JP2006242009A - 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスを効率的に浄化することができる排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法を提供する。
【解決手段】 内燃機関の排気通路中に配置され、触媒手段を含む排気浄化部材を備えた排気浄化装置であって、排気ガスの温度を昇温させるための昇温用バーナと、排気浄化部材に流入する排気ガスの空燃比を制御するためのλ制御用ガス供給手段と、を備えた排気浄化装置を用いて、排気ガスを、昇温用バーナを用いて昇温させるとともに、昇温された排気ガスと、λ制御用ガス供給手段によって発生させたλ制御用ガスと、を混合させて、排気浄化部材に流入させる。
【選択図】 図１
【解決手段】 内燃機関の排気通路中に配置され、触媒手段を含む排気浄化部材を備えた排気浄化装置であって、排気ガスの温度を昇温させるための昇温用バーナと、排気浄化部材に流入する排気ガスの空燃比を制御するためのλ制御用ガス供給手段と、を備えた排気浄化装置を用いて、排気ガスを、昇温用バーナを用いて昇温させるとともに、昇温された排気ガスと、λ制御用ガス供給手段によって発生させたλ制御用ガスと、を混合させて、排気浄化部材に流入させる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、内燃機関における排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法に関する。特に、燃費を著しく悪化させることなく、排気浄化部材に流入する排気ガス中に所定量の一酸化炭素及び熱量を確保して、排気ガスを効率的に浄化することができる排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法に関する。
従来のディーゼルエンジン等の内燃機関には、その排気ガス中における粒子状物質（ＰＭ）やＮＯX等の化学物質を除去するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）やＮＯX吸蔵触媒（ＬＮＴ）に代表される排気浄化部材が備えられている。かかる排気浄化部材においては、排気ガス中のＰＭやＮＯX等を捕集するとともに、堆積したＰＭを燃焼させたり、ＮＯX等を酸化還元反応させたりして、排気ガスの浄化を行っている。
かかる排気浄化部材を備えた排気浄化装置において、排気浄化部材の上流側に、酸化触媒（ＤＯＣ）やＮＯX還元触媒（ＮＳＣ）等の触媒手段を配置して、排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を効率的に燃焼させたり還元させたりして、排気ガスの浄化効率を向上させることが行われている。すなわち、ＤＯＣやＮＳＣを備えることにより、下流側に配置された排気浄化部材に流入する排気ガスの温度を昇温させて、当該排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を効率的に燃焼させたり、ＮＯX等の還元反応を促進させたりすることができる。
しかしながら、かかるＤＯＣやＮＳＣを備えた場合であっても、排気ガスの温度がＤＯＣやＮＳＣの活性温度以下である場合には、排気ガス中からＰＭやＮＯX等を効率的に除去することができないという問題があった。
かかる排気浄化部材を備えた排気浄化装置において、排気浄化部材の上流側に、酸化触媒（ＤＯＣ）やＮＯX還元触媒（ＮＳＣ）等の触媒手段を配置して、排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を効率的に燃焼させたり還元させたりして、排気ガスの浄化効率を向上させることが行われている。すなわち、ＤＯＣやＮＳＣを備えることにより、下流側に配置された排気浄化部材に流入する排気ガスの温度を昇温させて、当該排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を効率的に燃焼させたり、ＮＯX等の還元反応を促進させたりすることができる。
しかしながら、かかるＤＯＣやＮＳＣを備えた場合であっても、排気ガスの温度がＤＯＣやＮＳＣの活性温度以下である場合には、排気ガス中からＰＭやＮＯX等を効率的に除去することができないという問題があった。
そこで、低温始動時等において、触媒手段に流入する排気ガス温度を強制的に昇温させて、触媒手段を迅速に活性化させることにより、ＤＰＦの再生効率を向上させた排気ガスの浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
より詳細には、図９に示すように、内燃機関が運転を開始すると、コントローラの燃料供給指示部は電磁ポンプ３５１による燃料の供給を開始させるとともに、コントローラの燃焼指示部はエアーサプライ部及び燃焼部に燃焼を指示し、これによって、バーナ装置３０５は燃焼を開始し燃焼ガスを熱交換器３０４に供給する。そして、排気ガス入口３１１から流入される排気ガスは、熱交換器３０４により酸化触媒３０３の活性化温度以上に加熱されて酸化触媒３０３に至り、ＤＰＦ３０２が再生される排気ガスの浄化装置である。
より詳細には、図９に示すように、内燃機関が運転を開始すると、コントローラの燃料供給指示部は電磁ポンプ３５１による燃料の供給を開始させるとともに、コントローラの燃焼指示部はエアーサプライ部及び燃焼部に燃焼を指示し、これによって、バーナ装置３０５は燃焼を開始し燃焼ガスを熱交換器３０４に供給する。そして、排気ガス入口３１１から流入される排気ガスは、熱交換器３０４により酸化触媒３０３の活性化温度以上に加熱されて酸化触媒３０３に至り、ＤＰＦ３０２が再生される排気ガスの浄化装置である。
また、別の排気浄化装置として、排気ガスを触媒手段に二回通過させることにより、排気ガスの温度を迅速に昇温させて、ＤＰＦの再生効率を向上させた黒煙（ＰＭ）除去装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
より詳細には、図１０に示すように、ＤＰＦ４０６の上流側に触媒燃焼器４１７を備えた黒煙（ＰＭ）除去装置４００において、触媒燃焼器４１７の酸化触媒の低温始動を迅速化し、かつ、耐久性を向上させた排気ガス黒煙除去装置４００である。かかる黒煙除去装置４００によれば、機関から排出される排気ガスを、触媒燃焼器４１７を通過させた後にさらにＤＰＦ４０６を通過させることにより、排気ガスに含まれる黒煙をＤＰＦ４０６に堆積させる。一方、触媒燃焼器４１７の酸化触媒の作用により、ＤＰＦ４０６に捕集された黒煙を燃焼除去する排気ガス黒煙除去装置４００において、触媒燃焼器４１７は、排ガスが異なる方向に流れる二つ以上の区域４１７ａ、４１７ｂに区分されるとともにこれらの区域間には熱交換可能な隔壁が介装されている。
特開２００３−３２８７２８号公報 （特許請求の範囲 図１）
特開平９−１２５９３２号公報 （特許請求の範囲 図１）
より詳細には、図１０に示すように、ＤＰＦ４０６の上流側に触媒燃焼器４１７を備えた黒煙（ＰＭ）除去装置４００において、触媒燃焼器４１７の酸化触媒の低温始動を迅速化し、かつ、耐久性を向上させた排気ガス黒煙除去装置４００である。かかる黒煙除去装置４００によれば、機関から排出される排気ガスを、触媒燃焼器４１７を通過させた後にさらにＤＰＦ４０６を通過させることにより、排気ガスに含まれる黒煙をＤＰＦ４０６に堆積させる。一方、触媒燃焼器４１７の酸化触媒の作用により、ＤＰＦ４０６に捕集された黒煙を燃焼除去する排気ガス黒煙除去装置４００において、触媒燃焼器４１７は、排ガスが異なる方向に流れる二つ以上の区域４１７ａ、４１７ｂに区分されるとともにこれらの区域間には熱交換可能な隔壁が介装されている。
しかしながら、特許文献１に記載された排気浄化装置や、特許文献２に記載された黒煙除去装置は、排気ガスを昇温させつつ、その熱量を利用して、触媒手段を昇温、活性化させる構成であり、特に、始動時等の低温状況下においては、活性化温度に到達するまでに未だ時間がかかるという問題が見られた。
そのため、内燃機関における燃料の噴射タイミングを遅らせることにより、排気ガスの温度を上昇させるとともに、排気ガス中に還元剤としての未燃焼の燃料（生ガス：ＨＣ）を含ませる方法も行われている。しかしながら、かかる方法では、排気ガスが排気浄化部材に到達するまでに約半分程度の熱量が失われ、燃料消費率が著しく悪化するという問題が見られた。また、かかる方法では、内燃機関のシリンダ内に燃料が付着してしまい、潤滑油等と混ざったりするなどして、内燃機関の運転状態に悪影響を与えるという問題も見られた。
そのため、内燃機関における燃料の噴射タイミングを遅らせることにより、排気ガスの温度を上昇させるとともに、排気ガス中に還元剤としての未燃焼の燃料（生ガス：ＨＣ）を含ませる方法も行われている。しかしながら、かかる方法では、排気ガスが排気浄化部材に到達するまでに約半分程度の熱量が失われ、燃料消費率が著しく悪化するという問題が見られた。また、かかる方法では、内燃機関のシリンダ内に燃料が付着してしまい、潤滑油等と混ざったりするなどして、内燃機関の運転状態に悪影響を与えるという問題も見られた。
そこで、本発明の発明者らは以上の問題を鋭意検討した結果、所定の昇温用バーナと、λ制御用ガス供給手段と、を備えることにより、排気ガスの温度と、ＣＯやＨＣを所定量含んだλ制御用ガス供給手段の温度と、をそれぞれ独立して制御しつつ混合させることができ、燃費を著しく悪化させることなく、排気ガス中のＣＯやＨＣの量及び熱量を充分に確保したままＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段に供給できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、ＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段に対して、ＣＯやＨＣと熱量とを所定量以上確保した排気ガスを供給して、排気ガスの浄化を効率的に行なうことができる排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法を提供することである。
すなわち、本発明の目的は、ＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段に対して、ＣＯやＨＣと熱量とを所定量以上確保した排気ガスを供給して、排気ガスの浄化を効率的に行なうことができる排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法を提供することである。
本発明によれば、内燃機関の排気通路中に配置され、触媒手段を含む排気浄化部材を備えた排気浄化装置であって、排気ガスの温度を昇温させるための昇温用バーナと、排気浄化部材に流入する排気ガスの空燃比を制御するためのλ制御用ガス供給手段と、を備えることを特徴とする排気浄化装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、昇温用バーナが、λ制御用ガス供給手段の供給口の上流側に配置してあることが好ましい。
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、排気ガス及びλ制御用ガスを熱交換させるための熱交換手段として、排気通路と、当該排気通路と直交する方向に配置されたλ制御用ガスの流路と、を互いに接するように配置した熱交換部をさらに備えることが好ましい。
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、λ制御用ガス供給手段の噴射口と、排気通路におけるλ制御用ガス供給手段の供給口と、の間の距離を可変とすることが好ましい。
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、λ制御用ガス供給手段は、燃料を供給するためのインジェクタと、燃料に空気を混合するための第１の空気導入管と、供給された燃料を加熱して蒸発させるための燃料蒸発装置と、気化した燃料を拡散噴射させるためのオリフィスと、燃料の燃焼を補助するための空気を取り入れる第２の空気導入管と、噴射された燃料に着火して燃焼ガスとするための燃料点火装置と、を含むことが好ましい。
また、本発明の排気浄化装置を構成するにあたり、λ制御用ガスの供給口と、排気浄化部材と、の間に、排気ガスの空燃比を測定するためのラムダセンサを備えることが好ましい。
また、本発明の別の態様は、内燃機関から排出される排気ガスを、触媒手段を含む排気浄化部材を用いて浄化する排気ガスの浄化方法であって、排気ガスを、昇温用バーナを用いて昇温させるとともに、昇温された排気ガスと、λ制御用ガス供給手段によって発生させたλ制御用ガスと、を混合させて、排気浄化部材に流入させることを特徴とする排気ガスの浄化方法である。
本発明の排気浄化装置によれば、所定のλ制御用ガス供給手段を備えることにより、酸化触媒（ＤＯＣ）やＮＯX還元触媒（ＮＳＣ）等の触媒手段に流入する排気ガスに、一酸化炭素（ＣＯ）を所定量以上含ませることが容易になる。また、所定の昇温用バーナをさらに備えることにより、λ制御用ガスと排気ガスとの温度をそれぞれ独立して制御することが容易になる。したがって、λ制御用ガスの温度を、ＣＯが自発火する温度以下まで冷却させるとともに、昇温用バーナによって、独立的に排気ガスを昇温させることができるために、触媒手段に流入する排気ガスに含まれるＣＯやＨＣ及び熱量を所定量以上確保することができる。
また、本発明の排気浄化装置によれば、ポストインジェクションを実施する場合と比較して、燃費の悪化を抑止することができる。
よって、ＤＯＣやＮＳＣを効率的に昇温、活性化させて、ＤＰＦ等の排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を燃焼させることができ、排気ガスの浄化効率を向上させることができる。
また、本発明の排気浄化装置によれば、ポストインジェクションを実施する場合と比較して、燃費の悪化を抑止することができる。
よって、ＤＯＣやＮＳＣを効率的に昇温、活性化させて、ＤＰＦ等の排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を燃焼させることができ、排気ガスの浄化効率を向上させることができる。
また、本発明の排気浄化装置において、昇温用バーナを所定位置に配置することにより、昇温用バーナによって排気ガスを昇温させる際に、排気ガス中のＣＯが酸化され、減少することを防止することができる。
また、本発明の排気浄化装置において、所定の熱交換手段を備えることにより、λ制御用ガスに含まれる熱量を用いて排気ガスを昇温させることができ、熱損失を著しく小さくするとともに、昇温用バーナに使用する燃料消費量を少なくすることができる。したがって、燃費を著しく低下させることなく、排気ガスの浄化効率を著しく向上させることができる。
また、本発明の排気浄化装置において、所定の噴射口と供給口との間の距離を可変とすることにより、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を容易に制御することができる。したがって、λ制御用ガス中のＣＯが、排気ガス中のＯ2と反応してＣＯ2が生成され、排気浄化部材に流入するＣＯ量が減少することをさらに有効に防止することができる。
また、本発明の排気浄化装置において、所定構造のλ制御用ガス供給手段とすることにより、小型かつ簡易な構成で、ＤＯＣやＮＳＣに対して、ＣＯやＨＣを効率的に供給することができるために、ＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段を有効に昇温、活性化させることができる。
また、本発明の排気浄化装置において、所定位置に、排気浄化部材に流入する排気ガスにおける空燃比を測定するためのラムダセンサ（酸素センサ）を備えることにより、排気ガスのラムダ値が所定範囲となるように、λ制御用ガスにおける設定空燃比を制御することができる。したがって、内燃機関の運転状態や、排気ガスの温度等の条件に応じてラムダ値を制御した、λ制御用ガスを効率的に供給することができる。
また、本発明の排気ガスの浄化方法によれば、排気ガスを昇温させた後に、所定温度に制御したλ制御用ガスと混合させることにより、ＣＯやＨＣと熱量とを所定量確保した状態で、ＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段に対して排気ガスを流入させることができる。また、ポストインジェクションを実施する場合と比較して、燃費の悪化を抑止することができる。したがって、触媒手段を効率的に昇温、活性化させて、ＤＰＦ等の排気浄化部材に捕集されたＰＭ等を燃焼させられるために、排気ガスの浄化を効率的に行うことができる。
本発明の実施形態は、内燃機関の排気通路中に備えられて排気ガスを浄化するための排気浄化部材を備えた排気浄化装置、及びそれを用いた排気ガスの浄化方法である。
以下、適宜図面を参照しつつ、本実施形態による内燃機関における排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
以下、適宜図面を参照しつつ、本実施形態による内燃機関における排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
１．排気浄化装置
（１）基本的構成
本実施形態の排気浄化装置１０は、図１に示すように、内燃機関５１の排気通路１９中に配置され、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３を備えた排気浄化装置１０であって、排気ガスの温度を昇温させるための昇温用バーナ１８と、排気浄化部材１３に流入する排気ガスの空燃比を制御するためのλ制御用ガス供給手段１７と、を備えることを特徴とする排気浄化装置１０である。
すなわち、かかる排気浄化装置１０によれば、λ制御用ガスを供給するためのλ制御用ガス供給手段１７を備えることにより、一酸化炭素（ＣＯ）や生ガス（ＨＣ）を容易に排気ガス中に含ませることができる。また、排気ガスを昇温させるための昇温用バーナ１８を備えることにより、排気ガスとλ制御用ガスとをそれぞれ独立して温度制御することができるために、ＣＯやＨＣの量を保持しつつ、比較的高温の排気ガスを触媒手段１１に流入させることができる。さらに、かかる昇温用バーナを用いることにより、ポストインジェクション等を行う場合と比較して、燃費の悪化を抑止することができる。したがって、触媒手段１１を効率的に昇温、活性化させつつ、ＤＰＦ等の排気浄化部材１３に捕集されたＰＭやＮＯX等を効率的に除去することができる。
（１）基本的構成
本実施形態の排気浄化装置１０は、図１に示すように、内燃機関５１の排気通路１９中に配置され、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３を備えた排気浄化装置１０であって、排気ガスの温度を昇温させるための昇温用バーナ１８と、排気浄化部材１３に流入する排気ガスの空燃比を制御するためのλ制御用ガス供給手段１７と、を備えることを特徴とする排気浄化装置１０である。
すなわち、かかる排気浄化装置１０によれば、λ制御用ガスを供給するためのλ制御用ガス供給手段１７を備えることにより、一酸化炭素（ＣＯ）や生ガス（ＨＣ）を容易に排気ガス中に含ませることができる。また、排気ガスを昇温させるための昇温用バーナ１８を備えることにより、排気ガスとλ制御用ガスとをそれぞれ独立して温度制御することができるために、ＣＯやＨＣの量を保持しつつ、比較的高温の排気ガスを触媒手段１１に流入させることができる。さらに、かかる昇温用バーナを用いることにより、ポストインジェクション等を行う場合と比較して、燃費の悪化を抑止することができる。したがって、触媒手段１１を効率的に昇温、活性化させつつ、ＤＰＦ等の排気浄化部材１３に捕集されたＰＭやＮＯX等を効率的に除去することができる。
より具体的には、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３に流入する排気ガス中にＣＯやＨＣを含ませることにより、当該ＣＯが触媒手段１１の発熱剤又は還元剤として働き、触媒手段１１を昇温、活性化させることができるために、排気ガス中のＰＭやＮＯX等を効率的に浄化させることができる。このため、λ制御用ガス供給手段１７によりＣＯやＨＣを多量に含むλ制御用ガスを供給して、触媒手段１１に流入するＣＯ及びＨＣの量を増加させることが有効である。ところが、λ制御用ガスの温度が、ＣＯの自発火温度以上である状態で、排気ガスと混合、衝突した場合には、λ制御用ガス中のＣＯと排気ガス中のＯ2とが反応して、二酸化炭素（ＣＯ2）が生成されてしまい、触媒手段１１に流入するＣＯ量が減少してしまう。そのため、λ制御用ガスをＣＯの自発火温度以下まで冷却させて、排気ガスと混合させることが有効であるが、その分、排気ガス中から熱量が減少することとなる。そこで、λ制御用ガス供給手段１７とは別に、所定の昇温用バーナ１８を備えて、排気ガスを独立的に昇温することにより、排気浄化部材１３に流入する排気ガスに含まれるＣＯ量及び熱量の減少をそれぞれ防止することができる。
また、このような昇温用バーナ１８を備えることにより、排気ガスの温度を上昇させるべく、ポストインジェクションを実施する場合と比較して、燃料消費量を少なくすることができるとともに、内燃機関５１内に燃料が付着するようなこともなくなる。したがって、燃費が著しく悪化することを防ぎつつ、排気ガスを昇温させることができる。
なお、本発明の排気浄化装置１０による排気ガスの浄化方法については、後で詳しく説明する。
なお、本発明の排気浄化装置１０による排気ガスの浄化方法については、後で詳しく説明する。
（２）内燃機関
排気ガスを排出する内燃機関５１としては、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが典型的であるが、排気浄化部材の取り付けが必須であるばかりか、その再生が必須のディーゼルエンジンを対象とすることが適している。
また、図１中に示される運転状態検出手段５３は、内燃機関５１の運転状態、すなわち、内燃機関５１の回転数や、排気温度等を検出する手段であって、当該検出結果に基づいて、後述するλ制御用ガス供給手段１７から噴射されるλ制御用ガスにおける空燃比が制御されるように構成してあることが好ましい。
排気ガスを排出する内燃機関５１としては、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが典型的であるが、排気浄化部材の取り付けが必須であるばかりか、その再生が必須のディーゼルエンジンを対象とすることが適している。
また、図１中に示される運転状態検出手段５３は、内燃機関５１の運転状態、すなわち、内燃機関５１の回転数や、排気温度等を検出する手段であって、当該検出結果に基づいて、後述するλ制御用ガス供給手段１７から噴射されるλ制御用ガスにおける空燃比が制御されるように構成してあることが好ましい。
（３）排気通路
また、排気通路１９は、内燃機関の排気口に接続されており、当該排気通路１９の途中に、触媒手段１１や排気浄化部材１３が備えられている。かかる排気通路１９の断面形状は、円形、楕円、あるいは角柱の排気通路１９であれば特にその形態は特に制限されるものではない。
ただし、内燃機関とは独立的に、所定の昇温用バーナ１８及びλ制御用ガス供給手段１７を取り付けやすくするために、図１に例示するように、排気通路１９の途中に屈曲部２８を設けることが好ましい。そして、その屈曲部２８に供給口２９、３０を介して、昇温用バーナ１８及びλ制御用ガス供給手段１７を接続できるように構成してあることが好ましい。
また、排気通路１９は、内燃機関の排気口に接続されており、当該排気通路１９の途中に、触媒手段１１や排気浄化部材１３が備えられている。かかる排気通路１９の断面形状は、円形、楕円、あるいは角柱の排気通路１９であれば特にその形態は特に制限されるものではない。
ただし、内燃機関とは独立的に、所定の昇温用バーナ１８及びλ制御用ガス供給手段１７を取り付けやすくするために、図１に例示するように、排気通路１９の途中に屈曲部２８を設けることが好ましい。そして、その屈曲部２８に供給口２９、３０を介して、昇温用バーナ１８及びλ制御用ガス供給手段１７を接続できるように構成してあることが好ましい。
（４）排気浄化部材及び触媒手段
また、触媒手段を含む排気浄化部材１３としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が典型的である。かかるＤＰＦは公知材料から構成することができるが、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタであって、排気ガス中のＰＭその他の微粒子を補集してこれを浄化するものである。また、かかるＤＰＦはフィルタ単体であっても構わないが、例えば、触媒やＮＯX吸着剤がコーティングされたものとすることもできる。
ただし、本発明の排気浄化装置は、ＤＰＦ１３の上流側に、酸化触媒（ＤＯＣ）やＮＯX還元触媒（ＮＳＣ）等の触媒手段１１を含んでいる。したがって、当該触媒手段１１に流入する排気ガス中に含まれるＣＯ等が発熱剤や還元剤となって、触媒手段１１が昇温、活性化されるために、ＮＯXを効率的に還元除去したり、下流側のＤＰＦ等に流入する排気ガスの温度を昇温して、捕集されたＰＭ等を効率的に燃焼させたりすることができる。
また、触媒手段を含む排気浄化部材１３としては、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が典型的である。かかるＤＰＦは公知材料から構成することができるが、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタであって、排気ガス中のＰＭその他の微粒子を補集してこれを浄化するものである。また、かかるＤＰＦはフィルタ単体であっても構わないが、例えば、触媒やＮＯX吸着剤がコーティングされたものとすることもできる。
ただし、本発明の排気浄化装置は、ＤＰＦ１３の上流側に、酸化触媒（ＤＯＣ）やＮＯX還元触媒（ＮＳＣ）等の触媒手段１１を含んでいる。したがって、当該触媒手段１１に流入する排気ガス中に含まれるＣＯ等が発熱剤や還元剤となって、触媒手段１１が昇温、活性化されるために、ＮＯXを効率的に還元除去したり、下流側のＤＰＦ等に流入する排気ガスの温度を昇温して、捕集されたＰＭ等を効率的に燃焼させたりすることができる。
例えば、ＤＯＣを備える場合には、昇温用バーナからの燃焼ガスによる熱により、ＤＯＣの温度が活性化温度以上に昇温させられる。また、後述のλ制御用ガス供給手段から排出されたＣＯとＨＣとが、活性化温度以上になったＤＯＣで排気ガス中のＯ2と酸化反応し、その酸化熱でＤＯＣの温度をさらに上昇させて、昇温した排気ガスをＤＰＦに流入させることができる。
一方、ＮＳＣを備える場合には、昇温用バーナからの燃焼ガスの熱により、ＮＳＣの温度が昇温させられる。また、活性化温度以上になったＮＳＣで、後述のλ制御用ガス供給手段から排出されたＣＯやＨＣは、ＮＳＣに捕集されたＮＯX等の還元剤として働き、ＮＯXは窒素に還元され、ＣＯやＨＣは酸化する。そのときの反応熱によってＮＳＣの温度をさらに上昇させて、昇温した排気ガスをＤＰＦに流入させることができる。
よって、ＤＰＦの上流側にＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段を備えることにより、昇温用バーナからの燃焼ガスの熱により昇温させられた排気ガスは、λ制御用ガス供給手段から排出されたＣＯやＨＣによる効率的な触媒燃焼で、さらに排気ガスを昇温させ、ＤＰＦに捕集されたＰＭ等を燃焼させて排気ガスを浄化させることができる。
一方、ＮＳＣを備える場合には、昇温用バーナからの燃焼ガスの熱により、ＮＳＣの温度が昇温させられる。また、活性化温度以上になったＮＳＣで、後述のλ制御用ガス供給手段から排出されたＣＯやＨＣは、ＮＳＣに捕集されたＮＯX等の還元剤として働き、ＮＯXは窒素に還元され、ＣＯやＨＣは酸化する。そのときの反応熱によってＮＳＣの温度をさらに上昇させて、昇温した排気ガスをＤＰＦに流入させることができる。
よって、ＤＰＦの上流側にＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段を備えることにより、昇温用バーナからの燃焼ガスの熱により昇温させられた排気ガスは、λ制御用ガス供給手段から排出されたＣＯやＨＣによる効率的な触媒燃焼で、さらに排気ガスを昇温させ、ＤＰＦに捕集されたＰＭ等を燃焼させて排気ガスを浄化させることができる。
（５）昇温用バーナ
また、昇温用バーナ１８は、燃料を燃焼させた火炎等によって、排気通路１９中を流れてくる排気ガスの温度を昇温させるためのバーナである。かかる昇温用バーナ１８は、排気浄化部材１３の上流側に接続された供給口３０を介して、排気通路１９と接続されている。したがって、排気ガスとλ制御用ガスが混合される前に、あるいは、λ制御用ガスが混合された後に、排気ガスの温度を十分に昇温させて、排気ガスの熱量を増加させることができる。
ただし、かかる昇温用バーナ１８は、排気通路１９におけるλ制御用ガス供給手段１７の供給口２９の上流側に配置されていることが好ましい。この理由は、後述するλ制御用ガス供給手段１７によって排気ガス中に含められたＣＯ量が、昇温用バーナによって昇温される際に減少することを防止するためである。したがって、触媒手段１１に流入する排気ガスのラムダ値の制御が比較的容易になる。
また、昇温用バーナ１８は、燃料を燃焼させた火炎等によって、排気通路１９中を流れてくる排気ガスの温度を昇温させるためのバーナである。かかる昇温用バーナ１８は、排気浄化部材１３の上流側に接続された供給口３０を介して、排気通路１９と接続されている。したがって、排気ガスとλ制御用ガスが混合される前に、あるいは、λ制御用ガスが混合された後に、排気ガスの温度を十分に昇温させて、排気ガスの熱量を増加させることができる。
ただし、かかる昇温用バーナ１８は、排気通路１９におけるλ制御用ガス供給手段１７の供給口２９の上流側に配置されていることが好ましい。この理由は、後述するλ制御用ガス供給手段１７によって排気ガス中に含められたＣＯ量が、昇温用バーナによって昇温される際に減少することを防止するためである。したがって、触媒手段１１に流入する排気ガスのラムダ値の制御が比較的容易になる。
また、かかる昇温用バーナ１８は、排気ガス中のＯ2を利用して燃焼させることができる最小限の燃料を使用する構成であることが好ましい。この理由は、昇温用バーナ１８とは別に、後述するλ制御用ガス供給手段１７を備えており、ＣＯやＨＣを排気ガス中に供給することを考慮しなくてもよいために、燃料消費量を最小限に抑えるためである。また、内燃機関において、通常の燃料噴射タイミングとは遅れたタイミングで、さらに燃料を噴射するなどして、排気ガスの温度を昇温させる場合と比較して、少量の燃料で効率よく排気ガスを昇温させることができるためである。
かかる昇温用バーナは特に制限されるものではなく、一般に用いられる燃焼用バーナ等を好適に使用することができる。ただし、燃料の使用効率や、燃料タンクの配置等を考慮して、エンジン燃料をそのまま使用して、燃焼させるような構成としてあることが好ましい。
かかる昇温用バーナは特に制限されるものではなく、一般に用いられる燃焼用バーナ等を好適に使用することができる。ただし、燃料の使用効率や、燃料タンクの配置等を考慮して、エンジン燃料をそのまま使用して、燃焼させるような構成としてあることが好ましい。
（６）λ制御用ガス供給手段
また、λ制御用ガス供給手段１７は、ＣＯやＨＣを多量に含むλ制御用ガスを発生させるとともに、排気通路１９中を通過する排気ガス中に供給させるための手段である。かかるλ制御用ガス供給手段１７から噴射されるλ制御用ガスは、排気浄化部材１３の上流側で排気通路１９に接続された供給口２９を介して、排気通路１９中に供給される。したがって、排気浄化部材における触媒手段１１に所定量以上のＣＯやＨＣを流入させることができるために、触媒手段１１を昇温、活性化させて、排気ガスを効率よく浄化させることができる。
また、λ制御用ガス供給手段１７は、ＣＯやＨＣを多量に含むλ制御用ガスを発生させるとともに、排気通路１９中を通過する排気ガス中に供給させるための手段である。かかるλ制御用ガス供給手段１７から噴射されるλ制御用ガスは、排気浄化部材１３の上流側で排気通路１９に接続された供給口２９を介して、排気通路１９中に供給される。したがって、排気浄化部材における触媒手段１１に所定量以上のＣＯやＨＣを流入させることができるために、触媒手段１１を昇温、活性化させて、排気ガスを効率よく浄化させることができる。
かかるλ制御用ガス供給手段１７としては、例えば、図２に示すように、高圧燃料を供給するためのインジェクタ６１と、高圧燃料に空気を混合するための第１の空気導入管６３と、供給された燃料を加熱して蒸発させるための燃料蒸発装置６５と、蒸発して気化した燃料を拡散噴射させるためのオリフィス６７と、燃料の燃焼を補助するための空気を取り入れる第２の空気導入管６９と、燃料に着火して燃焼ガスとするための燃料点火装置７１と、酸化触媒７３と、を含むバーナ（λ制御用バーナ）６０とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、例えば、予混合タイプの構成のバーナと比較して、バーナの小型化を図ることができるとともに、噴射する燃焼ガスに含まれるＣＯ量を容易に制御することができるためである。より詳細には、拡散タイプのオリフィス６７によって噴射された燃料は、第１の空気導入管６３及び第２の空気導入管６９から取り入れる空気量の調節により、容易に不完全燃焼させることができる。そして、生ガス（ＨＣ）を含む不完全燃焼ガスが、さらに、酸化触媒７３を通過することによって、当該ＨＣを効率的に不完全燃焼させて、より多くのＣＯを生成することができる。
また、かかるλ制御用バーナ６０であれは、例えば後述するラムダセンサ２３によって測定された排気ガスの空燃比に基づいて、内燃機関５１とは独立的にλ制御用ガス供給手段１７での設定空燃比の調整が可能であって、高温状態の排気通路１９の途中から、所定量のＣＯや所定熱量を排気浄化部材における触媒手段１１に供給することができる。したがって、内燃機関５１の運転状態に関わらず、排気ガスを効率的に浄化することができる。
この理由は、このように構成することにより、例えば、予混合タイプの構成のバーナと比較して、バーナの小型化を図ることができるとともに、噴射する燃焼ガスに含まれるＣＯ量を容易に制御することができるためである。より詳細には、拡散タイプのオリフィス６７によって噴射された燃料は、第１の空気導入管６３及び第２の空気導入管６９から取り入れる空気量の調節により、容易に不完全燃焼させることができる。そして、生ガス（ＨＣ）を含む不完全燃焼ガスが、さらに、酸化触媒７３を通過することによって、当該ＨＣを効率的に不完全燃焼させて、より多くのＣＯを生成することができる。
また、かかるλ制御用バーナ６０であれは、例えば後述するラムダセンサ２３によって測定された排気ガスの空燃比に基づいて、内燃機関５１とは独立的にλ制御用ガス供給手段１７での設定空燃比の調整が可能であって、高温状態の排気通路１９の途中から、所定量のＣＯや所定熱量を排気浄化部材における触媒手段１１に供給することができる。したがって、内燃機関５１の運転状態に関わらず、排気ガスを効率的に浄化することができる。
ここで、図３を参照して、かかる昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えた場合と備えていない場合とにおける、排気ガスの加熱効率について説明する。図３中、Ａは、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えないで、エンジンにおいて、ポストインジェクションを行った場合の加熱効率（相対値）を示している。また、Ｂは、排気通路中に昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備え、排気ガスを昇温用バーナのみで昇温した場合の加熱効率を示している。また、Ｃは、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えないで、ポストインジェクションを行った場合であるが、排気通路中に酸化触媒（ＤＯＣ）やＮＯX吸蔵触媒（ＮＳＣ）等の触媒手段を配置して、排気ガスを通過させた場合の加熱効率を示している。さらに、Ｄは、排気通路中に昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えるとともに、その下流側にＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段を備え、排気ガスを昇温用バーナによる昇温及びλ制御用バーナから排出されるＣＯやＨＣによる触媒燃焼による昇温を行った場合の加熱効率を示している。そして、Ａの場合の加熱効率を１００とした場合における相対値でそれぞれ表されている。
また、加熱効率とは、ポストインジェクション又は昇温用バーナによって、排気浄化装置内に投入された燃料（ＨＣ）が、その排気系統のエンタルピーを変化させた率を表し、下記式（１）から求められる。
加熱効率＝（１−ΔＨ／（４３×Ｆ））×１００ …（１）
ΔＨ：（排気浄化装置への流入エンタルピー）−（流出エンタルピー）
排気浄化装置への流入エンタルピー：排気ガスが持つエンタルピー（吸入空気量＋燃料）
＋（投入燃料）
Ｆ：投入燃料量
４３：軽油の低発熱量（ｋＪ／ｇ）
また、加熱効率とは、ポストインジェクション又は昇温用バーナによって、排気浄化装置内に投入された燃料（ＨＣ）が、その排気系統のエンタルピーを変化させた率を表し、下記式（１）から求められる。
加熱効率＝（１−ΔＨ／（４３×Ｆ））×１００ …（１）
ΔＨ：（排気浄化装置への流入エンタルピー）−（流出エンタルピー）
排気浄化装置への流入エンタルピー：排気ガスが持つエンタルピー（吸入空気量＋燃料）
＋（投入燃料）
Ｆ：投入燃料量
４３：軽油の低発熱量（ｋＪ／ｇ）
かかる図３中のＡ及びＢを比較すると明らかなように、排気通路中に触媒手段を備えた場合には、昇温用バーナを備えることにより、排気浄化装置へ流入したエンタルピーが、外部へ流出する量をできる限り少なくして、排気ガスを効率的に加熱することができる。すなわち、ポストインジェクションを実施して排気ガスを加熱した場合の加熱効率を１００とすると、昇温用バーナを用いて加熱した場合には、加熱効率は約１４０となり、相対的に高い値を示している。
また、Ｃ及びＤを比較すると明らかなように、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えることにより、排気浄化装置へ流入したエンタルピーが、外部へ流出する量をできる限り少なくして、排気ガスを効率的に加熱することができる。すなわち、排気通路中に触媒手段を備える場合に、ポストインジェクションを実施して排気ガスを加熱した場合には、Ａの場合の加熱効率を１００とすると、その加熱効率は約１６５程度になる一方、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを用いて加熱した場合には、加熱効率は約２００となり、高い値を示している。
したがって、かかる昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えることにより、ポストインジェクションを行う場合と比較して、燃費の悪化を低く抑えつつ、効率的に排気ガスを昇温させることができることが理解できる。
また、Ｃ及びＤを比較すると明らかなように、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えることにより、排気浄化装置へ流入したエンタルピーが、外部へ流出する量をできる限り少なくして、排気ガスを効率的に加熱することができる。すなわち、排気通路中に触媒手段を備える場合に、ポストインジェクションを実施して排気ガスを加熱した場合には、Ａの場合の加熱効率を１００とすると、その加熱効率は約１６５程度になる一方、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを用いて加熱した場合には、加熱効率は約２００となり、高い値を示している。
したがって、かかる昇温用バーナ及びλ制御用バーナを備えることにより、ポストインジェクションを行う場合と比較して、燃費の悪化を低く抑えつつ、効率的に排気ガスを昇温させることができることが理解できる。
（７）熱交換手段
また、本発明の排気浄化装置は、図４に示すように、排気ガスと、λ制御用ガスと、を熱交換させるための熱交換手段１５として、排気通路１９と、当該排気通路１９と直交する方向に配置されたλ制御用ガスの流路２７と、を互いに接するように配置した熱交換部１５をさらに備えることが好ましい。
この理由は、λ制御用ガスの温度を、ＣＯの自発火温度以下まで冷却させるとともに、当該失われる熱量を利用して、排気ガスの温度を昇温させることができるためである。また、それぞれの流路１９、２７の配置設計を変えることによって、効率的に熱交換させることができ、λ制御用ガスの供給口２９の配置設計の自由度を高めることができるためである。
したがって、昇温用バーナ１８によって昇温させるのとは別に、排気ガスの温度を昇温させることができるために、昇温用バーナ１８における燃料消費を少なく抑えることができる。
また、本発明の排気浄化装置は、図４に示すように、排気ガスと、λ制御用ガスと、を熱交換させるための熱交換手段１５として、排気通路１９と、当該排気通路１９と直交する方向に配置されたλ制御用ガスの流路２７と、を互いに接するように配置した熱交換部１５をさらに備えることが好ましい。
この理由は、λ制御用ガスの温度を、ＣＯの自発火温度以下まで冷却させるとともに、当該失われる熱量を利用して、排気ガスの温度を昇温させることができるためである。また、それぞれの流路１９、２７の配置設計を変えることによって、効率的に熱交換させることができ、λ制御用ガスの供給口２９の配置設計の自由度を高めることができるためである。
したがって、昇温用バーナ１８によって昇温させるのとは別に、排気ガスの温度を昇温させることができるために、昇温用バーナ１８における燃料消費を少なく抑えることができる。
より具体的には、図５に示すように、排気通路１９とλ制御用ガスの流路２７とが接する熱交換部１５において、排気ガスは、λ制御用ガスの熱量によって加熱される一方、λ制御用ガスが、排気ガスによってＣＯの自発火温度以下に効率的に冷却される。したがって、熱損失を小さく抑えつつ、排気ガスとλ制御用ガスが衝突、混合される際に、ＣＯが酸化されないようにでき、高濃度のＣＯを含む、高温の排気ガスをＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段１１に流入させることができる。また、かかる熱交換部１５であれば、さらに流路を通過して、排気通路１９に供給されるλ制御用ガスの噴射方向を、排気通路１９に対してあらゆる方向に設定することが可能になる。よって、かかる熱交換部１５を備えることにより、昇温用バーナにおける燃料消費を少なくしつつ、高濃度のＣＯを含むλ制御用ガスと排気ガスとをより均一に混合させて、ＤＯＣやＮＳＣ等の触媒手段に流入させることができる。
なお、熱交換手段は例示されたものに限定されるものではなく、それ以外であっても、排気ガスとλ制御用ガスとを熱交換させることができる構造であれば、好適に使用することができる。
なお、熱交換手段は例示されたものに限定されるものではなく、それ以外であっても、排気ガスとλ制御用ガスとを熱交換させることができる構造であれば、好適に使用することができる。
また、かかる熱交換手段と併せて、あるいは、熱交換手段を備えていない場合であっても、λ制御用ガス供給手段の噴射口と、排気通路におけるλ制御用ガス供給手段の供給口と、の間の距離を可変とすることが好ましい。
この理由は、かかる距離を変えることによって、放出される熱量を異ならせることができるために、λ制御用ガスが排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度をさらに容易に調整することができるためである。
より具体的には、λ制御用ガスの供給口におけるλ制御用ガスの温度が、ＣＯの酸化が促進される温度を超える状態にある場合には、λ制御用ガス供給手段の噴射口と、排気通路における供給口との間の距離を長くすることによって、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を低下させることができる。一方、λ制御用ガスの供給口におけるλ制御用ガスの温度が著しく低い場合には、λ制御用ガス供給手段の噴射口と、排気通路における供給口との間の距離を短くすることによって、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を所定温度以上に保つことができる。また、本発明の排気浄化装置であれば、このようにλ制御用ガスの温度を制御した場合であっても、それとは別個独立に、昇温用バーナを用いて、排気ガスを昇温させることができるために、排気浄化部材に流入する排気ガス中の熱量を所定量以上確保することができる。
かかる距離を可変とする手段としては、例えば、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、λ制御用ガスの流路２７の一部をテレスコピックパイプ２６から構成するとともに、λ制御用ガスの供給口２９におけるλ制御用ガスの温度をもとに制御可能に構成することができる。
この理由は、かかる距離を変えることによって、放出される熱量を異ならせることができるために、λ制御用ガスが排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度をさらに容易に調整することができるためである。
より具体的には、λ制御用ガスの供給口におけるλ制御用ガスの温度が、ＣＯの酸化が促進される温度を超える状態にある場合には、λ制御用ガス供給手段の噴射口と、排気通路における供給口との間の距離を長くすることによって、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を低下させることができる。一方、λ制御用ガスの供給口におけるλ制御用ガスの温度が著しく低い場合には、λ制御用ガス供給手段の噴射口と、排気通路における供給口との間の距離を短くすることによって、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を所定温度以上に保つことができる。また、本発明の排気浄化装置であれば、このようにλ制御用ガスの温度を制御した場合であっても、それとは別個独立に、昇温用バーナを用いて、排気ガスを昇温させることができるために、排気浄化部材に流入する排気ガス中の熱量を所定量以上確保することができる。
かかる距離を可変とする手段としては、例えば、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、λ制御用ガスの流路２７の一部をテレスコピックパイプ２６から構成するとともに、λ制御用ガスの供給口２９におけるλ制御用ガスの温度をもとに制御可能に構成することができる。
（８）ラムダセンサ
また、λ制御用ガス供給手段１７の供給口２９と、触媒手段１１と、の間に、触媒手段１１に流入する排気ガスの空燃比を測定するためのラムダセンサ２３を備えることが好ましい。
この理由は、かかるラムダセンサ２３を備えることにより、λ制御用ガスが混合された排気ガスにおける空燃比に基づいて、λ制御用ガス供給手段１７での設定空燃比を調整することができるためである。したがって、内燃機関の運転状態や排気ガス温度に応じて、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３に流入する排気ガスの空燃比を、触媒手段１１が最も活性化する状態に制御することができる。すなわち、内燃機関からの排気ガスの温度が比較的高い場合や低い場合、あるいはかかる排気ガスに含まれるＣＯやＨＣの含有量が多い場合には、それらを考慮して、上述した所定のバーナ等により、ＣＯやＨＣの量及び熱量を調整した上で、λ制御用ガスが混合された排気ガスを触媒手段１１に供給することができる。よって、触媒手段１１を効率的に昇温、活性化させて、排気ガスの浄化効率をさらに向上させることができる。
また、λ制御用ガス供給手段１７の供給口２９と、触媒手段１１と、の間に、触媒手段１１に流入する排気ガスの空燃比を測定するためのラムダセンサ２３を備えることが好ましい。
この理由は、かかるラムダセンサ２３を備えることにより、λ制御用ガスが混合された排気ガスにおける空燃比に基づいて、λ制御用ガス供給手段１７での設定空燃比を調整することができるためである。したがって、内燃機関の運転状態や排気ガス温度に応じて、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３に流入する排気ガスの空燃比を、触媒手段１１が最も活性化する状態に制御することができる。すなわち、内燃機関からの排気ガスの温度が比較的高い場合や低い場合、あるいはかかる排気ガスに含まれるＣＯやＨＣの含有量が多い場合には、それらを考慮して、上述した所定のバーナ等により、ＣＯやＨＣの量及び熱量を調整した上で、λ制御用ガスが混合された排気ガスを触媒手段１１に供給することができる。よって、触媒手段１１を効率的に昇温、活性化させて、排気ガスの浄化効率をさらに向上させることができる。
２．排気ガスの浄化方法
次に、上述した本発明の排気浄化装置１０を用いて実施する、排気ガスの浄化方法について詳細に説明する。
かかる排気ガスの浄化方法は、ディーゼルエンジン等の内燃機関５１から排出される排気ガスを、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３を用いて浄化する排気ガスの浄化方法であって、排気ガスを、昇温用バーナを用いて昇温させるとともに、昇温された排気ガスと、λ制御用ガス供給手段によって発生させたλ制御用ガスと、を混合させて、排気浄化部材に流入させることを特徴とする。
次に、上述した本発明の排気浄化装置１０を用いて実施する、排気ガスの浄化方法について詳細に説明する。
かかる排気ガスの浄化方法は、ディーゼルエンジン等の内燃機関５１から排出される排気ガスを、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３を用いて浄化する排気ガスの浄化方法であって、排気ガスを、昇温用バーナを用いて昇温させるとともに、昇温された排気ガスと、λ制御用ガス供給手段によって発生させたλ制御用ガスと、を混合させて、排気浄化部材に流入させることを特徴とする。
まず、λ制御用ガス供給手段１７により、λ制御用ガスを発生させる。
上述した排気浄化装置においては、図２に示すような所定のバーナ６０を用いて、λ制御用ガスとしての、ＣＯを多量に含む不完全燃焼ガスを発生させる。かかるバーナ６０であれば、上述したとおり、燃料を効率的に不完全燃焼させることができるために、不完全燃焼ガス中に多量のＣＯを効率的に含ませることができる。このとき、バーナ６０から噴射される不完全燃焼ガス（λ制御用ガス）の温度は比較的高温状態であって、ＣＯの酸化が促進される温度（約６００℃）以上になっている。
上述した排気浄化装置においては、図２に示すような所定のバーナ６０を用いて、λ制御用ガスとしての、ＣＯを多量に含む不完全燃焼ガスを発生させる。かかるバーナ６０であれば、上述したとおり、燃料を効率的に不完全燃焼させることができるために、不完全燃焼ガス中に多量のＣＯを効率的に含ませることができる。このとき、バーナ６０から噴射される不完全燃焼ガス（λ制御用ガス）の温度は比較的高温状態であって、ＣＯの酸化が促進される温度（約６００℃）以上になっている。
次いで、発生させたλ制御用ガスを、排気通路１９中に供給させるために、流路２７を通過させる。このとき、排気浄化装置に、図５に示す熱交換部１５を備える場合には、λ制御用ガスと排気ガスとを衝突、混合させる前に、あらかじめ、排気ガス及びλ制御用ガスを熱交換させる。
より具体的には、ディーゼルエンジン等の内燃機関５１から排出される排気ガスの温度は、λ制御用ガスに比べて低温状態（約１５０〜３００℃）となっている。そこで、排気ガスを利用して、λ制御用ガスの温度が、ＣＯの酸化が促進される温度（約６００℃）以下となるように、λ制御用ガスを冷却させるとともに、λ制御用ガスの熱量を利用して、排気ガスの温度を上昇させる。
このようにすることにより、排気ガスとλ制御用ガスとが衝突、混合した際に、λ制御用ガスに含まれるＣＯが排気ガス中のＯ2と反応してＣＯ2が生成されることが防ぐことができるためである。また、λ制御用ガスの熱量を利用して、排気ガスの温度を上昇させることができるために、熱損失を小さく抑えつつ、昇温用バーナを用いて排気ガスを昇温させる際の燃料消費を少なくすることができるためである。
なお、図５に示す熱交換部１５を用いて、排気ガス及びλ制御用ガスが熱交換される原理については、上述したとおりである。
より具体的には、ディーゼルエンジン等の内燃機関５１から排出される排気ガスの温度は、λ制御用ガスに比べて低温状態（約１５０〜３００℃）となっている。そこで、排気ガスを利用して、λ制御用ガスの温度が、ＣＯの酸化が促進される温度（約６００℃）以下となるように、λ制御用ガスを冷却させるとともに、λ制御用ガスの熱量を利用して、排気ガスの温度を上昇させる。
このようにすることにより、排気ガスとλ制御用ガスとが衝突、混合した際に、λ制御用ガスに含まれるＣＯが排気ガス中のＯ2と反応してＣＯ2が生成されることが防ぐことができるためである。また、λ制御用ガスの熱量を利用して、排気ガスの温度を上昇させることができるために、熱損失を小さく抑えつつ、昇温用バーナを用いて排気ガスを昇温させる際の燃料消費を少なくすることができるためである。
なお、図５に示す熱交換部１５を用いて、排気ガス及びλ制御用ガスが熱交換される原理については、上述したとおりである。
逆に、排気ガスとλ制御用ガスとを熱交換させないで混合した場合には、λ制御用ガス供給手段１７から噴射され、排気通路１９中に供給されるまでに、λ制御用ガスの温度をＣＯの酸化が促進される温度以下まで低下させて、所定量のＣＯを含めた状態とすることができるものの、温度が低下した分、熱損失が大きくなる。例えば、上述したバーナから噴射された不完全燃焼ガスはおよそ１，２００℃程度であり、これを６００℃以下に冷却した場合には、５０％の熱量が失われてしまうこととなる。したがって、排気ガスを同程度に昇温させるために、昇温用バーナ１８を用いて排気ガスを昇温させる際の燃料消費量が多くなってしまう。
すなわち、排気ガスとλ制御用ガスとを混合させる前に、あらかじめそれらの間で熱交換させることにより、熱交換される前の状態において、排気ガスの持つエンタルピー（熱量）及びλ制御用ガスの持つエンタルピー（熱量）の合計量をできる限り減少させないで、λ制御用ガスの温度を、ＣＯの酸化が促進される温度以下とすることができる。また、昇温用バーナで多量の燃料を消費することなく排気ガスを昇温させることができる。したがって、排気浄化部材における触媒手段１１に対して、比較的多量のＣＯ及び熱量を確保した排気ガスを流入させることができるために、触媒手段１１を効率的に昇温、活性化させて、排気ガスの浄化効率を向上させることができるようになる。
すなわち、排気ガスとλ制御用ガスとを混合させる前に、あらかじめそれらの間で熱交換させることにより、熱交換される前の状態において、排気ガスの持つエンタルピー（熱量）及びλ制御用ガスの持つエンタルピー（熱量）の合計量をできる限り減少させないで、λ制御用ガスの温度を、ＣＯの酸化が促進される温度以下とすることができる。また、昇温用バーナで多量の燃料を消費することなく排気ガスを昇温させることができる。したがって、排気浄化部材における触媒手段１１に対して、比較的多量のＣＯ及び熱量を確保した排気ガスを流入させることができるために、触媒手段１１を効率的に昇温、活性化させて、排気ガスの浄化効率を向上させることができるようになる。
また、排気浄化装置が、図６（ａ）〜（ｂ）に示すλ制御用ガスの流路２７の可変手段２６を備えている場合に、供給口におけるλ制御用ガスの温度を測定し、未だＣＯの酸化が促進される温度以上にあったり、あるいは、著しく低下したりしている際には、λ制御用ガスの流路２７の長さを調整することが好ましい。
この理由は、内燃機関の運転状態によって、排気ガスの温度が変化するために、λ制御用ガスの温度にもばらつきが生じる場合があるためである。したがって、かかる流路２７の長さを変えることにより、λ制御用ガスの温度を調整して、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を、ＣＯの酸化が促進される温度以下に制御しつつ、熱量が過度に失われることがないようにすることができる。よって、多量のＣＯ及び熱量を排気ガス中に確保しつつ、触媒手段に流入させることができる。
この理由は、内燃機関の運転状態によって、排気ガスの温度が変化するために、λ制御用ガスの温度にもばらつきが生じる場合があるためである。したがって、かかる流路２７の長さを変えることにより、λ制御用ガスの温度を調整して、排気ガスと混合される時点でのλ制御用ガスの温度を、ＣＯの酸化が促進される温度以下に制御しつつ、熱量が過度に失われることがないようにすることができる。よって、多量のＣＯ及び熱量を排気ガス中に確保しつつ、触媒手段に流入させることができる。
次いで、内燃機関５１から排出され、排気通路１９中を流れてくる排気ガスを、昇温用バーナ１８を用いて昇温する。例えば、エンジンが通常運転状態にある場合、排気ガスの温度は約１５０〜３００℃であるが、昇温用バーナ１８により、排気ガスを約３００〜４００℃まで昇温させる。これにより、すでに図３を参照して説明したように、ポストインジェクションを行う場合と比較して、燃費の悪化を抑止しつつ、効率的に排気ガスの温度を昇温させることができる。
このとき、排気ガス中に含まれるＯ2を利用して燃料を燃焼させることができるだけの燃料を燃焼させることが好ましい。この理由は、還元剤等としてのＨＣは、λ制御用ガス供給手段１７から供給することができるために、昇温用バーナ１８における燃料消費量を最小限に抑えることができるためである。
このとき、排気ガス中に含まれるＯ2を利用して燃料を燃焼させることができるだけの燃料を燃焼させることが好ましい。この理由は、還元剤等としてのＨＣは、λ制御用ガス供給手段１７から供給することができるために、昇温用バーナ１８における燃料消費量を最小限に抑えることができるためである。
次いで、昇温された排気ガスに対して、λ制御用ガスを混合させて、触媒手段１１を含む排気浄化部材１３に流入させる。
このとき、上述したとおり、λ制御用ガス中に含まれるＣＯ量を減少させないで、排気ガスと混合させることができるとともに、排気ガスを十分に昇温させてあるために、触媒手段１１に対して、ＣＯと熱量とを所定量確保した状態で流入させることができる。また、λ制御用ガスの供給口２９と触媒手段１１との間にラムダセンサ２３を備えた場合には、当該ラムダセンサ２３によって測定される排気ガスのラムダ値（空燃比）を考慮して、λ制御用ガスの空燃比を制御することにより、内燃機関の運転状態や、排気ガスの温度も考慮しつつ、触媒手段１１が効率的に昇温、活性化するように、排気ガスの空燃比を制御することができる。
このとき、上述したとおり、λ制御用ガス中に含まれるＣＯ量を減少させないで、排気ガスと混合させることができるとともに、排気ガスを十分に昇温させてあるために、触媒手段１１に対して、ＣＯと熱量とを所定量確保した状態で流入させることができる。また、λ制御用ガスの供給口２９と触媒手段１１との間にラムダセンサ２３を備えた場合には、当該ラムダセンサ２３によって測定される排気ガスのラムダ値（空燃比）を考慮して、λ制御用ガスの空燃比を制御することにより、内燃機関の運転状態や、排気ガスの温度も考慮しつつ、触媒手段１１が効率的に昇温、活性化するように、排気ガスの空燃比を制御することができる。
例えば、触媒手段としてＤＯＣを備える場合には、所定量のＣＯや熱量を確保された排気ガスがＤＯＣを通過することにより、ＣＯがＤＯＣの発熱剤として働き、当該ＤＯＣを効率的に昇温、活性化させるとともに、排気ガスの温度をさらに昇温させることができる。そのため、ＤＯＣの下流側に配置されたＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼させることができるために、排気ガスの浄化を効率的に行うことができるようになる。
一方、触媒手段としてＮＳＣを備える場合には、所定量のＣＯや熱量を確保された排気ガスがＮＳＣを通過することにより、ＣＯが還元剤となって、ＮＳＣに吸着されたＮＯXは窒素に還元され、ＣＯは酸化する。そして、そのときの反応熱によって、当該ＮＳＣを効率的に昇温、活性化させる。したがって、通過する排気ガスの温度をさらに昇温させることができるため、ＮＳＣの下流側に配置されたＤＰＦに捕集されたＰＭを効率的に燃焼させて、排気ガスの浄化を効率的に行うことができる。
一方、触媒手段としてＮＳＣを備える場合には、所定量のＣＯや熱量を確保された排気ガスがＮＳＣを通過することにより、ＣＯが還元剤となって、ＮＳＣに吸着されたＮＯXは窒素に還元され、ＣＯは酸化する。そして、そのときの反応熱によって、当該ＮＳＣを効率的に昇温、活性化させる。したがって、通過する排気ガスの温度をさらに昇温させることができるため、ＮＳＣの下流側に配置されたＤＰＦに捕集されたＰＭを効率的に燃焼させて、排気ガスの浄化を効率的に行うことができる。
以下、これまで説明した排気ガスの浄化方法の一例として、触媒手段として酸化触媒（ＤＯＣ）を備えた場合と、ＮＯX吸蔵触媒（ＮＳＣ）を備えた場合とについて、図７及び図８のフローを参照しつつ説明する。
まず、ＤＯＣを備えた場合であるが、これは、下流側にＤＰＦを備え、このＤＰＦによって捕集したＰＭを、昇温用バーナ及びＤＯＣを用いて昇温された排気ガスによって燃焼して排出するための、一連の工程である。
図７に示すように、エンジンの稼動中に、ＤＰＦの状態を確認し（Ｓ１）、再生が必要となった場合には、ＤＯＣの上流側で排気ガスの温度を、温度センサ等により測定する（Ｓ２）。測定される排気ガスの温度がＤＯＣの活性化温度以上、例えば、３００℃以上を示す場合には、ＤＯＣが十分に活性化しているものと判断できるために、排気ガスを昇温させる必要がなく、Ｓ７工程へと進む。一方、排気ガスの温度が、例えば、３００℃未満を示す場合には、ＤＯＣを活性化状態とすることができないと判断されるため、排気ガスを昇温させるべく、昇温用バーナに着火する（Ｓ３）。
次いで、昇温用バーナによって昇温させられた排気ガスの、ＤＯＣの上流側での温度を再び測定する（Ｓ４）。このとき、排気ガスの温度が、未だ３００℃未満である場合には、昇温用バーナの出力を増加させる（Ｓ５）とともに、再び、Ｓ４工程に戻って、排気ガスの温度を測定する。一方、排気ガスを加熱した結果、排気ガスの温度が、例えば３００℃以上を超える場合であっても、下流側のＤＰＦを熱損傷から保護すべく、排気ガスの温度が、例えば８００℃を超える場合には、昇温用バーナの出力を減少させる（Ｓ６）。
まず、ＤＯＣを備えた場合であるが、これは、下流側にＤＰＦを備え、このＤＰＦによって捕集したＰＭを、昇温用バーナ及びＤＯＣを用いて昇温された排気ガスによって燃焼して排出するための、一連の工程である。
図７に示すように、エンジンの稼動中に、ＤＰＦの状態を確認し（Ｓ１）、再生が必要となった場合には、ＤＯＣの上流側で排気ガスの温度を、温度センサ等により測定する（Ｓ２）。測定される排気ガスの温度がＤＯＣの活性化温度以上、例えば、３００℃以上を示す場合には、ＤＯＣが十分に活性化しているものと判断できるために、排気ガスを昇温させる必要がなく、Ｓ７工程へと進む。一方、排気ガスの温度が、例えば、３００℃未満を示す場合には、ＤＯＣを活性化状態とすることができないと判断されるため、排気ガスを昇温させるべく、昇温用バーナに着火する（Ｓ３）。
次いで、昇温用バーナによって昇温させられた排気ガスの、ＤＯＣの上流側での温度を再び測定する（Ｓ４）。このとき、排気ガスの温度が、未だ３００℃未満である場合には、昇温用バーナの出力を増加させる（Ｓ５）とともに、再び、Ｓ４工程に戻って、排気ガスの温度を測定する。一方、排気ガスを加熱した結果、排気ガスの温度が、例えば３００℃以上を超える場合であっても、下流側のＤＰＦを熱損傷から保護すべく、排気ガスの温度が、例えば８００℃を超える場合には、昇温用バーナの出力を減少させる（Ｓ６）。
このように、昇温用バーナの出力を調整したりした結果、ＤＯＣの上流側における排気ガスの温度が、例えば、３００℃以上８００℃未満となった場合には、ＤＯＣの下流側であって、ＤＰＦの上流側における排気ガスの温度を測定する（Ｓ７）。測定される排気ガスの温度が、ＰＭを燃焼させるために必要な温度、例えば、６００℃以上の場合には、そのままＰＭの燃焼を継続し、ＤＰＦの再生状態を確認するとともに（Ｓ１）、ＤＰＦの再生が必要な場合には、再びＳ２工程に戻って、これまでの工程をくり返す。
一方、測定される排気ガスの温度が６００℃未満である場合には、λ制御用バーナに着火する（Ｓ８）。そして、λ制御用バーナに点火した結果、排気ガスの昇温効果が向上された酸化触媒を通過してきた排気ガスの温度を、再びＤＰＦの上流側で測定する（Ｓ９）。このとき、測定される排気ガスの温度が、未だ６００℃未満の場合には、λ制御用バーナの出力を増加させる（Ｓ１０）とともに、再び、Ｓ９工程に戻って、排気ガスの温度を測定する。一方、測定される排気ガスの温度が、例えば６００℃を超える場合であっても、ＤＰＦを熱損傷から保護すべく、排気ガスの温度が、例えば８００℃を超える場合には、λ制御用バーナの出力を減少させる（Ｓ１１）。
一方、測定される排気ガスの温度が６００℃未満である場合には、λ制御用バーナに着火する（Ｓ８）。そして、λ制御用バーナに点火した結果、排気ガスの昇温効果が向上された酸化触媒を通過してきた排気ガスの温度を、再びＤＰＦの上流側で測定する（Ｓ９）。このとき、測定される排気ガスの温度が、未だ６００℃未満の場合には、λ制御用バーナの出力を増加させる（Ｓ１０）とともに、再び、Ｓ９工程に戻って、排気ガスの温度を測定する。一方、測定される排気ガスの温度が、例えば６００℃を超える場合であっても、ＤＰＦを熱損傷から保護すべく、排気ガスの温度が、例えば８００℃を超える場合には、λ制御用バーナの出力を減少させる（Ｓ１１）。
このように、λ制御用バーナの出力を調整したりした結果、ＤＯＣの下流側であって、ＤＰＦの上流側で測定される排気ガスの温度が、例えば、６００℃以上８００℃未満となった場合には、昇温用バーナ及びλ制御用バーナの出力をそのまま維持し、ＤＰＦの再生状態を確認する（Ｓ１２）。その結果、ＤＰＦが再生され、継続してＰＭの燃焼を実施する必要が無ければ、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを消化する（Ｓ１３）一方で、ＤＰＦの再生を継続する必要がある場合には、再びＳ４工程に戻って、これまでの工程を繰り返し行う。
以上のように、ＤＯＣとＤＰＦを備えた排気浄化装置において、昇温用バーナ及びλ制御用バーナの稼動を制御することにより、排気ガス中に含まれるＰＭを効率的に除去することができる。
以上のように、ＤＯＣとＤＰＦを備えた排気浄化装置において、昇温用バーナ及びλ制御用バーナの稼動を制御することにより、排気ガス中に含まれるＰＭを効率的に除去することができる。
次に、ＮＯX吸蔵触媒（ＮＳＣ）を備えた場合であるが、これは、当該ＮＳＣによってＮＯXを吸着するとともに、排気ガス中に含まれるＣＯやＨＣを用いてＮＯXを還元除去するための、一連の工程である。
図８に示すように、エンジンの稼動中に、ＮＳＣの状態を確認し（Ｓ１）、再生が必要となった場合には、ＮＳＣの上流側で排気ガスの温度を、温度センサ等により測定する（Ｓ２）。測定される排気ガスの温度がＮＳＣの活性化温度以上を示す場合には、ＮＳＣが十分に活性化しているものと判断できるために、排気ガスを昇温させる必要がなく、Ｓ７工程へと進む。一方、排気ガスの温度が、ＮＳＣの活性化温度未満を示す場合には、ＮＳＣを活性化状態とすることができないと判断されるため、排気ガスを昇温させるべく、昇温用バーナに着火する（Ｓ３）。
次いで、昇温用バーナによって昇温させられた排気ガスの、ＮＳＣの上流側での温度を再び測定する（Ｓ４）。このとき、排気ガスの温度が、ＮＳＣの活性化温度未満である場合には、昇温用バーナの出力を増加させる（Ｓ５）とともに、再び、Ｓ４工程に戻って、排気ガスの温度を測定する。一方、排気ガスを加熱した結果、排気ガスの温度がＮＳＣの活性化温度を超える場合であっても、ＮＳＣを熱損傷から保護すべく、排気ガスの温度が、例えば６００℃を超える場合には、昇温用バーナの出力を減少させる（Ｓ６）。
図８に示すように、エンジンの稼動中に、ＮＳＣの状態を確認し（Ｓ１）、再生が必要となった場合には、ＮＳＣの上流側で排気ガスの温度を、温度センサ等により測定する（Ｓ２）。測定される排気ガスの温度がＮＳＣの活性化温度以上を示す場合には、ＮＳＣが十分に活性化しているものと判断できるために、排気ガスを昇温させる必要がなく、Ｓ７工程へと進む。一方、排気ガスの温度が、ＮＳＣの活性化温度未満を示す場合には、ＮＳＣを活性化状態とすることができないと判断されるため、排気ガスを昇温させるべく、昇温用バーナに着火する（Ｓ３）。
次いで、昇温用バーナによって昇温させられた排気ガスの、ＮＳＣの上流側での温度を再び測定する（Ｓ４）。このとき、排気ガスの温度が、ＮＳＣの活性化温度未満である場合には、昇温用バーナの出力を増加させる（Ｓ５）とともに、再び、Ｓ４工程に戻って、排気ガスの温度を測定する。一方、排気ガスを加熱した結果、排気ガスの温度がＮＳＣの活性化温度を超える場合であっても、ＮＳＣを熱損傷から保護すべく、排気ガスの温度が、例えば６００℃を超える場合には、昇温用バーナの出力を減少させる（Ｓ６）。
このように、昇温用バーナの出力を調整したりした結果、ＮＳＣの上流側における排気ガスの温度が、例えば、ＮＳＣの活性化温度以上６００℃未満となった場合には、ＮＳＣの上流側における排気ガスのラムダ値を、ラムダセンサ等により測定する（Ｓ７）。測定されるラムダ値が、ＮＳＣにおけるＮＯXの還元速度を速めるような燃料リッチ状態を示す場合、例えば、ラムダ値が０．９５未満を示す場合には、そのままＮＯXの還元を継続し、ＮＳＣの再生状態を確認するとともに（Ｓ１）、ＮＳＣの再生が必要な場合には、再びＳ２工程に戻って、これまでの工程をくり返す。
一方、測定されるラムダ値が、例えば０．９５以上を示す場合には、λ制御用バーナに着火する（Ｓ８）。そして、λ制御用バーナに点火した結果、さらに昇温させられた排気ガスの温度を再び測定（Ｓ９）し、排気ガスの温度が、例えば６００℃を超える場合には、λ制御用バーナの出力を減少させる（Ｓ１０）。一方、排気ガスの温度が、例えば６００℃未満である場合には、ＣＯやＨＣの含有量が増加した排気ガスのラムダ値を、再びＮＳＣの上流側で測定する（Ｓ１１）。このとき、測定される排気ガスのラムダ値が、未だ０．９５以上を示す場合には、λ制御用バーナの出力を増加させる（Ｓ１２）とともに、再び、排気ガスの温度の測定、及びラムダ値の測定を繰り返し行う。
一方、測定されるラムダ値が、例えば０．９５以上を示す場合には、λ制御用バーナに着火する（Ｓ８）。そして、λ制御用バーナに点火した結果、さらに昇温させられた排気ガスの温度を再び測定（Ｓ９）し、排気ガスの温度が、例えば６００℃を超える場合には、λ制御用バーナの出力を減少させる（Ｓ１０）。一方、排気ガスの温度が、例えば６００℃未満である場合には、ＣＯやＨＣの含有量が増加した排気ガスのラムダ値を、再びＮＳＣの上流側で測定する（Ｓ１１）。このとき、測定される排気ガスのラムダ値が、未だ０．９５以上を示す場合には、λ制御用バーナの出力を増加させる（Ｓ１２）とともに、再び、排気ガスの温度の測定、及びラムダ値の測定を繰り返し行う。
このように、λ制御用バーナの出力を調整したりした結果、ＮＳＣの内部の温度が、例えば６００℃未満となった場合であって、ＮＳＣの上流側で測定される排気ガスのラムダ値が、例えば０．９５未満となった場合には、昇温用バーナ及びλ制御用バーナの出力をそのまま維持し、ＮＳＣの再生状態を確認する（Ｓ１３）。その結果、ＮＳＣの再生を継続する必要が無ければ、昇温用バーナ及びλ制御用バーナを消化する（Ｓ１４）一方で、ＮＳＣの再生を継続する必要がある場合には、再びＳ４工程に戻って、これまでの工程を繰り返し行う。
以上のように、ＮＳＣを備えた排気浄化装置において、昇温用バーナ及びλ制御用バーナの稼動を制御することにより、排気ガス中に含まれるＮＯXを効率的に還元除去することができる。
以上のように、ＮＳＣを備えた排気浄化装置において、昇温用バーナ及びλ制御用バーナの稼動を制御することにより、排気ガス中に含まれるＮＯXを効率的に還元除去することができる。
以上のように、本発明の排気ガスの浄化方法によれば、内燃機関があらゆる運転状態にある場合であっても、排気浄化部材における触媒手段に流入させる排気ガス中に所定量のＣＯ及び熱量を確保することができる。したがって、排気浄化部材における触媒手段を効率的に昇温、活性化させて、排気ガスを効率的に浄化することができるようになる。
１０：排気浄化装置
１１：触媒手段
１３：排気浄化部材（ＤＰＦ）
１５：熱交換手段（熱交換部）
１７：λ制御用ガス供給手段
１８：昇温用バーナ
１９：排気通路
２３：ラムダセンサ
２６：流路長可変手段（テレスコピックパイプ）
２７：λ制御用ガスの流路
２８：屈曲部
２９・３０：供給口
５１：内燃機関
６０：バーナ（λ制御用ガス供給手段）
１１：触媒手段
１３：排気浄化部材（ＤＰＦ）
１５：熱交換手段（熱交換部）
１７：λ制御用ガス供給手段
１８：昇温用バーナ
１９：排気通路
２３：ラムダセンサ
２６：流路長可変手段（テレスコピックパイプ）
２７：λ制御用ガスの流路
２８：屈曲部
２９・３０：供給口
５１：内燃機関
６０：バーナ（λ制御用ガス供給手段）
Claims (7)
- 内燃機関の排気通路中に配置され、触媒手段を含む排気浄化部材を備えた排気浄化装置であって、
前記排気ガスの温度を昇温させるための昇温用バーナと、
前記排気浄化部材に流入する排気ガスの空燃比を制御するためのλ制御用ガス供給手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化装置。 - 前記昇温用バーナが、前記排気通路における前記λ制御用ガス供給手段の供給口の上流側に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
- 前記排気ガス及び前記λ制御用ガスを熱交換させるための熱交換手段として、前記排気通路と、当該排気通路と直交する方向に配置された前記λ制御用ガスの流路と、を互いに接するように配置した熱交換部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
- 前記λ制御用ガス供給手段の噴射口と、前記排気通路における前記λ制御用ガス供給手段の供給口と、の間の距離を可変とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
- 前記λ制御用ガス供給手段は、燃料を供給するためのインジェクタと、前記燃料に空気を混合するための第１の空気導入管と、供給された前記燃料を加熱して蒸発させるための燃料蒸発装置と、気化した前記燃料を拡散噴射させるためのオリフィスと、前記燃料の燃焼を補助するための空気を取り入れる第２の空気導入管と、噴射された前記燃料に着火して燃焼ガスとするための燃料点火装置と、を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化装置。
- 前記λ制御用ガスの供給口と、前記排気浄化部材と、の間に、前記排気ガスの空燃比を測定するためのラムダセンサを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関から排出される排気ガスを、触媒手段を含む排気浄化部材を用いて浄化する排気ガスの浄化方法であって、
前記排気ガスを、昇温用バーナを用いて昇温させるとともに、
昇温された前記排気ガスと、λ制御用ガス供給手段によって発生させたλ制御用ガスと、を混合させて、前記排気浄化部材に流入させることを特徴とする排気ガスの浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005055288A JP2006242009A (ja) | 2005-03-01 | 2005-03-01 | 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005055288A JP2006242009A (ja) | 2005-03-01 | 2005-03-01 | 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006242009A true JP2006242009A (ja) | 2006-09-14 |
Family
ID=37048677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005055288A Withdrawn JP2006242009A (ja) | 2005-03-01 | 2005-03-01 | 排気浄化装置及び排気ガスの浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006242009A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053957A1 (fr) * | 2006-11-01 | 2008-05-08 | Miura Co., Ltd. | Système pour diminuer une substance nocive |
| JP2010043564A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| EP3144511A1 (en) | 2015-09-02 | 2017-03-22 | Bosch Corporation | Air-fuel ratio control method and exhaust gas purification device |
| FR3078996A1 (fr) * | 2018-03-13 | 2019-09-20 | Psa Automobiles Sa | Procede d’obtention d’une temperature de fonctionnement minimale d’un element de depollution dans une ligne d’echappement de vehicule automobile |
-
2005
- 2005-03-01 JP JP2005055288A patent/JP2006242009A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053957A1 (fr) * | 2006-11-01 | 2008-05-08 | Miura Co., Ltd. | Système pour diminuer une substance nocive |
| JP2010043564A (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| EP3144511A1 (en) | 2015-09-02 | 2017-03-22 | Bosch Corporation | Air-fuel ratio control method and exhaust gas purification device |
| FR3078996A1 (fr) * | 2018-03-13 | 2019-09-20 | Psa Automobiles Sa | Procede d’obtention d’une temperature de fonctionnement minimale d’un element de depollution dans une ligne d’echappement de vehicule automobile |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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