柴油机排气处理装置制造方法
【专利摘要】本发明提供能够防止可燃性气体生成催化剂受到热损伤且能够提高可燃性气体的生成效率的柴油机排气处理装置。为解决该问题，在通过排气（6）中的氧来燃烧可燃性气体（2），借助该燃烧热使排气（6）升温，从而能够借助排气（6）的热来燃烧去除DPF中积存的PM的柴油机排气处理装置中，使开始生成可燃性气体时进行加热的加热器（67）进入催化剂入口部（75），在该加热器（67）周围外套液体燃料保持件（71），在液体燃料保持件（71）的下表面设置导板（73），以使在液体燃料保持件（71）内部下降的空燃混合物（27）沿着导板（73）的上表面流向导板（73）的周围。
【专利说明】柴油机排气处理装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种柴油机排气处理装置，详细而言，是关于能够防止可燃性气体生成催化剂受到热损伤且能够提高可燃性气体的生成效率的柴油机排气处理装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为柴油机排气处理装置，在可燃性气体生成器设有可燃性气体生成催化剂室，该可燃性气体生成催化剂室容纳可燃性气体生成催化剂，在可燃性气体生成器的上部形成有空燃混合室，向该空燃混合室供给空气和液体燃料，由此在空燃混合室中形成空气与液体燃料的空燃混合物，从空燃混合室的下端部向可燃性气体生成催化剂的上部中心的催化剂入口部供给该空燃混合物，通过可燃性气体生成催化剂生成可燃性气体，使该可燃性气体从可燃性气体生成催化剂的下端部的催化剂出口部流出，在DPF的上游从可燃性气体排出口向排气通路排出该可燃性气体，并且通过排气中的氧来使该可燃性气体燃烧，借助该燃烧热使排气升温，从而能够借助排气的热来燃烧去除DPF中积存的PM(例如参照专利文献I)。
[0003]这种排气处理装置，具有以下优点:即使排气温度低，也能够通过可燃性气体使排气升温，来燃烧去除DPF中积存的PM，从而能够再生DPF而进行再利用。
[0004]然而，在该现有技术中，开始生成可燃性气体时进行加热的加热器进入催化剂入口部，在该加热器的周围外套有液体燃料保持件时，液体燃料保持件的下表面与可燃性气体生成催化剂接触，因此具有问题。
[0005]专利文献1:日本特开2011 — 214439号公报(参照图2)
[0006]问题:可燃性气体生成催化剂有可能会受到热损伤。
[0007]由于液体燃料保持件的下表面与可燃性气体生成催化剂接触，因此经由液体燃料保持件内部下降的空燃混合物从液体燃料保持件的下表面集中地流向正下方的可燃性气体生成催化剂的中心部，从而气体生成催化剂的中心部借助催化剂反应热而变得过热，有可能使可燃性气体生成催化剂受到热损伤。
[0008]问题:可燃性气体的生成效率低。
[0009]由于液体燃料保持件的下表面与可燃性气体生成催化剂接触，因此，经由液体燃料保持件内部下降的空燃混合物从液体燃料保持件的下表面集中地流向正下方的可燃性气体生成催化剂的中心部，从而空燃混合物难以供给至可燃性气体生成催化剂的外周侧的大容积部分，所以该大容积部分无法充分应用于生成可燃性气体，从而可燃性气体的生成效率低。
【发明内容】
[0010]本发明的课题在于，能够防止可燃性气体生成催化剂受到热损伤且能够提高可燃性气体的生成效率的柴油机排气处理装置。
[0011]第一技术方方案的发明如下。[0012]如图1A所示的例子，一种柴油机排气处理装置，其特征在于，在可燃性气体生成器I设有可燃性气体生成催化剂室21，该可燃性气体生成催化剂室21容纳有可燃性气体生成催化剂22，在可燃性气体生成器I的上部形成有空燃混合室24，向该空燃混合室24供给空气25和液体燃料26，由此在空燃混合室24中形成空气25与图3示出的液体燃料26的空燃混合物27，从空燃混合室24的下端部向可燃性气体生成催化剂22的上部中心的催化剂入口部75供给该空燃混合物27，通过可燃性气体生成催化剂22生成可燃性气体2，使该可燃性气体2从可燃性气体生成催化剂22的下端部的催化剂出口部76流出，如图3所示的例子，在柴油颗粒物过滤器7的上游从可燃性气体排出口 3向排气通路4排出该可燃性气体2，通过排气6中的氧使该可燃性气体2燃烧，借助该燃烧热使排气6升温，从而能够借助排气6的热来燃烧去除柴油颗粒物过滤器7中积存的颗粒状物质，如图1A所示的例子，在开始生成可燃性气体时进行加热的加热器67进入催化剂入口部75中，在该加热器67的周围外套有液体燃料保持件71，在液体燃料保持件71的下表面设有导板73，以使经由液体燃料保持件71内部下降的空燃混合物27沿着导板73的上表面流向导板73的周围。
[0013]发明的效果
[0014]第一技术方案的发明为一种柴油机排气处理装置，其特征在于，在可燃性气体生成器I设有可燃性气体生成催化剂室21，该可燃性气体生成催化剂室21容纳有可燃性气体生成催化剂22，在可燃性气体生成器I的上部形成有空燃混合室24，向该空燃混合室24供给空气25和液体燃料26，由此在空燃混合室24中形成空气25与图3示出的液体燃料26的空燃混合物27，从空燃混合室24的下端部向可燃性气体生成催化剂22的上部中心的催化剂入口部75供给该空燃混合物27，通过可燃性气体生成催化剂22生成可燃性气体2，使该可燃性气体2从可燃性气体生成催化剂22的下端部的催化剂出口部76流出，如图3所示的例子，在柴油颗粒物过滤器7的上游从可燃性气体排出口 3向排气通路4排出该可燃性气体2，并且通过排气6中的氧使该可燃性气体2燃烧，借助该燃烧热使排气6升温，从而能够借助排气6的热来燃烧去除柴油颗粒物过滤器7中积存的颗粒状物质，如图1A所示的例子，开始生成可燃性气体时进行加热的加热器67进入催化剂入口部75中，在该加热器67的周围外套有液体燃料保持件71，在液体燃料保持件71的下表面设有导板73，以使经由液体燃料保持件71内部下降的空燃混合物27沿着导板73的上表面流向导板73的周围。
[0015]第一技术方案的发明具有如下效果。
[0016]效果:能够防止可燃性气体生成催化剂受到热损伤。
[0017]如图1A所示的例子，由于在液体燃料保持件71的下表面设有导板73，以使经由液体燃料保持件71内部下降的空燃混合物27沿着导板73的上表面流向导板73的周围，由此空燃混合物27较广地分散在导板73的周围，从而难以产生因催化剂反应热集中所引起的过热现象，进而能够防止可燃性气体生成催化剂22受到热损伤。
[0018]效果:能够提高可燃性气体的生成效率。
[0019]如图1A所示的例子，由于在液体燃料保持件71的下表面设有导板73，以使经由液体燃料保持件71内部下降的空燃混合物27沿着导板73的上表面流向导板73的周围，因此能够使空燃混合物27顺畅地供给于可燃性气体生成催化剂22的外周侧的大容积部分，从而该大容积部分能够充分地应用于生成可燃性气体2，进而能够提高可燃性气体2的生成效率。[0020]效果:能够顺利地开始生产可燃性气体。
[0021]如图1A所示的例子，开始生成可燃性气体时进行加热的加热器67进入催化剂入口部75，在该加热器67的周围外套有液体燃料保持件71，因此，加热器67产生的热集中地传递至被液体燃料保持件71暂时保持的液体燃料26，从而提前提高液体燃料26的温度，能够顺利地开始利用可燃性气体生成催化剂22生成可燃性气体2。
[0022]第二技术方案的发明，在第一技术方案的柴油机排气处理装置中，空气供给单元18、液体燃料供给单元19与空燃混合室24连通，催化剂温度检测单元20的温度检测部20a插进可燃性气体生成催化剂22，催化剂温度检测单元20经由控制单元11实现与空气供给单元18及液体燃料供给单元19的协调，基于催化剂温度检测单元20检测出的可燃性气体生成催化剂22的温度，控制单元11调节空气供给单元18与液体燃料供给单元19向空燃混合室24供给的空气25与液体燃料26的供给量，来调节可燃性气体生成催化剂22的温度，在导板73的正下方配置催化剂温度检测单元20的温度检测部20a。
[0023]第二技术方案的发明在第一技术方案的发明效果的基础上，还具有如下效果。
[0024]效果:能够正确地进行利用催化剂温度检测单元的可燃性气体生成催化剂的温度检测。
[0025]如图1A所示的例子，在导板73的正下方配置有催化剂温度检测单元20的温度检测部20a,因此催化剂温度检测单元20位于可燃性气体生成催化剂22的被外周侧的大容积部分包围的中心部，所以能够正确地进行利用催化剂温度检测单元20的可燃性气体生成催化剂22的温度检测。
[0026]第三技术方案的发明，在第二技术方案的柴油机排气处理装置中，可燃性气体生成催化剂22是在催化剂载体39、39上载置有催化剂成分而成的，催化剂载体39、39由被分割面40分成两部分的两个部件构成，该分割面40是沿着可燃性气体生成催化剂22的中心轴线22c的垂直面，在构成催化剂载体39、39的两个部件之间夹持并固定有液体燃料保持件71与导板73。
[0027]第三技术方案的发明在第二技术方案的发明效果的基础上，还具有如下效果。
[0028]效果:能够使催化剂成分容易浸溃到催化剂载体内部。
[0029]如图1A、图2B所示的例子，可燃性气体生成催化剂22是在催化剂载体39、39上载置有催化剂成分而形成的，催化剂载体39、39由被分割面40分成两部分的两个部件构成，该分割面40是沿着可燃性气体生成催化剂22的中心轴线22c的垂直面，因此与一个部件构成的情况相比，催化剂载体39、39的表面积扩大了分割面40的表面积的大小，从而能够使催化剂成分容易浸溃到催化剂载体39、39的内部。
[0030]效果:能够将液体燃料保持件和导板容易地安装在可燃性气体生成催化剂内。
[0031]如图1A所示的例子，在构成催化剂载体39、39的两个部件之间夹持并固定液体燃料保持件71和导板73，因此能够将液体燃料保持件71与导板73容易地安装在可燃性气体生成催化剂22内。
[0032]第四技术方案的发明，在第三技术方案的柴油机排气处理装置，其特征在于，在可燃性气体生成催化剂22以贯通状设有用于插入催化剂温度检测单元20的温度检测部20a的插入孔77，通过使该插入孔77的中心轴线77a与可燃性气体生成催化剂22的中心轴线22c垂直相交且沿着与分割面40平行的方向延伸，来使由两个部件构成的催化剂载体39、39形成为相同形状。
[0033]第四技术方案的发明在第三技术方案的发明效果的基础上，还具有如下效果。
[0034]效果:能够降低可燃性气体生成催化剂的制造成本。
[0035]如图2B所示的例子，由两个部件构成的催化剂载体39、39形成为相同形状，因此能够使用由相同成形模成形的相同形状的两个部件来构成催化剂载体39、39，所以能够降低可燃性气体生成催化剂22的制造成本。
[0036]第五技术方案的发明，在第一技术方案至第四技术方案中的任一技术方案的柴油机排气处理装置中，在可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a与可燃性气体生成催化剂22的外周面22a之间设有绝热件74，而在上述的内周面21a与外周面22a中的各上端缘部21b,22b之间不设置绝热件74，使各上端缘部21b、22b之间相贴紧，以使催化剂反应热从可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b向可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a的上端缘部21b扩散。
[0037]第五技术方案的发明在第一技术方案至第四技术方案中的任一技术方案的发明效果基础上，进一步具有如下效果。
[0038]效果:能够防止可燃性气体生成催化剂的热损伤。
[0039]如图2A所示的例子，在可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a与可燃性气体生成催化剂22的外周面22a之间设有绝热件74，在这些内周面21a与外周面22a中的各上端缘部21b、22b之间不设置绝热件74，使各上端缘部21b、22b之间贴紧，以使催化剂反应热从可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b向可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a的上端缘部21b扩散，因此，在可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b附近产生的过多催化剂反应热，向可燃性气体生成催化剂室21的室壁扩散，从而能够抑制可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b附近过热，防止可燃性气体生成催化剂22受到热损伤。
[0040]效果:能够提高可燃性气体的生成效率。
[0041]如图2A所示的例子，在可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a与可燃性气体生成催化剂22的外周面22a之间设有绝热件74，因此，可燃性气体生成催化剂22的催化剂反应热难以从可燃性气体生成催化剂22的除了外周面22a的上端缘部22b以外的部位，向可燃性气体生成催化剂室21的室壁扩散，所以能够维持可燃性气体生成催化剂22的活性温度，提高可燃性气体2的生成效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1A?IC是用于说明本发明实施方式的柴油机排气处理装置的图，图1A是可燃性气体生成器与其周围部件的纵剖视图，图1B是图1A的B — B线剖视图，图1C是可燃性气体喷嘴的变形例的纵剖视图。
[0043]图2A是图1A的IIA部分的放大图，图2B是图1A的IIB — IIB线剖视图。
[0044]图3是本发明实施方式的柴油机排气处理装置的示意图。
[0045]图4A是将图1A?IC的排气处理装置中使用的双层垫片载置在盖体载置面的俯视图，图4B是图1A的IVB部分的放大图。
[0046]图5A是图4A的缩小图，图5B是具有液体燃料出口的下侧垫片的俯视图，图5C是具有空气出口的上侧垫片的俯视图。
[0047]图6是利用图1A~IC的排气处理装置使DPF再生的流程图。
[0048]其中，附图标记说明如下:
[0049]I可燃性气体生成器
[0050]2可燃性气体
[0051]3可燃性气体排出口
[0052]4排气通路
[0053]6排气
[0054]7DPF
[0055]11控制单元
[0056]18空气供给单元
[0057]19液体燃料供给单元
[0058]20催化剂温度检测单元
[0059]20a温度检测部
[0060]21可燃性气体生成催化剂室
`[0061]22可燃性气体生成催化剂
[0062]22c中心轴线
[0063]24空燃混合室
[0064]25空气
[0065]26液体燃料
[0066]27空燃混合物
[0067]39催化剂载体
[0068]40分割面
[0069]67加热器
[0070]71液体燃料保持件
[0071]73导板
[0072]75催化剂入口部
[0073]76催化剂出口部
[0074]77插入孔
[0075]77a中心轴线
【具体实施方式】
[0076]图1A~图6是说明本发明实施方式的柴油机排气处理装置的图。
[0077]该排气处理装置的概略如下。
[0078]如图1A所示，在可燃性气体生成器I设有可燃性气体生成催化剂室21，该可燃性气体生成催化剂室21容纳可燃性气体生成催化剂22，在可燃性气体生成器I的上部形成有空燃混合室24，向该空燃混合室24供给空气25和液体燃料26，由此在空燃混合室24中形成空气25与图3所示液体燃料26的空燃混合物27，从空燃混合室24的下端部向可燃性气体生成催化剂22的上部中心的催化剂入口部75供给该空燃混合物27，来通过可燃性气体生成催化剂22生成可燃性气体2，使该可燃性气体2从可燃性气体生成催化剂22的下端部的催化剂出口部76流出。
[0079]可燃性气体生成催化剂22是氧化催化剂。液体燃料26使用作为柴油机燃料的轻油。可燃性气体2是空气25、液体燃料26以及液体燃料26的热分解成分的混合物，液体燃料26的一部分被可燃性气体生成催化剂22氧化，剩余的液体燃料26借助该氧化热被气化，或者可能被热分解。催化剂出口部76位于可燃性气体生成催化剂22的下端中央部。
[0080]如图3所示，在DPF7的上游从可燃性气体排出口 3向排气通路4排出该可燃性气体2，通过排气6中的氧来使该可燃性气体2燃烧，借助该燃烧热使排气6升温，从而能够借助排气6的热来燃烧去除DPF7中积存的PM。
[0081]因此，即使排气6的温度低，也能够通过可燃性气体2使排气6升温，来燃烧去除DPF7中积存的PM，从而能够使DPF7再生而进行再利用。
[0082]在DPF7的上游配置有燃烧催化剂5，通过燃烧催化剂5，使可燃性气体2借助排气6中的氧催化燃烧。燃烧催化剂5是D0C。
[0083]DPF 是柴油颗粒物过滤器(Diesel particulate filters)的简称。PM(PollutionMinimum)是颗粒状物质的简称，DOC (Diesel oxidation catalyst)是柴油氧化催化剂的简称。
[0084]如图2A所示，可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a与可燃性气体生成催化剂22的外周面22a之间设有绝热件74，此时在内周面21a与外周面22a中的各自的上端缘部21b、22b之间不设置绝热件74，使各上端缘部21b、22b之间相贴紧，以使催化剂反应热从可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b向可燃性气体生成催化剂室21的内周面21a的上端缘部21b扩散。
[0085]由此，在可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b附近产生的过多催化剂反应热向可燃性气体生成催化剂室21的室壁扩散，从而能够抑制可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b附近过热，防止可燃性气体生成催化剂22受到热损伤。
[0086]另外，可燃性气体生成催化剂22的催化剂反应热难以从可燃性气体生成催化剂22的外周面22a的上端缘部22b以外的部位向可燃性气体生成催化剂室21的室壁扩散，因此能够维持可燃性气体生成催化剂22的活性，提高可燃性气体2的生成效率。
[0087]在可燃性气体生成催化剂室21的顶部面21c与可燃性气体生成催化剂22的上表面22d之间也设有绝热件78。各绝热件74、78是铝纤维垫(mat)，兼作为缓冲(cushion)件。
[0088]如图1A所示，开始生成可燃性气体时进行加热的加热器67进入催化剂入口部75中，在该加热器67的周围外套液体燃料保持件71，在液体燃料保持件71的下表面设有导板73，以使经由液体燃料保持件71内部下降的空燃混合物27沿着导板73的上表面流向导板73的周围。
[0089]加热器67是电热塞(glow plug)。
[0090]液体燃料保持件71是铝纤维垫，在其表面载置有铑催化剂成分。该液体燃料保持件71与可燃性气体生成催化剂22相比，液体燃料的保持性高。
[0091]导板73由不锈钢平板构成。[0092]如图3所示，空气供给单元18、液体燃料供给单元19与空燃混合室24连通，催化剂温度检测单元20的温度检测部20a插进可燃性气体生成催化剂22，催化剂温度检测单元20经由控制单元11实现与空气供给单元18及液体燃料供给单元19的协调，基于催化剂温度检测单元20检测出的可燃性气体生成催化剂22的温度，控制单元11调节空气供给单元18与液体燃料供给单元19向空燃混合室24供给的空气25与液体燃料26的供给量，来调节可燃性气体生成催化剂22的温度，如图1A所示，在导板73的正下方配置有催化剂温度检测单元20的温度检测部20a。
[0093]催化剂温度检测单元20是热敏电阻。
[0094]如图1A、图2B所示，可燃性气体生成催化剂22是在催化剂载体39、39上载置有催化剂成分而成的，催化剂载体39、39由被分割面40分成两部分的两个部件构成，该分割面40是沿着可燃性气体生成催化剂22的中心轴线22c的垂直面，如图1A所示，在构成催化剂载体39、39的两个部件之间夹持并固定有液体燃料保持件71与导板73。
[0095]催化剂载体39、39由铁铬丝织成并呈半圆锥台形状，在该催化剂载体39、39上载置有铑催化剂成分。
[0096]如图2B所示，在可燃性气体生成催化剂22以贯通状设有用于插入催化剂温度检测单元20的温度检测部20a的插入孔77，该插入孔77的中心轴线77a与可燃性气体生成催化剂22的中心轴线22c垂直相交且沿着与分割面40平行的方向延伸，由此，由两个部件构成的催化剂载体39、39形成为相同形状。
[0097]如图1A所示，可燃性气体生成催化剂室21与可燃性气体生成催化剂22呈越向下越窄的形状，在可燃性气体生成催化剂室21嵌入有可燃性气体生成催化剂22。
[0098]由此，能够使可燃性气体生成催化剂22的靠下部分的径向截面积较小，倾斜时，通过可燃性气体生成催化剂22的靠下部分的液体燃料26以无偏差的方式通过中心部和离中心部近的外周部，从而能够更正由催化剂反应热引起的可燃性气体生成催化剂22的温度分布不均现象，进而能够抑制可燃性气体生成催化剂22的热损伤。
[0099]如图3所示，在燃烧催化剂5的上游，可燃性气体供给通路8与排气通路4连通，在该可燃性气体供给通路8上设有二次空气供给单元9和点火单元10，该二次空气供给单元9、点火单元10实现与控制单元11的协调。点火单元10是电热塞。图中的附图标记72是在板材上形成有多个孔的火焰保持网，抑制排气6使燃烧火焰熄灭。
[0100]如图3所示，当排气温度比规定温度低时，控制单元11控制二次空气供给单元9使其向可燃性气体2供给二次空气12，并控制点火单元10使其点燃可燃性气体2，从而有焰燃烧可燃性气体2，进而借助该有焰燃烧的热使排气通路4中的排气6升温。
[0101]由此，即使在发动机刚起动后或轻负载运转时等，本来的排气温度未达到燃烧催化剂5的活化温度的情况下，也可借助可燃性气体2的有焰燃烧所产生的热，来使排气6的温度升温，从而能够使排气温度达到燃烧催化剂5的活化温度，由此即使在发动机刚起动后或轻负载运转时，也能够燃烧积存在DPF7中的PM，或者能够活化排气净化催化剂。
[0102]如图1A所示，排气通路4与可燃性气体供给通路8并列设置，在可燃性气体供给通路8的下游侧，在排气通路4与可燃性气体供给通路8的边界处形成有散热口 13，排气通路4通过该散热口 13与可燃性气体供给通路8连通，配置在可燃性气体供给通路8的下游侧的点火单元10面对该散热口 13。[0103]由此，排气通路4的排气6的流动不会受到可燃性气体供给通路8、点火单元10的阻碍，排气压也不会上升。另外，借助可燃性气体2的燃烧火焰，使排气6直接升温，从而排气6的升温效率高。
[0104]如图1A所示，在排气通路4的下侧并列设有可燃性气体供给通路8，排气通路4的周面下侧形成有散热口 13。由此，可燃性气体2的燃烧火焰的热气浮向排气通路4，提高排气通路4中排气6的温度，排气6的升温效率进一步提高。
[0105]如图1A、图1B所示，在点火单元10的上游，沿可燃性气体供给通路8形成有用于混合可燃性气体2与二次空气12的混合室14，在该混合室14设有可燃性气体喷嘴15和空气供给管16，可燃性气体喷嘴15以沿着混合室14的形成方向的方向配置在混合室14的中心部，在该可燃性气体喷嘴15的周面上形成有多个可燃性气体出口 17，空气供给管16以沿着混合室14的内周面的周向的方向，配置在混合室14的内周面部，从空气供给管16供给的二次空气12在可燃性气体喷嘴15的周围沿混合室14的内周面回旋。
[0106]使该回旋的二次空气12与从可燃性气体出口 17朝向混合室14的径向供给的可燃性气体2混合。由此，可燃性气体2与空气12的混合性良好，从而通过点燃可燃性气体2得到高的散热量。
[0107]此外，如图1C所示，使喷嘴盖15a盖住可燃性气体喷嘴15，在该喷嘴盖15a的周壁上也沿着周向形成有可燃性气体出口 17，从而可以将从可燃性气体喷嘴15流入喷嘴盖15a内的可燃性气体2，从喷嘴盖15a的可燃性气体出口 17朝向混合室14的径向供给。
[0108]如图3所示，在向可燃性气体生成器I供给液体燃料26与空气25，并通过可燃性气体生成催化剂22生成可燃性气体2时，如果可燃性气体生成催化剂22的温度比规定温度低，则控制单元11控制空气供给单元9使其向可燃性气体2供给二次空气12，并且控制点火单元10使其点燃可燃性气体2，从而有焰燃烧可燃性气体2，进而借助该有焰燃烧的热使从可燃性气体生成器I中流出的液体成分气化。由此,从可燃性气体生成器I中流出的液体成分不会附着在排气通路4内，从而能够防止在发动机起动时产生白烟的现象。
[0109]如图1A所示，在可燃性气体生成器I设置可燃性气体生成催化剂室21，在该可燃性气体生成催化剂室21容纳可燃性气体生成催化剂22，在可燃性气体生成催化剂室21的上端部配置环状壁23，在该环状壁23的内侧形成空燃混合室24，通过向该空燃混合室24供给空气25与液体燃料26，在空燃混合室24中形成空燃混合气体27，将该空燃混合气体27供给至可燃性气体生成催化剂22，通过可燃性气体生成催化剂22生成可燃性气体2，此时以如下方式进行处理。
[0110]如图4B所示，在环状壁23的前端部配置盖体28，在环状壁23的前端部设置环状的盖体载置面29，在盖体28设置被载置面30，隔着环状垫片31、32将盖体28的被载置面30载置固定在环状壁23的盖体载置面29上。
[0111]如图4A所示的例子，在垫片31上以沿其周向保持规定间隔的方式设置多个液体燃料入口 33和液体燃料出口 34，液体燃料出口 34从各液体燃料入口 33向垫片31的内侧延伸。
[0112]如图4B所示的例子，在环状壁23的盖体载置面29和盖体28的被载置面30中的某个面上，凹陷设置沿其周向延伸的液体燃料导槽35，使各液体燃料入口 33与该液体燃料导槽35的开口连通，以使供给于液体燃料导槽35的液体燃料26经由各液体燃料入口 33，从液体燃料出口 34流向空燃混合室24。
[0113]由此，与在环状壁23内形成液体燃料导路和液体燃料出口的情况相比，能够容易对环状壁23进行加工。
[0114]如图4A所示，在空气25在空燃混合室24中回旋的情况下，液体燃料出口 34朝向空燃混合室24的空气回旋方向的下游侧。由此，空燃混合室24中的空气25和液体燃料26的混合变均匀。
[0115]如图4A所示，在垫片32上以沿其周向保持规定间隔的方式设置多个空气入口 36和空气出口 37，空气出口 37从各空气入口 36向垫片32的内侧延伸，如4B所示的例子，在环状壁23的盖体载置面29和盖体28的被载置面30中的某个面上，凹陷设置沿其周向延伸的空气导槽38，使各空气入口 36与该空气导槽38的开口连通，以使供给于空气导槽38的空气25经由各空气入口 36，从空气出口 37流向空燃混合室24。
[0116]由此，与在环状壁23内形成空气导路和空气出口的情况相比，能够容易地对环状壁23进行加工。
[0117]如图4A所示，在空气25在空燃混合室24中回旋的情况下，空气出口 37朝向空燃混合室24的空气回旋方向的下游侧。由此，在空燃混合室24中能够容易使空气25回旋。
[0118]如图4B所示，在垫片31上以沿其周向保持规定间隔的方式配置有4个液体燃料出口 34。
[0119]以如下方式进行DPF再生控制。
[0120]如图3所示的发动机E⑶61具有PM堆积量估计单元62和PM再生控制单元63。发动机ECU是发动机电子控制单元的简称。
[0121]PM堆积量估计单元62是发动机ECU61的规定运算部，基于发动机负载、发动机转速、由DPF上游侧排气温度传感器64检测出的排气温度、由DPF上游侧排气压传感器65检测出的DPF7上游侧的排气压、由差压传感器66检测出的DPF7上游与下游的压差等，根据事先实验得出的映射数据(map data)估计PM堆积量。
[0122]当通过PM堆积量估计单元62估计出的PM堆积量估计值达到规定的再生开始值时，PM再生控制单元63使加热器67发热，并驱动液体燃料泵42和鼓风机48的马达46。由此，将液体燃料26和空气25供给于空燃混合室24，通过可燃性气体生成催化剂22产生可燃性气体2。加热器67的周围由能够保持液体燃料的液体燃料保持件71包围，加热器67的热量被集中地供给于液体燃料保持件71所保持的液体燃料，从而迅速地开始生成可燃性气体2。
[0123]在开始生成可燃性气体2的初期，使加热器67发热规定时间，一旦开始生成可燃性气体2，通过发热反应，使可燃性气体生成催化剂22的温度上升，因此在从开始生成可燃性气体2之后经过规定时间的情况下，利用计时器停止加热器67的发热。
[0124]将可燃性气体生成催化剂22的温度传感器68、燃烧催化剂5的入口侧温度传感器69与PM再生控制单元63连接，当可燃性气体生成催化剂22的温度和/或燃烧催化剂5的入口侧温度低于规定温度时，控制点火单元10以使其点燃可燃性气体2。
[0125]将DPF7的出口侧温度传感器70与PM再生控制单元63连接，当DPF7的出口侧温度异常高时，紧急中止再生。
[0126]DPF再生流程如下。[0127]如图6所示，在步骤SI中，判断PM堆积估计值是否达到再生开始值，当判断为“是”时，在步骤S2中开始生成可燃性气体，在步骤S3中，判断燃烧催化剂5的入口侧排气温度是否在250°C以上，当判断为“是”时，在步骤S4中判断可燃性气体生成催化剂22的温度是否在400°C以上，当判断为“是”时，在步骤S5中，不点燃可燃性气体2，而将可燃性气体2供给于排气通路4，在步骤S6中，判断PM堆积估计值是否达到再生结束值，当判断为“是”时，在步骤S7中结束可燃性气体的生成，从而结束DPF的再生。
[0128]在步骤S6中，当判断为“否”时，返回步骤S3。在步骤S3、步骤S4判断为“否”的情况中的任一情况下，在步骤S8中都点燃可燃性气体2，将有焰燃烧的热量供给于排气通路4。
【权利要求】
1.一种柴油机排气处理装置，其特征在于， 在可燃性气体生成器(I)设有可燃性气体生成催化剂室(21 )，该可燃性气体生成催化剂室(21)容纳有可燃性气体生成催化剂(22)，在可燃性气体生成器(I)的上部形成有空燃混合室(24)，向该空燃混合室(24)供给空气(25)和液体燃料(26)，由此在空燃混合室(24)中形成空气(25)与液体燃料(26)的空燃混合物(27)，从空燃混合室(24)的下端部向可燃性气体生成催化剂(22 )的上部中心的催化剂入口部(75 )供给该空燃混合物(27 )，通过可燃性气体生成催化剂(22)生成可燃性气体(2)，使该可燃性气体(2)从可燃性气体生成催化剂(22)的下端部的催化剂出口部(76)流出， 在柴油颗粒物过滤器(7)的上游从可燃性气体排出口(3)向排气通路(4)排出该可燃性气体(2)，通过排气(6)中的氧使该可燃性气体(2)燃烧，借助该燃烧热使排气(6)升温，从而能够借助排气(6)的热来燃烧去除柴油颗粒物过滤器(7)中积存的颗粒状物质， 开始生成可燃性气体时进行加热的加热器(67)进入催化剂入口部(75)中，在该加热器(67)的周围外套有液体燃料保持件(71)， 在液体燃料保持件(71)的下表面设有导板(73)，以使经由液体燃料保持件(71)内部下降的空燃混合物(27)沿着导板(73)的上表面流向导板(73)的周围。
2.如权利要求1所述的柴油机排气处理装置，其特征在于， 空气供给单元(18)、液体燃料供给单元(19)与空燃混合室(24)连通，催化剂温度检测单元(20 )的温度检测部(20a)插进可燃性气体生成催化剂(22 )，催化剂温度检测单元(20 )经由控制单元(11)实现与空气供给单元(18)及液体燃料供给单元(19)的协调，基于催化剂温度检测单元(20 )检测出的可燃性气体生成催化剂(22 )的温度，控制单元(11)调节空气供给单元(18)与液体燃料供给单元(19)向空燃混合室(24)供给的空气(25)与液体燃料(26)的供给量，来调节可燃性气体生成催化剂(22)的温度， 在导板(73)的正下方配置催化剂温度检测单元(20)的温度检测部(20a)。
3.如权利要求2所述的柴油机排气处理装置，其特征在于， 可燃性气体生成催化剂(22)是在催化剂载体(39、39)上载置有催化剂成分而成的，催化剂载体(39、39 )由被分割面(40 )分成两部分的两个部件构成，该分割面(40 )是沿着可燃性气体生成催化剂(22)的中心轴线(22c)的垂直面， 在构成催化剂载体(39、39)的两个部件之间夹持并固定有液体燃料保持件(71)与导板(73)。
4.如权利要求3所述的柴油机排气处理装置，其特征在于，在可燃性气体生成催化剂(22)以贯通状设有用于插入催化剂温度检测单元(20)的温度检测部(20a)的插入孔(77)，通过使该插入孔(77 )的中心轴线(77a)与可燃性气体生成催化剂(22 )的中心轴线(22c )垂直相交且沿着与分割面(40)平行的方向延伸，来使由两个部件构成的催化剂载体(39、39)形成为相同形状。
5.如权利要求1至4中任一项所述的柴油机排气处理装置，其特征在于，在可燃性气体生成催化剂室(21)的内周面(21a)与可燃性气体生成催化剂(22)的外周面(22a)之间设有绝热件(74)，而在上述的内周面(21a)与外周面(22a)中的各上端缘部(21b、22b)之间不设置绝热件(74)，使各上端缘部(21b、22b)之间相贴紧，以使催化剂反应热从可燃性气体生成催化剂(22)的外周面(22a)的上端缘部(22b)向可燃性气体生成催化剂室(21)的内周面(21a)的上端缘部(2 1b)扩散。
【文档编号】F01N3/023GK103670607SQ201310408230
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2012年9月11日
【发明者】大西崇之, 森永秀隆, 竹本能和, 中平敏夫, 奥田贡, 内藤庆太 申请人:株式会社久保田