CN201096000Y - 柴油引擎的后燃加温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柴油引擎的后燃加温装置。后燃器(12)的一侧设有一助燃点火装置(14)、另侧则设有一感温装置(15)，助燃点火装置(14)包括一能产生适当油气混合比的雾化喷嘴(16)及一能使油气达燃点的助燃器(17)；雾化喷嘴(16)的前置装置包括一能供油给雾化喷嘴(16)的油路供给系统(19)、及一能供给空气给雾化喷嘴(16)的空气供给系统(20)；后燃器(12)设有一能补充后燃器(12)空气以达助燃的空气补给系统(30)；以及前述助燃点火装置(14)、感温装置(15)、油路供给系统(19)、空气供给系统(20)、空气补给系统(30)皆与蓄电器(35)及控制器(18)保持电性连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柴油引擎的后燃加温装置，使装置内的油气因高温而达到燃点自燃，该装置尤其是针对柴油车的废气排烟装置所设计。
背景技术
在传统柴油废气排气管上安装触媒转化器以降低空气污染是公知技术与常识，触媒转化器内使用的是陶瓷滤蕊，当废气通过陶瓷滤蕊后，废气中的碳粒子(C)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)转化成为二氧化碳(CO2)及水(H2O)挥发，此为「氧化反应」；同时废气中的氮氧化合物(NOX)转化成为氮气(N2)与氧气(O2)挥发，此为「还原反应」；由前述的「氧化」与「还原」过程就能将废气转化成为无污染的气体。
但一般陶瓷滤蕊的工作温度在350℃以上，换言之，废气的温度必须在前述高温状态中才能借助陶瓷滤蕊转化成无污染的气体排出，以符合空气环保标准；如果排烟温度未达350℃以上，容易在陶瓷滤蕊内产生积碳，使「背压」增大，如此便会使转化效果降低，黑烟渐渐产生，为了解决此问题，就须将陶瓷滤蕊由触媒转化器内取出，再经工厂燃烧炉高温燃烧而将碳粒子燃烧掉(即游离碳转化为二氧化碳挥发)，氧化后的陶瓷滤蕊再重新装回触媒转化器内重新使用，这种处理方式，业界通称为「再生处理」。
为了不使陶瓷滤蕊容易积碳，使「背压」增大，业者曾在触媒转化器前设置电热加温装置(即以多根电热管组合的加温器)，藉由电热加温装置的增温而使废气温度达到350℃以上后，再入于触媒转化器内进行氧化还原，而陶瓷滤蕊在上述工作温度下就能正常运作，使废气转化成为无污染的气体排出；此项技术手段已运用在目前的焚化炉、燃烧炉等方面。
但实施该项技术手段时，必须备有大型空压机、及取用发电机生电时的百分之十电源作为电热加温装置生热使用。
目前的柴油车辆因燃烧柴油，所以容易排放黑烟，为了解决黑烟问题，业者即在排烟管后端连接触媒转化器，但车辆的排烟温度只在100～150℃，未能达到触媒转化器的工作温度350℃以上，因此废气经过陶瓷滤蕊时未完全转化，容易造成陶瓷滤蕊产生积碳及背压问题。
因此，为了解决此项问题，若在触媒转化器前设置电热加温装置即能解决问题，但柴油车辆上不可能设置电热加温装置，也没有如此大的电压来供应电热加温装置，更不可能设置如发电机之类的生电装置，更加没有大型空压机。
有鉴于此，如何使已加装触媒转化器的柴油车能避免产生黑烟及免于陶瓷滤蕊有再生处理问题，便成为本实用新型欲解决的问题点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种柴油引擎的后燃加温装置，为触媒前置加温装置，主要是使废气在进入触媒转化器前经过后燃器的高温燃烧加热后，再入于触媒转化器内进行氧化还原，使废气转化成为无污染的气体排出。
为解决上述问题点及达到本实用新型的目的，其技术手段是这样实现的，一种柴油引擎的后燃加温装置，其包括一结合在引擎排烟管(11)后的后燃器(12)、一结合在后燃器(12)后的触媒转化器(13)，
前述后燃器(12)的一侧设有一助燃点火装置(14)、另侧则设有一感温装置(15)，前述助燃点火装置(14)包括一能产生适当油气混合比的雾化喷嘴(16)及一能使油气达燃点的助燃器(17)；
前述雾化喷嘴(16)的前置装置包括一能供油给雾化喷嘴(16)的油路供给系统(19)、及一能供给空气给雾化喷嘴(16)的空气供给系统(20)；
前述后燃器(12)设有一能补充后燃器(12)空气以达助燃的空气补给系统(30)；以及前述助燃点火装置(14)、感温装置(15)、油路供给系统(19)、空气供给系统(20)、空气补给系统(30)皆与蓄电器(35)及控制器(18)保持电性连接。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：助燃器(17)为电热装置(17a)；该电热装置(17a)前端间隔设有至少二个金属导棒(171)，在金属导棒(171)间衔接有能产生电阻的电热丝(172)。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，助燃器(17)为能产生火花使油气燃烧的点火器(17b)；该点火器(17b)选自下列其一：电棒(173)、火星塞(174)。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，助燃点火装置(14)是设于一与后燃器(12)连接并可供拆装及调整距离的连接管(164)上；该助燃点火装置(14)的雾化喷嘴(16)设置在连接管(164)的一端，而助燃器(17)是设在前述雾化喷嘴(16)所喷出的雾化油气经过后会燃烧的位置，该助燃器(17)与控制器(18)之间设有一供升压用的点火线圈(29)。
根据上述的柴油引擎之后燃加温装置，其特征在于：该雾化喷嘴(16)为由一连接空气供给系统(20)的入气管(161)、一连接油路供给系统(19)的入油管(162)、及一结合前述能使油气混合后再雾化喷出的喷管(163)所组成。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该油路供给系统(19)为由一能自动补充油量的油杯(21)、一能调整管路油压的调压阀(22)、一能控制入油的电磁阀(23)、及一供应油源的油箱(24)所组成；前述油杯(21)内枢设一浮筒(211)、及一受浮筒(211)升降而封闭或开放燃油入口(212)的针阀(213)。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，该空气供给系统(20)为由一供储存空气用的第一储气筒(25)、一产生空气源的空压产生器(26)、一调整管路压力的调压阀(27)、及一控制入气的电磁阀(28)所组成。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，该空气补给系统(30)为由一储存空气的第二储气筒(32)、一控制及产生空气源的空压产生器(26)、一调整管路压力的调压阀(33)、及一控制入气的电磁阀(34)所组成，又该空气补给系统(30)设有至少一支能供给空气给后燃器(12)的喷气管(31)。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，该喷气管(31)为径向设置于后燃器(12)内。
根据上述的柴油引擎的后燃加温装置，该喷气管(31)为设置于连接管(164)上。
本实用新型与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：
本实用新型是先使废气经过后燃器(12)高温燃烧后，使废气高达350℃以上后再进入触媒转化器(13)内；而经由触媒转化器(13)氧化还原后，使废气转化成为无污染的气体排出；如此就能使柴油车不再有陶瓷滤蕊积碳及背压问题，也无需再将陶瓷滤蕊再生处理，遂能减少了人力、时间、及财务开销，更不会有空气污染问题。
本实用新型柴油引擎的后燃加温装置适合安装在柴油车上，并与引擎排气管连接，所使用的电力来源为车上已有的蓄电器(35)，而空压产生器(26)则是车上原有的气压式剎车打气机，故无需另外加装空气压缩机。
本实用新型的雾化助燃点火装置(14)，是以雾化喷嘴(16)与助燃器(17)共构实施，其中，雾化喷嘴(16)是依据柏努利原理将柴油雾化喷出，经助燃器(17)产生高温或是点火，使雾化油气达到燃点自燃，后而在后燃器(12)内高温燃烧，由于燃烧温度能维持在300℃以上，所以能将废气中的碳粒子(C)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)氧化成二氧化碳(CO2)及水(H2O)排出，能解决柴油车无法加装电热加温装置的问题。
本实用新型的空气补给系统(30)供给空气以维持后燃器(12)内的燃烧，并以喷气管(31)衔接设置靠近助燃器(17)处，藉由空气气流流动使碳粒不易附着堆积在助燃器(17)上，且辅助气体流动的流向及避免废气的流窜。
本实用新型的控制器(18)能用于控制后燃器(12)的温度，当温度高于默认值时，可令油路供给系统(19)、空气供给系统(20)中的电磁阀(23、28、34)立即停电，并切断油路供给、空气供给，如此便不再加热；反之，当温度过低时，可令油路供给系统(19)、空气供给系统(20)中的电磁阀(23、28、34)立即得电，而使油路供给、空气供给正常运作，而开始进行加热；据此，能使后燃器(12)内的温度始终维持在一高温状态，并同时达到安全使用效果。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的构造示意图；
图2为图1的助燃点火装置的构造图；
图3为图1的助燃点火装置配合多喷气管实施的构造图；
图4本实用新型第二实施例的构造示意图；
图5为图4的助燃点火装置的构造图；
图6为图4的助燃点火装置的另一使用形态构造图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例加以说明：
如图1所示为本实用新型第一实施例的构造示意图，图2所示为图1的助燃点火装置的构造示意图，图3所示为图1的助燃点火装置配合多喷气管实施的构造图。
图中揭示出一种柴油引擎的后燃加温装置，其包括一结合在引擎排烟管(11)后的后燃器(12)、一结合在后燃器(12)后的触媒转化器(13)，前述后燃器(12)的一侧设有一助燃点火装置(14)、另侧则设有一感温装置(15)，前述助燃点火装置(14)包括一能产生适当油气混合比的雾化喷嘴(16)及一能使油气达燃点的助燃器(17)；前述雾化喷嘴(16)的前置装置包括一能供油给雾化喷嘴(16)的油路供给系统(19)、及一能供给空气给雾化喷嘴(16)的空气供给系统(20)；前述后燃器(12)设有一能补充后燃器(12)空气以达助燃的空气补给系统(30)；以及前述助燃点火装置(14)、感温装置(15)、油路供给系统(19)、空气供给系统(20)、空气补给系统(30)皆与蓄电器(35)及控制器(18)保持电性连接。
上述由能产生适当油气混合比的雾化喷嘴(16)及一能使油气达到燃点的助燃器(17)的配合，让废气在后燃器(12)内经过高温燃烧后，使废气能以高达350℃以上的温度，进入触媒转化器(13)内；经由触媒转化器(13)氧化还原处理后，使废气转化成为无污染的气体排出。
其次，雾化的油气燃烧后，仍需有足够的空气使其燃烧，因此后燃器(12)设有一能补充空气以达助燃的空气补给系统(30)，能让空气足以供雾化的油气，在后燃器(12)内维持燃烧状态，并藉由空气气流流动使碳粒不易附着堆积在助燃器(17)上，且辅助气体流动的流向及避免废气的流窜。
再者，控制器(18)能用于控制后燃器(12)的温度，当温度高于默认值时(如410℃)，可令油路供给系统(19)、空气供给系统(20)中的电磁阀(23、28、34)立即停电，并切断油路供给、空气供给，如此便不再加热；反之，当温度过低时(如390℃)，可令油路供给系统(19)、空气供给系统(20)中的电磁阀(23、28、34)立即得电，而使油路供给、空气供给正常运作，而开始进行加热；据此，能使后燃器(12)内的温度始终维持在一定的高温状态，同时也达到安全使用效果。
上述助燃器(17)如图2所示的电热装置(17a)；该电热装置(17a)前端间隔至少设有二个金属导棒(171)，在金属导棒(171)间衔接能产生电阻的电热丝(172)。前述电热装置(17a)是以电热丝(172)衔接二金属导棒(171)，其最大优点是能使用直流电，在电热丝(172)通电增温后能迅速形成高温通红状态，当雾化的油气与其接触后即瞬间燃烧，不会因气体流动过强、过快而使火焰吹熄或产生火花，即使在火焰熄灭后亦能轻易地再度点燃，更不会因雾化的柴油附着而发生不易点燃的问题出现，因此燃烧温度能维持在300℃以上。
上述助燃点火装置(14)是设于一与后燃器(12)连接并可供拆装及调整距离的连接管(164)上；该助燃点火装置(14)的雾化喷嘴(16)设置在连接管(164)的一端，而助燃器(17)设于能使前述雾化喷嘴(16)所喷出的雾化油气经过后会燃烧的位置处，又该助燃器(17)与控制器(18)之间设有一供升压用的点火线圈(29)。
其次，采用低电压的点火线圈(29)，能使助燃器(17)前端的二电棒(173)，因瞬间高压点火而使雾化的油气遇火燃烧，亦能降低成本且便于制造。
再者，该雾化喷嘴(16)是由一连接空气供给系统(20)的入气管(161)、一连接油路供给系统(19)的入油管(162)、及一结合前述能使油气混合后再雾化喷出的喷管(163)所组成。
其中，雾化喷嘴(16)如图2所示为一柏努利喷管，雾化喷嘴(16)的喷油动作是一种柏努利效应，为气体入于入气管(161)后，造成入油管(162)内真空形成负压状态，由于压力差，而使大气压力挤压油杯(21)内的柴油，使柴油流经连通管(214)而至喷管(163)，并洒入经过的空气中而造成雾化喷出。
上述该油路供给系统(19)为由一能自动补充油量的油杯(21)、一能调整管路油压的调压阀(22)、一能控制入油的电磁阀(23)、及一供应油源的油箱(24)所组成；前述油杯(21)内枢设一浮筒(211)、及一受浮筒(211)升降而封闭或开放燃油入口(212)的针阀(213)。
其中，前述调压阀(22)可调整管路内的流量，该电磁阀(23)在通电后能使油箱(24)内的柴油经管路流至油杯(21)内，反之，则不流出。
再者，前述油杯(21)内的柴油不足时，浮筒(211)会下降而使针阀(213)开启燃油入口(212)，使柴油迅速流入油杯(21)内，直至油满使浮筒(211)上升至针阀(213)将燃油入口(212)封闭后，就不再使柴油流入。
上述该空气供给系统(20)为由一供储存空气用的第一储气筒(25)、一产生空气源的空压产生器(26)、一调整管路压力的调压阀(27)、及一控制入气的电磁阀(28)所组成。
其中，调压阀(27)能调整管路内空气压力，而电磁阀(28)在通电后能使第一储气筒(25)内的气体经过管路而至助燃点火装置(14)，反之，则不流出。
上述该空气补给系统(30)为由一储存空气的第二储气筒(32)、一控制及产生空气源的空压产生器(26)、一调整管路压力的调压阀(33)、及一控制入气的电磁阀(34)所组成，又该空气补给系统(30)设有至少一支能供给空气给后燃器(12)的喷气管(31)。
其中，当空气由空压产生器(26)产生，经第二储气筒(32)进入喷气管(31)内后，再以其设有的数支喷气管(31)，将空气导入于后燃器(12)内，用以补充燃烧时氧气量不足及避免积碳等问题点发生；前述空气补给系统(30)与空气供给系统(20)的空压产生器(26)是为同一空压源，该空压源是为柴油车上原有的剎车打气机。
上述该喷气管(31)如图1所示是设置于连接管(164)上；能在第一时间内，将燃烧时不足的氧气量补充完毕，并能获得较佳的燃烧效果，并藉由喷气管(31)喷出的空气气流流动，使碳粒不易附着堆积在金属导棒(171)及电热丝(172)上，且辅助气体流动的流向及避免废气的流窜。
其次，图3所示的助燃点火装置(14)有别于图2，其在助燃点火装置(14)周遭设有至少一支以上结合在后燃器(12)侧缘的喷气管(31)，其能使油气在接触助燃器(17)燃烧后，提供足够的空气供应雾化的油气燃烧；而数个喷气管(31)皆是由同一空气补给系统(30)供给空气，亦可与连接管(164)结合以配合助燃点火装置运作；此外，祇要助燃点火装置(14)的雾化喷嘴(16)所喷出的雾化油气经电热丝助燃器(17)点火燃烧，其雾化喷嘴(16)与电热丝助燃器(17)即能分开设置于后燃器(12)、及连接管(164)(未揭)，此种的实施例能容易设置制作、安装及维护。
此外，为维持雾化的油气在燃烧后的燃烧作用，则空气补给系统(30)与后燃器(12)之间供应空气的连接技术手段(如可采用三通管、四通管等可分流的连通管)、以及使空气气流吹向已燃烧油气的流向设置位置，就不限于仅单一使用至少一支以上的喷气管(31)朝已燃烧油气环状排列设置，因此祇要在后燃器(12)内，能使油气燃烧后能供给足够空气燃烧的设计，皆应涵属于本新型专利范围内。
如图4所示为本实用新型第二实施例的构造示意图，图5所示为图4的助燃点火装置的构造图，图6所示为图4的助燃点火装置的另一使用形态构造图。
本实施例与上述第一实施例不同处在于助燃器(17)除了为电热装置(17a)外，也能为产生火花使油气燃烧的点火器(17b)；该点火器(17b)选自下列其一：如图5的电棒(173)、如图6的火星塞(174)。其中，电棒(173)与火星塞(174)，皆是以瞬间高压点火，使雾化的油气，遇到产生的火花而燃烧，且整体的构造简单，能方便生产与维修安装。
上述图5中揭示的助燃点火装置(14)是藉由点火器(17b)瞬间产生火花，而使其点燃由雾化喷嘴(16)喷出的雾化油气，容易装置与制作、安装及维护方便。而图6所示的助燃点火装置(14)，是在于使用一般的火星塞(174)作为点火器(17b)，也非常容易装置与制作、安装及维护方便，关于火星塞(174)的点火原理及作用为公知常识，在此即不予赘述。
前述中，能使油气自燃的点火器或助燃器已有数种，本新型无法一一揭露，因此举凡能在后燃器(12)内使油气自燃的点火器或助燃器，皆应涵属于本实用新型的专利范围内。
在上述的说明中，关于油路供给系统(19)、空气供给系统(20)、及空气补给系统(30)的管路都备有空气滤清器或油路滤清器，此为一般空压、油压基本滤化配备，在本案图式中皆予省略而未予揭示。
其次，后燃器(12)的内、外两缘之间设置隔热层(121)作为隔热保温之用，此为传统隔热技术，在本案中即不予详加说明。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1. 一种柴油引擎的后燃加温装置，其包括一结合在引擎排烟管(11)后的后燃器(12)、一结合在后燃器(12)后的触媒转化器(13)，其特征在于：
前述后燃器(12)的一侧设有一助燃点火装置(14)、另侧则设有一感温装置(15)，前述助燃点火装置(14)包括一能产生适当油气混合比的雾化喷嘴(16)及一能使油气达到燃点的助燃器(17)；
前述雾化喷嘴(16)的前置装置包括一能供油给雾化喷嘴(16)的油路供给系统(19)、及一能供给空气给雾化喷嘴(16)的空气供给系统(20)；
前述后燃器(12)设有一能补充后燃器(12)空气以达助燃的空气补给系统(30)；以及
前述助燃点火装置(14)、感温装置(15)、油路供给系统(19)、空气供给系统(20)、空气补给系统(30)皆与蓄电器(35)及控制器(18)保持电性连接。
2. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：助燃器(17)为电热装置(17a)；该电热装置(17a)前端间隔设有至少二个金属导棒(171)，在金属导棒(171)间衔接有能产生电阻的电热丝(172)。
3. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：助燃器(17)为能产生火花使油气燃烧的点火器(17b)；该点火器(17b)选自下列其一：电棒(173)、火星塞(174)。
4. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：助燃点火装置(14)是设于一与后燃器(12)连接并可供拆装及调整距离的连接管(164)上；该助燃点火装置(14)的雾化喷嘴(16)设置在连接管(164)的一端，而助燃器(17)是设在前述雾化喷嘴(16)所喷出的雾化油气经过后会燃烧的位置处，该助燃器(17)与控制器(18)的间设有一供升压用的点火线圈(29)。
5. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该雾化喷嘴(16)为由一连接空气供给系统(20)的入气管(161)、一连接油路供给系统(19)的入油管(162)、及一结合前述能使油气混合后再雾化喷出的喷管(163)所组成。
6. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该油路供给系统(19)为由一能自动补充油量的油杯(21)、一能调整管路油压的调压阀(22)、一能控制入油的电磁阀(23)、及一供应油源的油箱(24)所组成；前述油杯(21)内枢设一浮筒(211)、及一受浮筒(211)升降而封闭或开放燃油入口(212)的针阀(213)。
7. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该空气供给系统(20)为由一供储存空气用的第一储气筒(25)、一产生空气源的空压产生器(26)、一调整管路压力的调压阀(27)、及一控制入气的电磁阀(28)所组成。
8. 如权利要求1所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该空气补给系统(30)为由一储存空气的第二储气筒(32)、一控制及产生空气源的空压产生器(26)、-调整管路压力的调压阀(33)、及一控制入气的电磁阀(34)所组成，又该空气补给系统(30)设有至少一支能供给空气给后燃器(12)的喷气管(31)。
9. 如权利要求8所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该喷气管(31)径向设置于后燃器(12)内。
10. 如权利要求8所述的柴油引擎的后燃加温装置，其特征在于：该喷气管(31)设置于连接管(164)上。
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|---|---|---|---|---|
| CN103104318A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-15 | 贵州黄帝车辆净化器有限公司 | 柴油发动机排气后处理装置专用加热棒及加热棒功能分布 |
| CN104454086A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-03-25 | 山东大学 | 一种带有燃烧器的dpf主动再生系统 |
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2007
- 2007-07-31 CN CNU2007201283624U patent/CN201096000Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103104318A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-15 | 贵州黄帝车辆净化器有限公司 | 柴油发动机排气后处理装置专用加热棒及加热棒功能分布 |
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