排気系の昇温装置、及び排気系の拡張昇温装置、並びにそれらを用いた内燃機関のフィルタ再生装置、及び内燃機関の排気浄化装置

【課題】排気ガス温度が低いときには、パティキュレートフィルタの再生が充分に行えず、白煙発生の未然防止、白煙の削減が困難である。
【解決手段】排気通路で燃料を燃焼させて形成される従来技術の火炎などに較べて極めて小さな火炎を継続的且つ安定的に形成し、また上記火炎を核にして更にそれを増幅した火炎を形成し、それで排気通路を加熱し、例えば、燃料の気化、酸化触媒の活性などを促進し、パティキュレートフィルタを再生し、又はパティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して減らし、その場合に内燃機関の運転状況にかかわらず確実に作動し、省エネルギ性に優れ、内燃機関に容易に後付けできる可能性が高く、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高く、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となる排気系の昇温装置１００及び排気系の拡張昇温装置２００などを提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の技術分野に属し、上記内燃機関の排気通路を昇温させる排気系の昇温装置、及び排気系の拡張昇温装置と、それらを用いた内燃機関のフィルタ再生装置、及び内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガスに含まれる粒子状物質（パティキュレートマターともいう）を捕集する排気浄化装置として、排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設けたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。このような排気浄化装置では、上記パティキュレートフィルタが目詰まりすると、例えばバーナや電気ヒータなどにより捕集された粒子状物質を酸化、燃焼させ、これによって上記パティキュレートフィルタを上記内燃機関から取り外すことなく再生するようにしている。
【０００３】
これに対し、特許文献３ないし５は、内燃機関の排気ガスの熱を利用してパティキュレートフィルタを再生する装置を開示している。これらの技術は、上記特許文献１及び２の技術に較べると、排気系の外部から受ける例えば燃料や電気エネルギーなどの量が比較的少なくて済むので省エネルギー性が認められると共に、装置の構成が比較的簡単、小型になる可能性があり、コストが低減される可能性がある。まず、特許文献３には、レールインジェクションシステムを備えたディーゼルエンジンの排気通路に、微粒子フィルタを設け、フィルタの再生時期になると、燃料噴射弁によるメイン噴射直後の膨張行程でポスト噴射を実行するようにした排気浄化装置が開示されている。このような排気浄化装置では、上記ポスト噴射された燃料の燃焼により上記微粒子フィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記微粒子フィルタから粒子状物質が除去され、上記微粒子フィルタが再生される。
【０００４】
また、特許文献４には、ディーゼルエンジンの排気管にパティキュレートフィルタを備え、上記パティキュレートフィルタの上流で燃料を噴射して燃焼させることにより、上記パティキュレートフィルタの昇温を行うバーナ装置を備えた排気浄化装置が開示されている。このような排気浄化装置では、上記燃焼による上記昇温により上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタから粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタが再生される。特許文献５も同様の技術を開示している。
【０００５】
さらに、特許文献６には、内燃機関の排気通路に、排気ガスに含まれる主として黒煙（スス）などの粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路の上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を設けた内燃機関の排気浄化装置が開示されている。このような排気浄化装置では、上記酸化触媒において排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ₂や水などに変わり、この酸化反応によって排気ガスが加熱され、高温になった排気ガスが上記パティキュレートフィルタに流れ込むため、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタから粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタが再生される。
【０００６】
また、特許文献７は、内燃機関の排気通路に、排気上流側から順に酸化触媒とＤＰＦを設けた内燃機関の排気ガスを浄化する排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス温度判断手段によりＤＰＦの出口側における排気ガス温度が所定の設定値未満だと判断した場合、排気ガス温度調整手段により排気ガスを酸化触媒の活性温度まで昇温させる白煙防止運転を開始する排気ガス浄化システムを開示している。この排気ガス浄化システムによれば、白煙の発生を防止する白煙防止運転を精度良く行うことができ、燃料の消費を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−１８５６１１号公報
【特許文献２】特開平１０−１３１７４０号公報
【特許文献３】特開２００５−２４８９６４号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０６７２８号公報
【特許文献５】特開２００９−１６７９５０号公報
【特許文献６】特開２００５−３２０８８０号公報
【特許文献７】特開２０１０−２７０６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように上記内燃機関の上記排気ガスの熱を利用して上記パティキュレートフィルタを再生する場合、上記パティキュレートフィルタに捕集された上記粒子状物質の酸化を促進するためには、上記パティキュレートフィルタ入口の排気ガス温度を或る程度の温度（例えば約６００℃前後の温度）よりも高く保つ必要がある。しかし、例えば上記内燃機関のアイドリング時、又は上記内燃機関の減速時など燃料供給をカットしている時などの排気ガス温度は、上記内燃機関に負荷がかかっているときの排気ガス温度に較べて非常に低い。また、上記特許文献４及び５の技術の場合、放電端子又はセラミックグロープラグにより燃料に着火するようにしているが、排気ガス流に晒されるなかで確実に着火することが難しく、運転条件によっては失火が頻発し、安定して燃焼させることができない。このようなことから、上記特許文献３ないし５の技術の場合、ポスト噴射された燃料又はバーナーからの噴射燃料による燃焼が充分に行われず、未燃燃料により白煙が発生するおそれがある。さらに、上記特許文献６及び７の技術の場合、排気ガス温度が低いと上記酸化触媒が上記活性温度（例えば約２５０℃前後の温度）にまで至らないので、上記酸化触媒が活性を得られない。特許文献７で開示された排気ガス浄化システムでは、排気ガス温度が低くて上記酸化触媒が上記活性温度にまで至らないと、上記排気ガスに含まれる未燃燃料、又はポスト噴射された燃料もしくはバーナーからの噴射燃料などが上記酸化触媒又は上記パティキュレートフィルタに溜まり、この燃料が排気ガスの温度上昇に伴って上記酸化触媒又は上記パティキュレートフィルタから白煙として排出され、この白煙が大気中に放出されることがある。特許文献７で開示された排気ガス浄化システムでは、上記内燃機関の排気通路に、排気上流側から順に上記酸化触媒と上記ＤＰＦを設けたが、仮に上記酸化触媒が無いときであっても、上記パティキュレートフィルタ入口の排気ガス温度が低いと、上記排気ガスに含まれる未燃燃料、又はポスト噴射された燃料もしくはバーナーからの噴射燃料などが上記パティキュレートフィルタに溜まり、この燃料が排気ガスの温度上昇に伴って上記パティキュレートフィルタから白煙として排出され、この白煙が大気中に放出されることがある。その場合、上記内燃機関の排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気下流側に酸化触媒を設け、上記酸化触媒により上記パティキュレートフィルタから排出された白煙の酸化を促進することが考えられるが、上記酸化触媒が上記活性温度にまで至らないときには、上記酸化触媒が活性を得られない。すなわち、上記特許文献３ないし７の技術を投入しても、また上記パティキュレートフィルタの排気下流側に酸化触媒を設けるという提案を実行したとしても、上記排気ガス温度が低いときには、上記パティキュレートフィルタの再生が充分に行えず、白煙の発生を未然に防止したり、発生した白煙を酸化して減らすことは困難である。また、上記特許文献３ないし７の技術を用いる場合、消費するエネルギを出来るだけ節約することが切望されている。さらに、上記特許文献３ないし７の技術を用いる場合、既存の内燃機関に追加して設ける後付けをする場合、施工が容易であることが望まれる。なお、上記特許文献１ないし５の技術は、上記酸化触媒を用いていないので、上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えないという利点がある。
【０００９】
本発明は、このような点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、上記排気通路で上記燃料を燃焼させて形成される従来技術の火炎などに較べて極めて小さな火炎を継続的且つ安定的に形成し、また上記火炎を核にして更にそれを増幅した火炎を形成し、それによって排気通路を加熱して、例えば、燃料の気化、酸化触媒の活性などを促進し、パティキュレートフィルタを再生し、又はパティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して減らし、その場合に内燃機関の運転状況にかかわらず確実に作動し、省エネルギ性に優れ、上記内燃機関に容易に後付けできる可能性が高く、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高く、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となる排気系の昇温装置及び排気系の拡張昇温装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、上記排気系の昇温装置又は上記排気系の拡張昇温装置を利用して、上記パティキュレートフィルタの再生を行える内燃機関のフィルタ再生装置、及び上記パティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して減らすことができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、次の各発明をなした。まず、本発明の第１の排気系の昇温装置は、内燃機関の排気通路を昇温させる排気系の昇温装置であって、
内部に、底面と上記底面の周囲から立ち上がる周囲面とにより、上記周囲面の周縁に形成された排出口で外部に開放された昇温室が形成された昇温部材と、
上記昇温部材の外部に配置され、一端が上記底面に開口するように上記昇温部材に接続されると共に他端が閉塞された筒状の収容部材と、
一端が上記収容部材の内部に接続され、液体燃料が供給されることになる液体燃料配管と、
通電により発熱する棒状の発熱部を有し、この発熱部が上記収容部材の内部から上記開口を経て上記昇温室に突き出るように且つ上記発熱部と上記収容部材との間に全周にわたって隙間が形成されるように上記収容部材に設けられた発熱部材と、
上記底面から上記発熱部の先端付近まで立ち上がり、上記発熱部における上記昇温室に突き出た突出部との間に全周にわたって隙間ができると共に、上記底面側の端縁と上記底面との間に隙間ができるように上記昇温部材に設けられた筒状の包囲部材と、
一端が空気出口として上記昇温室に導入されるように上記昇温部材に接続され、空気が供給されることになる空気配管とを備え、
上記液体燃料配管から上記収容部材に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管から上記昇温室に空気を供給し、且つ上記発熱部材に通電すると、上記収容部材に供給された上記液体燃料が上記発熱部により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記発熱部の上記先端と上記包囲部材の上記反底面側の端縁との間から上記昇温室に拡散して上記空気配管からの空気と混合して一次混合気を生成し、この一次混合気が上記発熱部により加熱されて連続的に燃焼し、上記底面に溜まった上記液体燃料が上記一次混合気の燃焼熱により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記昇温室に拡散して上記空気配管からの空気と混合して二次混合気を生成し、この二次混合気が上記一次混合気の燃焼熱により加熱されて燃焼するように構成した排気系の昇温装置である。
【００１１】
上記排気系の昇温装置を内燃機関の排気通路に設けて上記排気系の昇温装置を作動させると、上記一次混合気及び上記二次混合気が燃焼して火炎が形成され、その燃焼熱により上記排気通路に高温の排気ガスが形成される。そして、この高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱される。そのため、例えば、上記内燃機関が、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により上記パティキュレートフィルタの排気上流側の上記排気通路に燃料を供給するようにした内燃機関であるときには、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。また、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路に排気上流側から順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとが設けられた内燃機関であるときには、上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。さらに、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路に排気上流側から順にパティキュレートフィルタと酸化触媒とが設けられた内燃機関であるときには、それらの間に上記排気系の昇温部材を設けることで上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタから排出された白煙が酸化されて減る。
【００１２】
その場合、上記昇温部材の内部において、上記収容部材に供給された上記液体燃料が上記発熱部により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記発熱部の上記先端と上記包囲部材の上記反底面側の端縁との間から上記昇温室に拡散して上記空気配管からの空気と混合して一次混合気を生成し、この一次混合気が上記発熱部により加熱されて連続的に燃焼するので、排気ガス流に晒されるなかで上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により供給された燃料に放電端子又はセラミックグロープラグで着火する場合に較べると、確実に着火が行われ、運転条件によらず失火が防止され、継続的に安定した燃焼が行われ、上記火炎が形成される。そのため、未燃燃料により白煙が発生することがない。また、上記一次混合気の燃焼による火炎は、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により排気通路に形成される火炎に較べると極めて小さな規模で形成することが可能であるから、燃料消費率が小さく省エネルギ性に優れている。さらに、上記排気系の昇温装置は上記内燃機関からの情報を受けずに作動することも可能であるから、そうしたときには上記内燃機関に容易に後付けすることができる可能性が高いと共に、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高い。また、上記排気系の昇温装置に酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。そして、上記排気系の昇温装置は、後述するパティキュレートフィルタの再生を行える内燃機関のフィルタ再生装置、及び発生した白煙を酸化して減らすことができる内燃機関の排気浄化装置などに好適である。
【００１３】
本発明の第２の排気系の昇温装置は、上記第１の排気系の昇温装置において、
上記空気配管が、上記空気出口が上記発熱部の先端を避けると共に上記昇温室に空気の旋回流が形成されるように指向されている。
【００１４】
このようにすれば、上記空気配管の上記空気出口からの空気流が上記発熱部の先端を直撃しないので、上記発熱部の先端付近に形成された火炎を吹き消すおそれが減る。しかも、上記昇温室に空気の旋回流が形成されるので、上記気化した上記液体燃料と上記空気とが良好に混合されて均一な上記一次混合気及び上記二次混合気が形成される。
【００１５】
本発明の第３の排気系の昇温装置は、上記第１又は第２の排気系の昇温装置において、
上記昇温室の上記底面に、多孔性の部材が配置されている。
【００１６】
このようにすれば、上記液体燃料の保持性が高まる。また、上記多孔性部材に酸化触媒を担持させたときには、上記一次混合気又は二次混合気の燃焼熱により加熱された触媒の作用によって上記液体燃料の改質反応が行われ、可燃性の改質燃料が発生するので、上記二次混合気の燃焼が促進される。
【００１７】
本発明の第４の排気系の昇温装置は、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの排気系の昇温装置において、
上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が、アイドル運転時における上記内燃機関から排出される排気ガスの流量の約１０重量％以下である。
【００１８】
これは上記昇温部材から排出される排気ガスの流量の一例であるが、この場合に形成される上記火炎が、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により排気通路に形成される火炎に較べて極めて小さな規模であることが量的にわかる。
【００１９】
次に、本発明の第１の排気系の拡張昇温装置は、内燃機関の排気通路を昇温させる拡張排気系の昇温装置であって、
上記第１ないし第４のうちいずれか一つの排気系の昇温装置と、
内部に形成された後続昇温室、上記後続昇温室を排気上流側に開口させる入口、及び上記後続昇温室を排気下流側に開口させる出口を有する筒状に形成され、周壁には上記排気系の昇温装置の上記昇温部材における少なくとも上記排出口側の部分が貫通して上記周壁に気密的に接続しており、上記昇温部材の周囲の上記周壁に貯留部が形成されている後続昇温部材と、
一端が上記貯留部に連通するように上記後続昇温部材に接続され、上記液体燃料が供給されることになる後続液体燃料配管とを備え、
上記液体燃料配管から上記収容部材に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管から上記昇温室に空気を供給し、且つ上記発熱部材に通電し、さらに上記後続液体燃料配管から上記貯留部に上記液体燃料を供給すると、上記昇温室で上記一次混合気が連続的に燃焼すると共に上記二次混合気が燃焼し、さらに上記貯留部に供給された上記液体燃料が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記後続昇温室に拡散して上記後続昇温部材の上記入口から導入された上記後続昇温室の排気上流側からの空気と混合して三次混合気を生成し、この三次混合気が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記後続昇温部材の上記出口から排気下流側へ導出されるように構成した排気系の拡張昇温装置である。
【００２０】
本発明の第２の排気系の拡張昇温装置は、内燃機関の排気通路を昇温させる排気系の拡張昇温装置であって、
上記第１ないし第４のうちいずれか一つの排気系の昇温装置と、
内部に形成された後続昇温室、上記後続昇温室を排気上流側に開口させる入口、及び上記後続昇温室を排気下流側に開口させる出口を有する筒状に形成され、周壁には上記排気系の昇温装置の上記昇温部材における少なくとも上記排出口側の部分が貫通して上記周壁に気密的に接続している後続昇温部材と、
中途部が上記排気ガスと熱交換できるように上記後続昇温部材の排気下流側に設けられ、一端が上記後続昇温室に連通するように上記後続昇温部材に接続され、他端には上記液体燃料と空気との混合物が供給されることになる後続混合気配管とを備え、
上記液体燃料配管から上記収容部材に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管から上記昇温室に空気を供給し、且つ上記発熱部材に通電し、さらに上記後続混合気配管から上記後続昇温室に混合気を供給すると、上記昇温室で上記一次混合気が連続的に燃焼すると共に上記二次混合気が燃焼し、さらに上記後続昇温室に供給された上記混合気が上記後続昇温室に拡散して上記後続昇温部材の上記入口から導入された上記後続昇温室の排気上流側からの空気と混合して三次混合気を生成し、この三次混合気が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記後続昇温部材の上記出口から排気下流側へ導出されるように構成した排気系の拡張昇温装置である。
【００２１】
上記第１の排気系の拡張昇温装置においても、上記第２の排気系の拡張昇温装置においても、上記排気系の拡張昇温装置を内燃機関の排気通路に設けて上記排気系の拡張昇温装置を作動させると、上記一次混合気、上記二次混合気、及び上記三次混合気が燃焼し、上記三次混合気の燃焼により上記二次混合気の火炎よりも増幅された火炎が形成され、その燃焼熱により上記排気通路に更に高温の排気ガスが形成される。そして、この更に高温の排気ガスにより、上記排気通路が強力に加熱される。そのため、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路にパティキュレートフィルタが設けられた内燃機関であるときには、上記パティキュレートフィルタが再生される。また、例えば、上記内燃機関が、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により上記パティキュレートフィルタの排気上流側の上記排気通路に燃料を供給するようにした内燃機関であるときには、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。さらに、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路に排気上流側から順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとが設けられた内燃機関であるときには、上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。また、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路に排気上流側から順にパティキュレートフィルタと酸化触媒とが設けられた内燃機関であるときには、それらの間に上記排気系の拡張昇温部材を設けることで上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタから排出された白煙が酸化されて減る。
【００２２】
その場合、上記排気系の昇温装置においては先に説明した作用、すなわち、確実に着火が行われ、運転条件によらず失火が防止され、継続的に安定した燃焼が行われ、上記火炎が形成されて、未燃燃料により白煙が発生することがないこと、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射を行う場合に較べて燃料消費率が小さく省エネルギ性に優れていること、上記内燃機関に容易に後付けすることができる可能性が高いと共に、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高いこと、上記排気系の昇温装置に酸化触媒を設けないときには上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えないこと、などの作用が、そのまま発揮される。しかも、上記排気系の昇温装置を除いた他の部分を考慮しても、上記排気系の拡張昇温装置は上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射を行う場合に較べて燃料消費率が小さく省エネルギ性に優れていること、上記内燃機関に容易に後付けすることができる可能性が高いと共に、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高いこと、上記排気系の拡張昇温装置に酸化触媒を設けないときには上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えないこと、などの作用が発揮される。そして、上記排気系の拡張昇温装置は、後述するパティキュレートフィルタの再生を行える内燃機関のフィルタ再生装置、及び発生した白煙を酸化して減らすことができる内燃機関の排気浄化装置などに好適である。また、上記第２の排気系の拡張昇温装置は、上記後続混合気配管において上記液体燃料と空気との混合物が、上記排気ガスとの熱交換により加熱されて上記液体燃料の気化が促進されるので、上記三次混合気の生成が促進される。
【００２３】
本発明の第３の排気系の拡張昇温装置は、上記第１又は第２の排気系の拡張昇温装置において、
さらに、一端が上記後続昇温室の排気上流側の上記排気通路に連通し、空気が供給されることになる追加の空気配管を備えており、
上記後続昇温部材の上記入口から導入された上記後続昇温室の排気上流側からの空気の少なくとも一部が、上記追加の空気配管から供給される空気である。
【００２４】
このようにすれば、上記内燃機関の停止時であっても上記三次混合気が生成されて上記排気系の拡張昇温装置の作動が可能となる。
【００２５】
次に、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置（以下、便宜上、内燃機関のフィルタ再生装置Ａということがある）は、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設けた内燃機関において、
上記第１ないし第３のうちいずれか一つの排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記排気系の拡張昇温装置の燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタへ導かれ、この排気ガスにより上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置Ａである。
【００２６】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が強力に加熱されるので、上記パティキュレートフィルタが再生される。
上記排気系のフィルタ再生装置に酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。
【００２７】
次に、本発明の第１の内燃機関のフィルタ再生装置（以下、便宜上、内燃機関のフィルタ再生装置Ｂということがある）は、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
上記第１ないし第４のうちいずれか一つの排気系の昇温装置が、上記昇温部材の少なくとも上記排出口側の部分が上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記排気通路に供給された上記補充燃料が上記排気系の昇温装置により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の昇温装置の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の昇温装置により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置Ｂである。
【００２８】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱されるので、上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタが再生される。
上記排気系のフィルタ再生装置に酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。
【００２９】
本発明の第２の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
上記第１ないし第３のうちいずれか一つの排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記排気通路に供給された上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置Ｂである。
【００３０】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が強力に加熱されるので、上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタが再生される。
上記排気系のフィルタ再生装置に酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。
【００３１】
本発明の第３の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１又は第２の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、
上記昇温部材又は上記後続昇温部材と上記パティキュレートフィルタとの間の上記排気通路に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置が設けられている。
【００３２】
このようにすれば、上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路に設けられた上記パティキュレートフィルタが再生される。
【００３３】
本発明の第４の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、
上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路への燃料供給が、ポスト噴射により行われている。
【００３４】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱されるので、上記ポスト噴射により上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタが再生される。
【００３５】
本発明の第５の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、
上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路への燃料供給が、上記排気通路への燃料噴射により行われている。
【００３６】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱されるので、上記排気通路への噴射により上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタが再生される。
【００３７】
次に、本発明の第１の内燃機関のフィルタ再生装置（以下、便宜上、内燃機関のフィルタ再生装置Ｃということがある）は、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
上記第１ないし第４のうちいずれか一つの排気系の昇温装置が、上記昇温部材の少なくとも上記排出口側の部分が上記フィルタ直前触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ直前触媒装置が上記排気系の昇温装置により加熱されて上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が促進され、上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置Ｃである。
【００３８】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路に設けられた上記パティキュレートフィルタが再生される。
【００３９】
本発明の第２の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
上記第１ないし第３のうちいずれか一つの排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記フィルタ直前触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ直前触媒装置が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が促進され、上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置Ｃである。
【００４０】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が強力に加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路に設けられた上記パティキュレートフィルタが再生される。
【００４１】
本発明の第１の内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ後方触媒装置を設けた内燃機関の排気浄化装置であって、
上記第１ないし第４のうちいずれか一つの排気系の昇温装置が、上記昇温部材の少なくとも上記排出口側の部分が、上記パティキュレートフィルタよりも排気下流側で且つ上記フィルタ後方触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ後方触媒装置が上記排気系の昇温装置により加熱されて上記フィルタ後方触媒装置の触媒活性が促進され、上記パティキュレートフィルタから排出された排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進するように構成した内燃機関の排気浄化装置である。
【００４２】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が加熱されるので、上記フィルタ後方触媒装置の活性が促進されて高温の排気ガスが形成され、これによって上記内燃機関で発生して上記パティキュレートフィルタに溜まり、上記パティキュレートフィルタから排出された白煙が酸化されて減る。
【００４３】
本発明の第２の内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ後方触媒装置を設けた内燃機関の排気浄化装置であって、
上記第１ないし第３のうちいずれか一つの排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記パティキュレートフィルタよりも排気下流側で且つ上記フィルタ後方触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ後方触媒装置が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて上記フィルタ後方触媒装置の触媒活性が促進され、上記パティキュレートフィルタから排出された排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進するように構成した内燃機関の排気浄化装置である。
【００４４】
上記高温の排気ガスにより、上記排気通路が強力に加熱されるので、上記フィルタ後方触媒装置の活性が促進されて更に高温の排気ガスが形成され、これによって上記内燃機関で発生して上記パティキュレートフィルタに溜まり、上記パティキュレートフィルタから排出された白煙が酸化されて減る。
【００４５】
本発明の第３の内燃機関の排気浄化装置は、上記第１又は第２の内燃機関の排気浄化装置において、
上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置が設けられている。
【００４６】
このようにすれば、上記フィルタ直前触媒装置が活性を得たときには、このフィルタ直前触媒装置を通過した高温の排気ガスにより、上記パティキュレートフィルタが再生される。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の上記第１の排気系の昇温装置は、上記排気通路で上記燃料を燃焼させて形成される従来技術の火炎などに較べて極めて小さな火炎を継続的且つ安定的に形成するので、この排気系の昇温装置により排気通路を加熱することで、例えば、燃料の気化、酸化触媒の活性などを促進し、パティキュレートフィルタを再生し、又はパティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して減らすことができると共に、その場合に内燃機関の運転状況にかかわらず確実に作動し、省エネルギ性に優れ、上記内燃機関に容易に後付けできる可能性が高く、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高く、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となるという効果を得ることができる。
【００４８】
本発明の上記第２の排気系の昇温装置は、上記第１の排気系の昇温装置により得られる効果が得られることに加え、さらに、火炎の吹き消えを防止し、また均一な上記一次混合気及び上記二次混合気を形成して、火炎の継続的且つ安定的な形成を、より確実に実現することができる。
【００４９】
本発明の上記第３の排気系の昇温装置は、上記第１又は第２の排気系の昇温装置により得られる効果が得られることに加え、さらに、液体燃料の保持性を高めて上記二次混合気を安定的に生成して、火炎の継続的且つ安定的な形成を、より確実に実現することができる。また、上記多孔性部材に酸化触媒を担持させたときは、改質燃料により上記二次混合気の燃焼を促進することができる。
【００５０】
本発明の上記第４の排気系の昇温装置により、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの排気系の昇温装置を、上記排気系の昇温装置の排気量でもって例示することができた。
【００５１】
本発明の上記第１又は第２の排気系の拡張昇温装置は、上記排気通路で上記燃料を燃焼させて形成される従来技術の火炎などに較べて極めて小さな火炎を継続的且つ安定的に形成し、また上記火炎を核にして更にそれを増幅した火炎を形成するので、この排気系の拡張昇温装置により排気通路を加熱することで、例えば、燃料の気化、酸化触媒の活性などを促進し、パティキュレートフィルタを再生し、又はパティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して減らすことができると共に、その場合に内燃機関の運転状況にかかわらず確実に作動し、省エネルギ性に優れ、上記内燃機関に容易に後付けできる可能性が高く、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高く、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となるという効果を得ることができる。また、上記第２の排気系の拡張昇温装置は、上記排気ガスとの熱交換により上記液体燃料の気化が促進されるので、上記三次混合気の生成を促進することができる。
【００５２】
本発明の上記第３の排気系の拡張昇温装置は、上記第１又は第２の排気系の拡張昇温装置により得られる効果が得られるが、さらに、上記内燃機関の停止時であっても上記三次混合気が生成されて、上記排気系の拡張昇温装置の作動が可能となる。
【００５３】
本発明の上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａは、上記排気系の昇温装置により、上記パティキュレートフィルタを強力に再生することができ、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となるという効果を得ることができる。
【００５４】
本発明の上記第１の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気通路に供給された上記燃料の気化が促進されるので、上記パティキュレートフィルタを再生することができ、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となるという効果を得ることができる。
【００５５】
本発明の上記第２の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気通路に供給された上記燃料の気化が促進されるので、上記パティキュレートフィルタを強力に再生することができ、酸化触媒を用いないときには燃料の選択範囲を広げることが可能となるという効果を得ることができる。
【００５６】
本発明の上記第３の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１又は第２の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにより得られる効果が得られるが、さらに、上記フィルタ直前触媒装置により上記燃料の酸化が促進されるので、上記パティキュレートフィルタを一層強力に再生することができる。
【００５７】
本発明の上記第４又は第５の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにより、上記排気通路に燃料供給を行う構成を具体的に示すことができた。これらの内燃機関のフィルタ再生装置Ｂによっても、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにより得られる効果が得られる。
【００５８】
本発明の上記第１の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記フィルタ直前触媒装置の活性が促進されるので、上記パティキュレートフィルタを再生することができる。
【００５９】
本発明の上記第２の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記フィルタ直前触媒装置の活性が促進されるので、上記パティキュレートフィルタを強力に再生することができる。
【００６０】
本発明の上記第１の内燃機関の排気浄化装置は、上記フィルタ後方触媒装置の活性が促進されるので、上記内燃機関で発生して上記パティキュレートフィルタに溜まり、上記パティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して減らすことができる。
【００６１】
本発明の上記第２の内燃機関の排気浄化装置は、上記フィルタ後方触媒装置の活性が促進されるので、上記内燃機関で発生して上記パティキュレートフィルタに溜まり、上記パティキュレートフィルタから排出された白煙を酸化して強力に減らすことができる。
【００６２】
本発明の上記第３の内燃機関の排気浄化装置は、上記第１又は第２の内燃機関の排気浄化装置により得られる効果が得られるが、さらに、上記フィルタ直前触媒装置により上記燃料の酸化が促進されるので、上記パティキュレートフィルタを再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の排気系の昇温装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。拡散板が収められている、排気下流側の排気通路構成部材は省略した。
【図４】図４は、図１の要部拡大図である。
【図５】図５は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】図６は、図５のVＩ−VＩ線における断面図である。
【図７】図７は、図５のVＩＩ−VＩＩ線における断面図である。拡散板が収められている、排気下流側の排気通路構成部材は省略した。
【図８】図８は、図５の要部拡大図である。
【図９】図９は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ａの実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタは断面していない。以下、図１２ないし図２６では排気通路の一部を仮想線で略して示した。
【図１３】図１３は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第１の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタは断面していない。
【図１４】図１４は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第２の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタは断面していない。
【図１５】図１５は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第３の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタは断面していない。
【図１６】図１６は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第４の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタは断面していない。
【図１７】図１７は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。
【図１８】図１８は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第６の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。
【図１９】図１９は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第７の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。
【図２０】図２０は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第８の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。
【図２１】図２１は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの第１の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。
【図２２】図２２は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの第２の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。
【図２３】図２３は、本発明の内燃機関の排気浄化装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ後方触媒装置は断面していない。
【図２４】図２４は、本発明の内燃機関の排気浄化装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ及びフィルタ後方触媒装置は断面していない。
【図２５】図２５は、本発明の内燃機関の排気浄化装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ、フィルタ後方触媒装置、及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。フィルタ直前触媒装置は内部構造を略して小さく描いた。
【図２６】図２６は、本発明の内燃機関の排気浄化装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。パティキュレートフィルタ、フィルタ後方触媒装置、及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。フィルタ直前触媒装置は内部構造を略して小さく描いた。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
図１ないし図４は、本発明の排気系の昇温装置の実施形態を示す。説明の便宜上、排気ガスの流れを排気流といい、その排気ガスの流れる方向を排気流の方向ということにする。これらの図において、１００は上記実施形態に係る排気系の昇温装置であって、この排気系の昇温装置１００は昇温部材１１０を備えており、上記昇温部材１１０の内部には昇温室１１１が形成されている。上記昇温室１１１は、底面１１２と、上記底面１１２の周囲から立ち上がる周囲面１１３とにより形成されている。上記昇温室１１１は、上記周囲面１１３の周縁に形成された排出口１１３ａにおいて外部に開放されている。この実施形態では、上記昇温部材１１０は、開口を有する袋状に形成され、この開口が上記排出口１１３ａになっている。また、この実施形態では、上記昇温部材１１０は、両端が端壁で閉塞された円筒形の第１部材１１０ａと、上記第１部材１１０ａよりも細い円筒形に形成されると共に角の無いＬ字状に湾曲して形成され、一端が上記第１部材１１０ａの一方の端壁に上記第１部材１１０ａと内部同士が連通するように接続され、他端が上記排出口１１３ａとして開放された第２部材１１０ｂとを備えている。そして、上記第１部材１１０ａの他方の端壁の内面により上記底面１１２が構成されており、上記第１部材１１０ａの上記他方の端壁を除いた他の部分の内面と上記第２部材１１０ｂの内面とより上記周囲面１１３が構成されている。本発明の上記昇温部材は開口を有する袋状に形成されておればよく、この実施形態によって上記昇温部材の外形を特に限定するものではない。そして、そのような昇温部材の内部に形成された空間が本発明の上記昇温室になる。したがって、この実施形態では上記昇温部材１１０を上記第１部材１１０ａと上記第２部材１１０ｂの形状の異なる二部材により構成したが、上記昇温部材を単一の部材で構成してもよいし、三つ以上の部材により構成してもよい。
【００６５】
上記昇温部材１１０の外部には筒状の収容部材１２０が配置されている。上記収容部材１２０は、一端１２１が上記底面１１２に開口するように上記昇温部材１１０に接続されると共に他端１２２が閉塞されている。上記収容部材１２０は直管状に形成されているが、後述する発熱部材の発熱部の少なくとも一部が上記収容部材の内部に収まるのであれば、上記収容部材は曲がっていてもよい。
【００６６】
上記収容部材１２０には、液体燃料が供給されることになる液体燃料配管１５０が接続されている。上記液体燃料配管１５０の一端は上記収容部材１２０に上記収容部材１２０の内部に連通するように接続されている。
【００６７】
上記収容部材１２０には、発熱部材１３０が設けられている。上記発熱部材１３０は、通電により発熱する棒状の発熱部１３２を備えている。そして、上記発熱部材１３０は、上記発熱部１３２が上記収容部材１２０の内部から上記収容部材１２０の上記一端１２１の上記底面１１２への上記開口１２５を経て上記昇温室１１１に突き出るように設けられており、この突き出た部分が突出部１３２ａを形成している。また、上記発熱部材１３０は、上記発熱部１３２と上記収容部材１２０との間に全周にわたって隙間１２３が形成されるように上記収容部材１２０に設けられている。上記収容部材１２０と上記発熱部材１３０との間に液体燃料が通る燃料通路１２４が形成されている。この実施形態の場合、上記発熱部材１３０は、グロープラグである。このグロープラグは、本来、副室式ディーゼルエンジンの燃焼室内の、噴射された燃料が直接触れる部位に装着され、例えば冷間始動時などに通電されると赤熱して燃料の気化を促進させるものである。このグロープラグは、通電開始後、数秒で赤熱する。この実施形態で使用したグロープラグは、通電開始後、約３秒で約摂氏８００度に達し、その消費電力は約９０ないし１００Ｗであり、最大で約１６０Ｗであった。しかし、これによって本発明の対象となるグロープラグ又は発熱部材が限定解釈されることはなく、これ以外の性能のグロープラグを用いてもよい。上記発熱部材１３０は、棒状の本体１３１を備え、この本体１３１の一端に上記発熱部１３２が接続されており、全体として棒状に形成されている。上記発熱部１３２は金属チューブと、この金属チューブの内部に設けられた発熱素子とを備えている。発熱素子はセラミック抵抗体であるが、例えば金属製発熱コイルなどであってもよい。上記本体１３１の端部には端子が設けられ、上記本体１３１の内部には上記発熱素子と上記端子とを接続する通電部材が設けられている。上記これら発熱素子と上記通電部材とは上記発熱部材１３０の外部に対して気密的に設けられている。このように、この実施形態では上記ディーゼルエンジンの予熱装置としてのグロープラグを上記発熱部材１３０として利用したが、本発明の上記発熱部材は、一端に、通電により発熱する棒状の発熱部を有する部材であれば、他の構成のものであってもよい。
【００６８】
上記昇温部材１１０には、筒状の包囲部材１４０が設けられている。この実施形態では上記包囲部材１４０を円筒形に形成したが、例えば筒の延びる方向からみて内面及び外面がそれぞれ楕円になった筒形、又は角筒形などの他の筒形に形成してもよい。上記包囲部材１４０は、上記底面１１２から上記発熱部１３２の先端１３２ａａの付近まで立ち上がっている。図１に示すように、この実施形態の場合、厳密にいうと、上記包囲部材１４０が立ち上がる方向と直交する方向からみて、上記包囲部材１４０の上記反底面側の端縁１４４は、上記発熱部１３２の先端１３２ａａにまで至っていない。換言すると上記発熱部１３２の先端１３２ａａは上記包囲部材１４０の上記反底面側の端縁１４４よりも上記反底面側に出ている。しかし、上記包囲部材が立ち上がる方向と直交する方向からみて、上記包囲部材の上記反底面側の端縁が上記発熱部の先端にまで至っていて同じ高さになっていてもよいし、上記発熱部の先端を越えていてもよい。換言すると上記発熱部の先端は上記包囲部材の上記反底面側の端縁に至っていて同じ高さになっていてもよいし、上記包囲部材の上記反底面側の端縁よりも上記底面側にあってもよい。ここで、特定部材の上記底面側とは、上記特定部材において上記底面１１２に近い側であり、特定部材の上記反底面側とは、上記特定部材において上記底面１１２から遠い側である。上記包囲部材１４０と、上記発熱部１３２における上記昇温室１１１に突き出た突出部１３２ａとの間には全周にわたって隙間１４１が形成されている。上記包囲部材１４０の上記底面側の端縁１４３と、上記底面１１２との間には、隙間１４２が形成されている。上記包囲部材１４０は、上記底面側の端縁１４３の周上の一部で上記底面１１２に接続しており、この接続された部分以外によって上記隙間１４２が形成されている。この実施形態の場合、上記包囲部材１４０は、上記底面側の端縁１４３の周上の一部に上記底面１１２に向かって延びる突起が形成され、この突起が上記昇温部材１１０の底面１１２に溶接されており、この隣接する突起の間に周方向に充分な長さをもった上記隙間１４２が形成されている。上記隙間１４２の上記包囲部材１４０が立ち上がる方向に沿った寸法を例えば１ｍｍ以下に設定すれば、後述する一次混合気による安定した火炎を形成するうえで好ましいが、これによって上記寸法が限定解釈されることはなく、上記寸法が他の数値である排気系の昇温装置の実施形態も本発明に含まれる。しかし、この実施形態によって上記包囲部材の形状や上記昇温部材への接続方法が限定解釈されることはない。例えば、上記包囲部材の上記底面側の端縁の周上の一部を上記底面に点溶接することで上記接続部及び上記隙間を形成してもよいし、上記接続部を溶接ではなく例えば接着などで形成してもよい。また、例えば、上記包囲部材の上記底面側の端縁と、上記底面との間に、全周にわたって隙間を形成してもよく、そのときには上記包囲部材は、例えばステーにより上記昇温部材に固定してもよい。
【００６９】
上記昇温部材１１０には空気配管１６０が接続されている。上記空気配管１６０は、一端が空気出口１６１として上記昇温室１１１に導入されるように上記昇温部材１１０に接続されている。この実施形態では、上記空気配管１６０は、上記昇温部材１１０の上記第１部材１１０ａの上記他方の端壁を貫通しており、上記一端が上記昇温室１１１に突出している。そして、上記空気配管１６０には空気が供給されることになる。
【００７０】
そして、上記液体燃料配管１５０は燃料タンク１９５に接続されている。上記液体燃料配管１５０には第１燃料ポンプ１９１が設けられ、上記第１燃料ポンプ１９１の電源への接続端子は電線１９２ａを介して電源としてのバッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして後述する内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。この燃料タンク１９５には上記液体燃料として軽油が入っているが、液体燃料としては他に重油、バイオ燃料、又はその他の燃料を入れる場合がある。この燃料タンクとして上記内燃機関３００の燃料タンクを共用してもよい。上記第１燃料ポンプ１９１の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第１燃料ポンプ１９１の作動が制御される。上記発熱部材１３０の上記本体１３１の上記端子は電線１９２ｂを介して上記バッテリ１９６に接続され、この電線１９２ｂには電気スイッチ１９３が設けられており、上記電気スイッチ１９３を閉じると上記発熱部１３２に通電して上記発熱部１３２が発熱するように構成されている。このバッテリとして上記内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。上記電気スイッチ１９３は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記電気スイッチ１９３が開閉制御される。上記空気配管１６０は、第１ブロワ１９４の吐出口に接続されている。上記第１ブロワ１９４の電源への接続端子は電線１９２ｃを介して電源としての上記バッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして上記内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。そして、上記第１ブロワ１９４の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第１ブロワ１９４の作動が制御される。上記昇温部材１１０には、上記昇温室１１１の温度を検出する温度センサ１８１、１８２が設けられており、この温度センサ１８１、１８２の出力信号がそれぞれ電線１９２ｅ、１９２ｆを介して上記コントローラ１７０へ送られている。この実施形態では温度センサ１８１、１８２を二つ設けた。上記温度センサ１８１、１８２は熱電対であるが、温度を検出できるのであれば他の装置であってもよい。第１の温度センサ１８１は、上記包囲部材１４０の上記反底面側の端縁１４４の側方であって上記昇温室１１１の上記周囲面１１３の付近に設けられ、第２の温度センサ１８２は、上記包囲部材１４０の上記反底面側の端縁１４４よりも上記排出口１１３ａに寄った位置であって、上記昇温室１１１の上記周囲面１１３の付近に設けられている。しかし、上記昇温部材に設けられる上記温度センサの数、位置がこの実施形態によって限定されることはない。上記コントローラ１７０は、ＣＰＵ、メモリ、ストレージ又はその他の記憶装置などを備えており、送られてきた信号を演算処理して制御信号を出力する。このコントローラ１７０は電子制御回路ユニットであるが、これに代えてコンピュータなどを用いてもよい。
【００７１】
そして、上記コントローラ１７０により、上記第１燃料ポンプ１９１、上記電気スイッチ１９３、及び上記第１ブロワ１９４の作動が次のように制御される。すなわち、上記液体燃料配管１５０から上記収容部材１２０に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管１６０から上記昇温室１１１に空気を供給し、且つ上記発熱部材１３０に通電すると、上記収容部材１２０に供給された上記液体燃料が上記発熱部１３２により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記発熱部１３２の上記先端１３２ａａと上記包囲部材１４０の上記反底面側の端縁１４４との間から上記昇温室１１１に拡散して上記空気配管１６０からの空気と混合して一次混合気を生成し、この一次混合気が上記発熱部１３２により加熱されて連続的に燃焼し、上記底面１１２に溜まった上記液体燃料が上記一次混合気の燃焼熱により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記昇温室１１１に拡散して上記空気配管１６０からの空気と混合して二次混合気を生成し、この二次混合気が上記一次混合気の燃焼熱により加熱されて燃焼するように制御されている。その場合、上記温度センサ１８１、１８２の信号に基づいて上記昇温室１１１の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８１、１８２の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【００７２】
図４に示すように、上記収容部材１２０は、上記発熱部１３２と上記収容部材１２０との間に形成された上記燃料通路１２４の面積が、上記収容部材１２０の上記底面１１２への開口１２５において他の部位よりも小さくなるように形成されている。本発明の収容部材は、上記発熱部と上記収容部材との間に形成された上記燃料通路の面積が、上記発熱部の長手方向に沿って一定であったり、上記面積が上記収容部材の上記底面への開口において他の部位よりも大きかったりする実施形態を含んでいる。しかし、この実施形態のようにすれば、上記収容部材１２０の上記底面１１２への開口の付近に至るまでに気化した液体燃料の流れが絞られて上記発熱部１３２の上記長手方向に沿った流れを形成するので、火炎が安定的に形成されることになる。
【００７３】
図３に示すように、上記空気配管１６０は、上記空気出口１６１が上記発熱部１３２の先端１３２ａａを避けると共に、上記昇温室１１１に空気の旋回流が形成されるように指向されている。この実施形態の場合、上記空気配管１６０は、上記包囲部材１４０よりも上記排気流上流側に設けられている。そして、上記空気配管１６０は、上記包囲部材１４０の延びる方向と平行に延びると共に、上記包囲部材１４０よりも上記反底面側まで延びてから上記排気流に対して直交する向きに曲がっていて、その先端に上記空気出口１６１が設けられている。ただし、本発明の上記空気出口は、この実施形態の場合とは異なる方向に向いていてもよい。
【００７４】
この実施形態では、上記昇温室１１１の上記底面１１２に何も置いていないが、上記昇温室１１１の上記底面１１２に、多孔性の部材を配置してもよい。その場合、上記多孔性部材に酸化触媒を担持させてもよい。そのようにすれば、上記液体燃料の保持性が高まる。また、上記多孔性部材に酸化触媒を担持させたときには、上記一次混合気又は二次混合気の燃焼熱により加熱された触媒の作用によって上記液体燃料の改質反応が行われ、可燃性の改質燃料が発生するので、上記二次混合気の燃焼が促進される。
【００７５】
上記排気系の昇温装置１００は、内燃機関３００に設けられる。上記内燃機関３００は、往復ピストン機構を備えた公知のディーゼルエンジンである。この内燃機関３００は、シリンダと、このシリンダに摺動可能に嵌挿されたピストンとを備えており、上記シリンダにおけるピストンの頂面側には燃焼室が形成されている。上記内燃機関３００には、一端が上記燃焼室に接続され、他端が大気に開放されて、当該燃焼室に新気を供給する吸気通路が設けられている。また、上記内燃機関３００には、一端が上記燃焼室に接続され、他端が大気に開放されて、当該燃焼室から排出される排気ガスを外部へ導出する排気通路３１０が設けられている。上記排気通路３１０は、シリンダに近い側から排気マニフォールド、排気管などの複数の排気通路構成部材の内部通路により一連に構成されている。燃焼方式は直接噴射式であり、コモンレール噴射システムを採用している。すなわち、サプライポンプで高圧にした燃料を蓄圧室としてのレールの内部に蓄え、ＥＣＵ制御のもとにタイミングよくシリンダヘッドに設けたインジェクタから各気筒の上記燃焼室に適切な噴射量を噴射するようにしている。上記ＥＣＵ制御は燃料噴射コントローラ３２０により行われる。しかし、この実施形態の上記内燃機関３００によって本発明の対象とする内燃機関が限定解釈されることはない。本発明の対象とする内燃機関は、機械式の燃料噴射ポンプにより加圧された燃料をシリンダヘッドに設けたインジェクタから上記燃焼室へぞれぞれ噴射するようにした内燃機関であってもよく、また副室式（予燃焼室式・渦流室式）のディーゼルエンジンのような内燃機関であってもよく、また燃料噴射をユニットインジェクタ式などで行うディーゼルエンジンのような内燃機関であってもよい。本発明の対象とする内燃機関には、例えばロータリーエンジンが含まれ、また例えばシリンダ内に直接に燃料が噴射されるようにしたガソリンエンジンも含まれる。本発明の対象とする内燃機関には、自動車又はその他の輸送用機器に搭載される内燃機関も、発電装置駆動用の内燃機関で例示されるような敷地に定置した内燃機関も含まれる。また、上記内燃機関３００には、少なくとも次の４つの内燃機関が含まれる。第１には、上記排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設けた内燃機関である。第２には、上記排気通路に、上記パティキュレートフィルタを設け、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路にポスト噴射、排気通路への燃料噴射などにより補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関であり、さらに、上記補充燃料を供給する部位と上記パティキュレートフィルタとの間の上記排気通路に排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設けた内燃機関である。第３には、上記排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関である。第４には、上記排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ後方触媒装置を設けた内燃機関であり、さらに、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設けた内燃機関である。
【００７６】
上記排気系の昇温装置１００は、上記内燃機関３００の上記排気通路３１０における排気ガスの流れる方向に沿って一部を構成する排気通路構成部材３１１に設けられる。上記排気通路構成部材３１１は筒状に形成され、上記排気通路構成部材３１１の内部に排気通路３１０の一部が形成されている。この排気通路３１０の一部は、排気上流側と排気下流側とに開口している。上記排気系の昇温装置１００は、上記排気通路構成部材３１１に、上記排気系の昇温装置１００の少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が上記排気通路構成部材３１１を貫通して上記排気通路３１０のなかに導入されるように設けられる。上記排気系の昇温装置１００における上記排気通路３１０のなかに導入された部分が導入部１０１を構成している。上記導入部１０１は上記排気系の昇温装置１００の上記昇温部材１１０により構成されている。この実施形態の場合、上記導入部１０１は上記昇温部材１１０の第２部材１１０ｂと、上記第１部材１１０ａの上記第２部材側の部分により構成されている。その場合、上記昇温部材１１０から排出される排気ガスの流量は、アイドル運転時における上記内燃機関３００から排出される排気ガスの流量の約１０重量％以下である。ただし、これはあくまで一例を示しただけであって、上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が他の数値を示す実施形態も本発明に含まれるのであり、この実施形態によって本発明の上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が限定解釈されることはない。上記排気通路構成部材３１１における上記排気系の昇温装置１００の上記排出口１１３ａの排気下流側には、上記排出口１１３ａからの排気流に対向するように拡散板１０２が設けられている。上記排気通路構成部材３１１には上記拡散板１０２の周囲に空間が形成されており、この空間により、この部位での上記排気通路３１０が形成されている。この実施形態の場合、上記拡散板１０２は排気流の方向からみて上記拡散板１０２を収めた排気通路構成部材の通路形状よりも一回り小さい円形の板により形成されており、上記拡散板１０２には排気流の方向からみて左右両側の端縁から左右にステーがそれぞれ延びており、これらのステーが上記排気通路構成部材の内壁にそれぞれ溶接されている。上記拡散板は、例えば上記ステーをボルト等により上記排気通路構成部材に取り付けたり、上記ステーをボルト等により上記排気通路構成部材とそれと隣接する排気通路構成部材との間に挟んで取り付けてもよく、この実施形態によって上記拡散板の構成、又は取り付け構造の構成が限定解釈されることはない。本発明の排気系の昇温装置は、このような拡散板を設けていない実施形態を含んでいる。
【００７７】
したがって、上記実施形態の排気系の昇温装置１００を上記内燃機関３００の上記排気通路３１０に設けて上記排気系の昇温装置１００を作動させると、上記一次混合気及び上記二次混合気が燃焼して火炎が形成され、その燃焼熱により上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成される。そして、この高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱される。そのため、例えば、上記内燃機関３００が、上記ポスト噴射又は上記排気通路３１０への噴射により上記パティキュレートフィルタの排気上流側の上記排気通路３１０に燃料を供給するようにした内燃機関であるときには、上記ポスト噴射又は上記排気通路３１０への噴射により上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。また、例えば、上記内燃機関３００が、上記排気通路３１０に排気上流側から順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとが設けられた内燃機関であるときには、上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。さらに、例えば、上記内燃機関３００が、上記排気通路３１０に排気上流側から順にパティキュレートフィルタと酸化触媒とが設けられた内燃機関であるときには、それらの間に上記排気系の昇温部材１００を設けることで上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタから排出された白煙が酸化されて減る。
【００７８】
その場合、上記昇温部材１１０の内部において、上記収容部材１２０に供給された上記液体燃料が上記発熱部１３２により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記発熱部１３２の上記先端１３２ａａと上記包囲部材１４０の上記反底面側の端縁１４４との間から上記昇温室１１１に拡散して上記空気配管１６０からの空気と混合して一次混合気を生成し、この一次混合気が上記発熱部１３２により加熱されて連続的に燃焼するので、排気ガス流に晒されるなかで上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により供給された燃料に放電端子又はセラミックグロープラグで着火する場合に較べると、確実に着火が行われ、運転条件によらず失火が防止され、継続的に安定した燃焼が行われ、上記火炎が形成される。そのため、未燃燃料により白煙が発生することがない。また、上記一次混合気の燃焼による火炎は、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により排気通路３１０に形成される火炎に較べると極めて小さな規模で形成することが可能であるから、燃料消費率が小さく省エネルギ性に優れている。さらに、上記排気系の昇温装置１００は、例えば上記内燃機関３００の各部の回転数などのような上記内燃機関３００からの情報を受けずに作動することも可能であるから、そうしたときには上記内燃機関３００に容易に後付けすることができる可能性が高いと共に、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高い。また、上記排気系の昇温装置１００に酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関３００の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。そして、上記排気系の昇温装置１００は、後述するパティキュレートフィルタの再生を行える内燃機関のフィルタ再生装置Ａ、内燃機関のフィルタ再生装置Ｂ、又は内燃機関のフィルタ再生装置Ｃ、並びに発生した白煙を酸化して減らすことができる内燃機関の排気浄化装置などに好適である。
【００７９】
本発明の排気系の昇温装置においては、上記空気配管は、一端が空気出口として上記昇温室に導入されるように上記昇温部材に接続され、当該空気配管に空気が供給されるように構成されておればよい。しかし、そのような種々の実施形態の排気系の昇温装置のなかで、上記実施形態の排気系の昇温装置１００では、上記空気配管１６０が、上記空気出口１６１が上記発熱部１３２の先端１３２ａａを避けると共に上記昇温室１１１に空気の旋回流が形成されるように指向されている。このようにすれば、上記空気配管１６０の上記空気出口１６１からの空気流が上記発熱部１３２の先端１３２ａａを直撃しないので、上記発熱部１３２の先端１３２ａａの付近に形成された火炎を吹き消すおそれが減る。しかも、上記昇温室１１１に空気の旋回流が形成されるので、上記気化した上記液体燃料と上記空気とが良好に混合されて均一な上記一次混合気及び上記二次混合気が形成される。
【００８０】
本発明の排気系の昇温装置においては、上記昇温部材から排出される排気ガスの流量を量的に限定するものではない。しかし、そのような種々の実施形態の排気系の昇温装置のなかで、上記実施形態の排気系の昇温装置１００では、上記昇温部材１１０から排出される排気ガスの流量が、アイドル運転時における上記内燃機関３００から排出される排気ガスの流量の約１０重量％以下である。これは上記昇温部材１１０から排出される排気ガスの流量の一例であるが、この場合に形成される上記火炎が、上記ポスト噴射又は上記排気通路３１０への噴射により排気通路に形成される火炎に較べて極めて小さな規模であることが量的にわかる。
【００８１】
図５ないし図８において、２００は第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置である。上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の排気系の昇温装置１００を利用して構成されている。また、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００を利用して構成することができる。したがって、この第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００における排気系の昇温装置１００の説明として、以上で説明した上記実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００の構成をそのまま引用する。
【００８２】
上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記排気系の昇温装置１００を備えると共に、さらに、後続昇温部材２１０を備えている。上記後続昇温部材２１０は、筒状に形成されている。上記後続昇温部材２１０の内部には後続昇温室２１１が形成されている。上記後続昇温部材２１０は、上記後続昇温室２１１を排気上流側に開口させる入口２１２、及び上記後続昇温室２１１を排気下流側に開口させる出口２１３を有している。上記後続昇温部材２１０の周壁２１４には上記排気系の昇温装置１００の上記導入部１０１の上記排出口１１３ａの側の部分が貫通しており、その貫通した部分の根本が上記周壁２１４に気密的に接続しており、上記周壁２１４における上記導入部１０１の上記貫通部分の上記根本の周囲４に貯留部２１５が形成されている。この実施形態の場合、上記後続昇温部材２１０は、筒形の第１部材２１０ａと、上記第１部材２１０ａの排気上流側に設けられ、上記第１部材２１０ａよりも直径が小さい円筒形の第２部材２１０ｂと、上記第１部材２１０ａの排気下流側に設けられ、上記第１部材２１０ａよりも直径が小さい円筒形の第３部材２１０ｃとを備えている。上記第１部材２１０ａの排気上流側の開口は外周側が閉塞されており、この小さくなった開口に上記第２部材２１０ｂが接続されている。また、上記第１部材２１０ａの排気下流側の開口は外周側が閉塞されており、この小さくなった開口に上記第２部材２１０ｂが貫通して接続されている。上記第２部材２１０ｂの排気上流側の開口が上記入口２１２を構成し、上記第３部材２１０ｃの排気下流側の開口が上記出口２１３を構成している。そして、上記第１部材２１０ａの周壁２１４に上記排気系の昇温装置１００の上記導入部１０１の上記排出口１１３ａの側の部分が貫通して上記周壁２１４に気密的に接続しており、上記昇温部材１１０の上記排出口１１３ａが上記第３部材２１０ｃの排気上流側の開口に挿入されており、この開口と上記排出口１１３ａとの間には十分な空間が確保されている。しかし、この実施形態により本発明の上記後続昇温部材の構成が限定解釈されることはなく、上記後続昇温部材は、内部に形成された後続昇温室、上記後続昇温室を排気上流側に開口させる入口、及び上記後続昇温室を排気下流側に開口させる出口を有する筒状に形成され、周壁には上記排気系の昇温装置の上記昇温部材における少なくとも上記排出口側の部分が貫通して上記周壁に気密的に接続しており、上記昇温部材の周囲の上記周壁に貯留部が形成されておればよい。
【００８３】
上記後続昇温部材２１０には後続液体燃料配管２３０が接続されている。上記後続液体燃料配管２３０は、一端が上記貯留部２１５に連通するように上記後続昇温部材２１０に接続されている。そして、上記後続液体燃料配管２３０には上記液体燃料が供給されることになる。すなわち、上記後続液体燃料配管２３０は上記燃料タンク１９５に接続されている。上記後続液体燃料配管２３０には第２燃料ポンプ２９１が設けられ、上記第２燃料ポンプ２９１の電源への接続端子は電線１９２ｄを介して上記バッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして後述する内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。この燃料タンク１９５には上記液体燃料として軽油が入っているが、液体燃料としては他に重油、バイオ燃料、又はその他の燃料を入れる場合がある。この燃料タンクとして上記内燃機関３００の燃料タンクを共用してもよい。そして、上記第２燃料ポンプ２９１の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第２燃料ポンプ２９１の作動が制御される。
【００８４】
そして、上記コントローラ１７０により、上記第１燃料ポンプ１９１、上記電気スイッチ１９３、上記第１ブロワ１９４、及び上記第２燃料ポンプ２９１の作動が次のように制御される。すなわち、上記液体燃料配管１５０から上記収容部材１２０に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管１６０から上記昇温室１１１に空気を供給し、且つ上記発熱部材１３０に通電し、さらに上記後続液体燃料配管２３０から上記貯留部２１５に上記液体燃料を供給すると、上記昇温室１１１で上記一次混合気が連続的に燃焼すると共に上記二次混合気が燃焼し、さらに上記貯留部２１５に供給された上記液体燃料が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材１１０により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記後続昇温室２１１に拡散して上記後続昇温部材２１０の上記入口２１２から導入された上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気と混合して三次混合気を生成し、この三次混合気が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材１１０により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記後続昇温部材２１０の上記出口２１３から排気下流側へ導出されるように制御されている。上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気である。その場合、上記温度センサ１８１、１８２の信号に基づいて上記昇温室１１１の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８１、１８２の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【００８５】
上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記内燃機関３００に設けられる。この内燃機関３００の説明として、上記実施形態に係る排気系の昇温装置１００における上記内燃機関３００の説明をそのまま引用する。
【００８６】
上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記内燃機関３００の上記排気通路３１０における排気ガスの流れる方向に沿って一部を構成する排気通路構成部材３１２に設けられる。上記排気通路構成部材３１２は筒状に形成され、上記排気通路構成部材３１２の内部に排気通路３１０の一部が形成されている。この排気通路３１０の一部は、排気上流側と排気下流側とに開口している。上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記排気通路構成部材３１２に、上記後続昇温部材２１０が上記排気通路構成部材３１２の内部に配置されるように設けられる。上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記後続昇温部材２１０が上記排気通路３１０のなかに配置されるように設けられる。その場合、上記後続昇温部材２１０の上記入口２１２が上記排気通路３１０の排気上流側に向き、上記出口２１３が上記排気通路３１０の排気下流側に向くように配置される。したがって、上記排気系の拡張昇温装置２００が備える上記排気系の昇温装置１００は、少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が上記排気通路構成部材３１２を貫通して上記排気通路３１０のなかに導入されるように配置されている。その場合、上記昇温部材１１０から排出される排気ガスの流量は、アイドル運転時における上記内燃機関３００から排出される排気ガスの流量の約１０重量％以下である。ただし、これはあくまで一例を示しただけであって、上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が他の数値を示す実施形態も本発明に含まれるのであり、この実施形態によって本発明の上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が限定解釈されることはない。上記排気通路構成部材３１２における上記排気系の拡張昇温装置２００の上記出口２１３の排気下流側には、上記出口２１３からの排気流に対向するように拡散板２０１が設けられている。上記排気通路構成部材３１２には上記拡散板２０１の周囲に空間が形成されており、この空間により、この部位での上記排気通路３１０が形成されている。この実施形態の場合、上記拡散板２０１は排気流の方向からみて上記拡散板２０１を収めた排気通路構成部材の通路形状よりも一回り小さい円形の板により形成されており、上記拡散板２０１には排気流の方向からみて左右両側の端縁から左右にステーがそれぞれ延びており、これらのステーが上記排気通路構成部材の内壁にそれぞれ溶接されている。上記拡散板は、例えば上記ステーをボルト等により上記排気通路構成部材に取り付けたり、上記ステーをボルト等により上記排気通路構成部材とそれと隣接する排気通路構成部材との間に挟んで取り付けてもよく、この実施形態によって上記拡散板の構成、又は取り付け構造の構成が限定解釈されることはない。本発明の排気系の拡張昇温装置は、このような拡散板を設けていない実施形態を含んでいる。
【００８７】
図９は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００と一部の構成が異なっている。したがって、この第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の説明として、上記第１の実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００の説明をそのまま引用し、これらと異なる構成のみを説明する。上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の排気系の昇温装置１００を利用して構成されている。また、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００を利用して構成することができる。したがって、この第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００における排気系の昇温装置１００の説明として、以上で説明した上記実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００の構成をそのまま引用する。
【００８８】
上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００も上記後続昇温部材２１０を備えている。上記後続昇温部材２１０は、内部に形成された上記後続昇温室２１１、上記後続昇温室２１１を排気上流側に開口させる上記入口２１２、及び上記後続昇温室２１１を排気下流側に開口させる上記出口２１３を有する筒状に形成され、上記周壁２１４には上記排気系の昇温装置１００の上記昇温部材１１０における少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が貫通して上記周壁２１４に気密的に接続している。上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の上記後続昇温部材２１０には、上記昇温部材１１０の周囲の上記周壁２１４に貯留部２１５が形成されていたが、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の上記後続昇温部材２１０には、このような貯留部は設けられていない。しかし、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００においても上記貯留部を設けてもよい。
【００８９】
上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の上記後続昇温部材２１０には、上記後続液体燃料配管２３０が設けられていたが、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の上記後続昇温部材２１０には、このような後続液体燃料配管は設けられていない。上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００には、後続混合気配管２４０が設けられている。上記後続混合気配管２４０は熱伝導性に優れた管である。上記後続混合気配管２４０は、その中途部が上記排気ガスと熱交換できるように上記後続昇温部材２１０の排気下流側に設けられている。その場合、上記排気流の方向にみて上記後続混合気配管２４０の面積は上記排気通路３１０の通路面積に較べて充分小さい。上記後続混合気配管２４０は、その一端が上記後続昇温室２１１に連通するように上記後続昇温部材２１０に接続され、他端には上記液体燃料と空気との混合物が供給されることになる。そして、上記後続混合気配管２４０の上記他端から供給された上記液体燃料と上記空気との混合物が上記排気ガスとの熱交換により吸収した熱により上記液体燃料と上記空気との混合気になって上記後続混合気配管２４０の上記一端から上記後続昇温室２１１に供給されるように構成されている。この実施形態では、上記後続混合気配管２４０の他端には、第１管２４１と第２管２４２とが合流して接続されている。上記第１管２４１は上記燃料タンク１９５に接続されている。上記第１管２４１には第３燃料ポンプ２９２が設けられ、上記第３燃料ポンプ２９２の電源への接続端子は電線１９２ｇを介して上記バッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして上記内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。この燃料タンク１９５には上記液体燃料として軽油が入っているが、液体燃料としては他に重油、バイオ燃料、又はその他の燃料を入れる場合がある。この燃料タンクとして上記内燃機関３００の燃料タンクを共用してもよい。そして、上記第３燃料ポンプ２９２の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第３燃料ポンプ２９２の作動が制御される。上記第２管２４２は、第２ブロワ２９３の吐出口に接続されている。上記第２ブロワ２９３の電源への接続端子は電線１９２ｈを介して電源としての上記バッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして上記内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。そして、上記第２ブロワ２９３の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第２ブロワ２９３の作動が制御される。
【００９０】
そして、上記コントローラ１７０により、上記第１燃料ポンプ１９１、上記電気スイッチ１９３、上記第１ブロワ１９４、上記第３燃料ポンプ２９２、及び上記第２ブロワ２９３の作動が次のように制御される。すなわち、上記液体燃料配管１５０から上記収容部材１２０に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管１６０から上記昇温室１１１に空気を供給し、且つ上記発熱部材１３０に通電し、さらに上記後続混合気配管２４０から上記後続昇温室２１１に上記混合気を供給すると、上記昇温室１１１で上記一次混合気が連続的に燃焼すると共に上記二次混合気が燃焼し、さらに上記後続昇温室２１１に供給された上記混合気が上記後続昇温室２１１に拡散して上記後続昇温部材２１０の上記入口２１２から導入された上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気と混合して三次混合気を生成し、この三次混合気が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材１１０により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記後続昇温部材２１０の上記出口２１３から排気下流側へ導出されるように制御されている。上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気である。その場合、上記温度センサ１８１、１８２の信号に基づいて上記昇温室１１１の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８１、１８２の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【００９１】
上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記内燃機関３００に設けられる。上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記排気通路構成部材３１２に設けられる。上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記排気通路構成部材３１２に、上記後続昇温部材２１０が上記排気通路構成部材３１２の内部に配置されるように設けられる。上記排気系の拡張昇温装置２００は、上記後続昇温部材２１０が上記排気通路３１０のなかに配置されるように設けられる。その場合、上記後続昇温部材２１０の上記入口２１２が上記排気通路３１０の排気上流側に向き、上記出口２１３が上記排気通路３１０の排気下流側に向くように配置される。したがって、上記排気系の拡張昇温装置２００が備える上記排気系の昇温装置１００は、少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が上記排気通路構成部材３１２を貫通して上記排気通路３１０のなかに導入されるように配置されている。その場合、上記昇温部材１１０から排出される排気ガスの流量は、アイドル運転時における上記内燃機関３００から排出される排気ガスの流量の約１０重量％以下である。ただし、これはあくまで一例を示しただけであって、上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が他の数値を示す実施形態も本発明に含まれるのであり、この実施形態によって本発明の上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が限定解釈されることはない。上記排気通路構成部材３１２には上記拡散板２０１が設けられているので、上記後続混合気配管２４０の中途部が上記拡散板２０１の排気下流側に配置されているが、上記後続混合気配管の中途部は、上記後続昇温部材の排気下流側であれば上記拡散板の排気上流側に配置してもよい。また、上記後続混合気配管の中途部は、上記排気通路構成部材の内部又は外部の他の部位に設けてもよいし、上記排気通路構成部材の内壁又は外壁に接触させて設けてもよい。
【００９２】
したがって、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００においても、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００においても、上記排気系の拡張昇温装置２００を上記内燃機関３００の上記排気通路３１０に設けて上記排気系の拡張昇温装置２００を作動させると、上記一次混合気、上記二次混合気、及び上記三次混合気が燃焼し、上記三次混合気の燃焼により上記二次混合気の火炎よりも増幅された火炎が形成され、その燃焼熱により上記排気通路３１０に更に高温の排気ガスが形成される。そして、この更に高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱される。そのため、例えば、上記内燃機関３００が、上記排気通路３１０にパティキュレートフィルタが設けられた内燃機関であるときには、上記パティキュレートフィルタが再生される。また、例えば、上記内燃機関が、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により上記パティキュレートフィルタの排気上流側の上記排気通路に燃料を供給するようにした内燃機関であるときには、この上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射により上記排気通路に供給された燃料の気化が促進され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。さらに、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路に排気上流側から順に酸化触媒とパティキュレートフィルタとが設けられた内燃機関であるときには、上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタが再生される。また、例えば、上記内燃機関が、上記排気通路に排気上流側から順にパティキュレートフィルタと酸化触媒とが設けられた内燃機関であるときには、それらの間に上記排気系の拡張昇温部材２００を設けることで上記酸化触媒の活性が促進されて上記排気通路に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタから排出された白煙が酸化されて減る。
【００９３】
その場合、上記排気系の昇温装置１００においては先に説明した作用、すなわち、確実に着火が行われ、運転条件によらず失火が防止され、継続的に安定した燃焼が行われ、上記火炎が形成されて、未燃燃料により白煙が発生することがないこと、上記ポスト噴射又は上記排気通路への噴射を行う場合に較べて燃料消費率が小さく省エネルギ性に優れていること、上記内燃機関３００に容易に後付けすることができる可能性が高いと共に、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高いこと、上記排気系の昇温装置１００に酸化触媒を設けないときには上記内燃機関３００の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えないこと、などの作用が、そのまま発揮される。しかも、上記排気系の昇温装置１００を除いた他の部分を考慮しても、上記排気系の拡張昇温装置２００は上記ポスト噴射又は上記排気通路３１０への噴射を行う場合に較べて燃料消費率が小さく省エネルギ性に優れていること、上記内燃機関３００に容易に後付けすることができる可能性が高いと共に、装置の構成が比較的簡単で小型化できる可能性が高く、コスト低減できる可能性が高いこと、上記排気系の拡張昇温装置２００に酸化触媒を設けないときには上記内燃機関３００の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えないこと、などの作用が発揮される。そして、上記排気系の拡張昇温装置２００は、後述するパティキュレートフィルタの再生を行える内燃機関のフィルタ再生装置、及び発生した白煙を酸化して減らすことができる内燃機関の排気浄化装置などに好適である。また、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記後続混合気配管２４０において上記液体燃料と空気との混合物が、上記排気ガスとの熱交換により加熱されて上記液体燃料の気化が促進されるので、上記三次混合気の生成が促進される。
【００９４】
図１０は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００と一部の構成が異なっている。したがって、この第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の説明として、上記第１の実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００の説明をそのまま引用し、これらと異なる構成のみを説明する。上記第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の排気系の昇温装置１００を利用して構成されている。また、上記第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００を利用して構成することができる。したがって、この第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００における排気系の昇温装置１００の説明として、以上で説明した上記実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００の構成をそのまま引用する。
【００９５】
上記第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００では、さらに、一端が上記後続昇温室２１１の排気上流側に設けられ、空気が供給されることになる追加の空気配管２５０を備えている。上記後続昇温部材２１０の上記入口２１２から導入された上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気の少なくとも一部は、上記追加の空気配管２５０から供給される空気である。すなわち、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気と、上記追加の空気配管２５０から供給された空気とにより構成される。したがって、上記内燃機関３００が停止しているときには、燃焼室から排出された排気ガスが上記排気系の拡張昇温装置２００に流れてこないので、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記追加の空気配管２５０から供給される空気である。すなわち、上記追加の空気配管２５０から供給される空気が、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気となる。上記追加の空気配管２５０は、第３ブロワ２９４の吐出口に接続されている。上記第３ブロワ２９４の電源への接続端子は電線１９２ｉを介して電源としての上記バッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして上記内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。そして、上記第３ブロワ２９４の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第３ブロワ２９４の作動が制御される。
【００９６】
そして、上記コントローラ１７０により、上記第１燃料ポンプ１９１、上記電気スイッチ１９３、上記第１ブロワ１９４、上記第２燃料ポンプ２９１、及び上記第３ブロワ２９４の作動が上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００のときと同様に制御される。上記内燃機関３００のイグニッションスイッチからの信号を上記コントローラ１７０に入れて、上記イグニッションスイッチが開いて上記内燃機関３００が停止しているときに上記第３ブロワ２９４の作動が可能となるようにしてもよい。
【００９７】
上記第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００のようにすれば、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００で得られた作用及び効果が得られることに加えて、上記内燃機関３００の停止時であっても上記三次混合気が生成されて上記排気系の拡張昇温装置２００の作動が可能となる。
【００９８】
図１１は、本発明の排気系の拡張昇温装置の第４の実施形態を示す。この第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００と一部の構成が異なっている。したがって、この第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００の説明として、上記第２の実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００の説明をそのまま引用し、これらと異なる構成のみを説明する。上記第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の排気系の昇温装置１００を利用して構成されている。また、上記第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記実施形態の変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００を利用して構成することができる。したがって、この第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００における排気系の昇温装置１００の説明として、以上で説明した上記実施形態及びその変形例、並びに上記種々の実施形態に係る排気系の昇温装置１００の構成をそのまま引用する。上記第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００は、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００に上記第３の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００で採用した技術を組み合わせている。すなわち、上記第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００では、さらに、一端が上記後続昇温室２１１の排気上流側に設けられ、空気が供給されることになる上記追加の空気配管２５０を備えている。上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気の少なくとも一部は、上記追加の空気配管２５０から供給される空気である。すなわち、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気と、上記追加の空気配管２５０から供給された空気とにより構成される。したがって、上記内燃機関３００が停止しているときには、燃焼室から排出された排気ガスが上記排気系の拡張昇温装置２００に流れてこないので、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記追加の空気配管２５０から供給される空気である。すなわち、上記追加の空気配管２５０から供給される空気が、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気となる。上記追加の空気配管２５０は、第３ブロワ２９４の吐出口に接続されている。上記第３ブロワ２９４の電源への接続端子は電線１９２ｉを介して電源としての上記バッテリ１９６に接続されている。このバッテリとして上記内燃機関３００のバッテリを共用してもよい。そして、上記第３ブロワ２９４の制御部は上記コントローラ１７０に電気的に接続されており、上記コントローラ１７０により上記第３ブロワ２９４の作動が制御される。
【００９９】
そして、上記コントローラ１７０により、上記第１燃料ポンプ１９１、上記電気スイッチ１９３、上記第１ブロワ１９４、上記第３燃料ポンプ２９２、上記第２ブロワ２９３、及び上記第３ブロワ２９４の作動が上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００のときと同様に制御される。上記内燃機関３００のイグニッションスイッチからの信号を上記コントローラ１７０に入れて、上記イグニッションスイッチが開いて上記内燃機関３００が停止しているときに上記第３ブロワ２９４の作動が可能となるようにしてもよい。
【０１００】
上記第４の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００のようにすれば、上記第２の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００で得られた作用及び効果が得られることに加えて、上記内燃機関３００の停止時であっても上記三次混合気が生成されて上記排気系の拡張昇温装置２００の作動が可能となる。
【０１０１】
次に、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ａの実施形態を説明する。図１２に示すように、この実施形態の上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設けた内燃機関３００に設けられる。
【０１０２】
上記パティキュレートフィルタ４００を除いた上記内燃機関３００の説明として、上記実施形態に係る排気系の昇温装置１００における上記内燃機関３００の説明をそのまま引用する。
【０１０３】
上記パティキュレートフィルタ４００は、排気流の方向にみて上記パティキュレートフィルタ４００の断面が上記排気通路３１０の全面を占めるように設けられており、上記排気通路３１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記パティキュレートフィルタ４００を通るようにしている。上記パティキュレートフィルタ４００の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記パティキュレートフィルタ４００の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記パティキュレートフィルタ４００は、排気通路構成部材３１３、つまり上記排気通路３１０を構成する部材である筒形部材の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。上記パティキュレートフィルタを上記排気通路構成部材に対して脱着可能に設けてもよい。そして、上記パティキュレートフィルタ４００の上記導入側の端面は上記排気通路３１０において排気上流側に向いており、上記導出側の端面は排気下流側に向いている。上記パティキュレートフィルタ４００は、いわゆる目封じタイプである。上記パティキュレートフィルタ４００は、セラミックで構成され、隔壁で区画された複数のセルを有する、いわゆるハニカム体であって、ハニカムを１セルずつ交互にその端を塞いだものであり、排気ガスが壁を通過するときに粒子状物質を捕集する。上記パティキュレートフィルタ４００の導入側の端面では各セルの端面がシール材によって交互に市松模様状に塞がれており、導出側の端面では、上記導入側の端面で塞がれたセルは開口し、上記導入側の端面で開口していたセルはシール材によって塞がれた構造をしている。上記パティキュレートフィルタとしては、他にも例えば多孔体タイプ、繊維タイプなどがあり、これらは、例えば金属等の材料で構成され、排気が多孔体又は繊維の構成体に衝突することで粒子状物質を捕集するように構成されている。しかし、本発明の対象となる上記パティキュレートフィルタの構造は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する機能を発揮するものであればよい。
【０１０４】
そして、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００が、上記後続昇温部材２１０が上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１２との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。１８３は、上記パティキュレートフィルタ４００の排気上流側で且つ拡散板２０１よりも排気下流側の上記排気通路３１０に設けられ、上記排気通路３１０の温度を検出する温度センサであって、この温度センサ１８３の出力信号が電線１９２ｊを介して上記コントローラ１７０へ送られている。そして、上記温度センサ１８３の信号に基づいて上記パティキュレートフィルタ４００の排気上流側の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。上記温度センサ１８３は熱電対であるが、温度を検出できるのであれば他の装置であってもよい。しかし、上記排気通路３１０に設けられる上記温度センサの数、位置がこの実施形態によって限定されることはない。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１０５】
そして、上記排気系の拡張昇温装置２００の燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００へ導かれ、この排気ガスにより上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。この場合、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００に代えて、上記第２の実施形態、上記第３の実施形態、又は上記第４の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００を設けてもよい。したがって、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気、上記追加の空気配管２５０から供給された空気、及びこれら両方の空気のうちの、いずれかである。
【０１０６】
上記実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ａは、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。上記排気系のフィルタ再生装置Ａに酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関３００の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。
【０１０７】
次に、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの実施形態を説明する。図１３は上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第１の実施形態を示す。この第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設け、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成した内燃機関３００に設けられる。
【０１０８】
上記パティキュレートフィルタ４００及び上記補充燃料の供給手段を除いた上記内燃機関３００の説明として、上記実施形態に係る排気系の昇温装置１００における上記内燃機関３００の説明をそのまま引用する。このことは後述する内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの他の実施形態でも同様である。
【０１０９】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１１０】
この第１実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給が、ポスト噴射により行われている。すなわち、上記内燃機関３００は、先に説明したように、コモンレール噴射システムを採用している。そして、上記ポスト噴射とは、膨張行程などに上記インジェクタから燃料を噴射させることである。上記燃料噴射コントローラ３２０には、上記ポスト噴射を制御するための制御部が設けられている。
【０１１１】
そして、上記実施形態の排気系の昇温装置１００が、上記昇温部材１１０の少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側における上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この場合、上記ポスト噴射を行っているので、上記補充燃料の供給部位は、上記内燃機関３００の燃焼室である。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１１が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１１との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。１８３は、上記パティキュレートフィルタ４００の排気上流側で且つ拡散板１０２よりも排気下流側の上記排気通路３１０に設けられ、上記排気通路３１０の温度を検出する温度センサであって、この温度センサ１８３の出力信号が電線１９２ｊを介して上記コントローラ１７０へ送られている。そして、上記温度センサ１８３の信号に基づいて上記パティキュレートフィルタ４００の排気上流側の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。上記温度センサ１８３は熱電対であるが、温度を検出できるのであれば他の装置であってもよい。しかし、上記排気通路３１０に設けられる上記温度センサの数、位置がこの実施形態によって限定されることはない。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１１２】
そして、上記排気通路３１０に供給された上記補充燃料が上記排気系の昇温装置１００により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の昇温装置１００の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の昇温装置１００により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。
【０１１３】
上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。上記排気系のフィルタ再生装置Ｂに酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関３００の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。
【０１１４】
図１４は上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第２の実施形態を示す。この第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設け、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成した内燃機関３００に設けられる。この第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記排気系の昇温装置１００に代えて上記排気系の拡張昇温装置２００を設けている。
【０１１５】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１１６】
この第２実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給が、ポスト噴射により行われている。すなわち、上記内燃機関３００は、先に説明したように、コモンレール噴射システムを採用している。そして、上記ポスト噴射とは、膨張行程などに上記インジェクタから燃料を噴射させることである。上記燃料噴射コントローラ３２０には、上記ポスト噴射を制御するための制御部が設けられている。
【０１１７】
そして、上記第１実施形態の排気系の拡張昇温装置２００が、上記後続昇温部材２１０が上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側の上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この場合、上記ポスト噴射を行っているので、上記補充燃料の供給部位は、上記内燃機関３００の燃焼室である。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１２との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１１８】
そして、上記排気通路３１０に供給された上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置２００により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置２００の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の拡張昇温装置２００により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。この場合、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００に代えて、上記第２の実施形態、上記第３の実施形態、又は上記第４の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００を設けてもよい。したがって、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気、上記追加の空気配管２５０から供給された空気、及びこれら両方の空気のうちの、いずれかである。
【０１１９】
上記第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。上記排気系のフィルタ再生装置Ｂに酸化触媒を設けないときには、上記内燃機関３００の燃料として硫黄分の比較的多い軽油や重油を用いても差し支えない。
【０１２０】
図１５は上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第３の実施形態を示す。この第３の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設け、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成した内燃機関３００に設けられる。この第３の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路への燃料供給をポスト噴射により行ったことに代えて、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給を、上記排気通路３１０への燃料噴射により行っている。
【０１２１】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１２２】
この第３実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給が、上記排気通路３１０への燃料噴射により行われている。すなわち、上記排気通路３１０を構成する排気通路構成部材３１１には、燃料を噴射するインジェクタ５１０が設けられ、このインジェクタ５１０には燃料ポンプ（図示省略）から燃料が供給されており、このインジェクタ５１０により、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０へ燃料を噴射するように構成されている。この場合、上記排気通路３１０を構成する排気通路構成部材であって、上記排気通路構成部材３１１よりも排気上流側に排気通路構成部材に上記インジェクタを設けてもよい。
【０１２３】
そして、上記実施形態の排気系の昇温装置１００が、上記昇温部材１１０の少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側における上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この場合、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給を上記排気通路３１０への燃料噴射により行っているので、上記補充燃料の供給部位は、上記インジェクタ５１０の噴口の位置である。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１１が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１１との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１２４】
そして、上記排気通路３１０に供給された上記補充燃料が上記排気系の昇温装置１００により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の昇温装置１００の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の昇温装置１００により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。
【０１２５】
上記第３の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。
【０１２６】
図１６は上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第４の実施形態を示す。この第４の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設け、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成した内燃機関３００に設けられる。この第４の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路への燃料供給をポスト噴射により行ったことに代えて、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給を、上記排気通路３１０への燃料噴射により行っている。
【０１２７】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１２８】
この第４実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給が、上記排気通路３１０への燃料噴射により行われている。すなわち、上記排気通路３１０を構成する排気通路構成部材３１２には、燃料を噴射するインジェクタ５１０が設けられ、このインジェクタ５１０には燃料ポンプ（図示省略）から燃料が供給されており、このインジェクタ５１０により、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０へ燃料を噴射するように構成されている。この場合、上記排気通路３１０を構成する排気通路構成部材であって、上記排気通路構成部材３１２よりも排気上流側に排気通路構成部材に上記インジェクタを設けてもよい。
【０１２９】
そして、上記第１実施形態の排気系の拡張昇温装置２００が、上記後続昇温部材２１０が上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側の上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この場合、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０への燃料供給を上記排気通路３１０への燃料噴射により行っているので、上記補充燃料の供給部位は、上記インジェクタ５１０の噴口の位置である。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１２との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１３０】
そして、上記排気通路３１０に供給された上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置２００により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置２００の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の拡張昇温装置２００により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。この場合、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００に代えて、上記第２の実施形態、上記第３の実施形態、又は上記第４の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００を設けてもよい。したがって、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気、上記追加の空気配管２５０から供給された空気、及びこれら両方の空気のうちの、いずれかである。
【０１３１】
上記第４の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。
【０１３２】
図１７は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５の実施形態を示す。この第５の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記昇温部材１１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置６１０が設けられている。
【０１３３】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記酸化触媒と、この酸化触媒をその両端を除いて覆うケーシングとを備えているが、このようなケーシングを設けずに上記酸化触媒そのものにより上記フィルタ直前触媒装置を構成してもよい。このフィルタ直前触媒装置６１０は、排気流の方向にみて上記フィルタ直前触媒装置６１０の断面が上記排気通路３１０の全面を占めるように設けられており、上記排気通路３１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記フィルタ直前触媒装置６１０を通るようにしている。このフィルタ直前触媒装置６１０が備える酸化触媒は、ディーゼル用酸化触媒であるが、上記内燃機関の状態に応じて他の種類の酸化触媒を用いてもよい。上記フィルタ直前触媒装置６１０の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記フィルタ直前触媒装置６１０の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記フィルタ直前触媒装置６１０は、排気通路構成部材、つまり上記排気通路３１０を構成する部材である筒形の排気通路構成部材３１４の内部通路に収容されて、その排気通路構成部材３１４に保持されている。そして、上記フィルタ直前触媒装置６１０の上記導入側の端面は、上記排気通路３１０において排気上流側に向いており、上記導出側の端面は上記排気通路３１０において排気下流側に向いている。上記フィルタ直前触媒装置６１０は、排気ガスを流すための細い貫通孔が多数設けられたステンレス製の母材と、上記母材に担持された酸化触媒としての白金（Ｐｔ）とを備えている。上記母材はステンレス製に限定されることはなく、例えばコージェライト、セラミックなどで形成してもよい。上記担持される材料は白金（Ｐｔ）に限定されることはなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒の機能を発揮するのであれば他の材質であってもよい。そして、排気上流側の排気通路３１０からの排気ガスが上記導入側の端面から上記フィルタ直前触媒装置６１０へ入ると、上記フィルタ直前触媒装置６１０における酸化触媒の触媒反応により、排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ２や水などに変わる。そして、この酸化反応によって排気ガスが加熱されて高温になる。本発明のフィルタ直前触媒装置は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する機能を発揮するものであればよい。以上の構成により、上記フィルタ直前触媒装置６１０における上記物質の酸化反応により加熱された上記排気ガスで上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するようにしている。本発明でいう上記物質には、排気ガスに含まれる粒子状物質、排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が含まれている。
【０１３４】
そして、上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１４が接続され、上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１１が接続されている。しかし、これら上記排気通路構成部材３１１、３１４、３１３の間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂで説明した上記温度センサ１８３は、上記フィルタ直前触媒装置６１０の排気上流側で且つ拡散板１０２よりも排気下流側に設けられており、この温度センサ１８３の出力信号が電線１９２ｊを介して上記コントローラ１７０へ送られている。そして、上記温度センサ１８３の信号に基づいて上記フィルタ直前触媒装置６１０の排気上流側の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１３５】
その他の構成は上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂと同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１３６】
上記第５の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。さらに、上記昇温部材１１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置６１０を設けた。そのため、上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置６１０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路３１０に設けられた上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。
【０１３７】
図１８は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第６の実施形態を示す。この第６の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記後続昇温部材２１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置６１０が設けられている。
【０１３８】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５実施形態における上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１３９】
そして、上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１４が接続され、上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されている。しかし、これら上記排気通路構成部材３１２、３１４、３１３の間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第５の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１４０】
その他の構成は上記第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂと同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１４１】
上記第６の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。さらに、上記後続昇温部材２１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置６１０を設けた。そのため、上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置６１０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路３１０に設けられた上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。
【０１４２】
図１９は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第７の実施形態を示す。この第７の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第３の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記昇温部材１１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置６１０が設けられている。
【０１４３】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５実施形態における上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１４４】
そして、上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１４が接続され、上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１１が接続されている。しかし、これら上記排気通路構成部材３１１、３１４、３１３の間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、上記第５の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１４５】
その他の構成は上記第３の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂと同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１４６】
上記第７の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。さらに、上記昇温部材１１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置６１０を設けた。そのため、上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置６１０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路３１０に設けられた上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。
【０１４７】
図２０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第８の実施形態を示す。この第８の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記第４の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂにおいて、上記後続昇温部材２１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置６１０が設けられている。
【０１４８】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５実施形態における上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１４９】
そして、上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１４が接続され、上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されている。しかし、これら上記排気通路構成部材３１２、３１４、３１３の間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第５の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１５０】
その他の構成は上記第４の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂと同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１５１】
上記第８の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｂは、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記排気通路３１０に供給された燃料の気化が促進され、その燃料の酸化作用により上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。さらに、上記後続昇温部材２１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置６１０を設けた。そのため、上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置６１０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路３１０に設けられた上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。
【０１５２】
次に、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの実施形態を説明する。図２１は上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの第１の実施形態を示す。この第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設け、上記排気通路３１０における上記パティキュレートフィルタ４００の排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置６１０を設け、上記フィルタ直前触媒装置６１０の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成した内燃機関３００に設けられる。
【０１５３】
上記パティキュレートフィルタ４００及び上記フィルタ直前触媒装置６１０を除いた上記内燃機関３００の説明として、上記実施形態に係る排気系の昇温装置１００における上記内燃機関３００の説明をそのまま引用する。このことは後述する内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの他の実施形態でも同様である。
【０１５４】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１５５】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５の実施形態をにおける上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１５６】
そして、上記実施形態の排気系の昇温装置１００が、上記昇温部材１１０の少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が上記フィルタ直前触媒装置６１０よりも排気上流側の上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この実施形態では上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１１が接続されているが、上記排気通路構成部材３１４と上記排気通路構成部材３１１との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。１８３は、上記フィルタ直前触媒装置６１０の排気上流側で且つ拡散板１０２よりも排気下流側の上記排気通路３１０に設けられ、上記排気通路３１０の温度を検出する温度センサであって、この温度センサ１８３の出力信号が電線１９２ｊを介して上記コントローラ１７０へ送られている。そして、上記温度センサ１８３の信号に基づいて上記フィルタ直前触媒装置６１０の排気上流側の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。上記温度センサ１８３は熱電対であるが、温度を検出できるのであれば他の装置であってもよい。しかし、上記排気通路３１０に設けられる上記温度センサの数、位置がこの実施形態によって限定されることはない。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１５７】
そして、上記フィルタ直前触媒装置６１０が上記排気系の昇温装置１００により加熱されて上記フィルタ直前触媒装置６１０の触媒活性が促進され、上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。
【０１５８】
上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置６１０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記排気通路３１０に設けられた上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。
【０１５９】
図２２は上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの第２の実施形態を示し、この第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ４００を設け、上記排気通路３１０における上記パティキュレートフィルタ４００の排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置６１０を設け、上記フィルタ直前触媒装置６１０の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成した内燃機関３００に設けられる。この第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃにおいて、上記排気系の昇温装置１００に代えて上記排気系の拡張昇温装置２００を設けている。
【０１６０】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１６１】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５の実施形態をにおける上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１６２】
そして、上記第１実施形態の排気系の拡張昇温装置２００が、上記後続昇温部材２１０が上記フィルタ直前触媒装置６１０よりも排気上流側の上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この実施形態では上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されているが、上記排気通路構成部材３１４と上記排気通路構成部材３１２との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第１の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃの場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１６３】
そして、上記フィルタ直前触媒装置６１０が上記排気系の拡張昇温装置２００により加熱されて上記フィルタ直前触媒装置６１０の触媒活性が促進され、上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００を再生するように構成している。この場合、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００に代えて、上記第２の実施形態、上記第３の実施形態、又は上記第４の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００を設けてもよい。したがって、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気、上記追加の空気配管２５０から供給された空気、及びこれら両方の空気のうちの、いずれかである。
【０１６４】
上記第２の実施形態の内燃機関のフィルタ再生装置Ｃは、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記フィルタ直前触媒装置６１０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が強力に再生される。
【０１６５】
次に、本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施形態を説明する。図２３は上記内燃機関の排気浄化装置の第１の実施形態を示す。この第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する上記パティキュレートフィルタ４００を設け、上記排気通路３１０における上記パティキュレートフィルタ４００の排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ後方触媒装置６２０を設けた内燃機関３００の排気浄化装置である。
【０１６６】
上記パティキュレートフィルタ４００及び上記フィルタ後方触媒装置６２０を除いた上記内燃機関３００の説明として、上記実施形態に係る排気系の昇温装置１００における上記内燃機関３００の説明をそのまま引用する。このことは後述する内燃機関の排気浄化装置の他の実施形態でも同様である。
【０１６７】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１６８】
上記フィルタ後方触媒装置６２０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５の実施形態をにおける上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成である。すなわち、上記フィルタ後方触媒装置６２０は、上記酸化触媒と、この酸化触媒をその両端を除いて覆うケーシングとを備えているが、このようなケーシングを設けずに上記酸化触媒そのものにより上記フィルタ後方触媒装置を構成してもよい。このフィルタ後方触媒装置６２０は、排気流の方向にみて上記フィルタ後方触媒装置６２０の断面が上記排気通路３１０の全面を占めるように設けられており、上記排気通路３１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記フィルタ後方触媒装置６２０を通るようにしている。このフィルタ後方触媒装置６２０が備える酸化触媒は、ディーゼル用酸化触媒であるが、上記内燃機関の状態に応じて他の種類の酸化触媒を用いてもよい。上記フィルタ後方触媒装置６２０の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記フィルタ後方触媒装置６２０の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記フィルタ後方触媒装置６２０は、排気通路構成部材、つまり上記排気通路３１０を構成する部材である筒形の排気通路構成部材３１５の内部通路に収容されて、その排気通路構成部材３１５に保持されている。そして、上記フィルタ後方触媒装置６２０の上記導入側の端面は、上記排気通路３１０において排気上流側に向いており、上記導出側の端面は上記排気通路３１０において排気下流側に向いている。上記フィルタ後方触媒装置６２０は、排気ガスを流すための細い貫通孔が多数設けられたステンレス製の母材と、上記母材に担持された酸化触媒としての白金（Ｐｔ）とを備えている。上記母材はステンレス製に限定されることはなく、例えばコージェライト、セラミックなどで形成してもよい。上記担持される材料は白金（Ｐｔ）に限定されることはなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒の機能を発揮するのであれば他の材質であってもよい。そして、排気上流側の排気通路３１０からの排気ガスが上記導入側の端面から上記フィルタ後方触媒装置６２０へ入ると、上記フィルタ後方触媒装置６２０における酸化触媒の触媒反応により、排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ２や水などに変わる。そして、この酸化反応によって排気ガスが加熱されて高温になる。本発明のフィルタ後方触媒装置は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する機能を発揮するものであればよい。以上の構成により、上記フィルタ後方触媒装置６２０における上記物質の酸化反応により上記パティキュレートフィルタ４００から排出された白煙の酸化を促進するようにしている。本発明でいう上記物質には、排気ガスに含まれる粒子状物質、排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が含まれている。
【０１６９】
そして、上記実施形態の排気系の昇温装置１００が、上記昇温部材１１０の少なくとも上記排出口１１３ａの側の部分が、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気下流側で且つ上記フィルタ後方触媒装置６２０よりも排気上流側における上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１５との間に上記排気通路構成部材３１１が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１１との間、又は上記排気通路構成部材３１１と上記排気通路構成部材３１５との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。１８３は、上記フィルタ後方触媒装置６２０の排気上流側で且つ拡散板１０２よりも排気下流側の上記排気通路３１０に設けられ、上記排気通路３１０の温度を検出する温度センサであって、この温度センサ１８３の出力信号が電線１９２ｊを介して上記コントローラ１７０へ送られている。そして、上記温度センサ１８３の信号に基づいて上記フィルタ後方触媒装置６２０の排気上流側の温度が所定の温度を超えないように上記液体燃料の供給、及び上記空気の供給などが制御される。上記温度センサ１８３は熱電対であるが、温度を検出できるのであれば他の装置であってもよい。しかし、上記排気通路３１０に設けられる上記温度センサの数、位置がこの実施形態によって限定されることはない。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１７０】
そして、上記フィルタ後方触媒装置６２０が上記排気系の昇温装置１００により加熱されて上記フィルタ後方触媒装置６２０の触媒活性が促進され、上記パティキュレートフィルタ４００から排出された排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進するように構成している。
【０１７１】
上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記フィルタ後方触媒装置６２０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記内燃機関３００で発生して上記パティキュレートフィルタ４００に溜まり、上記パティキュレートフィルタ４００から排出された白煙が酸化されて減る。
【０１７２】
図２４は上記内燃機関の排気浄化装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する上記パティキュレートフィルタ４００を設け、上記排気通路３１０における上記パティキュレートフィルタ４００の排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ後方触媒装置６２０を設けた内燃機関３００の排気浄化装置である。この第２の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置において、上記排気系の昇温装置１００に代えて上記排気系の拡張昇温装置２００を設けている。
【０１７３】
上記パティキュレートフィルタ４００は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ａの第１実施形態における上記パティキュレートフィルタ４００と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記パティキュレートフィルタ４００は、上記排気通路構成部材３１３の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１３に保持されている。
【０１７４】
上記フィルタ後方触媒装置６２０は、上記内燃機関の排気浄化装置の第１の実施形態をにおける上記フィルタ後方触媒装置６２０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ後方触媒装置６２０は、上記排気通路構成部材３１５の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１５に保持されている。
【０１７５】
そして、上記第１実施形態の排気系の拡張昇温装置２００が、上記後続昇温部材２１０が上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気下流側で且つ上記フィルタ後方触媒装置６２０よりも排気上流側の上記排気通路３１０に配置されるように設けられている。この実施形態では上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１５との間に上記排気通路構成部材３１２が接続されているが、上記排気通路構成部材３１３と上記排気通路構成部材３１２との間、又は上記排気通路構成部材３１２と上記排気通路構成部材３１５との間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置の場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。ここでは上記コントローラ１７０により上記温度センサ１８３の信号に基づいた制御を行うようにしたが、上記温度センサの信号を参照せずに制御するようにしてもよい。
【０１７６】
そして、上記フィルタ後方触媒装置６２０が上記排気系の拡張昇温装置２００により加熱されて上記フィルタ後方触媒装置６２０の触媒活性が促進され、上記パティキュレートフィルタ４００から排出された排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進するように構成している。この場合、上記第１の実施形態の排気系の拡張昇温装置２００に代えて、上記第２の実施形態、上記第３の実施形態、又は上記第４の実施形態に係る排気系の拡張昇温装置２００を設けてもよい。したがって、上記後続昇温室２１１の排気上流側からの空気は、上記内燃機関３００から排出された排気ガスに含まれる空気、上記追加の空気配管２５０から供給された空気、及びこれら両方の空気のうちの、いずれかである。
【０１７７】
上記第２の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記フィルタ後方触媒装置６２０の活性が促進されて更に高温の排気ガスが形成され、これによって上記内燃機関３００で発生して上記パティキュレートフィルタ４００に溜まり、上記パティキュレートフィルタ４００から排出された白煙が酸化されて減る。
【０１７８】
図２５は、上記内燃機関の排気浄化装置の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置において、上記パティキュレートフィルタ４００よりも排気上流側の上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置６１０が設けられている。
【０１７９】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Ｂの第５の実施形態における上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１８０】
そして、上記排気通路構成部材３１４と上記排気通路構成部材３１１との間には他の排気通路構成部材などが設けられているが、上記排気通路構成部材３１４と上記排気通路構成部材３１１とを接続してもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置の場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１８１】
その他の構成は上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置と同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１８２】
上記第３の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記排気系の昇温装置１００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が加熱されるので、上記フィルタ後方触媒装置６２０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記内燃機関３００で発生して上記パティキュレートフィルタ４００に溜まり、上記パティキュレートフィルタ４００から排出された白煙が酸化されて減る。さらに、上記フィルタ直前触媒装置６１０が活性を得たときには、このフィルタ直前触媒装置６１０を通過した高温の排気ガスにより、上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。
【０１８３】
図２６は、上記内燃機関の排気浄化装置の第４の実施形態を示す。この第４の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記第２の実施形態の内燃機関の排気浄化装置において、上記後続昇温部材２１０と上記パティキュレートフィルタ４００との間の上記排気通路３１０に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置６１０が設けられている。
【０１８４】
上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記内燃機関のフィルタ再生装置Bの第５実施形態における上記フィルタ直前触媒装置６１０と同一の構成であるので、その説明をそのまま引用する。よって、上記フィルタ直前触媒装置６１０は、上記排気通路構成部材３１４の内部通路に収容され、上記排気通路構成部材３１４に保持されている。
【０１８５】
そして、上記排気通路構成部材３１３の排気上流側に上記排気通路構成部材３１４が接続され、上記排気通路構成部材３１４の排気上流側に上記排気通路構成部材３１２が接続されている。しかし、これら上記排気通路構成部材３１２、３１４、３１３の間に例えば他の排気通路構成部材などが設けられていてもよい。上記温度センサ１８３の構成、配設位置、及びそれを用いた制御の内容は、配設位置が上記拡散板１０２の排気下流側であることにに代えて上記拡散板２０１の排気下流側であること以外は、上記第１の実施形態の内燃機関の排気浄化装置の場合と同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１８６】
その他の構成は上記第２の実施形態の内燃機関の排気浄化装置と同一であるので、その説明をそのまま引用する。
【０１８７】
上記第４の実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、上記排気系の拡張昇温装置２００からの上記高温の排気ガスにより、上記排気通路３１０が強力に加熱されるので、上記フィルタ後方触媒装置６２０の活性が促進されて上記排気通路３１０に高温の排気ガスが形成され、これによって上記内燃機関３００で発生して上記パティキュレートフィルタ４００に溜まり、上記パティキュレートフィルタ４００から排出された白煙が酸化されて減る。さらに、上記フィルタ直前触媒装置６１０が活性を得たときには、このフィルタ直前触媒装置６１０を通過した高温の排気ガスにより、上記パティキュレートフィルタ４００に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ４００が再生される。
【０１８８】
本発明の内燃機関の排気系の昇温装置、及び排気系の拡張昇温装置、並びにそれらを用いた内燃機関のフィルタ再生装置、及び内燃機関の排気浄化装置は、それぞれ以上で説明した実施形態及びその変形例の特徴を組み合わせた実施形態を含んでいる。さらに、以上の実施形態及びその変形例は、本発明の排気系の昇温装置、及び排気系の拡張昇温装置、並びにそれらを用いた内燃機関のフィルタ再生装置、及び内燃機関の排気浄化装置のいくつかの例を示したに過ぎない。したがって、これらの実施形態及びその変形例の記載によって本発明の排気系の昇温装置、及び排気系の拡張昇温装置、並びにそれらを用いた内燃機関のフィルタ再生装置、及び内燃機関の排気浄化装置がそれぞれ限定解釈されることはない。
【符号の説明】
【０１８９】
１００排気系の昇温装置
１０１導入部
１１０昇温部材
１１１昇温室
１１２底面
１１３周囲面
１１３ａ排出口
１２０収容部材
１２１一端
１２２他端
１２３隙間
１２４燃料通路
１２５開口
１３０発熱部材
１３２発熱部
１３２ａ突出部
１３２ａａ先端
１４０包囲部材
１４１隙間
１４２隙間
１４３底面側の端縁
１４４反底面側の端縁
１５０液体燃料配管
１６０空気配管
１６１空気出口
１９５燃料タンク
２００排気系の拡張昇温装置
２１０後続昇温部材
２１１後続昇温室
２１２入口
２１３出口
２１４周壁
２１５貯留部
２３０後続液体燃料配管
２４０後続混合気配管
２５０追加の空気配管
３００内燃機関
３１０排気通路
３１１排気通路構成部材
３１２排気通路構成部材
３１３排気通路構成部材
３１４排気通路構成部材
３１５排気通路構成部材
４００パティキュレートフィルタ
５１０インジェクタ
６１０フィルタ直前触媒装置
６２０フィルタ後方触媒装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路を昇温させる排気系の昇温装置であって、
内部に、底面と上記底面の周囲から立ち上がる周囲面とにより、上記周囲面の周縁に形成された排出口で外部に開放された昇温室が形成された昇温部材と、
上記昇温部材の外部に配置され、一端が上記底面に開口するように上記昇温部材に接続されると共に他端が閉塞された筒状の収容部材と、
一端が上記収容部材の内部に接続され、液体燃料が供給されることになる液体燃料配管と、
通電により発熱する棒状の発熱部を有し、この発熱部が上記収容部材の内部から上記開口を経て上記昇温室に突き出るように且つ上記発熱部と上記収容部材との間に全周にわたって隙間が形成されるように上記収容部材に設けられた発熱部材と、
上記底面から上記発熱部の先端付近まで立ち上がり、上記発熱部における上記昇温室に突き出た突出部との間に全周にわたって隙間ができると共に、上記底面側の端縁と上記底面との間に隙間ができるように上記昇温部材に設けられた筒状の包囲部材と、
一端が空気出口として上記昇温室に導入されるように上記昇温部材に接続され、空気が供給されることになる空気配管とを備え、
上記液体燃料配管から上記収容部材に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管から上記昇温室に空気を供給し、且つ上記発熱部材に通電すると、上記収容部材に供給された上記液体燃料が上記発熱部により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記発熱部の上記先端と上記包囲部材の上記反底面側の端縁との間から上記昇温室に拡散して上記空気配管からの空気と混合して一次混合気を生成し、この一次混合気が上記発熱部により加熱されて連続的に燃焼し、上記底面に溜まった上記液体燃料が上記一次混合気の燃焼熱により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記昇温室に拡散して上記空気配管からの空気と混合して二次混合気を生成し、この二次混合気が上記一次混合気の燃焼熱により加熱されて燃焼するように構成した排気系の昇温装置。
【請求項２】
上記空気配管が、上記空気出口が上記発熱部の先端を避けると共に上記昇温室に空気の旋回流が形成されるように指向されている請求項１の排気系の昇温装置。
【請求項３】
上記昇温室の上記底面に、多孔性の部材が配置されている請求項１又は請求項２の排気系の昇温装置。
【請求項４】
上記昇温部材から排出される排気ガスの流量が、アイドル運転時における上記内燃機関から排出される排気ガスの流量の約１０重量％以下である請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項の排気系の昇温装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路を昇温させる排気系の拡張昇温装置であって、
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項の排気系の昇温装置と、
内部に形成された後続昇温室、上記後続昇温室を排気上流側に開口させる入口、及び上記後続昇温室を排気下流側に開口させる出口を有する筒状に形成され、周壁には上記排気系の昇温装置の上記昇温部材における少なくとも上記排出口側の部分が貫通して上記周壁に気密的に接続しており、上記昇温部材の周囲の上記周壁に貯留部が形成されている後続昇温部材と、
一端が上記貯留部に連通するように上記後続昇温部材に接続され、上記液体燃料が供給されることになる後続液体燃料配管とを備え、
上記液体燃料配管から上記収容部材に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管から上記昇温室に空気を供給し、且つ上記発熱部材に通電し、さらに上記後続液体燃料配管から上記貯留部に上記液体燃料を供給すると、上記昇温室で上記一次混合気が連続的に燃焼すると共に上記二次混合気が燃焼し、さらに上記貯留部に供給された上記液体燃料が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材により加熱されて気化し、この気化した上記液体燃料が上記後続昇温室に拡散して上記後続昇温部材の上記入口から導入された上記後続昇温室の排気上流側からの空気と混合して三次混合気を生成し、この三次混合気が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記後続昇温部材の上記出口から排気下流側へ導出されるように構成した排気系の拡張昇温装置。
【請求項６】
内燃機関の排気通路を昇温させる排気系の拡張昇温装置であって、
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項の排気系の昇温装置と、
内部に形成された後続昇温室、上記後続昇温室を排気上流側に開口させる入口、及び上記後続昇温室を排気下流側に開口させる出口を有する筒状に形成され、周壁には上記排気系の昇温装置の上記昇温部材における少なくとも上記排出口側の部分が貫通して上記周壁に気密的に接続している後続昇温部材と、
中途部が上記排気ガスと熱交換できるように上記後続昇温部材の排気下流側に設けられ、一端が上記後続昇温室に連通するように上記後続昇温部材に接続され、他端には上記液体燃料と空気との混合物が供給されることになる後続混合気配管とを備え、
上記液体燃料配管から上記収容部材に上記液体燃料を供給すると共に、上記空気配管から上記昇温室に空気を供給し、且つ上記発熱部材に通電し、さらに上記後続混合気配管から上記後続昇温室に混合気を供給すると、上記昇温室で上記一次混合気が連続的に燃焼すると共に上記二次混合気が燃焼し、さらに上記後続昇温室に供給された上記混合気が上記後続昇温室に拡散して上記後続昇温部材の上記入口から導入された上記後続昇温室の排気上流側からの空気と混合して三次混合気を生成し、この三次混合気が上記一次混合気及び上記二次混合気の燃焼熱により加熱された上記昇温部材により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記後続昇温部材の上記出口から排気下流側へ導出されるように構成した排気系の拡張昇温装置。
【請求項７】
さらに、一端が上記後続昇温室の排気上流側に設けられ、空気が供給されることになる追加の空気配管を備えており、
上記後続昇温部材の上記入口から導入された上記後続昇温室の排気上流側からの空気の少なくとも一部が、上記追加の空気配管から供給される空気である請求項５又は請求項６の排気系の拡張昇温装置。
【請求項８】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設けた内燃機関において、
請求項５ないし請求項７のうちいずれか１項の排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記排気系の拡張昇温装置の燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタへ導かれ、この排気ガスにより上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項９】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項の排気系の昇温装置が、上記昇温部材の少なくとも上記排出口側の部分が上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記排気通路に供給された上記補充燃料が上記排気系の昇温装置により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の昇温装置の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の昇温装置により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１０】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に補充燃料を供給し、上記補充燃料が燃焼したときには当該燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
請求項５ないし請求項７のうちいずれか１項の排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側で且つ上記補充燃料の供給部位よりも排気下流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記排気通路に供給された上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて気化が促進され、この気化した上記補充燃料が上記排気系の拡張昇温装置の排気上流側からの空気と混合して補充混合気を生成し、この補充混合気が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて燃焼し、この燃焼により生成された高温の排気ガスが上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１１】
上記昇温部材又は上記後続昇温部材と上記パティキュレートフィルタとの間の上記排気通路に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置が設けられている請求項９又は請求項１０の内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１２】
上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路への燃料供給が、ポスト噴射により行われている請求項９ないし請求項１１のうちいずれか１項の内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１３】
上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路への燃料供給が、上記排気通路への燃料噴射により行われている請求項９ないし請求項１１のうちいずれか１項の内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１４】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項の排気系の昇温装置が、上記昇温部材の少なくとも上記排出口側の部分が上記フィルタ直前触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ直前触媒装置が上記排気系の昇温装置により加熱されて上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が促進され、上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１５】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が得られたときには上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成した内燃機関のフィルタ再生装置において、
請求項５ないし請求項７のうちいずれか１項の排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記フィルタ直前触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ直前触媒装置が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて上記フィルタ直前触媒装置の触媒活性が促進され、上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項１６】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ後方触媒装置を設けた内燃機関の排気浄化装置であって、
請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項の排気系の昇温装置が、上記昇温部材の少なくとも上記排出口側の部分が、上記パティキュレートフィルタよりも排気下流側で且つ上記フィルタ後方触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ後方触媒装置が上記排気系の昇温装置により加熱されて上記フィルタ後方触媒装置の触媒活性が促進され、上記パティキュレートフィルタから排出された排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進するように構成した内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１７】
排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気下流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ後方触媒装置を設けた内燃機関の排気浄化装置であって、
請求項５ないし請求項７のうちいずれか１項の排気系の拡張昇温装置が、上記後続昇温部材が上記パティキュレートフィルタよりも排気下流側で且つ上記フィルタ後方触媒装置よりも排気上流側の上記排気通路に配置されるように設けられ、
上記フィルタ後方触媒装置が上記排気系の拡張昇温装置により加熱されて上記フィルタ後方触媒装置の触媒活性が促進され、上記パティキュレートフィルタから排出された排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進するように構成した内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１８】
上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側の上記排気通路に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置が設けられている請求項１６又は請求項１７の内燃機関の排気浄化装置。

【図１】