＭ再生は、酸化触媒５０で温度が上昇した排気を利用して行われる。
【００３４】
第５の形態に係る排気浄化装置１０によれば、酸化触媒５０の密閉部５１の個数がフィルタ１２の密閉部Ｓ２の個数より多いため、酸化触媒５０にて燃料が捕集され易くなる。そのため、酸化触媒５０における燃料の反応性を向上させることができる。従ってＰＭ再生時にフィルタ１２を速やかに昇温することができる。
【００３５】
本発明は上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の排気浄化装置が備える排気浄化手段はパティキュレートフィルタに限定されない。例えば、担体に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担持させた排気浄化触媒が設けられてもよいし、パティキュレートフィルタに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担持させたものが設けられてもよい。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は排気中に含まれる硫黄酸化物で被毒されるため、触媒の温度を触媒から硫黄（Ｓ）成分が放出される目標温度に上昇させるとともに排気空燃比を理論空燃比又は理論空燃比よりリッチにするＳ再生が所定の間隔で行われる。このＳ再生時にも排気通路内に燃料が添加されるので、本発明によってＳ再生時における触媒の各部の温度のばらつきを小さくすることができる。
【００３６】
排気通路内に燃料を供給する手段はインジェクタに限定されない。例えば、排気通路にその内部に燃料を噴射する燃料添加弁を設け、フィルタなどの昇温操作時にこの燃料添加弁から排気通路内に燃料を供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の形態に係る排気浄化装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。
【図２】図１の排気浄化装置を拡大して示す図。
【図３】パティキュレートフィルタを上流側から見た図。
【図４】ＰＭ再生時にフィルタの直径方向各部に供給される燃料量及びＰＭ再生時におけるフィルタの直径方向各部の温度の一例を示す図。
【図５】本発明の第２の形態に係る排気浄化装置を示す図。
【図６】ＰＭ再生時に図５のフィルタの直径方向各部に供給される燃料量及びＰＭ再生時における図５のフィルタの直径方向各部の温度の一例を示す図。
【図７】本発明の第３の形態に係る排気浄化装置を示す図。
【図８】本発明の第４の形態に係る排気浄化装置を示す図。
【図９】本発明の第５の形態に係る排気浄化装置を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  内燃機関
３  排気通路
３ａ  曲がり部
５  インジェクタ（還元剤添加手段）
１０  排気浄化装置
１２  パティキュレートフィルタ（排気浄化手段）
１２ａ  入口
１２ｂ  出口
１２ｃ  壁部
１３  外周部
１４  内周部
２０  下部
２１  上部
３０  断熱部材
４０  内管
４１  外管
４２  隙間
５０  酸化触媒
５０ａ  入口
５０ｂ  出口
５１  密閉部
Ｓ１  貫通空間
Ｓ２  密閉部
【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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