CN104024733A - 排气净化装置用燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种排气净化装置用燃烧器，包括管部、向管部内供给燃烧用空气的空气供给口、向管部内供给燃料的燃料供给口以及点火部。管部包括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、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排放燃烧后气体的排放口。点火部点燃燃烧室中的预混合空气-燃料混合物。管部还包括设置在混合室上游用以生成其中心方向与燃料喷射方向对应的涡旋流的涡旋流生成装置和设置在预混合室中涡旋流生成装置下游用以扩散包含在涡旋流中的燃料的扩散单元。

Description

排气净化装置用燃烧器

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。

在此情况下，因为生成涡旋流的旋流器倾斜了上述范围的角度，供给至燃烧室的预混合空气-燃料混合物在管部径向上具有均匀的燃料浓度。

在一实施例中，排气净化装置用燃烧器还包括安排在预混合室和燃烧室之间的多孔板。

在此情况下，因为多孔板被安排在预混合室和燃烧室之间，在扩散单元和燃烧室之间界定出并形成下游预混合室。涡旋流因此在下游预混合室中容易生成并同时抑制燃烧室的逆火。于是，混合效率被提高。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的排气净化装置用燃烧器的示意图；

图2是沿图1的线2-2的剖视图；

图3是图1中燃烧器中设置的孔板的平面图；

图4是沿图1的线4-4的剖视图；

图5是沿图1的线5-5的剖视图；

图6A是显示燃料分布的均匀度与未燃烧燃料排放量之间关系的曲线图；

图6B是显示燃料分布均匀度与燃烧稳定性之间关系的曲线图；

图7A是显示孔洞直径和管部内径之比与燃料分布均匀度之间关系的曲线图；

图7B是显示第二混合室的长度和管部内径之比与燃料分布均匀度之间关系的曲线图；

图8是显示图1中燃烧器包含孔板和省略孔板时未燃烧燃料排放量之间对比的图例；

图9是根据本发明的第二实施例的排气净化装置用燃烧器的示意图；

图10是图9的燃烧器中设置的旋流片的平面图；

图11A是显示旋流片上旋流器的切起角度与燃料分布均匀度之间关系的曲线图；

图11B是显示第二混合室长度和管部内径之比与燃料分布均匀度之间关系的曲线图；且

图12是显示图9中燃烧器具有旋流片和省略旋流片时未燃烧燃料排放量之间对比的图例。

具体实施方式

(第一实施例)

现参照图1-图8对本发明的排气净化装置用燃烧器的第一实施例进行说明。

如图1所示，柴油机10的排气道11内包含用以捕捉排气中含有的微粒的DPF12。DPF12具有由如多孔碳化硅制成的蜂窝状结构，并捕捉排气中的微粒。排气净化装置用燃烧器20(以下简称为燃烧器20)被安排在DPF12的上游。燃烧器20通过提高流入DPF12的排气的温度对DPF12执行再生处理。

燃烧器20具有双管结构，包括大体上呈圆柱形的第一管部30和内径大于第一管部30的第二管部60。第一管部30在与中心轴平行的方向(轴向)的两端上有开口。第一管部30在轴向上包括作为第一端部的基端部或底部，并且在轴向上包括作为第二端部的头部。第一管部30的底部固定在基板21上，基板21将底部的开口封闭。大体上呈环形的喷射板31被设置在第一管部30的头部的开口处。作为排气口的喷射口32延伸通过喷射板31的中心。

涡旋流生成装置包括安排在第一管部30的基端部的翘起片35。如图2所示，翘起片35由在径向方向向内切制并翘起基端部圆周壁的一部分而形成。翘起片35在基端部圆周方向上被等距离设置。第一导入孔34由翘起片35形成用以将第一管部30的外部连接至内部。

如图1所示，多个第二导入孔36在更靠近第一管部30头部的部位贯通。第二导入孔36呈圆形，且在第一管部30的圆周方向上等距离形成。

如图1所示，基板21包括设置在第一混合室71径向方向上大体中心位置的燃料供给口21A，其用以固定燃料供给单元37的喷射口。燃料供给单元37连接至燃料泵和燃料阀(两者未示出)。打开燃料阀将燃料输送至燃料供给单元37。输送至燃料供给单元37的燃料在燃料供给单元37中被汽化并被喷射至第一混合室71。

如图1所示，扩散单元包括设置在第一管部30的内部紧邻翘起片35更靠近喷射口32的孔板40。如图3所示，孔板40呈圆盘形，且其直径与第一管部30的内径大体相同。孔板40的外周边缘与第一管部30的内表面相接合。孔洞40A作为连接孔贯通孔板40的中心。孔洞40A的开口面积A2小于总开口面积A1，即，A1>A2，总开口面积A1是设置在第一管部30上的第一导入孔34的开口面积的总和。如图1所示，孔板40、基板21以及第一管部30的基端部界定出并形成了第一混合室71。如图1所示，孔洞40A被设置在与燃料喷射方向(即燃料供给单元37喷射燃料的方向)相对应的位置。更详细地，孔洞40A被设置在代表燃料喷射中心的喷射中心线L1上。

如图1所示，包含多孔板的燃烧器头部55被设置在第一管部30内部孔板40和第二导入孔36之间。燃烧器头部55呈圆盘形，其直径与第一管部30的内径大体相同，且其外周边缘与第一管部30的内表面相接合。如图4所示，大量的圆形供给孔55A在燃烧器头部55的厚度方向贯通燃烧器头部55。金属网57被设置在燃烧器头部55更靠近喷射口32的表面上以防止逆火。尽管本实施例将金属网57安排在燃烧器头部55更靠近喷射口32的表面上，金属网57也可以被安排在燃烧器头部55更靠近基板21的表面上，或者两个表面上。

供给孔55A的总开口面积A3，即供给孔55A的开口面积的总和，比孔洞40A的开口面积A2大(A3>A2)。基于使用如燃料供给量、燃烧用空气导入量以及孔板40A的开口面积等多种信息参数所得出的模拟结果，供给孔55A的总开口面积A3被设置以使得流入燃烧室77的预混合空气-燃料混合物的流速大于火焰F的传播速度。第一管部30中形成的火焰F的轴向长度(火焰长度)可通过改变供给孔55A的数量进行调节。所以，供给孔55A的数量视火焰长度而定，以使得燃烧器20的容量与当时的说明书相符，同时保证燃烧室77的体积足够大以燃烧预混合空气-燃料混合物。

如图1所示，燃烧器头部55、第一管部30的内表面以及孔板40界定出并形成第二混合室72。第二混合室72通过孔洞40A连接至第一混合室71。第一混合室71和第二混合室72形成预混合室73。

燃烧器头部55、第一管部30以及喷射板31形成生成火焰F的燃烧室77。燃烧室77通过燃烧器头部55上形成的供给孔55A连接至第二混合室72，并通过喷射口32连接至DPF12。延伸穿过第一管部30的插孔在燃烧室77中形成，其位置较第二导入孔36的位置更靠近燃烧器头部55。火花塞61的点火部62被插入该插孔。

如图1所示，第二管部60被固定在基板21上与第一管部30同轴，且其底部的开口被基板21封闭。环形闭合板63在靠近顶部开口的部位将第二管部60的内表面与第一管部30的外表面之间的空间封闭。

固定有空气供给通道64的入口的空气供给口60A被设置在靠近第二管部60的头部开口处。第二管部60包括空气供给口60A，其位置较在第一管部30上形成的第二导入孔36更靠近头部开口。如图5所示，第二管部60的内表面包括设置在空气供给口60A的开口附近的导板68。导板68以悬臂状方式固定至第二管部60，其状态是导板68的侧面沿第二管部60的内表面方向倾斜。导板68倾斜的方向与第一管部30中的翘起片35相同。

如图1所示，空气供给通道64上游端包括柴油机10的进气通道13，且连接至压缩机15的下游侧，压缩机15与设置在排气通道11中的涡轮机14一同转动。

空气供给通道64还包括能改变空气供给通道64中流路的横截面积的空气阀65。控制单元(未示出)控制空气阀65的开启和关闭。当空气阀65处于开启状态时，一部分流经进气通道13的进气从空气供给通道64中被导入至第二管部60。

环形的分配室67被设置在第二管部60的内表面与第一管部30的外表面之间，用以将燃烧用空气分配至第一混合室71和燃烧室77。如图5所示，分配室67凭借第一管部30的圆周壁环绕第一管部30。即，分配室67通过设置在第一管部30基端部的第一导入孔34连接至第一混合室71，并通过大体形成在第一管部中心的第二导入孔36连接至燃烧室77。

现在说明第一实施例的燃烧器20的操作。

当DPF12的再生处理开始时，空气阀65保持在打开状态，且燃料供给单元37和火花塞61被启动。当空气阀65处于打开状态时，流经进气通道13的一部分进气从空气供给通道64经由空气供给口60A被导入至分配室67用作燃烧用空气。此时，如图5所示，导板68引导燃烧用空气，由此抑制了与倾斜的导板68相反的流动。如图5中的箭头所示，燃烧用空气按照预定的方向保持回旋并沿与向着喷射口32的方向相反的方向流动。

导入至分配室67的一部分燃烧用空气通过第二导入孔36被导入至燃烧室77。如图2所示，剩余部分的燃烧用空气通过第一导入孔34被导入至第一混合室71。如上所述，导板68和翘起片35向同一个方向倾斜。所以，燃烧用空气不会失去回旋力。相反地，燃烧用气体获得回旋力并被导入至第一混合室71。

由翘起片35生成的涡旋流流向孔洞40A，同时在第一管部30的径向中央部分，也就是燃料供给单元37供给燃料的区域汇集。如上所述，孔洞40A的位置被设置在喷射中心线L1上，且燃烧用空气的回旋中心与燃料供给单元37的燃料喷射方向相重叠。燃料卷入涡旋流并从涡旋流的中心向外扩散开来。喷射的大部分燃料通过孔洞40A。这阻止了燃料向第一管部30的内表面扩散，并抑制了不必要的燃料消耗。

其中混合有燃烧用空气和燃料的预混合空气-燃料混合物按照预定的方向保持回旋，并在形成缩流后通过孔洞40A的出口排放至第二混合室72。预混合空气-燃料混合物从孔洞40A排出时具有不均匀的燃料浓度分布。然而，缩流在孔洞40A的出口附近形成。这将在孔洞40A的出口附近生成很大的剪力，而且预混合空气-燃料混合物在第二混合室72中被进一步混合。孔洞40A的下游气压降低至低于上游气压，且预混合空气-燃料混合物在整个第二混合室72扩散。

图3所示的孔板40的孔洞40A具有直径D1。第二混合室72的内径为D(见图1)。优选地，孔洞40A的直径D1与第二混合室72的内径D之比，或孔洞比D1/D，在0.25-0.33(含0.25和0.33)之间的范围内。孔洞40A的直径D1被设置使得比值在上述范围内。这将增加预混合空气-燃料混合物的燃料分布均匀度。术语“燃料分布均匀度”是指第一管部30径向方向的预混合空气-燃料混合物在即将供给至燃烧室77前其中的燃料浓度分布的均匀度。

现在对一种燃料分布均匀度的计算方法加以说明。在燃烧室77内的多个测量点测量燃料浓度。在测量点测得的一组浓度的浓度分散度通过以下公式计算。在此，r是燃料分布均匀度的值，n是燃料浓度测量点的数目，是在每个测量点测得的燃料浓度，是燃料浓度的平均值。该公式显示，r越接近1，燃料分布均匀度越高。

[公式1]

$r=1-\frac{1}{2n}\·\frac{\mathrm{\Σ}|\mathrm{\φi}-{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{ave}}|}{{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{ave}}}$

图6A中的横轴表示燃料分布均匀度，纵轴表示未燃烧的燃料排放量，即将被排放的燃烧后气体中包含的未燃烧燃料的量。当按照上述公式计算所得的燃料分布均匀度r更接近1时，燃烧后气体中未燃烧燃料排放量(HC值)减少而形成S曲线。图6B显示的是对该曲线微分之后所得的曲线。图6B所示的曲线是显示排放的未燃烧燃料的变化量与燃料分布均匀度之间关系的曲线图。当曲线图上燃料分布均匀度的值小于0.9时，未燃烧燃料排放量变化很大，或者因为燃料的不完全燃烧而不稳定。当燃料分布均匀度的值大于或等于0.9时，燃烧现象和未燃烧燃料排放量均稳定。因此，燃料分布均匀度的优选范围的下限值(以下称可接受的下限值)被设定为0.9。

使用燃料分布均匀度的可接受的下限值，孔洞40A的直径D1与第二混合室72的内径D之比(孔洞比D1/D)被优化。使用具有不同直径孔洞的孔板，根据前述方法和公式计算燃料分布均匀度的值。如图7A所示，当孔洞比D1/D处于0.25-0.33的范围之间(包括0.25和0.33)时，燃料分布均匀度的值大于或等于0.9。第二混合室72的长度L与直径D之比(见图1)，或第二混合室比L/D，被设定为0.8。当孔洞比D1/D小于上述范围时，通过孔洞40A的气体具有更快的流速，且未充分地在孔下游扩散。当孔洞比D1/D超出上述范围时，通过孔洞40A的气体内的气压未适当减小，且气体未充分地在孔下游扩散。

此外，为了提高孔的效果，第二混合室72的长度也被优化。如图7B所示，当第二混合室72的长度L与内径D之比(第二混合室比L/D)大于或等于0.6时，燃料分布均匀度的值大于或等于0.9。在此，孔洞比D1/D被设定为0.3。

这样，在第二混合室72中混合的预混合空气-燃料混合物通过燃烧器头部55的供给孔55A被导入至燃烧室77。当点火部62点燃流入燃烧室77内的预混合空气-燃料混合物时，燃烧室77中形成火焰F。预混合空气-燃料混合物燃烧生成燃烧后气体。此时，如图1所示，分配室67通过第二导入孔36向点火部62下游供给燃烧用空气。因此，燃烧用空气和燃烧后气体相交换以促进燃烧。

燃烧室77中产生的燃烧后气体通过喷射口32被供给至排气通道11，并与排气通道11中的排气相混合。这将提高流入DPF12的排气的温度。这样的排气流入的DPF12内的温度提高至目标温度，以将DPF12捕捉的微粒燃尽。

当预混合空气-燃料混合物在燃烧室77中燃烧时，第一管部30被高温燃烧后气体加热。因此，在燃烧开始后，从第一管部30传递的热将流经分配室67的燃烧用空气的温度提高。经提高温度的燃烧用空气通过第一导入孔34被导入至第一混合室71。这在燃烧开始后抑制了已经汽化的燃料被液化并促进液化了的燃料被汽化。分配室67内的燃烧用空气绕第一管部30回旋。因此，燃烧气体在分配室67中的路径与来自空气供给通道64直线地流向第一导入孔34的层流相比更长。具有较高温度的燃烧用气体被导入至第一混合室71，从而减少预混合空气-燃料混合物中未燃烧的燃料量。

图8显示的是包括孔板40的燃烧器20所排放的未燃烧燃料的量(未燃烧的燃料排放量)与不包括孔板40的燃烧器所排放的未燃烧燃料的量的对比实验结果。包括孔板40的燃烧器，亦即本实施例的燃烧器20，据观察其未燃烧的燃料排放量少于不包括孔板40的燃烧器。

如上所述，第一实施例提供了以下优点：

(1)第一管部30包括位于燃料供给口21A和燃烧室77之间的预混合室73、第一导入孔34和翘起片35。第一管部30包括用于生成中心方向与燃料喷射方向对应的涡旋流的涡旋流生成单元。因此，当向涡旋流的中心喷射燃料时，燃料卷入涡旋流中并从涡旋流的中心向外扩散开来。此外，孔板40将第二混合室72中的燃料扩散。这样，即使燃料被喷射到第一混合室71的中央，也使预混合空气-燃料混合物中燃料浓度分布的不均匀性最小化。因此，在预混合空气-燃料混合物被供给至燃烧室77之前，燃料的浓度分布在第一管部30径向方向上被均匀化。这将减少因燃料浓度分布不均匀所导致的未燃烧燃料的排放量。

(2)孔板40被设置在翘起片35的下游(更靠近喷射口32)。预混合空气-燃料混合物保持回旋状态并通过孔洞40A。然后，预混合空气-燃料混合物被排放至孔洞40A的下游。当孔洞40A出口附近形成流速增加的缩流时，第二混合室72的压力降低至低于第一混合室71中孔洞40A附近的压力。于是，缩流中的回转燃料在第二混合室72中立即扩散开来。因此，供给至燃烧室77的预混合空气-燃料混合物的燃料浓度分布在第一管部30的径向方向上被均匀化。

(3)孔洞40A被设置在代表燃料喷射中心的喷射中心线L1上。因此，在喷射的燃料扩散到第一管部30的内表面之前，大量的喷射燃料以缩流的形式被排放至第二混合室72。因此，不必要的燃料消耗被抑制。

(4)孔洞40A的直径与第一管部30的内径之比(孔洞比D1/D)在0.25-0.33(含0.25和0.33)之间的范围内。供给至燃烧室77的预混合空气-燃料混合物在第一管部30的径向方向上具有均匀的燃料浓度。

(5)具有多个供给孔55A的燃烧器头部55被设置在预混合室73和燃烧室77之间。因此，燃烧器头部55抑制来自燃烧室77的逆火，且与未设置燃烧器头部55相比第二混合室72中涡旋流的生成更加稳定。这将提高第二混合室72中的混合效率，且供给至燃烧室77的预混合空气-燃料混合物的燃料浓度分布具有更少的不均匀度。

(第二实施例)

现在参照图9-图12对本发明的第二实施例加以说明。第二实施例与第一实施例的区别仅在于孔板。相同的参考符号表示相同或相应的部分且对该部分将不再详述。

如图9所示，第二实施例的燃烧器20包含大体呈圆盘形的旋流片80作为扩散单元，其替换了第一实施例中的孔板40。如图10所示，作为遮蔽部的圆形封闭部80A被设置在旋流片80的中央。多个旋流器开口80B在封闭部80A周围的环形区域形成。大体上呈C形的切割部在旋流片80上形成，且切割部被切割并翘起以形成旋流器开口80B。

旋流器80C被设置在每个旋流器开口80B的侧边。九个旋流器80C以40°角的角间距在旋流片80的圆周方向上形成。每个旋流器80C倾斜预定的角度，且倾斜方向与第一管部30上翘起片35的方向相同。

现在说明第二实施例中燃烧器20的操作。与第一实施例相似，分配室67将燃烧用空气流分配至第一混合室71和燃烧室77。当通过第一导入孔34时，燃烧用空气被翘起片35回旋并导入至第一混合室71。

当燃料供给单元37将燃料喷射至涡旋流中心时，燃烧用气体在回旋时混合入燃料。大量被汽化的燃料撞击旋流片80的封闭部80A。在撞击封闭部80A之后，燃料从封闭部80A上放射状扩散在第一混合室71中。燃料卷入第一混合室71中的涡旋流中，并与燃烧用空气混合生成预混合空气-燃料混合物。含有燃烧用空气和燃料的预混合空气-燃料混合物通过旋流器开口80B被导入至第二混合室72。

优选地，旋流器80C相对于封闭部80A或旋流片80的主表面的倾斜角度大于或等于55°且小于或等于70°。如图11A所示，当倾斜角度不在上述范围内时，燃料分布均匀度的值低于第一实施例中所述的可接受的下限值。一个可能的原因是，当倾斜角度小于上述范围，通过旋流器开口80B的预混合空气-燃料混合物的流量减少，且供给至燃烧室77的预混合空气-燃料混合物的量不足。当倾斜角度大于上述范围时，涡旋流不具有足够的力。优选地，如图11B所示，第二混合室72的长度L与内径D之比(第二混合室比L/D)大于或等于0.8。当L/D之比小于0.8时，燃料分布均匀度的值低于上述可接受的下限值。一个可能的原因是，当L/D之比小于0.8时，回旋的预混合空气-燃料混合物在第一混合室71中的路径较短，且预混合空气-燃料混合物中燃烧用空气与燃料的混合效率降低。

从旋流器开口80B送出的预混合空气-燃料混合物按预定的方向在第二混合室72中回旋并在第二混合室72中扩散开来。预混合空气-燃料混合物通过燃烧器头部55的供给孔55A被导入至燃烧室77。当点火部62点燃预混合空气-燃料混合物时，在燃烧室77中形成的火焰F将预混合空气-燃料混合物燃烧以生成燃烧后气体。分配室67通过第二导入孔36将燃烧用空气供给至点火部62的附近和下游。

燃烧室77中生成的燃烧后气体通过喷射口32被供给至排气通道11。混合有排气通道11中的排气的燃烧后气体将流入DPF12的排气温度提高。当DPF12吸进该排气，其温度提高至目标温度以将DPF12所收集的微粒燃尽。

图12显示的是包括旋流片80的燃烧器20所排放的未燃烧燃料的量(未燃烧燃料排放量)与不包括旋流片80的燃烧器所排放的未燃烧燃料的量的对比实验结果。包括旋流片80的燃烧器，亦即本实施例的燃烧器20，据观察其未燃烧燃料排放量少于不包括旋流片80的燃烧器。

于是，除了第一实施例中所述的优点(1)-(5)之外，第二实施例还提供了以下优点：

(6)旋流片80的作用为扩散单元，用于将注入的燃料扩散至燃烧室77。旋流片80包括面向燃料喷射方向的封闭部80A、设置在封闭部80A周围的旋流器开口80B以及各自设置在旋流器开口80B侧边的旋流器80C。向涡旋流中心喷射的燃料撞击封闭部80A。这在预混合空气-燃料混合物中产生剪力并促进燃料和燃烧用空气的混合。当预混合空气-燃料混合物通过旋流器开口80B被排放至第二混合室72时，旋流器80C生成涡旋流。涡旋流进一步混合预混合室下游的预混合空气-燃料混合物。因此，供给至燃烧室77的预混合空气-燃料混合物的燃料浓度分布被均匀化。

(7)生成涡旋流的旋流器80C的倾斜角度大于或等于55°且小于或等于70°。因此，供给至燃烧室77的预混合空气-燃料混合物在第一管部30的径向方向上具有均匀的燃料浓度。

上述实施例可以按下述形式修改。

第一实施例的燃烧器20包括孔板40用作扩散单元，且第二实施例的燃烧器20包括旋流片80用作扩散单元。然而，燃烧器20可以既包括孔板40也包括旋流片80。孔板40和旋流片80可以按任何顺序沿着预混合的空气-燃料混合物的流动设置。但是，通过将孔板40设置在紧邻燃料供给口的下游，更多量的喷射燃料被排放至孔洞40A下游。

第一实施例将孔板40用作扩散单元。然而，扩散单元可以是其内径从入口至出口不断减小的漏斗状的管路、文丘里管(Venturi tube)等。总之，扩散单元可以进行修改，只要其包括直径小于第一管部30内径的连接孔。

在上述实施例中，如果可以将燃烧用空气供给至第一管部30的基端侧，第二管部60可以省略。

空气供给口60A可以形成在头部附近以外的位置。例如，空气供给口60A可以在第二管部60的中央部形成。作为另一种选择，可以设置多个空气供给口60A。

在上述实施例中，涡旋流生成单元包括被切割并向内翘起的翘起片35。然而，可以使用不同的设置，如设置在第一管部30周围的回旋叶片。

在上述实施例中，燃料供给单元37是一种在内部将燃料汽化的装置。然而，燃料供给单元37可以是一种将液态燃料喷洒在第一管部30内的装置。

除火花塞之外，点火部62可以包括一个电热塞、一个激光火花装置以及一个等离子火花装置。作为另一种选择，如果可能生成火焰F，点火部62可以仅包括电热塞、激光火花装置和等离子火花装置中的一种。

不限于流经进气通道13的进气，燃烧用空气可以是连接至制动器空气罐的管道内流动的气体，或者由排气净化装置用燃烧器的鼓风机供给的空气。

不限于DPF12，排气净化装置可以是包含净化排气用催化剂的装置。在此情况下，燃烧器20提高催化剂的温度，因此温度迅速提高至活化温度。

包含排气净化装置用燃烧器的发动机可以是汽油发动机。

Claims (7)

1.一种排气净化装置用燃烧器，包括：

管部，所述管部包括：

预混合室，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；

燃烧室，用于燃烧所述预混合空气-燃料混合物以生成燃烧后气体；以及

用于排放燃烧后气体的排放口；

空气供给口，用于向所述管部内供应所述燃烧用空气；

燃料供给口，用于向所述管部内提供燃料；以及

点火部，用于点燃所述燃烧室中的所述预混合空气-燃料混合物，

其中，所述管部还包括：

涡旋流生成单元，其被设置在所述预混合室上游并生成中心方向与燃料喷射方向对应的涡旋流；以及

扩散单元，其被设置在所述预混合室中所述回旋流生成单元下游并将包含在涡旋流中的燃料扩散。

2.根据权利要求1所述的排气净化装置用燃烧器，其中所述扩散单元包括直径小于所述管部内径的连接孔。

3.根据权利要求2所述的排气净化装置用燃烧器，其中所述扩散单元的连接孔被设置在所述燃料喷射方向的喷射中心线上。

4.根据权利要求2或3所述的排气净化装置用燃烧器，其中所述连接孔的直径与所述管部内径之比在0.25-0.33的范围内。

5.根据权利要求1所述的排气净化装置用燃烧器，其中所述扩散单元包括面向燃料喷射方向的遮蔽部、设置在所述遮蔽部周围的开口以及将从所述开口送出的所述预混合空气-燃料混合物沿预定方向回旋的旋流器。

6.根据权利要求5所述的排气净化装置用燃烧器，其中所述旋流器相对于所述遮蔽部的倾斜角度在55°-70°的范围内。

7.根据权利要求1-6任一所述的排气净化装置用燃烧器，所述燃烧器还包括设置在所述预混合室和所述燃烧室之间的多孔板。