CN207936120U - 一种用于dpf再生系统的涡轮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，包括：过滤器安装在进气口处，启动机构安装在过滤器的后侧，与主轴连接，进气压缩装置设置在启动机构的后侧，通过连接器与启动机构连接，其中进气压缩装置套接在主轴上，扩压器位于进气压缩装置的后侧，与主轴通过扩压器轴承连接，燃烧室位于扩压器的后侧，燃烧室的前端与扩压器固定连接，燃烧室的后端与导向器固定连接，主轴贯穿燃烧室，雾化器安装在燃烧室的前端内侧，并与主轴连接，导向器与主轴连接，涡轮位于导向器的后侧，安装在燃烧器外壳的排气口处，并与主轴连接。本实用新型通过将进气压缩和扩压，与离心雾化的燃油在环形燃烧室充分燃烧，产生高温高压的排气，大大提高了再生效率。

Description

一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及DPF再生技术领域，特别涉及一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器。

背景技术

随着柴油车保有量以及环境污染的压力与日剧增，用于控制柴油机尾气排放的标准越来越严格。DPF(Diesel Particulate Filter微粒捕集器)技术是目前满足柴油机尾气排放的法规对颗粒物排放要求最有效的方法。DPF(Diesel Particulate Filter微粒捕集器) 技术主要式使尾气通过布置在排气管中的过滤材料，利用碰撞、吸附、拦截活重力沉降的原理将颗粒物从气流中分离出来。随着过滤材料上的颗粒物的累积，导致过滤孔堵塞，使排气阻力增加，导致发动机的动力性和经济性同时下降，因此，必须及时除去DPF中的颗粒物，这就是DPF的再生。

现有的DPF再生技术包括主动再生和被动再生，主动再生是利用使外加能源使排气温度达到550℃～600℃而进行再生，被动再生是利用燃油添加剂或催化剂等降低颗粒着火温度，但是以往的各种DPF再生方式存在效率低、系统复杂、运行成本高等问题，因此本实用新型的DPF再生系统采用热再生和机械再生结合的方式进行，而实现这种方式的关键在于设计一种涡轮燃烧器，涡轮燃烧器能够产生一种高温高压排气，将这种高温高压排气输送到DPF上，DPF上的可燃性微粒在高温下能够燃烧，不可燃性微粒在高压排气的冲击下能够从DPF上掉落，大大提高再生效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提出一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，通过将进气压缩和扩压，与离心雾化的燃油在环形燃烧室充分燃烧，产生高温高压的排气，大大提高了再生效率。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，包括：过滤器、启动机构、进气压缩装置、燃烧器进油管、扩压器、雾化器、点活塞、燃烧器外壳、燃烧室、主轴、导向器、涡轮，所述燃烧器外壳上设有进气口、排气口、进油口，进气口和进油口设置在燃烧器外壳的同侧，排气口设置在与进气口相对的一侧，所述点活塞通过安装座固定安装在燃烧器外壳上，燃烧器进油管穿过所述进油口，连接到所述雾化器上，所述启动机构、进气压缩装置、扩压器、雾化器、燃烧室、主轴、导向器、涡轮分别安装在燃烧器外壳的内部，过滤器安装在进气口处，与燃烧器外壳固定连接，启动机构安装在所述过滤器的后侧，与主轴转动连接，所述进气压缩装置设置在启动机构的后侧，通过连接器与启动机构连接，其中进气压缩装置套接在主轴上，所述扩压器位于进气压缩装置的后侧，与主轴通过扩压器轴承连接，燃烧室位于扩压器的后侧，燃烧室的前端与扩压器固定连接，燃烧室的后端与导向器固定连接，主轴贯穿所述燃烧室，所述雾化器安装在燃烧室的前端内侧，并与主轴连接，导向器通过导向器轴承与主轴连接，涡轮位于所述导向器的后侧，安装在燃烧器外壳的排气口处，并与主轴连接。

进一步，所述燃烧室采用环形柱状燃烧室，由燃烧室内壁、燃烧室外壁、前端盖、后端盖组成，所述燃烧室外壁套接在所述燃烧室内壁的外侧，之间有空隙，所述前端盖和所述后端盖分别固定安装在所述燃烧室内壁和燃烧室外壁的前后两端，将燃烧室内壁和外壁进行密封连接，所述前端盖与所述扩压器连接，所述后端盖与所述导向器连接。

进一步，所述燃烧室内壁和所述燃烧室外壁上设有若干个进气孔。

进一步，所述雾化器采用离心雾化器，所述离心雾化器与主轴连接。

进一步，所述启动机构至少采用电机或空气泵。

进一步，所述进气压缩装置至少采用压气轮或进气风扇。

进一步，所述扩压器采用一级或两级扩压器。

本实用新型的优点在于：1、目前现有技术的燃烧器要达到DPF热再生的温度，时间长，效率低的主要原因是不能为燃烧器提供充足的进气，因此本实用新型的空气压缩装置和扩压器，为燃烧提供充足和均匀的进气，提高燃烧器的燃烧温度和效率。

2、目前现有技术全都采用燃油加热塞，加热燃油蒸发的方式进行燃油雾化点燃，结构相比复杂，燃油加热塞在长期使用下可靠性差，本实用新型的雾化器采用高速离心雾化器，使燃油充分燃烧，提高了燃烧器点火燃烧可靠性。

3、本实用新型的燃烧室采用环形柱状燃烧室结构，使燃烧过程充分、稳定可靠，燃烧效率进一步提高。

4、本实用新型排气采用导向器和涡轮，可使燃烧后的排气的温度场更均匀，使DPF均匀再生。

5、本实用新型结构紧凑，性能可靠，可降低系统的零部件的成本和使用过程中维护成本，再生效率高，可延长DPF的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的剖面图；

图2为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的环形柱状燃烧室的结构示意图；

图3-1为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的压气轮的侧视图；

图3-2为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的压气轮的俯视图；

图4-1为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的扩压器的俯视图；

图4-2为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的扩压器的侧视图；

图5-1为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的导向器的侧视图；

图5-2为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的导向器的俯视图；

图6-1为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的涡轮的俯视图；

图6-2为本实用新型的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器的涡轮的侧视图。

其中：1、过滤器；2、启动机构；3、连接器；4、空气压缩装置；5、燃烧器进油管；6、扩压器；7、扩压器轴承；8、雾化器；9、点活塞；10、燃烧器外壳；11、燃烧室；12、主轴；13、导向器；14、导向器轴承；15、涡轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种用于DPF再生系统的涡轮15燃烧器，包括：过滤器1、启动机构2、进气压缩装置、燃烧器进油管5、扩压器6、雾化器8、点活塞9、燃烧器外壳10、燃烧室11、主轴12、导向器13、涡轮15，所述燃烧器外壳10上设有进气口、排气口、进油口，进气口和进油口设置在燃烧器外壳10的同侧，排气口设置在与进气口相对的一侧，所述点活塞9通过安装座固定安装在燃烧器外壳10上，点活塞9一端位于燃烧器外壳10 外侧，与点火机构电连接，另一端伸入燃烧室11内，为燃料和高压进气提供火源。燃烧器进油管5穿过所述进油口，连接到所述雾化器8上，所述启动机构2、进气压缩装置、扩压器6、雾化器8、燃烧室11、主轴12、导向器13、涡轮15分别安装在燃烧器外壳10 的内部，过滤器1安装在进气口处，与燃烧器外壳10固定连接，启动机构2位于在所述过滤器1的后侧，与燃烧器外壳10固定连接，启动机构2的输出轴与主轴12的顶端转动连接，所述进气压缩装置设置在启动机构2的后侧，通过连接器3与启动机构2固定连接，其中进气压缩装置套接在主轴12上，所述扩压器6位于进气压缩装置的后侧，与主轴12 通过扩压器轴承7连接，燃烧室11位于扩压器6的后侧，燃烧室11的前端与扩压器6固定连接，燃烧室11的后端与导向器13固定连接，主轴12贯穿所述燃烧室11，所述雾化器8安装在燃烧室11的前端内侧，并与主轴12连接，导向器13通过导向器轴承14与主轴12连接，涡轮15位于所述导向器13的后侧，安装在燃烧器外壳10的排气口处，并与主轴12连接。

如图2所示，所述燃烧室采用环形柱状燃烧室，由燃烧室内壁、燃烧室外壁、前端盖、后端盖组成，所述燃烧室外壁套接在所述燃烧室内壁的外侧，之间有空隙，所述前端盖和所述后端盖分别固定安装在所述燃烧室内壁和燃烧室外壁的前后两端，将燃烧室内壁和外壁进行密封连接，所述前端盖与所述扩压器连接，所述后端盖与所述导向器连接。

进一步，所述燃烧室内壁和所述燃烧室外壁上设有若干个进气孔，以降低进入环形燃烧室11空气的平均速度，在环形燃烧室11的进气孔形成较均匀稳定进气压力场和速度场。

进一步，所述雾化器采用离心雾化器，所述离心雾化器与主轴连接。需要说明的是，该离心雾化器8为市面上常售的离心雾化器8，其结构不再赘述。

进一步，所述启动机构2至少采用电机或空气泵。

进一步，所述进气压缩装置至少采用压气轮或进气风扇。其中，压气轮的结构示意图如图3-1和图3-2所示，中心开孔，套接在主轴12上，边缘通过连接器3连接到启动机构2如电机上。

进一步，所述扩压器6采用一级或两级扩压器6。如图4-1和图4-2所示，为一级扩压器6，通过扩压器6轴承与主轴12连接。

如图5-1和图5-2所示，导向轮中心开口，边缘设有多个安装孔，中心通过导向器13轴承与主轴12连接，边缘通过安装孔与燃烧室11的后端盖螺栓连接，本实用新型的导向器13为市售导向器13，其具体结构不再赘述。

如图6-1和图6-2所示，涡轮15也为市售涡轮15，其内部结构不再赘述。

进一步，现有技术中主要有三种进气方式，如专利(授权号：CN100595422C，柴油机微粒捕集器主动热再生的方法及其装置)采用排气管尾气作为主要进气源，根据发动机的不同工况辅助进行二次补气，但是存在的问题是：1，排气管尾气中氧的含量低，即时辅助进行二次空气供给，由于发动机工况变化大，系统很难控制二次空气的与排气尾气中氧的含量与燃油的供给精确匹配，造成系统点火不稳定，导致系统造成的二次污染。2，进气压力低。

专利(CN102080587B，一种柴油机微粒捕集器再生装置及再生方法)中虽然增加了风机系统作为进气源，但是风机系统在再生过程中需持续工作，为系统提供进气，且进气压力低。

专利(CN104454086B，一种带有燃烧器的DPF主动再生系统)中虽未明确如何进气，但是本领域技术人员可以得到暗示为从涡轮增压器进入发动机进气管处引入进气，因涡轮增压的进气量与发动机在各个工况上工作时所需进气进行过相关匹配和试验，如由涡轮增压器处引入进气，会对发动机的进气量有影响，导致发动机在某些工况上进气量的不足，影响发动机的性能和排放。

因此本实用新型由过滤器1、启动机构2、空气压缩装置4、扩压器6组成进气结构，具体地，所述进气压缩装置至少采用压气轮或进气风扇，启动机构2启动时，带动主轴 12旋转，主轴12带动压气轮或进气风扇旋转，通过压气轮的叶轮或进气风扇的扇叶的旋转对进气空气进行压缩。压缩后的空气进入扩压器6，进一步对空气进行扩压，产生高压气体，扩压后的空气通过内燃烧室11和外燃烧室11上的进气孔进入内燃烧室11内部，使高压气体与燃料充分混合燃烧。采用这种结构即增加了进气压力，又节省了成本，启动机构2只需在启动时开启一次即可，启动机构2只需在最开始带动主轴12旋转，主轴12 带动进气压缩装置旋转，进气压缩装置通过旋转压缩空气，然后送入扩压器6，再进入燃烧室11，经过与雾化后的燃料混合充分燃烧后，产生高温高压气体，高温高压气体带动涡轮15旋转，涡轮15又进一步带动主轴12旋转，主轴12再带动进气压缩装置继续工作，循环往复，直到停止供气主轴12会一直旋转工作，大大节省了成本。

工作方式:启动机构2启动，带动主轴12旋转，空气从进气口进入，首先过滤，然后进行压缩、扩压后进入环形燃烧室11，燃料经过燃烧器进油管5输送到离心雾化器8上，经过高速离心后进入燃烧室11，燃料和高压进气充分混合，点活塞9点火，使燃料和进气充分燃烧，产生高温高压气体，经导向器13和涡轮15的结合排出该涡轮15燃烧器，进入DPF，进行DPF的机械再生和热再生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，包括：过滤器、启动机构、进气压缩装置、燃烧器进油管、扩压器、雾化器、点活塞、燃烧器外壳、燃烧室、主轴、导向器、涡轮，所述燃烧器外壳上设有进气口、排气口、进油口，进气口和进油口设置在燃烧器外壳的同侧，排气口设置在与进气口相对的一侧，所述点活塞通过安装座固定安装在燃烧器外壳上，燃烧器进油管穿过所述进油口，连接到所述雾化器上，所述启动机构、进气压缩装置、扩压器、雾化器、燃烧室、主轴、导向器、涡轮分别安装在燃烧器外壳的内部，过滤器安装在进气口处，与燃烧器外壳固定连接，启动机构安装在所述过滤器的后侧，与主轴转动连接，所述进气压缩装置设置在启动机构的后侧，通过连接器与启动机构连接，其中进气压缩装置套接在主轴上，所述扩压器位于进气压缩装置的后侧，与主轴通过扩压器轴承连接，燃烧室位于扩压器的后侧，燃烧室的前端与扩压器固定连接，燃烧室的后端与导向器固定连接，主轴贯穿所述燃烧室，所述雾化器安装在燃烧室的前端内侧，并与主轴连接，导向器通过导向器轴承与主轴连接，涡轮位于所述导向器的后侧，安装在燃烧器外壳的排气口处，并与主轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，所述燃烧室采用环形柱状燃烧室，由燃烧室内壁、燃烧室外壁、前端盖、后端盖组成，所述燃烧室外壁套接在所述燃烧室内壁的外侧，之间有空隙，所述前端盖和所述后端盖分别固定安装在所述燃烧室内壁和燃烧室外壁的前后两端，将燃烧室内壁和外壁进行密封连接，所述前端盖与所述扩压器连接，所述后端盖与所述导向器连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，所述燃烧室内壁和所述燃烧室外壁上设有若干个进气孔。

4.根据权利要求3所述的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，所述雾化器采用离心雾化器，所述离心雾化器与主轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，所述启动机构至少采用电机或空气泵。

6.根据权利要求1所述的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，所述进气压缩装置至少采用压气轮或进气风扇。

7.根据权利要求1所述的一种用于DPF再生系统的涡轮燃烧器，其特征在于，所述扩压器采用一级或两级扩压器。