ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置
【課題】給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ燃料消費率の悪化を回避して、エンジンの特に低負荷において、排ガス温度を上昇させＤＯＣ、及びＤＰＦを正常にさせ得るディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を提供する。
【解決手段】ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置において、ＤＰＦ１２２の下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器６を設置し、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部に加熱熱交換器６で蓄熱した受熱媒体の熱とＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器７を設置し、加熱熱交換器６と放熱熱交換器７との間に熱媒体通路８を設けたことを特徴とする。
【解決手段】ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置において、ＤＰＦ１２２の下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器６を設置し、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部に加熱熱交換器６で蓄熱した受熱媒体の熱とＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器７を設置し、加熱熱交換器６と放熱熱交換器７との間に熱媒体通路８を設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンのＤＰＦ（粒子状物質除去装置）の再生装置等に用いられ、排気ターボ過給機出口の排ガスをＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を通して、前記ＤＯＣで排ガス中の燃料を酸化させ、前記ＤＰＦで前記ＤＯＣにて燃料酸化後の排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を燃焼させて、該排ガスを浄化するディーゼルエンジンの排ガス後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６はＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。
図６において、ディーゼルエンジン（以下エンジン１００という）は、排気タービン１０９とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１０８を有する排気ターボ過給機１１０を備えており、該過給機１１０のコンプレッサ１０８から吐出された空気は空気管１０７を通って空気冷却器１０６に入り、該空気冷却器１０６で冷却される。
該空気冷却器１０６で冷却された空気は、吸気スロットル弁１０５で開度を制御された後、給気管１０４を通り、シリンダ毎に設けられた給気ポートからエンジン１００に吸入される。
エンジン１００においては、コモンレール（蓄圧器）１０２にて蓄圧された高圧燃料が、コモンレール制御装置１０３により噴射時期及び噴射量を制御され、かかる噴射時期及び噴射量にて、シリンダ毎に設けられた燃料噴射弁１０１から噴射される。噴射された高圧燃料は前記空気との混合によって燃焼される。
【０００３】
また、前記排気集合管１１１の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）管１１６が分岐されて、排ガス１２０の一部(ＥＧＲガス)はＥＧＲ管１１６を通り、ＥＧＲクーラ１１５で降温され、ＥＧＲ弁１１４で流量を制御されて、給気管１０４の吸気スロットルバルブ１０５に下流部位に投入される。
そして、エンジン１００で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス１２０は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気集合管１１１を通って、前記排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９を駆動して前記コンプレッサ１０８の動力源となった後、排気管１１２を通って排ガス後処理装置１のＤＯＣ１２１に入る。
【０００４】
そして、該ＤＯＣ１２１で排ガス１２０中の燃料を酸化させて昇温された後、排ガス後処理装置１のＤＰＦ１２２に送り込まれる。
ＤＰＦ１２２においては、前記ＤＯＣでHC（炭化水素）成分を酸化しこのとき発生する反応熱で、ＤＰＦ１２２に堆積されているＰＭ（粒子状物質）が燃焼処理される。燃焼処理され後の排ガスは排気出口管１１３から外部に排出される。
【０００５】
尚、特許文献（特開２００４−３３９９７１号公報）においては、その特に図３には、ＤＯＣ３Ａａの下流とＤＰＦ３Ａｂとの間に、燃料噴射弁４３を配置して該燃料噴射弁４３から、所定の時期に燃料を噴射して、ＤＰＦ３Ａの温度を上昇させたＤＯＣおよびＤＰＦをそなえたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３９９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に示されるディーゼルエンジンの排ガス後処理装置は、ＤＰＦ１２２再生時には、ＤＯＣ１２１の上流側に燃料を供給し、ＤＯＣ１２１にて該燃料を酸化させることで、ＤＯＣ１２１後の排ガス温度を、ＤＰＦ１２２でＰＭが燃焼する温度（一般的には６００〜６５０℃）まで昇温させる。
この際に、低負荷時でもＤＯＣ１２１が、燃料を酸化させることができる温度（一般的には２５０℃以上）に到達している必要がある。
【０００８】
エンジンの負荷が低い場合、即ち低負荷時にはＤＯＣ１２１入口の排ガス温度は１００〜１５０℃程度であり、かかる温度ではＤＯＣ１２１にて燃料を酸化させることができない。
このため、従来のエンジンにおいては給気のスロットル弁１０５を絞ったり、あるいは排気のスロットル弁(図示省略)を 絞るという操作を行って、ＤＯＣ１２１入口の排ガス温度を上昇させるための制御を行っている。
かかる排ガス温度を上昇させるための制御は、即ち給気のスロットル弁や排気のスロットル弁を絞る制御は、エンジンの熱効率を低下させる、また結果的にはエンジンの燃料消費率が悪化するという問題がある。
【０００９】
尚、前記特許文献１には、ＤＯＣの下流とＤＰＦとの間に、燃料噴射弁から、所定の時期に燃料を噴射して、ＤＰＦの温度を上昇させたＤＯＣおよびＤＰＦをそなえた排ガス後処理装置が開示されているのみで、前記問題点を解決する手段は示されていない。
【００１０】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ燃料消費率の悪化を回避して、エンジンの特に低負荷において、排ガス温度を上昇させＤＯＣ、及びＤＰＦを正常にさせ得るディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はかかる課題を解決するもので、エンジンの排気ターボ過給機出口の排ガスをＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を通して、前記ＤＯＣで排ガス中の燃料を酸化させ、前記ＤＰＦで前記ＤＯＣにて燃料酸化後の排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を燃焼させて該排ガスを浄化するディーゼルエンジンの排ガス後処理装置において、
前記ＤＰＦの下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を設置し、前記ＤＯＣの排ガス入口部に前記加熱熱交換器で蓄熱した受熱媒体の熱と前記ＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器を設置し、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器との間は、前記加熱熱交換器で受熱媒体に蓄熱した熱を外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路を設けたことを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
かかる発明において、前記加熱熱交換器から熱媒体通路を通って前記放熱熱交換器を循環する熱媒体循環路を形成し、前記熱媒体通路中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプを設ける（請求項２）。
【００１３】
また、本発明は、前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路を設けたことを特徴とする（請求項３）。
【００１４】
また、本発明は、前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣの排ガス入口管に接続する戻し通路を設けたことを特徴とする（請求項４）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＤＰＦの下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を設置し、ＤＯＣの排ガス入口部に前記加熱熱交換器で蓄熱した受熱媒体の熱と前記ＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器を設置し、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器との間は、前記加熱熱交換器で受熱媒体に蓄熱した熱を外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に循環させる熱媒体通路を設け（請求項１）、特に、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通って前記放熱熱交換器を循環する熱媒体循環路を形成し、前記熱媒体通路中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプを設けて（請求項２）構成することによって、ＤＰＦ通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）を、前記排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を用いて受熱媒体に蓄熱し、この受熱媒体の熱を、外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路を通して、前記ＤＯＣの排ガス入口部に設置した放熱熱交換器で受けて、該放熱熱交換器で排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する。
これにより、受熱媒体の熱でＤＯＣ入口の排ガスを加熱することとなり、ＤＰＦ通過後の高温（６００〜６５０℃）排ガスの熱を、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器を用いて効率良く、ＤＯＣの排ガス入口部の排ガス温度を高めることができ、排ガス温度を高めるための燃料の量を低減できる。
【００１６】
これにより、エンジンの特に低負荷において、ＤＯＣ入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが容易となって、従来技術のような、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避することによって、燃料消費率の悪化の回避効果が大きい。
【００１７】
また、本発明は、排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記発明と同様な加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り、前記発明と同様な放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路を設けるように構成することによって（請求項３）、加熱熱交換器に、ＤＰＦ通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）に加えて、排気ターボ過給機出口の排ガス通路から分岐した加熱ガスの熱を加えるので、加熱熱交換器での受熱媒体の温度が前記何れの場合よりも高くなり、排ガス温度を高めるための燃料の量を前記の場合よりもより多く低減できる。
【００１８】
これにより、エンジンの特に低負荷において、ＤＯＣ入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが前記の何れの場合よりも容易となって、従来技術のような、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避することによって、燃料消費率の悪化の回避効果が大きくなる。
また、排気ターボ過給機出口の排ガス通路から分岐した加熱ガスの速度により、ガスの送り作用が得られるため、前記のような移送ポンプは不要となり、装置コストを低減できる。
【００１９】
また、本発明は、排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣの排ガス入口管に接続する戻し通路を設けるように構成することによって（請求項４）、加熱熱交換器から熱媒体通路を通り放熱熱交換器を通って放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、戻し通路により前記ＤＯＣの排ガス入口管に戻して、その戻しガスをＤＯＣの排ガス入口管の排ガスを加熱に利用するので、前記の場合よりも排ガス温度を高めるための燃料の量の増加の回避効果が大きくなって、燃料消費率の悪化の回避効果も大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】参考例に係るＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。
【図２】参考例に係る排ガス後処理装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る排ガス後処理装置の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る図１対応図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る図１対応図である。
【図６】従来技術に係るＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は本発明の基本構成に係る参考例を示し、ＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。
図１において、ディーゼルエンジン（以下エンジン１００という）は、排気タービン１０９とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１０８を有する排気ターボ過給機１１０を備えており、該過給機１１０のコンプレッサ１０８から吐出された空気は空気管１０７を通って空気冷却器１０６に入り、該空気冷却器１０６で冷却される。
該空気冷却器１０６で冷却された空気は、吸気スロットル弁１０５で開度を制御された後、給気管１０４を通り、シリンダ毎に設けられた給気ポートからエンジン１００に吸入される。
【００２３】
エンジン１００においては、コモンレール（蓄圧器）１０２にて蓄圧された高圧燃料が、コモンレール制御装置１０３により噴射時期及び噴射量を制御され、かかる噴射時期及び噴射量にて、シリンダ毎に設けられた燃料噴射弁１０１から噴射される。噴射された高圧燃料は前記空気との混合によって燃焼される。
【００２４】
また、前記排気集合管１１１の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）管１１６が分岐されて、排ガス１２０の一部(ＥＧＲガス)はＥＧＲ管１１６を通り、ＥＧＲクーラ１１５で降温され、ＥＧＲ弁１１４で流量を制御されて、給気管１０４の吸気スロットルバルブ１０５に下流部位に投入される。
そして、エンジン１００で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス１２０は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気集合管１１１を通って、前記排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９を駆動して前記コンプレッサ１０８の動力源となった後、排気管１１２を通って排ガス後処理装置１に入る。
【００２５】
以上の構成は、図６に示す従来技術と同様である。
本発明は、前記排ガス後処理装置１の構成に関するものである。
【００２６】
図２は、参考例に係る排ガス後処理装置の断面図である。
図２及び図１において、前記排気管１１２を通った排ガスは、排ガス後処理装置１の入口室１２３から前記ＤＯＣ１２１及びＤＰＦ１２２に入る。
即ち前記エンジン１００からの排ガスは、前記排気管１１２から排ガス後処理装置１の入口室１２３を通ってＤＯＣ１２１に入る。
【００２７】
本発明においては、かかる排ガス後処理装置１を次のように構成している。
即ち、図２及び図１において、ケース１２２ａ内には、ＤＯＣ１２１と間隔１２３ａを隔ててＤＰＦ１２２が収納されている。
前記ＤＰＦ１２２の下流の下流室１２４には、ＤＰＦ１２２通過後の排ガスの熱を受熱する伝熱板３を設置し、前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部を構成する上流室１２３には、前記伝熱板３から伝送された熱を放出する放熱板２を設置している。
そして、前記伝熱板３と放熱板２との間を、外部との間に遮熱性を有する熱伝導体４で接続している。
【００２８】
前記伝熱板３及び放熱板２は、多くの孔が穿孔された多孔板、あるいは扁平状に且つ排ガス通過が可能に設けられた伝熱チューブの何れかよりなり、また前記熱伝導体４は遮熱性を有する熱伝導体即ちヒートパイプ（金属管の中に冷媒を入れ、液体の蒸発と凝縮の潜熱を利用して熱移動、排熱を行う）、あるいは外部への放熱機能を遮断した伝熱パイプにより構成されている。このように、かかる伝熱板３及び放熱板２及び熱伝導体４は、きわめて簡単かつ低コストの装置で構成されている。
【００２９】
かかる参考例において、前記ＤＰＦ１２２では、該ＤＰＦ１２２に堆積したＰＭを燃焼させ、燃焼ガスは出口室１２４から排気出口管１１３に排出される。このときの、ＤＰＦ１２２通過後の排ガス温度は６００〜６５０℃と高温である。
参考例においては、前記伝熱板３を用いて、該伝熱板３を前記６００〜６５０℃程度の排ガス温度で加熱し、この伝熱板３を、外部との間に遮熱性を有する熱伝導体４を介して、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部を構成する上流室１２３に設置された放熱板２に接続し、該熱伝導体４からの伝熱板３の熱を放熱板２に伝達して、該放熱板２によりＤＯＣ１２１入口の排ガス中に放熱して、ＤＯＣ１２１入口の排ガスを加熱している。
これにより、ＤＰＦ１２２通過後の高温（６００〜６５０℃）排ガスの熱を用いて、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部の排ガス温度を高めることができ、従って、排ガス温度を高めるための燃料の量を低減できる。
この場合、前記ＤＯＣ１２１とＤＰＦ１２２との間隔１２３ａの温度は、２５０〜６００℃程度となり、エンジン１００の低負荷でもＤＰＦ１２２の作動に十分な温度である。
【００３０】
これにより、エンジン１００の特に低負荷において、ＤＯＣ１２１入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが可能となって、従来技術のような、給気のスロットル弁１０５や排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジン１００の熱効率を低下させる制御を行うことがなくなる。また、排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避することによって燃料消費率の悪化を回避できる。
【００３１】
（第１実施形態）
図３は、第１実施形態に係る排ガス後処理装置の断面図である。
この第１実施形態においては、前記ＤＰＦ１２２の下流室１２４にＤＰＦ１２２通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器６を設置し、前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部（上流室１２３）に放熱熱交換器７を設置し、前記加熱熱交換器６で蓄熱した受熱媒体の熱を前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部（上流室１２３）の排ガス中に放出する。前記加熱熱交換器６と放熱熱交換器７との間は、前記加熱熱交換器６で受熱媒体に蓄熱した熱を、外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器７に循環させる熱媒体通路８を設けている。
【００３２】
そして、かかる第１実施形態においては、前記加熱熱交換器６から前記熱媒体通路８を通って前記放熱熱交換器７を循環する熱媒体循環路８ａを形成し、熱媒体通路８中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプ９を設けている。
【００３３】
かかる第１実施形態によれば、ＤＰＦ１２２通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）を、前記排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器６を用いて受熱媒体に蓄熱し、この受熱媒体の熱を、外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路８を通して、前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部即ち上流室１２３に設置した放熱熱交換器７で受けて、該放熱熱交換器７で排ガスと熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出している。
【００３４】
これにより、前記受熱媒体の熱でＤＯＣ１２１入口の排ガスを加熱することとなり、ＤＰＦ１２２通過後の高温（６００〜６５０℃）排ガスの熱を、前記加熱熱交換器６と放熱熱交換器７を用いて効率良く、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部（上流室１２３）の排ガス温度を高めることができ、排ガス温度を高めるための燃料の量を低減できる。
【００３５】
従って、エンジンの特に低負荷において、ＤＯＣ１２１入口に排ガス温度を必要な２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが前記参考例の場合よりも容易となって、従来技術のような、給気のスロットル弁１０５や排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うのを回避できる。
また、排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避できることによって、前記参考例の場合よりも、燃料消費率の悪化の回避効果が大きくなる。
その他の構成は、前記参考例（図２）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００３６】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る図１対応図である。
この第２実施形態においては、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９出口の排気管１１２から分岐した加熱ガスを通す加熱管１１を前記第１実施形態と同様な加熱熱交換器６の受熱媒体入口に接続している。
さらに、加熱熱交換器か６から前記熱媒体通路８を通り、前記第１実施形態と同様な放熱熱交換器７を通って、該放熱熱交換器７で排ガス入口部の上流室１２３で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路１１ｂを設けている。
【００３７】
このように構成すれば、加熱熱交換器６に、ＤＰＦ１２２通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）に加えて、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９の入口から分岐した加熱ガスを通す加熱管１１を、前記第１実施形態と同様な加熱熱交換器６の受熱媒体入口に接続している。
従って、加熱熱交換器６に、ＤＰＦ１２２通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）に加えて、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９出口の排気管１１２から分岐した加熱管１１により、加熱ガスの熱を加えるので、加熱熱交換器６での受熱媒体の温度が前記参考例、第１実施形態の何れの場合よりも高くなり、排ガス温度を高めるための燃料の量を前記参考例、第１実施形態の場合よりもより多く低減できる。
【００３８】
これにより、エンジン１００の特に低負荷において、ＤＯＣ１２１入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ１２２作動温度まで上昇させることが、前記参考例、第１実施形態よりも容易となって、従来技術のような、給気スロットル弁１０５や排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うのを回避できる。
また、排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避できることによって、前記参考例、第１実施形態の場合よりも、燃料消費率の悪化の回避効果が大きくなる。
また、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９出口の排気管１１２から分岐した加熱管１１での加熱ガスの速度により、ガスの送り作用が得られるため、前記第１実施形態のような移送ポンプ９は不要となり、装置コストを低減できる。
その他の構成は、前記参考例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００３９】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る図１対応図である。
この第３実施形態においては、前記第２実施形態に、放熱熱交換器７出口の放熱ガスを前記ＤＯＣ１２１の排気管１１２に接続する戻し通路１３を設けている。
即ち、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９の入口から分岐した加熱ガスを通す加熱管１１を前記加熱熱交換器６の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器６から前記熱媒体通路８を通り、前記放熱熱交換器７で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣ１２１の排気管１１２に接続する戻し通路１３を設けている。
【００４０】
かかる第３実施形態によれば、加熱熱交換器６から熱媒体通路８を通り放熱熱交換器７を通って該放熱熱交換器７で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、戻し通路１３により前記ＤＯＣ１２１の排気管１１２に戻して、その戻しガスをＤＯＣ１２１の排ガス入口管の排ガスの加熱に利用できるので、前記の第２実施形態よりも排ガス温度を高めるための燃料の量の増加の回避効果が大きくなって、燃料消費率の悪化の回避効果も大きくなる。
その他の構成は、前記参考例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ燃料消費率の悪化を回避して、エンジンの特に低負荷において、排ガス温度を上昇させＤＯＣ、及びＤＰＦを正常にさせ得るディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を提供できる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 排ガス後処理装置
２ 放熱板
３ 伝熱板
４ 熱伝導体
６ 加熱熱交換器
７ 放熱熱交換器
８ 熱媒体通路
８ａ 熱媒体循環路
９ 移送ポンプ
１１ 加熱管
１１ｂ 排出路
１３ 戻し通路
１００ エンジン
１０１ 燃料噴射弁
１０２ コモンレール（蓄圧器）
１０３ コモンレール制御装置
１０４ 給気管
１０５ 給気スロットルバルブ
１１０ 排気ターボ過給機
１１１ 排気集合管
１１２ 排気管
１１６ ＥＧＲ（排ガス再循環）管
１２０ 排ガス
１２１ ＤＯＣ
１２２ ＤＰＦ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンのＤＰＦ（粒子状物質除去装置）の再生装置等に用いられ、排気ターボ過給機出口の排ガスをＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を通して、前記ＤＯＣで排ガス中の燃料を酸化させ、前記ＤＰＦで前記ＤＯＣにて燃料酸化後の排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を燃焼させて、該排ガスを浄化するディーゼルエンジンの排ガス後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６はＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。
図６において、ディーゼルエンジン（以下エンジン１００という）は、排気タービン１０９とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１０８を有する排気ターボ過給機１１０を備えており、該過給機１１０のコンプレッサ１０８から吐出された空気は空気管１０７を通って空気冷却器１０６に入り、該空気冷却器１０６で冷却される。
該空気冷却器１０６で冷却された空気は、吸気スロットル弁１０５で開度を制御された後、給気管１０４を通り、シリンダ毎に設けられた給気ポートからエンジン１００に吸入される。
エンジン１００においては、コモンレール（蓄圧器）１０２にて蓄圧された高圧燃料が、コモンレール制御装置１０３により噴射時期及び噴射量を制御され、かかる噴射時期及び噴射量にて、シリンダ毎に設けられた燃料噴射弁１０１から噴射される。噴射された高圧燃料は前記空気との混合によって燃焼される。
【０００３】
また、前記排気集合管１１１の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）管１１６が分岐されて、排ガス１２０の一部(ＥＧＲガス)はＥＧＲ管１１６を通り、ＥＧＲクーラ１１５で降温され、ＥＧＲ弁１１４で流量を制御されて、給気管１０４の吸気スロットルバルブ１０５に下流部位に投入される。
そして、エンジン１００で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス１２０は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気集合管１１１を通って、前記排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９を駆動して前記コンプレッサ１０８の動力源となった後、排気管１１２を通って排ガス後処理装置１のＤＯＣ１２１に入る。
【０００４】
そして、該ＤＯＣ１２１で排ガス１２０中の燃料を酸化させて昇温された後、排ガス後処理装置１のＤＰＦ１２２に送り込まれる。
ＤＰＦ１２２においては、前記ＤＯＣでHC（炭化水素）成分を酸化しこのとき発生する反応熱で、ＤＰＦ１２２に堆積されているＰＭ（粒子状物質）が燃焼処理される。燃焼処理され後の排ガスは排気出口管１１３から外部に排出される。
【０００５】
尚、特許文献（特開２００４−３３９９７１号公報）においては、その特に図３には、ＤＯＣ３Ａａの下流とＤＰＦ３Ａｂとの間に、燃料噴射弁４３を配置して該燃料噴射弁４３から、所定の時期に燃料を噴射して、ＤＰＦ３Ａの温度を上昇させたＤＯＣおよびＤＰＦをそなえたディーゼルエンジンの排ガス後処理装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３９９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に示されるディーゼルエンジンの排ガス後処理装置は、ＤＰＦ１２２再生時には、ＤＯＣ１２１の上流側に燃料を供給し、ＤＯＣ１２１にて該燃料を酸化させることで、ＤＯＣ１２１後の排ガス温度を、ＤＰＦ１２２でＰＭが燃焼する温度（一般的には６００〜６５０℃）まで昇温させる。
この際に、低負荷時でもＤＯＣ１２１が、燃料を酸化させることができる温度（一般的には２５０℃以上）に到達している必要がある。
【０００８】
エンジンの負荷が低い場合、即ち低負荷時にはＤＯＣ１２１入口の排ガス温度は１００〜１５０℃程度であり、かかる温度ではＤＯＣ１２１にて燃料を酸化させることができない。
このため、従来のエンジンにおいては給気のスロットル弁１０５を絞ったり、あるいは排気のスロットル弁(図示省略)を 絞るという操作を行って、ＤＯＣ１２１入口の排ガス温度を上昇させるための制御を行っている。
かかる排ガス温度を上昇させるための制御は、即ち給気のスロットル弁や排気のスロットル弁を絞る制御は、エンジンの熱効率を低下させる、また結果的にはエンジンの燃料消費率が悪化するという問題がある。
【０００９】
尚、前記特許文献１には、ＤＯＣの下流とＤＰＦとの間に、燃料噴射弁から、所定の時期に燃料を噴射して、ＤＰＦの温度を上昇させたＤＯＣおよびＤＰＦをそなえた排ガス後処理装置が開示されているのみで、前記問題点を解決する手段は示されていない。
【００１０】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ燃料消費率の悪化を回避して、エンジンの特に低負荷において、排ガス温度を上昇させＤＯＣ、及びＤＰＦを正常にさせ得るディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明はかかる課題を解決するもので、エンジンの排気ターボ過給機出口の排ガスをＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）を通して、前記ＤＯＣで排ガス中の燃料を酸化させ、前記ＤＰＦで前記ＤＯＣにて燃料酸化後の排ガス中のＰＭ（粒子状物質）を燃焼させて該排ガスを浄化するディーゼルエンジンの排ガス後処理装置において、
前記ＤＰＦの下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を設置し、前記ＤＯＣの排ガス入口部に前記加熱熱交換器で蓄熱した受熱媒体の熱と前記ＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器を設置し、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器との間は、前記加熱熱交換器で受熱媒体に蓄熱した熱を外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路を設けたことを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
かかる発明において、前記加熱熱交換器から熱媒体通路を通って前記放熱熱交換器を循環する熱媒体循環路を形成し、前記熱媒体通路中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプを設ける（請求項２）。
【００１３】
また、本発明は、前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路を設けたことを特徴とする（請求項３）。
【００１４】
また、本発明は、前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣの排ガス入口管に接続する戻し通路を設けたことを特徴とする（請求項４）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＤＰＦの下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を設置し、ＤＯＣの排ガス入口部に前記加熱熱交換器で蓄熱した受熱媒体の熱と前記ＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器を設置し、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器との間は、前記加熱熱交換器で受熱媒体に蓄熱した熱を外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に循環させる熱媒体通路を設け（請求項１）、特に、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通って前記放熱熱交換器を循環する熱媒体循環路を形成し、前記熱媒体通路中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプを設けて（請求項２）構成することによって、ＤＰＦ通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）を、前記排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を用いて受熱媒体に蓄熱し、この受熱媒体の熱を、外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路を通して、前記ＤＯＣの排ガス入口部に設置した放熱熱交換器で受けて、該放熱熱交換器で排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する。
これにより、受熱媒体の熱でＤＯＣ入口の排ガスを加熱することとなり、ＤＰＦ通過後の高温（６００〜６５０℃）排ガスの熱を、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器を用いて効率良く、ＤＯＣの排ガス入口部の排ガス温度を高めることができ、排ガス温度を高めるための燃料の量を低減できる。
【００１６】
これにより、エンジンの特に低負荷において、ＤＯＣ入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが容易となって、従来技術のような、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避することによって、燃料消費率の悪化の回避効果が大きい。
【００１７】
また、本発明は、排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記発明と同様な加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り、前記発明と同様な放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路を設けるように構成することによって（請求項３）、加熱熱交換器に、ＤＰＦ通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）に加えて、排気ターボ過給機出口の排ガス通路から分岐した加熱ガスの熱を加えるので、加熱熱交換器での受熱媒体の温度が前記何れの場合よりも高くなり、排ガス温度を高めるための燃料の量を前記の場合よりもより多く低減できる。
【００１８】
これにより、エンジンの特に低負荷において、ＤＯＣ入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが前記の何れの場合よりも容易となって、従来技術のような、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避することによって、燃料消費率の悪化の回避効果が大きくなる。
また、排気ターボ過給機出口の排ガス通路から分岐した加熱ガスの速度により、ガスの送り作用が得られるため、前記のような移送ポンプは不要となり、装置コストを低減できる。
【００１９】
また、本発明は、排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣの排ガス入口管に接続する戻し通路を設けるように構成することによって（請求項４）、加熱熱交換器から熱媒体通路を通り放熱熱交換器を通って放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、戻し通路により前記ＤＯＣの排ガス入口管に戻して、その戻しガスをＤＯＣの排ガス入口管の排ガスを加熱に利用するので、前記の場合よりも排ガス温度を高めるための燃料の量の増加の回避効果が大きくなって、燃料消費率の悪化の回避効果も大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】参考例に係るＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。
【図２】参考例に係る排ガス後処理装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る排ガス後処理装置の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る図１対応図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る図１対応図である。
【図６】従来技術に係るＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は本発明の基本構成に係る参考例を示し、ＤＯＣ（酸化触媒）及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルター）装置を備えたディーゼルエンジンの全体構成図である。
図１において、ディーゼルエンジン（以下エンジン１００という）は、排気タービン１０９とこれに同軸駆動されるコンプレッサ１０８を有する排気ターボ過給機１１０を備えており、該過給機１１０のコンプレッサ１０８から吐出された空気は空気管１０７を通って空気冷却器１０６に入り、該空気冷却器１０６で冷却される。
該空気冷却器１０６で冷却された空気は、吸気スロットル弁１０５で開度を制御された後、給気管１０４を通り、シリンダ毎に設けられた給気ポートからエンジン１００に吸入される。
【００２３】
エンジン１００においては、コモンレール（蓄圧器）１０２にて蓄圧された高圧燃料が、コモンレール制御装置１０３により噴射時期及び噴射量を制御され、かかる噴射時期及び噴射量にて、シリンダ毎に設けられた燃料噴射弁１０１から噴射される。噴射された高圧燃料は前記空気との混合によって燃焼される。
【００２４】
また、前記排気集合管１１１の途中から、ＥＧＲ（排ガス再循環）管１１６が分岐されて、排ガス１２０の一部(ＥＧＲガス)はＥＧＲ管１１６を通り、ＥＧＲクーラ１１５で降温され、ＥＧＲ弁１１４で流量を制御されて、給気管１０４の吸気スロットルバルブ１０５に下流部位に投入される。
そして、エンジン１００で燃焼された燃焼ガス即ち排ガス１２０は、シリンダ毎に設けられた排気ポートが集合した排気集合管１１１を通って、前記排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９を駆動して前記コンプレッサ１０８の動力源となった後、排気管１１２を通って排ガス後処理装置１に入る。
【００２５】
以上の構成は、図６に示す従来技術と同様である。
本発明は、前記排ガス後処理装置１の構成に関するものである。
【００２６】
図２は、参考例に係る排ガス後処理装置の断面図である。
図２及び図１において、前記排気管１１２を通った排ガスは、排ガス後処理装置１の入口室１２３から前記ＤＯＣ１２１及びＤＰＦ１２２に入る。
即ち前記エンジン１００からの排ガスは、前記排気管１１２から排ガス後処理装置１の入口室１２３を通ってＤＯＣ１２１に入る。
【００２７】
本発明においては、かかる排ガス後処理装置１を次のように構成している。
即ち、図２及び図１において、ケース１２２ａ内には、ＤＯＣ１２１と間隔１２３ａを隔ててＤＰＦ１２２が収納されている。
前記ＤＰＦ１２２の下流の下流室１２４には、ＤＰＦ１２２通過後の排ガスの熱を受熱する伝熱板３を設置し、前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部を構成する上流室１２３には、前記伝熱板３から伝送された熱を放出する放熱板２を設置している。
そして、前記伝熱板３と放熱板２との間を、外部との間に遮熱性を有する熱伝導体４で接続している。
【００２８】
前記伝熱板３及び放熱板２は、多くの孔が穿孔された多孔板、あるいは扁平状に且つ排ガス通過が可能に設けられた伝熱チューブの何れかよりなり、また前記熱伝導体４は遮熱性を有する熱伝導体即ちヒートパイプ（金属管の中に冷媒を入れ、液体の蒸発と凝縮の潜熱を利用して熱移動、排熱を行う）、あるいは外部への放熱機能を遮断した伝熱パイプにより構成されている。このように、かかる伝熱板３及び放熱板２及び熱伝導体４は、きわめて簡単かつ低コストの装置で構成されている。
【００２９】
かかる参考例において、前記ＤＰＦ１２２では、該ＤＰＦ１２２に堆積したＰＭを燃焼させ、燃焼ガスは出口室１２４から排気出口管１１３に排出される。このときの、ＤＰＦ１２２通過後の排ガス温度は６００〜６５０℃と高温である。
参考例においては、前記伝熱板３を用いて、該伝熱板３を前記６００〜６５０℃程度の排ガス温度で加熱し、この伝熱板３を、外部との間に遮熱性を有する熱伝導体４を介して、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部を構成する上流室１２３に設置された放熱板２に接続し、該熱伝導体４からの伝熱板３の熱を放熱板２に伝達して、該放熱板２によりＤＯＣ１２１入口の排ガス中に放熱して、ＤＯＣ１２１入口の排ガスを加熱している。
これにより、ＤＰＦ１２２通過後の高温（６００〜６５０℃）排ガスの熱を用いて、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部の排ガス温度を高めることができ、従って、排ガス温度を高めるための燃料の量を低減できる。
この場合、前記ＤＯＣ１２１とＤＰＦ１２２との間隔１２３ａの温度は、２５０〜６００℃程度となり、エンジン１００の低負荷でもＤＰＦ１２２の作動に十分な温度である。
【００３０】
これにより、エンジン１００の特に低負荷において、ＤＯＣ１２１入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが可能となって、従来技術のような、給気のスロットル弁１０５や排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジン１００の熱効率を低下させる制御を行うことがなくなる。また、排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避することによって燃料消費率の悪化を回避できる。
【００３１】
（第１実施形態）
図３は、第１実施形態に係る排ガス後処理装置の断面図である。
この第１実施形態においては、前記ＤＰＦ１２２の下流室１２４にＤＰＦ１２２通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器６を設置し、前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部（上流室１２３）に放熱熱交換器７を設置し、前記加熱熱交換器６で蓄熱した受熱媒体の熱を前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部（上流室１２３）の排ガス中に放出する。前記加熱熱交換器６と放熱熱交換器７との間は、前記加熱熱交換器６で受熱媒体に蓄熱した熱を、外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器７に循環させる熱媒体通路８を設けている。
【００３２】
そして、かかる第１実施形態においては、前記加熱熱交換器６から前記熱媒体通路８を通って前記放熱熱交換器７を循環する熱媒体循環路８ａを形成し、熱媒体通路８中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプ９を設けている。
【００３３】
かかる第１実施形態によれば、ＤＰＦ１２２通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）を、前記排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器６を用いて受熱媒体に蓄熱し、この受熱媒体の熱を、外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路８を通して、前記ＤＯＣ１２１の排ガス入口部即ち上流室１２３に設置した放熱熱交換器７で受けて、該放熱熱交換器７で排ガスと熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出している。
【００３４】
これにより、前記受熱媒体の熱でＤＯＣ１２１入口の排ガスを加熱することとなり、ＤＰＦ１２２通過後の高温（６００〜６５０℃）排ガスの熱を、前記加熱熱交換器６と放熱熱交換器７を用いて効率良く、ＤＯＣ１２１の排ガス入口部（上流室１２３）の排ガス温度を高めることができ、排ガス温度を高めるための燃料の量を低減できる。
【００３５】
従って、エンジンの特に低負荷において、ＤＯＣ１２１入口に排ガス温度を必要な２５０℃以上のＤＰＦ作動温度まで上昇させることが前記参考例の場合よりも容易となって、従来技術のような、給気のスロットル弁１０５や排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うのを回避できる。
また、排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避できることによって、前記参考例の場合よりも、燃料消費率の悪化の回避効果が大きくなる。
その他の構成は、前記参考例（図２）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００３６】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る図１対応図である。
この第２実施形態においては、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９出口の排気管１１２から分岐した加熱ガスを通す加熱管１１を前記第１実施形態と同様な加熱熱交換器６の受熱媒体入口に接続している。
さらに、加熱熱交換器か６から前記熱媒体通路８を通り、前記第１実施形態と同様な放熱熱交換器７を通って、該放熱熱交換器７で排ガス入口部の上流室１２３で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路１１ｂを設けている。
【００３７】
このように構成すれば、加熱熱交換器６に、ＤＰＦ１２２通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）に加えて、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９の入口から分岐した加熱ガスを通す加熱管１１を、前記第１実施形態と同様な加熱熱交換器６の受熱媒体入口に接続している。
従って、加熱熱交換器６に、ＤＰＦ１２２通過後の高温ガス（前記６００〜６５０℃程度）に加えて、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９出口の排気管１１２から分岐した加熱管１１により、加熱ガスの熱を加えるので、加熱熱交換器６での受熱媒体の温度が前記参考例、第１実施形態の何れの場合よりも高くなり、排ガス温度を高めるための燃料の量を前記参考例、第１実施形態の場合よりもより多く低減できる。
【００３８】
これにより、エンジン１００の特に低負荷において、ＤＯＣ１２１入口に排ガス温度を２５０℃以上のＤＰＦ１２２作動温度まで上昇させることが、前記参考例、第１実施形態よりも容易となって、従来技術のような、給気スロットル弁１０５や排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うのを回避できる。
また、排ガス温度を高めるための燃料の量の増加を回避できることによって、前記参考例、第１実施形態の場合よりも、燃料消費率の悪化の回避効果が大きくなる。
また、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９出口の排気管１１２から分岐した加熱管１１での加熱ガスの速度により、ガスの送り作用が得られるため、前記第１実施形態のような移送ポンプ９は不要となり、装置コストを低減できる。
その他の構成は、前記参考例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【００３９】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る図１対応図である。
この第３実施形態においては、前記第２実施形態に、放熱熱交換器７出口の放熱ガスを前記ＤＯＣ１２１の排気管１１２に接続する戻し通路１３を設けている。
即ち、排気ターボ過給機１１０の排気タービン１０９の入口から分岐した加熱ガスを通す加熱管１１を前記加熱熱交換器６の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器６から前記熱媒体通路８を通り、前記放熱熱交換器７で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣ１２１の排気管１１２に接続する戻し通路１３を設けている。
【００４０】
かかる第３実施形態によれば、加熱熱交換器６から熱媒体通路８を通り放熱熱交換器７を通って該放熱熱交換器７で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、戻し通路１３により前記ＤＯＣ１２１の排気管１１２に戻して、その戻しガスをＤＯＣ１２１の排ガス入口管の排ガスの加熱に利用できるので、前記の第２実施形態よりも排ガス温度を高めるための燃料の量の増加の回避効果が大きくなって、燃料消費率の悪化の回避効果も大きくなる。
その他の構成は、前記参考例（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、給気、排気のスロットル弁を絞る制御つまりエンジンの熱効率を低下させる制御を行うことなく、且つ燃料消費率の悪化を回避して、エンジンの特に低負荷において、排ガス温度を上昇させＤＯＣ、及びＤＰＦを正常にさせ得るディーゼルエンジンの排ガス後処理装置を提供できる。
【符号の説明】
【００４２】
１ 排ガス後処理装置
２ 放熱板
３ 伝熱板
４ 熱伝導体
６ 加熱熱交換器
７ 放熱熱交換器
８ 熱媒体通路
８ａ 熱媒体循環路
９ 移送ポンプ
１１ 加熱管
１１ｂ 排出路
１３ 戻し通路
１００ エンジン
１０１ 燃料噴射弁
１０２ コモンレール（蓄圧器）
１０３ コモンレール制御装置
１０４ 給気管
１０５ 給気スロットルバルブ
１１０ 排気ターボ過給機
１１１ 排気集合管
１１２ 排気管
１１６ ＥＧＲ（排ガス再循環）管
１２０ 排ガス
１２１ ＤＯＣ
１２２ ＤＰＦ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ターボ過給機出口の排ガスをＤＯＣ及びＤＰＦを通して、前記ＤＯＣで排ガス中の燃料を酸化させ、前記ＤＰＦで前記ＤＯＣにて燃料酸化後の排ガス中のＰＭを燃焼させて該排ガスを浄化するディーゼルエンジンの排ガス後処理装置において、
前記ＤＰＦの下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を設置し、前記ＤＯＣの排ガス入口部に前記加熱熱交換器で蓄熱した受熱媒体の熱と前記ＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器を設置し、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器との間には、前記加熱熱交換器で受熱媒体に蓄熱した熱を外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項２】
前記加熱熱交換器から熱媒体通路を通って前記放熱熱交換器を循環する熱媒体循環路を形成し、前記熱媒体通路中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプを設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項３】
前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路を設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項４】
前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣの排ガス入口管に接続する戻し通路を設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項１】
エンジンの排気ターボ過給機出口の排ガスをＤＯＣ及びＤＰＦを通して、前記ＤＯＣで排ガス中の燃料を酸化させ、前記ＤＰＦで前記ＤＯＣにて燃料酸化後の排ガス中のＰＭを燃焼させて該排ガスを浄化するディーゼルエンジンの排ガス後処理装置において、
前記ＤＰＦの下流にＤＰＦ通過後の排ガスの熱と受熱媒体との熱交換により該受熱媒体に蓄熱する加熱熱交換器を設置し、前記ＤＯＣの排ガス入口部に前記加熱熱交換器で蓄熱した受熱媒体の熱と前記ＤＯＣの排ガス入口部の排ガスとを熱交換して受熱媒体の熱を排ガス中に放出する放熱熱交換器を設置し、前記加熱熱交換器と放熱熱交換器との間には、前記加熱熱交換器で受熱媒体に蓄熱した熱を外部と遮熱状態で前記放熱熱交換器に送る熱媒体通路を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項２】
前記加熱熱交換器から熱媒体通路を通って前記放熱熱交換器を循環する熱媒体循環路を形成し、前記熱媒体通路中に前記受熱媒体に循環力を与える移送ポンプを設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項３】
前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、外気中に排出する排出路を設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【請求項４】
前記排気ターボ過給機の排気タービン入口への排ガス通路から分岐した加熱ガスを通す加熱管を前記加熱熱交換器の受熱媒体入口に接続し、前記加熱熱交換器から前記熱媒体通路を通り前記放熱熱交換器を通って前記放熱熱交換器で排ガス中に熱を放出した後の受熱媒体を、前記ＤＯＣの排ガス入口管に接続する戻し通路を設けたことを特徴とする請求項１記載のディーゼルエンジンの排ガス後処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−６７７５６（Ｐ２０１２−６７７５６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６７３０８（Ｐ２０１１−２６７３０８）
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【分割の表示】特願２００８−２４０５０９（Ｐ２００８−２４０５０９）の分割
【原出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月６日（２０１１．１２．６）
【分割の表示】特願２００８−２４０５０９（Ｐ２００８−２４０５０９）の分割
【原出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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