JP5210999B2 - ディーゼルエンジンの排気処理装置 - Google Patents
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Description
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、可燃性ガスの生成をスムーズに開始することができるとともに、可燃性ガス生成器を小型化することができるディーゼルエンジンの排気処理装置に関する。
この明細書及び特許請求の範囲の用語中、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタ、ＰＭは排気中の粒子状物質を意味する。
この明細書及び特許請求の範囲の用語中、ＤＰＦはディーゼル・パティキュレート・フィルタ、ＰＭは排気中の粒子状物質を意味する。
従来、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(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、ヒータの放熱外周面と空燃混合室との間に熱伝導板と空燃混合室の中心壁が介在し、可燃性ガスの生成開始時には、ヒータの外周放熱面から熱伝導板と空燃混合室の中心壁とを順に介して間接的に空燃混合室に放熱を行うため、問題がある。
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、ヒータの放熱外周面と空燃混合室との間に熱伝導板と空燃混合室の中心壁が介在し、可燃性ガスの生成開始時には、ヒータの外周放熱面から熱伝導板と空燃混合室の中心壁とを順に介して間接的に空燃混合室に放熱を行うため、問題がある。
《問題》 可燃性ガスの生成がスムーズに開始されない場合がある。
可燃性ガスの生成開始時には、可燃性ガスの生成開始時には、ヒータの外周放熱面から熱伝導板と空燃混合室の中心壁とを順に介して間接的に空燃混合室に放熱を行うため、ヒータの熱が空燃混合室に伝わりにくく、空燃混合ガスの形成が遅れ、可燃性ガスの生成がスムーズに開始されない場合がある。
可燃性ガスの生成開始時には、可燃性ガスの生成開始時には、ヒータの外周放熱面から熱伝導板と空燃混合室の中心壁とを順に介して間接的に空燃混合室に放熱を行うため、ヒータの熱が空燃混合室に伝わりにくく、空燃混合ガスの形成が遅れ、可燃性ガスの生成がスムーズに開始されない場合がある。
《問題》 可燃性ガス生成器が大型になることがある。
ヒータと空燃混合室との間に熱伝導板や空燃混合室の内周壁が介在するため、可燃性ガス生成器が大型になることがある。
ヒータと空燃混合室との間に熱伝導板や空燃混合室の内周壁が介在するため、可燃性ガス生成器が大型になることがある。
本発明の課題は、可燃性ガスの生成をスムーズに開始することができるとともに、可燃性ガス生成器を小型化することができるディーゼルエンジンの排気処理装置を提供することにある。
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１に例示するように可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(４)を生成させ、この可燃性ガス(４)をＤＰＦ(５)の上流で可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出し、この可燃性ガス(４)を排気(８)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(８)を昇温させ、排気(８)の熱でＤＰＦ(５)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２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(１１)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(１１)に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容し、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部に環状壁(１４)を配置し、この環状壁(１４)の内側に空燃混合室(１２)を形成し、この空燃混合室(１２)に空気(３)と液体燃料(２)とを供給することにより、空燃混合室(１２)で空燃混合ガス(２３)を形成し、この空燃混合ガス(２３)を可燃性ガス生成触媒(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(１３)で可燃性ガス(４)を生成させるに当たり、
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、環状壁(１４)の中心部に芯材(１５)を内嵌させ、環状壁(１４)の内周面(１６)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合室(１２)を形成し、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部に供給されるようにし、
芯材(１５)にヒータ(２５)を用い、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合室(１２)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合室(１２)に直接に放熱を行うようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
図１に例示するように可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(４)を生成させ、この可燃性ガス(４)をＤＰＦ(５)の上流で可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出し、この可燃性ガス(４)を排気(８)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(８)を昇温させ、排気(８)の熱でＤＰＦ(５)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２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(１１)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(１１)に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容し、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部に環状壁(１４)を配置し、この環状壁(１４)の内側に空燃混合室(１２)を形成し、この空燃混合室(１２)に空気(３)と液体燃料(２)とを供給することにより、空燃混合室(１２)で空燃混合ガス(２３)を形成し、この空燃混合ガス(２３)を可燃性ガス生成触媒(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(１３)で可燃性ガス(４)を生成させるに当たり、
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、環状壁(１４)の中心部に芯材(１５)を内嵌させ、環状壁(１４)の内周面(１６)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合室(１２)を形成し、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部に供給されるようにし、
芯材(１５)にヒータ(２５)を用い、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合室(１２)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合室(１２)に直接に放熱を行うようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 可燃性ガスの生成をスムーズに開始することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、芯材(１５)にヒータ(２５)を用い、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合室(１２)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合室(１２)に直接に放熱を行うようにしたので、ヒータ(２５)の熱が空燃混合室(１２)に速やかに伝わり、空燃混合ガス(２３)が速やかに形成され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 可燃性ガスの生成をスムーズに開始することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、芯材(１５)にヒータ(２５)を用い、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合室(１２)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合室(１２)に直接に放熱を行うようにしたので、ヒータ(２５)の熱が空燃混合室(１２)に速やかに伝わり、空燃混合ガス(２３)が速やかに形成され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。
《効果》 可燃性ガス生成器を小型化することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、ヒータ(２５)と空燃混合室(１２)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、ヒータ(２５)と空燃混合室(１２)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
《効果》 可燃性ガスの生成を効率よく行うことができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部に供給されるので、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部に供給されるので、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、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》 可燃性ガスの生成をスムーズに開始することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合ガス導入隙間(２８)に直接に放熱を行うようにしたので、ヒータ(２５)の熱が空燃混合ガス導入隙間(２８)に速やかに伝わり、空燃混合ガス導入隙間(２８)での空燃混合ガス(２３)の結露が抑制され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。
請求項２に係る発明は、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》 可燃性ガスの生成をスムーズに開始することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合ガス導入隙間(２８)に直接に放熱を行うようにしたので、ヒータ(２５)の熱が空燃混合ガス導入隙間(２８)に速やかに伝わり、空燃混合ガス導入隙間(２８)での空燃混合ガス(２３)の結露が抑制され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。
《効果》 可燃性ガス生成器を小型化することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、ヒータ(２５)と空燃混合ガス導入隙間(２８)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、ヒータ(２５)と空燃混合ガス導入隙間(２８)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
《効果》 可燃性ガス生成触媒や環状壁の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合ガス導入隙間(２８)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)に導入されるので、空燃混合ガス導入隙間(２８)の消炎機能により、空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合ガス導入隙間(２８)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)に導入されるので、空燃混合ガス導入隙間(２８)の消炎機能により、空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
《効果》 可燃性ガスの生成を効率よく行うことができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から空燃混合ガス導入隙間(２８)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)に導入されるので、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から空燃混合ガス導入隙間(２８)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)に導入されるので、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、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》 可燃性ガス生成触媒や環状壁の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成したので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)の消炎機能により空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
請求項３に係る発明は、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》 可燃性ガス生成触媒や環状壁の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成したので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)の消炎機能により空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
《効果》 可燃性ガス生成器の組み立てを容易にすることができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにしたので、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにしたので、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、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》 可燃性ガス生成触媒や環状壁の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成したので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)の消炎機能により空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
請求項４に係る発明は、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》 可燃性ガス生成触媒や環状壁の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成したので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)の消炎機能により空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
《効果》 可燃性ガス生成器の組み立てを容易にすることができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにするとともに、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)と環状壁(１４)とスペーサ突起(２９)とを介して、可燃性ガス生成触媒(１３)の空燃混合ガス入口面(２７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにしたので、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにするとともに、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)と環状壁(１４)とスペーサ突起(２９)とを介して、可燃性ガス生成触媒(１３)の空燃混合ガス入口面(２７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにしたので、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４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》 載置面と環状壁の被載置面との間からのガス漏れを抑制することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、環状壁(１４)の終端部に被載置面(３２)よりも内側に位置するインロー突部(３０)を設け、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)の始端部にインロー突部(３０)を内嵌させたので、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部からの空燃混合ガス(２３)や可燃性ガス(４)の漏れが、インロー突部(３０)の嵌合によって阻止され、載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面(３２)との間からのガス漏れを抑制することができる。
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４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》 載置面と環状壁の被載置面との間からのガス漏れを抑制することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ) 、図７に例示するように、環状壁(１４)の終端部に被載置面(３２)よりも内側に位置するインロー突部(３０)を設け、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)の始端部にインロー突部(３０)を内嵌させたので、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部からの空燃混合ガス(２３)や可燃性ガス(４)の漏れが、インロー突部(３０)の嵌合によって阻止され、載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面(３２)との間からのガス漏れを抑制することができる。
(請求項６に係る発明)
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 取り付けボルトの軸力低下を抑制することができる。
図４(Ａ)(Ｂ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒(１３)と取り付けボルト(３３)との間で、インロー突部(３０)に断熱空間(３４)を設けたので、可燃性ガス生成触媒(１３)で発生した熱の伝達が断熱空間(３４)で阻止され、取り付けボルト(３３)の熱膨張が抑制され、これに起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 取り付けボルトの軸力低下を抑制することができる。
図４(Ａ)(Ｂ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒(１３)と取り付けボルト(３３)との間で、インロー突部(３０)に断熱空間(３４)を設けたので、可燃性ガス生成触媒(１３)で発生した熱の伝達が断熱空間(３４)で阻止され、取り付けボルト(３３)の熱膨張が抑制され、これに起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
(請求項７に係る発明)
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 取り付けボルトの軸力低下を抑制することができる。
図４(Ｂ)に例示するように、断熱空間(３４)をインロー突部(３０)の外周面に凹設し、断熱空間(３４)内にシール材(３５)を配置し、このシール材(３５)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)とインロー突部(３０)との間を密封することにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面(３２)との間のガスケットを不要にしたので、ガスケットの弾性力低下に起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 取り付けボルトの軸力低下を抑制することができる。
図４(Ｂ)に例示するように、断熱空間(３４)をインロー突部(３０)の外周面に凹設し、断熱空間(３４)内にシール材(３５)を配置し、このシール材(３５)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)とインロー突部(３０)との間を密封することにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面(３２)との間のガスケットを不要にしたので、ガスケットの弾性力低下に起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
(請求項８に係る発明)
請求項８に係る発明は、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》 環状壁の加工を容易にすることができる。
図５(Ａ)(Ｂ)、図６(Ａ)〜(Ｃ)、図８(Ａ)〜(Ｄ)に例示するように、ガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)と蓋(３７)の被載置面(３９)のいずれかの面にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにしたので、環状壁(１４)内に液体燃料ガイド通路や液体燃料出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
請求項８に係る発明は、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》 環状壁の加工を容易にすることができる。
図５(Ａ)(Ｂ)、図６(Ａ)〜(Ｃ)、図８(Ａ)〜(Ｄ)に例示するように、ガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)と蓋(３７)の被載置面(３９)のいずれかの面にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにしたので、環状壁(１４)内に液体燃料ガイド通路や液体燃料出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
(請求項９に係る発明)
請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 環状壁の加工を容易にすることができる。
図５(Ａ)(Ｂ)、図６(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、ガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の空気入口(４２ｂ)と空気出口(３６ｂ)とを設け、空気出口(３６ｂ)は各空気入口(４２ｂ)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)と蓋(３７)の被載置面(３９)のいずれかの面にその周方向に沿う空気ガイド溝(４１ｂ)を凹設し、この空気ガイド溝(４１ｂ)の開口に各空気入口(４２ｂ)を連通させ、空気ガイド溝(４１ｂ)に供給された空気(３)が各空気入口(４２ｂ)を介して空気出口(３６ｂ)から空燃混合室(１２)に流出するようにしたので、環状壁(１４)内に空気ガイド通路や空気出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８のいずれかの発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 環状壁の加工を容易にすることができる。
図５(Ａ)(Ｂ)、図６(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、ガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の空気入口(４２ｂ)と空気出口(３６ｂ)とを設け、空気出口(３６ｂ)は各空気入口(４２ｂ)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)と蓋(３７)の被載置面(３９)のいずれかの面にその周方向に沿う空気ガイド溝(４１ｂ)を凹設し、この空気ガイド溝(４１ｂ)の開口に各空気入口(４２ｂ)を連通させ、空気ガイド溝(４１ｂ)に供給された空気(３)が各空気入口(４２ｂ)を介して空気出口(３６ｂ)から空燃混合室(１２)に流出するようにしたので、環状壁(１４)内に空気ガイド通路や空気出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
(請求項１０に係る発明)
請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９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》 可燃性ガスの生成を促進することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)の上縁部に沿ってその周方向に所定間間隔を保持した複数の液体燃料出口(３６)を設け、各液体燃料出口(３６)から流出させた液体燃料(２)が環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って自重で流れ落ちるようにしたので、環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ちる液体燃料(２)の複数の流れが空気(３)と接触して空燃混合ガス(２３)となり、空燃混合ガス(２３)の濃度分布が均一化され、可燃性ガス(４)の生成を促進することができる。
請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９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》 可燃性ガスの生成を促進することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)の上縁部に沿ってその周方向に所定間間隔を保持した複数の液体燃料出口(３６)を設け、各液体燃料出口(３６)から流出させた液体燃料(２)が環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って自重で流れ落ちるようにしたので、環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ちる液体燃料(２)の複数の流れが空気(３)と接触して空燃混合ガス(２３)となり、空燃混合ガス(２３)の濃度分布が均一化され、可燃性ガス(４)の生成を促進することができる。
《効果》 可燃性ガス生成器が傾いても、空燃混合ガスを支障なく形成することができる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)は下方の終端部に向かって縮径するテーパ形状としたので、可燃性ガス生成器(１)が傾いても、液体燃料(２)が自重で環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ち、空燃混合ガス(２３)を支障なく形成できる。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に例示するように、環状壁(１４)の内周面(１６)は下方の終端部に向かって縮径するテーパ形状としたので、可燃性ガス生成器(１)が傾いても、液体燃料(２)が自重で環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ち、空燃混合ガス(２３)を支障なく形成できる。
(請求項１１に係る発明)
請求項１１に係る発明は、請求項１から請求項１０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、排気中の酸素で可燃性ガスを燃焼させることができる。
図２に例示するように、二次空気混合ガス(４９)が燃焼触媒(４６)を通過する際、可燃性ガス(４)の一部が二次空気(４８)で触媒燃焼され、その燃焼熱で、燃焼触媒(４６)を通過した可燃性ガス(４)の残部が昇温され、昇温された可燃性ガス(４)が可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出されるようにしたので、排気(８)の温度が低い場合でも、可燃性ガス(４)が着火し、排気(８)中の酸素で可燃性ガス(４)を燃焼させることができる。
請求項１１に係る発明は、請求項１から請求項１０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、排気中の酸素で可燃性ガスを燃焼させることができる。
図２に例示するように、二次空気混合ガス(４９)が燃焼触媒(４６)を通過する際、可燃性ガス(４)の一部が二次空気(４８)で触媒燃焼され、その燃焼熱で、燃焼触媒(４６)を通過した可燃性ガス(４)の残部が昇温され、昇温された可燃性ガス(４)が可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出されるようにしたので、排気(８)の温度が低い場合でも、可燃性ガス(４)が着火し、排気(８)中の酸素で可燃性ガス(４)を燃焼させることができる。
(請求項１２に係る発明)
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 二次空気混合室を簡易に形成することができる。
図９(Ａ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の下方に二次空気混合室(４４)を区画形成したので、二次空気混合室(４４)を簡易に形成することができる。
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 二次空気混合室を簡易に形成することができる。
図９(Ａ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の下方に二次空気混合室(４４)を区画形成したので、二次空気混合室(４４)を簡易に形成することができる。
《効果》 可燃性ガスを効率的に生成することができる。
図９(Ａ)に例示するように、仕切り板(５２)の周縁部(５３)にその周方向に所定間隔を保持した複数の可燃性ガス出口孔(５４)をあけ、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口孔(５４)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしたので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に導入された空燃混合ガス(２３)は、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部にある仕切り板(５２)の周縁部(５３)にある複数の可燃性ガス出口孔(５４)に向かって可燃性ガス生成触媒(１３)内を偏りなく通過し、可燃性ガス(４)を効率的に生成することができる。
図９(Ａ)に例示するように、仕切り板(５２)の周縁部(５３)にその周方向に所定間隔を保持した複数の可燃性ガス出口孔(５４)をあけ、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口孔(５４)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしたので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に導入された空燃混合ガス(２３)は、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部にある仕切り板(５２)の周縁部(５３)にある複数の可燃性ガス出口孔(５４)に向かって可燃性ガス生成触媒(１３)内を偏りなく通過し、可燃性ガス(４)を効率的に生成することができる。
(請求項１３に係る発明)
請求項１３に係る発明は、請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 二次空気混合室を簡易に形成することができる。
図９(Ｂ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の下方に二次空気混合室(４４)を区画形成したので、二次空気混合室(４４)を簡易に形成することができる。
請求項１３に係る発明は、請求項１１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 二次空気混合室を簡易に形成することができる。
図９(Ｂ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の下方に二次空気混合室(４４)を区画形成したので、二次空気混合室(４４)を簡易に形成することができる。
《効果》 可燃性ガスを効率的に生成することができる。
図９(Ｂ)に例示するように、仕切り板(５２)の周縁部(５３)と二次空気混合室(４４)の室壁(５５)との間に、仕切り板(５２)の周縁部(５３)に沿う可燃性ガス出口隙間(５６)を設け、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口隙間(５６)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしたので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に導入された空燃混合ガス(２３)は、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部にある仕切り板(５２)の周縁部(５３)に沿う可燃性ガス出口隙間(５６)に向かって可燃性ガス生成触媒(１３)内を偏りなく通過し、可燃性ガス(４)を効率的に生成することができる。
図９(Ｂ)に例示するように、仕切り板(５２)の周縁部(５３)と二次空気混合室(４４)の室壁(５５)との間に、仕切り板(５２)の周縁部(５３)に沿う可燃性ガス出口隙間(５６)を設け、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口隙間(５６)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしたので、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に導入された空燃混合ガス(２３)は、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部にある仕切り板(５２)の周縁部(５３)に沿う可燃性ガス出口隙間(５６)に向かって可燃性ガス生成触媒(１３)内を偏りなく通過し、可燃性ガス(４)を効率的に生成することができる。
(請求項１４に係る発明)
請求項１４に係る発明は、請求項１２または請求項１３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 二次空気合流室と二次空気混合ガス膨張室とを簡易に形成することができる。
図９(Ａ)(Ｂ)に例示するように、二次空気混合室(４４)の中央部に環状区画壁(５７)を設け、この環状区画壁(５７)で環状区画壁(５７)の周囲の二次空気合流室(５８)と、環状区画壁(５７)の内側の二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)とを区画し、二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)の開口を仕切り板(５２)で閉塞し、二次空気混合ガス膨張室(５９)の入口に絞り孔(６０)をあけ、二次空気混合ガス膨張室(５９)の出口に二次空気混合ガス出口(６１)をあけたので、二次空気合流室(５８)と二次空気混合ガス膨張室(５９)とを簡易に形成することができる。
請求項１４に係る発明は、請求項１２または請求項１３に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 二次空気合流室と二次空気混合ガス膨張室とを簡易に形成することができる。
図９(Ａ)(Ｂ)に例示するように、二次空気混合室(４４)の中央部に環状区画壁(５７)を設け、この環状区画壁(５７)で環状区画壁(５７)の周囲の二次空気合流室(５８)と、環状区画壁(５７)の内側の二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)とを区画し、二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)の開口を仕切り板(５２)で閉塞し、二次空気混合ガス膨張室(５９)の入口に絞り孔(６０)をあけ、二次空気混合ガス膨張室(５９)の出口に二次空気混合ガス出口(６１)をあけたので、二次空気合流室(５８)と二次空気混合ガス膨張室(５９)とを簡易に形成することができる。
《効果》 燃焼触媒での触媒燃焼を効率的に行うことができる。
図９(Ａ)(Ｂ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)とから二次空気合流室(５８)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、二次空気合流室(５８)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを合流させた二次空気混合ガス(４９)が形成され、この二次空気混合ガス(４９)が、絞り孔(６０)で絞られた後、二次空気混合ガス膨張室(５９)で膨張しながら拡散し、二次空気混合ガス出口(６１)を経て燃焼触媒(４６)に供給されるようにしたので、燃焼触媒(４６)に供給される二次空気混合ガス(４９)の濃度分布が均一化され、燃焼触媒(４６)での触媒燃焼を効率的に行うことができる。
図９(Ａ)(Ｂ)に例示するように、可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)とから二次空気合流室(５８)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、二次空気合流室(５８)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを合流させた二次空気混合ガス(４９)が形成され、この二次空気混合ガス(４９)が、絞り孔(６０)で絞られた後、二次空気混合ガス膨張室(５９)で膨張しながら拡散し、二次空気混合ガス出口(６１)を経て燃焼触媒(４６)に供給されるようにしたので、燃焼触媒(４６)に供給される二次空気混合ガス(４９)の濃度分布が均一化され、燃焼触媒(４６)での触媒燃焼を効率的に行うことができる。
図１〜図１３は本発明の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り、この実施形態では、立形多気筒ディーゼルエンジンの排気処理装置について説明する。
排気処理装置の概要は、次の通りである。
図１１〜図１３に示すように、シリンダヘッド(１１２)の横側に排気マニホルド(１１３)を取り付け、この排気マニホルド(１１３)の上部に過給機(７５)を取り付け、この過給機(７５)の排気タービン(７６)に排気管(６６)を介してＤＰＦケース(６７)を接続している。排気管(６６)には可燃性ガス生成器(１)を取り付けている。
図１１〜図１３に示すように、シリンダヘッド(１１２)の横側に排気マニホルド(１１３)を取り付け、この排気マニホルド(１１３)の上部に過給機(７５)を取り付け、この過給機(７５)の排気タービン(７６)に排気管(６６)を介してＤＰＦケース(６７)を接続している。排気管(６６)には可燃性ガス生成器(１)を取り付けている。
図１に示すように、可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(４)を生成させ、この可燃性ガス(４)をＤＰＦ(５)上流で可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出し、この可燃性ガス(４)を排気(８)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(８)を昇温させ、排気(８)の熱でＤＰＦ(５)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。
図１に示すように、ＤＰＦケース(６７)には上流側にＤＯＣ(１００)を、下流側にＤＰＦ(５)を収容している。ＤＯＣはディーゼル酸化触媒の略称である。
ＤＰＦ(５)は、セラミックのハニカム担体で、隣合うセル(５ａ)の端部を交互に目封じたウォールフローモノリスである。セル(５ａ)の内部とセル(５ａ)の壁(５ｂ)を排気が通過し、セル(５ａ)の壁(５ｂ)でＰＭを捕捉する。
ＤＯＣ(１００)は、セラミックのハニカム担体で、酸化触媒を担持させ、セル(１００ａ)の両端を開口したフロースルー構造で、セル(１００ａ)の内部を排気(８)が通過するようになっている。可燃性ガス(４)は排気(８)とともにＤＯＣ(１００)を通過する際、ＤＯＣ(１００)により可燃性ガス(４)が排気(８)中の酸素で触媒燃焼され、排気(８)が昇温され、排気(８)の熱でＤＰＦ(５)に溜まったＰＭが燃焼除去される。
ＤＰＦ(５)は、セラミックのハニカム担体で、隣合うセル(５ａ)の端部を交互に目封じたウォールフローモノリスである。セル(５ａ)の内部とセル(５ａ)の壁(５ｂ)を排気が通過し、セル(５ａ)の壁(５ｂ)でＰＭを捕捉する。
ＤＯＣ(１００)は、セラミックのハニカム担体で、酸化触媒を担持させ、セル(１００ａ)の両端を開口したフロースルー構造で、セル(１００ａ)の内部を排気(８)が通過するようになっている。可燃性ガス(４)は排気(８)とともにＤＯＣ(１００)を通過する際、ＤＯＣ(１００)により可燃性ガス(４)が排気(８)中の酸素で触媒燃焼され、排気(８)が昇温され、排気(８)の熱でＤＰＦ(５)に溜まったＰＭが燃焼除去される。
可燃性ガス生成器の構成は、次の通りである。
図１、図２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(１１)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(１１)に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容し、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部(上端部)に環状壁(１４)を配置し、この環状壁(１４)の内側に空燃混合室(１２)を形成し、この空燃混合室(１２)に空気(３)と液体燃料(２)とを供給することにより、空燃混合室(１２)で空燃混合ガス(２３)を形成し、この空燃混合ガス(２３)を可燃性ガス生成触媒(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(１３)で可燃性ガス(４)を生成させる。
図１、図２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(１１)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(１１)に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容し、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部(上端部)に環状壁(１４)を配置し、この環状壁(１４)の内側に空燃混合室(１２)を形成し、この空燃混合室(１２)に空気(３)と液体燃料(２)とを供給することにより、空燃混合室(１２)で空燃混合ガス(２３)を形成し、この空燃混合ガス(２３)を可燃性ガス生成触媒(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(１３)で可燃性ガス(４)を生成させる。
液体燃料(２)はディーゼル燃料である軽油であり、液体燃料供給源(２２)から供給され、空気(３)は空気供給源(２１)から供給される。液体燃料供給源(２２)は燃料タンク、空気供給源(２１)はエアクリーナである。
可燃性ガス生成触媒(１３)は、セラミックの担体に部分酸化触媒成分を担持させたもので、液体燃料(２)を部分酸化することにより、水素や一酸化炭素を含む可燃性ガス(４)を生成する。
可燃性ガス生成触媒(１３)は、立体網目構造の金属線材の担体を用いてもよく、酸化触媒成分を担持させたものであってもよい。酸化触媒成分を用いた場合には、液体燃料(２)の一部を酸化させ、その発熱により液体燃料(２)を気化させた可燃性ガス(４)を生成する。
可燃性ガス生成触媒(１３)は、セラミックの担体に部分酸化触媒成分を担持させたもので、液体燃料(２)を部分酸化することにより、水素や一酸化炭素を含む可燃性ガス(４)を生成する。
可燃性ガス生成触媒(１３)は、立体網目構造の金属線材の担体を用いてもよく、酸化触媒成分を担持させたものであってもよい。酸化触媒成分を用いた場合には、液体燃料(２)の一部を酸化させ、その発熱により液体燃料(２)を気化させた可燃性ガス(４)を生成する。
図２に示すように、環状壁(１４)の中心部に芯材(１５)を内嵌させ、環状壁(１４)の内周面(１６)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合室(１２)を形成し、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部(下端部)から可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部に供給されるようにしている。
これにより、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
これにより、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
図２に示すように、芯材(１５)にヒータ(２５)を用い、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合室(１２)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合室(１２)に直接に放熱を行うようにしている。
これにより、ヒータ(２５)の熱が空燃混合室(１２)に速やかに伝わり、空燃混合ガス(２３)が速やかに形成され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。また、ヒータ(２５)と空燃混合室(１２)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
ヒータ(２５)は、可燃性ガス(４)の生成開始時に加熱を行うための電熱ヒータで、金属パイプ内に電熱線を収容したシーズヒータが用いられている。
これにより、ヒータ(２５)の熱が空燃混合室(１２)に速やかに伝わり、空燃混合ガス(２３)が速やかに形成され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。また、ヒータ(２５)と空燃混合室(１２)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
ヒータ(２５)は、可燃性ガス(４)の生成開始時に加熱を行うための電熱ヒータで、金属パイプ内に電熱線を収容したシーズヒータが用いられている。
図２に示すように、環形の可燃性ガス生成触媒(１３)の内周に空燃混合ガス入口面(２７)を設け、可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に芯材(１５)を内嵌させ、空燃混合ガス入口面(２７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス導入隙間(２８)を形成し、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部(下端部)から空燃混合ガス導入隙間(２８)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)に導入されるようにしている。
これにより、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
また、空燃混合ガス導入隙間(２８)の消炎機能により、空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
これにより、熱が逃げ難く、高温状態が維持され、高い触媒活性が得られる可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)で可燃性ガス(４)の生成を効率よく行うことができる。
また、空燃混合ガス導入隙間(２８)の消炎機能により、空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
図２に示すように、芯材(１５)に用いたヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合ガス導入隙間(２８)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合ガス導入隙間(２８)に直接に放熱を行うようにしている。
これにより、ヒータ(２５)の熱が空燃混合ガス導入隙間(２８)に速やかに伝わり、空燃混合ガス導入隙間(２８)での空燃混合ガス(２３)の結露が抑制され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。
また、ヒータ(２５)と空燃混合ガス導入隙間(２８)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
これにより、ヒータ(２５)の熱が空燃混合ガス導入隙間(２８)に速やかに伝わり、空燃混合ガス導入隙間(２８)での空燃混合ガス(２３)の結露が抑制され、可燃性ガス(４)の生成をスムーズに開始することができる。
また、ヒータ(２５)と空燃混合ガス導入隙間(２８)との間に介在物がなく、可燃性ガス生成器(１)を小型化することができる。
図３(Ａ)に示すように、環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部(下端部)に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成している。
これにより、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)の消炎機能で空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
これにより、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)の消炎機能で空燃混合ガス(２３)の火炎燃焼の発生が抑制され、可燃性ガス生成触媒(１３)や環状壁(１４)の熱損傷を防止することができる。
図３(Ａ)に示すように、環状壁(１４)の内周面(１６)にスペーサ突起(２９)を設け、芯材(１５)の外周面(１８)にスペーサ突起(２９)を当接させることにより、スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにしている。
これにより、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
環状壁(１４)とスペーサ突起(２９)とは金属の一体成型品である。
芯材(１５)の外周面(１８)にスペーサ突起(２９)を設け、環状壁(１４)の内周面(１６)にスペーサ突起(２９)を当接させてもよい。
これにより、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
環状壁(１４)とスペーサ突起(２９)とは金属の一体成型品である。
芯材(１５)の外周面(１８)にスペーサ突起(２９)を設け、環状壁(１４)の内周面(１６)にスペーサ突起(２９)を当接させてもよい。
図３(Ａ)に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)に環形の可燃性ガス生成触媒(１３)を内嵌させ、環状壁(１４)の終端部にインロー突部(３０)を設け、このインロー突部(３０)を可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)の始端部(上端部)に内嵌させることにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)と環状壁(１４)とスペーサ突起(２９)とを介して、可燃性ガス生成触媒(１３)の空燃混合ガス入口面(２７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされる。
これにより、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
これにより、これらの位置合わせは治具等を用いることなく正確に行うことができ、可燃性ガス生成器(１)の組み立てを容易にすることができる。
図３(Ａ)に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)の始端部(上端部)に環状の載置面(３１)を設け、環状壁(１４)の終端部(下端部)に被載置面(３２)を設け、載置面(３１)に環状壁(１４)の被載置面(３２)を載置固定するに当たり、環状壁(１４)の終端部(下端部)に被載置面(３２)よりも内側に位置するインロー突部(３０)を設け、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)の始端部(上端部)にインロー突部(３０)を内嵌させている。
これにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部(上端部)からの空燃混合ガス(２３)や可燃性ガス(４)の漏れが、インロー突部(３０)の嵌合によって阻止され、載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面との間からのガス漏れを抑制することができる。
これにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部(上端部)からの空燃混合ガス(２３)や可燃性ガス(４)の漏れが、インロー突部(３０)の嵌合によって阻止され、載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面との間からのガス漏れを抑制することができる。
図３(Ａ)に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)にガスケット(１９)を介して環状壁(１４)の被載置面(３２)を載置し、環状壁(１４)の載置面(３８)にガスケット(４０)を介して蓋(３７)を載置し、これらを取り付けボルト(３３)で共締めしている。
図３(Ｂ)は可燃性ガス生成器の組み付け構造の第１変形例で、可燃性ガス生成触媒(１３)の周面と可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)との間、触媒(１３)の始端面とインロー突部(３０)との間、触媒(１３)の終端面と後述する仕切り板(５２)との間に断熱性クッション材(９)を介在させ、可燃性ガス生成触媒室(１１)での可燃性ガス生成触媒(１３)の固定と断熱を図っている。
断熱性クッション材(９)にはグラスウールのマットを用いている。
断熱性クッション材(９)にはグラスウールのマットを用いている。
図４(Ａ)は第２変形例で、取り付けボルト(３３)の締結力で、可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)に環状壁(１４)の被載置面(３２)を載置固定し、インロー突部(３０)の内側に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容するに当たり、可燃性ガス生成触媒(１３)と取り付けボルト(３３)との間で、インロー突部(３０)に断熱空間(３４)を設けている。
これにより、可燃性ガス生成触媒(１３)で発生した熱の伝達が断熱空間(３４)で阻止され、取り付けボルト(３３)の熱膨張が抑制され、これに起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
これにより、可燃性ガス生成触媒(１３)で発生した熱の伝達が断熱空間(３４)で阻止され、取り付けボルト(３３)の熱膨張が抑制され、これに起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
図４(Ｂ)は第３変形例で、図４(Ａ)の第２変形例で、断熱空間(３４)をインロー突部(３０)の外周面に凹設し、断熱空間(３４)内にシール材(３５)を配置し、このシール材(３５)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)とインロー突部(３０)との間を密封することにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面(３２)との間のガスケット(１９)を不要にしたものである。
これにより、ガスケット(１９)の弾性力低下に起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
これら図３(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)に示す第１〜第３変形例の他の構造は、図３(Ａ)に示す実施形態と同一であり、図中、同一の要素には同一の符号を付しておく。
これにより、ガスケット(１９)の弾性力低下に起因する取り付けボルト(３３)の軸力低下を抑制することができる。
これら図３(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)に示す第１〜第３変形例の他の構造は、図３(Ａ)に示す実施形態と同一であり、図中、同一の要素には同一の符号を付しておく。
空燃混合室への液体燃料と空気の供給構造は、次の通りである。
図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、環状壁(１４)の始端部(上端部)に蓋(３７)を配置し、環状壁(１４)の始端部(上端部)に環状の蓋載置面(３８)を設け、蓋(３７)の終端部(下端部)に被載置面(３９)を設け、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)に環状のガスケット(４０)を介して蓋(３７)の被載置面(３９)を載置固定している。
ガスケット(４０)は重ね合わせた下側のガスケット(４０ａ)と上側のガスケット(４０ｂ)の二枚組となっている。
下側のガスケット(４０ａ)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにしている。
これにより、環状壁(１４)内に液体燃料ガイド通路や液体燃料出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
図６(Ｂ)に示すように、液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)と後述する空気入口(４２ａ)とは、金属製の下側のガスケット(４０ａ)に打ち抜き状に形成されている。
液体燃料ガイド溝(４１)は、蓋(３７)の被載置面(３９)に設けてもよい。
図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、環状壁(１４)の始端部(上端部)に蓋(３７)を配置し、環状壁(１４)の始端部(上端部)に環状の蓋載置面(３８)を設け、蓋(３７)の終端部(下端部)に被載置面(３９)を設け、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)に環状のガスケット(４０)を介して蓋(３７)の被載置面(３９)を載置固定している。
ガスケット(４０)は重ね合わせた下側のガスケット(４０ａ)と上側のガスケット(４０ｂ)の二枚組となっている。
下側のガスケット(４０ａ)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにしている。
これにより、環状壁(１４)内に液体燃料ガイド通路や液体燃料出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
図６(Ｂ)に示すように、液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)と後述する空気入口(４２ａ)とは、金属製の下側のガスケット(４０ａ)に打ち抜き状に形成されている。
液体燃料ガイド溝(４１)は、蓋(３７)の被載置面(３９)に設けてもよい。
図５(Ａ)(Ｂ)に示すように、上側のガスケット(４０ｂ)にその周方向に所定間隔を保持して複数の空気入口(４２ｂ)と空気出口(３６ｂ)とを設け、空気出口(３６ｂ)は各空気入口(４２ｂ)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)その周方向に沿う空気ガイド溝(４１ｂ)を凹設し、この空気ガイド溝(４１ｂ)の開口に各空気入口(４２ｂ)を連通させ、空気ガイド溝(４１ｂ)に供給された空気(３)が各空気入口(４２ｂ)を介して空気出口(３６ｂ)から空燃混合室(１２)に流出するようにしている。
各空気入口(４２ｂ)は、下側のガスケット(４０ａ)の空気入口(４２ａ)を介して空気ガイド溝(４１ｂ)の開口と連通している。
これにより、環状壁(１４)内に空気ガイド通路や空気出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
図６(Ｃ)に示すように、各空気入口(４２ｂ)と空気出口(３６ｂ)とは、金属製の上側のガスケット(４０ｂ)に打ち抜き状に形成されている。
空気ガイド溝(４１ｂ)は、蓋(３７)の被載置面(３９)に設けてもよい。
図６の(Ａ)〜(Ｃ)に、環状壁(１４)と下側のガスケット(４０ａ)と上側のガスケット(４０ｂ)の各平面図を示す。
各空気入口(４２ｂ)は、下側のガスケット(４０ａ)の空気入口(４２ａ)を介して空気ガイド溝(４１ｂ)の開口と連通している。
これにより、環状壁(１４)内に空気ガイド通路や空気出口を形成する場合に比べ環状壁(１４)の加工を容易にすることができる。
図６(Ｃ)に示すように、各空気入口(４２ｂ)と空気出口(３６ｂ)とは、金属製の上側のガスケット(４０ｂ)に打ち抜き状に形成されている。
空気ガイド溝(４１ｂ)は、蓋(３７)の被載置面(３９)に設けてもよい。
図６の(Ａ)〜(Ｃ)に、環状壁(１４)と下側のガスケット(４０ａ)と上側のガスケット(４０ｂ)の各平面図を示す。
図７と図８は、空燃混合室への液体燃料等の供給構造の変形例を説明する図である。
図７と図８(Ａ)(Ｂ)は第１変形例で、ガスケット(４０)は一枚のみで、このガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにしている。
図８(Ａ)に示すように、液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とは、ガスケット(４０)に打ち抜き状に形成されている。
環状壁(１４)に空気噴出口(２４)を設け、空気(３)は空気噴出口(２４)から空燃混合室(１２)に接線方向に噴出され、環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って空燃混合室(１２)内を旋回する。
図７と図８(Ａ)(Ｂ)は第１変形例で、ガスケット(４０)は一枚のみで、このガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにしている。
図８(Ａ)に示すように、液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とは、ガスケット(４０)に打ち抜き状に形成されている。
環状壁(１４)に空気噴出口(２４)を設け、空気(３)は空気噴出口(２４)から空燃混合室(１２)に接線方向に噴出され、環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って空燃混合室(１２)内を旋回する。
図８(Ｃ)(Ｄ)は第２変形例で、液体燃料ガイド溝(４１)を、蓋(３７)の被載置面(３９)に設けている。
図８(Ｃ)に示すように、液体燃料(２)は、液体燃料供給口(６４)からこれに連通する所定の液体燃料入口(４２)に流入し、この所定の液体燃料入口(４２)から導出された液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するとともに、この所定の液体燃料入口(４２)を介して液体燃料ガイド溝(４１)に流入し、図８(Ｄ)に示すように、この液体燃料ガイド溝(４１)から他の液体燃料入口(４２)に分配され、これらから導出された各液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出する。
この第２変更例では、ＤＰＦ(５)の再生が終了し、液体燃料ガイド溝(４１)への液体燃料(２)の供給を停止すると、液体燃料ガイド溝(４１)から液体燃料(２)が自重で液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを介して空燃混合室(１２)に流出するため、液体燃料ガイド溝(４１)に液体燃料(２)が残留せず、液体燃料(２)の炭化による液体燃料ガイド溝(４１)等の詰まりを抑制することができる。
図８(Ｃ)に示すように、液体燃料(２)は、液体燃料供給口(６４)からこれに連通する所定の液体燃料入口(４２)に流入し、この所定の液体燃料入口(４２)から導出された液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するとともに、この所定の液体燃料入口(４２)を介して液体燃料ガイド溝(４１)に流入し、図８(Ｄ)に示すように、この液体燃料ガイド溝(４１)から他の液体燃料入口(４２)に分配され、これらから導出された各液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出する。
この第２変更例では、ＤＰＦ(５)の再生が終了し、液体燃料ガイド溝(４１)への液体燃料(２)の供給を停止すると、液体燃料ガイド溝(４１)から液体燃料(２)が自重で液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを介して空燃混合室(１２)に流出するため、液体燃料ガイド溝(４１)に液体燃料(２)が残留せず、液体燃料(２)の炭化による液体燃料ガイド溝(４１)等の詰まりを抑制することができる。
この液体燃料(２)の供給に関する第１変形例と第２変形例を空気(３)の供給に応用し、図６(Ｃ)に示すガスケット(４０ｂ)を一枚だけ用いて、空気(３)のみをガスケット(４０ｂ)から空燃混合室(１２)に流出させ、液体燃料(２)はガスケット以外の個所から空燃混合室(１２)に流出させてもよい。
これら図７、図８(Ａ)〜(Ｄ)に示す第１〜第２変形例の他の構造は、図５、図６に示す実施形態と同一であり、図中、同一の要素には同一の符号を付しておく。
これら図７、図８(Ａ)〜(Ｄ)に示す第１〜第２変形例の他の構造は、図５、図６に示す実施形態と同一であり、図中、同一の要素には同一の符号を付しておく。
図３(Ａ)(Ｂ)、図４(Ａ)(Ｂ)、図７に示すように、環状壁(１４)の内周面(１６)は下方の終端部に向かって縮径するテーパ形状とし、環状壁(１４)の内周面(１６)の上縁部に沿ってその周方向に所定間間隔を保持した複数の液体燃料出口(３６)を設け、各液体燃料出口(３６)から流出させた液体燃料(２)が環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って自重で流れ落ちるようにしている。
これにより、環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ちる液体燃料(２)の複数の流れが空気(３)と接触して空燃混合ガス(２３)となり、空燃混合ガス(２３)の濃度分布が均一化され、可燃性ガス(４)の生成を促進することができる。
また、可燃性ガス生成器(１)が傾いても、液体燃料(２)が自重で環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ち、空燃混合ガス(２３)を支障なく形成できる。
これにより、環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ちる液体燃料(２)の複数の流れが空気(３)と接触して空燃混合ガス(２３)となり、空燃混合ガス(２３)の濃度分布が均一化され、可燃性ガス(４)の生成を促進することができる。
また、可燃性ガス生成器(１)が傾いても、液体燃料(２)が自重で環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って流れ落ち、空燃混合ガス(２３)を支障なく形成できる。
可燃性ガスの排気への供給構造は、次の通りである。
図２に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)に二次空気混合室(４４)を連通させ、二次空気混合室(４４)に二次空気混合ガス出口(６１)を介して燃焼触媒室(４５)を連通させ、燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒(４６)を収容し、この燃焼触媒室(４５)に前記可燃性ガス放出口(６)を連通させ、可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)から二次空気混合室(４４)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、二次空気混合室(４４)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とが混合して二次空気混合ガス(４９)となり、この二次空気混合ガス(４９)が燃焼触媒(４６)を通過する際、可燃性ガス(４)の一部が二次空気(４８)で触媒燃焼され、その燃焼熱で、燃焼触媒(４６)を通過した可燃性ガス(４)の残部が昇温され、昇温された可燃性ガス(４)が可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出されるようにしている。
これにより、排気(８)の温度が低い場合でも、可燃性ガス(４)が着火し、排気(８)中の酸素で可燃性ガス(４)を燃焼させることができる。
燃焼触媒(４６)は酸化触媒である。二次空気供給源(４７)は、空気供給源(４７)と同様、エアクリーナである。
図２に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)に二次空気混合室(４４)を連通させ、二次空気混合室(４４)に二次空気混合ガス出口(６１)を介して燃焼触媒室(４５)を連通させ、燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒(４６)を収容し、この燃焼触媒室(４５)に前記可燃性ガス放出口(６)を連通させ、可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)から二次空気混合室(４４)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、二次空気混合室(４４)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とが混合して二次空気混合ガス(４９)となり、この二次空気混合ガス(４９)が燃焼触媒(４６)を通過する際、可燃性ガス(４)の一部が二次空気(４８)で触媒燃焼され、その燃焼熱で、燃焼触媒(４６)を通過した可燃性ガス(４)の残部が昇温され、昇温された可燃性ガス(４)が可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出されるようにしている。
これにより、排気(８)の温度が低い場合でも、可燃性ガス(４)が着火し、排気(８)中の酸素で可燃性ガス(４)を燃焼させることができる。
燃焼触媒(４６)は酸化触媒である。二次空気供給源(４７)は、空気供給源(４７)と同様、エアクリーナである。
可燃性ガス発生器の二次空気混合室の区画構造は、次の通りである。
図９(Ａ)に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部(下端部)に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端側(下端部)に二次空気混合室(４４)を区画形成し、仕切り板(５２)の周縁部(５３)にその周方向に所定間隔を保持した複数の可燃性ガス出口孔(５４)をあけ、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口孔(５４)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしている。
これにより、二次空気混合室(４４)を簡易に形成することができる。
また、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に導入された空燃混合ガス(２３)は、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部にある仕切り板(５２)の周縁部(５３)にある複数の可燃性ガス出口孔(５４)に向かって可燃性ガス生成触媒(１３)内を偏りなく通過し、可燃性ガス(４)を効率的に生成することができる。
２個所の仕切り板載置面(５０)(５１)のうち、一方の仕切り板載置面(５０)は後述する環状区画壁(５７)の上端面であり、他方の仕切り板載置面(５１)は二次空気混合室(４４)の室壁(５５)の内周に沿って形成されている。
図９(Ａ)に示すように、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部(下端部)に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端側(下端部)に二次空気混合室(４４)を区画形成し、仕切り板(５２)の周縁部(５３)にその周方向に所定間隔を保持した複数の可燃性ガス出口孔(５４)をあけ、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口孔(５４)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしている。
これにより、二次空気混合室(４４)を簡易に形成することができる。
また、空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に導入された空燃混合ガス(２３)は、可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部にある仕切り板(５２)の周縁部(５３)にある複数の可燃性ガス出口孔(５４)に向かって可燃性ガス生成触媒(１３)内を偏りなく通過し、可燃性ガス(４)を効率的に生成することができる。
２個所の仕切り板載置面(５０)(５１)のうち、一方の仕切り板載置面(５０)は後述する環状区画壁(５７)の上端面であり、他方の仕切り板載置面(５１)は二次空気混合室(４４)の室壁(５５)の内周に沿って形成されている。
図９(Ｂ)は二次空気混合室の区画構造の変形例であり、仕切り板(５２)の周縁部(５３)と二次空気混合室(４４)の室壁(５５)との間に、仕切り板(５２)の周縁部(５３)に沿う可燃性ガス出口隙間(５６)を設け、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口隙間(５６)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにしている。
仕切り板(５２)は放射方向に突出した３個所の突起(７３)を備え、その先端が二次空気混合室(４４)の室壁(５５)に接当して、仕切り板(５２)の径方向の移動が阻止されている。
仕切り板(５２)は放射方向に突出した３個所の突起(７３)を備え、その先端が二次空気混合室(４４)の室壁(５５)に接当して、仕切り板(５２)の径方向の移動が阻止されている。
図９(Ａ)(Ｂ)に示すように、二次空気混合室(４４)の中央部に環状区画壁(５７)を設け、この環状区画壁(５７)で環状区画壁(５７)の周囲の二次空気合流室(５８)と、環状区画壁(５７)の内側の二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)とを区画し、二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)の上開口を仕切り板(５２)で閉塞し、二次空気混合ガス膨張室(５９)の入口に絞り孔(６０)をあけ、二次空気混合ガス膨張室(５９)の出口に二次空気混合ガス出口(６１)をあけ、可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)とから二次空気合流室(５８)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、二次空気合流室(５８)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを合流させた二次空気混合ガス(４９)が形成され、この二次空気混合ガス(４９)が、絞り孔(６０)で絞られた後、二次空気混合ガス膨張室(５９)で膨張しながら拡散し、二次空気混合ガス出口(６１)を経て燃焼触媒(４６)に供給されるようにしている。
これにより、二次空気合流室(５８)と二次空気混合ガス膨張室(５９)とを簡易に形成することができる。
また、燃焼触媒(４６)に供給される二次空気混合ガス(４９)の濃度分布が均一化され、燃焼触媒(４６)での触媒燃焼を効率的に行うことができる。
これにより、二次空気合流室(５８)と二次空気混合ガス膨張室(５９)とを簡易に形成することができる。
また、燃焼触媒(４６)に供給される二次空気混合ガス(４９)の濃度分布が均一化され、燃焼触媒(４６)での触媒燃焼を効率的に行うことができる。
排気管の構造は、次の通りである。
図１に示すように、排気経路中にある排気管取り付け座(６５)に排気管(６６)を取り付け、この排気管(６６)の下流にＤＰＦ(５)を収容したＤＰＦケース(６７)を配置し、図２に示すように、排気管取り付け座(６５)内に排気出口通路(６８)とこの排気出口通路(６８)からその径方向外側に張り出した張り出し部(６９)を設け、排気管(６６)内に排気通路(７)の通路始端部(７１)と可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)とを並列に並べて設け、排気通路(７)の通路始端部(７１)の中心軸線(７１ａ)は排気出口通路(６８)の中心軸線(６８ａ)に沿わせ、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)の通路中心軸線(７４ａ)は張り出し部(６９)に向け、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)と排気通路(７)の通路始端部(７１)との境界に前記可燃性ガス放出口(６)をあけている。
図１に示すように、排気経路中にある排気管取り付け座(６５)に排気管(６６)を取り付け、この排気管(６６)の下流にＤＰＦ(５)を収容したＤＰＦケース(６７)を配置し、図２に示すように、排気管取り付け座(６５)内に排気出口通路(６８)とこの排気出口通路(６８)からその径方向外側に張り出した張り出し部(６９)を設け、排気管(６６)内に排気通路(７)の通路始端部(７１)と可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)とを並列に並べて設け、排気通路(７)の通路始端部(７１)の中心軸線(７１ａ)は排気出口通路(６８)の中心軸線(６８ａ)に沿わせ、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)の通路中心軸線(７４ａ)は張り出し部(６９)に向け、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)と排気通路(７)の通路始端部(７１)との境界に前記可燃性ガス放出口(６)をあけている。
これにより、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)の通路軸線(７４ａ)に沿って流れる可燃性ガス(４)は張り出し部(６９)に向かい、排気通路(７)を通過する排気(８)を直撃せず、可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)の通路始端部(７１)に緩やかに放出される。このため、可燃性ガス(４)による排気(８)の流れの偏向が抑制され、背圧を小さくすることができる。
また、図１２に示すように、排気通路(７)の通路終端部(６３)側が曲がった排気管(６６)や真っ直ぐな排気管(６６)を使い分けて、ＤＰＦケース(６７)の配置を変更する場合でも、排気(８)の偏向が抑制されているため、排気管(６６)の形状の相違による背圧の相違は小さく、一定した排気性能を保証することができる。このため、排気管(６６)の通路終端部(６３)側の形状を変更し、ＤＰＦケース(６７)の配置の自由度を大きくすることができる。
また、図１２に示すように、排気通路(７)の通路終端部(６３)側が曲がった排気管(６６)や真っ直ぐな排気管(６６)を使い分けて、ＤＰＦケース(６７)の配置を変更する場合でも、排気(８)の偏向が抑制されているため、排気管(６６)の形状の相違による背圧の相違は小さく、一定した排気性能を保証することができる。このため、排気管(６６)の通路終端部(６３)側の形状を変更し、ＤＰＦケース(６７)の配置の自由度を大きくすることができる。
図２に示すように、排気管取り付け座(６５)として過給機(７５)の排気タービン(７６)排気管取り付け座を用い、排気出口通路(６８)として排気タービン(７６)の排気出口通路を用い、張り出し部(６９)として排気タービン(７６)のウェイストゲートバルブ(７７)とそのバルブ取り付け部(７８)とを用いている。
これにより、過給機(７７)を利用して、排気管(６６)を取り付けることができる。
これにより、過給機(７７)を利用して、排気管(６６)を取り付けることができる。
図２に示すように、燃焼触媒(４６)の出口側端面(７９)を可燃性ガス放出口(６)から可燃性ガス案内通路(７０)の始端側に離間させている。
これにより、排気(８)の脈動によって排気(８)が可燃性ガス放出口(６)から可燃性ガス案内通路(７０)に進入しても、この排気(８)が燃焼触媒(４６)に接触しにくく、排気(８)中の酸素により燃焼触媒(４６)で可燃性ガス(４)が不要に燃焼する不具合が抑制され、これに起因する燃焼触媒(４６)の熱損傷を防止することができる。
これにより、排気(８)の脈動によって排気(８)が可燃性ガス放出口(６)から可燃性ガス案内通路(７０)に進入しても、この排気(８)が燃焼触媒(４６)に接触しにくく、排気(８)中の酸素により燃焼触媒(４６)で可燃性ガス(４)が不要に燃焼する不具合が抑制され、これに起因する燃焼触媒(４６)の熱損傷を防止することができる。
燃焼触媒の固定構造は、次の通りである。
図１０(Ａ)に示すように、二次空気混合室(４４)の二次空気混合ガス出口(６１)と燃焼触媒室(４５)との間に二次空気混合ガス入口室(８１)を形成し、二次空気混合ガス入口室(８１)と燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒受け止め手段(８２)と燃焼触媒抜け止め手段(８３)とを設け、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)から二次空気混合ガス入口室(８１)側に向けて燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒(４６)を差し込み、燃焼触媒受け止め手段(８２)で二次空気混合ガス入口室(８１)側への燃焼触媒(４６)の移動を受け止め、燃焼触媒抜け止め手段(８３)で可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)側への燃焼触媒(４６)の抜けを止めることにより、燃焼触媒(４６)を触媒燃焼室(４５)に固定している。
これにより、触媒燃焼室(４５)での燃焼触媒(４６)の固定を容易に行うことができる。
図１０(Ａ)に示すように、二次空気混合室(４４)の二次空気混合ガス出口(６１)と燃焼触媒室(４５)との間に二次空気混合ガス入口室(８１)を形成し、二次空気混合ガス入口室(８１)と燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒受け止め手段(８２)と燃焼触媒抜け止め手段(８３)とを設け、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)から二次空気混合ガス入口室(８１)側に向けて燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒(４６)を差し込み、燃焼触媒受け止め手段(８２)で二次空気混合ガス入口室(８１)側への燃焼触媒(４６)の移動を受け止め、燃焼触媒抜け止め手段(８３)で可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)側への燃焼触媒(４６)の抜けを止めることにより、燃焼触媒(４６)を触媒燃焼室(４５)に固定している。
これにより、触媒燃焼室(４５)での燃焼触媒(４６)の固定を容易に行うことができる。
図１０(Ａ)に示すように、二次空気混合ガス入口室(８１)の内周面(８８)を二次空気混合ガス出口(６１)から燃焼触媒室(４５)に向かって拡開するテーパ状にし、二次空気混合ガス入口室(８１)の内周面(８８)を燃焼触媒受け止め手段(８２)としている。
これにより、二次空気混合ガス出口(６１)から流出した二次空気混合ガス(４９)が二次空気混合ガス入口室(８１)で燃焼触媒(４６)の入口側端面(８０)に向けて広く拡散し、燃焼触媒(４６)の入口側端面(８０)全域から偏りなく燃焼触媒(４６)に流入し、燃焼触媒(４６)全域で二次空気混合ガス(４９)中の可燃性ガス(４)を効率的に燃焼させるこができる。また、燃焼触媒受け止め手段(８２)を特別に設ける必要がない。
これにより、二次空気混合ガス出口(６１)から流出した二次空気混合ガス(４９)が二次空気混合ガス入口室(８１)で燃焼触媒(４６)の入口側端面(８０)に向けて広く拡散し、燃焼触媒(４６)の入口側端面(８０)全域から偏りなく燃焼触媒(４６)に流入し、燃焼触媒(４６)全域で二次空気混合ガス(４９)中の可燃性ガス(４)を効率的に燃焼させるこができる。また、燃焼触媒受け止め手段(８２)を特別に設ける必要がない。
図１０(Ａ)(Ｂ)に示すように、可燃性ガス案内通路(７０)の通路壁(８５)にセンサ挿入孔(８６)をあけ、このセンサ挿入孔(８６)から可燃性ガス案内通路(７０)に燃焼触媒出口側温度センサ(８７)を挿入し、この燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)を燃焼触媒(４６)の出口側端面(７９)に臨ませるに当たり、センサ挿入孔(８６)にパイプ(９０)を挿入し、パイプ(９０)に燃焼触媒出口側温度センサ(８７)を挿通させ、パイプ(９０)の挿入側端部(９１)からセンサ感温部(８９)を突出させ、パイプ(９０)の挿入側端部(９１)の外周面(９２)で燃焼触媒(４６)の出口側端面(７９)を受け止めることにより、パイプ(９０)の挿入側端部(９１)を燃焼触媒抜け止め手段(８３)とし、パイプ(９０)の挿入側端部(９１)で燃焼触媒(４６)の出口側端面(７９)から燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)を離間させている。
これにより、可燃性ガス案内通路(７０)の通路壁(８５)に抜け止め手段(８３)を取り付けるための新たな挿入孔を設ける必要がない。また、燃焼触媒(４６)の出口側端面(７９)からセンサ感温部(８９)に直接に入熱がなされる不具合や、エンジンの振動で燃焼触媒(４６)の出口側端面(７９)がセンサ感温部(８９)に接触する不具合が防止され、燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)の損傷を防止することができる。
図１０(Ｂ)に示すように、センサ挿入孔(８６)のキリ孔加工時に、センサ挿入孔(８６)の奥端の一部に可燃性ガス案内通路(７０)の通路壁(８５)を残してパイプ受け止め部(９３)とし、このパイプ受け止め部(９３)でパイプ(９０)の挿入側端面(９４)の一部を受け止めている。
これにより、可燃性ガス案内通路(７０)にパイプ(９０)が必要以上に進入せず、パイプ(９０)の挿入側端部(９１)で燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)が覆われる不具合を防止することができる。
これにより、可燃性ガス案内通路(７０)にパイプ(９０)が必要以上に進入せず、パイプ(９０)の挿入側端部(９１)で燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)が覆われる不具合を防止することができる。
図１０(Ｃ)〜(Ｆ)は燃焼触媒の固定構造の変形例を示している。
図１０(Ｃ)に示す第１変形例は、図１０(Ａ)(Ｂ)に示す実施形態において、燃焼触媒室(４５)の室壁(６２)と燃焼触媒(４６)との間に断熱性クッション材(９６)を介在させたものである。断熱性クッション材(９６)はグラスウールのシートである。
図１０(Ｃ)に示す第１変形例は、図１０(Ａ)(Ｂ)に示す実施形態において、燃焼触媒室(４５)の室壁(６２)と燃焼触媒(４６)との間に断熱性クッション材(９６)を介在させたものである。断熱性クッション材(９６)はグラスウールのシートである。
図１０(Ｄ)に示す第２変形例は、燃焼触媒室(４５)と燃焼触媒(４６)との間に断熱性クッション材(９６)を介在させ、燃焼触媒室(４５)の室壁(６２)に断熱性クッション材(９６)を摩擦固定し、この断熱性クッション材(９６)に燃焼触媒(４６)を摩擦固定することにより、この断熱性クッション材(９６)を前記燃焼触媒抜け止め手段(８３)としたものである。
図１０(Ｃ)(Ｄ)に示す第１変形例と第２変形例では、断熱性クッション材(９６)で燃焼触媒(４６)の温度低下や衝撃を避けることができ、燃焼触媒(４６)の触媒活性と耐久性を高めることができる。
図１０(Ｃ)(Ｄ)に示す第１変形例と第２変形例では、断熱性クッション材(９６)で燃焼触媒(４６)の温度低下や衝撃を避けることができ、燃焼触媒(４６)の触媒活性と耐久性を高めることができる。
図１０(Ｅ)に示す第３変形例は、燃焼触媒室(４５)の出口に止め輪(９８)を内嵌固定し、この止め輪(９８)を前記燃焼触媒抜け止め手段(８３)としている。
図１０(Ｆ)に示す第４変形例は、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)から燃焼触媒室(４５)に向けてスリーブ(９９)を圧入し、このスリーブ(９９)を可燃性ガス案内通路(７０)の通路壁(８５)に摩擦固定し、このスリーブ(９９)を前記燃焼触媒抜け止め手段(８３)としている。このスリーブ(９９)にはセンサ挿通孔(９９ａ)を設け、このセンサ挿通孔(９９ａ)からスリーブ(９９)内に燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)を突出させている。
図１０(Ｅ)(Ｆ)に示す第３変形例と第４変形例では、触媒燃焼室(４５)での燃焼触媒(４６)の固定を強固に行うことができる。
図１０(Ｆ)に示す第４変形例は、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)から燃焼触媒室(４５)に向けてスリーブ(９９)を圧入し、このスリーブ(９９)を可燃性ガス案内通路(７０)の通路壁(８５)に摩擦固定し、このスリーブ(９９)を前記燃焼触媒抜け止め手段(８３)としている。このスリーブ(９９)にはセンサ挿通孔(９９ａ)を設け、このセンサ挿通孔(９９ａ)からスリーブ(９９)内に燃焼触媒出口側温度センサ(８７)のセンサ感温部(８９)を突出させている。
図１０(Ｅ)(Ｆ)に示す第３変形例と第４変形例では、触媒燃焼室(４５)での燃焼触媒(４６)の固定を強固に行うことができる。
図２に示すように、二次空気混合ガス入口室(８１)の室壁(９５)と二次空気混合室(４４)の室壁(５５)と環状区画壁(５７)とを相互に連続する一体成型品で構成し、可燃性ガス案内通路(７０)の通路終端部(７４)から二次空気混合ガス入口室(８１)と二次空気混合ガス膨張室(５９)を経て二次空気合流室(５８)に向けて直進するキリの一連のキリ加工によって、二次空気混合ガス入口室(８１)と二次空気混合ガス膨張室(５９)との境界壁(９７)を貫通する二次空気混合ガス出口(６１)と、環状区画壁(５７)を貫通する絞り孔(６０)(６０)とを形成している。
これにより、二次空気混合ガス出口(６１)と絞り孔(６０)(６０)の形成を簡易に行うことができる。
これにより、二次空気混合ガス出口(６１)と絞り孔(６０)(６０)の形成を簡易に行うことができる。
排気経路の構成と可燃性ガス生成の制御は次の通りである。
図１に示すエンジンＥＣＵ(１０２)は、ＰＭ堆積量推定手段(１０１)とＰＭ再生制御手段(１１１)とを備えている。エンジンＥＣＵはエンジン電子制御ユニットの略称である。
ＰＭ堆積量推定手段(１０１)は、エンジンＥＣＵ(１)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(１０３)による検出排気温度、ＤＰＦ上流側排気圧センサ(１０４)によるＤＰＦ(５)上流側の排気圧、差圧センサ(１０５)によるＤＰＦ(５)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。
図１に示すエンジンＥＣＵ(１０２)は、ＰＭ堆積量推定手段(１０１)とＰＭ再生制御手段(１１１)とを備えている。エンジンＥＣＵはエンジン電子制御ユニットの略称である。
ＰＭ堆積量推定手段(１０１)は、エンジンＥＣＵ(１)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(１０３)による検出排気温度、ＤＰＦ上流側排気圧センサ(１０４)によるＤＰＦ(５)上流側の排気圧、差圧センサ(１０５)によるＤＰＦ(５)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。
ＰＭ堆積量推定手段(１０１)によりＰＭ堆積量推定値が所定の再生要求値に至ると、ＰＭ再生制御手段(１１１)は、ヒータ(２５)を発熱させ、液体燃料ポンプ(１０７)と空気供給ポンプ(１０８)と二次空気供給ポンプ(１０９)とを駆動する。これにより、空燃混合室(１２)に液体燃料(２)と空気(３)が供給され、可燃性ガス生成触媒(１３)で可燃性ガス(４)が発生し、二次空気混合室(４４)で二次空気混合ガス(４９)が形成され、燃焼触媒(４６)で可燃性ガス(４)が昇温され、昇温された可燃性ガス(４)はＤＰＦ(５)の上流で可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出される。
ＰＭ再生制御手段(１１１)は、可燃性ガス生成触媒温度センサ(１０６)による可燃性ガス生成触媒(１３)の検出温度に基づいて、液体燃料ポンプ(１０７)の液体燃料供給量や空気ポンプ(１０８)の空気供給量を調量し、燃焼触媒出口側温度センサ(８７)による燃焼触媒(４６)の出口側での可燃性ガス(４)の検出温度に基づいて、二次空気ポンプ(１０９)の二次空気供給量を調量する。
ＰＭ再生制御手段(１１１)は、ＤＯＣ上流側排気温度センサ(１１０)によるＤＯＣ(１００)上流側の排気(８)の検出温度がＤＯＣ(１００)の活性化温度よりも低い場合には、二次空気ポンプ(１０９)の二次空気供給量を調量し、可燃性ガス(４)を昇温させ、排気(１２)の温度を高め、ＤＯＣ(１０)の活性化を図る。
ＰＭ再生制御手段(１１１)は、ＤＰＦ下流側排気温度センサ(１１２)による検出排気温度が所定の異常温度に至った場合には、排気(８)への可燃性ガス(４)の供給を停止する。
可燃性(４)の生成開始の初期には、所定時間、ヒータ(２５)を発熱させるが、可燃性ガス(４)の生成が開始されると、可燃性ガス生成触媒(１３)は発熱反応によって温度が上昇するため、可燃性ガス(４)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(２５)の発熱を停止する。
ＰＭ再生制御手段(１１１)は、ＤＯＣ上流側排気温度センサ(１１０)によるＤＯＣ(１００)上流側の排気(８)の検出温度がＤＯＣ(１００)の活性化温度よりも低い場合には、二次空気ポンプ(１０９)の二次空気供給量を調量し、可燃性ガス(４)を昇温させ、排気(１２)の温度を高め、ＤＯＣ(１０)の活性化を図る。
ＰＭ再生制御手段(１１１)は、ＤＰＦ下流側排気温度センサ(１１２)による検出排気温度が所定の異常温度に至った場合には、排気(８)への可燃性ガス(４)の供給を停止する。
可燃性(４)の生成開始の初期には、所定時間、ヒータ(２５)を発熱させるが、可燃性ガス(４)の生成が開始されると、可燃性ガス生成触媒(１３)は発熱反応によって温度が上昇するため、可燃性ガス(４)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(２５)の発熱を停止する。
(１) 可燃性ガス生成器
(２) 液体燃料
(３) 空気
(４) 可燃性ガス
(５) ＤＰＦ
(６) 可燃性ガス放出口
(７) 排気通路
(８) 排気
(１０) 可燃性ガス生成触媒室の周壁
(１１) 可燃性ガス生成触媒室
(１２) 空燃混合室
(１３) 可燃性ガス生成触媒
(１４) 環状壁
(１５) 芯材
(１６) 環状壁の内周面
(１７) 空燃混合ガス供給絞り部
(１８) 芯材の外周面
(２０) 空燃混合ガス供給隙間
(２１) 空気供給源
(２２) 液体燃料供給源
(２３) 空燃混合ガス
(２４) 空気噴出口
(２５) ヒータ
(２６) 放熱外周面
(２７) 空燃混合ガス入口面
(２８) 空燃混合ガス導入隙間
(２９) スペーサ突起
(３０) インロー突部
(３１) ブロック載置面
(３２) 被載置面
(３３) 取り付けボルト
(３４) 断熱空間
(３５) シール材
(３６) 液体燃料出口
(３６ｂ) 空気出口
(３７) 蓋
(３８) 蓋載置面
(３９) 被載置面
(４０) ガスケット
(４１) 液体燃料ガイド溝
(４１ｂ) 空気ガイド溝
(４２) 液体燃料入口
(４２ａ) 空気入口
(４２ｂ) 空気入口
(４４) 二次空気混合室
(４５) 燃焼触媒室
(４６) 燃焼触媒
(４７) 二次空気供給源
(４８) 二次空気
(４９) 二次空気混合ガス
(５０) 仕切り板載置面
(５１) 仕切り板載置面
(５２) 仕切り板
(５３) 周縁部
(５４) 可燃性ガス出口孔
(５５) 二次空気混合室の室壁
(５６) 可燃性ガス出口隙間
(５７) 環状区画壁
(５８) 二次空気合流室
(５９) 二次空気混合ガス膨張室
(６０) 絞り孔
(２) 液体燃料
(３) 空気
(４) 可燃性ガス
(５) ＤＰＦ
(６) 可燃性ガス放出口
(７) 排気通路
(８) 排気
(１０) 可燃性ガス生成触媒室の周壁
(１１) 可燃性ガス生成触媒室
(１２) 空燃混合室
(１３) 可燃性ガス生成触媒
(１４) 環状壁
(１５) 芯材
(１６) 環状壁の内周面
(１７) 空燃混合ガス供給絞り部
(１８) 芯材の外周面
(２０) 空燃混合ガス供給隙間
(２１) 空気供給源
(２２) 液体燃料供給源
(２３) 空燃混合ガス
(２４) 空気噴出口
(２５) ヒータ
(２６) 放熱外周面
(２７) 空燃混合ガス入口面
(２８) 空燃混合ガス導入隙間
(２９) スペーサ突起
(３０) インロー突部
(３１) ブロック載置面
(３２) 被載置面
(３３) 取り付けボルト
(３４) 断熱空間
(３５) シール材
(３６) 液体燃料出口
(３６ｂ) 空気出口
(３７) 蓋
(３８) 蓋載置面
(３９) 被載置面
(４０) ガスケット
(４１) 液体燃料ガイド溝
(４１ｂ) 空気ガイド溝
(４２) 液体燃料入口
(４２ａ) 空気入口
(４２ｂ) 空気入口
(４４) 二次空気混合室
(４５) 燃焼触媒室
(４６) 燃焼触媒
(４７) 二次空気供給源
(４８) 二次空気
(４９) 二次空気混合ガス
(５０) 仕切り板載置面
(５１) 仕切り板載置面
(５２) 仕切り板
(５３) 周縁部
(５４) 可燃性ガス出口孔
(５５) 二次空気混合室の室壁
(５６) 可燃性ガス出口隙間
(５７) 環状区画壁
(５８) 二次空気合流室
(５９) 二次空気混合ガス膨張室
(６０) 絞り孔
Claims (14)
- 可燃性ガス生成器(１)で可燃性ガス(４)を生成させ、この可燃性ガス(４)をＤＰＦ(５)の上流で可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出し、この可燃性ガス(４)を排気(８)中の酸素で燃焼させ、その燃焼熱で排気(８)を昇温させ、排気(８)の熱でＤＰＦ(５)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(１１)を設け、この可燃性ガス生成触媒室(１１)に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容し、可燃性ガス生成触媒室(１１)の始端部に環状壁(１４)を配置し、この環状壁(１４)の内側に空燃混合室(１２)を形成し、この空燃混合室(１２)に空気(３)と液体燃料(２)とを供給することにより、空燃混合室(１２)で空燃混合ガス(２３)を形成し、この空燃混合ガス(２３)を可燃性ガス生成触媒(１３)に供給し、可燃性ガス生成触媒(１３)で可燃性ガス(４)を生成させるに当たり、
環状壁(１４)の中心部に芯材(１５)を内嵌させ、環状壁(１４)の内周面(１６)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合室(１２)を形成し、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄り部に供給されるようにし、
芯材(１５)にヒータ(２５)を用い、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合室(１２)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合室(１２)に直接に放熱を行うようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
環形の可燃性ガス生成触媒(１３)の内周に空燃混合ガス入口面(２７)を設け、可燃性ガス生成触媒(１３)の中心部に芯材(１５)を内嵌させ、空燃混合ガス入口面(２７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス導入隙間(２８)を形成し、空燃混合室(１２)の空燃混合ガス(２３)が空燃混合室(１２)の終端部から空燃混合ガス導入隙間(２８)を介して可燃性ガス生成触媒(１３)の中心寄りの空燃混合ガス入口面(２７)に導入されるようにし、
芯材(１５)に用いたヒータ(２５)の放熱外周面(２６)を空燃混合ガス導入隙間(２８)に露出させ、可燃性ガス(４)の生成開始時には、ヒータ(２５)の放熱外周面(２６)から空燃混合ガス導入隙間(２８)に直接に放熱を行うようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成し、
環状壁(１４)の内周面(１６)と芯材(１５)の外周面(１８)のうち、一方の面(１６)にスペーサ突起(２９)を設け、他方の面(１８)にスペーサ突起(２９)を当接させることにより、
スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項２に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
環状壁(１４)の内周面(１６)の終端部に空燃混合ガス供給絞り部(１７)を設け、この空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)との間に空燃混合ガス供給絞り隙間(２０)を形成し、
環状壁(１４)の内周面(１６)と芯材(１５)の外周面(１８)のうち、一方の面(１６)にスペーサ突起(２９)を設け、他方の面(１８)にスペーサ突起(２９)を当接させることにより、
スペーサ突起(２９)を介して環状壁(１４)の内周面(１６)及び空燃混合ガス供給絞り部(１７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにするとともに、
可燃性ガス生成触媒室(１１)に環形の可燃性ガス生成触媒(１３)を内嵌させ、環状壁(１４)の終端部にインロー突部(３０)を設け、このインロー突部(３０)を可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)始端部に内嵌させることにより、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)と環状壁(１４)とスペーサ突起(２９)とを介して、可燃性ガス生成触媒(１３)の空燃混合ガス入口面(２７)と芯材(１５)の外周面(１８)とが相互に位置合わせされるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)の始端部に環状の載置面(３１)を設け、環状壁(１４)の終端部に被載置面(３２)を設け、載置面(３１)に環状壁(１４)の被載置面(３２)を載置固定するに当たり、
環状壁(１４)の終端部に被載置面(３２)よりも内側に位置するインロー突部(３０)を設け、可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)始端部にインロー突部(３０)を内嵌させた、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５に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
取り付けボルト(３３)の締結力で、可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)に環状壁(１４)の被載置面(３２)を載置固定し、インロー突部(３０)の内側に可燃性ガス生成触媒(１３)を収容するに当たり、
可燃性ガス生成触媒(１３)と取り付けボルト(３３)との間で、インロー突部(３０)に断熱空間(３４)を設けた、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６に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
断熱空間(３４)をインロー突部(３０)の外周面に凹設し、断熱空間(３４)内にシール材(３５)を配置し、このシール材(３５)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の周壁(１０)とインロー突部(３０)との間を密封することにより、
可燃性ガス生成触媒室(１１)の載置面(３１)と環状壁(１４)の被載置面(３２)との間のガスケットを不要にした、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処理装置において、
環状壁(１４)の始端部に蓋(３７)を配置し、環状壁(１４)の始端部に環状の蓋載置面(３８)を設け、蓋(３７)の終端部に被載置面(３９)を設け、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)に環状のガスケット(４０)を介して蓋(３７)の被載置面(３９)を載置固定し、
ガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の液体燃料入口(４２)と液体燃料出口(３６)とを設け、液体燃料出口(３６)は各液体燃料入口(４２)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、
環状壁(１４)の蓋載置面(３８)と蓋(３７)の被載置面(３９)のいずれかの面にその周方向に沿う液体燃料ガイド溝(４１)を凹設し、この液体燃料ガイド溝(４１)の開口に各液体燃料入口(４２)を連通させ、液体燃料ガイド溝(４１)に供給された液体燃料(２)が各液体燃料入口(４２)を介して液体燃料出口(３６)から空燃混合室(１２)に流出するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１から請求項８のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
環状壁(１４)の始端部に蓋(３７)を配置し、環状壁(１４)の始端部に環状の蓋載置面(３８)を設け、蓋(３７)の終端部に被載置面(３９)を設け、環状壁(１４)の蓋載置面(３８)に環状のガスケット(４０)を介して蓋(３７)の被載置面(３９)を載置固定し、
ガスケット(４０)にその周方向に所定間隔を保持して複数の空気入口(４２ｂ)と空気出口(３６ｂ)とを設け、空気出口(３６ｂ)は各空気入口(４２ｂ)からガスケット(４０)の内側に向けて導出し、
環状壁(１４)の蓋載置面(３８)と蓋(３７)の被載置面(３９)のいずれかの面にその周方向に沿う空気ガイド溝(４１ｂ)を凹設し、この空気ガイド溝(４１ｂ)の開口に各空気入口(４２ｂ)を連通させ、空気ガイド溝(４１ｂ)に供給された空気(３)が各空気入口(４２ｂ)を介して空気出口(３６ｂ)から空燃混合室(１２)に流出するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１から請求項９のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
環状壁(１４)の内周面(１６)は下方の終端部に向かって縮径するテーパ形状とし、
環状壁(１４)の内周面(１６)の上縁部に沿ってその周方向に所定間間隔を保持した複数の液体燃料出口(３６)を設け、各液体燃料出口(３６)から流出させた液体燃料(２)が環状壁(１４)の内周面(１６)に沿って自重で流れ落ちるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１から請求項１０のいずれかに記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
可燃性ガス生成触媒室(１１)に二次空気混合室(４４)を連通させ、二次空気混合室(４４)に燃焼触媒室(４５)を連通させ、燃焼触媒室(４５)に燃焼触媒(４６)を収容し、この燃焼触媒室(４５)に前記可燃性ガス放出口(６)を連通させ、
可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)から二次空気混合室(４４)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、
二次空気混合室(４４)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とが混合して二次空気混合ガス(４９)となり、この二次空気混合ガス(４９)が燃焼触媒(４６)を通過する際、可燃性ガス(４)の一部が二次空気(４８)で触媒燃焼され、その燃焼熱で、燃焼触媒(４６)を通過した可燃性ガス(４)の残部が昇温され、昇温された可燃性ガス(４)が可燃性ガス放出口(６)から排気通路(７)に放出されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端側に二次空気混合室(４４)を区画形成し、
仕切り板(５２)の周縁部(５３)にその周方向に所定間隔を保持した複数の可燃性ガス出口孔(５４)をあけ、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口孔(５４)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１１に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端部に仕切り板載置面(５０)(５１)を設け、この仕切り板載置面(５０)(５１)に仕切り板(５２)を載置固定し、仕切り板(５２)で可燃性ガス生成触媒室(１１)の終端側に二次空気混合室(４４)を区画形成し、
仕切り板(５２)の周縁部(５３)と二次空気混合室(４４)の室壁(５５)との間に、仕切り板(５２)の周縁部(５３)に沿う可燃性ガス出口隙間(５６)を設け、可燃性ガス生成触媒(１３)で生成された可燃性ガス(４)が可燃性ガス出口隙間(５６)を介して二次空気混合室(４４)に供給されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。 - 請求項１２または請求項１３に記載したディーゼルエンジンの排気処理装置において、
二次空気混合室(４４)の中央部に環状区画壁(５７)を設け、この環状区画壁(５７)で環状区画壁(５７)の周囲の二次空気合流室(５８)と、環状区画壁(５７)の内側の二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)とを区画し、二次空気混合ガス膨張室(５９)(５９)の開口を仕切り板(５２)で閉塞し、二次空気混合ガス膨張室(５９)の入口に絞り孔(６０)をあけ、二次空気混合ガス膨張室(５９)の出口に二次空気混合ガス出口(６１)をあけ、
可燃性ガス生成触媒室(１１)と二次空気供給源(４７)とから二次空気合流室(５８)に可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを供給することにより、
二次空気合流室(５８)で可燃性ガス(４)と二次空気(４８)とを合流させた二次空気混合ガス(４９)が形成され、この二次空気混合ガス(４９)が、絞り孔(６０)で絞られた後、二次空気混合ガス膨張室(５９)で膨張しながら拡散し、二次空気混合ガス出口(６１)を経て燃焼触媒(４６)に供給されるようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジンの排気処理装置。
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