[发明专利]排气净化装置用燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及排气净化装置用燃烧器，其用在净化来自内燃机(以下，称为发动机)的排气的排气净化装置中，并提高排气的温度。

背景技术

常见的柴油发动机包括排气通道中的排气净化装置，该排气净化装置包括俘获排气中包含的颗粒的柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter，DPF)，以及氧化催化剂。这种排气净化装置处理排气来提高温度以便维持净化排气的功能。该处理通过燃烧柴油颗粒过滤器俘获的颗粒使柴油颗粒过滤器再生，并使氧化催化剂活化。进行该处理来提高排气温度的燃烧器设置在柴油颗粒过滤器和氧化催化剂的上游。

燃烧器结构的一个实例是多层管结构。在多层管结构中，多个管状部件重叠成共轴的。具有多层管结构的燃烧器有利于节省空间和提高燃烧用空气的温度。

例如，专利文献1公开了一种包括燃烧管的燃烧装置，该燃烧管包括外管和内管、径向设置在内管内部的短的辅助燃烧管、以及径向设置在辅助燃烧管内部的汽化管。各管的底部固定在基板上。当燃烧装置被起动时，燃料注入到辅助燃烧管中，并在设置在辅助燃烧管中的预混合区域中汽化。汽化的燃料与汽化管供给的燃烧用空气相混合。通过点燃预混合空气-燃料混合物(其中混有燃料和燃烧用空气)，火焰在燃烧室中产生。这样，预混合空气-燃料混合物燃烧起来。燃烧用空气通过的空气流动路径设置在内管和外管之间。向火焰供给的燃烧用空气促进了燃烧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公告第58-160726号。

发明内容

本发明要解决的问题

由于火焰在内管的头部中产生，内管被加热到高温并主要沿平行于中心轴线的方向(沿轴线方向)热膨胀。在外管和内管之间存在有空间，并且空气通过了该空间。因此，外管具有比内管低的温度。如上所述，由于设置在辅助燃烧管内部的预混合区域，辅助燃烧管具有比内管低的温度。因此，在燃烧过程中，内管的膨胀量大于辅助燃烧管和外管的膨胀量。

在具有多层管结构的燃烧器中，膨胀量的差异通常出现在暴露于高温的管子和保持在较低温度的管子之间。当管子通过焊接等部分地相互连接时，管子膨胀量之间的差异导致很大的应力作用在管子之间的连接部分上。即使管子没有相互连接，如上述燃烧器那样存在例如内管的远端与外管的远端直接并且紧密地接触的情况。在这种情况下，由于内管的径向膨胀，内管的远侧部分压抵外管的内周表面，于是有力作用在内管上以阻碍了沿轴线方向的膨胀。当燃烧器反复点燃和熄灭时，每次点燃和熄灭都在连接部分、接触表面等上引起应力。结果，诸如疲劳和裂纹的损坏会根据使用情况而产生。这并不限于上述燃烧器，具有多层管结构的燃烧器通常具有这种问题。

本发明的目的在于提供一种排气净化装置用燃烧器，其防止管子由于多层管结构中各管膨胀量之间的差异而被损坏。

解决问题的方法

根据本发明的一个方面，排气净化装置用燃烧器包括基板、第一管、和第二管。第一管包括基端部和远端部，用于燃烧燃料和燃烧用空气的燃烧室，和用于排出燃烧后气体的排放口。基端部固定在基板上。燃烧用空气通过的空气流动路径设置在第一管和第二管之间。排气净化装置用燃烧器还包括可压缩的闭合部件，其固定在第一管或第二管上，并设置在第一管的远端部和第二管之间。第一管的远端部具有整个由第二管经由闭合部件可滑动地支撑的圆周。

根据本发明，空气流动路径设置在第一管和第二管之间。由于设置在第一管内部的燃烧室，第一管具有比第二管高的温度。因此，当燃烧开始时，第一管的膨胀量大于第二管的膨胀量。第一管的远端由第二管经由闭合部件可滑动地支撑。闭合部件吸收了第一管的径向向外膨胀，同时允许第一管朝向远端膨胀。此外，闭合部件闭合了空气通道的远端。这抑制了燃烧用空气的漏出，并抑制了由第一管和第二管热膨胀量之间的差异所造成的损坏。

在另一实施方式中，第一管设置在第二管的径向内部。第二管包括缩径部。闭合部件保持在第二管的缩径部和第一管之间。

在这种情况下，由于闭合部件保持在第二管的缩径部和第一管之间，与第一管和第二管具有不变的直径时相比，闭合部件的厚度减小了。而且，与第一管具有增大的直径以减小第一管和第二管之间的空间时相比，闭合部件的直径减小了。

在另一实施方式中，第一管设置在第二管的径向内部。第一管包括扩径部。闭合部件保持在第一管的扩径部和第二管之间。

在这种情况下，由于环状闭合部件保持在第一管的扩径部和第二管之间，与第一管和第二管具有不变的直径时相比，闭合部件的厚度减小了。