[发明专利]内燃机的排气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机的排气净化装置，特别是涉及一种通过收集、氧化由柴油机排放的排气气体中的颗粒状物质来进行净化的排气净化装置。

背景技术

已知一般在柴油机的排气气体中含有以碳元素为主要成分的颗粒状物质(以下称为PM(Particulate Matter))，其是构成大气污染的主要原因。于是，提出了各种用于从排气气体中收集并除去这些颗粒状物质的装置或方法的方案。

例如提出有以下的方案，即：通过强制地喷射供给燃料，来使柴油机颗粒过滤器(DPF)的温度上升而将已收集了的PM氧化、燃烧的方案；由排气气体中的一氧化氮NO生成二氧化氮NO₂，并利用NO₂使PM氧化的方案(例如，日本特表2002-531762号公报)；或者，使用催化剂化DPF实现PM氧化的方案(例如，日本特开平6-272541号公报、日本特开平9-125931号公报)等。然而，存在下述的问题等，即：在强制地喷射供给燃料的方案中，导致燃料费用的增加，同时为使PM急剧燃烧而导致DPF因温度上升而破损的问题；在日本特表2002-531762号公报所记载的方案中，由于NO₂所提供的PM的氧化速度不充分，所以难以将由发动机排放的PM完全氧化除去的问题；以及在日本特开平6-272541号公报、日本特开平9-125931号公报所记载的使用催化剂化DPF的方案中，由于催化剂以及PM均为固体，所以两者无法充分接触、PM的氧化反应不够充分的问题。

于是，最近公开了使用比NO₂氧化能力还强的臭氧O₃，来氧化PM而处理的技术(例如，日本特开2005-502823号公报)。在该日本特开2005-502823号公报所记载的、对柴油机的排放气体进行后处理的方法以及装置中，在颗粒过滤器的上游，设有利用等离子从排放气体中生成作为氧化剂的臭氧或NO₂的装置，根据排放气体的温度，在低温时选择使用臭氧以及NO₂，在高温时选择使用NO₂，由此氧化除去收集在颗粒过滤器的黑烟。

在日本特开2005-502823号公报所记载的、对柴油机的排放气体进行后处理的方法以及装置中，通过使用比NO₂氧化能力还强的臭氧确实在提高PM的氧化除去能力的问题上获得好评。然而，日本特开2005-502823号公报所记载的方案，存在以下的问题，即：利用等离子从排放气体成分的氧元素中生成臭氧，并把含有NO_X等的排放气体与该所生成了的臭氧一同导入颗粒过滤器中，因而无法说臭氧的生成量充分；另外，氧化能力强的臭氧可能会在进入颗粒过滤器之前与排放气体中的NO_X等反应而被消耗，使得PM的氧化除去中可以使用的臭氧的量减少，PM的氧化速度降低而无法获得充分的净化效果。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种在使用臭氧氧化除去PM时，可有效地使用臭氧的内燃机的排气净化装置。

本发明的内燃机的排气净化装置，其特征是具备：多个的颗粒状物质收集装置，它们分支地连接于排气通路，并且收集排气气体中的颗粒状物质；臭氧供给单元，其可在所述多个的颗粒状物质收集装置的上游侧分别供给臭氧；和控制单元，其分别改变所述多个的颗粒状物质收集装置之间的、排气气体的供给量的比例以及臭氧的供给量的比例。

根据该内燃机的排气净化装置，由于可以改变多个的颗粒状物质收集装置之间的、排气气体的供给量的比例，所以在排气气体的供给量的比例被减小的颗粒状物质收集装置中，可以抑制排气气体中的NO_X或HC等的规定的物质所产生的对臭氧的消耗，并且可以抑制因排气气体的热量引起的臭氧的分解。所以，可以有效地使用臭氧，可以提高由臭氧所提供的PM的净化效率。

优选地，本发明的装置，还具备至少一个的催化剂装置，其被配置于比所述多个的颗粒状物质收集装置还靠近上游侧的所述排气通路内，除去排气气体中的规定物质。

本发明的装置，还具备：收集量检测单元，其个别地检测所述多个的颗粒状物质收集装置的收集量；和温度检测单元，其个别地检测所述多个的颗粒状物质收集装置的温度，所述控制单元，基于由所述收集量检测单元所检测的收集量，控制排气气体的供给量的比例，同时还可以基于由所述温度检测单元所检测的温度，控制臭氧的供给量的比例。此时，对于PM的氧化除去的必要性高的颗粒状物质收集装置，可以优先执行PM的氧化除去。