专利名称：利用臭氧的排气净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用臭氧的排气净化系统。
技术背景一般地，压燃型内燃机(柴油机型内燃机)的排气中经常含有主要由碳(C)形成的所谓的PM(微粒物)。此PM成为了可见度恶化以及污迹在 建筑物上沉积的原因。为此原因，许多内燃机设置了带有微粒过滤器(后 文中称为"过滤器")等的排气通道，以捕集排气内的PM，且通过向 排气中添加燃油且燃烧过滤器上添加的燃油、或通过使用加热器以加 热过滤器等使得过滤器的温度高将捕集在过滤器上的PM烧掉。然而，如果升高过滤器的温度来以此方式烧掉排气中的PM，则对 于添加燃油和以加热器加热这两种方法，燃油消耗量将增加，因此引 起了燃油经济性的恶化。因此，近年来，已经关注了臭氧使得PM即使 在低温度下也能被烧掉这一点，且已经提出了使用等离子体生成臭氧 且使将生成的臭氧送入过滤器等内以去除捕集在过滤器等上的PM的 方法。日本专利公布(A)No. 2005-502823披露了一种排气净化系统，该排 气净化系统在排气中在过滤器上游侧设置了等离子体生成器，使用该 等离子体生成器生成臭氧或二氧化氮，将所生成的臭氧或二氧化氮送 入过滤器内，且燃烧捕集在过滤器上的PM。在该排气净化系统中，当 排气的温度低于一定温度阈值(例如20(TC)时，等离子体生成器主要生 成臭氧，而当温度是此温度阈值或更高时，等离子体生成器主要生成 二氧化氮。这是因为当生成臭氧时消耗的动力大于当生成二氧化氮时 消耗的动力，所以仅在二氧化氮使PM氧化的能力低的温度范围内才生成臭氧，即在低于以上的温度阈值的温度范围内才生成臭氧。在这点上，在压燃型内燃机中，排气温度相对地低。持续低于温 度阈值的温度的状态是常见的。为此原因，在排气净化系统中，在许 多情况下等离子体生成器生成臭氧以烧掉捕集在过滤器上的PM且因 此动力消耗变大。进一步地，如果试图在已由过滤器捕集了一定程度的PM后通过臭氧来烧掉PM，则将必须在相对短的时间内生成大量臭氧。如果试图在短的时间内生成大量臭氧，则不仅动力消耗将变大，而且等离子体 生成器将必须具有高的臭氧生成能力，这将因此最终引起生产成本的增加。发明内容因此，本发明的目的是提供一种尽管使用了带有相对低的臭氧生 成能力的臭氧生成器但仍能有效地烧掉捕集在过滤器等上的微粒物的 排气净化系统。在本发明的实施例中提供了排气净化系统，该排气净化系统设置有布置在发动机排气通道上的且捕集排气内的微粒物的捕集设备， 用于生成臭氧的臭氧生成器，和能吸附臭氧的臭氧吸附剂，其中由臭 氧生成器生成的臭氧的至少一部分被臭氧吸附剂吸附，且当捕集在捕 集设备上的微粒物应被去除时，吸附在臭氧吸附剂上的臭氧从臭氧吸 附剂释放且供给到捕集设备。根据该实施例，当捕集在捕集设备上的微粒物应被去除时，吸附 在臭氧吸附剂上的臭氧供给到捕集设备。为此原因，可以将大于臭氧 生成器的臭氧生成能力的臭氧供给到捕集设备。注意到"当捕集在捕集设备上的微粒物应被去除时"意味着例如，当捕集设备已捕集微粒物且由于捕集设备引起的压力损失增加到 超过预先确定的值等时，捕集设备已捕集的微粒物达到一定程度，该 程度使得如果将由臭氧生成器生成的臭氧和从臭氧吸附剂释放的臭氧 供给到捕集设备时，几乎所有供给的臭氧会与捕集的微粒物反应且几 乎无臭氧会从捕集设备流出。在本发明的另一个实施例中，臭氧吸附剂由沸石形成。在本发明的另一个实施例中，进一步设置了从臭氧生成器经过臭 氧吸附剂引导到捕集设备的主通道，从主通道分支且旁路通过臭氧吸 附剂的旁通通道，和设置在旁通通道分支的部分处且调节由臭氧生成 器生成的臭氧流入旁通通道内的流速的臭氧流速调节阀。根据该实施例，可以选择使得由臭氧生成器生成的臭氧被臭氧吸 附剂吸附，或使其直接流入到捕集设备内而不被臭氧吸附剂吸附。注 意的是流速调节阀也包括开关阀，以用于在主通道和旁通通道之间切 换。在本发明的另一个实施例中，当捕集在捕集设备上的微粒物应被 去除时，控制臭氧流速调节阀，使得由臭氧生成器生成的臭氧流过旁通通道o根据该实施例，当微粒物应被去除时，吸附在臭氧吸附剂上的臭 氧可以供给到捕集设备且也使得由臭氧生成器生成的臭氧直接流动到 捕集设备。在本发明的另一个实施例中，即使当捕集在捕集设备上的微粒物 应被去除时，如果排放温度高于分解开始温度，则控制臭氧流速调节 阀，使得由臭氧生成器生成的臭氧流过主通道。根据该实施例，即使当应去除微粒物时，如果存在臭氧在达到捕 集设备前结束分解的可能性，则也可以阻止由臭氧生成器生成的臭氧 供给到捕集设备，且生成的臭氧可以有效地被利用以去除微粒物。在本发明的另一个实施例中，进一步设置了从发动机排气通道分 支的且连接到臭氧吸附剂的分支通道，和用于调节流入分支通道的排 气的流速的排气流速调节阀，其中，当从臭氧吸附剂释放臭氧时，控 制排气流速调节阀，使得从内燃机排放的排气的至少一部分经过分支 通道流入到臭氧吸附剂。根据本实施例，为从臭氧吸附剂释放臭氧，排气用于提高臭氧吸 附剂的温度。因此，不再存在设置用于升高臭氧吸附剂的温度的加热 器的需求，且可以降低生产成本。根据本发明，可以使用带有相对低的臭氧生成能力的臭氧生成器 以有效地烧掉捕集在过滤器等上的微粒物。
本发明可以从如下阐述的对发明的优选实施例的描述连同附图来 更完全地理解，其中图1是安装了本发明的排气净化系统的内燃机的排气系统的视图；图2a是微粒过滤器的示意性前视图；图2b是微粒过滤器的截面侧视图；图3是臭氧供给设备的示意性截面视图；图4是臭氧供给系统的开关阀的控制的流程图；图5是臭氧供给系统的另一个构造的视图；图6是使用在工作例子中的测试设备的示意性视图。
具体实施方式
如下将参考附图解释本发明的排气净化系统。图1是示出了压燃 型内燃机的视图，其中利用了本发明的排气净化系统。参考图1，发动机体1设置有多个气缸la。每个气缸la通过相应 的进气管2连接到稳压罐3且通过排气歧管4和排气管5连接到微粒 过滤器(在下文中称为"过滤器")6，过滤器6容纳在过滤器外壳7内。 注意在此描述中，由排气口(未示出)、排气歧管4和排气管5所限定的 通道被称为"排气通道"。图2a和图2b示出了过滤器6的结构。注意图2a是过滤器6的前 视图，而图2b是过滤器6的截面侧视图。如在图2a和图2b中示出， 过滤器6具有蜂窝结构，该蜂窝结构设置有多个平行地延伸的排气通 道10和11。这些排气通道包括其下游端被塞12封闭的排气流入通道 10和其上游端被塞13封闭的排气流出通道11。注意到图2a中的剖面 线部分示出了塞13。因此，排气流入通道IO和排气流出通道11通过 薄的分隔件14交替地布置。过滤器6由例如堇青石的多孔材料形成。因此，流入排气流入通 道10的排气，如在图2b中以箭头示出，经过周围的分隔件14且流出 到邻接的排气流出通道11内。在此，在压燃型内燃机中，主要包括碳(C)的微粒物(后文中称为 "PM")在燃烧室内产生。因此，排气包括PM。排气中的PM沉积在 排气流入通道IO和排气流出通道11的周向壁表面上，且沉积在分隔 件14内的孔的内壁表面上，从而当排气流过过滤器6时被捕集，如在 图2b中示出。以此方式捕集在过滤器6等的周向壁表面上(后文中简单地称为 "在过滤器上")的PM在过滤器6上逐渐积累，从而导致过滤器6的 孔变得被阻塞。如果过滤器6的孔变得以此方式被阻塞，则由于过滤器6导致的排气压力损失变高，且有害地影响了内燃机的运行。为此原因，提出了多种方法以去除沉积在过滤器6上的PM。 一种 这样的方法是将臭氧或其它具有极高氧化能力的成分送到过滤器6，以 与在过滤器6上积累的PM反应且因此烧掉PM。通过将臭氧等送到过 滤器6来以此方式烧掉PM， PM可以在相对低的温度下被烧掉。为此 原因，例如与将过滤器升高到PM的通常燃烧温度(大约60(TC)以烧掉 PM、或使作为氧化剂的二氧化氮(N02)穿过过滤器以烧掉PM的情况相 比，PM的氧化温度低且因此当烧掉PM时几乎不需要升高过滤器的温 度，使得改进了燃油经济性。因此，在本发明中提供了能将臭氧供给到过滤器6的臭氧供给系 统20。如在图l中示出，臭氧供给系统20设置有臭氧供给设备21和 能吸附臭氧的臭氧吸附剂22。臭氧供给设备21具有如在图3中示出的臭氧生成器23和用于将 外侧空气引入到该臭氧生成器23内的外侧空气泵(未示出)。臭氧生成 器23可以通过以等离子体来处理被引入到臭氧生成器23内的外侧空 气来现场生成臭氧。此等离子体可以是任何等离子体，只要它能从氧 产生臭氧。例如，它可以是放电等离子体、微波等离子体或感性耦合 等离子体。图示的臭氧生成器23是用于通过放电等离子体来生成臭氧的系 统，且具有管状外电极41和布置在此外电极41的中心轴线上的中心 电极42。外电极41接地，而中心电极42连接到电源43。两个电极41、 42相互通过绝缘体44绝缘。进一步地，连接到外侧空气泵的外侧空气 供给管路45设置在外电极41的一部分处。该外侧空气供给管路45用 于将待由放电等离子体处理的外侧空气46供给到臭氧生成器23。在外 电极41的一个端部处设置了臭氧排放口 47以排放由放电等离子体处 理获得的臭氧。在这样构造的臭氧生成器23内，含氧的外侧空气经过外侧空气供给管路45供给到两个电极41和42之间，由电源43在两 个电极41和42之间施加电压，且在电极41和42之间导致排放以生 成等离子体。因此，臭氧在两个电极41和42之间的空间48内生成。 包括生成的臭氧的气体49从臭氧排放出口 47排放。当如以上所解释使用放电来生成等离子体时，所使用的电极由导 电材料或半导体材料制成。具体地，可以优选地使用金属材料，例如 铜、钩、不锈钢、铁、铝等。注意的是当电弧放电时电极变得高温， 所以电极优选地使用钨或其它这样的高熔点材料制成。进一步地，在 阻挡放电的情况中，绝缘材料可以设置在导电材料或半导体材料上。 因此，在阻挡放电中，可以改进等离子体的稳定性、电极的耐久性等。注意的是臭氧供给设备21通过外侧空气泵引入外侧空气，但也可 以将排气在设置臭氧供给系统20的位置上游处从发动机排气通道引 入。在此情况中，不需要用于引入排气的泵。臭氧吸附剂22基本上倾向于当其温度是临界吸附温度(例如200°C) 或更低的低温时吸附臭氧，且当其温度是较高的温度时允许被吸附的 臭氧释放。具体地，当臭氧吸附剂22的温度是高温且流动经过臭氧吸 附剂22的流体的流速高时，可以释放大量被吸附的臭氧。在此实施例中，臭氧吸附剂22包括沸石。硅石-矾土比，即硅石-矾土的孔尺寸确定了臭氧是否能被吸附(捕集)，且确定了吸附温度。即 被认为臭氧物理上被臭氧吸附剂22吸附(捕集)，且在吸附中基本上无 化学变化发生。注意的是任何可物理上吸附臭氧的材料均可以用作臭氧吸附剂 22。作为此材料，除以上的沸石外，还可以有活性炭等。然而，如果 试图使用活性炭来物理吸附臭氧，则活性炭自身与臭氧反应而逐渐燃 烧。因此，活性炭用作臭氧吸附剂22不是优选的。进一步地，臭氧供给系统20具有多个流动管24。在此实施例中， 它具有第一流动管24a至第四流动管24d，即具有四个流动管。第一流 动管24a连接到臭氧供给设备21和容纳了臭氧吸附剂22的吸附剂外壳 25，而第二流动管24b连接到吸附剂外壳25和排气管5。特别地，第 二流动管24b优选地在过滤器6的直接上游的位置连接到排气管5。注 意到第二流动管24b也可以在过滤器6的上游侧连接到过滤器外壳7 而作为连接到排气管5的替代。通过使得第二流动管24b的连接位置 以此方式位于过滤器6的直接上游处，从第二流动管24b排放的臭氧 被长时间保持为不包含在流过排气管5的排气中。因此，臭氧与排气 中的碳氢化合物(HC)等反应，且保持不还原为氧。进一步地，第三流动管24c从第一流动管24a分支且与第二流动 管24b汇合。即第三流动管24c连接到第一流动管24a和第二流动管 24b。第四流动管24d从排气管5分支且与第一流动管24a汇合。艮口， 第四流动管24d连接到排气管5和第一流动管24a。在第三流动管24c从第一流动管24a分支的分支部分处设置了第 一开关阀26a。第一开关阀26a在吸附剂流入位置和旁通位置之间切换， 在吸附剂流入位置，从臭氧供给设备21处供给的臭氧经过第一管24a 流入到臭氧吸附剂22(在图1中由虚线示出的位置)，在旁通位置，臭氧 流过第三流动管24c且旁路通过臭氧吸附剂22(在图1中由实线示出的 位置)。进一步地，在第四流动管24d从排气管5分支的部分处，设置 了第二开关阀26b。第二开关阀26b在排气管流动位置和流动管流入位 置之间切换，在排气管流动位置，从发动机体1排出的排气全部流动 流过排气管5而不流入第四流动管24d(在图1中以实线示出的位置)， 在流动管流入位置，排气的全部或一部分流入第四流动管24d(在图1 中以虚线示出的位置)。因此，当第一开关阀26a的开关位置是吸附剂流入位置时，从臭氧供给设备21供给的臭氧流入到臭氧吸附剂22中。当臭氧吸附剂22 的温度是临界吸附温度或更低时，流入的臭氧被臭氧吸附剂22吸附。 另一方面，当第一开关阀26a的开关位置是旁通位置时，从臭氧供给设 备21供给的臭氧流动通过第三流动管24c和第二流动管24b，进入到 流动通过排气管5且供给到过滤器6的排气内。当第二开关阀26b的开关位置是流动管流入位置时，从发动机体 1排放的排气的全部或一部分流动通过第四流动管24d和第一流动管 24a的部分进入到臭氧吸附剂22。因此，臭氧吸附剂22的温度由于流 入的排气而升高且变得高于临界吸附温度，使得已经被臭氧吸附剂22 吸附的臭氧释放。释放的臭氧与流入到臭氧吸附剂22的排气一起流出 臭氧吸附剂22，且经过第二流动管24b供给到在排气管5内流动的排 气且供给到过滤器6。下面，将解释如此构造的臭氧供给系统20的运行。当从发动机体 1排放的排气的温度，特别是流动通过紧接在设置有臭氧供给系统20 的位置之前的排气管5的排气的温度(下文中称为"直接前方排气温度") 低于分解开始温度时，使得第一开关阀26a的开关位置为旁通位置。因 此，从臭氧供给设备21供给的臭氧流动通过第三通道24c和第二通道 24b，进入到流动通过排气管5且供给到过滤器6内的排气内。在此， "分解开始温度"意味着在该温度下的热导致臭氧开始分解的温度， 且例如为3(XTC。因此，当直接前方排气温度低于分解开始温度时，从臭氧供给设 备21供给的臭氧被供给到过滤器6，且沉积在过滤器6上的PM和在 排气内的PM优选地由臭氧烧掉。即如果臭氧供给到的排气的温度低于 分解开始温度，则臭氧几乎决不会由于被从由臭氧供给系统20供给到 排气至到达过滤器6的时间间隔内的热分解而终止，使得所供给的臭 氧可以有效地用于烧掉PM。另一方面，当直接前方排气温度是分解开始温度或更高时，臭氧 将由于在从臭氧供给系统20供给到排气至到达过滤器6的时间间隔内 分解而终止。为此原因，在本实施例中，当直接前方排气温度是分解开始温度或更高时，第一开关阔26a的开关位置设定为吸附剂流入位 置。因此，使从臭氧供给设备21供给的臭氧流动通过第一通道24a至 臭氧吸附剂22。通常，臭氧吸附剂22的温度低于临界吸附温度，使得 流动到臭氧吸附剂22的臭氧被臭氧吸附剂22吸附。因此，当直接前 方排气温度是分解开始温度或更高时，臭氧保持不分解而对过滤器6 上的烧掉无贡献。以此方式，通过根据直接前方排气温度来切换第一开关阀26a，可 以有效地烧掉沉积在过滤器6上的PM。然而，当来自发动机体1的 PM的排放量大时或当状态持续为直接前方排气温度为分解开始温度 或更高时，如以上所解释地，仅从臭氧供给系统20供给臭氧烧掉PM 的能力是不足的，PM沉积在过滤器6上，且由于过滤器6造成的排气 压力损失最终变大。因此，在本实施例中，当影响压力损失的临界沉积量的PM沉积 在过滤器6上时，不仅从臭氧供给设备21向过滤器6供给臭氧，而且 将吸附在臭氧吸附剂22上的臭氧供给到过滤器6。具体地，使第一开 关阀26a的开关位置为旁通位置且第二开关阀26b的开关位置为流动管 流入位置。因此，从臭氧供给设备21供给的臭氧经过第三通道24c和 第二通道24b供给到过滤器6。进一步地，从发动机体1排放的排气流入到臭氧吸附剂22。排气 的温度经常高于临界吸附温度。因此，臭氧吸附剂22的温度也升高到 高于临界吸附温度的温度。因此，臭氧从臭氧吸附剂22释放。因为相 对大量的排气流动通过臭氧吸附剂22，所以促进了释放。进一步地， 从臭氧吸附剂22释放的臭氧供给到过滤器6。即根据本实施例，当大 量的PM沉积在过滤器6上时，使得大量臭氧流到过滤器6以烧掉PM。即在此实施例中，由臭氧供给设备21供给的臭氧保持为大体上恒定而不论发动机运行状态如何。在其中PM可以有效地被供给的臭氧烧 掉的发动机运行状态中，臭氧供给到过滤器6，而在其中PM不能有效 地烧掉的发动机运行状态中，使得臭氧被臭氧吸附剂22吸附。当大量 臭氧应送入过滤器6时，臭氧从臭氧吸附剂22释放且送入过滤器6内。 以此方式，通过利用臭氧吸附剂22，即使当大量臭氧应送入过滤器6 内时也不需要仅从臭氧供给设备21供给臭氧，所以不再存在使得臭氧 供给设备21的臭氧生成器23的臭氧生成能力高的需求，且因此产品 成本可以降低且臭氧供给设备21可以制成得紧凑。注意到在以上的解释中，阀26a和26b制成为能在两个位置之间 切换的开关阀，但这些阀也可以是能在这两个位置之间连续地调节流 速的流速调节阀。在此情况中，例如作为第一开关阀26a的替代，可以 使用能调节经过第一通道24a的臭氧流速和到第三通道24c内的臭氧流 速的流速调节阀(臭氧流速调节阀)。进一步地，作为第二开关阀26b的 替代，可以使用能调节流动到第四通道24d内的排气的流速和流动通 过排气管5的排气的流速的流速调节阀(排气流速调节阀)。进一步地，加热器可以在臭氧吸附剂22周围接附。因此，即使当 例如排气的温度低且排气自身的流动不足以将臭氧吸附剂22的温度升 高为高于临界吸附温度时，臭氧吸附剂22的温度也可以升高为高于临 界吸附温度。图4是本发明的臭氧供给系统20的开关阀26a和26b的控制的流 程图。首先，在步骤101处判断由排气温度传感器30检测到的直接前 方排气温度Tg是否低于分解开始温度Tgd。排气温度传感器30是在 臭氧供给系统20的上游侧处接附到排气管5的传感器，且它检测流过 排气管5的排气的温度。当在步骤101处判断为直接前方排气温度Tg 低于分解开始温度Tgd时，流程前进到步骤102。在步骤102处，第一开关阀26a的开关位置是旁通位置，且从臭氧供给设备21供给的臭氧 供给到过滤器6而不经过臭氧吸附剂22。然后在步骤103处判断如基于差压传感器31的输出而估计出的过 滤器6上的PM沉积量Qpm是否大于临界沉积量Qpmc。在此，差压 传感器31是用于检测在过滤器6上游侧的排气压力和在过滤器6下游 侧的排气压力之间的差异的上游/下游压力差的传感器。进一步地，过 滤器6的上游/下游压力差和过滤器6上沉积的PM的量之间的关系由 试验或计算发现，且存储在内燃机的电子控制单元(未示出)的MAP图 中。PM的沉积量Qpm基于实际地由差压传感器31检测的过滤器6的 上游/下游压力差和此MAP图来估计。当过滤器6上的估计的PM沉积量Qpm判断为大于PM的临界沉 积量Qpmc时，流程前进到步骤104处。在步骤104处，第二开关阔 26b的开关位置设定为流动管流入位置，排气流到臭氧吸附剂22处， 且吸附在臭氧吸附剂22上的臭氧被释放且供给到过滤器6。另一方面， 当过滤器6上的PM的估计沉积量Qpm判断为是PM的临界沉积量 Qpmc或更低时，流程前进到步骤105处。在步骤105处，第二开关阀 26b的开关位置设定为排气管流动位置，因此排气流动通过排气管5到 过滤器6而不流到流动管24。另一方面，当在步骤101处将直接前方排气温度Tg判断为是分解 开始温度Tgd或更高时，流程前进到步骤106。在步骤106处，第一开 关阀26a的开关位置设定为吸附剂流入位置，且从臭氧供给设备21供 给的臭氧流到臭氧吸附剂22且被其吸附。注意到在以上的实施例中，过滤器用于捕集排气中的PM，但如果 棑气内的PM可以被捕集，则也可以使用除过滤器之外的另一个捕集设 备，例如静电捕集器。进一步地，在此实施例中也可以包括如在图5中示出的臭氧供给系统20。即图5的臭氧供给系统具有主通道35，以用于将臭氧供给设 备21和排气管5连接，且设置有臭氧吸附剂22(对应于图1的第一通 道24a和第二通道24b)、从主通道35分支以旁路通过臭氧吸附剂22 的旁通通道36(对应于图1中的第三通道24c)、和从排气管5分支且连 接到臭氧吸附剂22的分支通道37(对应于图1的第四通道24d)。进一 步地，分支到旁通通道的部分设置有第一开关阀26a，而从排气管25 分支的部分设置有第二开关阀26b。本发明的臭氧供给系统不必设置所有以上部件。例如，不必设置 分支通道37和第二开关阀26b。在此情况中，为将臭氧吸附剂22的温 度升高到高于临界吸附温度，将加热器设置在臭氧吸附剂22周围，且 设置阀等用于将外侧空气引入到臭氧吸附剂22。进一步地，旁通通道 36和第一开关阀26a不需要设置。在此情况中，所有从臭氧供给设备 21供给的臭氧流过臭氧吸附剂22。因此，当臭氧吸附剂22的温度为 临界吸附温度或更低时，臭氧被臭氧吸附剂22吸附直至臭氧吸附剂22 的临界吸附。在达到临界吸附后，臭氧供给到过滤器6。例子图6中的测试设备用于实验以阐明本发明的效果。在此，在图6 中示出的测试设备设计为使用红外图像炉来调节过滤器6和臭氧吸附 剂22的温度。在不同的设备之间的管路使用肋片加热器加热且维持在 15(TC。排气管5由模型气体生成器供给模型气体，模型气体包括10 升/分的流速和150。C的温度下的5vol。/。的02、500vol卯m的NO、150vo1 ppm的N02、 80vol ppm的C3H6、 3vol。/。的H20，以及余量的N2。30mm直径X50mm长度的堇青石柴油微粒过滤器(DPF)用作过滤 器6。此DPF6由大约46.5网眼/平方厘米(300网眼/平方英寸)形成，每 个网眼的边长为大约0.3mm(12毫英寸)。进一步地，所使用的臭氧吸 附剂22包括外壳25，外壳25包装有成形为3mm直径的小球的50g的ZSM-50。进一步地，臭氧供给设备21以1升/分的流速供给包含500vol ppm的03且剩余为02的气体。在实验中，首先2升的柴油发动机以2000rpmX30Nm运行一小时。 排气中的PM被DPF捕集。然后，作为比较例子，DPF6的红外图像炉被设定在20(TC，模型 气体从模型气体生成器供给且臭氧从臭氧供给设备21供给到DPF6而 不经过臭氧吸附剂22。在从DPF6流出的气体中的CO和C02的浓度 被分析且从分析值计算PM的氧化速度(在PM氧化开始后3分钟的平 均氧化速度)。另一方面，作为本发明的例子，首先，从臭氧供给设备21供给的 臭氧在室温下穿过臭氧吸附剂22三十分钟以使得臭氧吸附剂22吸附 臭氧。此后将用于DPF的红外图像炉设定为200°C，且用于臭氧吸附 剂22的红外图像炉设定为150°C。然后，模型气体穿过臭氧吸附剂22 到DPF6且臭氧从臭氧供给设备21供给到DPF6而不经过臭氧吸附剂 22。在从DPF6流出的气体中的CO和C02的浓度被分析且从分析值计 算PM的氧化速度(在PM氧化开始后3分钟的平均氧化速度)。作为结果，比较例子的氧化速度为4.3g/hl，而本发明的例子的氧 化速度为4.8g/hl。从以上的结果，当沉积在过滤器6上的PM应被去 除时，获知通过将臭氧从臭氧供给设备21供给到过滤器6且也通过释 放吸附在臭氧吸附剂22上的臭氧且将其供给到过滤器6，沉积在过滤 器6上的PM可以快速地烧掉。虽然本发明已经通过参考特定的为图示目的选择的实施例描述， 但应显而易见的是本领域技术人员可进行多种修改而不偏离本发明的 基本概念和范围。
权利要求
1.一种排气净化系统，该排气净化系统设置有布置在发动机排气通道上且捕集所述排气内的微粒物的捕集设备，用于生成臭氧的臭氧生成器，和能吸附臭氧的臭氧吸附剂，其中由所述臭氧生成器生成的所述臭氧的至少一部分被所述臭氧吸附剂吸附，并且当捕集在所述的捕集设备上的微粒物应被去除时，吸附在所述臭氧吸附剂上的臭氧从所述臭氧吸附剂释放且供给到所述捕集设备。
2. 根据权利要求l所述的排气净化系统，其中所述臭氧吸附剂由 沸石形成。
3. 根据权利要求l所述的排气净化系统，进一步设置有从所述臭 氧生成器经过所述臭氧吸附剂引导到所述捕集设备的主通道，从所述 主通道分支且旁路通过所述臭氧吸附剂的旁通通道，和设置在所述旁 通通道分支的部分处且调节由所述臭氧生成器生成的所述臭氧流入所 述旁通通道内的流速的臭氧流速调节阀。
4. 根据权利要求3所述的排气净化系统，其中，当捕集在所述捕集设备上的所述微粒物应被去除时，控制所述臭氧流速调节阀，使得 由所述臭氧生成器生成的所述臭氧流过所述旁通通道。
5. 根据权利要求3所述的排气净化系统，其中即使当捕集在所述 捕集设备上的所述微粒物应被去除时，如果排气温度高于分解开始温 度，则控制所述臭氧流速调节阀，使得由所述臭氧生成器生成的所述 臭氧流过所述主通道。
6. 根据权利要求l所述的排气净化系统，进一步设置有从所述发 动机排气通道分支的且连接到所述臭氧吸附剂的分支通道，和用于调节流入所述分支通道的排气的流速的排气流速调节阀，其中，当从所述臭氧吸附剂释放臭氧时，控制所述排气流速调节阀，使 得从所述内燃机排放的所述排气的至少一部分经过所述分支通道流入 到所述臭氧吸附剂。
全文摘要
一种排气净化系统，该排气净化系统设置有布置在发动机排气通道上且捕集排气内的微粒物的捕集设备(6)，用于生成臭氧的臭氧生成器(21)，和能吸附臭氧的臭氧吸附剂(22)，其中由所述臭氧生成器生成的臭氧的至少一部分被所述臭氧吸附剂吸附，且当捕集在所述的捕集设备上的微粒物应被去除时，吸附在臭氧吸附剂上的臭氧从臭氧吸附剂释放且供给到捕集设备。因此，可以使用具有相对低的臭氧生成能力的臭氧生成器来有效地烧掉捕集在过滤器等上的微粒物。
文档编号B01D46/24GK101227963SQ20068002676
公开日2008年7月23日 申请日期2006年6月12日 优先权日2005年6月17日
发明者井部将也, 垣花大, 平田裕人 申请人:丰田自动车株式会社