CN102472490A - 燃烧器装置 - Google Patents

Abstract

本发明是进行氧化剂与燃料的混合气（Y）的燃烧的燃烧器装置（S1、S2、S3、S4）。该燃烧器装置（S1、S2、S3、S4）具备将对上述混合气（Y）点火的点火区域（R2）、和维持上述混合气（Y）的燃烧的保焰区域（R3）可通气上述混合气（Y）地划分的分隔部件（8），上述分隔部件（8）调节从上述点火区域（R2）向上述保焰区域（R3）供给的上述混合气（Y）的流速。

Description

燃烧器装置

本申请对2009年07月14日提出申请的日本特许申请第2009－165869号、以及2009年09月30日提出申请的日本特许申请第2009－226713号主张优先权，这里引用其内容。

技术领域

本发明涉及进行氧化剂与燃料的混合气的燃烧的燃烧器装置。

背景技术

柴油机等的排气气体中含有微粒子（颗粒物质）。担心通过将该微粒子释放到大气中而带来对环境的不良影响。因此，近年来，在搭载柴油机等的车辆中设置有用来将排气气体中的微粒子除去的过滤器（DPF）。

该过滤器由具备多个比上述微粒子小的孔的作为多孔质体的陶瓷等形成。通过该过滤器阻止上述微粒子的通过而进行微粒子的捕集。

但是，如果将这样的过滤器长时间使用，则捕集到的微粒子被积存，过滤器成为网眼堵塞状态。

为了防止这样的过滤器的网眼堵塞，例如如专利文献1所示，采用通过对过滤器供给高温气体而使捕集在过滤器上的微粒子燃烧而除去的方法。

具体而言，在专利文献1中，在柴油机与过滤器之间设置燃烧器装置。通过该燃烧器装置，使混合了排气气体和燃料的混合气燃烧而产生高温气体。通过将该高温气体向过滤器供给，使微粒子燃烧。

专利文献1：特开2007－154772号公报。

发明内容

在上述燃烧器装置中，将从燃料喷射装置喷射的燃料与被作为氧化剂供给的排气气体或外界气体混合而生成混合气。通过将该混合气用点火装置加热到点火温度以上，使上述混合气燃烧。通过保持由该燃烧生成的火焰，使燃烧继续。

但是，在对点火装置供给的氧化剂等的流速较快的情况下，对燃烧区域供给的混合气的流速变快。在此情况下，燃烧区域中的燃烧状态有可能变得不稳定。

本发明鉴于上述课题，目的是提供一种使混合气的燃烧状态稳定化、进而能够稳定地进行高温气体的生成的燃烧器装置。

本发明作为用来解决上述课题的手段而采用以下的结构。

第1发明是一种进行氧化剂与燃料的混合气的燃烧的燃烧器装置。该燃烧器装置具备将对上述混合气点火的点火区域、和维持上述混合气的燃烧的保焰区域可通气上述混合气地划分的分隔部件。该分隔部件调节从上述点火区域向上述保焰区域供给的上述混合气的流速。

第2发明在上述第1发明中，也可以是，上述分隔部件从上述点火区域向上述保焰区域通气上述混合气，以使其与从外部向上述保焰区域供给的氧化剂流冲撞。

第3发明在上述第1或第2发明中，也可以是，上述分隔部件具备穿过到上述点火区域和上述保焰区域中的多个贯通孔，经由该贯通孔从上述点火区域向上述保焰区域通气上述混合气。

第4发明在上述第1～第3的任一项发明中，也可以是，具备配置在上述保焰区域中的燃烧辅助材料。

第5发明在上述第1～第4的任一项发明中，也可以是，具备至少将上述保焰区域与和外界气体接触的外壁隔开的隔壁部件。

在以往的燃烧器装置中，由于没有划分点火区域和保焰区域，所以不能调节向保焰区域供给的混合气的流速。

相对于此，在本发明的燃烧器装置中，通过分隔部件可通气混合气地划分点火区域和保焰区域。因此，能够调节从点火区域向保焰区域供给的混合气的流速。即，能够将向保焰区域供给的混合气的流速调节为在保焰区域中使燃烧稳定化的流速。

因而，根据本发明的燃烧器装置，能够使混合气的燃烧状态稳定化、进而稳定地进行高温气体的生成。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的燃烧器装置的概略结构的剖视图。

图2是从上方观察本发明的第1实施方式的燃烧器装置具备的管体部的图。

图3是表示本发明的第2实施方式的燃烧器装置的概略结构的剖视图。

图4是表示本发明的第3实施方式的燃烧器装置的概略结构的剖视图。

图5是从上方观察本发明的第3实施方式的燃烧器装置具备的管体部的图。

图6是从上方观察本发明的第4实施方式的燃烧器装置具备的管体部的图。

图7是表示本发明的第4实施方式的燃烧器装置的变形例的图。

图8是表示本发明的第1实施方式的燃烧器装置具备的侧板的变形例的图。

图9是表示图8所示的侧板的变形例的俯视图。

图10是表示本发明的第1实施方式的燃烧器装置具备的侧板的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对有关本发明的燃烧器装置的一实施方式进行说明。另外，在以下的图中，为了使各部件成为能够认识的大小，将各部件的缩尺适当变更。

（第1实施方式）

图1是表示本实施方式的燃烧器装置S1的概略结构的剖视图。

该燃烧器装置S1与配置在上游侧的柴油机等排出排气气体的装置的排气口连接。该燃烧器装置S1将供给的排气气体X（氧化剂）与燃料混合，使其燃烧而产生高温气体Z，并且将该高温气体Z向尾流侧的过滤器供给。燃烧器装置S1例如配置在柴油机与颗粒过滤器之间，具备供给流路1和燃烧部2。

供给流路1是用来将从柴油机等装置供给的排气气体X直接对过滤器供给的流路。该供给流路1是圆筒形状的配管。该供给流路1的一个端部与柴油机等装置的排气口连接，另一个端部连接在过滤器上。

燃烧部2与供给流路1连接。该燃烧部2在其内部使在供给流路1中流动的排气气体X的一部分与燃料混合而燃烧，生成高温气体。该燃烧部2具备管体部4、燃料供给部5、点火装置7、分隔部件8、和助燃空气供给装置9。

管体部4是形成燃烧部2的外形的管状的部件，其内部为中空。该管体部4在与供给流路1的延伸方向正交的方向上与供给流路1连接。

燃料供给部5具备设置在点火装置7的前端上的燃料保持部5a、和用来对该燃料保持部5a供给燃料的供给部5b。该燃料保持部5a例如由金属丝网、烧结金属、金属纤维、玻璃布、陶瓷多孔体、陶瓷纤维、浮石等形成。

点火装置7由被加热到燃料与排气气体X的混合气的点火温度以上的温度的作为加热器的火花塞构成，其前端部被燃料保持部5a包围。

分隔部件8将管体部4的内部划分为从供给流路1取入的排气气体X流过的排气气体流路区域R1、设置点火装置7的点火区域R2、维持混合气Y的燃烧的保焰区域R3。该分隔部件8具有在管体部4的中央部上下延伸、与管体部4的底面离开而配置的中央板8a、和如图2所示那样从中央板8a水平延伸、与管体部4的侧面离开配置的侧板8b。该侧板8b的面积设定为比燃料保持部5a的从上方看的面积大。

该分隔部件8如图1所示，能够通过中央板8a与管体部4的底面的间隙从排气气体流路区域R1向点火区域R2通气排气气体X、通过侧板8b与管体部4的侧面的间隙从点火区域R2向保焰区域R3通气混合气Y。

该分隔部件8在与管体部4之间形成间隙而配置，通过该间隙从点火区域R2向保焰区域R3通气混合气Y。由此，将该混合气Y的流速在保焰区域R3中调节为使燃烧稳定化的流速。

该分隔部件8通过在管体部4附近开口的间隙从下方朝向上方通气混合气Y。由此，使上述混合气Y与从保焰区域R3的上方（外部）沿着管体部4的壁面供给到保焰区域R3中的排气气体X的流（氧化剂流）冲撞。

另外，从排气气体流路区域R1向点火区域R2的通气面积优选的是比从点火区域R2向保焰区域R3的通气面积大。由此，点火区域R2成为总是被气体充满的状态，使点火区域R2中的流体的流速降低，提高点火性。

助燃空气供给装置9根据需要而辅助地对管体部4的内部（排气气体流路区域R1）供给空气。该助燃空气供给装置9具备供给空气的空气供给装置、及将该空气供给装置与管体部4的内部连接的配管等。

在这样的本实施方式的燃烧器装置S1中，将从供给流路1取入到排气气体流路区域R1中的排气气体X作为氧化剂从排气气体流路区域R1供给到点火区域R2中。

另一方面，在控制装置（未图示）下将点火装置7加热，使从供给部5b供给到燃料保持部5a中的燃料在点火区域R2中挥发。

并且，将供给到点火区域R2中的排气气体X与挥发的燃料混合而生成混合气Y，再通过用点火装置7加热为点火温度以上的温度，将混合气Y点火。

另外，从排气气体流路区域R1向点火区域R2的通气面积设定为比从点火区域R2向保焰区域R3的通气面积大。由此，点火区域R2成为总是被气体充满的状态，点火区域R2中的流体的流速被降低。因而，在点火区域R2中能够容易地对混合气Y点火。

如果这样在点火区域R2中混合气Y被点火，则通过点火生成的火焰与未燃的混合气Y一起传播到保焰区域R3中。结果，在保焰区域R中形成火焰F。通过对该火焰F供给未燃的混合气Y、和从保焰区域R3的上方供给的排气气体X，维持火焰F而进行保焰。并且，通过维持该火焰F，稳定地生成高温气体Z。

这里，在本实施方式的燃烧器装置S1中，通过分隔部件8可通气混合气Y地划分为点火区域R2和保焰区域R3。进而，将从点火区域R2供给到保焰区域R3中的混合气Y的流速调节为在保焰区域R3中使燃烧稳定化的流速。

因而，根据本实施方式的燃烧器装置S1，能够使混合气Y的燃烧状态稳定化、进而稳定地进行高温气体Z的生成。

此外，在本实施方式的燃烧器装置S1中，从点火区域R2供给到保焰区域R3中的混合气Y与从上方供给到保焰区域R3中的排气气体X冲撞。因此，在保焰区域R3中能够使排气气体X及混合气Y的流速降低，能够使保焰区域R3中的燃烧更稳定化。

（第2实施方式）

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。另外，在本实施方式的说明中，关于与上述第1实施方式同样的结构，将其说明省略或简略化。

图3是表示本实施方式的燃烧器装置S2的概略结构的剖视图。如该图所示，本实施方式的燃烧器装置S2具备配置在保焰区域R3中的燃烧辅助材料10。

燃烧辅助材料10辅助保焰区域R3中的燃烧、抑制火焰F的火熄灭。

在该燃烧辅助材料10中，可以使用通过由火焰F加热为点火温度以上而将保焰区域的温度保持为高温的陶瓷多孔体、或通过被加热而自身燃烧来抑制火焰F的火熄灭的催化剂等。

根据具有这样的结构的本实施方式的燃烧器装置S2，由于通过燃烧辅助材料10辅助保焰区域R3中的燃烧，所以能够使保焰区域R3中的燃烧更稳定化。

（第3实施方式）

接着，对本发明的第3实施方式进行说明。另外，在本实施方式的说明中，也对与上述第1实施方式同样的结构将其说明省略或简略化。

图4是表示本实施方式的燃烧器装置S3的概略结构的剖视图。进而，图5是从上方观察本实施方式的燃烧器装置具备的管体部的图。如该图5所示，本实施方式的燃烧器装置S3具备将保焰区域R3、和作为与外界气体接触的外壁的管体部4的壁面隔开的隔壁部件20（隔壁部件）。

该隔壁部件20如从上方观察管体部4的图5所示，具有打开的多边形状。此外，该隔壁部件20的顶点部分接触在圆形的管体部4上而被支承。由此，在除了上述顶点部分以外的区域中，在该隔壁部件20与管体部4的内壁面之间形成空间K。通过形成这样的空间K，将保焰区域R3与管体部4的壁面隔开。

根据具有这样的结构的本实施方式的燃烧器装置S3，由隔壁部件20将通过暴露在外界气体中而成为低温的管体部4与保焰区域R3经由空间K隔开。因此，能够抑制保焰区域R3被冷却、使保焰区域R3中的燃烧更稳定化。

（第4实施方式）

接着，对本发明的第4实施方式进行说明。另外，在本实施方式的说明中，也对与上述第1实施方式同样的结构将其说明省略或简略化。

图6是表示本实施方式的燃烧器装置S4的概略结构的剖视图，是从上方观察侧板8b的图。

如该图所示，本实施方式的侧板8b与侧壁整体连接而接触，以使其将由中央板8a分隔为一半的管体部4的内部区域中的保焰区域R3侧的区域整体封闭。进而，在该侧板8b上形成有用来通气混合气Y的多个圆孔8A（贯通孔）。

该圆孔8A在中央板8a侧（上游侧）形成得较多，在管体部4的内壁侧（下游侧）形成得较少。由此，使侧板8b上的由圆孔8A带来的开口面积在混合气Y的流动方向的上游侧相对较大、在下游侧相对较小。

根据采用这样的结构的本实施方式的燃烧器装置S4，将混合气Y经由狭小的圆孔8A向保焰区域R3供给。因此，混合气Y的流动紊乱，促进保焰区域R3中的混合气Y的混合，能够实现混合气的良好的燃烧。

此外，在本实施方式的燃烧器装置S4中，使侧板8b上的开口面积在混合气Y的流动方向的上游侧相对较大、在下游侧相对较小。因此，从侧板8b的上游侧将更多的混合气Y供给到保焰区域R3中。结果，能够不阻碍保焰区域R3中的气体流动而对保焰区域R3供给混合气Y。

另外，侧板8b的上游侧的开口面积优选的是下游侧的开口面积的1.5倍左右。

此外，全部圆孔8A的面积的总和优选的是管体部4a的内部截面积的5～20%。

此外，在本实施方式中，作为贯通孔而形成圆孔8A，但例如如图7所示，也可以作为贯通孔而形成长孔8B。

在此情况下，也优选的是，使得侧板8b上的开口面积在混合气Y的流动方向的上游侧相对较大、在下游侧相对较小。此外，优选的是，使混合气Y的流动方向的上游侧的长孔8B相对较长、使下游侧的长孔8B相对较短。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中所示的各结构部件的各形状及组合等是一例。本发明在不脱离本发明的主旨的范围中能够基于设计要求等进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，经由通过侧板8b与管体部4的侧面离开而形成的间隙从点火区域R2向保焰区域R3通气混合气Y。

但是，本发明并不限定于此。例如，也可以是，使管体部4的水平截面形状为方形，使侧板8b与管体部4的侧面接触，如图8所示，在侧板8b上形成多个贯通孔8c，经由该贯通孔8c从点火区域R2向保焰区域R3通气混合气Y。

在采用该图8所示的结构的情况下，例如在设供给流路1的直径为α的情况下，使侧板8b的横宽（与中央板8a的表面正交的方向的宽度）γ为1.1α、使侧板8b的纵宽（沿着中央板8a的表面的方向的宽度）β为1.0α、使排气气体流路区域R1的横宽（与中央板8a的表面正交的方向的宽度）为0.15γ以上、使排气气体流路区域R1的纵宽（沿着中央板8a的表面的方向的宽度）为β。此外，使贯通孔8c的直径为0.19α（在实验中为约8mm），将这些贯通孔8c配置侧板8b的4角部和中央部的合计5个。进而，将配置在侧板8b的角部的贯通孔8c的中心配置在距侧板8b的横宽方向的端部0.1γ、距侧板8b的纵宽方向的端部0.15β的位置上。此外，将配置在侧板8b的中央部的贯通孔8c的中心配置在距中央板8a的表面0.3γ～0.5γ、侧板8b的横宽方向的中央的位置上。

通过采用这样的结构，保焰区域R3中的燃烧稳定化。

此外，如图9所示，在对侧板8b形成10个0.14α（在实验中是约6mm）的贯通孔8c的情况下，保焰区域R3中的燃烧也稳定化。

此外，例如也可以通过将侧板8b形成为网眼较细的网状，从点火区域R2向保焰区域R3通气混合气Y。

此外，在上述实施方式中，具备助燃空气供给装置9。但是，在包含在排气气体X中的氧浓度足够高的情况下，也可以将助燃空气供给装置9省略。

此外，在上述实施方式中，作为氧化剂而使用排气气体X。

但是，本发明并不限定于此，作为氧化剂也可以使用空气。

在这样的情况下，例如也可以将连接在供给流路1上的排气气体流路区域R1的端部关闭，从助燃空气供给装置9不是辅助、而以其为主将空气作为氧化剂送入。

此外，如图10所示，管体部4及其内部构造以及连接构造也可以上下对称地配置。在这样的情况下，管体部4及其内部构造（分隔部件8、燃料供给部5及点火装置7等）以及连接构造（助燃空气供给装置9）安装在供给流路1的上部。

另外，在图10中，在上述第1实施方式的燃烧器装置S1中，管体部4及其内部构造以及连接构造上下对称地配置。但是，对于第2～第4实施方式的燃烧器装置S2～S4及其变形例，管体部4及其内部构造以及连接构造也可以上下对称地配置。

此外，在上述实施方式中，使用连接在燃料保持部5a上的供给部5b。但是，本发明并不限定于此，也可以使用对燃料保持部5a喷吹燃料的供给部。

产业上的可利用性

在本发明的燃烧器装置中，通过分隔部件将点火区域和保焰区域可通气混合气地划分。因此，能够调节从点火区域向保焰区域供给的混合气的流速。即，能够将供给到保焰区域中的混合气的流速在保焰区域中调节为使燃烧稳定化的流速。因而，根据本发明的燃烧器装置，能够使混合气的燃烧状态稳定化、进而稳定地进行高温气体的生成。

附图标记说明

S1～S4 燃烧器装置，8 分隔部件，8a 中央板，8b 侧板，8c 贯通孔，8A 圆孔（贯通孔），8B 长孔（贯通孔），10 燃烧辅助材料，20 隔壁部件，R2 点火区域，R3 保焰区域，X 排气气体（氧化剂），Y 混合气，Z 高温气体。

Claims (5)

1.一种燃烧器装置，进行氧化剂与燃料的混合气的燃烧，其特征在于，

具备将对上述混合气点火的点火区域、和维持上述混合气的燃烧的保焰区域可通气上述混合气地划分的分隔部件；

上述分隔部件调节从上述点火区域向上述保焰区域供给的上述混合气的流速。

2.如权利要求1所述的燃烧器装置，其特征在于，上述分隔部件从上述点火区域向上述保焰区域通气上述混合气，以使其与从外部向上述保焰区域供给的氧化剂流冲撞。

3.如权利要求1或2所述的燃烧器装置，其特征在于，上述分隔部件具备穿过到上述点火区域和上述保焰区域中的多个贯通孔，经由上述贯通孔从上述点火区域向上述保焰区域通气上述混合气。

4.如权利要求1所述的燃烧器装置，其特征在于，具备配置在上述保焰区域中的燃烧辅助材料。

5.如权利要求1所述的燃烧器装置，其特征在于，具备至少将上述保焰区域与和外界气体接触的外壁隔开的隔壁部件。

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