燥機37。干燥機37例如為使用中空纖維膜的干燥機，對壓縮空氣進行干燥并將其供給至富氧單元38。
[0039]富氧單元38具有富氧膜。在富氧膜中，透氧性大于透氮性。也就是說，氧透過富氧膜的速度大于氮透過富氧膜的速度。根據(jù)該透過速度的不同，富氧膜將壓縮空氣分離成作為高氧濃度氣體的富氧氣體和作為高氮濃度氣體的富氮氣體。富氧膜不是將壓縮空氣完全分離成氧和氮，而是在例如具有20%的氧濃度的壓縮空氣透過富氧膜的情況下，氧濃度被提高到35%左右。并且，在富氧膜的一次壓力為0.5MPa-lMPa的情況下，富氧膜的背壓達到 0.4-0.6kPa。
[0040]在富氧單元38連接有供透過富氧膜的富氧氣體被壓送的第I供給通道35a和供富氮氣體被壓送的第2供給通道35b。第I供給通道35a的出口與臭氧發(fā)生器31連接。也就是說，富氧氣體導入臭氧發(fā)生器31。像這樣由富氧氣體生成臭氧，這與在氣體流量以及向臭氧發(fā)生器31供給的電力相同的條件下使用空氣的情況相比，能夠生成大致1.75倍量的臭氧。
[0041]在臭氧發(fā)生器31的下游設(shè)置有臭氧供給通道33，在臭氧供給通道33的中途設(shè)置有流量調(diào)整閥34。E⑶50通過控制流量調(diào)整閥34的開度，從而對供給至排氣通道15的臭氧量進行調(diào)整。在臭氧供給通道33的出口處設(shè)置有作為臭氧供給部的臭氧供給噴嘴32。臭氧供給噴嘴32的噴出口被設(shè)置在排氣通道15中的尿素水供給噴嘴24的上游側(cè)。ECU50向臭氧供給噴嘴32施加驅(qū)動脈沖。接收到驅(qū)動脈沖的臭氧供給噴嘴32被打開，并向排氣通道15噴射臭氧。
[0042]從對被導入至選擇性還原催化劑21的排氣溫度進行檢測的溫度傳感器51、對發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)進行檢測的旋轉(zhuǎn)傳感器52、例如節(jié)流閥位置傳感器等負荷傳感器53分別向ECU50輸入檢測信號。ECU50存儲有數(shù)據(jù)或圖，在該數(shù)據(jù)或圖中，使流量調(diào)整閥27，34的開度、泵驅(qū)動時間、臭氧發(fā)生器31的工作條件等根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)、發(fā)動機負荷、排氣溫度而變化。并且，E⑶50存儲有表示根據(jù)排氣溫度、負荷等而變化的NO與勵2之比的比例圖。E⑶50基于當時的發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)與所存儲的圖的比較，來推測NO和顯2的比例，并由該比例等來計算臭氧供給量。ECU50以與計算出的臭氧供給量相應的條件來驅(qū)動壓縮機36。
[0043]在臭氧生成裝置30上設(shè)置有冷卻裝置40，該冷卻裝置40對臭氧發(fā)生器31進行冷卻。如圖2所不，冷卻裝置40具備壓縮機36、干燥機37以及禍管41。也就是說，壓縮機36以及干燥機37還作為臭氧發(fā)生器31的冷卻裝置40發(fā)揮作用。
[0044]從富氧單元38分岔的第2供給通道35b被連接在渦管41的導入口 41b。如圖3所示，渦管41具備:管41a，其在內(nèi)部具有流道41f ;導入口 41b，其分別連通到流道41f ;冷氣導出口 41c ;以及暖氣導出口 41d。如上所述，富氮氣體從導入口 41b導入并供給至流道41fo在流道41f內(nèi)，富氮氣體以螺旋狀高速旋轉(zhuǎn)，并在暖氣導出口 41附近分離成暖氣以及冷氣。暖氣從暖氣導出口 41d噴出。并且，暖氣導出口 41d與干燥機37連接。返回到干燥機37的暖氣經(jīng)由與從壓縮機36壓送的外部空氣通過的干燥機內(nèi)的流道不同的其他流道，與用干燥機分離出來的水分一起排出到干燥機外。冷氣在暖氣導出口 41d的跟前折返而在流道41f內(nèi)一邊進行旋轉(zhuǎn)一邊朝向反方向前進，從而從冷氣導出口 41c排出。
[0045]如圖2所示，冷氣導出口 41c經(jīng)由冷氣通道41e而與臭氧發(fā)生器31連接。從干燥機37排出的排水被從渦管41返回到干燥機37的暖氣擠到排水供給通道37a。由此，排水被供給至排水供給通道37a。另外，在此的“排水”為從干燥機37排出的水分，包括液體狀態(tài)的水或氣體狀態(tài)的水(也就是說，水蒸汽)或其雙方。排水供給通道37a的出口被連接在臭氧發(fā)生器31中的與第I供給通道35a不同的位置。
[0046]如圖4所示，臭氧發(fā)生器31具備:收納電極的主體31a ;以及被設(shè)置在主體31a的外部的吸濕材料31b。主體31a的框體由對臭氧具有高耐久性、且具有高熱傳導性的金屬材料形成。吸濕材料31b例如為具有與框體的壁部相同大小的板狀部件，且由沸石、氧化鋯、多孔性石墨材料等具有高吸濕性的物質(zhì)形成。在該吸濕材料31b的附近配置有排水供給通道37a的出口。排水供給通道37a的出口以接觸到吸濕材料31b的方式配置或配置在吸濕材料31b的表面附近。從排水供給通道37a的出口排出的排水注入到吸濕材料31b。吸濕材料31b留住被注入的排水并吸收。排出至吸濕材料31b的排水從被注入的部位滲透到整個吸濕材料31b。
[0047]冷氣通道41e的出口被配置在吸濕材料31b的表面附近。冷氣通道41e的出口被配置為其中心軸相對于吸濕材料31b的表面傾斜的角度。因此，由于從冷氣通道41e的出口噴射的冷氣相對于吸濕材料31b的表面傾斜地射入，所以與冷氣通道41e的出口以冷氣垂直射入到表面的方式配置的情況相比，能將吸濕材料31b中暴露于冷氣中的范圍設(shè)定為更廣。
[0048]通過干燥的冷氣被噴射至排水滲透的吸濕材料31b，而使吸濕材料31b冷卻并使排水汽化。雖然冷氣只被噴射到臭氧發(fā)生器31也能使臭氧生成空間被冷卻，但由于隨著吸濕材料31b中的排水的汽化而從吸濕材料31b剝奪汽化熱，所以吸濕材料31b進一步被冷卻。由于被噴射的冷氣干燥，所以能夠促進排水的汽化。
[0049]通過吸濕材料31b冷卻而使臭氧發(fā)生器31的主體31a被整體冷卻，臭氧生成空間借由收納于主體31a中的電極而被冷卻。在40°C附近，臭氧的自我分解被促進(也就是說，自我分解速度上升)，在低溫中臭氧的生成效率被提高。由于渦管41為細長狀且具有例如數(shù)百_的長度，所以能夠抑制冷卻裝置40的大型化。
[0050](動作)
[0051]接著，對排氣凈化系統(tǒng)20的動作進行說明。在本實施方式中，ECU50基于排氣溫度開始進行臭氧生成裝置30的驅(qū)動。例如，ECU50在從溫度傳感器51取得的排氣溫度為2000C以下的低溫時驅(qū)動臭氧生成裝置30，在排氣溫度為超過200°C的高溫時停止臭氧生成裝置30。這是因為在排氣溫度超過200°C時，即使不將排氣所包含的NO的一部分轉(zhuǎn)換成NO2，也能通過選擇性還原催化劑21迅速進行NOx的還元反應，NOx與氨反應而迅速地還原成N2。
[0052]E⑶50基于被存儲在存儲部中的上述比例圖、以及發(fā)動機11的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，來推定在每單位時間從發(fā)動機11排出的NO量。ECU50算出與該NO量相當量的臭氧的質(zhì)量、或相對于NO量為預定比例的量的臭氧的質(zhì)量，作為每單位時間的臭氧供給量，并基于算出的臭氧供給量來調(diào)整壓縮機流量以及流量調(diào)整閥34的開度。ECU50基于算出的臭氧供給量，來設(shè)定施加于臭氧發(fā)生器31的電極上的脈沖頻率、輸出功率等放電條件。
[0053]E⑶50基于發(fā)動機11的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和選擇性還原催化劑21的狀態(tài)，以每個預定的運算周期算出噴射到選擇性還原催化劑21的每單位時間的尿素水的噴射量。發(fā)動機11的運轉(zhuǎn)狀態(tài)根據(jù)來自溫度傳感器51、旋轉(zhuǎn)傳感器52以及負荷傳感器53等的檢測信號來判斷。選擇性還原催化劑21的狀態(tài)根據(jù)已噴射的尿素水的量的累積值、或來自被設(shè)置在排氣通道15的NOx傳感器的信號等來判斷。當尿素水的噴射量被決定時，ECU50根據(jù)該噴射量來驅(qū)動泵26并控制流量調(diào)整閥27的開度，并將驅(qū)動脈沖施加到尿素水供給噴嘴24。其結(jié)果，尿素水供給噴嘴24根據(jù)驅(qū)動脈沖而打開，從而尿素水被噴射到排氣通道15。
[0054]當壓縮機36被E⑶50驅(qū)動時，外氣經(jīng)由空氣導入通道35的入口而被導入，并被壓送至干燥機37。通過干燥機37干燥的干燥空氣被供給至富氧單元38，從而分離成富氧氣體以及富氮氣體。富氧氣體被導入到臭氧發(fā)生器31的電極之間。通過該電極之間的放電而產(chǎn)生氧分子的激發(fā)或分解等，從而生成臭氧。所生成的臭氧經(jīng)由臭氧供給通道33而被送至臭氧供給噴嘴32。ECU50以預定間隔向臭氧供給噴嘴32施加驅(qū)動脈沖，臭氧供給噴嘴32根據(jù)接收到的驅(qū)動脈沖而打開，并向排氣通道15噴射臭氧。
[0055]如上所述，被噴射至排氣通道15的臭氧將排氣所包含的NO氧化成NO2，從而使NO:NO2的比例接近1:1。被噴射至排氣通道15的尿素水被加水分解而生成氨。選擇性還原催化劑21使氨與NO以及NO2反應，從而將NO以及NO 2還原成N 2并向下游送出。
[0056]在驅(qū)動臭氧發(fā)生器31時，E⑶50將被設(shè)置在第2供給通道35b的中途的流量調(diào)整閥35c設(shè)定為打開狀態(tài)。被供給至第2供給通道35b的富氮氣體從渦管41的導入口 41b導入至渦管41的內(nèi)部。
[0057]由渦管41分離出來的冷氣經(jīng)由冷氣通道41e噴射到臭氧發(fā)生器31的吸濕材料31b。由渦管41分離出