JP2010078315A - 火炎グロープラグ - Google Patents
火炎グロープラグ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010078315A JP2010078315A JP2009217555A JP2009217555A JP2010078315A JP 2010078315 A JP2010078315 A JP 2010078315A JP 2009217555 A JP2009217555 A JP 2009217555A JP 2009217555 A JP2009217555 A JP 2009217555A JP 2010078315 A JP2010078315 A JP 2010078315A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glow plug
- air
- exhaust gas
- catalytic converter
- flame glow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 71
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 23
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
- F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
- F01N3/0256—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases the fuel being ignited by electrical means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/38—Arrangements for igniting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/07—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
- F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
- F23J15/025—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/14—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
【課題】改良された火炎グロープラグを提供する。
【解決手段】本発明は、火炎グロープラグに関し、この火炎グロープラグは、火炎用の出口開口部を有する燃焼チャンバと、燃焼チャンバに燃料を供給する燃料供給であって、特に遮断可能な燃料供給と、燃焼チャンバに空気流を供給する空気供給と、燃焼チャンバに配設されるか、あるいは燃焼チャンバ内に延在する、特に電気的に作動可能な加熱エレメントである点火装置と、を備える。点火装置は、供給された燃料流および空気流から生じる空気燃料混合物を点火するように形成される。空気供給は、火炎グロープラグをトーチあるいは二次燃料噴射装置として選択的に作動させるように、流量を制御する。本発明は、さらに、排ガスシステムの粒子フィルタの再生装置、燃焼エンジンの排ガスシステム、および再生装置の作動方法に関する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、火炎グロープラグに関し、この火炎グロープラグは、火炎用の出口開口部を有する燃焼チャンバと、燃焼チャンバに燃料を供給する燃料供給であって、特に遮断可能な燃料供給と、燃焼チャンバに空気流を供給する空気供給と、燃焼チャンバに配設されるか、あるいは燃焼チャンバ内に延在する、特に電気的に作動可能な加熱エレメントである点火装置と、を備える。点火装置は、供給された燃料流および空気流から生じる空気燃料混合物を点火するように形成される。空気供給は、火炎グロープラグをトーチあるいは二次燃料噴射装置として選択的に作動させるように、流量を制御する。本発明は、さらに、排ガスシステムの粒子フィルタの再生装置、燃焼エンジンの排ガスシステム、および再生装置の作動方法に関する。
【選択図】図1
Description
本発明は、火炎グロープラグに関し、特に、火炎用の出口開口部を有する燃焼チャンバと、燃焼チャンバに燃料を供給する燃料供給であって、特に遮断可能な燃料供給と、燃焼チャンバに空気流を供給する空気供給と、燃焼チャンバに配設されるか、あるいは燃焼チャンバ内に延在し、かつ供給された燃料流および空気流から生じる空気燃料混合物を点火するように形成される点火装置であって、特に電気的に作動可能な加熱エレメントである点火装置と、を備える火炎グロープラグに関する。
さらに、本発明は、排ガスシステムの粒子フィルタの再生装置、燃焼エンジンの排ガスシステム、および再生装置の作動方法に関する。
周知の火炎グロープラグは、火炎によりエンジンの吸気路において空気を加熱し、ディーゼルエンジンのコールドスタートを補助するために用いられる。
本発明の目的は、火炎グロープラグを使用することができる領域を広げることである。
上記の目的は、請求項1に記載する特徴を有する火炎グロープラグによって実現される。
本発明によると、火炎グロープラグの空気供給は、流量を制御できるように形成される。特に、空気供給は、流量を減少あるいは遮断することができるように形成される。点火装置によって点火可能な空気燃料混合物が形成されない程度まで空気供給が減少すると、燃焼チャンバから火炎が生じない。代わりに、燃焼チャンバから調量可能な燃料流(meterable fuel flow)がもたらされて、これに対応する目的に用いられる。これに対し、空気供給が十分に解放されて、点火可能な空気燃料混合物が燃焼チャンバで形成されると、この混合物は点火装置によって点火される。これにより、対応する火炎が出口開口部から発生して、通常のように用いられる。したがって、本発明による火炎グロープラグは、燃料噴射装置あるいはトーチとして選択的に作動される。
このような火炎グロープラグは、特に、燃焼エンジンの排ガスシステムにおける粒子フィルタの再生に効果的に使用することができる。
燃焼エンジンは、種々の汚染物質を含んだ排ガス流を大気に排出する。汚染物質の排出を減少させる種々の排ガス後処理装置が開発されている。例えば、有害なガス状物質を無害な物質に変換する触媒コンバータや望ましくない固体粒子を捕捉する粒子フィルタなどを用いることができる。例えば、ディーゼル酸化触媒コンバータおよびこの触媒コンバータの下流に配設される粒子フィルタをディーゼルエンジンの排出路に配設する。排ガス流に含まれるすす粒子は粒子フィルタに捕捉されてフィルタ内に捕集される。特定の量が捕捉されると、排ガスの排出物質を防ぎ続けることができるように、捕捉されたすすを粒子フィルタから取り除かなければならない。この手段は再生と呼ばれている。粒子フィルタを再生する共通の方法では、粒子フィルタを特定の温度まで加熱して捕集されたすすを燃焼させる。この方法は、基本的に、所望の加熱装置を用いて行われる。しかし、そのような加熱装置は、すすの着火温度まで粒子フィルタを加熱するため相対的に強力でなければならない。このため、エネルギーに対する要求が高くなるとともに、より設置スペースが必要となる。
したがって、二次燃料噴射(HCドージング:HC dosing)の原理に基づく他の方法が考えられた。この場合、燃料(特に、燃焼していない炭化水素)が触媒コンバータで反応してコンバータを加熱するという原理が利用される。特定温度(通常、着火温度)以降、燃料の発熱反応が生じる。つまり、着火後、独立的に発熱反応が続き、放熱が続く。触媒コンバータは、発熱反応によって十分に加熱されて、捕集されたすすの燃焼に要求される温度まで下流にある粒子フィルタが加熱される。この場合、独立した加熱装置は要求されない。排ガス流への燃料の噴射は、通常、触媒コンバータの直近に配設された噴射装置を用いて行われる。また、例えば、これに続く燃焼領域への燃料の噴射によって、排ガス流への燃料の噴射がエンジン内で行われる。
しかし、着火温度より低い触媒コンバータ温度では、発熱反応が生じない。このため、燃料噴射による粒子フィルタの再生は、燃焼エンジンの特定の作動状態の時だけにしか行われない。さらに、問題として、消費する燃料が増加してしまう。
触媒コンバータの近傍に配設され、トーチとして作動する火炎グロープラグによって、触媒コンバータをいつでも着火温度まで加熱することが可能となる。このように、触媒コンバータの温度が着火温度より高い場合、火炎グロープラグは、二次燃料噴射装置として用いられる。本発明による火炎グロープラグによると、触媒コンバータの温度、つまり燃焼エンジンの作動状態に関係なく粒子フィルタの再生を行うことができる。
火炎グロープラグ自体、あるいは火炎グロープラグの前に配設された1つの構成要素に、空気供給を遮断する手段を配設することができる。空気供給ライン、あるいは火炎グロープラグから離間して配設された空気供給源に制御可能なソレノイドバルブを配設することができる。
望ましくは、空気流を供給するため接続スタブが配設され、該スタブに圧縮空気源に接続された空気ラインが接続される。この接続スタブは、従来の火炎グロープラグに設けられる燃料供給用の接続スタブと同様に設計してもよい。このようにして、火炎グロープラグは、異なる種類の圧縮空気コンテナや圧縮機などを用いる種々の環境において用いられる。この火炎グロープラグでは、接続スタブに適合する自由端部を有する空気ラインだけを配設する必要がある。空気ラインは、クランプ、ねじ留め、固定など種々の方法で接続スタブに取り付けられる。
本発明の好ましい実施例によると、燃焼チャンバは、気密性を有して閉じられた周辺部と、端部に面する単一の入口開口部と、入口開口部に対向して配設された出口開口部と、を備える。このように、燃焼チャンバは、遮断された空気供給によって燃焼チャンバへの外気の流入を妨ぐ、空気閉鎖領域を画定する。燃料流は、燃焼チャンバの出口で空気と混合される。しかし、燃焼チャンバの外側では点火装置は効果的ではないため、この場合、着火は起こらない。
燃焼チャンバは、望ましくは、不浸透性のジャケット面を有する円筒状のスリーブエレメントによって少なくとも部分的に形成される。製造が容易なスリーブエレメントは、燃焼チャンバを取り囲むように従来の火炎グロープラグにも用いられている。しかし、周知の火炎グロープラグには、燃焼チャンバへの空気の流入を許容するように、円筒状のスリーブエレメントのジャケット面に孔(開口)が設けられている。スリーブエレメントから孔を排除することにより、付加的な手段を講じることなく、火炎グロープラグを噴射装置として連続的に作動させることができる所望の空気閉鎖領域を付与することができる。
火炎グロープラグは、燃焼エンジン、特にディーゼルエンジンの排ガス通路において取り付けられるように所望の方法で適切に形成され、排ガス通路における粒子フィルタの再生に用いられる。
本発明のさらなる目的は、排ガスシステムにおける粒子フィルタの再生をより効果的にすることである。
この目的は、燃焼エンジン、特にディーゼルエンジンからの高温の排ガス流を導く排ガス通路と、粒子フィルタの上流で排ガス通路に組み込まれた触媒コンバータ、特に酸化触媒コンバータと、を有する排ガスシステムの粒子フィルタ用の再生装置によって実現する。再生装置は、燃料の発熱反応が生じる反応温度まで触媒コンバータを加熱するトーチを有する。本発明による火炎グロープラグは、トーチとして用いることができる。再生装置は、排ガスシステムおよび燃焼エンジンの少なくとも一方の作動状態に応じて火炎グロープラグの空気供給を制御するように形成された制御装置を少なくとも有する。粒子フィルタの再生を行う必要がある場合に、制御装置によって、火炎グロープラグが要求に応じてトーチまたは噴射装置として作動する。
制御装置は、好ましくは、触媒コンバータの温度が反応温度よりも低く、粒子フィルタの再生が必要な場合に、空気供給を解放する。したがって、例えば、捕集したすす粒子による粒子フィルタの負荷が再生を必要とする程度となった場合であって、例えば、他方では、燃焼エンジンが始動したばかりであるために触媒コンバータの温度が発熱反応には低すぎる場合に、制御装置は、空気供給を解放することにより火炎グロープラグをトーチとして作動させ、二次燃料噴射に要求される温度まで触媒コンバータを効果的かつ迅速に加熱する。
制御装置は、好ましくは、触媒コンバータの温度が反応温度より高く、粒子フィルタの再生が必要な場合に、空気供給を低減あるいは遮断する。したがって、この場合、火炎グロープラグは、二次燃料流を供給する噴射装置として作動する。このように、過度な燃焼運転を回避することができ、二次燃料噴射を介した効果的な方法により粒子フィルタの再生を行うことができる。
触媒コンバータの温度が反応温度よりも高くなると、制御装置は、再び、空気供給を低減あるいは遮断する。したがって、触媒コンバータが要求温度に達するとすぐに、スイッチによってより効率的な加熱が自動的に行われる。
排ガスシステムにおける粒子フィルタの効率的な再生の目的は、本発明による再生装置を有する燃焼エンジンの排ガスシステムによって実現する。
さらに、この目的は、本発明による再生装置の作動方法によって実現する。この作動方法は、排ガスシステムおよび燃焼エンジンの少なくとも一方の作動状態を判断し、粒子フィルタの再生を行う場合、判断された作動状態に応じて、発火性の空気燃料混合物を供給するか、あるいは発火性の空気燃料混合物の供給を抑制するステップを含む。最も効果的な再生方法は、現時点でのエンジン作動状態に応じて選択される。
火炎グロープラグの空気供給が低減あるいは遮断されると、発火性の空気燃料混合物の供給が抑制される。空気供給が過度に制限され、燃焼チャンバに発火性の混合物が形成されない場合、燃焼チャンバの出口開口部から火炎の代わりに調量可能な燃料流が発生する。火炎グロープラグの点火装置は、例えば、燃焼チャンバにおける燃料流の蒸発を促進するために、低減または遮断した空気供給で作動し続ける。これにより、二次噴射の効率が向上する。同様に、燃焼チャンバから発生する燃料流の特性に直接的に影響するように、特に、粒子フィルタにおけるすすの燃焼のため酸素を供給するように、点火装置によって発火する空気燃料混合物の生成に十分でないより少ない量の空気供給を供給することができる。
排ガスシステムの作動状態を判定するために、触媒コンバータの温度が判断される。任意選択で、燃焼エンジンの作動パラメータ、例えば、冷媒温度、作動時間や速度などを判断してもよい。
望ましくは、発火性の空気燃料混合物は、触媒コンバータの温度が反応温度よりも低く、粒子フィルタの再生を行う必要がある場合に付与される。次いで、火炎グロープラグは、トーチとして作動し、触媒コンバータを直接的に加熱する。
対称的に、触媒コンバータの温度が反応温度を超え、粒子フィルタの再生を行う必要がある場合には、発火性の空気燃料混合物の供給は抑制される。この場合、火炎グロープラグは、二次燃料噴射装置として用いられ、より多くのエネルギーを不必要に消費する燃焼作動が回避される。
添付の図面を参照しながら、本発明を以下に説明する。
図1に示す火炎グロープラグ10は、実質的に円筒状のベース本体12を有し、この本体部の一方の端部は、耐熱材を含む円筒状のスリーブエレメント14に面する。スリーブエレメント14は、燃焼チャンバ16を画定し、この燃焼チャンバは、ベース本体12に面する入口開口部18と、ベース本体12から離間した出口開口部20と、ジャケット面22と、を有する。
概略的に示す固定フランジ24は、ベース本体12に設けられる。この固定フランジによって、スリーブエレメント14が排ガス通路26に突出するように、火炎グロープラグ10が燃焼エンジン(図示せず)の排ガス通路26(図2)に取り付けられる。ベース本体12には、燃料流を供給するための第1の接続スタブ28と、空気流を供給するための第2の接続スタブ30とが固定あるいは形成される。第1および第2の接続スタブ28,30は、供給された空気流と燃料流から発火性の空気燃料混合流を生成するベース本体12の準備チャンバ(図示せず)に対して開口している。必要であれば、燃料流および空気流を調量するために付加的な調量装置を接続スタブ28,30あるいは準備チャンバに設けてもよい。空気燃料用の準備チャンバおよび調量装置の具体的な設計は重要ではない。ここで重要なことは、第1の接続スタブ28への燃料供給および第2の接続スタブ30への空気供給によって、発火性の空気燃料混合流が燃焼チャンバ16に排出されることである。ベース本体12には、平行をなす2つの加熱バー32が配設されており、加熱バーの各々は、燃焼チャンバ16へと延びるグロープラグ先端部(図示せず)と、これと対向する側に配設されベース本体12の外方に延びる接続セクション36と、を備える。加熱バー32は、接続セクション36を介して、制御可能な電気エネルギー源に接続される。加熱バー32の数および作業能力は、作動時に燃焼チャンバ16に流入する空気燃料混合流が点火されて燃焼チャンバ16の出口開口部20から火炎が発生するように、設計される。
図1から分かるように、スリーブエレメント14には、孔や開口は一切設けられていない。空気供給30は、流量を調節可能に形成されており、つまり、発火性の空気燃料混合流の発生を抑制するように制限または調節することができる。空気供給30を遮断し、燃料供給28を付与することにより、燃料流が燃焼チャンバ16に流入し、軸方向に流れる。ジャケット面22は、スリーブエレメント14の空気に対して不浸透性であり、外側から燃焼チャンバ16への吸気口を提供しない。空気供給30が遮断されているため、燃焼チャンバ16の出口開口部20から火炎が発生せず、調量された燃料流(metered fuel flow)が生じる。
排ガス通路26用の再生装置は、図1に示す火炎グロープラグ10によって有利に実施される。これについて図2を参照して以下に詳細に説明する。
図2に示す排ガス通路26は、上流に位置する端部27において燃焼エンジンからの高温の排ガス流を受け、排気端部パイプ(図示せず)へと排ガスを導く。この排気端部パイプから排ガスが大気に排出される。排ガス流は、大気に排出される前に、矢印で示すように、排ガス規制のため触媒コンバータ38および粒子フィルタ40を通って流れる。触媒コンバータ38は、ディーゼル酸化触媒コンバータなどの共通の酸化触媒コンバータとすることができる。粒子フィルタ40は、排ガス流に含まれたすす粒子をフィルタリングし内部に捕集するすす粒子フィルタである。粒子フィルタ40の再生装置は、火炎グロープラグ10の形態で触媒コンバータ38の上流に配設される。
火炎グロープラグ10は、第1の接続スタブ28を介して燃料ライン44に接続され、第2の接続スタブ30を介して空気ライン46に接続される。火炎グロープラグ10の加熱バー32は、電気エネルギー源48(例えば、バッテリー)に接続される。燃料ライン44は、概略的に示す燃料源50に接続され、空気ライン46は、概略的に示す圧縮空気源52に接続される。燃料ライン44に第1のソレノイドバルブ54が配設され、空気ライン46に第2のソレノイドバルブ56が配設される。電気エネルギー源48と火炎グロープラグ10との間の接続ライン上に制御可能な電気スイッチ51が配設される。
火炎グロープラグ10は、3つの異なる作動状態に対応する。第1の作動状態では、燃料供給および空気供給がともに遮断され、加熱バー32は作動しない。したがって、火炎グロープラグ10は全体的に作動しない。第2の作動状態では、燃料供給が解放され、空気供給が遮断され、加熱バー32が作動する。したがって、火炎グロープラグ10は、二次噴射装置として作動する。第3の作動状態では、燃料供給および空気供給がともに解放され、加熱バー32が作動する。この場合、火炎グロープラグ10は、トーチとして作動する。
火炎グロープラグ10の各作動状態の制御は、制御装置60により行われる。この制御装置は、電気制御ラインを介して第1のソレノイドバルブ54、第2のソレノイドバルブ56および電気スイッチ51に接続される。図示した実施例では、制御装置60は、火炎グロープラグ10から離間し、電気制御ラインを介して個々の構成要素に接続された独立した制御装置として形成される。別の実施例として、制御装置60を燃焼エンジンの制御装置に組み込んでもよい。
制御装置60は、異なる入力信号を受け、入力信号に応じて火炎グロープラグ10の作動を制御する。制御装置60は、特に、触媒コンバータ温度信号62および粒子フィルタチャージ信号64を受ける。また、粒子フィルタ40の再生を行う必要があるか、あるいは触媒コンバータ38の温度が着火温度より上昇しているかなどの判断に関する種々の他の入力信号を用いてもよい。
粒子フィルタチャージ信号64により粒子フィルタ40の再生を実行の必要性が示されると、制御装置60は、触媒コンバータ温度信号62を参照して、触媒コンバータ38の温度が、噴射された燃料の発熱反応が生じる反応温度を下回っているかを確認する。反応温度を下回っている場合、火炎グロープラグ10をトーチとして作動させて、排ガス通路26および触媒コンバータ38を加熱する。次いで、制御装置60は、触媒コンバータ温度信号62を参照して、触媒コンバータの温度の確認を継続的に行う。触媒コンバータの温度が、上記反応温度を超えるとすぐに、制御装置60は、火炎グロープラグ10の空気供給を遮断し、火炎グロープラグ10を噴射装置として作動して、これにより、燃焼されていない液化炭化水素が排ガス流に噴射される。これらは、触媒コンバータ38において発熱反応を起こし、これにより、放熱が生じ、触媒コンバータの温度が上昇する。直接的に近接して配設された触媒コンバータ38および粒子フィルタ40は、噴射された燃料の発熱反応によって、粒子フィルタ40内のすす粒子の燃焼、したがって粒子フィルタ40の再生が十分に行われる温度まで加熱される。
実施例に示す空気供給を遮断する手段は、一方では、空気に対して不浸透性であるジャケット面22を含むスリーブエレメント14に存在し、他方では、第2のソレノイドバルブ56に存在する。しかし、種々の種類のシャットオフバルブを、種々の位置に用いてもよい。例えば、火炎グロープラグ10や圧縮空気源52にソレノイドバルブ56を直接的に配設してもよい。ここで重要なことは、火炎グロープラグの空気供給が制御された方法で十分に減少または遮断されて、火炎の生成を伴わず所望の時間間隔で燃料流の排出が許容されることである。
上記の再生方法により、燃焼エンジンや排ガスシステムの所望の作動状態の間(例えば、燃焼エンジンの始動直後など)、所望の回数にわたって粒子フィルタ40の再生を行うことができる。望ましくは、製造することが容易である単一のコンパクトな構成要素、具体的には、本発明による火炎グロープラグ10だけが要求される。粒子フィルタ40をすすの燃焼温度まで直接加熱するために、コスト高でかつ多くの空間を必要とする加熱装置は必要とされなくなる。本発明による再生方法は、工場や自動車産業における種々の燃焼エンジンに用いることができる。
10 火炎グロープラグ
12 ベース本体
14 スリーブエレメント
16 燃焼チャンバ
18 入口開口部
20 出口開口部
22 ジャケット面
24 固定フランジ
26 排ガス通路
28 第1の接続スタブ
30 第2の接続スタブ
32 加熱バー
36 接続セクション
38 触媒コンバータ
40 粒子フィルタ
44 燃料ライン
46 空気ライン
48 電気エネルギー源
50 燃料源
51 スイッチ
52 圧縮空気源
54 第1のソレノイドバルブ
56 第2のソレノイドバルブ
60 制御装置
62 触媒コンバータ温度信号
64 粒子フィルタチャージ信号
12 ベース本体
14 スリーブエレメント
16 燃焼チャンバ
18 入口開口部
20 出口開口部
22 ジャケット面
24 固定フランジ
26 排ガス通路
28 第1の接続スタブ
30 第2の接続スタブ
32 加熱バー
36 接続セクション
38 触媒コンバータ
40 粒子フィルタ
44 燃料ライン
46 空気ライン
48 電気エネルギー源
50 燃料源
51 スイッチ
52 圧縮空気源
54 第1のソレノイドバルブ
56 第2のソレノイドバルブ
60 制御装置
62 触媒コンバータ温度信号
64 粒子フィルタチャージ信号
Claims (18)
- 火炎用の出口開口部(20)を有する燃焼チャンバ(16)と、
燃焼チャンバ(16)に燃料流を供給する燃料供給であって、特に遮断可能な燃料供給と、
燃焼チャンバ(16)に空気流を供給する空気供給と、
燃焼チャンバ(16)に配設されるか、燃焼チャンバ(16)内に延在する点火装置(32)であって、特に電気的に作動する加熱エレメントである点火装置と、
を備え、
点火装置は、供給された燃料流および空気流から生じる空気燃料混合物を点火するように形成され、
空気供給は、流量を制御可能であることを特徴とする火炎グロープラグ(10)。 - 空気供給は、流量を減少可能でありかつ遮断可能であるか、あるいは流量を減少可能であるかまたは遮断可能であることを特徴とする請求項1に記載の火炎グロープラグ(10)。
- 空気供給を制御する手段は、火炎グロープラグ(10)に設けられるか、あるいは火炎グロープラグの前に接続された構成要素に設けられることを特徴とする請求項1,2のいずれかに記載の火炎グロープラグ(10)。
- 接続スタブ(30)は、空気を供給するために空気ライン(46)に対して設けられ、特に、圧縮空気源(52)に接続された空気ラインに接続されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の火炎グロープラグ(10)。
- 燃焼チャンバ(16)は、気密性を有する周辺部(22)と、端部に面する入口開口部(18)と、入口開口部(18)に対向する出口開口部(20)と、を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の火炎グロープラグ(10)。
- 燃焼チャンバ(16)は、空気に対して不浸透性であるジャケット面(22)を有する円筒状のスリーブエレメント(14)によって少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の火炎グロープラグ(10)。
- 燃焼エンジン、特にディーゼルエンジンの排ガス通路(26)において取り付けられるように形成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の火炎グロープラグ(10)。
- 排ガスシステムの粒子フィルタ(40)用の再生装置であって、該排ガスシステムは、燃焼エンジン、特にディーゼルエンジンからの高温の排ガス流を導く排ガス通路(26)と、粒子フィルタ(40)の上流で排ガス通路(26)に組み込まれた、特に酸化触媒コンバータである触媒コンバータ(38)と、を備え、
再生装置は、燃料の発熱反応が起こる反応温度まで触媒コンバータ(38)を加熱可能なトーチを備え、
前記トーチとして請求項1〜7のいずれかに記載の火炎グロープラグ(10)が設けられ、
再生装置は、排ガスシステムおよび燃焼エンジンの少なくとも一方の作動状態に応じて、火炎グロープラグ(10)の空気供給を制御する少なくとも1つの制御装置(60)を含むことを特徴とする再生装置。 - 再生装置(60)は、触媒コンバータ(38)の温度が反応温度よりも低く、粒子フィルタ(40)の再生を実行する必要がある場合に、空気供給を解放するように形成されることを特徴とする請求項8に記載の再生装置。
- 再生装置(60)は、触媒コンバータ(38)の温度が反応温度よりも高く、粒子フィルタ(40)の再生を実行する必要がある場合に、空気供給を低減または遮断するように形成されることを特徴とする請求項8,9のいずれかに記載の再生装置。
- 制御装置(60)は、触媒コンバータ(38)の温度が反応温度よりも高くなった場合、空気供給を再び低減または遮断するように形成されることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の再生装置。
- 燃焼エンジン、特にディーゼルエンジンの排ガスシステムであって、
燃焼エンジンからの高温の排ガス流を導く排ガス通路(26)と、
粒子フィルタ(40)と、
粒子フィルタ(40)の上流で排ガス通路(26)に組み込まれた、特に酸化触媒コンバータである触媒コンバータ(38)と、
を備え、
請求項8〜11のいずれかに記載された再生装置を含むことを特徴とする排ガスシステム。 - 請求項8〜11のいずれかに記載の再生装置の作動方法であって、
排ガスシステムおよび燃焼エンジンの少なくとも一方の作動状態を判断し、
粒子フィルタ(40)の再生時に、判断された作動状態に応じて、発火性の空気燃料混合物を供給するか、あるいは発火性の空気燃料混合物の供給を抑制することを特徴とする再生装置運転方法。 - 火炎グロープラグ(10)の空気供給が低減あるいは遮断されて、発火性の空気燃料混合物の供給が抑制されることを特徴とする請求項13に記載の再生装置運転方法。
- 火炎グロープラグ(10)の点火装置(32)は、低減あるいは遮断された空気供給で作動することを特徴とする請求項14に記載の再生装置運転方法。
- 排ガスシステムの作動状態を判断するために触媒コンバータ(38)の温度が判断されることを特徴とする請求項13〜15のいずれかに記載の再生装置運転方法。
- 触媒コンバータ(38)の温度が反応温度よりも低く、粒子フィルタ(40)の再生を実行する必要がある場合に、発火性の空気燃料混合物が供給されることを特徴とする請求項13〜16のいずれかに記載の再生装置運転方法。
- 触媒コンバータ(38)の温度が反応温度よりも高く、粒子フィルタ(40)の再生を実行する必要がある場合に、発火性の空気燃料混合物の供給が抑制されることを特徴とする請求項13〜17のいずれかに記載の再生装置運転方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008048529A DE102008048529A1 (de) | 2008-09-23 | 2008-09-23 | Flammglühkerze |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010078315A true JP2010078315A (ja) | 2010-04-08 |
Family
ID=41278318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009217555A Pending JP2010078315A (ja) | 2008-09-23 | 2009-09-18 | 火炎グロープラグ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8424291B2 (ja) |
EP (1) | EP2166204A1 (ja) |
JP (1) | JP2010078315A (ja) |
DE (1) | DE102008048529A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010034132A1 (de) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Bestimmen von Betriebsparametern eines externen Brenners in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine |
US9027331B2 (en) | 2013-02-27 | 2015-05-12 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Exhaust aftertreatment burner with preheated combustion air |
US8991163B2 (en) | 2013-02-27 | 2015-03-31 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Burner with air-assisted fuel nozzle and vaporizing ignition system |
US8959902B2 (en) | 2013-02-27 | 2015-02-24 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Exhaust treatment burner and mixer system |
US9027332B2 (en) | 2013-02-27 | 2015-05-12 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Ion sensor with decoking heater |
US9534525B2 (en) | 2015-05-27 | 2017-01-03 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Mixer assembly for exhaust aftertreatment system |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3734197A1 (de) * | 1987-10-09 | 1989-04-20 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum entfernen von festkoerperpartikeln, insbesondere russteilchen, aus dem abgas einer brennkraftmaschine |
DE4239079A1 (de) * | 1992-11-20 | 1994-05-26 | Pierburg Gmbh | Brennersystem zur Abgasentgiftung bzw. -reinigung einer Brennkraftmaschine |
DE10062956A1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-06-20 | Bosch Gmbh Robert | Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Abgasreinigung |
DE20115464U1 (de) * | 2001-09-19 | 2001-11-29 | Huss Umwelttechnik Gmbh | Brenner |
JP2004324587A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
US7032376B1 (en) * | 2003-08-27 | 2006-04-25 | Southwest Research Institute | Diesel fuel burner for diesel emissions control system |
DE102004049048A1 (de) * | 2004-10-08 | 2006-04-13 | Huss Umwelttechnik Gmbh | Glühkerzenstutzen/Lufteinleitung/Steuerungsverfahren |
US20070039315A1 (en) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Liang Cho Y | Combustion chamber |
DE102005054733A1 (de) | 2005-11-17 | 2007-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Brenner zur Katalysatoraufheizung mit gesteuerter oder geregelter Kraftstoffzuführung |
DE102006015841B3 (de) * | 2006-04-03 | 2007-08-02 | TWK Engineering Entwicklungstechnik (GbR) (vertretungsberechtigte Gesellschafter Herrn Thomas Winter, Jagdhaus am Breitenberg, 56244 Ötzingen und Herrn Waldemar Karsten, Am Merzenborn 6, 56422 Wirges) | Verfahren zur Erzeugung von Heißgas |
FR2902137B1 (fr) | 2006-06-07 | 2008-08-01 | Jean Claude Fayard | Bruleur et procede pour la regeneration de cartouches de filtration et dispositifs equipes d'un tel bruleur |
-
2008
- 2008-09-23 DE DE102008048529A patent/DE102008048529A1/de not_active Withdrawn
-
2009
- 2009-09-18 JP JP2009217555A patent/JP2010078315A/ja active Pending
- 2009-09-22 US US12/564,713 patent/US8424291B2/en active Active
- 2009-09-22 EP EP09012030A patent/EP2166204A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2166204A1 (de) | 2010-03-24 |
US20100083925A1 (en) | 2010-04-08 |
US8424291B2 (en) | 2013-04-23 |
DE102008048529A1 (de) | 2010-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101168149B1 (ko) | 핫 개스 제조 장치와 방법, 디젤 미립자 필터 시스템, 전자장치 및 컴퓨터 프로그램 제품 | |
US8959902B2 (en) | Exhaust treatment burner and mixer system | |
US20110289906A1 (en) | Miniature Regeneration Unit | |
US20140238000A1 (en) | Burner With Air-Assisted Fuel Nozzle And Vaporizing Ignition System | |
US20090180937A1 (en) | Apparatus for Directing Exhaust Flow through a Fuel-Fired Burner of an Emission Abatement Assembly | |
EP2229511B1 (en) | Method and apparatus for operating an emission abatement assembly | |
JP2011094625A (ja) | 内燃エンジン排気システム | |
JP5468263B2 (ja) | 後処理を伴う空気処理システム | |
JP2010078315A (ja) | 火炎グロープラグ | |
EP2240672B1 (en) | Method and apparatus for cleaning electrodes of a fuel-fired burner of an emission abatement assembly | |
JP2007009701A (ja) | エンジンの排ガス浄化装置 | |
JPH04318214A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
US20090178391A1 (en) | Method and apparatus for operating an emission abatement assembly | |
JP6349535B2 (ja) | 排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置 | |
JP6811368B2 (ja) | 排気温度昇温装置 | |
US20170051710A1 (en) | Burner and fuel vaporizing device | |
JP2941800B1 (ja) | 黒煙除去装置 | |
KR102639057B1 (ko) | 촉매 컨버터 재생 중에도 지속적으로 유해물질 제거가 가능한 배기가스 유해물질 저감 시스템 및 이를 이용한 배기가스 유해물질 저감 방법 | |
US20090178389A1 (en) | Method and Apparatus for Controlling a Fuel-Fired Burner of an Emission Abatement Assembly | |
JP3552562B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2004003400A (ja) | 内燃機関におけるフィルター再生装置 | |
JPH04502051A (ja) | 煤フィルタを清浄する方法および装置 | |
KR19980010435U (ko) | 배기가스 가열 장치를 갖는 배기장치 | |
JP2012047059A (ja) | 内燃機関の排気加熱装置および方法 | |
JPS59158309A (ja) | 内燃機関における排気微粒子捕集用トラツプの再生用バ−ナの制御装置 |