CN103806985B - 升温装置、扩展升温装置、过滤器再生装置和排气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供排气系统的升温装置、排气系统的扩展升温装置、以及使用它们的过滤器再生装置、和内燃机的排气净化装置。排气系统的升温装置和排气系统的扩展升温装置构成为:与在排气通路使燃料燃烧而形成的现有技术的火焰等相比,持续且稳定地形成极小的火焰,且以上述火焰为核心进一步形成使其扩大的火焰,因而加热排气通路,例如促进燃料的气化、氧化催化剂的活性等,再生微粒过滤器,或者使从微粒过滤器排出的白烟氧化而减少,在该情况下无论内燃机运转状况如何都能可靠工作,节能性优良,能容易地向内燃机进行补充安装的可能性高,能使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高,当不使用氧化催化剂时可扩大燃料的选择范围。

Description

升温装置、扩展升温装置、过滤器再生装置和排气净化装置
技术领域
本发明属于内燃机的技术领域,涉及使上述内燃机的排气通路升温的排气系统的升温装置和排气系统的扩展升温装置、以及使用它们的内燃机的过滤器再生装置和内燃机的排气净化装置。
背景技术
作为捕集内燃机的排气内包含的微粒状物质(也称为particulate matter)的排气净化装置,公知有在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器的排气净化装置(例如,参照专利文献1、专利文献2)。在这样的排气净化装置中,当上述微粒过滤器网眼堵塞时,利用例如燃烧器或电加热器等使所捕集的微粒状物质氧化、燃烧,从而再生上述微粒过滤器而不用将其从上述内燃机上取下。
与此相对,专利文献3至5公开了一种利用内燃机的排气的热来再生微粒过滤器的装置。这些技术与上述专利文献1和2的技术相比较,由于从排气系统的外部接收的例如燃料和电能等的量比较少即可,因而节能性被承认,并且装置的结构具有变得比较简单、小型的可能,具有成本降低的可能。首先,在专利文献3中公开了这样的排气净化装置:在具有轨道喷射系统(rail injection system)的柴油发动机的排气通路内设置微粒过滤器,当达到过滤器的再生时期时,在燃料喷射阀的主喷射的紧随其后的膨胀行程中执行后喷射。在这种排气净化装置中,利用上述后喷射出的燃料的燃烧促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从上述微粒过滤器中去除微粒状物质,使上述微粒过滤器再生。
并且,在专利文献4中公开了这样的排气净化装置:在柴油发动机的排气管内具有微粒过滤器,并具有燃烧器装置,该燃烧器装置通过在上述微粒过滤器的上游喷射燃烧并使其燃烧,进行上述微粒过滤器的升温。在这种排气净化装置中,通过由上述燃烧引起的上述升温促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从上述微粒过滤器中除去微粒状物质,再生上述微粒过滤器。专利文献5也公开了相同的技术。
而且,在专利文献6中公开了这样的内燃机的排气净化装置:在内燃机的排气通路内设置捕集排气内包含的主要是黑烟(灰)等微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路的比上述微粒过滤器靠排气上游侧的位置设置有氧化催化剂,该氧化催化剂通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化。在这种排气净化装置中,在上述氧化催化剂中排气内包含的微粒状物质被氧化,并且排气内包含的CO、HC、SOF等物质被氧化而变为CO2和水等,通过该氧化反应排气被加热,达到高温的排气流入上述微粒过滤器,因而促进了由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从上述微粒过滤器中除去了微粒状物质,再生上述微粒过滤器。
并且,专利文献7公开了这样的排气净化系统:该排气净化系统净化内燃机的排气,在内燃机的排气通路内从排气上游侧依次设置氧化催化剂和DPF(柴油颗粒过滤器),在该排气净化系统中,在利用排气温度判断单元判断为DPF的出口侧的排气温度不到预定的设定值的情况下,开始利用排气温度调整单元使排气升温到氧化催化剂的活性温度的防止白烟运转。根据该排气净化系统,可高精度地进行防止白烟产生的防止白烟运转,可控制燃料消耗。
【专利文献1】日本特开平2-185611号公报
【专利文献2】日本特开平10-131740号公报
【专利文献3】日本特开2005-248964号公报
【专利文献4】日本特开2010-106728号公报
【专利文献5】日本特开2009-167950号公报
【专利文献6】日本特开2005-320880号公报
【专利文献7】日本特开2010-270690号公报
在这样利用上述内燃机的上述排气的热再生上述微粒过滤器的情况下,为了促进由上述微粒过滤器捕集的上述微粒状物质的氧化,有必要将上述微粒过滤器入口的排气温度保持得比某种程度的温度(例如约600℃左右的温度)高。然而,例如在上述内燃机的怠速时、或者上述内燃机的减速时等切断了燃料供给时等的排气温度,与向上述内燃机施加负载时的排气温度相比较非常低。并且,在上述专利文献4和5的技术的情况下,利用放电端子或者陶瓷预热塞(glow plug)使燃料点着,然而在暴露于排气流状态下难以可靠地点着,根据运转条件频频发生熄火,不能稳定地燃烧。因此,在上述专利文献3至5的技术的情况下,存在不能充分进行后喷射的燃料或者来自燃烧器的喷射燃料的燃烧,由于未燃燃料而产生白烟的危险。而且,在上述专利文献6和7的技术的情况下,当排气温度低时,上述氧化催化剂达不到上述活性温度(例如大约250℃左右的温度),因而上述氧化催化剂无法获得活性。在专利文献7公开的排气净化系统中,当排气温度低而上述氧化催化剂达不到上述活性温度时,上述排气内包含的未燃燃料、或者后喷射的燃料或者来自燃烧器的喷射燃料等积存于上述氧化催化剂或者上述微粒过滤器,该燃料伴随排气的温度上升而从上述氧化催化剂或者上述微粒过滤器作为白烟被排出,该白烟被排放到大气中。在专利文献7公开的排气净化系统中,在上述内燃机的排气通路内,从排气上游侧依次设有上述氧化催化剂和上述DPF,然而即使是没有上述氧化催化剂时,如果上述微粒过滤器入口的排气温度低,则上述排气内包含的未燃燃料、或者后喷射的燃料或者来自燃烧器的喷射燃料等也积存于上述微粒过滤器,该燃料伴随排气的温度上升而从上述微粒过滤器作为白烟被排出,该白烟被排放到大气中。在该情况下,考虑的是,在上述内燃机的排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置氧化催化剂,利用上述氧化催化剂促进从上述微粒过滤器排出的白烟的氧化,然而当上述氧化催化剂达不到上述活性温度时,上述氧化催化剂无法获得活性。即,无论是采用上述专利文献3至7的技术,还是执行在上述微粒过滤器的排气下游侧设置氧化催化剂的提案,当上述排气温度低时,都不能充分进行上述微粒过滤器的再生,难以将白烟的产生防止于未然、或者通过氧化减少所产生的白烟。并且,在使用上述专利文献3至7的技术的情况下,迫切期望尽可能地节约消耗的能量。而且,在使用上述专利文献3至7的技术的情况下,当对现有的内燃机进行追加设置的补充安装的情况下,期望的是容易施工。另外,上述专利文献1至5的技术由于不使用上述氧化催化剂,因而具有的优点是,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。
发明内容
本发明是鉴于上述方面而作成的,本发明的目的是提供这样的排气系统的升温装置和排气系统的扩展升温装置:持续且稳定地形成与在上述排气通路使上述燃料燃烧而形成的现有技术的火焰等相比极小的火焰,并且以上述火焰为核心进一步形成将其扩大而得到的火焰,从而加热排气通路,促进例如燃料的气化、氧化催化剂的活性等,再生微粒过滤器,或者通过氧化而减少从微粒过滤器排出的白烟,并且在该情况下无论内燃机的运转状况如何都能可靠工作,节能性优良,能够容易地向上述内燃机进行补充安装的可能性高,装置的结构比较简单且能够小型化的可能性高,可降低成本的可能性高,当不使用氧化催化剂时能够扩大燃料的选择范围。本发明的另一目的是提供能够利用上述排气系统的升温装置或者上述排气系统的扩展升温装置来进行上述微粒过滤器的再生的内燃机的过滤器再生装置、以及能够通过氧化而减少从上述微粒过滤器排出的白烟的内燃机的排气净化装置。
为了达到上述目的,发明人完成了以下的各装置等。
即,一种排气系统的升温装置,该排气系统的升温装置是使内燃机的排气通路升温的排气系统的升温装置,该排气系统的升温装置具有:
升温部件,其在内部利用底面和从上述底面的周围立起的周围面形成有升温室,该升温室在形成于上述周围面的周缘的排出口处向外部开放;
筒状的收容部件,其配置在上述升温部件的外部,以一端在上述底面开口的方式与上述升温部件连接,并且该收容部件的另一端被封闭;
液体燃料配管,其一端与上述收容部件的内部连接,液体燃料被供给到该液体燃料配管;
发热部件,其具有通过通电而发热的棒状的发热部,该发热部件以如下方式设于上述收容部件:所述发热部从上述收容部件的内部经过上述开口突出到上述升温室,而且在上述发热部和上述收容部件之间在整周范围都形成有间隙;
筒状的包围部件,其以如下方式设于上述升温部件:从上述底面立起到上述发热部的末端附近,在与上述发热部中的突出到上述升温室的突出部之间在整周范围都形成有间隙,并且在该包围部件的上述底面侧的端缘和上述底面之间形成有间隙;以及
空气配管,其以一端被作为空气出口导入到上述升温室内的方式与上述升温部件连接,空气被供给至该空气配管,
该排气系统的升温装置构成为,当从上述液体燃料配管向上述收容部件供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管向上述升温室供给了空气、且对上述发热部件进行了通电时,供给至上述收容部件的上述液体燃料被上述发热部加热并气化,该气化后的上述液体燃料从上述发热部的上述末端和上述包围部件的上述底面的相反侧的端缘之间扩散到上述升温室,与来自上述空气配管的空气混合而生成一次混合气,该一次混合气被上述发热部加热而连续地燃烧,积存在上述底面的上述液体燃料通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并气化,该气化后的上述液体燃料扩散到上述升温室,与来自上述空气配管的空气混合而生成二次混合气,该二次混合气通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并燃烧。
并且,一种排气系统的扩展升温装置,该排气系统的扩展升温装置是使内燃机的排气通路升温的扩展排气系统的升温装置,该排气系统的扩展升温装置具有:
上述排气系统的升温装置;
后续升温部件,其形成为筒状,并具有:形成在内部的后续升温室、使上述后续升温室向排气上游侧开口的入口、和使上述后续升温室向排气下游侧开口的出口,上述排气系统的升温装置的上述升温部件中的至少上述排出口侧的部分贯通该后续升温部件的周壁并与上述周壁气密地连接,在上述升温部件的周围的上述周壁形成有贮存部;以及
后续液体燃料配管,其以一端与上述贮存部连通的方式连接于上述后续升温部件,上述液体燃料被供给至该后续液体燃料配管,
该排气系统的扩展升温装置构成为,当从上述液体燃料配管向上述收容部件供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管向上述升温室供给了空气、且对上述发热部件进行了通电、而且从上述后续液体燃料配管向上述贮存部供给了上述液体燃料时,在上述升温室内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述贮存部的上述液体燃料由被加热了的上述升温部件加热并气化,其中上述升温部件是通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热的,该气化后的上述液体燃料扩散到上述后续升温室,与从上述后续升温部件的上述入口导入的、来自上述后续升温室的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热了的上述升温部件加热并燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气从上述后续升温部件的上述出口被导出到排气下游侧。
而且,一种内燃机的过滤器再生装置,所述内燃机在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,该内燃机的过滤器再生装置的特征在于,该内燃机的过滤器再生装置构成为,
上述排气系统的扩展升温装置设置成,上述后续升温部件配置在比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路内,
通过上述排气系统的扩展升温装置的燃烧所生成的高温排气被导向上述微粒过滤器,利用该排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。
并且,一种内燃机的排气净化装置,该内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置有过滤器后方催化装置,该过滤器后方催化装置具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,该内燃机的排气净化装置的特征在于,该内燃机的排气净化装置构成为,
上述排气系统的升温装置设置成,上述升温部件的至少上述排出口侧的部分配置于比上述微粒过滤器靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置靠排气上游侧的上述排气通路内,
上述过滤器后方催化装置被上述排气系统的升温装置加热而促进上述过滤器后方催化装置的催化活性,通过催化反应促进从上述微粒过滤器排出的排气内包含的物质的氧化。
附图说明
图1是示出本发明的排气系统的升温装置的实施方式的纵剖视图。
图2是沿图1的II-II线的剖视图。
图3是沿图1的III-III线的剖视图。省略了收纳有扩散板的、排气下游侧的排气通路构成部件。
图4是图1的要部放大图。
图5是示出本发明的排气系统的扩展升温装置的第1实施方式的纵剖视图。
图6是沿图5的VI-VI线的剖视图。
图7是沿图5的VII-VII线的剖视图。省略了收纳有扩散板的、排气下游侧的排气通路构成部件。
图8是图5的要部放大图。
图9是示出本发明的排气系统的扩展升温装置的第2实施方式的纵剖视图。
图10是示出本发明的排气系统的扩展升温装置的第3实施方式的纵剖视图。
图11是示出本发明的排气系统的扩展升温装置的第4实施方式的纵剖视图。
图12是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置A的实施方式的纵剖视图。微粒过滤器未作剖视。以下在图12至图26中用假想线简略示出排气通路的一部分。
图13是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第1实施方式的纵剖视图。微粒过滤器未作剖视。
图14是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第2实施方式的纵剖视图。微粒过滤器未作剖视。
图15是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第3实施方式的纵剖视图。微粒过滤器未作剖视。
图16是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第4实施方式的纵剖视图。微粒过滤器未作剖视。
图17是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器正前方催化装置未作剖视。
图18是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第6实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器正前方催化装置未作剖视。
图19是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第7实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器正前方催化装置未作剖视。
图20是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置B的第8实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器正前方催化装置未作剖视。
图21是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置C的第1实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器正前方催化装置未作剖视。
图22是示出本发明的内燃机的过滤器再生装置C的第2实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器正前方催化装置未作剖视。
图23是示出本发明的内燃机的排气净化装置的第1实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器后方催化装置未作剖视。
图24是示出本发明的内燃机的排气净化装置的第2实施方式的纵剖视图。微粒过滤器和过滤器后方催化装置未作剖视。
图25是示出本发明的内燃机的排气净化装置的第3实施方式的纵剖视图。微粒过滤器、过滤器后方催化装置以及过滤器正前方催化装置未作剖视。过滤器正前方催化装置省略内部结构而描绘得小。
图26是示出本发明的内燃机的排气净化装置的第4实施方式的纵剖视图。微粒过滤器、过滤器后方催化装置以及过滤器正前方催化装置未作剖视。过滤器正前方催化装置省略内部结构而描绘得小。
具体实施方式
图1至图4示出本发明的排气系统的升温装置的实施方式。为了便于说明,将排气的气流称为排气流,将该排气的流动方向称为排气流的方向。在这些图中,标号100是上述实施方式涉及的排气系统的升温装置,该排气系统的升温装置100具有升温部件110,在上述升温部件110的内部形成有升温室111。上述升温室111由底面112和从上述底面112的周围立起的周围面113形成。上述升温室111在形成于上述周围面113的周缘的排出口113a处向外部开放。在本实施方式中,上述升温部件110形成为具有开口的袋状,该开口为上述排出口113a。并且,在本实施方式中,上述升温部件110具有:圆筒形的第1部件110a,其两端被端壁封闭;和第2部件110b,其形成为比上述第1部件110a细的圆筒形并弯曲形成为无角的L字状,第2部件110b的一端与上述第1部件110a的一个端壁以上述第1部件110a和第2部件110b内部之间连通的方式连接,第2部件110b的另一端作为上述排出口113a开放。并且,由上述第1部件110a的另一端壁的内表面构成上述底面112,由上述第1部件110a的除了上述另一端壁以外的其它部分的内表面和上述第2部件110b的内表面构成上述周围面113。本发明的上述升温部件只要形成为具有开口的袋状即可,上述升温部件的外形不受本实施方式特别限定。并且,形成在这样的升温部件的内部的空间为本发明的上述升温室。因此,在本实施方式中,上述升温部件110由上述第1部件110a和上述第2部件110b这两个形状不同的部件构成,然而上述升温部件还可以使用单一部件构成,也可以使用三个以上的部件构成。
在上述升温部件110的外部配置有筒状的收容部件120。上述收容部件120以一端121在上述底面112开口的方式与上述升温部件110连接,并且收容部件120的另一端122被封闭。上述收容部件120形成为直管状,然而只要后述的发热部件的发热部的至少一部分被收纳在上述收容部件的内部,则上述收容部件可以弯曲。
在上述收容部件120连接有被供给液体燃料的液体燃料配管150。上述液体燃料配管150的一端以与上述收容部件120的内部连通的方式连接于上述收容部件120。
在上述收容部件120内设有发热部件130。上述发热部件130具有通过通电而发热的棒状的发热部132。并且,上述发热部件130设置成,使上述发热部132从上述收容部件120的内部经过上述收容部件120的上述一端121的在上述底面112上的上述开口125突出到上述升温室111,该突出的部分形成突出部132a。并且,上述发热部件130以在上述发热部132和上述收容部件120之间在整周范围都形成有间隙123的方式设在上述收容部件120内。在上述收容部件120和上述发热部件130之间形成有使液体燃料通过的燃料通路124。在本实施方式的情况下,上述发热部件130是预热塞(glow plug)。该预热塞本来是这样的部件:安装在分开式燃烧室式柴油发动机的燃烧室内的、直接接触所喷射的燃料的部位,当在例如冷起动时等被通电时赤热而促进燃料的气化。该预热塞在通电开始后数秒时赤热。在本实施方式中使用的预热塞在通电开始后约3秒达到约摄氏800度,其消耗功率是约90至100W,最大约160W。然而,成为本发明的对象的预热塞或发热部件不受此解释限定,还可以使用除此以外的性能的预热塞。上述发热部件130具有棒状的主体131,该主体131的一端连接有上述发热部132,上述发热部件130作为整体形成为棒状。上述发热部132具有金属管、和设在该金属管的内部的发热元件。发热元件是陶瓷电阻,然而还可以是例如金属制发热线圈等。在上述主体131的端部设有端子,在上述主体131的内部设有将上述发热元件和上述端子连接起来的通电部件。上述这些发热元件和上述通电部件相对于上述发热部件130的外部被气密地设置。这样,在本实施方式中利用作为上述柴油发动机的预热装置的预热塞作为上述发热部件130,然而本发明的上述发热部件只要是在一端具有通过通电而发热的棒状的发热部的部件,就还可以是其它结构的部件。
在上述升温部件110内设有筒状的包围部件140。在本实施方式中,上述包围部件140形成为圆筒形,然而例如还可以形成为从筒的延伸方向来看内表面和外表面分别为椭圆的筒形、或者方筒形等其它筒形。上述包围部件140从上述底面112立起到上述发热部132的末端132aa的附近。如图1所示,在本实施方式的情况下,严格地说,从与上述包围部件140立起的方向正交的方向来看,上述包围部件140的上述底面的相反侧的端缘144没有到达上述发热部132的末端132aa。换句话说,上述发热部132的末端132aa比上述包围部件140的上述底面的相反侧的端缘144靠上述底面的相反侧。然而,从与上述包围部件立起的方向正交的方向来看,上述包围部件的上述底面的相反侧的端缘还可以到达上述发热部的末端而为相同高度,也可以超越上述发热部的末端。换句话说,上述发热部的末端还可以到达上述包围部件的上述底面的相反侧的端缘而为相同高度,也可以是比上述包围部件的上述底面的相反侧的端缘靠上述底面侧。这里,特定部件的上述底面侧是在上述特定部件中接近上述底面112的一侧,特定部件的上述底面的相反侧是在上述特定部件中远离上述底面112的一侧。在上述包围部件140和上述发热部132中的突出到上述升温室111的突出部132a之间,在整周范围都形成有间隙141。在上述包围部件140的上述底面侧的端缘143和上述底面112之间形成有间隙142。上述包围部件140在上述底面侧的端缘143的周上的一部分与上述底面112连接,由该连接的部分以外的部分形成上述间隙142。在本实施方式的情况下,上述包围部件140在上述底面侧的端缘143的周上的一部分形成有向上述底面112延伸的突起,该突起与上述升温部件110的底面112焊接,在该相邻的突起之间形成有在周向具有足够长度的上述间隙142。如果将上述间隙142的沿着上述包围部件140立起的方向的尺寸设定为例如1mm以下,则在形成基于后述的一次混合气的稳定火焰方面是优选的,然而上述尺寸不受此解释限定,上述尺寸是其它数值的排气系统的升温装置的实施方式也包含在本发明内。然而,上述包围部件的形状和与上述升温部件的连接方法不受本实施方式解释限定。例如,还可以通过将上述包围部件的上述底面侧的端缘的周上的一部分点焊在上述底面来形成上述连接部和上述间隙,还可以通过例如粘接等而不是焊接来形成上述连接部。并且,例如还可以在上述包围部件的上述底面侧的端缘和上述底面之间在整周范围都形成间隙,此时上述包围部件可以利用例如撑杆固定于上述升温部件。
空气配管160与上述升温部件110连接。上述空气配管160以一端作为空气出口161被导入到上述升温室111的方式与上述升温部件110连接。在本实施方式中,上述空气配管160贯通上述升温部件110的上述第1部件110a的上述另一端壁,上述空气配管160的上述一端突出到上述升温室111。并且,空气被提供给上述空气配管160。
另外,上述液体燃料配管150与燃料箱195连接。在上述液体燃料配管150设有第1燃料泵191,上述第1燃料泵191的与电源的连接端子经由电线192a与作为电源的电池196连接。作为该电池,可以共享后述的内燃机300的电池。轻油作为上述液体燃料进入该燃料箱195,但作为液体燃料,有时还输入重油、生物燃料、或者其它燃料。作为该燃料箱,可以共享上述内燃机300的燃料箱。上述第1燃料泵191的控制部与上述控制器170电连接,上述第1燃料泵191的工作由上述控制器170控制。采用这样的结构:上述发热部件130的上述主体131的上述端子经由电线192b与上述电池196连接,在该电线192b设有电开关193,当闭合上述电开关193时,对上述发热部132进行通电,从而上述发热部132发热。作为该电池,可以共享上述内燃机300的电池。上述电开关193与上述控制器170电连接,上述电开关193由上述控制器170控制开闭。上述空气配管160与第1鼓风机194的排出口连接。上述第1鼓风机194的与电源的连接端子经由电线192c与作为电源的上述电池196连接。作为该电池,可以共享上述内燃机300的电池。并且,上述第1鼓风机194的控制部与上述控制器170电连接,上述第1鼓风机194的工作由上述控制器170控制。在上述升温部件110设有检测上述升温室111的温度的温度传感器181、182,该温度传感器181、182的输出信号分别经由电线192e、192f被发送到上述控制器170。在本实施方式中,设有两个温度传感器181、182。上述温度传感器181、182是热电偶,然而只要能检测温度,也可以是其它装置。第1温度传感器181设在上述包围部件140的上述底面的相反侧的端缘144的侧方且位于上述升温室111的上述周围面113的附近,第2温度传感器182设在比上述包围部件140的上述底面的相反侧的端缘144靠上述排出口113a的位置、且位于上述升温室111的上述周围面113的附近。然而,设在上述升温部件的上述温度传感器的数量、位置不受本实施方式的限定。上述控制器170具有CPU、存储器、贮存器或者其它存储装置等,上述控制器170对发送来的信号进行运算处理并输出控制信号。该控制器170是电子控制电路单元,然而取而代之可以使用计算机等。
并且,上述第1燃料泵191、上述电开关193以及上述第1鼓风机194的工作由上述控制器170控制如下。即控制成,当从上述液体燃料配管150向上述收容部件120供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管160向上述升温室111供给了空气、且对上述发热部件130进行了通电时,供给至上述收容部件120的上述液体燃料被上述发热部132加热并气化,该气化后的上述液体燃料从上述发热部132的上述末端132aa和上述包围部件140的上述底面的相反侧的端缘144之间扩散到上述升温室111,与来自上述空气配管160的空气混合而生成一次混合气,该一次混合气被上述发热部132加热而连续地燃烧,积存在上述底面112的上述液体燃料通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并气化,该气化后的上述液体燃料扩散到上述升温室111,与来自上述空气配管160的空气混合而生成二次混合气,该二次混合气通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并燃烧。在该情况下,根据上述温度传感器181、182的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述升温室111的温度不超过预定温度。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器181、182的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
如图4所示,上述收容部件120形成为,使形成在上述发热部132和上述收容部件120之间的上述燃料通路124的面积在上述收容部件120的在上述底面112上的开口125处比其它部位小。本发明的收容部件包含这样的实施方式:形成在上述发热部和上述收容部件之间的上述燃料通路的面积沿着上述发热部的长度方向恒定,或者上述面积在上述收容部件的在上述底面上的开口处比其它部位大。然而,如本实施方式那样,在到达上述收容部件120的在上述底面112上的开口的附近之前气化的液体燃料的流动被限制,而形成沿着上述发热部132的上述长度方向的流动,因而稳定地形成了火焰。
如图3所示,上述空气配管160被定向成,上述空气出口161避开了上述发热部132的末端132aa,并且在上述升温室111形成空气的回旋流。在本实施方式的情况下,上述空气配管160设在比上述包围部件140靠上述排气流上游侧的位置。并且,上述空气配管160与上述包围部件140的延伸方向平行延伸,并且延伸到比上述包围部件140靠上述底面的相反侧之后,朝与上述排气流正交的方向弯曲,在上述空气配管160的末端设有上述空气出口161。不过,本发明的上述空气出口可以朝向与本实施方式的情况不同的方向。
在本实施方式中,在上述升温室111的上述底面112什么也没有放置,然而也可以在上述升温室111的上述底面112配置多孔性的部件。在该情况下,可以使上述多孔性部件承载氧化催化剂。这样,上述液体燃料的保持性高。并且,当使上述多孔性部件承载氧化催化剂时,借助于通过上述一次混合气或二次混合气的燃烧热而被加热的催化剂的作用,进行上述液体燃料的改性反应,产生了可燃性的改性燃料,因而促进了上述二次混合气的燃烧。
上述排气系统的升温装置100设于内燃机300。上述内燃机300是具有往复活塞机构的公知的柴油发动机。该内燃机300具有气缸和能够滑动地嵌插到该气缸内的活塞,在上述气缸中的活塞的顶面侧形成有燃烧室。在上述内燃机300设有进气通路,该进气通路的一端与上述燃烧室连接,另一端向大气开放,将新气供给至该燃烧室。并且,在上述内燃机300设有排气通路310,该排气通路310的一端与上述燃烧室连接,另一端向大气开放,将从该燃烧室排出的排气向外部导出。上述排气通路310从接近气缸的一侧起由排气歧管、排气管等多个排气通路构成部件的内部通路一连串地构成。燃烧方式是直接喷射式,采用共轨喷射系统。即,将用供给泵达到了高压的燃料蓄积在作为蓄压室的轨道的内部,在ECU控制下正时良好地从设在气缸盖的喷射器向各气缸的上述燃烧室喷射适当的喷射量。上述ECU控制由燃料喷射控制器320进行。然而,作为本发明的对象的内燃机不受本实施方式的上述内燃机300的解释限定。作为本发明的对象的内燃机还可以是将由机械式的燃料喷射泵加压后的燃料从设在气缸盖的喷射器向上述燃烧室分别喷射的内燃机,也可以是分开式燃烧室式(预燃烧室式、涡流室式)的柴油发动机那样的内燃机,也可以是以整体式喷射器式等进行燃料喷射的柴油发动机那样的内燃机。作为本发明的对象的内燃机包含例如转子发动机,并且还包含例如向气缸内直接喷射燃料的汽油发动机。作为本发明的对象的内燃机既包括搭载在汽车或其它运输用设备内的内燃机,也包括以发电装置驱动用的内燃机例示的固定在场地上的内燃机。并且,上述内燃机300包括至少下面的4个内燃机。第1是这样的内燃机:在上述排气通路内设置有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器。第2是这样构成的内燃机:在上述排气通路内设置有上述微粒过滤器,通过后喷射、向排气通路的燃料喷射等将补充燃料供给至比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧而生成的高温的排气促进了由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,而且在供给上述补充燃料的部位和上述微粒过滤器之间的上述排气通路内,设置有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。第3是这样构成的内燃机:在上述排气通路内设置有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气上游侧设置过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置的催化活性时,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。第4是这样的内燃机:在上述排气通路内设置有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置过滤器后方催化装置,该过滤器后方催化装置具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,而且,在比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路设置有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
上述排气系统的升温装置100设于上述内燃机300的上述排气通路310中的、沿着排气的流动方向构成一部分的排气通路构成部件311。上述排气通路构成部件311形成为筒状,在上述排气通路构成部件311的内部形成有排气通路310的一部分。该排气通路310的一部分在排气上游侧和排气下游侧开口。上述排气系统的升温装置100以如下方式设置于上述排气通路构成部件311:上述排气系统的升温装置100的至少上述排出口113a侧的部分贯通上述排气通路构成部件311,并被导入到上述排气通路310内。上述排气系统的升温装置100中的被导入到上述排气通路310内的部分构成导入部101。上述导入部101由上述排气系统的升温装置100的上述升温部件110构成。在本实施方式的情况下,上述导入部101由上述升温部件110的第2部件110b和上述第1部件110a的上述第2部件侧的部分构成。在该情况下,从上述升温部件110排出的排气的流量是怠速运转时从上述内燃机300排出的排气的流量的约10重量%以下。不过,这毕竟仅表示一例,从上述升温部件排出的排气的流量表示其它数值的实施方式也包含在本发明内,从本发明的上述升温部件排出的排气的流量不受本实施方式的解释限定。在上述排气通路构成部件311中的、上述排气系统的升温装置100的上述排出口113a的排气下游侧,以与来自上述排出口113a的排气流对置的方式设有扩散板102。在上述排气通路构成部件311,在上述扩散板102的周围形成有空间,该部位处的上述排气通路310由该空间形成。在本实施方式的情况下,上述扩散板102由圆形板形成,从排气流的方向来看,该圆形板比收纳上述扩散板102的排气通路构成部件的通路形状小一圈,在上述扩散板102,从排气流的方向来看,撑杆分别从左右两侧的端缘左右延伸,这些撑杆与上述排气通路构成部件的内壁分别焊接在一起。上述扩散板可以例如使用螺栓等将上述撑杆安装于上述排气通路构成部件,或者利用螺栓等将上述撑杆夹在上述排气通路构成部件和与其相邻的排气通路构成部件之间进行安装,上述扩散板的结构或者安装构造的结构不受本实施方式的解释限定。本发明的排气系统的升温装置包含不设置这种扩散板的实施方式。
因此,当将上述实施方式的排气系统的升温装置100设在上述内燃机300的上述排气通路310内并使上述排气系统的升温装置100工作时,上述一次混合气和上述二次混合气燃烧而形成火焰,通过该燃烧热在上述排气通路310内形成高温排气。然后,利用该高温排气加热上述排气通路310。因此,例如当上述内燃机300是通过上述后喷射或者向上述排气通路310的喷射将燃料供给至上述微粒过滤器的排气上游侧的上述排气通路310的内燃机时,促进了通过上述后喷射或者向上述排气通路310的喷射而供给至上述排气通路310的燃料的气化,从而再生了上述微粒过滤器。并且,例如当上述内燃机300是在上述排气通路310内从排气上游侧起依次设有氧化催化剂和微粒过滤器的内燃机时,促进了上述氧化催化剂的活性并在上述排气通路310内形成高温排气,从而再生了上述微粒过滤器。而且,例如当上述内燃机300是在上述排气通路310内从排气上游侧起依次设有微粒过滤器和氧化催化剂的内燃机时,通过在它们之间设置上述排气系统的升温部件100,促进了上述氧化催化剂的活性并在上述排气通路310内形成高温排气,从而从上述微粒过滤器排出的白烟被氧化而减少。
在该情况下,在上述升温部件110的内部,供给至上述收容部件120的上述液体燃料被上述发热部132加热并气化,该气化后的上述液体燃料从上述发热部132的上述末端132aa和上述包围部件140的上述底面的相反侧的端缘144之间扩散到上述升温室111,与来自上述空气配管160的空气混合而生成一次混合气,该一次混合气被上述发热部132加热而连续燃烧,因而与在暴露于排气流状态下借助放电端子或者陶瓷预热塞使通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而供给的燃料点着的情况相比较,能可靠地进行点火,不管运转条件如何都防止了熄火,持续地进行稳定的燃烧,形成上述火焰。因此,不会由于未燃燃料而产生白烟。并且,与通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而形成在排气通路310内的火焰相比较,上述一次混合气的燃烧引起的火焰能够以极小的规模形成,因而燃料消耗率小且节能性优良。而且,上述排气系统的升温装置100也能够不接收例如上述内燃机300的各部的转速等那样的来自上述内燃机300的信息而进行工作,因而此时,能够容易地向上述内燃机300进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高。并且,当在上述排气系统的升温装置100不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机300的燃料也没有关系。并且,上述排气系统的升温装置100适合于后述的可进行微粒过滤器的再生的内燃机的过滤器再生装置A、内燃机的过滤器再生装置B、或者内燃机的过滤器再生装置C、以及可氧化减少产生的白烟的内燃机的排气净化装置等。上述的A、B、C表示将内燃机的过滤器再生装置分为三个类型时的各类型。
在本发明的排气系统的升温装置中,只要如下构成即可:上述空气配管以一端作为空气出口被导入到上述升温室的方式与上述升温部件连接,空气被供给至该空气配管。然而,在这样的各种实施方式的排气系统的升温装置中,在上述实施方式的排气系统的升温装置100中,上述空气配管160被定向成,上述空气出口161避开了上述发热部132的末端132aa,并且在上述升温室111形成空气的回旋流。这样,来自上述空气配管160的上述空气出口161的空气流不直击上述发热部132的末端132aa,因而吹灭形成在上述发热部132的末端132aa附近的火焰的危险减少。而且,由于在上述升温室111形成空气的回旋流,因而上述气化后的上述液体燃料和上述空气良好混合而形成均匀的上述一次混合气和上述二次混合气。
在本发明的排气系统的升温装置中,没有在量上限定从上述升温部件排出的排气的流量。然而,在这样的各种实施方式的排气系统的升温装置中,在上述实施方式的排气系统的升温装置100中,从上述升温部件110排出的排气的流量是在怠速运转时的从上述内燃机300排出的排气的流量的约10重量%以下。这是从上述升温部件110排出的排气的流量的一例,然而在量上可知,与通过上述后喷射或者向上述排气通路310的喷射而形成在排气通路的火焰相比较,在该情况下形成的上述火焰规模极小。
在图5至图8中,标号200是第1实施方式的排气系统的扩展升温装置。上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200是利用上述实施方式的排气系统的升温装置100而构成的。并且,上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200可利用上述实施方式的变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100而构成。因此,作为该第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200中的排气系统的升温装置100的说明,照原样引用以上说明的上述实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100的结构。
上述排气系统的扩展升温装置200具有上述排气系统的升温装置100,并还具有后续升温部件210。上述后续升温部件210形成为筒状。在上述后续升温部件210的内部形成有后续升温室211。上述后续升温部件210具有使上述后续升温室211向排气上游侧开口的入口212、和使上述后续升温室211向排气下游侧开口的出口213。上述排气系统的升温装置100的上述导入部101的上述排出口113a侧的部分贯通上述后续升温部件210的周壁214,该贯通部分的根部与上述周壁214气密地连接,在上述周壁214中的上述导入部101的上述贯通部分的上述根部的周围4形成有贮存部215。在本实施方式的情况下,上述后续升温部件210具有:筒形的第1部件210a;圆筒形的第2部件210b,其设在上述第1部件210a的排气上游侧,直径比上述第1部件210a小;以及圆筒形的第3部件210c,其设在上述第1部件210a的排气下游侧,直径比上述第1部件210a小。上述第1部件210a的排气上游侧的开口的外周侧被封闭,上述第2部件210b与该缩小的开口连接。并且,上述第1部件210a的排气下游侧的开口的外周侧被封闭,上述第2部件210b贯通该缩小的开口地与该开口连接。上述第2部件210b的排气上游侧的开口构成上述入口212,上述第3部件210c的排气下游侧的开口构成上述出口213。并且,上述排气系统的升温装置100的上述导入部101的上述排出口113a侧的部分贯通上述第1部件210a的周壁214并与上述周壁214气密地连接,上述升温部件110的上述排出口113a插入到上述第3部件210c的排气上游侧的开口,在该开口和上述排出口113a之间确保有充分的空间。然而,本发明的上述后续升温部件的结构不受本实施方式的解释限定,只要是如下这样即可,上述后续升温部件形成为筒状并具有:形成在内部的后续升温室、使上述后续升温室向排气上游侧开口的入口、以及使上述后续升温室向排气下游侧开口的出口,上述排气系统的升温装置的上述升温部件中的至少上述排出口侧的部分贯通该后续升温部件的周壁并与上述周壁气密地连接,在上述升温部件的周围的上述周壁形成有贮存部。
后续液体燃料配管230与上述后续升温部件210连接。上述后续液体燃料配管230以一端与上述贮存部215连通的方式与上述后续升温部件210连接。并且,将上述液体燃料供给至上述后续液体燃料配管230。即,上述后续液体燃料配管230与上述燃料箱195连接。在上述后续液体燃料配管230设有第2燃料泵291,上述第2燃料泵291的与电源的连接端子经由电线192d与上述电池196连接。作为该电池,可以共享后述的内燃机300的电池。轻油作为上述液体燃料进入该燃料箱195,但作为液体燃料,此外有时还输入重油、生物燃料、或者其它燃料。作为该燃料箱,可以共享上述内燃机300的燃料箱。并且,上述第2燃料泵291的控制部与上述控制器170电连接,上述第2燃料泵291的工作由上述控制器170控制。
并且,上述第1燃料泵191、上述电开关193、上述第1鼓风机194以及上述第2燃料泵291的工作由上述控制器170如下控制。即控制成,当从上述液体燃料配管150向上述收容部件120供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管160向上述升温室111供给了空气、且对上述发热部件130进行了通电、而且从上述后续液体燃料配管230向上述贮存部215供给了上述液体燃料时,在上述升温室111内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述贮存部215的上述液体燃料由被加热了的上述升温部件110加热并气化,其中上述升温部件110是通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热的,该气化后的上述液体燃料扩散到上述后续升温室211,与从上述后续升温部件210的上述入口212被导入的来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由被加热了的上述升温部件110加热并燃烧,其中上述升温部件110是通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热的,通过该三次混合气的燃烧所生成的高温排气从上述后续升温部件210的上述出口213被导出到排气下游侧。来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气。在该情况下,根据上述温度传感器181、182的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等以使得上述升温室111的温度不会超过预定温度。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器181、182的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
上述排气系统的扩展升温装置200设于上述内燃机300。作为该内燃机300的说明,照原样引用上述实施方式涉及的排气系统的升温装置100中的上述内燃机300的说明。
上述排气系统的扩展升温装置200设于上述内燃机300的上述排气通路310中的、沿着排气的流动方向构成一部分的排气通路构成部件312。上述排气通路构成部件312形成为筒状,在上述排气通路构成部件312的内部形成有排气通路310的一部分。该排气通路310的一部分在排气上游侧和排气下游侧开口。上述排气系统的扩展升温装置200以上述后续升温部件210配置在上述排气通路构成部件312的内部的方式设于上述排气通路构成部件312。上述排气系统的扩展升温装置200设置成上述后续升温部件210配置在上述排气通路310中。在该情况下,配置成,上述后续升温部件210的上述入口212朝向上述排气通路310的排气上游侧,上述出口213朝向上述排气通路310的排气下游侧。因此,上述排气系统的扩展升温装置200具有的上述排气系统的升温装置100配置成,至少上述排出口113a侧的部分贯通上述排气通路构成部件312并被导入到上述排气通路310内。在该情况下,从上述升温部件110排出的排气的流量是在怠速运转时的从上述内燃机300排出的排气的流量的约10重量%以下。不过,这毕竟仅表示一例,从上述升温部件排出的排气的流量表示其它数值的实施方式也包含在本发明内,从本发明的上述升温部件排出的排气的流量不受本实施方式的解释限定。在上述排气通路构成部件312中的、上述排气系统的扩展升温装置200的上述出口213的排气下游侧,以与来自上述出口213的排气流对置的方式设有扩散板201。在上述排气通路构成部件312,在上述扩散板201的周围形成有空间,该部位处的上述排气通路310由该空间形成。在本实施方式的情况下,上述扩散板201由圆形板形成,从排气流的方向来看,该圆形板比收纳上述扩散板201的排气通路构成部件的通路形状小一圈,在上述扩散板201,从排气流的方向来看,撑杆分别从左右两侧的端缘左右延伸,这些撑杆与上述排气通路构成部件的内壁分别焊接在一起。上述扩散板可以例如使用螺栓等将上述撑杆安装于上述排气通路构成部件,或者利用螺栓等将上述撑杆夹在上述排气通路构成部件和与其相邻的排气通路构成部件之间进行安装,上述扩散板的结构或者安装构造的结构不受本实施方式的解释限定。本发明的排气系统的扩展升温装置包含不设置这种扩散板的实施方式。
图9示出本发明的排气系统的扩展升温装置的第2实施方式。该第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200的一部分结构与上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200不同。因此,作为该第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200的说明,照原样引用上述第1实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200的说明,而仅说明与它们不同的结构。上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200是利用上述实施方式的排气系统的升温装置100而构成的。并且,上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200可利用上述实施方式的变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100而构成。因此,作为该第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200中的排气系统的升温装置100的说明,照原样引用以上说明的上述实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100的结构。
上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200也具有上述后续升温部件210。上述后续升温部件210形成为筒状并具有:形成在内部的上述后续升温室211、使上述后续升温室211向排气上游侧开口的上述入口212、以及使上述后续升温室211向排气下游侧开口的上述出口213,上述排气系统的升温装置100的上述升温部件110中的至少上述排出口113a侧的部分贯通上述周壁214,并与上述周壁214气密地连接。在上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200的上述后续升温部件210,在上述升温部件110的周围的上述周壁214形成有贮存部215,而在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200的上述后续升温部件210,没有设置这样的贮存部。然而,在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200中也可以设置上述贮存部。
在上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200的上述后续升温部件210,设有上述后续液体燃料配管230,而在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200的上述后续升温部件210,没有设置这样的后续液体燃料配管。在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200,设有后续混合气配管240。上述后续混合气配管240是热传导性优良的管。上述后续混合气配管240以其中途部能够与上述排气进行热交换的方式设在上述后续升温部件210的排气下游侧。在该情况下,在上述排气流的方向看,上述后续混合气配管240的面积与上述排气通路310的通路面积相比足够小。上述后续混合气配管240构成为,以其一端与上述后续升温室211连通的方式与上述后续升温部件210连接,上述液体燃料和空气的混合物被供给至该后续混合气配管240的另一端。并且,从上述后续混合气配管240的上述另一端所供给的上述液体燃料和上述空气的混合物利用通过与上述排气的热交换所吸收的热而成为上述液体燃料和上述空气的混合气,并从上述后续混合气配管240的上述一端被供给至上述后续升温室211。在本实施方式中,第1管241和第2管242汇合后与上述后续混合气配管240的另一端连接。上述第1管241与上述燃料箱195连接。在上述第1管241设有第3燃料泵292,上述第3燃料泵292的与电源的连接端子经由电线192g与上述电池196连接。作为该电池,可以共享上述内燃机300的电池。轻油作为上述液体燃料进入该燃料箱195,但作为液体燃料,此外有时还输入重油、生物燃料、或者其它燃料。作为该燃料箱,可以共享上述内燃机300的燃料箱。并且,上述第3燃料泵292的控制部与上述控制器170电连接,上述第3燃料泵292的工作由上述控制器170控制。上述第2管242与第2鼓风机293的排出口连接。上述第2鼓风机293的与电源的连接端子经由电线192h与作为电源的上述电池196连接。作为该电池,可以共享上述内燃机300的电池。并且,上述第2鼓风机293的控制部与上述控制器170电连接,上述第2鼓风机293的工作由上述控制器170控制。
此外,上述第1燃料泵191、上述电开关193、上述第1鼓风机194、上述第3燃料泵292以及上述第2鼓风机293的工作由上述控制器170如下控制。即控制成,当从上述液体燃料配管150向上述收容部件120供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管160向上述升温室111供给了空气、且对上述发热部件130进行了通电、而且从上述后续混合气配管240向上述后续升温室211供给了上述混合气时,在上述升温室111内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述后续升温室211的上述混合气扩散到上述后续升温室211,与从上述后续升温部件210的上述入口212被导入的来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热了的上述升温部件110加热并燃烧,通过该燃烧所生成的高温排气从上述后续升温部件210的上述出口213被导出到排气下游侧。来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气。在该情况下,根据上述温度传感器181、182的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述升温室111的温度不会超过预定温度。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器181、182的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
上述排气系统的扩展升温装置200设于上述内燃机300。上述排气系统的扩展升温装置200设于上述排气通路构成部件312。上述排气系统的扩展升温装置200以上述后续升温部件210配置在上述排气通路构成部件312的内部的方式设于上述排气通路构成部件312。上述排气系统的扩展升温装置200设置成,上述后续升温部件210配置在上述排气通路310内。在该情况下,配置成,上述后续升温部件210的上述入口212朝向上述排气通路310的排气上游侧,上述出口213朝向上述排气通路310的排气下游侧。因此,上述排气系统的扩展升温装置200具有的上述排气系统的升温装置100配置成,至少上述排出口113a侧的部分贯通上述排气通路构成部件312并被导入到上述排气通路310内。在该情况下,从上述升温部件110排出的排气的流量是在怠速运转时的从上述内燃机300排出的排气的流量的约10重量%以下。不过,这毕竟仅表示一例,从上述升温部件排出的排气的流量表示其它数值的实施方式也包含在本发明内,从本发明的上述升温部件排出的排气的流量不受本实施方式的解释限定。由于在上述排气通路构成部件312设有上述扩散板201,因而上述后续混合气配管240的中途部配置在上述扩散板201的排气下游侧,然而只要是上述后续升温部件的排气下游侧,上述后续混合气配管的中途部也可以配置在上述扩散板的排气上游侧。并且,上述后续混合气配管的中途部还可以设在上述排气通路构成部件的内部或者外部的其它部位,也可以与上述排气通路构成部件的内壁或者外壁接触地设置。
因此,无论在上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200中,还是在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200中,当将上述排气系统的扩展升温装置200设于上述内燃机300的上述排气通路310、并使上述排气系统的扩展升温装置200工作时,上述一次混合气、上述二次混合气以及上述三次混合气进行燃烧,通过上述三次混合气的燃烧而形成比上述二次混合气的火焰扩大的火焰,通过该燃烧热在上述排气通路310内形成更高温的排气。并且,利用该更高温的排气更强有力地加热上述排气通路310。因此,例如当上述内燃机300是在上述排气通路310内设有微粒过滤器的内燃机时,上述微粒过滤器得以再生。并且,例如当上述内燃机是通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射将燃料供给至上述微粒过滤器的排气上游侧的上述排气通路的内燃机时,促进了通过该上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而供给至上述排气通路的燃料的气化,从而再生了上述微粒过滤器。而且,例如当上述内燃机是在上述排气通路内从排气上游侧起依次设有氧化催化剂和微粒过滤器的内燃机时,促进了上述氧化催化剂的活性并在上述排气通路内形成高温的排气,从而再生上述微粒过滤器。并且,例如当上述内燃机是在上述排气通路内从排气上游侧起依次设有微粒过滤器和氧化催化剂的内燃机时,通过在它们之间设置上述排气系统的扩展升温部件200,促进了上述氧化催化剂的活性并在上述排气通路内形成高温的排气,从而从上述微粒过滤器排出的白烟被氧化而减少。
在该情况下,照样发挥在上述排气系统的升温装置100中先前说明过的作用,即以下等的作用:可靠地进行点火,不管运转条件如何都防止了熄火,持续地进行稳定的燃烧,形成上述火焰,不会由于未燃燃料而产生白烟;与进行上述后喷射或者向上述排气通路的喷射的情况相比较,燃料消耗率小且节能性优良;能够容易地向上述内燃机300进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高;当在上述排气系统的升温装置100内不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机300的燃料也没有关系。而且,即使考虑上述排气系统的除了升温装置100以外的其它部分,上述排气系统的扩展升温装置200也能发挥以下等作用:与进行上述后喷射或者向上述排气通路310的喷射的情况相比较,燃料消耗率小且节能性优良;能够容易地向上述内燃机300进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高;当在上述排气系统的扩展升温装置200不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机300的燃料也没有关系。并且,上述排气系统的扩展升温装置200适合于后述的可进行微粒过滤器的再生的内燃机的过滤器再生装置、以及可氧化减少所产生的白烟的内燃机的排气净化装置等。并且,在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200中,由于在上述后续混合气配管240中上述液体燃料和空气的混合物通过与上述排气的热交换而被加热,从而促进了上述液体燃料的气化,因而促进了上述三次混合气的生成。
图10示出了本发明的排气系统的扩展升温装置的第3实施方式。该第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200的一部分结构与上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200不同。因此,作为该第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200的说明,照原样引用上述第1实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200的说明,而仅说明与它们不同的结构。上述第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200是利用上述实施方式的排气系统的升温装置100而构成的。并且,上述第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200可利用上述实施方式的变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100而构成。因此,作为该第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200中的排气系统的升温装置100的说明,照原样引用以上说明的上述实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100的结构。
在上述第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200中,还具有追加的空气配管250,该追加的空气配管250的一端设在上述后续升温室211的排气上游侧,空气被供给至该追加的空气配管250。从上述后续升温部件210的上述入口212被导入的来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气的至少一部分是从上述追加的空气配管250供给的空气。即,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气由从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、和从上述追加的空气配管250供给的空气构成。因此,当上述内燃机300停止时,从燃烧室排出的排气不流到上述排气系统的扩展升温装置200,因而来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述追加的空气配管250供给的空气。即,从上述追加的空气配管250供给的空气为来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气。上述追加的空气配管250与第3鼓风机294的排出口连接。上述第3鼓风机294的与电源的连接端子经由电线192i与作为电源的上述电池196连接。作为该电池,可以共享上述内燃机300的电池。并且,上述第3鼓风机294的控制部与上述控制器170电连接,上述第3鼓风机294的工作由上述控制器170控制。
并且,上述第1燃料泵191、上述电开关193、上述第1鼓风机194、上述第2燃料泵291以及上述第3鼓风机294的工作由上述控制器170与上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200时一样地进行控制。可以是:将来自上述内燃机300的点火开关的信号输入到上述控制器170,当上述点火开关断开而上述内燃机300停止时,能够进行上述第3鼓风机294的工作。
如上述第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200那样,不仅获得由上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200获得的作用和效果,而且即使在上述内燃机300停止时,也生成上述三次混合气而能够进行上述排气系统的扩展升温装置200的工作。
图11示出本发明的排气系统的扩展升温装置的第4实施方式。该第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200的一部分结构与上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200不同。因此,作为该第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200的说明,照原样引用上述第2实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200的说明,而仅说明与它们不同的结构。上述第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200是利用上述实施方式的排气系统的升温装置100而构成的。并且,上述第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200可利用上述实施方式的变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100而构成。因此,作为该第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200中的排气系统的升温装置100的说明,照原样引用以上说明的上述实施方式及其变型例、以及上述各种实施方式涉及的排气系统的升温装置100的结构。上述第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200是在上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200中组合了上述第3实施方式的排气系统的扩展升温装置200采用的技术。即,在上述第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200中,还具有上述追加的空气配管250,该追加的空气配管250的一端设在上述后续升温室211的排气上游侧,空气被供给至该追加的空气配管250。来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气的至少一部分是从上述追加的空气配管250供给的空气。即,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气由从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、和从上述追加的空气配管250供给的空气构成。因此,当上述内燃机300停止时,从燃烧室排出的排气不会流到上述排气系统的扩展升温装置200,因而来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述追加的空气配管250供给的空气。即,从上述追加的空气配管250供给的空气为来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气。上述追加的空气配管250与第3鼓风机294的排出口连接。上述第3鼓风机294的与电源的连接端子经由电线192i与作为电源的上述电池196连接。作为该电池,可以共享上述内燃机300的电池。并且,上述第3鼓风机294的控制部与上述控制器170电连接,上述第3鼓风机294的工作由上述控制器170控制。
并且,上述第1燃料泵191、上述电开关193、上述第1鼓风机194、上述第3燃料泵292、上述第2鼓风机293以及上述第3鼓风机294的工作由上述控制器170与上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200时一样地进行控制。可以是,将来自上述内燃机300的点火开关的信号输入到上述控制器170,当上述点火开关断开而上述内燃机300停止时,能够进行上述第3鼓风机294的工作。
如上述第4实施方式的排气系统的扩展升温装置200那样,不仅获得由上述第2实施方式的排气系统的扩展升温装置200获得的作用和效果,而且即使在上述内燃机300停止时,也生成上述三次混合气而能够进行上述排气系统的扩展升温装置200的工作。
下面,说明本发明的内燃机的过滤器再生装置A的实施方式。如图12所示,本实施方式的上述内燃机的过滤器再生装置A设于内燃机300,内燃机300在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400。
作为除了上述微粒过滤器400以外的上述内燃机300的说明,照原样引用上述实施方式涉及的排气系统的升温装置100中的上述内燃机300的说明。
上述微粒过滤器400设置成,在排气流的方向看,上述微粒过滤器400的截面占据上述排气通路310的整个面,流经上述排气通路310的上述排气其全量通过上述微粒过滤器400。在上述微粒过滤器400的一端设有排气的导入侧的端面,在上述微粒过滤器400的另一端设有排气的导出侧的端面。上述微粒过滤器400被收容在排气通路构成部件313、即作为构成上述排气通路310的部件的筒形部件的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。也可以将上述微粒过滤器相对于上述排气通路构成部件设置成能够装卸。并且,上述微粒过滤器400的上述导入侧的端面在上述排气通路310中朝向排气上游侧,上述导出侧的端面朝向排气下游侧。上述微粒过滤器400是所谓的封口类型。上述微粒过滤器400是由陶瓷构成、具有由隔壁划分开的多个蜂窝的所谓蜂窝体,是对蜂窝按1个通孔1个通孔交替地堵塞其端部而得到的,当排气通过壁时捕集微粒状物质。在上述微粒过滤器400的导入侧的端面,各通孔的端面使用密封材料交替地堵塞成棋盘格图案状,构成为这样的结构:在导出侧的端面,在上述导入侧的端面被堵塞的通孔开口,在上述导入侧的端面开口的通孔被密封材料堵塞。作为上述微粒过滤器,此外还有例如多孔体类型、纤维类型等,它们使用例如金属等材料构成,构成为通过使排气撞击多孔体或纤维的结构体来捕集微粒状物质。然而,成为本发明的对象的上述微粒过滤器的结构不受本实施方式的解释限定,只要是发挥捕集排气内包含的微粒状物质的功能的结构即可。
并且,上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200设置成,上述后续升温部件210配置在比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310内。在本实施方式中,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件312之间设有例如其它排气通路构成部件等。标号183是温度传感器,该温度传感器设在上述微粒过滤器400的排气上游侧且比扩散板201靠排气下游侧的上述排气通路310内,用于检测上述排气通路310的温度,该温度传感器183的输出信号经由电线192j被发送到上述控制器170。并且,根据上述温度传感器183的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述微粒过滤器400的排气上游侧的温度不超过预定温度。上述温度传感器183是热电偶,然而只要是能检测温度,就还可以是其它装置。然而,设在上述排气通路310内的上述温度传感器的数量、位置不受本实施方式的限定。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,通过上述排气系统的扩展升温装置200的燃烧所生成的高温的排气被导到上述微粒过滤器400,利用该排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。在该情况下,也可以取代上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200,设置上述第2实施方式、上述第3实施方式、或者上述第4实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200。因此,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、从上述追加的空气配管250供给的空气、以及该双方的空气、中的任一方。
上述实施方式的内燃机的过滤器再生装置A利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气而强有力地加热上述排气通路310,因而促进了由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而强有力地再生上述微粒过滤器400。当在上述排气系统的过滤器再生装置A不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机300的燃料也没有关系。
下面,说明本发明的内燃机的过滤器再生装置B的实施方式。图13示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第1实施方式。本第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B设于内燃机300,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
作为除了上述微粒过滤器400和上述补充燃料的供给单元以外的上述内燃机300的说明,照原样引用上述实施方式涉及的排气系统的升温装置100中的上述内燃机300的说明。这在后述的内燃机的过滤器再生装置B的其它实施方式中也是一样。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
在该第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况下,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给是通过后喷射进行的。即,上述内燃机300如先前所说明那样,采用共轨喷射系统。并且,所谓上述后喷射是在膨胀行程等从上述喷射器喷射燃料。在上述燃料喷射控制器320设有用于控制上述后喷射的控制部。
并且,上述实施方式的排气系统的升温装置100设置成,上述升温部件110的至少上述排出口113a侧的部分配置在比上述微粒过滤器400靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路310内。在该情况下,由于进行上述后喷射,因而上述补充燃料的供给部位是上述内燃机300的燃烧室。在本实施方式中,上述排气通路构成部件311与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件311之间设有例如其它排气通路构成部件等。标号183是温度传感器,该温度传感器设在上述微粒过滤器400的排气上游侧且比扩散板102靠排气下游侧的上述排气通路310内,用于检测上述排气通路310的温度,该温度传感器183的输出信号经由电线192j被发送到上述控制器170。并且,根据上述温度传感器183的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述微粒过滤器400的排气上游侧的温度不超过预定温度。上述温度传感器183是热电偶,然而只要是能检测温度,就还可以是其它装置。然而,设在上述排气通路310内的上述温度传感器的数量、位置不受本实施方式的限定。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,供给至上述排气通路310的上述补充燃料由上述排气系统的升温装置100加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的升温装置100的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气由上述排气系统的升温装置100加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。当在上述排气系统的过滤器再生装置B不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机300的燃料也没有关系。
图14示出上述内燃机的过滤器再生装置B的第2实施方式。该第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B设于内燃机300,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。该第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B是在上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中取代上述排气系统的升温装置100而设有上述排气系统的扩展升温装置200。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
在该第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况下,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给是通过后喷射进行的。即,上述内燃机300如先前所说明那样,采用共轨喷射系统。并且,所谓上述后喷射是在膨胀行程等从上述喷射器喷射燃料。在上述燃料喷射控制器320设有用于控制上述后喷射的控制部。
并且,上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200设置成,上述后续升温部件210配置在比上述微粒过滤器400靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路310内。在该情况下,由于进行上述后喷射,因而上述补充燃料的供给部位是上述内燃机300的燃烧室。在本实施方式中,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件312之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代是上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,供给至上述排气通路310的上述补充燃料由上述排气系统的扩展升温装置200加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的扩展升温装置200的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气由上述排气系统的扩展升温装置200加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。在该情况下,也可以取代上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200,而设置上述第2实施方式、上述第3实施方式、或者上述第4实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200。因此,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、从上述追加的空气配管250供给的空气、以及该双方的空气、中的任一方。
上述第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气而强有力地加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。当在上述排气系统的过滤器再生装置B不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机300的燃料也没有关系。
图15示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第3实施方式。该第3实施方式的内燃机的过滤器再生装置B设于内燃机300,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。关于该第3实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,是在上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中,取代通过后喷射进行向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路的燃料供给,而是利用向上述排气通路310的燃料喷射进行向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
在该第3实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况下,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给是通过向上述排气通路310的燃料喷射来进行的。即,构成为,在构成上述排气通路310的排气通路构成部件311设有喷射燃料的喷射器510,从燃料泵(省略图示)向该喷射器510供给燃料,利用该喷射器510向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310喷射燃料。在该情况下,也可以在构成上述排气通路310的排气通路构成部件,即比上述排气通路构成部件311靠排气上游侧的排气通路构成部件设置上述喷射器。
并且,上述实施方式的排气系统的升温装置100设置成,上述升温部件110的至少上述排出口113a侧的部分配置在比上述微粒过滤器400靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路310内。在该情况下,由于通过向上述排气通路310的燃料喷射来进行向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给,因而上述补充燃料的供给部位是上述喷射器510的喷口位置。在本实施方式中,上述排气通路构成部件311与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件311之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,与上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,供给至上述排气通路310的上述补充燃料由上述排气系统的升温装置100加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的升温装置100的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气由上述排气系统的升温装置100加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
上述第3实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
图16示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第4实施方式。该第4实施方式的内燃机的过滤器再生装置B设于内燃机300,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。关于该第4实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,是在上述第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中,取代通过后喷射进行向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路的燃料供给,而是通过向上述排气通路310的燃料喷射进行向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
在该第4实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况下,向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给是通过向上述排气通路310的燃料喷射来进行的。即,构成为,在构成上述排气通路310的排气通路构成部件312设有喷射燃料的喷射器510,从燃料泵(省略图示)向该喷射器510供给燃料,利用该喷射器510向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310喷射燃料。在该情况下,也可以在构成上述排气通路310的排气通路构成部件,即比上述排气通路构成部件312靠排气上游侧的排气通路构成部件设置上述喷射器。
并且,上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200设置成,上述后续升温部件210配置在比上述微粒过滤器400靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路310内。在该情况下,由于通过向上述排气通路310的燃料喷射来进行向比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310的燃料供给,因而上述补充燃料的供给部位是上述喷射器510的喷口位置。在本实施方式中,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件312之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代是上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,供给至上述排气通路310的上述补充燃料由上述排气系统的扩展升温装置200加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的扩展升温装置200的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气由上述排气系统的扩展升温装置200加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。在该情况下,也可以取代上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200,而设置上述第2实施方式、上述第3实施方式、或者上述第4实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200。因此,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、从上述追加的空气配管250供给的空气、以及该双方的空气、中的任一方。
上述第4实施方式的内燃机的过滤器再生装置B利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气强有力地加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而强有力地再生上述微粒过滤器400。
图17示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式。关于该第5实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,是在上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中,在上述升温部件110和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310内设,设有过滤器正前方催化装置610,过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
上述过滤器正前方催化装置610具有上述氧化催化剂、和覆盖该氧化催化剂的除了其两端以外的部分的壳体,然而也可以不设置这种壳体而利用上述氧化催化剂自身构成上述过滤器正前方催化装置。该过滤器正前方催化装置610设置成,在排气流的方向看,上述过滤器正前方催化装置610的截面占据上述排气通路310的整个面,流经上述排气通路310的上述排气其全量通过上述过滤器正前方催化装置610。该过滤器正前方催化装置610具有的氧化催化剂是柴油机用氧化催化剂,然而也可以根据上述内燃机的状态使用其它种类的氧化催化剂。在上述过滤器正前方催化装置610的一端设有排气的导入侧的端面,在上述过滤器正前方催化装置610的另一端设有排气的导出侧的端面。上述过滤器正前方催化装置610被收容在排气通路构成部件、即作为构成上述排气通路310的部件的筒形的排气通路构成部件314的内部通路内,由该排气通路构成部件314保持。并且,上述过滤器正前方催化装置610的上述导入侧的端面在上述排气通路310中朝向排气上游侧,上述导出侧的端面在上述排气通路310中朝向排气下游侧。上述过滤器正前方催化装置610具有设有大量用于使排气流过的细贯通孔的不锈钢制的母材、和由上述母材承载的作为氧化催化剂的铂(Pt)。上述母材不限定于不锈钢制,还可以用例如堇青石、陶瓷等形成。上述所承载的材料不限定于铂(Pt),只要是发挥通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂的功能的材料,则也可以是其它材质。并且,当来自排气上游侧的排气通路310的排气从上述导入侧的端面进入到上述过滤器正前方催化装置610时,通过上述过滤器正前方催化装置610中的氧化催化剂的催化反应,氧化排气内包含的微粒状物质,并且氧化排气内包含的CO、HC、SOF等物质而变为CO2和水等。而且,通过该氧化反应,排气被加热而达到高温。本发明的过滤器正前方催化装置不受本实施方式的解释限定,只要是发挥通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的功能的装置即可。根据以上结构,利用通过上述过滤器正前方催化装置610内的上述物质的氧化反应而被加热的上述排气,促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。本发明中所说的上述物质包括排气内包含的微粒状物质、排气内包含的CO、HC、SOF等物质。
并且,上述排气通路构成部件314与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,上述排气通路构成部件311与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接。然而,也可以在这些上述排气通路构成部件311、314、313之间设有例如其它排气通路构成部件等。在上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中说明的上述温度传感器183设在上述过滤器正前方催化装置610的排气上游侧且比扩散板102靠排气下游侧的位置,该温度传感器183的输出信号经由电线192j被发送到上述控制器170。并且,根据上述温度传感器183的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述过滤器正前方催化装置610的排气上游侧的温度不超过预定温度。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
其它结构与上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置B相同,因而照原样引用其说明。
上述第5实施方式的内燃机的过滤器再生装置B利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。而且,在上述升温部件110和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设置了具有氧化催化剂的过滤器正前方催化装置610。因此,由于利用上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器正前方催化装置610的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此再生设在上述排气通路310内的上述微粒过滤器400。
图18示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第6实施方式。关于该第6实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,是在上述第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中,在上述后续升温部件210和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设有上述过滤器正前方催化装置610,上述过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容在上述排气通路构成部件314的内部通路内,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,上述排气通路构成部件314与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接。然而,也可以在这些上述排气通路构成部件312、314、313之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代了上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第5实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
其它结构与上述第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置B相同,因而照原样引用其说明。
上述第6实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气来强有力地加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而强有力地再生上述微粒过滤器400。而且,在上述后续升温部件210和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设置了具有氧化催化剂的过滤器正前方催化装置610。因此,由于利用上述高温的排气来强有力地加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器正前方催化装置610的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此强有力地再生设于上述排气通路310内的上述微粒过滤器400。
图19示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第7实施方式。关于该第7实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,是在上述第3实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中,在上述升温部件110和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设有上述过滤器正前方催化装置610,上述过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容于上述排气通路构成部件314的内部通路,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,上述排气通路构成部件314与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,上述排气通路构成部件311与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接。然而,也可以在这些上述排气通路构成部件311、314、313之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,与上述第5实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而还可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
其它结构与上述第3实施方式的内燃机的过滤器再生装置B相同,因而照原样引用其说明。
上述第7实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。而且,在上述升温部件110和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设置了具有氧化催化剂的过滤器正前方催化装置610。因此,由于利用上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器正前方催化装置610的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此再生设于上述排气通路310内的上述微粒过滤器400。
图20示出了上述内燃机的过滤器再生装置B的第8实施方式。关于该第8实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,是在上述第4实施方式的内燃机的过滤器再生装置B中,在上述后续升温部件210和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设有上述过滤器正前方催化装置610,上述过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容在上述排气通路构成部件314的内部通路内,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,上述排气通路构成部件314与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接。然而,也可以在这些上述排气通路构成部件312、314、313之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第5实施方式的内燃机的过滤器再生装置B的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
其它结构与上述第4实施方式的内燃机的过滤器再生装置B相同,因而照原样引用其说明。
上述第8实施方式的内燃机的过滤器再生装置B,利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气来强有力地加热上述排气通路310,因而促进了供给至上述排气通路310的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而强有力地再生上述微粒过滤器400。而且,在上述后续升温部件210和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设置了具有氧化催化剂的过滤器正前方催化装置610。因此,由于利用上述高温的排气强有力地加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器正前方催化装置610的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此强有力地再生设于上述排气通路310内的上述微粒过滤器400。
下面,说明本发明的内燃机的过滤器再生装置C的实施方式。图21示出了上述内燃机的过滤器再生装置C的第1实施方式。该第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置C设于内燃机300,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400,在上述排气通路310中的上述微粒过滤器400的排气上游侧设置有上述过滤器正前方催化装置610,上述过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置610的催化活性时,利用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
作为除了上述微粒过滤器400和上述过滤器正前方催化装置610以外的上述内燃机300的说明,照原样引用上述实施方式涉及的排气系统的升温装置100中的上述内燃机300的说明。这在后述的内燃机的过滤器再生装置C的其它实施方式中也是一样的。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容在上述排气通路构成部件314的内部通路内,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,上述实施方式的排气系统的升温装置100设置成,上述升温部件110的至少上述排出口113a侧的部分配置在比上述过滤器正前方催化装置610靠排气上游侧的上述排气通路310内。在本实施方式中,上述排气通路构成部件311与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接,但也可以在上述排气通路构成部件314和上述排气通路构成部件311之间设有例如其它排气通路构成部件等。标号183是温度传感器,该温度传感器设在上述过滤器正前方催化装置610的排气上游侧且比扩散板102靠排气下游侧的上述排气通路310内,用于检测上述排气通路310的温度,该温度传感器183的输出信号经由电线192j被发送到上述控制器170。并且,根据上述温度传感器183的信号控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述过滤器正前方催化装置610的排气上游侧的温度不超过预定温度。上述温度传感器183是热电偶,然而只要是能检测温度,则也可以是其它装置。然而,设于上述排气通路310内的上述温度传感器的数量、位置不受本实施方式的限定。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,上述过滤器正前方催化装置610由上述排气系统的升温装置100加热而促进上述过滤器正前方催化装置610的催化活性,利用通过上述物质的氧化反应而被加热的排气来促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置C,利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器正前方催化装置610的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此促进由设于上述排气通路310内的上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
图22示出了上述内燃机的过滤器再生装置C的第2实施方式,该第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置C设于内燃机300,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器400,在上述排气通路310中的上述微粒过滤器400的排气上游侧,设置有上述过滤器正前方催化装置610,上述过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置610的催化活性时,利用通过上述物质的氧化反应而被加热的排气来促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。关于该第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置C,是在上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置C中,设有上述排气系统的扩展升温装置200而代替了上述排气系统的升温装置100。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容在上述排气通路构成部件314的内部通路内,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200设置成,上述后续升温部件210配置在比上述过滤器正前方催化装置610靠排气上游侧的上述排气通路310内。在本实施方式中,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接,而还可以在上述排气通路构成部件314和上述排气通路构成部件312之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代了上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第1实施方式的内燃机的过滤器再生装置C的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,上述过滤器正前方催化装置610由上述排气系统的扩展升温装置200加热,从而促进上述过滤器正前方催化装置610的催化活性,利用通过上述物质的氧化反应而被加热的排气来促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。在该情况下,也可以取代上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200,而设置上述第2实施方式、上述第3实施方式、或者上述第4实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200。因此,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、从上述追加的空气配管250供给的空气、以及该双方的空气、中的任一方。
上述第2实施方式的内燃机的过滤器再生装置C,利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气来强有力地加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器正前方催化装置610的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而强有力地再生上述微粒过滤器400。
下面,说明本发明的内燃机的排气净化装置的实施方式。图23示出了上述内燃机的排气净化装置的第1实施方式。该第1实施方式的内燃机的排气净化装置是内燃机300的排气净化装置,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的上述微粒过滤器400,在上述排气通路310中的上述微粒过滤器400的排气下游侧,设有上述过滤器后方催化装置620,上述过滤器后方催化装置620具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
作为除了上述微粒过滤器400和上述过滤器后方催化装置620以外的上述内燃机300的说明,照原样引用上述实施方式涉及的排气系统的升温装置100中的上述内燃机300的说明。这在后述的内燃机的排气净化装置的其它实施方式中也是一样的。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
上述过滤器后方催化装置620与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同。即,上述过滤器后方催化装置620具有上述氧化催化剂、和覆盖该氧化催化剂的除了其两端以外的部分的壳体,然而也可以不设置这种壳体而利用上述氧化催化剂自身构成上述过滤器后方催化装置。该过滤器后方催化装置620设置成,在排气流的方向看,上述过滤器后方催化装置620的截面占据上述排气通路310的整个面,流经上述排气通路310的上述排气其全量通过上述过滤器后方催化装置620。该过滤器后方催化装置620具有的氧化催化剂是柴油机用氧化催化剂,然而也可以根据上述内燃机的状态使用其它种类的氧化催化剂。在上述过滤器后方催化装置620的一端设有排气的导入侧的端面,在上述过滤器后方催化装置620的另一端设有排气的导出侧的端面。上述过滤器后方催化装置620被收容在排气通路构成部件、即作为构成上述排气通路310的部件的筒形的排气通路构成部件315的内部通路内,由该排气通路构成部件315保持。并且,上述过滤器后方催化装置620的上述导入侧的端面在上述排气通路310中朝向排气上游侧,上述导出侧的端面在上述排气通路310中朝向排气下游侧。上述过滤器后方催化装置620具有设有大量用于使排气流过的细贯通孔的不锈钢制的母材、和由上述母材承载的作为氧化催化剂的铂(Pt)。上述母材不限定于不锈钢制,还可以用例如堇青石、陶瓷等形成。上述所承载的材料不限定于铂(Pt),只要是发挥通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂的功能的材料,也可以是其它材质。并且,当来自排气上游侧的排气通路310的排气从上述导入侧的端面进入到上述过滤器后方催化装置620时,通过上述过滤器后方催化装置620中的氧化催化剂的催化反应,排气内包含的微粒状物质被氧化,并且排气内包含的CO、HC、SOF等物质被氧化而变为CO2和水等。而且,通过该氧化反应,排气被加热而达到高温。本发明的过滤器后方催化装置不受本实施方式的解释限定,只要是发挥通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的功能的装置即可。根据以上结构,通过上述过滤器后方催化装置620内的上述物质的氧化反应,促进从上述微粒过滤器400排出的白烟的氧化。本发明中所说的上述物质包括排气内包含的微粒状物质、排气内包含的CO、HC、SOF等物质。
并且,上述实施方式的排气系统的升温装置100设置成,上述升温部件110的至少上述排出口113a侧的部分配置在比上述微粒过滤器400靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置620靠排气上游侧的上述排气通路310内。在本实施方式中,上述排气通路构成部件311连接在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件315之间,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件311之间、或者在上述排气通路构成部件311和上述排气通路构成部件315之间,设有例如其它排气通路构成部件等。标号183是温度传感器,该温度传感器设在上述过滤器后方催化装置620的排气上游侧且比扩散板102靠排气下游侧的上述排气通路310内,用于检测上述排气通路310的温度,该温度传感器183的输出信号经由电线192j被发送到上述控制器170。并且,根据上述温度传感器183的信号,控制上述液体燃料的供给和上述空气的供给等,以使得上述过滤器后方催化装置620的排气上游侧的温度不超过预定温度。上述温度传感器183是热电偶,然而只要能检测温度,则也可以是其它装置。然而,设在上述排气通路310内的上述温度传感器的数量、位置不受本实施方式的限定。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,上述过滤器后方催化装置620由上述排气系统的升温装置100加热而促进上述过滤器后方催化装置620的催化活性,通过催化反应促进从上述微粒过滤器400排出的排气内包含的物质的氧化。
上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置,利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器后方催化装置620的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,从而在上述内燃机300内产生且积存在上述微粒过滤器400内、并从上述微粒过滤器400排出的白烟被氧化而减少。
图24示出了上述内燃机的排气净化装置的第2实施方式。该第2实施方式的内燃机的排气净化装置是内燃机300的排气净化装置,内燃机300构成为,在上述排气通路310内设有捕集排气内包含的微粒状物质的上述微粒过滤器400,在上述排气通路310中的上述微粒过滤器400的排气下游侧,设有上述过滤器后方催化装置620,上述过滤器后方催化装置620具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。关于该第2实施方式的内燃机的排气净化装置,是在上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置中,设有上述排气系统的扩展升温装置200而取代了上述排气系统的升温装置100。
由于上述微粒过滤器400与上述内燃机的过滤器再生装置A的第1实施方式中的上述微粒过滤器400结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述微粒过滤器400被收容在上述排气通路构成部件313的内部通路内,由上述排气通路构成部件313保持。
由于上述过滤器后方催化装置620与上述内燃机的排气净化装置的第1实施方式中的上述过滤器后方催化装置620结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器后方催化装置620被收容在上述排气通路构成部件315的内部通路内,由上述排气通路构成部件315保持。
并且,上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200设置成,上述后续升温部件210配置在比上述微粒过滤器400靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置620靠排气上游侧的上述排气通路310内。在本实施方式中,上述排气通路构成部件312连接在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件315之间,但也可以在上述排气通路构成部件313和上述排气通路构成部件312之间、或者在上述排气通路构成部件312和上述排气通路构成部件315之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代了上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置的情况相同,因而照原样引用其说明。这里,利用上述控制器170进行基于上述温度传感器183的信号的控制,然而也可以不参照上述温度传感器的信号地进行控制。
并且,构成为,上述过滤器后方催化装置620由上述排气系统的扩展升温装置200加热,而促进了上述过滤器后方催化装置620的催化活性,通过催化反应促进从上述微粒过滤器400排出的排气内包含的物质的氧化。在该情况下,也可以取代上述第1实施方式的排气系统的扩展升温装置200,而设置上述第2实施方式、上述第3实施方式、或者上述第4实施方式涉及的排气系统的扩展升温装置200。因此,来自上述后续升温室211的排气上游侧的空气是从上述内燃机300排出的排气内包含的空气、从上述追加的空气配管250供给的空气、以及该双方的空气、中的任一方。
上述第2实施方式的内燃机的排气净化装置,利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气来强有力地加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器后方催化装置620的活性,形成更高温的排气,由此在上述内燃机300内产生且积存在上述微粒过滤器400内、并从上述微粒过滤器400排出的白烟被氧化而减少。
图25示出了上述内燃机的排气净化装置的第3实施方式。关于该第3实施方式的内燃机的排气净化装置,是在上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置中,在比上述微粒过滤器400靠排气上游侧的上述排气通路310,设有过滤器正前方催化装置610,该过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容在上述排气通路构成部件314的内部通路内,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,在上述排气通路构成部件314和上述排气通路构成部件311之间设有其它排气通路构成部件等,然而也可以使上述排气通路构成部件314和上述排气通路构成部件311连接。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,与上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置的情况相同,因而照原样引用其说明。
其它结构与上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置相同,因而照原样引用其说明。
上述第3实施方式的内燃机的排气净化装置,利用来自上述排气系统的升温装置100的上述高温的排气来加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器后方催化装置620的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,由此在上述内燃机300内产生且积存在上述微粒过滤器400内、并从上述微粒过滤器400排出的白烟被氧化而减少。而且,当上述过滤器正前方催化装置610获得了活性时,利用通过了该过滤器正前方催化装置610的高温的排气,促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
图26示出了上述内燃机的排气净化装置的第4实施方式。关于该第4实施方式的内燃机的排气净化装置,是在上述第2实施方式的内燃机的排气净化装置中,在上述后续升温部件210和上述微粒过滤器400之间的上述排气通路310,设有上述过滤器正前方催化装置610,上述过滤器正前方催化装置610具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
由于上述过滤器正前方催化装置610与上述内燃机的过滤器再生装置B的第5实施方式中的上述过滤器正前方催化装置610结构相同,因而照原样引用其说明。因此,上述过滤器正前方催化装置610被收容在上述排气通路构成部件314的内部通路内,由上述排气通路构成部件314保持。
并且,上述排气通路构成部件314与上述排气通路构成部件313的排气上游侧连接,上述排气通路构成部件312与上述排气通路构成部件314的排气上游侧连接。然而,也可以在这些上述排气通路构成部件312、314、313之间设有例如其它排气通路构成部件等。关于上述温度传感器183的结构、配设位置以及使用其的控制的内容,除了配设位置是上述扩散板201的排气下游侧而取代了上述扩散板102的排气下游侧以外,与上述第1实施方式的内燃机的排气净化装置的情况相同,因而照原样引用其说明。
其它结构与上述第2实施方式的内燃机的排气净化装置相同,因而照原样引用其说明。
上述第4实施方式的内燃机的排气净化装置,利用来自上述排气系统的扩展升温装置200的上述高温的排气来强有力地加热上述排气通路310,因而促进了上述过滤器后方催化装置620的活性,在上述排气通路310内形成高温的排气,从而在上述内燃机300内产生且积存在上述微粒过滤器400内、并从上述微粒过滤器400排出的白烟被氧化而减少。而且,当上述过滤器正前方催化装置610获得了活性时,利用通过了该过滤器正前方催化装置610的高温的排气,促进由上述微粒过滤器400捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器400。
以下,说明实施方式的概要。
1)上述排气系统的升温装置的第1方式是使内燃机的排气通路升温的排气系统的升温装置,该排气系统的升温装置具有:
升温部件,其在内部利用底面和从上述底面的周围立起的周围面形成有升温室,该升温室在形成于上述周围面的周缘的排出口处向外部开放;
筒状的收容部件,其配置在上述升温部件的外部,以一端在上述底面开口的方式与上述升温部件连接,并且该收容部件的另一端被封闭;
液体燃料配管,其一端与上述收容部件的内部连接,液体燃料被供给到该液体燃料配管;
发热部件,其具有通过通电而发热的棒状的发热部,该发热部件以如下方式设于上述收容部件:所述发热部从上述收容部件的内部经过上述开口突出到上述升温室,而且在上述发热部和上述收容部件之间在整周范围都形成有间隙;
筒状的包围部件,其以如下方式设于上述升温部件:从上述底面立起到上述发热部的末端附近,在与上述发热部中的突出到上述升温室的突出部之间在整周范围都形成有间隙,并且在该包围部件的上述底面侧的端缘和上述底面之间形成有间隙;以及
空气配管,其以一端被作为空气出口导入到上述升温室的方式与上述升温部件连接,空气被供给至该空气配管,
该排气系统的升温装置构成为,当从上述液体燃料配管向上述收容部件供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管向上述升温室供给了空气、且对上述发热部件进行了通电时,供给至上述收容部件的上述液体燃料被上述发热部加热并气化,该气化后的上述液体燃料从上述发热部的上述末端和上述包围部件的上述底面的相反侧的端缘之间扩散到上述升温室,与来自上述空气配管的空气混合而生成一次混合气,该一次混合气被上述发热部加热而连续地燃烧,积存在上述底面的上述液体燃料通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并气化,该气化后的上述液体燃料扩散到上述升温室,与来自上述空气配管的空气混合而生成二次混合气,该二次混合气通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并燃烧。
当将上述排气系统的升温装置设在内燃机的排气通路内并使上述排气系统的升温装置工作时,上述一次混合气和上述二次混合气燃烧而形成火焰,通过该燃烧热在上述排气通路内形成高温的排气。并且,利用该高温的排气加热上述排气通路。因此,例如当上述内燃机是通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射来将燃料供给至上述微粒过滤器的排气上游侧的上述排气通路的内燃机时,促进了通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而供给至上述排气通路的燃料的气化,从而再生上述微粒过滤器。并且,例如当上述内燃机是在上述排气通路内从排气上游侧起依次设有氧化催化剂和微粒过滤器的内燃机时,促进了上述氧化催化剂的活性,在上述排气通路内形成高温的排气,从而再生上述微粒过滤器。而且,例如当上述内燃机是在上述排气通路内从排气上游侧起依次设有微粒过滤器和氧化催化剂的内燃机时,通过在它们之间设置上述排气系统的升温部件,促进了上述氧化催化剂的活性,在上述排气通路内形成高温的排气,由此从上述微粒过滤器排出的白烟被氧化而减少。
在该情况下,在上述升温部件的内部,供给至上述收容部件的上述液体燃料被上述发热部加热并气化,该气化后的上述液体燃料从上述发热部的上述末端和上述包围部件的上述底面的相反侧的端缘之间扩散到上述升温室,与来自上述空气配管的空气混合而生成一次混合气,该一次混合气被上述发热部加热而连续地燃烧,因而与在暴露于排气流状态下借助放电端子或者陶瓷预热塞使通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而供给的燃料点着的情况相比较,能可靠地进行点火,不管运转条件如何都防止了熄火,持续地进行稳定的燃烧,形成上述火焰。因此,不会由于未燃燃料而产生白烟。并且,与通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而形成在排气通路内的火焰相比较,上述一次混合气的燃烧引起的火焰能够以极小的规模形成,因而燃料消耗率小且节能性优良。而且,上述排气系统的升温装置也能够不接收来自上述内燃机的信息而进行工作,因而此时,能够容易地向上述内燃机进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高。并且,当在上述排气系统的升温装置不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。并且,上述排气系统的升温装置适合于后述的可进行微粒过滤器的再生的内燃机的过滤器再生装置、以及可氧化减少产生的白烟的内燃机的排气净化装置等。
上述第1方式的排气系统的升温装置可取得以下效果:与在上述排气通路使上述燃料燃烧而形成的现有技术的火焰等相比较,由于持续且稳定地形成极小的火焰,因而通过利用该排气系统的升温装置加热排气通路,例如,可促进燃料的气化、氧化催化剂的活性等,再生微粒过滤器,或者氧化而减少从微粒过滤器排出的白烟,并且在该情况下无论内燃机的运转状况如何都能可靠地工作,节能性优良,能够容易地向上述内燃机进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高,当不使用氧化催化剂时可扩大燃料的选择范围。
2)关于上述排气系统的升温装置的第2方式,在上述第1方式的排气系统的升温装置中,上述空气配管被定向成,上述空气出口避开了上述发热部的末端,并且在上述升温室内形成空气的回旋流。
这样,来自上述空气配管的上述空气出口的空气流不直击上述发热部的末端,因而吹灭形成在上述发热部的末端附近的火焰的危险减少。而且,由于在上述升温室内形成空气的回旋流,因而上述气化后的上述液体燃料和上述空气良好混合而形成均一的上述一次混合气和上述二次混合气。
上述第2方式的排气系统的升温装置不仅取得由上述第1方式的排气系统的升温装置取得的效果,而且能够防止火焰的吹灭、并能够形成均一的上述一次混合气和上述二次混合气,从而更可靠地持续且稳定地形成火焰。
3)关于上述排气系统的升温装置的第3方式,在上述第1或上述第2方式的排气系统的升温装置中,在上述升温室的上述底面配置有多孔性的部件。
这样,上述液体燃料的保持性提高。并且,当使上述多孔性部件承载氧化催化剂时,利用通过上述一次混合气或二次混合气的燃烧热而被加热了的催化剂的作用,进行上述液体燃料的改性反应,产生可燃性的改性燃料,因而促进了上述二次混合气的燃烧。
上述第3方式的排气系统的升温装置不仅取得由上述第1或上述第2方式的排气系统的升温装置取得的效果,而且能够提高液体燃料的保持性从而稳定地生成上述二次混合气,能更可靠地持续且稳定地形成火焰。并且,当使上述多孔性部件承载氧化催化剂时,能够利用改性燃料促进上述二次混合气的燃烧。
4)关于上述排气系统的升温装置的第4方式,在上述第1至上述第3方式中的任一方式的排气系统的升温装置中,从上述升温部件排出的排气的流量是在怠速运转时从上述内燃机排出的排气的流量的大约10重量%以下。
这是从上述升温部件排出的排气的流量的一例,然而在量上可知,在该情况下形成的上述火焰与通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而形成在排气通路内的火焰相比较规模极小。
可利用上述第4方式的排气系统的升温装置,以上述排气系统的升温装置的排气量例示上述第1至上述第3方式中的任一方式的排气系统的升温装置。
5)上述排气系统的扩展升温装置的第1方式是使内燃机的排气通路升温的排气系统的扩展升温装置,该排气系统的扩展升温装置具有:
上述第1至上述第4方式中任一方式的排气系统的升温装置;
后续升温部件,其形成为筒状,并具有:形成在内部的后续升温室、使上述后续升温室向排气上游侧开口的入口、和使上述后续升温室向排气下游侧开口的出口,上述排气系统的升温装置的上述升温部件中的至少上述排出口侧的部分贯通该后续升温部件的周壁并与上述周壁气密地连接,在上述升温部件的周围的上述周壁形成有贮存部;以及
后续液体燃料配管,其以一端与上述贮存部连通的方式连接于上述后续升温部件,上述液体燃料被供给至该后续液体燃料配管,
该排气系统的扩展升温装置构成为,当从上述液体燃料配管向上述收容部件供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管向上述升温室供给了空气、且对上述发热部件进行了通电、而且从上述后续液体燃料配管向上述贮存部供给了上述液体燃料时,在上述升温室内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述贮存部的上述液体燃料由被加热了的上述升温部件加热并气化,其中上述升温部件是通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热的,该气化后的上述液体燃料扩散到上述后续升温室,与从上述后续升温部件的上述入口导入的、来自上述后续升温室的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热了的上述升温部件加热并燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气从上述后续升温部件的上述出口被导出到排气下游侧。
6)上述排气系统的扩展升温装置的第2方式是使内燃机的排气通路升温的排气系统的扩展升温装置,该排气系统的扩展升温装置具有:
上述第1至上述第4方式中任一方式的排气系统的升温装置;
后续升温部件,其形成为筒状,并具有:形成在内部的后续升温室、使上述后续升温室向排气上游侧作开口的入口、和使上述后续升温室向排气下游侧开口的出口,上述排气系统的升温装置的上述升温部件中的至少上述排出口侧的部分贯通该后续升温部件的周壁并与上述周壁气密地连接;以及
后续混合气配管,其以中途部能够与上述排气进行热交换的方式设在上述后续升温部件的排气下游侧,该后续混合气配管以一端与上述后续升温室连通的方式与上述后续升温部件连接,上述液体燃料和空气的混合物被供给至该后续混合气配管的另一端,
该排气系统的扩展升温装置构成为,当从上述液体燃料配管向上述收容部件供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管向上述升温室供给了空气、且对上述发热部件进行了通电、而且从上述后续混合气配管向上述后续升温室供给了混合气时,在上述升温室内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述后续升温室的上述混合气扩散到上述后续升温室,与从上述后续升温部件的上述入口导入的、来自上述后续升温室的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热了的上述升温部件加热并燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气从上述后续升温部件的上述出口被导出到排气下游侧。
无论在上述第1方式的排气系统的扩展升温装置中,还是在上述第2方式的排气系统的扩展升温装置中,当将上述排气系统的扩展升温装置设在内燃机的排气通路内并使上述排气系统的扩展升温装置工作时,上述一次混合气、上述二次混合气以及上述三次混合气燃烧,通过上述三次混合气的燃烧而形成比上述二次混合气的火焰扩大的火焰,通过该燃烧热在上述排气通路内形成更高温的排气。并且,利用该更高温的排气强有力地加热上述排气通路。因此,例如当上述内燃机是在上述排气通路内设有微粒过滤器的内燃机时,上述微粒过滤器被再生。并且,例如当上述内燃机是通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射将燃料供给至上述微粒过滤器的排气上游侧的上述排气通路的内燃机时,促进了通过上述后喷射或者向上述排气通路的喷射而供给至上述排气通路的燃料的气化,从而再生上述微粒过滤器。而且,例如当上述内燃机是在上述排气通路内从排气上游侧起依次设有氧化催化剂和微粒过滤器的内燃机时,促进了上述氧化催化剂的活性,在上述排气通路内形成高温的排气,从而再生上述微粒过滤器。并且,例如当上述内燃机是在上述排气通路内从排气上游侧起依次设有微粒过滤器和氧化催化剂的内燃机时,通过在它们之间设置上述排气系统的扩展升温部件,促进了上述氧化催化剂的活性,在上述排气通路内形成高温的排气,从而氧化而减少了从上述微粒过滤器排出的白烟。
在该情况下,照原样发挥在上述排气系统的升温装置中先前说明的作用,即以下等作用:能够可靠地进行点火,不管运转条件如何都防止了熄火,持续地进行稳定的燃烧,形成上述火焰,不会由于未燃燃料而产生白烟;与进行上述后喷射或者向上述排气通路的喷射的情况相比较,燃料消耗率小且节能性优良;能够容易地向上述内燃机进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高;当在上述排气系统的升温装置不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。而且,即使考虑上述排气系统的除了升温装置以外的其它部分,上述排气系统的扩展升温装置也能发挥以下等作用:与进行上述后喷射或者向上述排气通路的喷射的情况相比较,燃料消耗率小且节能性优良;能够容易地向上述内燃机进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高;当在上述排气系统的扩展升温装置不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。并且,上述排气系统的扩展升温装置适合于后述的可进行微粒过滤器的再生的内燃机的过滤器再生装置、以及可氧化减少所产生的白烟的内燃机的排气净化装置等。并且,在上述第2方式的排气系统的扩展升温装置中,由于在上述后续混合气配管中上述液体燃料和空气的混合物通过与上述排气的热交换而被加热,从而促进了上述液体燃料的气化,因而促进了上述三次混合气的生成。
上述第1或上述第2方式的排气系统的升温装置可取得以下效果:与在上述排气通路使上述燃料燃烧而形成的现有技术的火焰等相比较,持续且稳定地形成极小的火焰,并且以上述火焰为核心进一步形成使其扩大了的火焰,因而通过该排气系统的升温装置加热了排气通路,由此,例如促进了燃料的气化、氧化催化剂的活性等,能够再生微粒过滤器,或者氧化并减少从微粒过滤器排出的白烟,并且在该情况下无论内燃机的运转状况如何都能可靠工作,节能性优良,能够容易地向上述内燃机进行补充安装的可能性高,并且能够使装置的结构比较简单且小型化的可能性高,可降低成本的可能性高,当不使用氧化催化剂时可扩大燃料的选择范围。并且,上述第2排气系统的扩展升温装置由于通过与上述排气的热交换而促进了上述液体燃料的气化,因而可促进上述三次混合气的生成。
7)关于上述排气系统的扩展升温装置的第3方式,在上述第1或上述第2方式的排气系统的扩展升温装置中,还具有追加的空气配管,该追加的空气配管的一端与上述后续升温室的排气上游侧的上述排气通路连通,空气被供给至被该追加的空气配管,
从上述后续升温部件的上述入口导入的、来自上述后续升温室的排气上游侧的空气的至少一部分是从上述追加的空气配管供给的空气。
这样,即使在上述内燃机停止时,也生成上述三次混合气,从而能够进行上述排气系统的扩展升温装置的工作。
上述第3方式的排气系统的扩展升温装置取得由上述第1或上述第2方式的排气系统的扩展升温装置取得的效果,而且即使在上述内燃机停止时,也生成上述三次混合气,从而能够进行上述排气系统的扩展升温装置的工作。
8)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第1方式(相当于A类型),该内燃机构成为在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,该内燃机的过滤器再生装置的特征在于,该内燃机的过滤器再生装置构成为,
上述第1至第3方式中的任一方式的排气系统的扩展升温装置设置成,上述后续升温部件配置在比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路内,
通过上述排气系统的扩展升温装置的燃烧而生成的高温的排气被导到上述微粒过滤器,利用该排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。
由于利用上述高温的排气强有力地加热上述排气通路,因而上述微粒过滤器被再生。
当在上述排气系统的过滤器再生装置内不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。
上述第1方式的内燃机的过滤器再生装置可取得以下效果:能够利用上述排气系统的升温装置强有力地再生上述微粒过滤器,当不使用氧化催化剂时,能够扩大燃料的选择范围。
9)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第2方式(相当于B类型),该内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,该内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
该内燃机的过滤器再生装置构成为,
上述第1至第4方式中的任一方式的排气系统的升温装置设置成,上述升温部件的至少上述排出口侧的部分配置在比上述微粒过滤器靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路内,
供给至上述排气通路的上述补充燃料被上述排气系统的升温装置加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的升温装置的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气被上述排气系统的升温装置加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。
由于利用上述高温的排气来加热上述排气通路,因而促进了供给至上述排气通路的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用再生上述微粒过滤器。
当在上述排气系统的过滤器再生装置内不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。
上述第2方式的内燃机的过滤器再生装置可取得以下效果:由于促进了供给至上述排气通路的上述燃料的气化,因而能够再生上述微粒过滤器,当不使用氧化催化剂时,能够扩大燃料的选择范围。
10)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第3方式(相当于B类型),该内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,
所述内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
所述内燃机的过滤器再生装置构成为,
上述第1至第3方式中的任一方式的排气系统的扩展升温装置设置成,上述后续升温部件配置在比上述微粒过滤器靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路内,
供给至上述排气通路的上述补充燃料被上述排气系统的扩展升温装置加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的扩展升温装置的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气被上述排气系统的扩展升温装置加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。
由于利用上述高温的排气强有力地加热上述排气通路,因而促进了供给至上述排气通路的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用再生上述微粒过滤器。
当在上述排气系统的过滤器再生装置内不设置氧化催化剂时,即使使用硫磺成分较多的轻油或重油作为上述内燃机的燃料也没有关系。
上述第3方式的内燃机的过滤器再生装置可取得以下效果:由于促进了供给至上述排气通路的上述燃料的气化,因而可强有力地再生上述微粒过滤器,当不使用氧化催化剂时,能够扩大燃料的选择范围。
11)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第4方式,在上述第2或上述第3方式的内燃机的过滤器再生装置中,
在上述升温部件或上述后续升温部件、与上述微粒过滤器之间的上述排气通路内,设有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
这样,利用上述高温的排气加热上述排气通路,因而促进了上述过滤器正前方催化装置的活性,在上述排气通路内形成高温的排气,由此设于上述排气通路的上述微粒过滤器被再生。
上述第4方式的内燃机的过滤器再生装置取得由上述第2或上述第3方式的内燃机的过滤器再生装置取得的效果,而且利用上述过滤器正前方催化装置促进了上述燃料的氧化,因而可进一步强有力地再生上述微粒过滤器。
12)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第5方式,在上述第2至上述第4方式中的任一方式的内燃机的过滤器再生装置中,
通过后喷射进行向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路的燃料供给。
由于利用上述高温的排气加热上述排气通路,因而促进了通过上述后喷射供给至上述排气通路的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用能够再生上述微粒过滤器。
13)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第6方式,在上述第2至上述第4方式中的任一方式的内燃机的过滤器再生装置中,
向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路的燃料供给是通过向上述排气通路喷射燃料来进行的。
由于利用上述高温的排气加热上述排气通路,因而促进了通过向上述排气通路的喷射而供给至上述排气通路的燃料的气化,利用该燃料的氧化作用能够再生上述微粒过滤器。
利用上述第5或上述第6内燃机的过滤器再生装置,可具体地示出向上述排气通路进行燃料供给的结构。利用这样的内燃机的过滤器再生装置,取得由上述第2至上述第4方式中的任一方式的内燃机的过滤器再生装置取得的效果。
14)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第7方式(相当于C类型),该内燃机构成为,在排气通路设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气上游侧设置有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置的催化活性时,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,
该内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
该内燃机的过滤器再生装置构成为,
上述第1至第4方式中的任一方式的排气系统的升温装置设置成,上述升温部件的至少上述排出口侧的部分配置于比上述过滤器正前方催化装置靠排气上游侧的上述排气通路,
上述过滤器正前方催化装置被上述排气系统的升温装置加热而促进了上述过滤器正前方催化装置的催化活性,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。
由于利用上述高温排气加热上述排气通路,因而促进了上述过滤器正前方催化装置的活性,在上述排气通路内形成高温排气,从而设在上述排气通路内的上述微粒过滤器被再生。
上述第7方式的内燃机的过滤器再生装置由于促进了上述过滤器正前方催化装置的活性,因而能够再生上述微粒过滤器。
15)关于上述内燃机的过滤器再生装置的第8方式(相当于C类型),该内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气上游侧设置有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置的催化活性时,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,
该内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
该内燃机的过滤器再生装置构成为,
上述第1至第3方式中的任一方式的排气系统的扩展升温装置设置成,上述后续升温部件配置在比上述过滤器正前方催化装置靠排气上游侧的上述排气通路内,
上述过滤器正前方催化装置被上述排气系统的扩展升温装置加热而促进了上述过滤器正前方催化装置的催化活性,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器。
由于利用上述高温的排气强有力地加热上述排气通路,因而促进了上述过滤器正前方催化装置的活性,在上述排气通路内形成高温的排气,从而设在上述排气通路内的上述微粒过滤器被再生。
上述第8方式的内燃机的过滤器再生装置由于促进了上述过滤器正前方催化装置的活性,因而可强有力地再生上述微粒过滤器。
16)关于上述内燃机的排气净化装置的第1方式,内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置有过滤器后方催化装置,该过滤器后方催化装置具有通过催化反应促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,
所述内燃机的排气净化装置构成为,
上述第1至第4方式中任一方式的排气系统的升温装置设置成,上述升温部件的至少上述排出口侧的部分配置在比上述微粒过滤器靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置靠排气上游侧的上述排气通路内,
上述过滤器后方催化装置被上述排气系统的升温装置加热而促进了上述过滤器后方催化装置的催化活性,通过催化反应来促进从上述微粒过滤器排出的排气内包含的物质的氧化。
由于利用上述高温的排气加热上述排气通路,因而促进了上述过滤器后方催化装置的活性,形成高温的排气,从而在上述内燃机内产生且积存在上述微粒过滤器内、并从上述微粒过滤器排出的白烟被氧化而减少。
上述第1方式的内燃机的排气净化装置由于促进了上述过滤器后方催化装置的活性,因而能够氧化并减少在上述内燃机内产生且积存在上述微粒过滤器内、并从上述微粒过滤器排出的白烟。
17)关于上述内燃机的排气净化装置的第2方式,内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置有过滤器后方催化装置,该过滤器后方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,
所述内燃机的排气净化装置构成为,
上述第1至第3方式中的任一方式的排气系统的扩展升温装置设置成,上述后续升温部件配置在比上述微粒过滤器靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置靠排气上游侧的上述排气通路内,
上述过滤器后方催化装置被上述排气系统的扩展升温装置加热而促进了上述过滤器后方催化装置的催化活性,通过催化反应促进从上述微粒过滤器排出的排气内包含的物质的氧化。
由于利用上述高温的排气强有力地加热上述排气通路,因而促进了上述过滤器后方催化装置的活性,形成更高温的排气,从而在上述内燃机内产生且积存在上述微粒过滤器内、并从上述微粒过滤器排出的白烟被氧化而减少。
上述第2方式的内燃机的排气净化装置由于促进了上述过滤器后方催化装置的活性,因而可氧化并强有力地减少在上述内燃机内产生且积存在上述微粒过滤器内、并从上述微粒过滤器排出的白烟。
18)关于上述内燃机的排气净化装置的第3方式,在上述第1或上述第2方式的内燃机的排气净化装置中,
在比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路内设有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
这样,当上述过滤器正前方催化装置获得了活性时,用通过了该过滤器正前方催化装置的高温的排气来再生上述微粒过滤器。
上述第3方式的内燃机的排气净化装置取得由上述第1或第2方式的内燃机的排气净化装置取得的效果,而且由于利用上述过滤器正前方催化装置促进了上述燃料的氧化,因而能够再生上述微粒过滤器。
本发明的内燃机的排气系统的升温装置、和排气系统的扩展升温装置、以及使用它们的内燃机的过滤器再生装置、和内燃机的排气净化装置分别包含将以上说明的实施方式及其变型例的特征组合而得到的实施方式。而且,以上的实施方式及其变型例只不过示出了本发明的排气系统的升温装置、和排气系统的扩展升温装置、以及使用它们的内燃机的过滤器再生装置、和内燃机的排气净化装置的若干例子。因此,本发明的排气系统的升温装置、和排气系统的扩展升温装置、以及使用它们的内燃机的过滤器再生装置、和内燃机的排气净化装置分别不受这些实施方式及其变型例的记载的解释限定。

Claims (18)

1.一种排气系统的升温装置(100),用于使内燃机的排气通路升温,该排气系统的升温装置(100)具有:
升温部件(110),其在内部利用底面(112)和从上述底面(112)的周围立起的周围面(113)形成有升温室(111),该升温室(111)在形成于上述周围面(113)的周缘的排出口(113a)处向外部开放;
筒状的收容部件(120),其配置在上述升温部件(110)的外部,以一端(121)在上述底面(112)开口的方式与上述升温部件(110)连接,并且该收容部件(120)的另一端(122)被封闭;
液体燃料配管(150),其一端与上述收容部件(120)的内部连接,液体燃料被供给至该液体燃料配管(150);
发热部件(130),其具有通过通电而发热的棒状的发热部(132),该发热部件(130)以如下方式设于上述收容部件(120):该发热部(132)从上述收容部件(120)的内部经过上述开口(125)突出到上述升温室(111),而且在上述发热部(132)和上述收容部件(120)之间在整周范围都形成有间隙(123);
筒状的包围部件(140),其以如下方式设于上述升温部件(110):从上述底面(112)立起到上述发热部(132)的末端(132aa)附近,在与上述发热部(132)中的突出到上述升温室(111)的突出部(132a)之间在整周范围都形成有间隙(141),并且在该包围部件(140)的上述底面侧的端缘(143)和上述底面(112)之间形成有间隙(142);以及
空气配管(160),其以一端被作为空气出口导入到上述升温室(111)的方式与上述升温部件(110)连接,空气被供给至该空气配管(160),
该排气系统的升温装置(100)构成为,当从上述液体燃料配管(150)向上述收容部件(120)供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管(160)向上述升温室(111)供给了空气、且对上述发热部件(130)进行了通电时,供给至上述收容部件(120)的上述液体燃料被上述发热部(132)加热并气化,该气化后的上述液体燃料从上述发热部(132)的上述末端(132aa)和上述包围部件(140)的上述底面的相反侧的端缘(144)之间扩散到上述升温室(111),与来自上述空气配管(160)的空气混合而生成一次混合气,该一次混合气被上述发热部(132)加热而连续地燃烧,积存在上述底面(112)的上述液体燃料通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并气化,该气化后的上述液体燃料扩散到上述升温室(111),与来自上述空气配管(160)的空气混合而生成二次混合气,该二次混合气通过上述一次混合气的燃烧热而被加热并燃烧。
2.根据权利要求1所述的排气系统的升温装置(100),
上述空气配管(160)被定向成,上述空气出口(161)避开了上述发热部(132)的末端(132aa),并且在上述升温室(111)内形成空气的回旋流。
3.根据权利要求1所述的排气系统的升温装置(100),
在上述升温室(111)的上述底面(112)配置有多孔性的部件。
4.根据权利要求1所述的排气系统的升温装置(100),
从上述升温部件(110)排出的排气的流量是在怠速运转时从上述内燃机排出的排气的流量的10重量%以下。
5.一种排气系统的扩展升温装置(200),用于使内燃机的排气通路升温,该排气系统的扩展升温装置(200)具有:
权利要求1所述的排气系统的升温装置(100);
后续升温部件(210),其形成为筒状,并具有:形成在内部的后续升温室(211)、使上述后续升温室(211)向排气上游侧开口的入口(212)、和使上述后续升温室(211)向排气下游侧开口的出口(213),上述排气系统的升温装置(100)的上述升温部件(110)中的至少上述排出口侧的部分贯通该后续升温部件(210)的周壁(214)并与上述周壁(214)气密地连接,在上述升温部件(110)的周围的上述周壁(214)形成有贮存部(215);以及
后续液体燃料配管(230),其以一端与上述贮存部(215)连通的方式与上述后续升温部件(210)连接,上述液体燃料被供给到该后续液体燃料配管(230),
该排气系统的扩展升温装置(200)构成为,当从上述液体燃料配管(150)向上述收容部件(120)供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管(160)向上述升温室(111)供给了空气、且对上述发热部件(130)进行了通电、而且从上述后续液体燃料配管(230)向上述贮存部(215)供给了上述液体燃料时,在上述升温室(111)内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述贮存部(215)的上述液体燃料由被加热了的上述升温部件(110)加热并气化,其中上述升温部件(110)是通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热的,该气化后的上述液体燃料扩散到上述后续升温室(211),与从上述后续升温部件(210)的上述入口(212)导入的、来自上述后续升温室(211)的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热了的上述升温部件(110)加热并燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气从上述后续升温部件(210)的上述出口(213)被导出到排气下游侧。
6.一种排气系统的扩展升温装置(200),用于使内燃机的排气通路升温,该排气系统的扩展升温装置(200)具有:
权利要求1所述的排气系统的升温装置(100);
后续升温部件(210),其形成为筒状,并具有:形成在内部的后续升温室(211)、使上述后续升温室(211)向排气上游侧开口的入口(212)、和使上述后续升温室(211)向排气下游侧开口的出口(213),上述排气系统的升温装置(100)的上述升温部件(110)中的至少上述排出口侧的部分贯通该后续升温部件(210)的周壁(214)并与上述周壁(214)气密地连接;以及
后续混合气配管(240),其以中途部能够与上述排气进行热交换的方式设在上述后续升温部件(210)的排气下游侧,该后续混合气配管(240)以一端与上述后续升温室(211)连通的方式与上述后续升温部件(210)连接,上述液体燃料和空气的混合物被供给至该后续混合气配管(240)的另一端,
该排气系统的扩展升温装置(200)构成为,当从上述液体燃料配管(150)向上述收容部件(120)供给了上述液体燃料、并且从上述空气配管(160)向上述升温室(111)供给了空气、且对上述发热部件(130)进行了通电、而且从上述后续混合气配管(240)向上述后续升温室(211)供给了混合气时,在上述升温室(111)内上述一次混合气连续地燃烧并且上述二次混合气燃烧,而且供给至上述后续升温室(211)的上述混合气扩散到上述后续升温室(211),与从上述后续升温部件(210)的上述入口(212)导入的、来自上述后续升温室(211)的排气上游侧的空气混合而生成三次混合气,该三次混合气由通过上述一次混合气和上述二次混合气的燃烧热而被加热了的上述升温部件(110)加热并燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气从上述后续升温部件(210)的上述出口(213)被导出到排气下游侧。
7.根据权利要求5或6所述的排气系统的扩展升温装置(200),
所述排气系统的扩展升温装置(200)还具有追加的空气配管(250),该追加的空气配管(250)的一端设在上述后续升温室(211)的排气上游侧,空气被供给至该追加的空气配管(250),
从上述后续升温部件(210)的上述入口(212)导入的、来自上述后续升温室(211)的排气上游侧的空气的至少一部分是从上述追加的空气配管(250)供给的空气。
8.一种内燃机的过滤器再生装置,所述内燃机构成为在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,所述内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
所述内燃机的过滤器再生装置构成为,
权利要求5或6所述的排气系统的扩展升温装置(200)设置成,上述后续升温部件(210)配置在比上述微粒过滤器(400)靠排气上游侧的上述排气通路(310)内,
通过上述排气系统的扩展升温装置(200)的燃烧所生成的高温的排气被导到上述微粒过滤器(400),利用该排气促进由上述微粒过滤器(400)捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器(400)。
9.一种内燃机的过滤器再生装置,所述内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,所述内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
所述内燃机的过滤器再生装置构成为,
权利要求1至4中的任一项所述的排气系统的升温装置(100)设置成,上述升温部件(110)的至少上述排出口侧的部分配置在比上述微粒过滤器(400)靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路(310)内,
供给至上述排气通路(310)的上述补充燃料被上述排气系统的升温装置(100)加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的升温装置(100)的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气被上述排气系统的升温装置(100)加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器(400)捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器(400)。
10.根据权利要求9所述的内燃机的过滤器再生装置,
在上述升温部件(110)或后续升温部件(210)、与上述微粒过滤器(400)之间的上述排气通路(310)内,设有过滤器正前方催化装置(610),该过滤器正前方催化装置(610)具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
11.根据权利要求9所述的内燃机的过滤器再生装置,
通过后喷射进行向比上述微粒过滤器(400)靠排气上游侧的上述排气通路(310)的燃料供给。
12.根据权利要求9所述的内燃机的过滤器再生装置,
向比上述微粒过滤器(400)靠排气上游侧的上述排气通路(310)的燃料供给是通过向上述排气通路(310)喷射燃料来进行的。
13.一种内燃机的过滤器再生装置,所述内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,向比上述微粒过滤器靠排气上游侧的上述排气通路供给补充燃料,当上述补充燃料燃烧时,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,所述内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
所述内燃机的过滤器再生装置构成为,
权利要求5或6所述的排气系统的扩展升温装置(200)设置成,上述后续升温部件(210)配置在比上述微粒过滤器(400)靠排气上游侧且比上述补充燃料的供给部位靠排气下游侧的上述排气通路(310)内,
供给至上述排气通路(310)的上述补充燃料被上述排气系统的扩展升温装置(200)加热而促进气化,该气化后的上述补充燃料与来自上述排气系统的扩展升温装置(200)的排气上游侧的空气混合而生成补充混合气,该补充混合气被上述排气系统的扩展升温装置(200)加热而燃烧,通过该燃烧所生成的高温的排气促进由上述微粒过滤器(400)捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器(400)。
14.一种内燃机的过滤器再生装置,所述内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气上游侧设置有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置的催化活性时,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,所述内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
所述内燃机的过滤器再生装置构成为,
权利要求1至4中的任一项所述的排气系统的升温装置(100)设置成,上述升温部件(110)的至少上述排出口侧的部分配置在比上述过滤器正前方催化装置(610)靠排气上游侧的上述排气通路(310)内,
上述过滤器正前方催化装置(610)被上述排气系统的升温装置(100)加热而促进了上述过滤器正前方催化装置(610)的催化活性,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器(400)捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器(400)。
15.一种内燃机的过滤器再生装置,所述内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气上游侧设置有过滤器正前方催化装置,该过滤器正前方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,当获得了上述过滤器正前方催化装置的催化活性时,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器,所述内燃机的过滤器再生装置的特征在于,
所述内燃机的过滤器再生装置构成为,
权利要求5或6所述的排气系统的扩展升温装置(200)设置成,上述后续升温部件(210)配置在比上述过滤器正前方催化装置(610)靠排气上游侧的上述排气通路(310)内,
上述过滤器正前方催化装置(610)被上述排气系统的扩展升温装置(200)加热而促进了上述过滤器正前方催化装置(610)的催化活性,用通过上述物质的氧化反应而被加热了的排气来促进由上述微粒过滤器(400)捕集的微粒状物质的氧化,从而再生上述微粒过滤器(400)。
16.一种内燃机的排气净化装置,所述内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置有过滤器后方催化装置,该过滤器后方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,
所述内燃机的排气净化装置构成为,
权利要求1至4中的任一项所述的排气系统的升温装置(100)设置成,上述升温部件(110)的至少上述排出口侧的部分配置在比上述微粒过滤器(400)靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置(620)靠排气上游侧的上述排气通路(310)内,
上述过滤器后方催化装置(620)被上述排气系统的升温装置(100)加热而促进了上述过滤器后方催化装置(620)的催化活性,通过催化反应来促进从上述微粒过滤器(400)排出的排气内包含的物质的氧化。
17.根据权利要求16所述的内燃机的排气净化装置,
在比上述微粒过滤器(400)靠排气上游侧的上述排气通路(310)内,设有过滤器正前方催化装置(610),该过滤器正前方催化装置(610)具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂。
18.一种内燃机的排气净化装置,所述内燃机构成为,在排气通路内设有捕集排气内包含的微粒状物质的微粒过滤器,在上述排气通路中的上述微粒过滤器的排气下游侧设置有过滤器后方催化装置,该过滤器后方催化装置具有通过催化反应来促进排气内包含的物质的氧化的氧化催化剂,
所述内燃机的排气净化装置构成为,
权利要求5或6所述的排气系统的扩展升温装置(200)设置成,上述后续升温部件(210)配置在比上述微粒过滤器(400)靠排气下游侧且比上述过滤器后方催化装置(620)靠排气上游侧的上述排气通路(310)内,
上述过滤器后方催化装置(620)被上述排气系统的扩展升温装置(200)加热而促进了上述过滤器后方催化装置(620)的催化活性,通过催化反应来促进从上述微粒过滤器(400)排出的排气内包含的物质的氧化。
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