JP2022117437A - 内燃機関の排気システムのための加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の排気システムのための加熱装置を提供すること。【解決手段】燃焼室７内に備えられる管状体と燃焼室７内へ燃料を注入する燃料インジェクタ９と燃焼室７へ向けられる気流を受けるようにファンに接続する少なくとも１つの入口開口と、入口開口から空気を受け燃料インジェクタ９の端部を囲みその注入点の周りに配置さているノズル２２で終わる供給チャネル２１と、管状体の側壁１６から備えられるスパークプラグ１０を有する内燃機関の排気システムのための加熱装置。供給チャネル２１は、外側管状体２４を備え、燃料インジェクタ９は燃料の少なくとも一部を外側管状体２４に対して噴霧するように構成され、貫通開口３３を通して燃料インジェクタ９の噴霧先端がスパークプラグ１０の電極３１、３２を直接ねらう。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０２１年１月２９日に出願されたイタリア特許出願第１０２０２１０００００１８８０号から優先権を主張するものであり、その開示全体を参照により本明細書に組み込む。

本発明は内燃機関の排気システムのための加熱装置に関する。

内燃機関の排気システムは排気ダクトを含み、これに沿って内燃機関から来る排気ガスの処理のための少なくとも１つの装置が設置され、特に、触媒コンバータ（酸化触媒コンバータまたは還元触媒コンバータのいずれか）が常にあり、これに粒子フィルタを加えることができる。未燃焼炭化水素、酸化窒素および一酸化炭素を二酸化炭素、水および窒素へ変換するための化学反応は、作動温度に達したときにのみ起こるため、触媒コンバータは、作動するため（すなわち、触媒変換を実行するため）、比較的高い動作温度で動作する必要がある（現代の触媒コンバータは８００℃に近いような温度で作動する）。

冷始動段階中（すなわち内燃機関が長時間オフになり、したがって内燃機関の異なる部品の温度が周囲温度に達していた後でオンになるとき）、触媒コンバータの温度は、比較的長時間（冬、および内燃機関がアイドリングする、または非常にゆっくり稼働する都市移動中では数分にもなる）、動作温度を著しく下回ったままになる。結果として、冷始動段階中、すなわち触媒コンバータがまだその動作温度に達していない時間の間、触媒コンバータの浄化効果がゼロに近い、またはいずれにせよ、ほとんど効果的ではないため、汚染排気量が非常に高い。

触媒コンバータの動作温度の到達を速めるため、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６が、排気ダクトに沿って、加熱装置を設置することを提案しており、これは、燃料を燃やすことによって、（非常に）熱い気流を生成し、これが触媒コンバータを通って流れる。特に、加熱装置は燃焼室を含み、これは、出口で、排気ダクトに接続され（触媒コンバータのすぐ上流で）、そして入口で、ファンに接続され、これは燃焼室を通って流れる気流を生成し、燃焼室においては、空気と混合される燃料を注入する燃料インジェクタ、および空気を加熱する燃焼を得るために空気燃料混合気に点火するスパークを周期的に生成するスパークプラグもある。

知られている加熱装置において、燃料の燃焼はすべての動作条件において常に完全というわけではなく、したがって、（特に大量の熱を発生させるために大量の燃料が注入されるとき）未燃焼燃料が排気ダクトに達して排気ダクトの内側で燃え、したがって突然の、予期しないそして望まない温度上昇を局所的に決定するということが起こる可能性がある。

欧州特許出願公開第０６３１０３９号明細書 国際公開第２０１２１３９８０１号パンフレット 米国特許第８００６４８７号明細書 米国特許出願公開第２０１１２８９９０６号明細書 欧州特許出願公開第０５９０６９９号明細書 特開２００５－１８０３７１号公報

本発明の目的は、内燃機関の排気システムのための加熱装置を提供することであり、この加熱装置は、完全な燃料燃焼（すなわち未燃焼燃料を排気ダクト内へ導入することがない）を可能にし、さらに、製造するのが簡単で経済的である。

本発明によれば、添付の請求項による内燃機関の排気システムのための加熱装置が提供される。

添付の請求項は、本発明の好ましい実施形態を説明し、この説明の不可欠な部分を形成する。

本発明を次に添付の図面を参照して説明するが、これはそのいくつかの非限定的な実施形態を示す。

本発明による加熱装置が設けられた内燃機関の排気システムの概略的な、部分的な図である。 図１の加熱装置の、より明確にするために部品が除去された、概略的な、縦断面図である。 図２の詳細の、より拡大された、図である。 異なる実施形態を示す図２の詳細の、より拡大された、図である。 図１の加熱装置の燃料インジェクタによって生成された燃料噴射の代替の実施形態の概略図である。 図１の加熱装置の燃料インジェクタによって生成された燃料噴射の代替の実施形態の概略図である。 図１の加熱装置のスパークプラグの概略図である。 図７のスパークプラグの電極の概略図であり、燃料インジェクタによって放出される燃料噴射の可能な方向を強調している。 図７のスパークプラグの電極の代替の実施形態の概略図であり、燃料インジェクタによって放出される燃料噴射の可能な方向を強調している。 図７のスパークプラグの電極の代替の実施形態の概略図であり、燃料インジェクタによって放出される燃料噴射の可能な方向を強調している。 さらなる一実施形態による図２の詳細の、より拡大された、図である。

図１において、番号１が、全体として、内燃機関２の排気システムを示す。

排気システム１は排気ダクト３を含み、これは内燃機関２の排気マニホルドから始まって消音器４で終わり、ここから排気ガスが大気中へ放出される。排気ダクト３に沿って内燃機関から来る排気ガスの処理のための少なくとも１つの装置５が設置され、特に、触媒コンバータ（酸化触媒コンバータまたは還元触媒コンバータのいずれか）が常にあり、これに粒子フィルタを加えることができる。未燃焼炭化水素、酸化窒素および一酸化炭素を二酸化炭素、水および窒素へ変換するための化学反応は、作動温度に達したときにのみ起こるため、触媒コンバータは、作動するため（すなわち、触媒変換を実行するため）、比較的高い動作温度で動作する必要がある（現代の触媒コンバータは８００℃に近いような温度で作動する）。

処理装置５の加熱を速めるため、すなわち処理装置５がより速くその動作温度に達することを可能にするため、排気システム１は加熱装置６を含み、これは、燃料を燃やすことによって、（非常に）熱い気流を生成し、これが処理装置５を通って流れる。

加熱装置６は燃焼室７を含み、これは、出口で、排気ダクト３に接続され（処理装置５のすぐ上流で）、そして入口で、ファン８に（すなわち、空気ポンプに）接続され、これは燃焼室７を通って流れる気流を生成し、燃焼室７においては、空気と混合される燃料を注入する燃料インジェクタ９、および空気を加熱する燃焼を得るために空気燃料混合気に点火するスパークを周期的に生成するスパークプラグ１０もある。加熱装置６の燃焼室７は出口ダクト１１で終わり、これは排気ダクト３内へつながっている（処理装置５のすぐ上流で）。

図２によれば、加熱装置６は、長手軸１３を有する管状体１２（たとえば、円筒形状の、そして円形または楕円形の断面を有する）を含み、管状体１２は、２つの端部で、２つの対向する基壁１４および１５によって限定され、側壁１６によって横に限定され、これが２つの基壁１４および１５を互いに接続する。基壁１４は中心で穴をあけられて燃料インジェクタ９を収容するようになっており、これは管状体１２と同軸に（すなわち、長手軸１３と同軸に）搭載され、換言すれば、燃料インジェクタ９は、燃焼室７内へ燃料を注入するように管状体１２の基壁１４を通して搭載されている。

同様に、基壁１５は中心で穴をあけられて出口ダクト１１に合うようになっており、これは排気ダクト３において終わり、すなわち、基壁１５は、出口ダクト１１が始まる燃焼室７から熱気を出す出口開口１７を有する。

図２によれば、管状体１２を通して入口開口１８の（少なくとも）一部が得られ、これは、燃焼室７に向けられ、燃料インジェクタ９によって注入される燃料と混合される気流を受けるため、入口ダクト１９（図１に示す）という手段によってファン８に接続されている。好ましくは、接線方向に（管状体１２に対して）配向されている流れで入口開口１８内へ空気が流れ、すなわち入口ダクト１９は接線方向に（管状体１２に対して）配向されている。

図１に示す可能な、しかし非拘束の実施形態によれば、入口開口１８の領域において逆止め弁２０があり、これは燃焼室７に向かう（すなわち、管状体１２へ流入する）気流のみを可能にする。好ましくは、逆止め弁２０は受動的であり（すなわち、動きを生成する電気、油圧または空気圧アクチュエータを含まない）、圧力制御され、逆止め弁２０の上流の圧力が逆止め弁２０の下流の圧力より高いときにのみ開く。逆止め弁２０の機能は、加熱装置６が用いられていないとき（すなわちファン８がオフになっているとき）、排気ガスが入口開口１８から流出するまで逆流し、したがって、処理装置５を通過せずに大気中へ放出されることを防止するというものである。あるいは、逆止め弁２０は、出口ダクト１１に沿って、たとえば出口開口１７の領域に搭載することもでき、この場合、逆止め弁２０により、燃焼室７から（管状体１２から）排気ダクト３に向かって空気が流出することのみが可能になり、すなわち排気ダクト３から燃焼室７に向かって（管状体１２内へ）排気ガスが流れることが防止される。

図２によれば、加熱装置６は供給チャネル２１を含み、これは、入口開口１８から空気を受け、燃料インジェクタ９の端部を囲んでノズル２２で終わり、これは、燃料インジェクタ９の注入点の周りに（すなわち、燃料が流出する、燃料インジェクタ９の噴霧先端の周りに）配置されている。

入口開口１８から管状体１２へ流入して供給チャネル２１のノズル２２によって燃焼室７内へ導入される空気と、燃料インジェクタ９によって燃焼室７内へ注入される燃料の混合のために得られる、空気と燃料の混合気の燃焼を引き起こすため、スパークプラグ１０は管状体１２の側壁１６を通して搭載されている。特に、管状体１２の側壁１６は貫通孔を有し、これは、径方向に（すなわち、長手軸１３に垂直に）配向され、内側に（その中へねじ込まれて）、スパークプラグ１０（これは明らかに径方向に配向されている）を収納している。

加熱装置６は静的ミキサ２３（すなわち、可動部がない）を含み、これは環形状を有し、供給チャネル２１に沿って燃料インジェクタ９の周りに配置され、ノズル２２に向かって流れる空気に乱気流、特に渦運動を生成するように構成されている。

添付の図に示す好ましい、しかし非拘束の実施形態によれば、静的ミキサ２３の下流で、空気速度の増加を決定するように、供給チャネル２１は断面の面積の漸進的な減少を有する。特に、静的ミキサ２３の下流で、供給チャネル２１は、一定の断面積を有する開始部と、次第に減少する断面積を有する中間部と、ノズル２２まで一定の断面積を有する端部と、を有する。

供給チャネル２１は、外側で、（少なくとも部分的に円錐形の）外側管状体２４によって限定され、内側で、（少なくとも部分的に円錐形の）内側管状体２５によって限定され、これは、燃料インジェクタ９を囲み、内側で、燃料インジェクタ９を収容する（すなわち、燃料インジェクタ９の端部のための容器として機能する）。すなわち、供給チャネル２１は内側管状体２５と外側管状体２４との間に画定される。特に、２つの管状体２４および２５は、円錐部分（すなわちその大きさを次第に減少させる収束形状を有する）と円筒部分（すなわち一定の大きさの形状を有する）を交互にしたものであり、好ましくは、内側管状体２５の端部は収束する先細り（すなわち、これはノズル２２に向かってその大きさを次第に減らす）を有するのに対し、外側管状体２４の端部は円筒形状を有する。

好ましい一実施形態によれば、燃料インジェクタ９によって注入される燃料と混合するのに役立つ、渦運動（静的ミキサ２３の作用によって続いて増大する）を有するように接線方向に配向された流れで空気が供給チャネル２１へ流入し、換言すれば、燃焼室７に接線方向に配向されたダクトを通して燃焼室７内へ酸化空気を導入することにより、その酸化空気流は、燃焼室７の内側の空気と燃料の混合を最適化するように円運動（静的ミキサ２３の存在によってさらに強化される）を得ることが可能になる。

図３によれば、燃料インジェクタ９は、燃料の少なくとも８０％（好ましくは少なくとも９０～９５％）を供給チャネル２１の内面２６に対して噴霧するように構成され、すなわち、燃料インジェクタ９は、供給チャネル２１の外側に向かって燃料を直接向けるのではなく、これに反して、供給チャネル２１の内面２６に対して燃料を向け、燃料インジェクタ９から流出する燃料が、ノズル２２を通って供給チャネル２１から流出する前に予備的に内面２６に当たるようになっている。内面２６に対する燃料の衝突により、燃料インジェクタ９によって放出された燃料の小滴を非常に効果的な方法で細分化することが可能になり、こうすることによって、供給チャネル２１に沿って流れる空気と上記燃料の混合は著しく改善され、空気と燃料との間の混合の改善により、燃料の理想的な、特に、完全な燃焼が保証され、したがって未燃焼燃料の一部が燃焼室７から流出することが防止される。

好ましい一実施形態によれば、燃料インジェクタ９は、中心が中空の円錐形状を有する、すなわち環状のような形状の断面を有する燃料噴射２７を放出するように構成され、燃料が周辺に集まり、特に、図３に示す実施形態によれば、燃料噴射２７の外面が約７０°（たとえば、６５°と７５°との間の範囲）の開口角度αを有し、燃料噴射２７の内面が約５０°（たとえば、４５°から５５°までの範囲）の開口角度βを有する。換言すれば、燃料インジェクタ９は、円錐形状（円錐の頭頂点が注入ノズルに近い）を有し、中心で、また円錐形状（円錐の頭頂点が注入ノズルに近い）の穴（すなわち、燃料がない領域）を有する燃料噴射２７を生成し、したがって、燃料インジェクタ９によって生成される燃料噴射２７は、中央の穴の存在のために円錐シェルの形状を有し、すなわち内部が中空の円錐形状を有する。

燃料インジェクタ９によって生成される燃料噴射２７が円錐シェルの形状を有する（すなわち、内部が中空の円錐形状を有する）と言うとき、燃料インジェクタ９から流出する燃料の大部分が円錐シェル内の空間において広がることを意味するが、燃料の非常に小さな（残りの）部分が異なって広がる可能性があるということが指摘されるべきである。さらに、どのように燃料出口開口が作製されているかによって、燃料インジェクタ９から流出する燃料噴射２７は、長手軸１３を中心により対称的な分布（図５に示すように）または長手軸１３を中心により対称的でない分布（図６に示すように）を有することができる。特に、燃料インジェクタ９が「渦巻き」型であるとき、燃料インジェクタ９から流出する燃料噴射２７は図５に示す形態を有するのに対して、燃料インジェクタ９が「多孔」型であるとき、燃料インジェクタ９から流出する燃料噴射２７は図６に示す形態を有する（図６は６つの出口穴を備えた「多孔」燃料インジェクタ９を示すが、出口穴の数は異なり得る）。

好ましい一実施形態によれば、燃料インジェクタ９は「渦巻き」型であり、すなわち注入される燃料に回転渦運動（すなわち、管状体１２の長手軸１３を中心に燃料が回転する渦運動）を与える。

上記のように、供給チャネル２１は、外側で、外側管状体２４（供給チャネル２１の内面２６を有する）によって限定され、内側で、内側管状体２５によって限定され、これは、燃料インジェクタ９を囲み、内側で、燃料インジェクタ９を収容する。

図３によれば、外側管状体２４は円錐部分２８を含み、これはノズル２２に向かってその大きさを減らし、さらに、添付の図に示す好ましい一実施形態によれば、外側管状体２４はまた円筒部分２９を含み、これは円錐部分２８の下流に配置されてノズル２２で終わる。本明細書に示さない異なる一実施形態によれば、外側管状体２４は、円筒部分２９を有さず、したがって、円錐部分２８のみを含む。本明細書に示さないさらなる一実施形態によれば、円筒部分２９は、円錐部分２８の先細り（収束）より小さな先細り（収束）を有するさらなる円錐部分によって置き換えることもできる。

添付の図に示す実施形態において、燃料インジェクタ９は、燃料の少なくとも一部を外側管状体２４の円筒部分２９に対して（またはさらなる円錐部分に対して）噴霧するように構成され、特に、燃料インジェクタ９は、燃料の大部分（ほぼ全部）を外側管状体２４の円筒部分２９に対して（またはさらなる円錐部分に対して）噴霧するように構成されている。異なる一実施形態によれば、燃料インジェクタ９は、燃料の少なくとも一部を外側管状体２４の円筒部分２９に対して（またはさらなる円錐部分に対して）、そして燃料の少なくとも一部を外側管状体２４の円錐部分２８に対して噴霧するように構成され、たとえば、燃料インジェクタ９は、燃料の約半分を外側管状体２４の円錐部分２８に対して、そして燃料の約半分を外側管状体２４の円筒部分２９に対して（またはさらなる円錐部分に対して）噴霧するように構成されている。さらなる一実施形態によれば、燃料インジェクタ９は、燃料の少なくとも一部を外側管状体２４の円錐部分２８に対して噴霧するように構成され、特に、燃料インジェクタ９は、燃料の大部分（ほぼ全部）を外側管状体２４の円錐部分２８に対して噴霧するように構成されている。

図２によれば、燃料が流出する燃料インジェクタ９の噴霧先端（すなわち、燃料インジェクタ９の注入点）とスパークプラグ１０の長手軸３０との間の軸方向距離Ｘ（すなわち、管状体１２の長手軸１３に沿って測定される）は、管状体１２の内径Ｄの（すなわち、燃焼室７の直径Ｄの）３３％から１００％までの範囲であり、好ましくは、軸方向距離Ｘは管状体１２の内径Ｄの５０％から１００％までの範囲であり、特に、軸方向距離Ｘは管状体１２の内径Ｄの６０％から９０％までの範囲である。管状体１２は好ましくは円形の断面を有し、したがって、軸方向距離Ｘを査定するために管状体１２の内径Ｄをどのように測定しなければならないかに関して疑いがないが、これに反して、管状体１２が楕円形の断面を有したなら、軸方向距離Ｘを査定するために管状体１２の直径Ｄとして大きい方の大きさが考慮に入れられるべきものになることが指摘されるべきである。

図７および図８によれば、スパークプラグ１０は１つのみの内側電極３１および１つのみの外側電極３２を有し、図９および図１０に示す変形によれば、スパークプラグ１０は１つのみの内側電極３１および２つの外側電極３２を有し（図９）、または１つのみの内側電極３１および４つの外側電極３２を有し（図１０）、本明細書に示さないさらなる一変形によれば、３つの外側電極３２もあり得る。

図４によれば、外側管状体２４は貫通開口３３（すなわち、スリット）を有し、これを通して、燃料が流出する燃料インジェクタ９の噴霧先端（すなわち、燃料インジェクタ９の注入点）はスパークプラグ１０の電極３１および３２を直接ねらう。貫通開口３３の存在のおかげで、燃料インジェクタ９によって放出された燃料噴射２７の限定された部分３４が、外側管状体２４に当たらず、スパークプラグ１０の電極３１および３２に直接達するまで外側管状体２４を通過する。換言すれば、貫通開口３３の存在のおかげで、燃料噴射２７の限定された部分３４はスパークプラグ１０の電極３１および３２を直接「湿らせ」て、スパークプラグ１０の電極３１および３２の周りに、局所的な燃料過剰（すなわち、局所的により濃い混合気）を作成し、これが炎の点火に助力し、したがって、混合気の残りへの炎のより速い伝搬を支援する。

図４によれば、貫通開口３３はスリットのように成形され、すなわち軸方向の大きさより大きい周方向の大きさを有し、好ましくは、貫通開口３３の周方向側は角度的に３０°から６０°までの範囲である。

図８、図９および図１０によれば、スパークプラグ１０の外側電極３２（または複数の外側電極３２）は、内側電極３１に向かって移動する燃料噴射２７の限定された部分３４を妨害（遮断）しないように配向され、すなわち、スパークプラグ１０の外側電極３２（または複数の外側電極３２）は、燃料噴射２７の限定された部分３４から内側電極３１を覆う（遮る）ことがないように配向されている。結果として、２つの電極３１および３２間に生成されたスパークは、燃料噴射２７の限定された部分３４に対して外側電極３２によって覆われ（遮られ）ない。図８および図９は、電極３２に対して正しい配向を有する燃料噴射２７の部分３４（すなわち、これらは電極３２によって遮られていない）と、電極３２に対して間違った配向を有し（すなわち、これらは電極３２によって遮られている）、この理由で、「Ｘ」という手段によって「取り消されている」燃料噴射２７の部分３４の両方を示す。

図３および図４に示す実施形態において、燃料インジェクタ９によって放出される燃料噴射２７は管状体１２の（そして燃料インジェクタ９の）長手軸１３に対して完全に対称であり、すなわち、管状体１２の長手軸１３は燃料噴射２７の中央対称軸３５と一致する。他方、図１１に示す実施形態において、燃料インジェクタ９によって放出される燃料噴射２７は管状体１２の（そして燃料インジェクタ９の）長手軸１３に対して非対称であり、したがって、燃料噴射２７はスパークプラグ１０の電極３１および３２に向かって傾斜し、すなわち、燃料噴射２７の中央対称軸３５は管状体１２の長手軸１３と角度γ（ゼロ以外）を形成する。好ましい一実施形態によれば、燃料噴射２７の中央対称軸３５は、管状体１２の長手軸１３と、５°から２０°までの範囲の幅、好ましくは約１３～１５°に等しい幅を有する角度γを形成するように、スパークプラグ１０の電極３１および３２に向かって傾斜している。スパークプラグ１０の電極３１および３２に向かって燃料噴射２７を傾斜させることにより、スパークプラグ１０の電極３１および３２の周りに、局所的な燃料過剰（すなわち、局所的により濃い混合気）が生成され、これが炎の点火に助力し、したがって、混合気の残りへの炎のより速い伝搬を支援する。

好ましい一実施形態によれば、加熱装置６は制御ユニット３６（図１に概略的に示す）を含み、これは、できるだけ効率的および効果的に、所望の目的（すなわち、超過温度のために処理装置５を損傷することなく迅速に処理装置５を加熱すること）に達するよう、加熱装置６の動作全体を制御するように、すなわちファン８、インジェクタ９およびスパークプラグ１０を協調させて制御するように構成されている。

図１に示す可能な一実施形態によれば、加熱装置６は温度センサ３７を含み、これは、出口ダクト１１を通って流れる熱気の温度を測定するように出口ダクト１１に沿って配置され、あるいは、加熱装置６は温度センサ３８を含み、これは、排気ダクト３を通って流れる排気ガスと熱気の混合気の温度を測定するように出口ダクト１１が分岐する点の下流に（および処理装置５の上流に）排気ダクト３に沿って配置されている。たとえ、特別な用途において、両温度センサ３７および３８が存在し得ても、一般に、２つの温度センサ３７および３８の１つのみがある。超過温度のために処理装置５を損傷することなく迅速に処理装置５を加熱するように燃焼室７における燃焼を制御するため（必要であれば、フィードバック制御という手段によって）、制御装置３６は温度センサ３７または３８の読み取りを用いる。

本明細書に記載の実施形態は、この理由で発明の保護の範囲を超えることなく、互いに組み合わせることができる。

上述の加熱装置６は多くの利点を有する。

まず、上述の加熱装置６により、供給チャネル２１のノズル２２によって導入される酸化空気と燃料インジェクタ９によって注入される燃料との間の理想的な混合のおかげで、すべての動作条件において（特に大量の熱を発生させるために大量の燃料が注入されるとき）、完全な燃料燃焼（すなわち、未燃焼燃料を排気ダクト３内へ導入することがない）が保証される。

さらに、上述の加熱装置６はその全体的な寸法に関して高い火力を有し、すなわち、比較的小さくても、上述の加熱装置６は高い火力を生成する。

最後に、上述の加熱装置６は、複雑でない形状を備えた、標準的な溶接および接合で結合が容易な少数の部品からなるため、製造するのが簡単で経済的である。

１ 排気システム
２ 内燃機関
３ 排気ダクト
４ 消音器
５ 処理装置
６ 加熱装置
７ 燃焼室
８ ファン
９ 燃料インジェクタ
１０ スパークプラグ
１１ 出口ダクト
１２ 管状体
１３ 長手軸
１４ 基壁
１５ 基壁
１６ 側壁
１７ 出口開口
１８ 入口開口
１９ 入口ダクト
２０ 逆止め弁
２１ 供給チャネル
２２ ノズル
２３ 静的ミキサ
２４ 外側管状体
２５ 内側管状体
２６ 内面
２７ 燃料噴射
２８ 円錐部分
２９ 円筒部分
３０ 長手軸
３１ 内側電極
３２ 外側電極
３３ 貫通開口
３４ 部分
３５ 対称軸
３６ 制御ユニット
３７ 温度センサ
３８ 温度センサ
α 角度
β 角度
γ 角度
Ｘ 距離
Ｄ 直径

Claims (16)

1. 内燃機関（２）の排気システム（１）のための加熱装置（６）であって、前記加熱装置（６）は、
   燃焼室（７）が内側で得られる管状体（１２）と、
   前記燃焼室（７）内へ燃料を注入するように前記管状体（１２）の基壁（１４）を通して搭載されている燃料インジェクタ（９）と、
   前記燃焼室（７）へ向けられ、前記燃料と混合される気流を受けるようにファン（８）に接続することができる、少なくとも１つの入口開口（１８）と、
   前記入口開口（１８）から空気を受け、前記燃料インジェクタ（９）の端部を囲み、前記燃料インジェクタ（９）の注入点の周りに配置されているノズル（２２）で終わる、供給チャネル（２１）と、
   空気と燃料の混合気の燃焼を引き起こすように前記管状体（１２）の側壁（１６）を通して搭載され、電極（３１、３２）を有する、スパークプラグ（１０）と、
   を含み、
   前記供給チャネル（２１）は、前記供給チャネル（２１）の内面（２６）を有する外側管状体（２４）によって外側が区切られ、内側管状体（２５）によって内側が区切られ、前記内側管状体（２５）は、前記燃料インジェクタ（９）を囲み、内側で、前記燃料インジェクタ（９）を収容し、
   前記加熱装置（６）は、
   前記燃料インジェクタ（９）が、前記燃料の少なくとも一部を前記外側管状体（２４）に対して噴霧するように構成され、
   前記外側管状体（２４）が貫通開口（３３）を有し、これを通して、前記燃料を出す前記燃料インジェクタ（９）の噴霧先端が前記スパークプラグ（１０）の前記電極（３１、３２）を直接ねらうことを特徴とする、
   加熱装置（６）。
2. 使用中、前記貫通開口（３３）を通して、前記燃料インジェクタ（９）によって放出された燃料噴射（２７）の限定された部分（３４）が、前記外側管状体（２４）に当たらず、前記スパークプラグ（１０）の前記電極（３１、３２）に直接達するまで前記外側管状体（２４）を通過する、請求項１に記載の加熱装置（６）。
3. 前記貫通開口（３３）は、スリットのように成形され、軸方向の大きさより大きい周方向の大きさを有する、請求項１または２に記載の加熱装置（６）。
4. 前記貫通開口（３３）は、３０°から６０°までの範囲の周方向の大きさを有する、請求項１、２または３に記載の加熱装置（６）。
5. 前記スパークプラグ（１０）は内側電極（３１）および少なくとも１つの外側電極（３２）を有し、
   前記外側電極（３２）は、前記内側電極（３１）に向かって移動する燃料噴射（２７）の限定された部分（３４）を遮断しないように配向されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
6. 前記スパークプラグ（１０）は内側電極（３１）および少なくとも１つの外側電極（３２）を有し、
   前記外側電極（３２）は、燃料噴射（２７）の限定された部分（３４）から前記内側電極（３１）を遮らないように配向されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
7. 前記インジェクタ（９）は、中心で中空の円錐形状を有する、すなわち環状のような形状の断面を有する燃料噴射（２７）を放出するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
8. 前記燃料噴射（２７）の外面が約７０°の開口角度（α）を有し、前記燃料噴射（２７）の内面が約５０°の開口角度（β）を有する、請求項７に記載の加熱装置（６）。
9. 前記燃料インジェクタ（９）によって放出される燃料噴射（２７）が前記管状体（１２）の長手軸（１３）に対して非対称であり、前記燃料噴射（２７）が前記スパークプラグ（１０）の電極（３１、３２）に向かって傾斜するようになっている、請求項１から８のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
10. 前記燃料噴射（２７）の中央対称軸（３５）が前記管状体（１２）の長手軸（１３）とゼロ以外の角度（γ）を形成する、請求項９に記載の加熱装置（６）。
11. 前記燃料噴射（２７）の前記中央対称軸（３５）と前記管状体（１２）の長手軸（１３）との間の前記角度（γ）は、５°から２０°までの範囲である、請求項１０に記載の加熱装置（６）。
12. 前記インジェクタは、前記燃料の少なくとも８０％を前記供給チャネル（２１）の前記内面（２６）に対して噴霧するように構成されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
13. 前記燃料インジェクタ（９）は渦巻き型であり、前記燃料に回転渦運動を与える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
14. 環状のような形状であり、前記供給チャネル（２１）に沿って前記燃料インジェクタ（９）の周りに配置され、前記ノズル（２２）に向かって流れる空気に乱気流、特に渦運動を生成するように構成されている、静的ミキサ（２３）を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の加熱装置（６）。
15. 内燃機関（２）の排気システム（１）であって、前記排気システム（１）は、
    前記内燃機関（２）の排気マニホルドから始まり、排気ガスが大気中へ放出される消音器（４）で終わる、排気ダクト（３）と、
    前記排気ダクト（３）に沿って配置されている排気ガス処理装置（５）と、
    前記排気ダクト（３）から来る出口ダクト（１１）という手段によって前記処理装置（５）の上流で前記排気ダクト（３）に接続され、燃料を燃やすことによって、熱気流を生成するように設計され、請求項１から１４のいずれか一項にしたがって製造される、加熱装置（６）と、
    を含む、排気システム（１）。
16. 前記加熱装置（６）は、
    前記出口ダクト（１１）に沿って、または前記出口ダクト（１１）が分岐する点の下流で前記排気ダクト（３）に沿って配置されている温度センサ（３７、３８）と、
    前記温度センサ（３７、３８）によって提供される測定値によっても前記加熱装置（６）における燃焼を調整する制御ユニット（３６）と、
    を含む、請求項１５に記載の排気システム（１）。

Images