柴油機(jī)排氣處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠防止可燃性氣體生成催化劑受到熱損傷且能夠提高可燃性氣體的生成效率的柴油機(jī)排氣處理裝置。為解決該問(wèn)題，在通過(guò)排氣（6）中的氧來(lái)燃燒可燃性氣體（2），借助該燃燒熱使排氣（6）升溫，從而能夠借助排氣（6）的熱來(lái)燃燒去除DPF中積存的PM的柴油機(jī)排氣處理裝置中，使開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器（67）進(jìn)入催化劑入口部（75），在該加熱器（67）周?chē)馓滓后w燃料保持件（71），在液體燃料保持件（71）的下表面設(shè)置導(dǎo)板（73），以使在液體燃料保持件（71）內(nèi)部下降的空燃混合物（27）沿著導(dǎo)板（73）的上表面流向?qū)О澹?3）的周?chē)?br> 【專利說(shuō)明】柴油機(jī)排氣處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)排氣處理裝置，詳細(xì)而言，是關(guān)于能夠防止可燃性氣體生成催化劑受到熱損傷且能夠提高可燃性氣體的生成效率的柴油機(jī)排氣處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，作為柴油機(jī)排氣處理裝置，在可燃性氣體生成器設(shè)有可燃性氣體生成催化劑室，該可燃性氣體生成催化劑室容納可燃性氣體生成催化劑，在可燃性氣體生成器的上部形成有空燃混合室，向該空燃混合室供給空氣和液體燃料，由此在空燃混合室中形成空氣與液體燃料的空燃混合物，從空燃混合室的下端部向可燃性氣體生成催化劑的上部中心的催化劑入口部供給該空燃混合物，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑生成可燃性氣體，使該可燃性氣體從可燃性氣體生成催化劑的下端部的催化劑出口部流出，在DPF的上游從可燃性氣體排出口向排氣通路排出該可燃性氣體，并且通過(guò)排氣中的氧來(lái)使該可燃性氣體燃燒，借助該燃燒熱使排氣升溫，從而能夠借助排氣的熱來(lái)燃燒去除DPF中積存的PM(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]這種排氣處理裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn):即使排氣溫度低，也能夠通過(guò)可燃性氣體使排氣升溫，來(lái)燃燒去除DPF中積存的PM，從而能夠再生DPF而進(jìn)行再利用。
[0004]然而，在該現(xiàn)有技術(shù)中，開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器進(jìn)入催化劑入口部，在該加熱器的周?chē)馓子幸后w燃料保持件時(shí)，液體燃料保持件的下表面與可燃性氣體生成催化劑接觸，因此具有問(wèn)題。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011 — 214439號(hào)公報(bào)(參照?qǐng)D2)
[0006]問(wèn)題:可燃性氣體生成催化劑有可能會(huì)受到熱損傷。
[0007]由于液體燃料保持件的下表面與可燃性氣體生成催化劑接觸，因此經(jīng)由液體燃料保持件內(nèi)部下降的空燃混合物從液體燃料保持件的下表面集中地流向正下方的可燃性氣體生成催化劑的中心部，從而氣體生成催化劑的中心部借助催化劑反應(yīng)熱而變得過(guò)熱，有可能使可燃性氣體生成催化劑受到熱損傷。
[0008]問(wèn)題:可燃性氣體的生成效率低。
[0009]由于液體燃料保持件的下表面與可燃性氣體生成催化劑接觸，因此，經(jīng)由液體燃料保持件內(nèi)部下降的空燃混合物從液體燃料保持件的下表面集中地流向正下方的可燃性氣體生成催化劑的中心部，從而空燃混合物難以供給至可燃性氣體生成催化劑的外周側(cè)的大容積部分，所以該大容積部分無(wú)法充分應(yīng)用于生成可燃性氣體，從而可燃性氣體的生成效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的課題在于，能夠防止可燃性氣體生成催化劑受到熱損傷且能夠提高可燃性氣體的生成效率的柴油機(jī)排氣處理裝置。
[0011]第一技術(shù)方方案的發(fā)明如下。[0012]如圖1A所示的例子，一種柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于，在可燃性氣體生成器I設(shè)有可燃性氣體生成催化劑室21，該可燃性氣體生成催化劑室21容納有可燃性氣體生成催化劑22，在可燃性氣體生成器I的上部形成有空燃混合室24，向該空燃混合室24供給空氣25和液體燃料26，由此在空燃混合室24中形成空氣25與圖3示出的液體燃料26的空燃混合物27，從空燃混合室24的下端部向可燃性氣體生成催化劑22的上部中心的催化劑入口部75供給該空燃混合物27，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22生成可燃性氣體2，使該可燃性氣體2從可燃性氣體生成催化劑22的下端部的催化劑出口部76流出，如圖3所示的例子，在柴油顆粒物過(guò)濾器7的上游從可燃性氣體排出口 3向排氣通路4排出該可燃性氣體2，通過(guò)排氣6中的氧使該可燃性氣體2燃燒，借助該燃燒熱使排氣6升溫，從而能夠借助排氣6的熱來(lái)燃燒去除柴油顆粒物過(guò)濾器7中積存的顆粒狀物質(zhì)，如圖1A所示的例子，在開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器67進(jìn)入催化劑入口部75中，在該加熱器67的周?chē)馓子幸后w燃料保持件71，在液體燃料保持件71的下表面設(shè)有導(dǎo)板73，以使經(jīng)由液體燃料保持件71內(nèi)部下降的空燃混合物27沿著導(dǎo)板73的上表面流向?qū)О?3的周?chē)?br> [0013]發(fā)明的效果
[0014]第一技術(shù)方案的發(fā)明為一種柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于，在可燃性氣體生成器I設(shè)有可燃性氣體生成催化劑室21，該可燃性氣體生成催化劑室21容納有可燃性氣體生成催化劑22，在可燃性氣體生成器I的上部形成有空燃混合室24，向該空燃混合室24供給空氣25和液體燃料26，由此在空燃混合室24中形成空氣25與圖3示出的液體燃料26的空燃混合物27，從空燃混合室24的下端部向可燃性氣體生成催化劑22的上部中心的催化劑入口部75供給該空燃混合物27，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22生成可燃性氣體2，使該可燃性氣體2從可燃性氣體生成催化劑22的下端部的催化劑出口部76流出，如圖3所示的例子，在柴油顆粒物過(guò)濾器7的上游從可燃性氣體排出口 3向排氣通路4排出該可燃性氣體2，并且通過(guò)排氣6中的氧使該可燃性氣體2燃燒，借助該燃燒熱使排氣6升溫，從而能夠借助排氣6的熱來(lái)燃燒去除柴油顆粒物過(guò)濾器7中積存的顆粒狀物質(zhì)，如圖1A所示的例子，開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器67進(jìn)入催化劑入口部75中，在該加熱器67的周?chē)馓子幸后w燃料保持件71，在液體燃料保持件71的下表面設(shè)有導(dǎo)板73，以使經(jīng)由液體燃料保持件71內(nèi)部下降的空燃混合物27沿著導(dǎo)板73的上表面流向?qū)О?3的周?chē)?br> [0015]第一技術(shù)方案的發(fā)明具有如下效果。
[0016]效果:能夠防止可燃性氣體生成催化劑受到熱損傷。
[0017]如圖1A所示的例子，由于在液體燃料保持件71的下表面設(shè)有導(dǎo)板73，以使經(jīng)由液體燃料保持件71內(nèi)部下降的空燃混合物27沿著導(dǎo)板73的上表面流向?qū)О?3的周?chē)纱丝杖蓟旌衔?7較廣地分散在導(dǎo)板73的周?chē)?，從而難以產(chǎn)生因催化劑反應(yīng)熱集中所引起的過(guò)熱現(xiàn)象，進(jìn)而能夠防止可燃性氣體生成催化劑22受到熱損傷。
[0018]效果:能夠提高可燃性氣體的生成效率。
[0019]如圖1A所示的例子，由于在液體燃料保持件71的下表面設(shè)有導(dǎo)板73，以使經(jīng)由液體燃料保持件71內(nèi)部下降的空燃混合物27沿著導(dǎo)板73的上表面流向?qū)О?3的周?chē)?，因此能夠使空燃混合?7順暢地供給于可燃性氣體生成催化劑22的外周側(cè)的大容積部分，從而該大容積部分能夠充分地應(yīng)用于生成可燃性氣體2，進(jìn)而能夠提高可燃性氣體2的生成效率。[0020]效果:能夠順利地開(kāi)始生產(chǎn)可燃性氣體。
[0021]如圖1A所示的例子，開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器67進(jìn)入催化劑入口部75，在該加熱器67的周?chē)馓子幸后w燃料保持件71，因此，加熱器67產(chǎn)生的熱集中地傳遞至被液體燃料保持件71暫時(shí)保持的液體燃料26，從而提前提高液體燃料26的溫度，能夠順利地開(kāi)始利用可燃性氣體生成催化劑22生成可燃性氣體2。
[0022]第二技術(shù)方案的發(fā)明，在第一技術(shù)方案的柴油機(jī)排氣處理裝置中，空氣供給單元18、液體燃料供給單元19與空燃混合室24連通，催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a插進(jìn)可燃性氣體生成催化劑22，催化劑溫度檢測(cè)單元20經(jīng)由控制單元11實(shí)現(xiàn)與空氣供給單元18及液體燃料供給單元19的協(xié)調(diào)，基于催化劑溫度檢測(cè)單元20檢測(cè)出的可燃性氣體生成催化劑22的溫度，控制單元11調(diào)節(jié)空氣供給單元18與液體燃料供給單元19向空燃混合室24供給的空氣25與液體燃料26的供給量，來(lái)調(diào)節(jié)可燃性氣體生成催化劑22的溫度，在導(dǎo)板73的正下方配置催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a。
[0023]第二技術(shù)方案的發(fā)明在第一技術(shù)方案的發(fā)明效果的基礎(chǔ)上，還具有如下效果。
[0024]效果:能夠正確地進(jìn)行利用催化劑溫度檢測(cè)單元的可燃性氣體生成催化劑的溫度檢測(cè)。
[0025]如圖1A所示的例子，在導(dǎo)板73的正下方配置有催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a,因此催化劑溫度檢測(cè)單元20位于可燃性氣體生成催化劑22的被外周側(cè)的大容積部分包圍的中心部，所以能夠正確地進(jìn)行利用催化劑溫度檢測(cè)單元20的可燃性氣體生成催化劑22的溫度檢測(cè)。
[0026]第三技術(shù)方案的發(fā)明，在第二技術(shù)方案的柴油機(jī)排氣處理裝置中，可燃性氣體生成催化劑22是在催化劑載體39、39上載置有催化劑成分而成的，催化劑載體39、39由被分割面40分成兩部分的兩個(gè)部件構(gòu)成，該分割面40是沿著可燃性氣體生成催化劑22的中心軸線22c的垂直面，在構(gòu)成催化劑載體39、39的兩個(gè)部件之間夾持并固定有液體燃料保持件71與導(dǎo)板73。
[0027]第三技術(shù)方案的發(fā)明在第二技術(shù)方案的發(fā)明效果的基礎(chǔ)上，還具有如下效果。
[0028]效果:能夠使催化劑成分容易浸潰到催化劑載體內(nèi)部。
[0029]如圖1A、圖2B所示的例子，可燃性氣體生成催化劑22是在催化劑載體39、39上載置有催化劑成分而形成的，催化劑載體39、39由被分割面40分成兩部分的兩個(gè)部件構(gòu)成，該分割面40是沿著可燃性氣體生成催化劑22的中心軸線22c的垂直面，因此與一個(gè)部件構(gòu)成的情況相比，催化劑載體39、39的表面積擴(kuò)大了分割面40的表面積的大小，從而能夠使催化劑成分容易浸潰到催化劑載體39、39的內(nèi)部。
[0030]效果:能夠?qū)⒁后w燃料保持件和導(dǎo)板容易地安裝在可燃性氣體生成催化劑內(nèi)。
[0031]如圖1A所示的例子，在構(gòu)成催化劑載體39、39的兩個(gè)部件之間夾持并固定液體燃料保持件71和導(dǎo)板73，因此能夠?qū)⒁后w燃料保持件71與導(dǎo)板73容易地安裝在可燃性氣體生成催化劑22內(nèi)。
[0032]第四技術(shù)方案的發(fā)明，在第三技術(shù)方案的柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于，在可燃性氣體生成催化劑22以貫通狀設(shè)有用于插入催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a的插入孔77，通過(guò)使該插入孔77的中心軸線77a與可燃性氣體生成催化劑22的中心軸線22c垂直相交且沿著與分割面40平行的方向延伸，來(lái)使由兩個(gè)部件構(gòu)成的催化劑載體39、39形成為相同形狀。
[0033]第四技術(shù)方案的發(fā)明在第三技術(shù)方案的發(fā)明效果的基礎(chǔ)上，還具有如下效果。
[0034]效果:能夠降低可燃性氣體生成催化劑的制造成本。
[0035]如圖2B所示的例子，由兩個(gè)部件構(gòu)成的催化劑載體39、39形成為相同形狀，因此能夠使用由相同成形模成形的相同形狀的兩個(gè)部件來(lái)構(gòu)成催化劑載體39、39，所以能夠降低可燃性氣體生成催化劑22的制造成本。
[0036]第五技術(shù)方案的發(fā)明，在第一技術(shù)方案至第四技術(shù)方案中的任一技術(shù)方案的柴油機(jī)排氣處理裝置中，在可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a與可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a之間設(shè)有絕熱件74，而在上述的內(nèi)周面21a與外周面22a中的各上端緣部21b,22b之間不設(shè)置絕熱件74，使各上端緣部21b、22b之間相貼緊，以使催化劑反應(yīng)熱從可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b向可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a的上端緣部21b擴(kuò)散。
[0037]第五技術(shù)方案的發(fā)明在第一技術(shù)方案至第四技術(shù)方案中的任一技術(shù)方案的發(fā)明效果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步具有如下效果。
[0038]效果:能夠防止可燃性氣體生成催化劑的熱損傷。
[0039]如圖2A所示的例子，在可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a與可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a之間設(shè)有絕熱件74，在這些內(nèi)周面21a與外周面22a中的各上端緣部21b、22b之間不設(shè)置絕熱件74，使各上端緣部21b、22b之間貼緊，以使催化劑反應(yīng)熱從可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b向可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a的上端緣部21b擴(kuò)散，因此，在可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b附近產(chǎn)生的過(guò)多催化劑反應(yīng)熱，向可燃性氣體生成催化劑室21的室壁擴(kuò)散，從而能夠抑制可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b附近過(guò)熱，防止可燃性氣體生成催化劑22受到熱損傷。
[0040]效果:能夠提高可燃性氣體的生成效率。
[0041]如圖2A所示的例子，在可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a與可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a之間設(shè)有絕熱件74，因此，可燃性氣體生成催化劑22的催化劑反應(yīng)熱難以從可燃性氣體生成催化劑22的除了外周面22a的上端緣部22b以外的部位，向可燃性氣體生成催化劑室21的室壁擴(kuò)散，所以能夠維持可燃性氣體生成催化劑22的活性溫度，提高可燃性氣體2的生成效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1A?IC是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的柴油機(jī)排氣處理裝置的圖，圖1A是可燃性氣體生成器與其周?chē)考目v剖視圖，圖1B是圖1A的B — B線剖視圖，圖1C是可燃性氣體噴嘴的變形例的縱剖視圖。
[0043]圖2A是圖1A的IIA部分的放大圖，圖2B是圖1A的IIB — IIB線剖視圖。
[0044]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的柴油機(jī)排氣處理裝置的示意圖。
[0045]圖4A是將圖1A?IC的排氣處理裝置中使用的雙層墊片載置在蓋體載置面的俯視圖，圖4B是圖1A的IVB部分的放大圖。
[0046]圖5A是圖4A的縮小圖，圖5B是具有液體燃料出口的下側(cè)墊片的俯視圖，圖5C是具有空氣出口的上側(cè)墊片的俯視圖。
[0047]圖6是利用圖1A~IC的排氣處理裝置使DPF再生的流程圖。
[0048]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0049]I可燃性氣體生成器
[0050]2可燃性氣體
[0051]3可燃性氣體排出口
[0052]4排氣通路
[0053]6排氣
[0054]7DPF
[0055]11控制單元
[0056]18空氣供給單元
[0057]19液體燃料供給單元
[0058]20催化劑溫度檢測(cè)單元
[0059]20a溫度檢測(cè)部
[0060]21可燃性氣體生成催化劑室
`[0061]22可燃性氣體生成催化劑
[0062]22c中心軸線
[0063]24空燃混合室
[0064]25空氣
[0065]26液體燃料
[0066]27空燃混合物
[0067]39催化劑載體
[0068]40分割面
[0069]67加熱器
[0070]71液體燃料保持件
[0071]73導(dǎo)板
[0072]75催化劑入口部
[0073]76催化劑出口部
[0074]77插入孔
[0075]77a中心軸線
【具體實(shí)施方式】
[0076]圖1A~圖6是說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的柴油機(jī)排氣處理裝置的圖。
[0077]該排氣處理裝置的概略如下。
[0078]如圖1A所示，在可燃性氣體生成器I設(shè)有可燃性氣體生成催化劑室21，該可燃性氣體生成催化劑室21容納可燃性氣體生成催化劑22，在可燃性氣體生成器I的上部形成有空燃混合室24，向該空燃混合室24供給空氣25和液體燃料26，由此在空燃混合室24中形成空氣25與圖3所示液體燃料26的空燃混合物27，從空燃混合室24的下端部向可燃性氣體生成催化劑22的上部中心的催化劑入口部75供給該空燃混合物27，來(lái)通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22生成可燃性氣體2，使該可燃性氣體2從可燃性氣體生成催化劑22的下端部的催化劑出口部76流出。
[0079]可燃性氣體生成催化劑22是氧化催化劑。液體燃料26使用作為柴油機(jī)燃料的輕油。可燃性氣體2是空氣25、液體燃料26以及液體燃料26的熱分解成分的混合物，液體燃料26的一部分被可燃性氣體生成催化劑22氧化，剩余的液體燃料26借助該氧化熱被氣化，或者可能被熱分解。催化劑出口部76位于可燃性氣體生成催化劑22的下端中央部。
[0080]如圖3所示，在DPF7的上游從可燃性氣體排出口 3向排氣通路4排出該可燃性氣體2，通過(guò)排氣6中的氧來(lái)使該可燃性氣體2燃燒，借助該燃燒熱使排氣6升溫，從而能夠借助排氣6的熱來(lái)燃燒去除DPF7中積存的PM。
[0081]因此，即使排氣6的溫度低，也能夠通過(guò)可燃性氣體2使排氣6升溫，來(lái)燃燒去除DPF7中積存的PM，從而能夠使DPF7再生而進(jìn)行再利用。
[0082]在DPF7的上游配置有燃燒催化劑5，通過(guò)燃燒催化劑5，使可燃性氣體2借助排氣6中的氧催化燃燒。燃燒催化劑5是D0C。
[0083]DPF 是柴油顆粒物過(guò)濾器(Diesel particulate filters)的簡(jiǎn)稱。PM(PollutionMinimum)是顆粒狀物質(zhì)的簡(jiǎn)稱，DOC (Diesel oxidation catalyst)是柴油氧化催化劑的簡(jiǎn)稱。
[0084]如圖2A所示，可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a與可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a之間設(shè)有絕熱件74，此時(shí)在內(nèi)周面21a與外周面22a中的各自的上端緣部21b、22b之間不設(shè)置絕熱件74，使各上端緣部21b、22b之間相貼緊，以使催化劑反應(yīng)熱從可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b向可燃性氣體生成催化劑室21的內(nèi)周面21a的上端緣部21b擴(kuò)散。
[0085]由此，在可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b附近產(chǎn)生的過(guò)多催化劑反應(yīng)熱向可燃性氣體生成催化劑室21的室壁擴(kuò)散，從而能夠抑制可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b附近過(guò)熱，防止可燃性氣體生成催化劑22受到熱損傷。
[0086]另外，可燃性氣體生成催化劑22的催化劑反應(yīng)熱難以從可燃性氣體生成催化劑22的外周面22a的上端緣部22b以外的部位向可燃性氣體生成催化劑室21的室壁擴(kuò)散，因此能夠維持可燃性氣體生成催化劑22的活性，提高可燃性氣體2的生成效率。
[0087]在可燃性氣體生成催化劑室21的頂部面21c與可燃性氣體生成催化劑22的上表面22d之間也設(shè)有絕熱件78。各絕熱件74、78是鋁纖維墊(mat)，兼作為緩沖(cushion)件。
[0088]如圖1A所示，開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器67進(jìn)入催化劑入口部75中，在該加熱器67的周?chē)馓滓后w燃料保持件71，在液體燃料保持件71的下表面設(shè)有導(dǎo)板73，以使經(jīng)由液體燃料保持件71內(nèi)部下降的空燃混合物27沿著導(dǎo)板73的上表面流向?qū)О?3的周?chē)?br> [0089]加熱器67是電熱塞(glow plug)。
[0090]液體燃料保持件71是鋁纖維墊，在其表面載置有銠催化劑成分。該液體燃料保持件71與可燃性氣體生成催化劑22相比，液體燃料的保持性高。
[0091]導(dǎo)板73由不銹鋼平板構(gòu)成。[0092]如圖3所示，空氣供給單元18、液體燃料供給單元19與空燃混合室24連通，催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a插進(jìn)可燃性氣體生成催化劑22，催化劑溫度檢測(cè)單元20經(jīng)由控制單元11實(shí)現(xiàn)與空氣供給單元18及液體燃料供給單元19的協(xié)調(diào)，基于催化劑溫度檢測(cè)單元20檢測(cè)出的可燃性氣體生成催化劑22的溫度，控制單元11調(diào)節(jié)空氣供給單元18與液體燃料供給單元19向空燃混合室24供給的空氣25與液體燃料26的供給量，來(lái)調(diào)節(jié)可燃性氣體生成催化劑22的溫度，如圖1A所示，在導(dǎo)板73的正下方配置有催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a。
[0093]催化劑溫度檢測(cè)單元20是熱敏電阻。
[0094]如圖1A、圖2B所示，可燃性氣體生成催化劑22是在催化劑載體39、39上載置有催化劑成分而成的，催化劑載體39、39由被分割面40分成兩部分的兩個(gè)部件構(gòu)成，該分割面40是沿著可燃性氣體生成催化劑22的中心軸線22c的垂直面，如圖1A所示，在構(gòu)成催化劑載體39、39的兩個(gè)部件之間夾持并固定有液體燃料保持件71與導(dǎo)板73。
[0095]催化劑載體39、39由鐵鉻絲織成并呈半圓錐臺(tái)形狀，在該催化劑載體39、39上載置有銠催化劑成分。
[0096]如圖2B所示，在可燃性氣體生成催化劑22以貫通狀設(shè)有用于插入催化劑溫度檢測(cè)單元20的溫度檢測(cè)部20a的插入孔77，該插入孔77的中心軸線77a與可燃性氣體生成催化劑22的中心軸線22c垂直相交且沿著與分割面40平行的方向延伸，由此，由兩個(gè)部件構(gòu)成的催化劑載體39、39形成為相同形狀。
[0097]如圖1A所示，可燃性氣體生成催化劑室21與可燃性氣體生成催化劑22呈越向下越窄的形狀，在可燃性氣體生成催化劑室21嵌入有可燃性氣體生成催化劑22。
[0098]由此，能夠使可燃性氣體生成催化劑22的靠下部分的徑向截面積較小，傾斜時(shí)，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22的靠下部分的液體燃料26以無(wú)偏差的方式通過(guò)中心部和離中心部近的外周部，從而能夠更正由催化劑反應(yīng)熱引起的可燃性氣體生成催化劑22的溫度分布不均現(xiàn)象，進(jìn)而能夠抑制可燃性氣體生成催化劑22的熱損傷。
[0099]如圖3所示，在燃燒催化劑5的上游，可燃性氣體供給通路8與排氣通路4連通，在該可燃性氣體供給通路8上設(shè)有二次空氣供給單元9和點(diǎn)火單元10，該二次空氣供給單元9、點(diǎn)火單元10實(shí)現(xiàn)與控制單元11的協(xié)調(diào)。點(diǎn)火單元10是電熱塞。圖中的附圖標(biāo)記72是在板材上形成有多個(gè)孔的火焰保持網(wǎng)，抑制排氣6使燃燒火焰熄滅。
[0100]如圖3所示，當(dāng)排氣溫度比規(guī)定溫度低時(shí)，控制單元11控制二次空氣供給單元9使其向可燃性氣體2供給二次空氣12，并控制點(diǎn)火單元10使其點(diǎn)燃可燃性氣體2，從而有焰燃燒可燃性氣體2，進(jìn)而借助該有焰燃燒的熱使排氣通路4中的排氣6升溫。
[0101]由此，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后或輕負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等，本來(lái)的排氣溫度未達(dá)到燃燒催化劑5的活化溫度的情況下，也可借助可燃性氣體2的有焰燃燒所產(chǎn)生的熱，來(lái)使排氣6的溫度升溫，從而能夠使排氣溫度達(dá)到燃燒催化劑5的活化溫度，由此即使在發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后或輕負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也能夠燃燒積存在DPF7中的PM，或者能夠活化排氣凈化催化劑。
[0102]如圖1A所示，排氣通路4與可燃性氣體供給通路8并列設(shè)置，在可燃性氣體供給通路8的下游側(cè)，在排氣通路4與可燃性氣體供給通路8的邊界處形成有散熱口 13，排氣通路4通過(guò)該散熱口 13與可燃性氣體供給通路8連通，配置在可燃性氣體供給通路8的下游側(cè)的點(diǎn)火單元10面對(duì)該散熱口 13。[0103]由此，排氣通路4的排氣6的流動(dòng)不會(huì)受到可燃性氣體供給通路8、點(diǎn)火單元10的阻礙，排氣壓也不會(huì)上升。另外，借助可燃性氣體2的燃燒火焰，使排氣6直接升溫，從而排氣6的升溫效率高。
[0104]如圖1A所示，在排氣通路4的下側(cè)并列設(shè)有可燃性氣體供給通路8，排氣通路4的周面下側(cè)形成有散熱口 13。由此，可燃性氣體2的燃燒火焰的熱氣浮向排氣通路4，提高排氣通路4中排氣6的溫度，排氣6的升溫效率進(jìn)一步提高。
[0105]如圖1A、圖1B所示，在點(diǎn)火單元10的上游，沿可燃性氣體供給通路8形成有用于混合可燃性氣體2與二次空氣12的混合室14，在該混合室14設(shè)有可燃性氣體噴嘴15和空氣供給管16，可燃性氣體噴嘴15以沿著混合室14的形成方向的方向配置在混合室14的中心部，在該可燃性氣體噴嘴15的周面上形成有多個(gè)可燃性氣體出口 17，空氣供給管16以沿著混合室14的內(nèi)周面的周向的方向，配置在混合室14的內(nèi)周面部，從空氣供給管16供給的二次空氣12在可燃性氣體噴嘴15的周?chē)鼗旌鲜?4的內(nèi)周面回旋。
[0106]使該回旋的二次空氣12與從可燃性氣體出口 17朝向混合室14的徑向供給的可燃性氣體2混合。由此，可燃性氣體2與空氣12的混合性良好，從而通過(guò)點(diǎn)燃可燃性氣體2得到高的散熱量。
[0107]此外，如圖1C所示，使噴嘴蓋15a蓋住可燃性氣體噴嘴15，在該噴嘴蓋15a的周壁上也沿著周向形成有可燃性氣體出口 17，從而可以將從可燃性氣體噴嘴15流入噴嘴蓋15a內(nèi)的可燃性氣體2，從噴嘴蓋15a的可燃性氣體出口 17朝向混合室14的徑向供給。
[0108]如圖3所示，在向可燃性氣體生成器I供給液體燃料26與空氣25，并通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22生成可燃性氣體2時(shí)，如果可燃性氣體生成催化劑22的溫度比規(guī)定溫度低，則控制單元11控制空氣供給單元9使其向可燃性氣體2供給二次空氣12，并且控制點(diǎn)火單元10使其點(diǎn)燃可燃性氣體2，從而有焰燃燒可燃性氣體2，進(jìn)而借助該有焰燃燒的熱使從可燃性氣體生成器I中流出的液體成分氣化。由此,從可燃性氣體生成器I中流出的液體成分不會(huì)附著在排氣通路4內(nèi)，從而能夠防止在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生白煙的現(xiàn)象。
[0109]如圖1A所示，在可燃性氣體生成器I設(shè)置可燃性氣體生成催化劑室21，在該可燃性氣體生成催化劑室21容納可燃性氣體生成催化劑22，在可燃性氣體生成催化劑室21的上端部配置環(huán)狀壁23，在該環(huán)狀壁23的內(nèi)側(cè)形成空燃混合室24，通過(guò)向該空燃混合室24供給空氣25與液體燃料26，在空燃混合室24中形成空燃混合氣體27，將該空燃混合氣體27供給至可燃性氣體生成催化劑22，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22生成可燃性氣體2，此時(shí)以如下方式進(jìn)行處理。
[0110]如圖4B所示，在環(huán)狀壁23的前端部配置蓋體28，在環(huán)狀壁23的前端部設(shè)置環(huán)狀的蓋體載置面29，在蓋體28設(shè)置被載置面30，隔著環(huán)狀墊片31、32將蓋體28的被載置面30載置固定在環(huán)狀壁23的蓋體載置面29上。
[0111]如圖4A所示的例子，在墊片31上以沿其周向保持規(guī)定間隔的方式設(shè)置多個(gè)液體燃料入口 33和液體燃料出口 34，液體燃料出口 34從各液體燃料入口 33向墊片31的內(nèi)側(cè)延伸。
[0112]如圖4B所示的例子，在環(huán)狀壁23的蓋體載置面29和蓋體28的被載置面30中的某個(gè)面上，凹陷設(shè)置沿其周向延伸的液體燃料導(dǎo)槽35，使各液體燃料入口 33與該液體燃料導(dǎo)槽35的開(kāi)口連通，以使供給于液體燃料導(dǎo)槽35的液體燃料26經(jīng)由各液體燃料入口 33，從液體燃料出口 34流向空燃混合室24。
[0113]由此，與在環(huán)狀壁23內(nèi)形成液體燃料導(dǎo)路和液體燃料出口的情況相比，能夠容易對(duì)環(huán)狀壁23進(jìn)行加工。
[0114]如圖4A所示，在空氣25在空燃混合室24中回旋的情況下，液體燃料出口 34朝向空燃混合室24的空氣回旋方向的下游側(cè)。由此，空燃混合室24中的空氣25和液體燃料26的混合變均勻。
[0115]如圖4A所示，在墊片32上以沿其周向保持規(guī)定間隔的方式設(shè)置多個(gè)空氣入口 36和空氣出口 37，空氣出口 37從各空氣入口 36向墊片32的內(nèi)側(cè)延伸，如4B所示的例子，在環(huán)狀壁23的蓋體載置面29和蓋體28的被載置面30中的某個(gè)面上，凹陷設(shè)置沿其周向延伸的空氣導(dǎo)槽38，使各空氣入口 36與該空氣導(dǎo)槽38的開(kāi)口連通，以使供給于空氣導(dǎo)槽38的空氣25經(jīng)由各空氣入口 36，從空氣出口 37流向空燃混合室24。
[0116]由此，與在環(huán)狀壁23內(nèi)形成空氣導(dǎo)路和空氣出口的情況相比，能夠容易地對(duì)環(huán)狀壁23進(jìn)行加工。
[0117]如圖4A所示，在空氣25在空燃混合室24中回旋的情況下，空氣出口 37朝向空燃混合室24的空氣回旋方向的下游側(cè)。由此，在空燃混合室24中能夠容易使空氣25回旋。
[0118]如圖4B所示，在墊片31上以沿其周向保持規(guī)定間隔的方式配置有4個(gè)液體燃料出口 34。
[0119]以如下方式進(jìn)行DPF再生控制。
[0120]如圖3所示的發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶61具有PM堆積量估計(jì)單元62和PM再生控制單元63。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的簡(jiǎn)稱。
[0121]PM堆積量估計(jì)單元62是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU61的規(guī)定運(yùn)算部，基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、由DPF上游側(cè)排氣溫度傳感器64檢測(cè)出的排氣溫度、由DPF上游側(cè)排氣壓傳感器65檢測(cè)出的DPF7上游側(cè)的排氣壓、由差壓傳感器66檢測(cè)出的DPF7上游與下游的壓差等，根據(jù)事先實(shí)驗(yàn)得出的映射數(shù)據(jù)(map data)估計(jì)PM堆積量。
[0122]當(dāng)通過(guò)PM堆積量估計(jì)單元62估計(jì)出的PM堆積量估計(jì)值達(dá)到規(guī)定的再生開(kāi)始值時(shí)，PM再生控制單元63使加熱器67發(fā)熱，并驅(qū)動(dòng)液體燃料泵42和鼓風(fēng)機(jī)48的馬達(dá)46。由此，將液體燃料26和空氣25供給于空燃混合室24，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑22產(chǎn)生可燃性氣體2。加熱器67的周?chē)赡軌虮３忠后w燃料的液體燃料保持件71包圍，加熱器67的熱量被集中地供給于液體燃料保持件71所保持的液體燃料，從而迅速地開(kāi)始生成可燃性氣體2。
[0123]在開(kāi)始生成可燃性氣體2的初期，使加熱器67發(fā)熱規(guī)定時(shí)間，一旦開(kāi)始生成可燃性氣體2，通過(guò)發(fā)熱反應(yīng)，使可燃性氣體生成催化劑22的溫度上升，因此在從開(kāi)始生成可燃性氣體2之后經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的情況下，利用計(jì)時(shí)器停止加熱器67的發(fā)熱。
[0124]將可燃性氣體生成催化劑22的溫度傳感器68、燃燒催化劑5的入口側(cè)溫度傳感器69與PM再生控制單元63連接，當(dāng)可燃性氣體生成催化劑22的溫度和/或燃燒催化劑5的入口側(cè)溫度低于規(guī)定溫度時(shí)，控制點(diǎn)火單元10以使其點(diǎn)燃可燃性氣體2。
[0125]將DPF7的出口側(cè)溫度傳感器70與PM再生控制單元63連接，當(dāng)DPF7的出口側(cè)溫度異常高時(shí)，緊急中止再生。
[0126]DPF再生流程如下。[0127]如圖6所示，在步驟SI中，判斷PM堆積估計(jì)值是否達(dá)到再生開(kāi)始值，當(dāng)判斷為“是”時(shí)，在步驟S2中開(kāi)始生成可燃性氣體，在步驟S3中，判斷燃燒催化劑5的入口側(cè)排氣溫度是否在250°C以上，當(dāng)判斷為“是”時(shí)，在步驟S4中判斷可燃性氣體生成催化劑22的溫度是否在400°C以上，當(dāng)判斷為“是”時(shí)，在步驟S5中，不點(diǎn)燃可燃性氣體2，而將可燃性氣體2供給于排氣通路4，在步驟S6中，判斷PM堆積估計(jì)值是否達(dá)到再生結(jié)束值，當(dāng)判斷為“是”時(shí)，在步驟S7中結(jié)束可燃性氣體的生成，從而結(jié)束DPF的再生。
[0128]在步驟S6中，當(dāng)判斷為“否”時(shí)，返回步驟S3。在步驟S3、步驟S4判斷為“否”的情況中的任一情況下，在步驟S8中都點(diǎn)燃可燃性氣體2，將有焰燃燒的熱量供給于排氣通路4。
【權(quán)利要求】
1.一種柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于， 在可燃性氣體生成器(I)設(shè)有可燃性氣體生成催化劑室(21 )，該可燃性氣體生成催化劑室(21)容納有可燃性氣體生成催化劑(22)，在可燃性氣體生成器(I)的上部形成有空燃混合室(24)，向該空燃混合室(24)供給空氣(25)和液體燃料(26)，由此在空燃混合室(24)中形成空氣(25)與液體燃料(26)的空燃混合物(27)，從空燃混合室(24)的下端部向可燃性氣體生成催化劑(22 )的上部中心的催化劑入口部(75 )供給該空燃混合物(27 )，通過(guò)可燃性氣體生成催化劑(22)生成可燃性氣體(2)，使該可燃性氣體(2)從可燃性氣體生成催化劑(22)的下端部的催化劑出口部(76)流出， 在柴油顆粒物過(guò)濾器(7)的上游從可燃性氣體排出口(3)向排氣通路(4)排出該可燃性氣體(2)，通過(guò)排氣(6)中的氧使該可燃性氣體(2)燃燒，借助該燃燒熱使排氣(6)升溫，從而能夠借助排氣(6)的熱來(lái)燃燒去除柴油顆粒物過(guò)濾器(7)中積存的顆粒狀物質(zhì)， 開(kāi)始生成可燃性氣體時(shí)進(jìn)行加熱的加熱器(67)進(jìn)入催化劑入口部(75)中，在該加熱器(67)的周?chē)馓子幸后w燃料保持件(71)， 在液體燃料保持件(71)的下表面設(shè)有導(dǎo)板(73)，以使經(jīng)由液體燃料保持件(71)內(nèi)部下降的空燃混合物(27)沿著導(dǎo)板(73)的上表面流向?qū)О?73)的周?chē)?br> 2.如權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于， 空氣供給單元(18)、液體燃料供給單元(19)與空燃混合室(24)連通，催化劑溫度檢測(cè)單元(20 )的溫度檢測(cè)部(20a)插進(jìn)可燃性氣體生成催化劑(22 )，催化劑溫度檢測(cè)單元(20 )經(jīng)由控制單元(11)實(shí)現(xiàn)與空氣供給單元(18)及液體燃料供給單元(19)的協(xié)調(diào)，基于催化劑溫度檢測(cè)單元(20 )檢測(cè)出的可燃性氣體生成催化劑(22 )的溫度，控制單元(11)調(diào)節(jié)空氣供給單元(18)與液體燃料供給單元(19)向空燃混合室(24)供給的空氣(25)與液體燃料(26)的供給量，來(lái)調(diào)節(jié)可燃性氣體生成催化劑(22)的溫度， 在導(dǎo)板(73)的正下方配置催化劑溫度檢測(cè)單元(20)的溫度檢測(cè)部(20a)。
3.如權(quán)利要求2所述的柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于， 可燃性氣體生成催化劑(22)是在催化劑載體(39、39)上載置有催化劑成分而成的，催化劑載體(39、39 )由被分割面(40 )分成兩部分的兩個(gè)部件構(gòu)成，該分割面(40 )是沿著可燃性氣體生成催化劑(22)的中心軸線(22c)的垂直面， 在構(gòu)成催化劑載體(39、39)的兩個(gè)部件之間夾持并固定有液體燃料保持件(71)與導(dǎo)板(73)。
4.如權(quán)利要求3所述的柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于，在可燃性氣體生成催化劑(22)以貫通狀設(shè)有用于插入催化劑溫度檢測(cè)單元(20)的溫度檢測(cè)部(20a)的插入孔(77)，通過(guò)使該插入孔(77 )的中心軸線(77a)與可燃性氣體生成催化劑(22 )的中心軸線(22c )垂直相交且沿著與分割面(40)平行的方向延伸，來(lái)使由兩個(gè)部件構(gòu)成的催化劑載體(39、39)形成為相同形狀。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的柴油機(jī)排氣處理裝置，其特征在于，在可燃性氣體生成催化劑室(21)的內(nèi)周面(21a)與可燃性氣體生成催化劑(22)的外周面(22a)之間設(shè)有絕熱件(74)，而在上述的內(nèi)周面(21a)與外周面(22a)中的各上端緣部(21b、22b)之間不設(shè)置絕熱件(74)，使各上端緣部(21b、22b)之間相貼緊，以使催化劑反應(yīng)熱從可燃性氣體生成催化劑(22)的外周面(22a)的上端緣部(22b)向可燃性氣體生成催化劑室(21)的內(nèi)周面(21a)的上端緣部(2 1b)擴(kuò)散。
【文檔編號(hào)】F01N3/023GK103670607SQ201310408230
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月11日
【發(fā)明者】大西崇之, 森永秀隆, 竹本能和, 中平敏夫, 奧田貢, 內(nèi)藤慶太 申請(qǐng)人:株式會(huì)社久保田