JP2006200496A

JP2006200496A - Ｐｍ連続再生装置およびｐｍ連続再生方法

Info

Publication number: JP2006200496A
Application number: JP2005015205A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Morozumi; 岳彦両角; Yoshimasa Matsuyoshi; 悦正松良
Original assignee: TOKUDAIJI JIDOSHA BUNKA KENKYU; TOKUDAIJI JIDOSHA BUNKA KENKYUSHO KK
Current assignee: TOKUDAIJI JIDOSHA BUNKA KENKYU; TOKUDAIJI JIDOSHA BUNKA KENKYUSHO KK
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】本発明は、ディーゼルエンジン（ＤＥ）搭載車両において、排気ガス中のパティキュレート・マター（ＰＭ）を捕集するために装着した排気浄化装置およびＰＭ連続再生方法を提供する。
【解決手段】ＤＥから排出される排気ガス中のＰＭを連続再生する主排気浄化装置と並行管とを有するＰＭ連続再生装置であって、前記並行管内部には、前記ＤＥからの排気ガス中のＰＭを連続再生するマイクロ排気浄化装置と、前記排気ガスを前記主排気浄化装置へ送るバイパス管と、前記ＤＥからの排気ガスの流路を前記マイクロ排気浄化装置および／または前記バイパス管へと切りかえることができる切換弁とを有することによって解決される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジン（以下、ＤＥという）搭載車両において、排気ガス中のパティキュレート・マター（以下、ＰＭという）を捕集するために装着した排気浄化装置およびＰＭ連続再生方法に関する。

年を追って厳しくなるＤＥの排出物規制値は２００５年以降ではガソリンエンジンと同様に触媒によってＰＭ、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して二酸化炭素（ＣＯ_２）および水（Ｈ_２Ｏ）とし、ＮＯ_ｘを解離して窒素（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とし無害化してから排出せざるを得ない。

従来自動車用ＤＥは、主にエンジン自体の燃焼改善によって排気中に含まれる有害物質の低減に努められてきたが、２００５年以降の排気規制値に適合させることは非常に困難であると考えられている。

そこで最近は、前段のディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）と後段のディーゼル・パティキュレート・フィルター（ＤＰＦ）とによって構成される連続再生式ＤＰＦ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ）に関する研究開発が進められている。前段のＤＯＣでＨＣはＣＯ_２及びＨ_２Ｏに変化し、ＣＯはＣＯ_２に変化する。さらにＮＯ_ｘ中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ_２）に変化させる。後段のＤＰＦでは前段で生成されたＮＯ_２でＰＭ中のすす成分を燃焼させ、ＣＯ_２として排出する。この連続再生式ＤＰＦはＪｏｈｎｓｏｎＭａｔｈｅｙ社によって発明されたＣＲＴとして知られている。また、フィルター機能のみを有する構造体ＤＰＦ上に各種の酸化触媒を担持させた一体型のＤＰＦ（触媒担持型ＤＰＦ）の研究開発も進められている。本発明ではフィルター機能のみを有するＤＰＦを単にＤＰＦとし、触媒を担持したＤＰＦを触媒担持型ＤＰＦとする。また、本発明において連続再生式ＤＰＦとは、触媒担持型ＤＰＦ、ＤＯＣとＤＰＦとの組合せ、ＤＯＣと触媒担持型ＤＰＦとの組合せを含むものとする。

連続再生式ＤＰＦの後段にＤｅＮｏ_ｘ触媒を設け、最後に残ったＮＯ_ｘについても解離する選択触媒還元方法（ＳＣＲ）に関しても研究開発が進められている。このＳＣＲと上記ＣＲＴとを組合せた装置はＪｏｈｎｓｏｎＭａｔｈｅｙ社のＳＣＲＴとして知られている。

上記の連続再生式ＤＰＦにおけるＰＭの燃焼は、触媒担持型ＤＰＦでは３５０℃以上、ＤＯＣでは２５０〜４５０℃といわれている。通常のＤＥのアイドル時における排気温度は７０〜１００℃であり、ＤＥによって駆動される車両の８０ｋｍ／ｈｒ以下の走行速度においては、発生する走行抵抗に対応するＤＥの負荷が低く、排気温度は２６０℃（２５０℃＋α）に達せず、連続再生式ＤＰＦに捕集されたＰＭは再生（酸化）されることなくフィルター内に蓄積し、目詰まりしてしまい、やがて運転不可能になるという問題があった。
特開２００２−３２２９０９号公報特開２００３−２９３７４９号公報特開２００１−３３６４４０号公報

このため、特許文献１では、主触媒の他に熱容量の小さな補助触媒をエンジンに近接して設置し、エンジンの高出力時には主触媒を用い、低出力時には補触媒を用いるようにすることで、長い配管による冷却を避けるとともに触媒をエンジンに近接して設置したことによるエンジンの比出力の低下を避け、さらにエンジン始動時に熱容量の小さな補助触媒を用いることで短時間に高温化して触媒を活性化することを可能としたものである。

さらに特許文献２は、主触媒の他に熱容量の小さな補助触媒を設けるとともに吸気絞り、ＥＳＣ、減筒、排気絞りを行なうことができるようにしたものである。

特許文献１、２および特許文献３に記載のＤＥの低負荷時高排気温度維持装置においては、長時間低負荷状態等の不利な条件だと、触媒のＰＭ再生能力よりも触媒内部に蓄積されるＰＭの量が上回る状態が続き、最終的にエンジンが失火するという問題があった。

特に３．０リッター過給エンジンでは、特許文献３に記載のＤＥの低負荷時高排気温度維持装置等は、有効な排気ガス上昇とＰＭの連続再生に成功したが、不利な条件を持つエンジンではＰＭの連続再生は行なえなかった。

本発明は上述した事情によりなされたものであり、本発明の目的は、アイドリング時等のエンジン低負荷時のＰＭ再生に不利な条件が長時間続いてもＰＭを連続再生（酸化）することができるＰＭ連続再生装置およびＰＭ連続再生方法を提供することにある。

本発明は、ＤＥから排出される排気ガス中のＰＭを連続再生する主排気浄化装置と、前記ＤＥと前記主排気浄化装置との間に設置されている並行管とを有するＰＭ連続再生装置であって、本発明の上記目的は、前記並行管内部には、前記ＤＥからの排気ガス中のＰＭを連続再生するマイクロ排気浄化装置と、バイパス管と、前記ＤＥからの排気ガスの流路を前記マイクロ排気浄化装置および／または前記バイパス管へと切りかえることができる切換弁とを有することによって効果的に達成される。

また、本発明の上記目的は、前記ＤＥが低回転数であり、前記ＤＥが低負荷であって、かつ、前記排気ガスの温度が２００℃以下の場合には、前記切換弁を閉弁し、前記ＤＥからの前記排気ガスの全流量が前記マイクロ排気浄化装置に流れるようにすることによって、或は前記ＤＥが高回転数であり、前記ＤＥが高負荷であって、かつ、前記排気ガスの温度が２００℃を超える場合には、前記切換弁を開弁し、前記ＤＥからの前記排気ガスが前記バイパス管に流れるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生することによって、或は前記切換弁の開度を調節することにより、前記マイクロ排気浄化装置に流れる前記排気ガスの量を調節することによって、より効果的に達成される。

さらに、本発明の上記目的は、前記並行管内部の中心部に隔壁が設けられており、前記マイクロ排気浄化装置と前記バイパス管とは、前記隔壁を介して設置されていることによって、或は前記並行管の内部構造は、前記並行管の形状と同一の形状の隔壁を有する同心二重管構造になっており、前記同心二重管構造の中心部に前記バイパス管があり、前記隔壁を介して前記バイパス管を囲むように前記マイクロ排気浄化装置が設置されている構造をとっていることによって、或は前記並行管の内部構造は、前記並行管の形状と同一の形状の隔壁を有する同心二重管構造になっており、前記同心二重管構造の中心部に前記マイクロ排気浄化装置があり、前記隔壁を介して前記マイクロ排気浄化装置を囲むように前記バイパス管が設置されている構造をとっていることによって、より効果的に達成される。

本発明の上記目的は、前記切換弁は、前記バイパス管の排気ガス流入口に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記バイパス管の中央部に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記バイパス管の排気ガス流出口に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記同心二重管構造の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流入口に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記同心二重管構造の中心部を軸として、前記バイパス管の中央部に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記同心二重管構造の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流出口に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記バイパス管の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流入口に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記バイパス管の中心部を軸として、前記バイパス管の中央部に接続されていることによって、或は前記切換弁は、前記バイパス管の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流出口に接続されていることによって、より効果的に達成される。

本発明の上記目的は、前記マイクロ排気浄化装置は、メタル担体で構成されていることによって、或は前記マイクロ排気浄化装置は、触媒を担持した担体であることによって、或は前記主排気浄化装置は、メタル担体で構成されていることによって、或は前記主排気浄化装置は、触媒を担持した担体であることによって、より効果的に達成される。

本発明は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中のＰＭを連続再生する主排気浄化装置と、前記ディーゼルエンジンと前記主排気浄化装置との間に設置されている並行管とを通して前記排気ガス中のＰＭを連続再生するＰＭ連続再生方法であって、本発明の上記目的は、前記並行管内部には、前記ディーゼルエンジンからの前記排気ガス中のＰＭを連続再生するマイクロ排気浄化装置と、前記排気ガスを前記主排気浄化装置へ送るバイパス管と、前記ディーゼルエンジンからの排気ガスの流路を前記マイクロ排気浄化装置および／または前記バイパス管へと切りかえることができる切換弁とを有し、前記ディーゼルエンジンが低回転数であって、前記ディーゼルエンジンが低負荷であって、かつ、前記排気ガスの温度が２００℃以下の場合には、前記切換弁を閉弁することにより、前記ディーゼルエンジンからの前記排気ガスの全流量が前記マイクロ排気浄化装置に流れるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生することによって、効果的に達成される。

また、本発明の上記目的は、前記ＤＥが高回転数であり、前記ＤＥが高負荷であって、かつ、前記排気ガス温度が２００℃を超える場合には、前記切換弁を開弁し、前記ＤＥからの排気ガスの全流量が前記マイクロ排気浄化装置と前記バイパス管とに流れるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生することによって、或は前記ＤＥが高回転数であり、前記ＤＥが高負荷であって、かつ、前記排気ガス温度が２００℃を超える場合には、前記切換弁を開弁し、前記ＤＥからの排気ガスが前記バイパス管に流れるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生することによって、より効果的に達成される。

本発明のＰＭ連続再生装置およびＰＭ連続再生方法によれば、ＤＥが低負荷時であって、排気ガス温度が低温の場合には、切換弁を閉弁し、排気ガスの全流量がマイクロ排気浄化装置に流れるようにすることにより、排気ガス温度が上昇し、マイクロ排気浄化装置で排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生することができる。これにより、ＤＥ低負荷時及びアイドリング時等のＰＭ再生に不利な条件が長時間続いてもＰＭを連続再生することができるようになった。

また、本発明のＰＭ連続再生装置は独立した配管等がないため、製造コストを削減することができるようになった。さらに、本発明のＰＭ連続再生装置は独立した配管等がないため、現在使用（市販）されているＤＥと排気浄化装置との間隔が短い車種に対しても、ＤＥに後付けで接続することができるようになった。

排気浄化装置でＰＭを再生（酸化）するには、排気ガス温度が２６０℃以上必要といわれている。ＤＥによって駆動される車両が低回転数による低速走行時やアイドリング時の場合、ＤＥの負荷が低く、排気ガス温度が２６０℃に達せず、排気浄化装置によって捕集されたＰＭは、再生されることなくフィルター内に蓄積してフィルターが目詰まりしてしまい、やがて運転不能となる。本発明では、ＤＥの低負荷時やアイドリング時の場合、並行管内の切換弁を閉弁させて排気ガスがマイクロ排気浄化装置に流れるようにし、主排気浄化装置内のフィルターの目詰まりを防止することを特徴とする。

以下、本発明について図面を参照にしながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は、本発明のＰＭ連続再生装置の一例を示す構成図である。

エアークリーナー１を通過した空気は、吸気絞り弁２を通過し、ＤＥ３のシリンダ（シリンダは図示せず）内に送られ、ＤＥ３のシリンダ内で噴射された燃料と混合して燃焼する。燃焼した排気ガスは排気マニホールド４を通り、排気マニホールド４よりも下流に設けられた排気管５を通り並行管６に流れる。詳細は後述するが、並行管６の内部は排気ガス中のＰＭを再生するマイクロ排気浄化装置と、ＤＥ３から流れてきた排気ガスを直接主排気浄化装置７へ送るバイパス管とを有し、切換弁で排気ガスの流路を切り替えることができるようになっている。並行管６に送られた排気ガスは、ＤＥ３が低回転数であり、ＤＥ３が低負荷時であって、かつ、排気ガス温度が低温の場合、マイクロ排気浄化装置によって、排気ガス中のＰＭを連続再生し、主排気浄化装置７によってさらに再生して排出される。一方、ＤＥ３が高回転数であり、ＤＥ３が高負荷時であって、かつ、排気ガス温度が高温の場合、排気ガスはマイクロ排気浄化装置およびバイパス管を通って、主排気浄化装置７で排気ガス中のＰＭを連続再生して排出される。切換弁およびＥＧＲバルブ８は、ＥＣＵ９によって制御される。

図２は、並行管６の内部構造の第１実施形態を示した断面図である（図２〜図５、図７〜図９および図１１、１２中の矢印は、ＤＥ３から送られてくる排気ガスの流れる方向を示している）。

並行管６の内部には、排気ガス中のＰＭを再生するマイクロ排気浄化装置１０と、ＤＥ３からの排気ガスをそのまま主排気浄化装置７へ送るバイパス管１１と、ＤＥ３からの排気ガスの流路をマイクロ排気浄化装置１０および／またはバイパス管１１に切りかえる切換弁１２とからなっている。また、並行管６の内部の中心部には隔壁１３が設けられている。切換弁１２は、バイパス管１１の排気ガス流入口側に接続されており、隔壁１３側を軸として開閉することができるようになっている。マイクロ排気浄化装置１０とバイパス管１１は、隔壁１３を介して設置（配置）されている。

並行管６の形状は、特に限定されず、例えば、円筒型、三角柱型、楕円形型、扁平形状等公知の種々の形状にして使用することができる。また、マイクロ排気浄化装置１０およびバイパス管１１の形状も、並行管６の形状に合わせて円筒型、三角柱型、楕円形型、扁平形状等の形状にすることができる。なお、扁平形状にする場合は、排気ガスの流れの急変による流れ損失が大きくならないように、ＤＥ３側の流路断面積形状から滑らかに断面積形状を変化させた形状にすることが好ましい。

主排気浄化装置７およびマイクロ排気浄化装置１０は、ＤＯＣとＤＰＦ、ＤＯＣと触媒担持型ＤＰＦ、触媒担持型ＤＰＦ等が使用される。また、主排気浄化装置７およびマイクロ排気浄化装置１０の材質は、メタル担体、触媒を担持したメタル担体、セラミックス、触媒を担持したセラミックス等を使用することが好ましい。

切換弁１２の材質は、排気ガスの温度等に耐えうるものであれば特に限定されない。また、切換弁の形状は、並行管６の形状に合わせて適宜変更することができる。

ＤＥ３が低回転数であり、ＤＥ３が低負荷であって、排気ガス温度が２００℃以下である場合、図２−Ａに示すように、切換弁１２を閉じて、ＤＥ３から流れてくる全ての排気ガスをマイクロ排気浄化装置１０に流れるようにする。マイクロ排気浄化装置１０は、主排気浄化装置７に比して容量が小さいので排気抵抗が大きくなり排圧が上昇するため、ＥＧＲバルブ８を通過する排気ガス量が増加する。また、吸気絞り弁２を適切な開度に絞ることによって、新気量が減少することによってもＥＧＲバルブ８を通過して筒内に還流される排気ガス量を増大させることができる。高温の排気ガスが筒内に還流されるので、筒内の吸入行程終了後の排気ガス温度は上昇する。また、新気量が少なくなっているので、燃焼の燃え切りが遅くなり、エンジンから排出される排気ガス温度は上昇し、マイクロ排気浄化装置１０の温度上昇も早くなる。

並行管６内のマイクロ排気浄化装置１０によって浄化された排気ガスは、主排気浄化装置７によってさらに浄化されて排出される。

一方、ＤＥ３が高回転数であり、ＤＥ３が高負荷であって、かつ、排気ガス温度が２００℃を超える場合には、図２−Ｂに示すように、切換弁１２を開いて、ＤＥ３から流れてくる排気ガスをバイパス管１１およびマイクロ排気浄化装置１０に流れるようにする。バイパス管１１に流れた排気ガスは、主排気浄化装置７によってＰＭが連続再生されて外部ヘ排出される。マイクロ排気浄化装置１０に排気ガスが流れることにより、マイクロ排気浄化装置１０に堆積したＰＭを再生させることができる。なお、必要に応じて、切換弁を完全に閉弁し、排気ガスをバイパス管１１にのみ流れるようにしてもよい。また、切換弁１２の開度を適宜調整することで、マイクロ排気浄化装置１０側へ流れる排気ガスの量を変更することができる。

切換弁１２を開閉する際のＤＥ３の回転数、エンジン負荷は、エンジンの形式、ギア比、タイヤ等に応じて適宜変化するが、例えば、最高エンジン回転数が３２００ｒｐｍの場合において、回転数が１８００〜２０００ｒｐｍの低回転時の場合に切換弁１２を閉弁することが好ましい。また、回転数が２８００〜３０００ｒｐｍの高回転時の場合に切換弁１２を開弁することが好ましい。切換弁１２を開閉する際の排気ガス温度を２００℃以外に適宜変更することができる。

図３、図４に示すように、切換弁１２を排気ガスの流入口付近に接続せず、バイパス管１１の中央部や排気ガス流出口付近に接続するようにしてもよい。また、バイパス管１１の中心部を軸として切換弁１２を接続するようにしてもよい。

図５は、並行管６の内部構造の第２実施形態を示した断面図である。なお、上述した内容と重複する箇所については説明を省略する。

図５の並行管６の内部構造は、隔壁１３が並行管６の形状と同一の形状を有していることを特徴とする。すなわち、図６に示すように、並行管６は同心二重管構造（二重筒形状）となっている。同心二重管の中心部にはバイパス管１１があり、隔壁１３を介してバイパス管１１を囲むようにマイクロ排気浄化装置１０が設置されている。切換弁１２は、図６に示すようにバイパス管１１の排気ガス流入口側に同心二重管の中心部を軸として閉開できるようになっている。図６−Ａは、切換弁１２が閉じた状態を示した図であり、図６−Ｂは、切換弁１２が開いている状態を示した図である。

並行管６および隔壁１３の形状は、特に限定されず、円筒型、三角柱型、楕円形型、扁平形状等公知の種々の形状にして使用することができる。なお、並行管６の形状と隔壁１３の形状は異なる形状にすることもできる。

ＤＥ３が低回転数であり、ＤＥ３が低負荷であって、かつ、排気ガス温度が２００℃以下である場合、図５−Ａに示すように、切換弁１２を閉じて、ＤＥ３から流れてくる全ての排気ガスがマイクロ排気浄化装置１０に流れるようにする。マイクロ排気浄化装置１０は、主排気浄化装置７に比して容量が小さいので排気抵抗が大きくなり排圧が上昇するため、ＥＧＲバルブ８を通過する排気ガス量が増加する。また、吸気絞り弁２を適切な開度に絞ることによって、新気量が減少することによってもＥＧＲバルブ８を通過して筒内に還流される排気ガス量を増大させることができる。高温の排気ガスが筒内に還流されるので、筒内の吸入行程終了後のガス温度は上昇する。また、新気量が少なくなっているので、燃焼の燃え切りが遅くなり、エンジンから排出される排気ガス温度は上昇し、マイクロ排気浄化装置１０の温度上昇も早くなる。

一方、ＤＥ３が高回転数であり、ＤＥ３が高負荷であって、かつ、排気ガス温度が２００℃を超える場合には、図５−Ｂに示すように、切換弁１２を開いて、ＤＥ３から流れてくる排気ガスをバイパス管１１およびマイクロ排気浄化装置１０に流れるようにする。バイパス管１１に送られた排気ガスは、主排気浄化装置７によってＰＭが連続再生されて外部ヘ排出される。マイクロ排気浄化装置１０に排気ガスが流れることにより、マイクロ排気浄化装置１０に堆積したＰＭを再生させることができる。

図７、図８に示すように、切換弁１２をバイパス管１１の中央部や排気ガス流出口付近に設置してもよい。また、図５、図７および図８ではバイパス管１１の中心部を軸として接続されているが、隔壁１３を軸として閉開するように接続してもよい。

図９は、並行管６の内部構造の第３実施形態を示した断面図である。なお、上述した内容と重複する箇所については説明を省略する。

並行管６の内部構造の第３実施形態は、図９に示すように、第２実施形態と同様な同心二重管構造となっている。同心二重管の中心部にはマイクロ排気浄化装置１０が設置されており、隔壁１３を介してマイクロ排気浄化装置１０を囲むようにバイパス管１１が設置されている。切換弁１２は、バイパス管１１の排気ガス流入口側に接続されており、図１０に示すように切換弁１２を閉開できるようになっている。図１０−Ａは、切換弁１２が閉じた状態を示した図であり、図１０−Ｂは、切換弁１２が開いている状態を示した図である。切換弁１２は、例えば、バタフライバルブ等からなっており、シャフト１４を通じて上下方向に動くようになっている。バイパス管１１の排気ガス流入口付近に切換弁１２が接続されている。

ＤＥ３が低回転数であり、ＤＥ３が低負荷であって、かつ、排気ガス温度が２００℃以下である場合、図９−Ａに示すように、切換弁１２を閉じて、ＤＥ３から流れてくる全ての排気ガスがマイクロ排気浄化装置１０に流れるようにする。マイクロ排気浄化装置１０は、主排気浄化装置７に比して容量が小さいので排気抵抗が大きくなり排圧が上昇するため、ＥＧＲバルブ８を通過する排気ガス量が増加する。また、吸気絞り弁２を適切な開度に絞ることによって、新気量が減少することによってもＥＧＲバルブ８を通過して筒内に還流される排気ガス量を増大させることができる。高温の排気ガスが筒内に還流されるので、筒内の吸入行程終了後のガス温度は上昇する。また、新気量が少なくなっているので、燃焼の燃え切りが遅くなり、エンジンから排出される排気ガス温度は上昇し、マイクロ排気浄化装置１０の温度上昇も早い。また、主排気浄化装置７に比して容量が小さいので、温度上昇が早い。

一方、ＤＥ３が高回転数であり、ＤＥ３が高負荷であって、かつ、排気ガス温度が２００℃を超える場合には、図９−Ｂに示すように、切換弁１２を開いて、ＤＥ３から流れてくる排気ガスをバイパス管１１およびマイクロ排気浄化装置１０に流れるようにする。バイパス管１１に送られた排気ガスは、主排気浄化装置７によってＰＭが連続再生されて外部ヘ排出される。マイクロ排気浄化装置１０に排気ガスが流れることにより、マイクロ排気浄化装置１０に堆積したＰＭを再生させることができる。なお、切換弁１２の開度を適宜調整することで、マイクロ排気浄化装置１０側へ流れる排気ガスの量を変更することができる。

図１１、図１２に示すように、切換弁１２をバイパス管１１の中央部や排気ガス流出口付近に設置してもよい。

本発明のＰＭ連続再生装置の一例を示す構成図である。並行管の内部構造の第１実施形態を示した断面図である。（Ａ）は、切換弁が開いている場合を示した図、（Ｂ）は、切換弁が閉じている場合を示した図である。第１実施形態において、切換弁の位置を変更した場合の断面図である。第１実施形態において、切換弁の位置を変更した場合の断面図である。並行管の内部構造の第２実施形態を示した断面図である。（Ａ）は、切換弁が閉じている場合を示した図、（Ｂ）は、切換弁が開いている場合を示した図である。第２実施形態の並行管の内部形状を示した図である。（Ａ）は、切換弁が閉じている場合を示した図、（Ｂ）は、切換弁が開いている場合を示した図である。第２実施形態において、切換弁の位置を変更した場合の断面図である。第２実施形態において、切換弁の位置を変更した場合の断面図である。並行管の内部構造の第３実施形態を示した断面図である。（Ａ）は、切換弁が開いている場合を示した図、（Ｂ）は、切換弁が閉じている場合を示した図である。第３実施形態の並行管の内部形状を示した図である。（Ａ）は、切換弁が閉じている場合を示した図、（Ｂ）は、切換弁が開いている場合を示した図である。第３実施形態において、切換弁の位置を変更した場合の断面図である。第３実施形態において、切換弁の位置を変更した場合の断面図である。

符号の説明

１エアークリーナー
２吸気絞り弁
３ディーゼルエンジン（ＤＥ）
４排気マニホールド
５排気管
６並行管
７主排気浄化装置
８ＥＧＲバルブ
９ＥＣＵ
１０マイクロ排気浄化装置
１１バイパス管
１２切換弁
１３隔壁
１４シャフト

Claims

ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中のＰＭを連続再生する主排気浄化装置と、前記ディーゼルエンジンと前記主排気浄化装置との間に設置されている並行管とを有するＰＭ連続再生装置であって、前記並行管内部には、前記ディーゼルエンジンからの排気ガス中のＰＭを連続再生するマイクロ排気浄化装置と、前記排気ガスを前記主排気浄化装置へ送るバイパス管と、前記ディーゼルエンジンからの排気ガスの流路を前記マイクロ排気浄化装置および／または前記バイパス管へと切りかえることができる切換弁とを有することを特徴とするＰＭ連続再生装置。
前記ディーゼルエンジンが低回転数であり、前記ディーゼルエンジンが低負荷であって、かつ、前記排気ガスの温度が２００℃以下の場合には、前記切換弁を閉弁し、前記ディーゼルエンジンからの前記排気ガスの全流量が前記マイクロ排気浄化装置に流れるようにする請求項１に記載のＰＭ連続再生装置。
前記ディーゼルエンジンが高回転数であり、前記ディーゼルエンジンが高負荷であって、かつ、前記排気ガスの温度が２００℃を超える場合には、前記切換弁を開弁し、前記ディーゼルエンジンからの前記排気ガスが前記バイパス管および前記マイクロ排気浄化装置に流れるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生する請求項１に記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁の開度を調節することにより、前記マイクロ排気浄化装置に流れる前記排気ガスの量を調節する請求項３に記載のＰＭ連続再生装置。
前記並行管内部の中心部に隔壁が設けられており、前記マイクロ排気浄化装置と前記バイパス管とは、前記隔壁を介して設置されている請求項１乃至４のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記並行管の内部構造は、前記並行管の形状と同一の形状の隔壁を有する同心二重管構造になっており、前記同心二重管構造の中心部に前記バイパス管があり、前記隔壁を介して前記バイパス管を囲むように前記マイクロ排気浄化装置が設置されている構造をとっている請求項１乃至４のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記並行管の内部構造は、前記並行管の形状と同一の形状の隔壁を有する同心二重管構造になっており、前記同心二重管構造の中心部に前記マイクロ排気浄化装置があり、前記隔壁を介して前記マイクロ排気浄化装置を囲むように前記バイパス管が設置されている構造をとっている請求項１乃至４のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記バイパス管の排気ガス流入口に接続されている請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記バイパス管の中央部に接続されている請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記バイパス管の排気ガス流出口に接続されている請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記同心二重管構造の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流入口に接続されている請求項６に記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記同心二重管構造の中心部を軸として、前記バイパス管の中央部に接続されている請求項６に記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記同心二重管構造の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流出口に接続されている請求項６に記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記バイパス管の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流入口に接続されている請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記バイパス管の中心部を軸として、前記バイパス管の中央部に接続されている請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記切換弁は、前記バイパス管の中心部を軸として、前記バイパス管の排気ガス流出口に接続されている請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記マイクロ排気浄化装置は、メタル担体で構成されている請求項１乃至１６のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記マイクロ排気浄化装置は、触媒を担持した担体である請求項１乃至１６のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記主排気浄化装置は、メタル担体で構成されている請求項１乃至１８のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
前記主排気浄化装置は、触媒を担持した担体である請求項１乃至１８のいずれかに記載のＰＭ連続再生装置。
ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中のＰＭを連続再生する主排気浄化装置と、前記ディーゼルエンジンと前記主排気浄化装置との間に設置されている並行管とを通して前記排気ガス中のＰＭを連続再生するＰＭ連続再生方法であって、前記並行管内部には、前記ディーゼルエンジンからの前記排気ガス中のＰＭを連続再生するマイクロ排気浄化装置と、前記排気ガスを前記主排気浄化装置へ送るバイパス管と、前記ディーゼルエンジンからの排気ガスの流路を前記マイクロ排気浄化装置および／または前記バイパス管へと切りかえることができる切換弁とを有し、前記ディーゼルエンジンが低回転数であって、前記ディーゼルエンジンが低負荷であって、かつ、前記排気ガスの温度が２００℃以下の場合には、前記切換弁を閉弁することにより、前記ディーゼルエンジンからの前記排気ガスの全流量が前記マイクロ排気浄化装置に送られるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生することを特徴とするＰＭ連続再生方法。
前記ディーゼルエンジンが高回転数であり、前記ディーゼルエンジンが高負荷であって、かつ、前記排気ガス温度が２００℃を超える場合には、前記切換弁を開弁し、前記ディーゼルエンジンからの排気ガスの全流量が前記マイクロ排気浄化装置と前記バイパス管とに送られるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生する請求項２１に記載のＰＭ連続再生方法。
前記ディーゼルエンジンが高回転数であり、前記ディーゼルエンジンが高負荷であって、かつ、前記排気ガス温度が２００℃を超える場合には、前記切換弁を開弁し、前記ディーゼルエンジンからの排気ガスが前記バイパス管に送られるようにし、前記主排気浄化装置で前記排気ガス中に含まれるＰＭを連続再生する請求項２１に記載のＰＭ連続再生方法。