CN111520216A - 插入式多级混合dpf燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种插入式多级混合DPF燃烧器，包括燃烧器外筒和多级燃烧室，多级燃烧室包括按排气流动方向顺序安装于燃烧器外筒内的内燃烧室和后燃烧室，内燃烧室上设置有第一端盖，第一端盖上设置喷嘴，燃烧器外筒的筒壁上设置有自外部伸入内部的喷料管和点火器，喷料管与喷嘴连接而向内燃烧室中喷射燃料，点火器的点火头伸入内燃烧室中，后燃烧室的尾端设置有阻火网。上述插入式多级混合DPF燃烧器利用柴油机排气中的剩余氧气与燃料混合燃烧，取消了鼓风机，并采用多级燃烧室使排气与燃料形成多次混合，增加了两者的混合空间，延长了混合燃烧的时间，使得燃料与排气中的剩余氧气充分混合，提高燃烧效率，达到完全燃烧，有效提高排气温度。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机颗粒捕集系统的燃烧器结构，特别是插入式的多级混合DPF燃烧器。
背景技术
随着国家对环保的重视，内燃机车辆及非道路移动机械都需要安装排气处理设备，以净化排气中的污染物。对于柴油机来说，主要的排气污染物之一就是排气颗粒物，安装颗粒捕集(DPF)系统去除排气颗粒物已成为普遍。对于DPF系统，再生方式是其重要的功能之一，其中一种主要的再生方式就是，采用插入式燃烧器对柴油机排气进行加热，使得排气温度达到颗粒物氧化燃烧所需的温度，进而去除颗粒物。
插入式DPF燃烧器是将DPF燃烧器插入在柴油机排气管与DPF捕集器之间，向DPF燃烧器内喷入燃料燃烧，加热柴油机的排气，使得排气温度达到预定的温度，进而使得DPF捕集器上所捕集的颗粒物氧化燃烧，去除颗粒物。
目前的插入式DPF燃烧器一般都是采用油泵喷入燃料，再利用鼓风机鼓入新鲜空气与燃料混合，点火后燃烧，燃烧后的高温气体再与柴油机排气混合，提高排气温度。该燃烧器中需要注意的一点是，需提供足够的新鲜空气，燃料才能与新鲜空气在燃烧室内充分混合燃烧，这就需要具备足够大的鼓风机，成本较高，体积较大，安装布置不便。
然而，现代柴油机为提高燃油经济性及降低排放，都采用较高的过量空气系数，因此，柴油机排气中的剩余氧气含量较高。由于柴油机的工作特性，在最需要DPF燃烧器加热的低负荷工况，负荷越低，排气中的剩余氧气含量越高，特别是在柴油机怠速时，排气中的剩余氧气含量可达新鲜空气的90％，完全可以满足DPF燃烧器的助燃及DPF捕集器上所捕集的颗粒物氧化燃烧的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种插入式多级混合DPF燃烧器，简化现有DPF燃烧器结构，去除鼓风机设置，考虑充分利用柴油机排气中的剩余氧气，喷入燃烧器的燃料直接与柴油机排气混合燃烧，以提高排气温度，降低能耗。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种插入式多级混合DPF燃烧器，其包括燃烧器外筒和多级燃烧室，多级燃烧室包括按排气流动方向顺序安装于燃烧器外筒内的内燃烧室和后燃烧室，内燃烧室上设置有第一端盖，第一端盖上设置喷嘴，燃烧器外筒的筒壁上设置有自外部伸入内部的喷料管和点火器，喷料管与喷嘴连接而向内燃烧室中喷射燃料，点火器的点火头伸入内燃烧室中，后燃烧室的尾端设置有阻火网。
特别地，第一端盖上开设有进气孔，利用排气中剩余氧气进行助燃。
特别地，当喷料管中通入压缩空气辅助喷射时，第一端盖上无需进气孔。
特别地，内燃烧室和后燃烧室之间至少设置有二级燃烧室，二级燃烧室上设置有第二端盖，第二端盖固定于内燃烧室的外壁上，第二端盖上开设有透气孔，喷入的燃料在各级燃烧室内与排气混合燃烧。
特别地，内燃烧室上开设有开口孔，燃烧器外筒的筒壁上设置有延伸至开口孔的安装座，点火器安装于安装座上。
特别地，点火器采用点火电热塞或高压脉冲点火电极。
特别地，阻火网采用球面形或平板形。
特别地，阻火网通过支架固定于后燃烧室的外壁上。
特别地，后燃烧室的筒壁上设置有侧面孔。
综上，本发明的有益效果为，与现有技术相比，所述插入式多级混合DPF燃烧器利用柴油机排气中的剩余氧气与燃料混合燃烧，取消了鼓风机，并采用多级燃烧室使排气与燃料形成多次混合，增加了两者的混合空间，延长了混合燃烧的时间，使得燃料与排气中的剩余氧气充分混合，提高燃烧效率，达到完全燃烧，有效提高排气温度。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的插入式多级混合DPF燃烧器的结构示意图；
图2是本发明实施例2提供的插入式多级混合DPF燃烧器的结构示意图；
图3是本发明实施例3提供的插入式多级混合DPF燃烧器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
请参阅图1所示，本实施例提供一种插入式多级混合DPF燃烧器，其包括燃烧器外筒1和位于燃烧器外筒1中的多级燃烧室。
该燃烧器外筒1的前端与柴油机排气管连接，后端与DPF捕集器连接。
需要说明的是，由于柴油机排气19中的剩余氧气含量低于新鲜空气，原来的一次混合燃烧难以达到完全燃烧，燃烧效率较低，燃烧不稳定，因此使用多级燃烧室，实现排气19与燃料20多次混合，帮助充分燃烧。燃烧室的级数应不少于2级为宜，本实施例中，多级燃烧室包括内燃烧室2、二级燃烧室3、三级燃烧室4和后燃烧室5，以上各燃烧室按排气19流动方向顺序安装于燃烧器外筒1内，并同轴线排布。
内燃烧室2上设置有第一端盖6，第一端盖6上设置喷嘴7，燃烧器外筒1的筒壁上设置有自外部伸入内部的喷料管8和点火器9，喷料管8与喷嘴7连接而向内燃烧室2中高压喷射燃料20，第一端盖6上开设有进气孔10，利用排气19中剩余氧气进行助燃。点火器9的点火头伸入内燃烧室2中，内燃烧室2上开设有开口孔11，燃烧器外筒1的筒壁上设置有延伸至开口孔11的安装座12，点火器9安装于安装座12上，点火器9采用点火电热塞或高压脉冲点火电极或其它点火器具。
二级燃烧室3上设置有第二端盖13，第二端盖13固定于内燃烧室2的外壁上，类同地，三级燃烧室4上设置有第三端盖14，第三端盖14固定于二级燃烧室3的外壁上，第二端盖13、第三端盖14上开设有透气孔15，喷入的燃料20在各级燃烧室内与排气19混合燃烧。
后燃烧室5的的筒壁上设置有侧面孔16，且尾端外壁上通过支架17设置有阻火网18，阻火网18与后燃烧室5之间的空间称之为阻火空间，此处的阻火网18优选用球面形，以增大阻火空间。
柴油机排气19从燃烧器外筒1的前端进入，再分别从第一端盖6上的进气孔10进入内燃烧室2；从第二端盖13上的透气孔15进入二级燃烧室3；从第三端盖14上的透气孔15及侧面孔16进入三级燃烧室4；从后燃烧室5的侧面孔16进入后燃烧室5；从阻火网18与后燃烧室5之间的空隙进入阻火空间，最后经过阻火网18流出燃烧器。同时，还有部分排气19从燃烧器外筒1内的最外圈直接流出燃烧器。
燃烧器所使用的燃料20从喷料管8进入喷嘴7，从喷嘴7喷出，喷出的燃料20顺序经过内燃烧室2、点火器9、二级燃烧室3、三级燃烧室4、后燃烧室5及阻火空间。
在内燃烧室2中，部分燃料20与进入内燃烧室2中的排气19混合，经过点火器9被点燃形成焰核，焰核以及未点燃的燃料20依喷射惯性继续向后运动，燃料20在后续的二级燃烧室3、三级燃烧室4、后燃烧室5及阻火空间与排气19不断混合，焰核不断扩展，形成全面燃烧；少量燃料20到达阻火网18后，被阻火网18阻拦继续在阻火空间内燃烧。燃烧的火焰基本都被阻火网18阻隔，而燃烧后的高温气体则流过阻火网18，与剩余未参与燃烧的排气19相混合，提高排气19的温度。
实施例2：
请参阅图2所示，本实施例在实施例1的基础上提供一种插入式多级混合DPF燃烧器，其与实施例1的区别在于，燃料20并非采用高压直接喷射，而是采用压缩空气辅助喷射，因此，从喷料管8、喷嘴7中喷射进入内燃烧室2的是燃料20与压缩空气的混合气21，而压缩空气是新鲜空气，可以作为助燃气体。但压缩空气的流量很小，仅能满足少部分的燃料20燃烧需要，只能作为内燃烧室2的燃烧助燃，因此可以将第一端盖6＇上的进气孔减小甚至取消。
这种结构的优点在于：由于采用压缩空气辅助燃料20喷射，大幅度降低了对燃料泵的要求，可降低成本。同时，喷嘴7的喷孔直径也可适当增大，减少堵塞，提高工作可靠性。
实施例3：
请参阅图3所示，本实施例在实施例1或2的基础上提供一种插入式多级混合DPF燃烧器，区别是其中的阻火网18＇采用平板形，因而降低了工艺难度，便于生产，不影响阻隔火焰这一基本功能。
综上，该插入式多级混合DPF燃烧器利用柴油机排气中的剩余氧气与燃料混合燃烧，取消了鼓风机，并采用多级燃烧室使排气与燃料形成多次混合，增加了两者的混合空间，延长了混合燃烧的时间，使得燃料与排气中的剩余氧气充分混合，提高燃烧效率，达到完全燃烧，有效提高排气温度。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于，包括燃烧器外筒和多级燃烧室，所述多级燃烧室包括按排气流动方向顺序安装于所述燃烧器外筒内的内燃烧室和后燃烧室，所述内燃烧室上设置有第一端盖，所述第一端盖上设置喷嘴，所述燃烧器外筒的筒壁上设置有自外部伸入内部的喷料管和点火器，所述喷料管与所述喷嘴连接而向内燃烧室中喷射燃料，所述点火器的点火头伸入所述内燃烧室中，所述后燃烧室的尾端设置有阻火网。
2.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述第一端盖上开设有进气孔，利用排气中剩余氧气进行助燃。
3.根据权利要求2所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：当所述喷料管中通入压缩空气辅助喷射时，所述第一端盖上无需进气孔。
4.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述内燃烧室和所述后燃烧室之间至少设置有二级燃烧室，所述二级燃烧室上设置有第二端盖，所述第二端盖固定于所述内燃烧室的外壁上，所述第二端盖上开设有透气孔，喷入的燃料在各级燃烧室内与排气混合燃烧。
5.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述内燃烧室上开设有开口孔，所述燃烧器外筒的筒壁上设置有延伸至所述开口孔的安装座，所述点火器安装于所述安装座上。
6.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述点火器采用点火电热塞或高压脉冲点火电极。
7.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述阻火网采用球面形或平板形。
8.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述阻火网通过支架固定于所述后燃烧室的外壁上。
9.根据权利要求1所述的插入式多级混合DPF燃烧器，其特征在于：所述后燃烧室的筒壁上设置有侧面孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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