JP2013504718A - ディーゼル後処理システムのためのバーナー - Google Patents

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Abstract

ディーゼル燃焼プロセス(14)からの排気流(12)を処理するディーゼル排気ガス処理システム(10)において使用するバーナー(18)を提供する。本バーナー(18)は、排気流(12)の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーン(42)に流通させる燃焼流路(40)を画成する内側ハウジング(34)と、内側ハウジング(34)を囲繞する外側ハウジング(32)であって、排気流(12)の第2の部分に点火ゾーン(42)を迂回させる環状のバイパス流路(44)を内側ハウジング(34)と外側ハウジング(32)との間に画成する外側ハウジング(32)と、バイパス流路(44)を横断するように延在して、バイパス流路(44)の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガ(50)、及び、内側ハウジング(34)の下流の位置から内方に延在する部分を有する複数の混合フィンガ(52)を備える混合器(48)とを備える。

Description

〔関連出願の相互参照〕
本願は、2009年9月15日付で出願された米国仮出願第61/276,645号の出願日の利益を主張する。米国仮出願第61/276,645号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
〔連邦政府による資金提供を受けた研究又は開発〕
該当無し。
〔マイクロフィッシュ/著作権の参照〕
該当無し。
本発明は、ディーゼル圧縮エンジン等のディーゼル燃焼プロセスからの排気ガスを処理するシステム及び方法に関し、より詳細には、ディーゼル圧縮エンジンからの窒素酸化物(NO)及び粒子状物質(PM)を低減するためのシステムに関する。
環境規制によって、ディーゼル燃焼プロセス、特にディーゼル圧縮エンジンからのNO及びPMの低減を要求する更なる排出限度が求められている。ディーゼル微粒子捕集フィルター(DPF)は、要求されるPMの削減を達成することが可能である。典型的にPMは、煤塵の形態である炭素質微粒子である。しかし、DPFによって得られる微粒子の削減と関連して、要求されるNOの削減を達成できる改良されたシステムも引き続き必要とされている。
この点に関し、DPFに集塵された煤塵と反応する排気中のNOレベルを増加してDPFの所望の再生(多くの場合、受動的再生と称される)を行うために、DPFの上流にディーゼル酸化触媒(DOC)を設けるシステムが提案されている。しかしながら、このようなシステムは、300℃未満の温度では制約が生じ、該システムの他の部分の設計に関わる酸化触媒全体における圧色損失が典型的に生じる。また、水素又は炭化水素燃料等の燃料をDOCの上流に送給して、DPFにおいて華氏600度よりも高い温度を発生させることができる(多くの場合、能動的再生と称される)。
また、そのようなシステム内部にバーナーを備え、ディーゼル燃焼プロセスの下流の排気内の燃料を該バーナーによって点火燃焼して、バーナーの下流の排気処理プロセスのための温度を選択的に増加させることも提案されている。このような提案の例は、Adams J.Kotrba等により「ディーゼル後処理システム」という名称で、2009年4月27日付で出願された、本発明の譲受人に譲受され同時係属中の米国特許出願第12/430,194号に示されている。米国特許出願第12/430,194号は、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
そのようなシステムの現在のバーナーは、その意図する目的には適しているかもしれないが、改良の余地は常にある。例えば、バーナー内に存在する排気流から、損傷する可能性のある高温点(ホットスポット)を除去して適度に均一な排気温度分布をシステムの下流部分に与えることができるように、バーナーから流出する排気を熱混合するもののように、他の排気処理装置をシステム内に備える場合、そのようなバーナーに伴う圧損及び/又は背圧が常に重要となる。
本発明の一形態によれば、ディーゼル燃焼プロセスからの排気流を処理するディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するバーナーを提供する。本バーナーは、排気流の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーンへと流通させる燃焼流路と、該排気流の第2の部分に点火ゾーンを迂回させるバイパス流路と、燃焼流路及びバイパス流路の下流に位置する混合ゾーンであって、それらからの前記排気流の前記第1及び第2の部分が流入する混合ゾーンとを画成するハウジングを備える。また、このバーナーは、点火ゾーンの下流に位置する混合器であって、バイパス流路を横断するように延在して、該バイパス流路の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガと、混合ゾーン内へ延在し、バイパス流路及び燃焼流路からそれぞれ流出する排気流の第1及び第2の部分を衝突させる複数の混合フィンガとを備える混合器を備える。
一特徴として、ハウジングは、外側ハウジングによって囲繞された内側ハウジングを備え、燃焼流路が該内側ハウジングの内部に画成され、バイパス流路が内側ハウジングと外側ハウジングとの間に画成される。
更なる特徴として、内側ハウジング及び外側ハウジングは円筒形状を有し、バイパス流路が内側ハウジングと外側ハウジングとの間に画成される環状断面を有する。また更なる特徴として、混合器は、外側ハウジングの内側面に取り付けられた環状フランジを更に備え、流量制限フィンガ及び混合フィンガは、該フランジの一側部から下流方向に延在している。
更なる特徴において、流量制限フィンガのそれぞれは、外側ハウジングから末端部まで内方に延在し、該末端部が、内側ハウジングから、選択された距離だけ離間して、末端部と内側ハウジングとの間に制限流量間隙を画成している。
更なる特徴によれば、混合フィンガのそれぞれは、外側ハウジングに沿って、内側ハウジングの下流の位置に延在し、そして該位置から混合ゾーン内の位置まで内方に延在している
一特徴において、混合器は、スタンピングにより成形された単一のシート状金属片から作られる。
一特徴によれば、流量制限フィンガ及び混合フィンガは、混合器の長さに沿って交互に配置されている。更なる特徴として、混合器の該長さは、バイパス流路によって画成される流れ方向に対して横断して延在する周方向長さである。
一特徴として、内側ハウジング、外側ハウジング、及び混合器は、バーナーの組み立て中に互いに接合される製造部品である。
本発明の一特徴によれば、ディーゼル燃焼プロセスからの排気流を処理するディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するバーナーを提供する。本バーナーは、排気流の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーンに流通させる燃焼流路を画成する内側ハウジングと、内側ハウジングを囲繞する外側ハウジングであって、排気流の第2の部分に点火ゾーンを迂回させるバイパス流路を内側ハウジングと外側ハウジングとの間に画成する外側ハウジングと、燃焼流路及びバイパス流路の下流に位置する混合ゾーンであって、それらからの排気流の第1及び第2の部分が流入する混合ゾーンと、バイパス流路を横断するように延在して、該バイパス流路の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガ、及び、混合ゾーン内へ延在し、バイパス流路及び燃焼流路からそれぞれ流出する排気流の第1及び第2の部分を衝突させる複数の混合フィンガを備える混合器とを備える。
一特徴として、内側ハウジング及び外側ハウジングは円筒形状を有し、バイパス流路は、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に画成される環状断面を有する。更なる特徴として、混合器は、外側ハウジングの内側面に取り付けられた環状フランジを更に備え、流量制限フィンガ及び混合フィンガが、該フランジの一側部から下流方向に延在している。
一特徴として、流量制限フィンガのそれぞれは、外側ハウジングから末端部まで内方に延在し、該末端部が、内側ハウジングから、選択された距離だけ離間して、末端部と内側ハウジングとの間に制限流量間隙を画成している。
一特徴によれば、混合フィンガのそれぞれは、外側ハウジングに沿って、内側ハウジングの下流の位置に延在し、そして該位置から混合ゾーン内の位置まで内方に延在している
本発明の一特徴によれば、ディーゼル燃焼プロセスからの排気流を処理するディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するバーナーを提供する。本バーナーは、排気流の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーンに流通させる燃焼流路を画成する円筒状の内側ハウジングと、内側ハウジングを囲繞する円筒状の外側ハウジングであって、排気流の第2の部分に点火ゾーンを迂回させるバイパス流路を内側ハウジングと外側ハウジングとの間に画成する外側ハウジングと、外側ハウジングの内側面に固定されたフランジ、該フランジからバイパス流路を横断するように延在して、該バイパス流路の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガ、及び、前記内側ハウジングの下流の位置から内方へ延在する部分を有する複数の混合フィンガを備える混合器とを備える。
一特徴として、流量制限フィンガのそれぞれは、フランジから末端部まで内方に延在し、該末端部が、内側ハウジングから、選択された距離だけ離間して、末端部と内側ハウジングとの間に制限流量間隙を画成し、混合フィンガのそれぞれは、内側ハウジングの径方向内方の位置に内方に延在している。
本発明の一特徴によれば、異なる運転条件を有する少なくとも2つのディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するためのバーナーを提供する方法であって、該バーナーのそれぞれが燃料に点火してディーゼル燃焼プロセスからの排気流の温度を選択的に上昇させるものである方法が示される。本方法は以下の工程を含む。
少なくとも2つのバーナーを設ける工程であって、バーナーのそれぞれが該バーナーの全てに共通の部品から作られ、これら部品が、燃焼流路を画成する内側ハウジングと、内側ハウジングを囲繞してバイパス流路を画成する外側ハウジングと、バイパス流路内へ延在する複数の流量制限フィンガを有する混合器とを含む、工程。
バーナーのうち第1のバーナーにおける内側ハウジングに対する複数の流量制限フィンガの位置を調節して、該バイパス流路に亘る第1の所望の制限流量範囲を作り出すことにより、異なる運転条件を有する上記少なくとも2つのディーゼル排気ガス処理システムのうちの1つのための、燃焼流に対するバイパス流の第1の所望の比率を達成する工程。
バーナーのうち第2のバーナーにおける内側ハウジングに対する複数の流量制限フィンガの位置を調節して、該バイパス流路に亘る第2の所望の制限流量範囲を作り出すことにより、異なる運転条件を有する上記少なくとも2つのディーゼル排気ガス処理システムのうちの他の1つのための、燃焼流に対するバイパス流の第2の所望の比率を達成する工程。
本発明の他の目的、特徴、及び利点は、添付の特許請求の範囲及び図面を含む、明細書全体を参照することにより明らかとなろう。
ディーゼル燃焼プロセスに関連して使用される本発明を具体化するバーナーを採用するディーゼル排気ガス処理システムを図示する。 図1のシステムにおいて使用される本発明を採用するバーナーの拡大横断面図を示し、各部品の相対的なサイズは、例示目的のために示されるものである。 A及びBはそれぞれ、図2における3−3線で囲まれるバーナーの一部分の拡大図を示す。 バーナーにおいて使用される混合器の部品の上流側から見た拡大斜視図を示す。 A〜Cはそれぞれ、図3Bにおける5−5線に沿う拡大断面図であり、バーナーのフィンガ部品の代替の実施例を示す。 図1のバーナーの代替の実施例を示す拡大部分横断面図を示す。 図1のバーナーの更に他の代替の実施例を示す拡大横断面図を示す。
図1は、ディーゼル圧縮エンジン16等のディーゼル燃焼プロセス14からの排気12を処理するためのディーゼル用排気ガス後処理システム10を示す。排気12には、典型的に、なかでも一酸化窒素(NO)や二酸化窒素(NO)等の窒素酸化物(NO)や、粒子状物質(PM)、炭化水素、一酸化炭素(CO)、及びその他の燃焼副産物が含まれる。
システム10は、排気12内の燃料を選択的に点火して燃焼することによって高温で排気12をシステム10の他の部分に供給するバーナー18を備える。ここで該燃料は、燃焼生成物から未燃焼燃料として排気12に導入され且つ/又は排気12において運ばれる。排気12を高温でシステム10の他の部分に供給する能力によって、数多くの利点が提供され、そのうちの幾つかをより詳細に以下に説明する。
また、システム10は、好ましくは、1つ以上の他の排気処理装置を備える。こうした他の排気処理装置としては、バーナー18の下流に接続されてそこから排気12が入力されるディーゼル微粒子捕集フィルター(DPF)20や、DPF20の下流に接続されて排気12が入力される選択還元触媒(SCR)又はリーンNOトラップ26等のNO還元装置22等がある。バーナー18の利点の1つは、バーナー18で燃料に点火して炎23を作り出し、炎23により排気12を加熱してDPF20におけるPMの酸化を可能にする能動的再生プロセスをDPF20に採用することによって、ディーゼル圧縮エンジン16等のリーンバーン・エンジンの排気12における低い運転温度を克服することができることである。また、このような能動的再生に関連して、又は独立して、バーナー18を同じ様に使用して、NO還元装置22、特にSCRの変換効率を高められる高温に排気12を加熱することもできる。有利には、バーナー18は、任意の特定のエンジンの運転条件とは独立して、選択的に或いは連続的にそのような高温を与えることができる。上記運転条件としては、エンジン16から排気12が排出される際に排気12において300℃未満の温度を作り出す運転条件や、300℃を超える温度を作り出す運転条件が挙げられる。従って、システム10は、エンジン制御を調節する必要無く運転することができる。
バーナー18は、好ましくは、適切な燃料及び空気等の酸素供給体(oxygenator)を噴射するための1つ以上の噴射器24を備える。該適切な燃料の組み合わせの例としては水素及び炭化水素があり、排気によって既に運ばれている未燃焼燃料と共に、スパークプラグ26等の1つ以上の点火装置によって点火される。この点に関し、各噴射器24は、図2に示すような燃料と酸素供給体との両方を噴射する複合噴射器、若しくは、燃料又は酸素供給体のうちの一方を噴射する特定の噴射器とすることができる。好ましくは、図1に符号28で概略的に示す制御システムが設けられて、噴射器24内の流通及び点火装置26による点火を、任意の適切なプロセッサやセンサ、流量制御弁、電気コイル等を使用して監視及び制御する。
図2から最も良く分かるように、バーナー18は、ハウジング30を備える。ハウジング30は、図示の実施例では、製作されたシート状金属部品から製作されるマルチピース組立体の形態で設けられている。この点に関し、ハウジング30は、円筒状の外側ハウジング32と、円筒状の内側ハウジング34と、円筒状のエンドキャップ/噴射器ハウジング36とを備え、これらのハウジングは全て中心軸線38にその中心が置かれている。内側ハウジング34は、排気12の第1の部分(矢印Aで示し、以下「燃焼流」と称する)を点火ゾーン42へと流通させる燃焼流路40を画成する。点火ゾーン42では、排気12で運ばれる未燃焼燃料が点火される。環状のバイパス流路44が、外側ハウジング32と内側ハウジング34との間の環状部に画成されている。バイパス流路44によって、排気12の第2の部分(矢印Bで示し、以下「バイパス流」と称する)が、点火ゾーン42を迂回し、混合ゾーン46において、燃焼流路40を流出する燃焼流と再混合される。
図2及び4を参照し、バーナー18は、複数(図2の実施例では8本、図4の実施例では12本)の流量制限フィンガ50と、複数(図2の実施例では8本、図4の実施例では12本)の混合フィンガ52とを有する混合器48も備える。流量制限フィンガ50は、バイパス流路44を横断するように延在して、バイパス流路44の利用可能な流量範囲を制限する。混合フィンガ52は、混合ゾーン46内へ延在して、バイパス流路44及び燃焼流路40からそれぞれ流出するバイパス流及び燃焼流を混合フィンガ52に衝突させることによって、混合フィンガ52はバイパス流路44を流出するバイパス流を混合ゾーン46へと案内する。混合器48は、環状の取付フランジ54を備える。この取付フランジ54から、フィンガ50及び52が下流方向に延在している。フランジ54は、混合器48をハウジング10内部に固定するために、外側ハウジング32の内側面56に固定される。混合器48は、スタンピングにより成形された単一のシート状金属片から作られる。
図示の実施例において、外側ハウジング32は、マルチピースのシート状金属から製作されたものであり、円筒状の第1ハウジング58と、排気12を受け入れる吸気ダクト60と、排気12をシステム10の他の部分に送る排気ダクト62とを備える。図示の実施例において、排気ダクト62はまた、混合ゾーン46を画成する。ここでは特定の形態の吸気及び排気ダクト60及び62を示しているが、任意の適切な形態の吸気及び排気ダクト60及び62を、バーナー18を組み込む特定のシステムにおいて必要とされるように、バーナー18に利用することができることは理解すべきである。例えば、図示の排気ダクト62は、大径から小径に先細り(テーパ)状になっているが、排気ダクト62は、一定の直径を有し、一体型DPF20等の一体型排気処理装置を備えてもよい。更なる例として、排気ダクト62はまた、排気12を軸方向にではなく径方向にシステム10の他の部分に向けるように構築してもよい。エンドキャップ/噴射器ハウジング36はまた、マルチピースのシート状金属から製作されたものであり、噴射プレナム/ノズル63と、エンドキャップ64と、噴射器取付フランジ66とを備える。図示の実施例における内側ハウジング34もまた、マルチピースのシート状金属から製作されたものであり、ディフューザ/排気吸気プレナム68と円筒状の燃焼スリーブ70とを備える。ディフューザ/排気吸気プレナム68は、噴射プレナム/ノズル63の端部を囲繞して環状領域72を画成する。この環状領域72には、好ましくは、部材間の熱膨張差を許容することが可能なワイヤメッシュガスケット73等の適切なガスケットが封入される。ディフューザ/排気吸気プレナム68は、複数の円形開口又は窓74を更に備える。これらの開口又は窓74によって、噴射器24からの空気及び燃料の流れ(矢印Cで示す)により燃焼流を燃焼流路40に吸い込むことが可能になる。図示の実施例では、別の点火ゾーン78が噴射プレナム/ノズル63に設けられて、例えば始動時等に、噴射器24からの燃料及び空気を選択的に点火することができる。
流量制限フィンガ50のそれぞれは、外側ハウジング10から末端部80まで、径方向内方に延在している。末端部80は、図3Aから最も良く分かるように、内側ハウジング34から選択された距離だけ離間して、制限流量間隙Gを画成する。制限流量間隙Gによって、バイパス流路44から流出する可能流量範囲が決まる。システム10及びバーナー18の特定の運転条件に応じて、内側ハウジング34に対する流量制限フィンガ50の位置を、(例えばフィンガ50を屈曲させたり、フィンガ50の曲率半径を増減したりすることによって)調整又は調節できる。これによって、バイパス流と燃焼流との所望の比率を生み出すバイパス流路44内の最適な背圧を達成できるよう間隙Gを最適化することができる。この比率は、燃焼流路内の良好な炎23を維持してバーナー18から流出する排気12の所望の排気温度を達成できる、燃焼流路40内部の所望の燃焼を達成するために重要となり得る。この点に関し、所望の排気温度は、燃焼流路40内部の燃焼プロセスとバイパス流路44を流れるバイパス流の量との両方によって決まる。何故なら、バイパス流は、混合ゾーン46内の燃焼流と混合される際、燃焼流路40から流出する燃焼流を冷却する傾向があるからである。図6の実施例において最も良く分かるように、フィンガ50は、当該フィンガ50が内側ハウジング34に接触することで、また幾つかの実施例においては溶接又は蝋付け等により内側ハウジング34に接合されることで、間隙Gが完全に閉じられるように調節することもできる。
図3Bにおいて最も良く分かるように、混合フィンガ52のそれぞれは、外側ハウジング32に沿って、内側ハウジング34の下流の位置に延在し、そして、該位置から混合ゾーン46内にある末端部82まで内方に延在している。これによりバイパス流と燃焼流との両方が衝突すると同時に、バイパス流を混合ゾーン46へと径方向内側方向に向けてバイパス流と燃焼流との互いの熱混合を向上して、排気12がバーナー18から流出する際に排気12内部にホットゾーンが形成されるのを避ける。図3Bから分かるように、フィンガ52を最初フランジ54から軸方向に延在させて、バイパス流路44から流出するバイパス流のための自由流領域をフィンガ52のそれぞれに設けることが好ましい。
有利には、流量制限フィンガ50の末端部80の相対位置を特別に調整して、全く新しいバーナー設計を必要とすることなく所定の用途のための特定の要件を満たすことができるため、混合器48によって、単一の設計のバーナー18を、それぞれが異なる運転条件を有する多くの異なるシステム10に利用することができる。従って、例えば、2つ以上のバーナー18を、バーナーユニット18の全てに共通な部品、特に、外側及び内側ハウジング32及び34並びに混合器48から作成することができる。そして、内側ハウジング34に対する流量制限フィンガ50の相対位置を調節/調整して、バイパス流路44に亘る所望の制限流量領域を作り出すことによって、異なる排気ガス処理システム10のそれぞれにおける燃焼流に対するバイパス流の所望の比率を達成することができる。
また、内側ハウジングと流量制限フィンガ50との相対位置によってバイパス流路44内の背圧が制御されるため、バーナー18及び混合器48は、バイパス流路内の背圧に対する衝撃が少ない又は無い状態で、様々な異なる形状の排気ダクト62を利用することができる。
図5A〜5Cにおいて最も良く分かるように、フィンガ52の径方向内方に延在している部分のそれぞれは、混合ゾーン46へのバイパス流の移動を高めるように作用するスコップ状の横断面を有するようにすることもできる。図5Aは、湾曲横断面を示し、図5Bは、V字状断面を示し、図5Cは、フィンガ52の長手方向端部が屈曲したU字状断面を示している。
更に他の例として、図7の実施例に示すように、フィンガ52には、その端部82にドーム90を設けることもできる。ドーム100は、フィンガ52の端部から延在する一体部である。この点に関し、ドーム90は、排気ダクト62がシステム10のDPF等他の装置に密に連結させることができるように一定の直径を有する場合に、バーナーにおいて有利な混合を提供すると考えられる。ドーム90は、相対的に冷たいバイパス流を相対的に熱い燃焼流とより良好に混合できるようドーム90に向かうバイパス流の一部を捕捉且つ/又は滞留させることによって、DPF等の下流の装置の面に亘る適切な温度分布を提供するのに役立つ。
バーナー18の好適な実施例を図2,3A,3B,4,5A〜5C,6,及び7に示したが、本発明の範囲内で数多くの変形が可能であることは理解されたい。例えば、内側及び外側ハウジングのいずれか又は両方を、マルチピース製造品ではなく、シングルピース構造としてもよく、或いは、例示のものよりも多い部品数から製造してもよい。更なる例として、特定の用途又は複数の用途における要件に応じて、フィンガ50及び52のうちいずれか又は全ては、図2〜4に示すものとは異なる幅及び/又は形状を有してもよい。例えば、フィンガ52のそれぞれが、端部82において図2〜4に示すものよりも広い横方向幅を有してもよいし、あるいは、図2〜4に示すものよりも狭い横方向幅を有してもよい。同様に、フィンガがフランジ54に接合される部分において、フィンガ50のそれぞれの横方向幅がより狭くフィンガ52のそれぞれの横方向幅がより広くてもよいし、その逆でもよい。

Claims (20)

  1. ディーゼル燃焼プロセスからの排気流を処理するディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するバーナーであって、
    ハウジングと、
    混合器と
    を備え、
    前記ハウジングが、
    前記排気流の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーンへと流通させる燃焼流路と、
    前記排気流の第2の部分に前記点火ゾーンを迂回させるバイパス流路と、
    前記燃焼流路及び前記バイパス流路の下流に位置する混合ゾーンであって、それらからの前記排気流の前記第1及び第2の部分が流入する混合ゾーンと
    を画成し
    前記混合器が、前記点火ゾーンの下流に位置し、
    前記バイパス流路を横断するように延在して、該バイパス流路の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガと、
    前記混合ゾーン内へ延在し、前記バイパス流路及び前記燃焼流路からそれぞれ流出する前記排気流の前記第1及び第2の部分を衝突させる複数の混合フィンガと
    を備える、バーナー。
  2. 前記ハウジングは、外側ハウジングによって囲繞された内側ハウジングを備え、前記燃焼流路が前記内側ハウジングの内部に画成され、前記バイパス流路が前記内側ハウジングと前記外側ハウジングとの間に画成される、請求項1に記載のバーナー。
  3. 前記内側ハウジング及び前記外側ハウジングは円筒形状を有し、前記バイパス流路が前記内側ハウジングと前記外側ハウジングとの間に画成される環状断面を有する、請求項2に記載のバーナー。
  4. 前記混合器は、前記外側ハウジングの内側面に取り付けられた環状フランジを更に備え、前記流量制限フィンガ及び前記混合フィンガは、前記フランジの一側部から下流方向に延在している、請求項3に記載のバーナー。
  5. 前記流量制限フィンガのそれぞれは、前記外側ハウジングから末端部まで内方に延在し、前記末端部が、前記内側ハウジングから、選択された距離だけ離間して、前記末端部と前記内側ハウジングとの間に制限流量間隙を画成している、請求項2に記載のバーナー。
  6. 前記混合フィンガのそれぞれは、前記外側ハウジングに沿って、前記内側ハウジングの下流の位置に延在し、そして該位置から前記混合ゾーン内の位置まで内方に延在している、請求項2に記載のバーナー。
  7. 前記混合器は、スタンピングにより成形された単一のシート状金属片から作られる、請求項1に記載のバーナー。
  8. 前記流量制限フィンガ及び前記混合フィンガは、前記混合器の長さに沿って交互に配置されている、請求項1に記載のバーナー。
  9. 前記混合器の前記長さが、前記バイパス流路によって画成される流れ方向に対して横断して延在する周方向長さである、請求項8に記載のバーナー。
  10. 前記内側ハウジング、前記外側ハウジング、及び前記混合器は、前記バーナーの組み立て中に互いに接合される製造部品である、請求項2に記載のバーナー。
  11. ディーゼル燃焼プロセスからの排気流を処理するディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するバーナーであって、
    前記排気流の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーンに流通させる燃焼流路を画成する内側ハウジングと、
    前記内側ハウジングを囲繞する外側ハウジングであって、前記排気流の第2の部分に前記点火ゾーンを迂回させるバイパス流路を前記内側ハウジングと前記外側ハウジングとの間に画成する外側ハウジングと、
    前記燃焼流路及び前記バイパス流路の下流に位置する混合ゾーンであって、それらからの前記排気流の前記第1及び第2の部分が流入する混合ゾーンと、
    前記バイパス流路を横断するように延在して、該バイパス流路の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガ、及び、前記混合ゾーン内へ延在し、前記バイパス流路及び前記燃焼流路からそれぞれ流出する前記排気流の前記第1及び第2の部分を衝突させる複数の混合フィンガを備える混合器と
    を備えるバーナー。
  12. 前記内側ハウジング及び前記外側ハウジングは円筒形状を有し、前記バイパス流路は、前記内側ハウジングと前記外側ハウジングとの間に画成される環状断面を有する、請求項11に記載のバーナー。
  13. 前記混合器は、前記外側ハウジングの内側面に取り付けられた環状フランジを更に備え、前記流量制限フィンガ及び前記混合フィンガが、前記フランジの一側部から下流方向に延在している、請求項12に記載のバーナー。
  14. 前記流量制限フィンガのそれぞれは、前記外側ハウジングから末端部まで内方に延在し、前記末端部が、前記内側ハウジングから、選択された距離だけ離間して、前記末端部と前記内側ハウジングとの間に制限流量間隙を画成している、請求項11に記載のバーナー。
  15. 前記混合フィンガのそれぞれは、前記外側ハウジングに沿って、前記内側ハウジングの下流の位置に延在し、そして該位置から前記混合ゾーン内の位置まで内方に延在している、請求項11に記載のバーナー。
  16. 前記混合器が、スタンピングにより成形された単一のシート状金属片から作られる、請求項11に記載のバーナーハウジング。
  17. 前記内側ハウジング、前記外側ハウジング、及び前記混合器が、前記バーナーの組み立て中に互いに接合される製造部品である、請求項11に記載のバーナー。
  18. ディーゼル燃焼プロセスからの排気流を処理するディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するバーナーであって、
    前記排気流の第1の部分を燃料が点火される点火ゾーンに流通させる燃焼流路を画成する円筒状の内側ハウジングと、
    前記内側ハウジングを囲繞する円筒状の外側ハウジングであって、前記排気流の第2の部分に前記点火ゾーンを迂回させるバイパス流路を前記内側ハウジングと前記外側ハウジングとの間に画成する外側ハウジングと、
    前記外側ハウジングの内側面に固定されたフランジ、前記フランジから前記バイパス流路を横断するように延在して、該バイパス流路の利用可能な流量範囲を制限する複数の流量制限フィンガ、及び、前記内側ハウジングの下流の位置から内方へ延在する部分を有する複数の混合フィンガを備える混合器と
    を備えるバーナー。
  19. 前記流量制限フィンガのそれぞれは、前記フランジから末端部まで内方に延在し、前記末端部が、前記内側ハウジングから、選択された距離だけ離間して、前記末端部と前記内側ハウジングとの間に制限流量間隙を画成し、
    前記混合フィンガのそれぞれは、前記内側ハウジングの径方向内方の位置に内方に延在している、請求項18に記載のバーナー。
  20. 異なる運転条件を有する少なくとも2つのディーゼル排気ガス処理システムにおいて使用するためのバーナーを提供する方法であって、該バーナーのそれぞれが燃料に点火してディーゼル燃焼プロセスからの排気流の温度を選択的に上昇させるものである方法であって、
    少なくとも2つのバーナーを設ける工程であって、前記バーナーのそれぞれが前記バーナーの全てに共通の部品から作られ、前記部品が、燃焼流路を画成する内側ハウジングと、前記内側ハウジングを囲繞してバイパス流路を画成する外側ハウジングと、前記バイパス流路内へ延在する複数の流量制限フィンガを有する混合器とを含む、工程と、
    前記バーナーのうち第1のバーナーにおける内側ハウジングに対する複数の前記流量制限フィンガの位置を調節して、前記バイパス流路に亘る第1の所望の制限流量範囲を作り出すことにより、異なる運転条件を有する前記少なくとも2つのディーゼル排気ガス処理システムのうちの1つのための、燃焼流に対するバイパス流の第1の所望の比率を達成する工程と、
    前記バーナーのうち第2のバーナーにおける内側ハウジングに対する複数の前記流量制限フィンガの位置を調節して、前記バイパス流路に亘る第2の所望の制限流量範囲を作り出すことにより、異なる運転条件を有する前記少なくとも2つのディーゼル排気ガス処理システムのうちの他の1つのための、燃焼流に対するバイパス流の第2の所望の比率を達成する工程と
    を含む方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104564249A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 贵州黄帝车辆净化器有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火装置
CN104564247A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 杭州纯化科技有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火器
CN104564250A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 杭州纯化科技有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火器专用流体整流罩

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110283685A1 (en) * 2009-04-27 2011-11-24 Kotrba Adam J Exhaust Treatment System With Hydrocarbon Lean NOx Catalyst
DE202011000703U1 (de) * 2011-03-28 2012-07-03 Hjs Emission Technology Gmbh & Co. Kg Heizmodul für eine Abgasreinigungsanlage
ITTO20110535A1 (it) 2011-06-20 2012-12-21 Cornaglia G Off Met Spa Miscelatore statico per il trattamento di gas di scarico e suo metodo di fabbricazione.
JP6050334B2 (ja) * 2012-04-27 2016-12-21 日野自動車株式会社 排気浄化装置用バーナー
EP2713022B1 (en) * 2012-05-25 2015-11-18 Hino Motors, Ltd. Burner for exhaust gas purification device
WO2014024943A1 (ja) 2012-08-07 2014-02-13 日野自動車 株式会社 排気浄化装置用バーナー
EP2843305B1 (en) * 2012-08-07 2017-10-11 Hino Motors, Ltd. Burner for exhaust gas purification devices
WO2014024942A1 (ja) * 2012-08-07 2014-02-13 日野自動車 株式会社 バーナー
JP5584260B2 (ja) * 2012-08-08 2014-09-03 日野自動車株式会社 排気浄化装置用バーナー
CN104603539B (zh) 2012-08-13 2017-06-23 日野自动车株式会社 燃烧器
CN103306785A (zh) * 2013-06-14 2013-09-18 华南理工大学 一种净化汽车尾气的装置
US9267417B2 (en) * 2013-10-31 2016-02-23 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Diffuser plate
KR101430061B1 (ko) * 2014-02-21 2014-08-26 주식회사 이드리븐 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치
WO2015130789A1 (en) * 2014-02-25 2015-09-03 Donaldson Company, Inc. Exhaust aftertreatment device
CN104564243A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 杭州纯化科技有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火器专用直管扰流器
CN104564248B (zh) * 2014-12-31 2017-10-27 贵州黄帝车辆净化器有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火器专用弯管扰流器
KR102481132B1 (ko) * 2016-05-31 2022-12-27 에이치에스디엔진 주식회사 버너장치 및 이를 포함하는 선택적 촉매 환원 시스템
CN105971693B (zh) * 2016-06-28 2019-06-14 贵州黄帝车辆净化器有限公司 一种柴油发动机尾气后处理的扰流装置
US10465588B2 (en) 2017-12-29 2019-11-05 Automotive Research & Testing Center Method for estimating efficiency of a particulate filter
CN110270240B (zh) * 2019-06-06 2024-05-24 常州瑞凯化工装备有限公司 稀释蒸汽混合器
EP3792462A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-17 Donaldson Company, Inc. Dosing and mixing assemblies for exhaust aftertreatment system
DE102020212715A1 (de) * 2020-10-08 2022-04-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Heizvorrichtung zum Aufheizen eines Abgaskatalysators
DE102020126798B3 (de) * 2020-10-13 2021-12-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Abgasnachbehandlungseinheit einer Verbrennungskraftmaschine
US11788454B2 (en) * 2020-11-23 2023-10-17 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Flow diverter for high efficiency mixer
US11428139B2 (en) 2020-12-09 2022-08-30 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Internal swirler tube for exhaust catalyst

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070245718A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Cheng C R Exhaust aftertreatment mixer with stamped muffler flange
US20080307780A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Iverson Robert J Emission abatement assembly having a mixing baffle and associated method
JP2011516789A (ja) * 2008-04-09 2011-05-26 ウッドワード,インコーポレーテッド 内燃機関の排気の半径方向における混合のための低圧力損失混合装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006024778B3 (de) * 2006-03-02 2007-07-19 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Statischer Mischer und Abgasbehandlungseinrichtung
DE102006055036B4 (de) * 2006-11-22 2023-03-02 Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh Mischelement sowie Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070245718A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Cheng C R Exhaust aftertreatment mixer with stamped muffler flange
US20080307780A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Iverson Robert J Emission abatement assembly having a mixing baffle and associated method
JP2011516789A (ja) * 2008-04-09 2011-05-26 ウッドワード,インコーポレーテッド 内燃機関の排気の半径方向における混合のための低圧力損失混合装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104564249A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 贵州黄帝车辆净化器有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火装置
CN104564247A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 杭州纯化科技有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火器
CN104564250A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 杭州纯化科技有限公司 柴油发动机dpf低温再生点火器专用流体整流罩

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