[发明专利]柴油发动机的废气处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及柴油发动机的废气处理装置，其用于在工程机械等搭载了柴油发动机的车辆中，从来自该柴油发动机的废气中去除有害物质的颗粒物和氮氧化物，从而使废气为洁净气体。

背景技术

作为内燃机的柴油发动机，与汽油发动机相比热效率高，且在燃料效率等其他方面具有优点，但是由于会大量产生氮氧化物(NO_x)、黑烟等颗粒物(PM：Particulate Matter)，所以必须实施环境对策。提出了各种削减废气中的NO_x且去除PM以进行废气净化的系统。关于NO_x，是通过还原反应转换成N₂由此净化后排出。而为了去除PM，是利用具有透气性的滤清器捕捉PM成分而使气体成分通过。

为了将NO_x转换成N₂气体，只要在还原剂的存在下进行还原反应即可。例如，专利文献1中公开了在废气的流路中对氮氧化物进行处理的NO_x处理机构。该处理机构构成为使得在由NO_x组成的氮氧化物与还原剂之间发生还原反应。而且，为了更有效率地进行还原反应，在处理机构中使废气在氮氧化物还原催化剂的存在下进行还原反应。此处，作为氮氧化物还原催化剂，在专利文献1中采用了以二氧化硅为载体的铱或铑金属。此外，作为还原剂，优选氢气、一氧化碳、烃类、含氧化合物。

作为去除废气中所含有的PM的结构，例如被专利文献2公开。在该专利文献2中，为了将废气成分与PM成分分离，由透气性良好且具有耐热性的陶瓷纤维构成滤清器。该滤清器被配置在含有颗粒物的废气流路中以捕捉PM。当通过滤清器捕捉PM时，滤清器会发生堵塞，从而废气流路中的压力损失增大，无法对废气确保充分的流量。因此，在透气性滤清器上安装加热器，对在滤清器中捕捉到的废气中的PM进行加热而使之燃烧。

专利文献1：日本特开2004-73921号公报

专利文献2：日本专利第4023514号公报

在专利文献1中，作为为了将废气中的NO_x转换成NO₂使之无害化而与废气中的NO_x成分发生还原反应的还原剂，优选氢气、一氧化碳、烃类、含氧化合物。而在专利文献2中，为了避免滤清器堵塞而使PM燃烧，所以通过滤清器的废气中所含有一氧化碳和烃类将被氧化。也就是说，虽然专利文献1中的NO_x处理机构中需要还原剂，但是在专利文献2中，废气所包含的一氧化碳和烃类会在去除PM时被消耗。

基于以上所述，即使将专利文献1的NO_x处理技术与专利文献2的PM去除技术相结合，不论废气中是否含有能够作为还原剂发挥作用的一氧化碳、烃类，这些一氧化碳、烃类都无法作为进行NO_x处理时的还原剂来利用。总之，根据上述专利文献1和专利文献2的公开内容，为了从柴油发动机的废气中使NO_x无害化并去除PM，就不得不另外设置用于发生还原反应所必需的还原剂的供给路径。也考虑到在去除PM之前的阶段将废气供给到NO_x处理机构，但是，这样的话，存在氮氧化物还原催化剂被PM污染从而过早丧失作为催化剂的功能的问题。

基于以上所述，只是将专利文献1的NO_x处理机构与专利文献2的PM去除机构简单地结合，无法构筑对柴油发动机的排出气体进行综合性净化的系统。

发明内容

本发明是鉴于以上问题完成的，其目的在于能够有效地去除在柴油发动机的废气中大量含有的由PM及NO_x组成的环境污染物质。

为了达成上述目的，本发明的柴油发动机的废气处理装置，柴油发动机的废气被导入该废气处理装置中，以进行将该废气中含有的颗粒物去除且将氮氧化物还原成氮气的处理，其特征在于，在来自所述柴油发动机的废气的流路中，在上游侧配置有由多个滤清器腔构成的滤清器单元，所述多个滤清器腔设有捕捉废气中的颗粒物并使还原性的气体通过的透气性滤清器，在下游侧配置有氮氧化物处理部，所述氮氧化物处理部设有使所述废气与由所述还原性的气体组成的还原剂反应的氮氧化物还原催化剂，所述滤清器单元由彼此相互热隔离的多个滤清器腔构成，在这些各滤清器腔中设有使被所述滤清器捕捉到的颗粒物燃烧的加热器，构成为具有控制机构，所述控制机构控制所述废气的流路，使得选择任意一个滤清器腔来向所述氮氧化物处理部供给废气，而在其他的滤清器腔中使废气的流通停止。