[发明专利]排气净化装置用燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种排气净化装置用燃烧器，其用在将来自内燃机(以下称为“发动机”)的排气净化的排气净化装置中，并提高排气的温度。

背景技术

传统的柴油机的排气通道内包括用于捕捉排气中包含的微粒的柴油微粒过滤器(DPF)和其中含有氧化催化剂的排气净化装置。该排气净化装置对排气进行处理提高其温度以维持净化排气的作用。该处理措施通过燃烧被DPF收集的微粒使DPF再生并活化氧化催化剂。

例如，专利文献1公开了一种设置在DPF和氧化催化剂上游的燃烧器。经燃烧器提升温度后的排气被送至DPF和氧化催化剂，以使DPF被再生且氧化催化剂被活化。燃烧室包含一个预混合室，燃料和排气在其中被混合以生成一种预混合的空气-燃料混合物。预混合的空气-燃料混合物被送至点火装置(未示出)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开专利公报2003-49636。

发明内容

本发明旨在解决的问题

形成具有均匀燃料浓度分布的预混合空气-燃料混合物是很困难的。因预混合空气-燃料混合物中非均匀的燃料浓度分布，燃烧后的气体含有一定量的未燃烧燃料。燃烧后的气体中的未燃烧燃料是不利的，因为其会导致不必要的燃料消耗。优选地，燃烧后的气体具有减量的未燃烧燃料，这也是出于环境考虑。

本发明的目的之一是提供一种排气净化装置用燃烧器，其通过使燃料浓度分布均匀来减少未燃烧燃料的排放量。

解决问题的方法

根据本公开的一个方面，提供一种排气净化装置用燃烧器。该燃烧器包括：管部，其包括用于混合燃烧用空气和燃料以生成预混合空气-燃料混合物的预混合室、用于燃烧预混合空气-燃料混合物以生成燃烧后气体的燃烧室以及用于排放燃烧后气体的排放口；用于向管部内提供燃烧用空气的空气供给口；用于向管部内提供燃料的燃料供给口；以及用于点燃燃烧室内的预混合空气-燃料混合物的点火部。管部还包括被设置在预混合室的上游且生成中心方向与燃料喷嘴方向对应的涡旋流的涡旋流生成单元以及被设置在预混合室中涡旋流生成单元下游且扩散涡旋流中含有的燃料的扩散单元。

根据本实施例，燃料向由涡旋流生成单元生成的涡旋流的中心喷射。燃料在卷入涡旋流的同时从涡旋流的中心向外扩散开来。扩散单元将燃料扩散入预混合室。这会使预混合空气-燃料混合物中燃料浓度分布的不均匀性最低化。即，在预混合空气-燃料混合物被供给至燃烧室之前，燃料的浓度分布在管部的径向上被均匀化。这会减少由燃料浓度分布不均匀所导致的未燃烧燃料的排放量。

在一实施例中，扩散单元包括直径小于管部内径的连接孔。

在此情况下，因为包括连接孔的扩散单元被设置在涡旋流生成单元的下游，预混合空气-燃料混合物保持回旋状态并通过连接孔。然后，预混合空气-燃料混合物被排放至连接孔的下游。当连接孔的出口周围形成流速提高的缩流时，连接孔的下游压力降低至低于上游压力。因此，缩流中的回旋燃料立即在预混合室中扩散开来。因此，供给至燃烧室的预混合空气-燃料混合物中的燃料浓度分布在管部的径向上被均匀化。

在一实施例中，扩散单元的连接孔被设置在燃料喷射方向的喷射中心线上。

在此情况下，因为扩散单元的连接孔被设置在喷射中心线上，大量的喷射燃料被排放在扩散单元的下游。这会减少扩散至管部内表面而未流入连接孔的燃料量，即，没有用于燃烧的燃料量。

在一实施例中，连接孔的直径与管部内径之比在0.25-0.33(含0.25和0.33)之间。

在此情况下，因为连接孔的内径与管部内径之比在上述范围内，被供给至燃烧室的预混合空气-燃料混合物在管部的径向上具有均匀的燃料浓度。

在一实施例中，扩散单元包含面向燃料喷射方向的遮蔽部、设置在遮蔽部周围的开口以及使由开口送出的预混合空气-燃料混合物沿预定方向回旋的旋流器。

在此情况下，喷向涡旋流中心的燃料撞击遮蔽部。这会在预混合空气-燃料混合物中生成剪力，并促进燃料和燃烧用空气的混合。当混合后的预混合空气-燃料混合物通过开口被排放至预混合室下游时，旋流器生成涡旋流。这将在燃烧室的径向上进一步混合预混合室的下游预混合空气-燃料混合物。因此，供给至燃烧室的预混合空气-燃料混合物具有均匀化的燃料浓度分布。

在一实施例中，旋流器相对于遮蔽部倾斜55°-70°(含55°和70°)的角度。