JP2014035119A - 排気浄化装置用バーナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃焼用空気及び燃料を混合する予混合室73と、予混合気が燃焼される燃焼室77と、既燃ガスが噴き出る噴出口32とを備える第1の筒部30と、該筒部30内に燃焼用空気を供給する60A空気供給口と、該筒部30内に燃料を供給する燃料供給口21Aと、燃焼室77内の予混合気に着火する着火部62とを備えるとともに、該筒部30は、予混合室73の上流側に設けられ、旋回中心方向を燃料噴射方向に対応させた旋回流を生成する旋回流生成部と、予混合室73内であって旋回流生成部よりも下流側に設けられ、旋回流に取り込まれた燃料を拡散させる拡散部とをさらに備える。
【選択図】図1
Description
この態様によれば、旋回流生成部の下流側に、連通孔を備えた拡散部が設けられるので、予混合気は、旋回状態を保ったまま連通孔を通過し、その下流側に排出される。さらに、連通孔の出口付近では流速を増した縮流が生じ、連通孔よりも下流は上流よりも減圧される。このため、予混合室では、縮流内の燃料が旋回しながら一気に拡散する。このため、燃焼室に供給される予混合気の燃料濃度分布を、筒部の径方向において均一化することができる。
この態様によれば、拡散部の連通孔は、噴射中心線上に設けられているので、噴射された燃料の大部分を拡散部の下流へ排出することができる。このため、燃料が連通孔に流入せずに筒部内周面側に拡散する量を低減できるため、燃焼に寄与しない燃料量を低減することができる。
この態様によれば、連通孔の内径は、筒部の内径に対し上記範囲の比率を有するので、筒部の径方向において燃料濃度の偏りがない予混合気を燃焼室に供給することができる。
この態様によれば、旋回流を生成する旋回翼の傾斜角度が上記範囲であるため、筒部の径方向において燃料濃度の偏りがない予混合気を燃焼室に供給することができる。
この態様によれば、予混合室と燃焼室との間に多孔板が設けられているので、拡散部と燃焼室との間に下流側の予混合室が区画形成される。従って、燃焼室からの逆火を抑制するとともに、予混合室下流側で旋回流が生成されやすくなり、混合効率も高められる。
以下、本発明の排気浄化装置用バーナーを具体化した第1実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。
DPF12の再生処理が開始されると、空気弁65が開状態に制御されるとともに、燃料供給部37及び点火プラグ61が駆動される。空気弁65が開状態になると、吸気通路13を流れる吸気の一部が、燃焼用空気として、空気供給通路64から、空気供給口60Aを介して分配室67に導入される。このとき、図5に示すように、燃焼用空気は、ガイド板68に案内されることでその傾斜方向に逆らう方向の流れが抑止され、図5中矢印方向で示すように、一定の方向に旋回しながら噴出口32側と反対方向へ流れる。
(1)第1実施形態によれば、第1の筒部30は、燃料供給口21Aと燃焼室77との間に予混合室73と、第1の筒部30に形成された第1の導入孔34及び切り起こし片35により構成され、旋回中心方向を燃料噴射方向に対応させた旋回流を生成する旋回流生成部とを備える。このため、旋回流の中心に対し燃料が噴射されるため、燃料は旋回流に巻き込まれながら、旋回流の中心から外側へ向かって拡散する。また、オリフィスプレート40によって、燃料が、第2の混合室72内にさらに拡散されるので、第1の混合室71で燃料をその中央に噴射したとしても、その濃度分布の偏りを極力小さくすることができる。従って、予混合気が燃焼室77に供給される前段階で、第1の筒部30の径方向における燃料の濃度分布が均一化される。その結果、燃料濃度分布の偏りによる未燃燃料の排出量を低減することができる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図9〜図12にしたがって説明する。尚、第2実施形態は、第1実施形態のオリフィスプレートを変更したのみの構成であるため、同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図10に示すように、スワラプレート80は、略円板状をなし、その中央に円形状の閉塞部80Aを備えている。また、閉塞部80Aを囲む円環状の領域には、複数のスワラ開口80Bが形成されている。スワラ開口80Bは、スワラプレート80に略コの字の切り込みを入れ、その切り込み部を切り起こすことにより形成されている。
(6)第2実施形態では、噴射された燃料を燃焼室77側へ向かって拡散させる拡散部を、スワラプレート80によって構成した。スワラプレート80は、燃料噴射方向に対応する閉塞部80Aと、閉塞部80Aの周囲に設けられたスワラ開口80Bと、スワラ開口80Bの側部に設けられた旋回翼80Cとを備える。従って、旋回流の中心に噴射された燃料は、スワラプレート80の閉塞部80Aに衝突するため、予混合気中にせん断力が生じ、燃料及び燃焼用空気の混合が促進される。また、混合された予混合気がスワラ開口80Bを通じて第2の混合室72に排出される際に、旋回翼80Cにより旋回流が生成されるので、予混合室の下流側で、予混合気がさらに混合される。このため、燃焼室77に供給される予混合気の燃料濃度分布を均一化することができる。
・拡散部として、第1実施形態ではオリフィスプレート40、第2実施形態ではスワラプレート80をバーナー20に設けたが、オリフィスプレート40及びスワラプレート80の両方をバーナー20に設けるようにしてもよい。このとき、予混合気の流れに沿って、オリフィスプレート40及びスワラプレート80をどのような順番で設けてもよいが、オリフィスプレート40を燃料供給口の直下に設けると、噴射された燃料のうち、より多くをオリフィス孔40Aの下流に排出することができる。
・空気供給口60Aは、第2の筒部60の中央部等、頭部側以外に形成されていてもよい。また、空気供給口60Aは複数設けられていてもよい。
・上記各実施形態では、燃料供給部37は、内部で燃料を気化させるタイプの装置にしたが、液状の燃料を第1の筒部30内に噴霧するタイプの装置にしてもよい。
Claims (7)
- 燃焼用空気及び燃料を混合する予混合室と、予混合気が燃焼される燃焼室と、既燃ガスが排出される排出口とを備える筒部と、
前記筒部内に前記燃焼用空気を供給する空気供給口と、
前記筒部内に燃料を供給する燃料供給口と、
前記燃焼室内の前記予混合気に着火する着火部とを備えるとともに、
前記筒部は、
前記予混合室の上流側に設けられ、旋回中心方向を燃料噴射方向に対応させた旋回流を生成する旋回流生成部と、
前記予混合室内であって前記旋回流生成部よりも下流側に設けられ、前記旋回流に取り込まれた前記燃料を拡散させる拡散部とをさらに備えることを特徴とする排気浄化装置用バーナー。 - 前記拡散部は、前記筒部の内径よりも小さい直径を有する連通孔を備えている請求項1に記載の排気浄化装置用バーナー。
- 前記拡散部の連通孔は、燃料噴射方向の中心線上に設けられている請求項2に記載の排気浄化装置用バーナー。
- 前記連通孔の直径は、前記筒部の内径に対し、0.25以上0.33以下の比率を有する請求項2又は3に記載の排気浄化装置用バーナー。
- 前記拡散部は、前記燃料噴射方向に対応する遮蔽部と、該遮蔽部の周囲に設けられた開口と、該開口から送出された前記予混合気を一定の方向に沿って旋回させる旋回翼とを備える請求項1に記載の排気浄化装置用バーナー。
- 前記旋回翼の傾斜角度は、前記遮蔽部に対し55°以上70°以下である請求項5に記載の排気浄化装置用バーナー。
- 前記予混合室と前記燃焼室との間に、多孔板が設けられている請求項1〜6のいずれか1項に記載の排気浄化装置用バーナー。
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