JPH02146408A

JPH02146408A - バーナ

Info

Publication number: JPH02146408A
Application number: JP1046387A
Authority: JP
Inventors: Rainer Kolodzie; ライナー・コロツィー; Dieter Goerlich; ディーター・ゲェーリッヒ; Roland Fiola; ローラント・フィオラ
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-06-05
Also published as: DE3869391D1; EP0331795B1; DE3828256A1; EP0331795A1; US4955183A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は難燃性混合気用バーナに係り、特に内燃機関の
排気ガス用バーナに関する。

〔従来の技術〕

該バーナは燃焼室、点火装置及び燃料噴射ノズルを有す
る。

本発明に関連して用いられる難燃性という用層は例えば
燃料オイル、灯油及びガソリンのような典型的な燃料に
比較して比較的Ｍ燃性の、はとんど酸素を含まない、又
は難燃性の燃料を含むものを言う。かかるバーナの原理
の適用に於いて、バーナは、例えばディーゼルエンジン
の排気ガスダクト内にお１する微粉フィルタユニットの
再生を開始する為に使用される高熱燃焼ガスを生成する
為に、フィルタユニー／　ト内にＭＩＩされたすすの微
粉等を焼払う為に用いられる。

１９８８、８．２３に提出された米国特許用ｕＮｏ、２
３５２９２には、圧縮空気を補給される、上記のような
混合気の点火の為の補助バーナを有する排気ガスバー±
が述べられている。その中に述べられている他の実施例
には、バーナ内の３！！、料ノズルと同レベルに補助空
気噴射装置がバーナに設けられている。

これらの特徴は、特に排気ガスフィルタユニットの再生
の為に設けられており、それにより、排気ガス中の酸素
含有量の如何に拘わらず、フィルタユニットの再生が行
われる。点火装置周辺の区域では、たとえ排気ガス中の
酸素台を量が少なくても、バーナの点火を引起こすこと
ができるように極めて可燃な混合気が準備されている。

既知の如く、排気ガスの酸素含有量は広い変動に属する
ものであり、この広い変動は、自動車のディーゼル内燃
機関の特徴を持つエンジンの種類に於ける、特に即時の
作動レベルに左右されるものである。

排気ガス中のこの残存酸素含有量は、約２Ｑ％から４０
％の間であり得る。

ドイツの公開明細書３５２６０７４には、内燃機関の排
気ガスから可燃性固形微粉を除去する為の装置が記述さ
れ、その装置では、パイロットバーナがオーバーフロー
開口によって燃焼室へ接続されており、パイロットバー
ナには、追加の空気及び燃料が補給されている。固形微
粉により濃化された排気ガスの流れの一部が、第１のス
プレーノズル管によって燃焼室へ送給され、その後、固
形微粉は、燃焼室へ送りこまれた追加の空気と共に焼払
われる。その後、流れは、純化された排気ガスとして、
残余の燃焼生成物と共に、第２のスプレーノズル管によ
って運び去られる。この装置により、排気ガス中の可燃
固形微粉は、排気ガス純化の直接目的のもとに燃焼室で
焼払われる。この装置については、すすフィルタユニッ
トの再生についての記述も示唆も全くないが、その一方
において、この装置は、ディーゼルエンジンの排気ガス
分野における微粉フィルタの使用の代替的方法を示して
いる。

〔発明が解決しようとするＬＩ！題〕

かくして、本発明の第１の目的は、たとえ混合気の酸素
が極端に少なく、又は排気ガス中の酸素含有量が少ない
場合でも、！ｌ燃性混合気用バーナが確実に点火でき、
それにより、バーナの中に焔が安定し維持できるバーナ
を提供することにある。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明によれば、難燃性混合気、特にディーゼルエンジ
ンの排気ガス用バーナであって、燃焼室、点火装置及び
燃料噴射ノズルを有するバーナが、燃料噴射ノズルのノ
ズル噴流方向にノズルの噴出口から測って所定距離に障
壁を備えており、この障壁は燃料噴射ノズルの中心軸に
対して略直交する方向に延びている。

〔作用〕

本発明によるバーナでは、障壁が燃焼室を軸方向に２分
しており、それにより、障壁と燃料噴射ノズルの噴出口
との間にある区域ができ、この区域には酸素濃化帯域が
形成され、そこではエネルギが濃化され熱の流れの密度
が高い。この帯域では、安定したパイロット焔が生成さ
れ、かつ維持され、それにより、Ｉ燃性混合気が点火さ
れ得る。

本発明では、燃料噴射ノズルから送給された燃料の一部
が直接にＲ壁に＃ｒ突し、そこで、障壁は、赤熱した燃
焼室の区域内に位置することになる。

赤熱した障壁に関連して起こる温度上昇の結果、混合気
の可燃化の向上が見られることになる。たとえ燃焼室へ
補給された排気ガスの酸素が少ないか、及び／又は、た
とえ高流量の大量の排気ガスが燃焼室に供給されたとし
ても、燃焼室内での消焔状態は防止される。かくして、
本発明による障壁を持つバーナは、排気ガスの量及び酸
素含有量の如何に拘わらず、燃焼室内の焔が安定して維
持されることを保証する。障壁は更に、障壁の下流にお
ける流れの乱れを発生させ、それにより、障壁より下流
にふける燃焼室での排気ガスと燃焼との混合を強化させ
る。こうして、全般的に更に好適な燃焼条件が燃焼室内
に確立される。

本発明の好適な実施例に於いては、燃焼ノズルから噴出
される燃料の一部が障壁に衡突し、他方、残余の燃料は
ｍ壁の側方を迂回するので、燃料は障壁の下流にあたる
燃焼室内の区域にやはり存在する。この燃料は下流の排
気ガスと混合して燃焼混合気となり、それにより、燃料
ノズルと障壁との間の帯域に生成されたパイロット焔は
容易に障壁の下流の区域へ延びていき、そこ・にある混
合気を燃焼させることができる。

好適には、障壁は、燃料ノズルの軸心と同心に適切に配
置されたじゃま板として形成することができ、それによ
り、燃焼室の壁とじゃま板の外側端との間に円形空間を
画成することができ、この円形空間を通じて、燃料ノズ
ルから送給された燃料はじゃま板の下流における燃焼室
の区域へ到達することができる。

１実施例によれば、障壁は中央開口を有する小孔の散在
した板で形成することができ、この場合、この穴あき板
は燃焼室の壁に取付けることができる。この場合、燃料
噴射ノズルからの燃料は該穴あき板の中央開口を通過し
、じゃま板の下流にあたる燃焼室の区域へ入ることがで
きる。

本発明のその他の実施例によれば、ｗｌＬ壁は、燃焼室
の匝径を減じた区域、例えば絞りによって形成すること
ができ、それにより、じゃま板又は穴あき板などの余分
な部品を燃焼室内に設けないで済む。

本発明によるバーナの池のａ子連な変形としては、ディ
ーゼルエンジンからの排気ガスと共に、燃焼空気、即ち
新鮮な空気又は追加の空気が、少なくとも障壁と燃料噴
射ノズルとの間の区域に導入されることの実施であり、
それにより、バーナの点火段階に於いて、パイロット焔
が、燃料ノズルと障壁との間の区域に迅速かつ確実に発
生させることができることである。

本発明のその他の特徴は、ディーゼルエンジンの排気ガ
スが燃焼室内の燃料噴射ノズルとは反対側の燃焼室の一
端近くの１点へ導入されることである。こうして排気ガ
スは、燃料噴射ノズルと障壁との開の区域は直接に到達
することがなく、それにより、内燃機関の排気ガスが存
在することにより、この区域にふける極度に可燃性の混
合気の準備は悪影響を受けない。

驚くべきことには、もしも障壁を、例えば、円錐形、球
形又は円錐に近い丸い貝殻形に設計すればバーナの作動
が更に改善されることもまたわかっている。

本発明のこれら及びその他の目的、特徴及び利点は、図
示の目的のみで揚げられた添付の図面と本発すに従う数
個の実施例を参照し、次の記述を読めば更に胡白になる
であろう。

〔実施例〕

図面のそれぞれにおいて、同じか又は類似の部材は同じ
参照番号で示す。

第１図に於いて、バーナはその全体を１で示す。

バーナ１は、燃焼室２を含む。燃焼室２はその一端に燃
料補給用の燃料噴射ノズル３を備えている。

高温燃焼ガスの流れの方向を矢印で示す。高温燃焼ガス
の流れは燃焼室２を、燃料噴射ノズル３とは反対側の燃
焼室２の端部から出る。本発明の好適な実施例に於いて
は、燃焼室２から出た高温燃焼ガスの流れは、ディーゼ
ル内燃機関の排気ガス導管内の微粉フィルタユニット（
図示せず）に送給される。それゆえ、すすフィルタのよ
うな微粉フィルタは、そこにすす微粉が蓄積した後に、
すすフィルタ内のすす＠塵を焼払うことにより、再生す
ることができる。この再生は、燃焼室２を出る燃焼ガス
によって開始することができる。

燃料噴射ノズル３の噴出口４から送給される燃料ノズル
噴流は破線で示す。この燃料ノズル噴流の方向で見て、
燃料噴射ノズル３の噴出口４から所定距離に障壁（バッ
フルバリアｂａｆｆｌｅ　ｂａｒｒｉｅ「）が配置され
ており、これはその全体が５で示されている。第１及び
第２図に示す実施例では、障壁５はじゃま板６で形成さ
れ、これは燃焼室２の壁８にフランジ７によって取付け
られている。

障壁５は燃焼室２を２分し、それにより、燃料噴射ノズ
ル３と障壁５との間に位置する第１帯域２ａと、障壁５
の下流に位置する第２帯域２ｂとを形成している。

略図的に９で示される開口を通じて、好適には酸素濃化
空気、例えば新鮮な空気又は追加の通気が燃焼室２へ入
る。燃料噴射ノズル３とは反対側の燃焼室２の一端には
人口１０が設けられ、それにより、例えば内燃機関かる
の排気ガスが燃焼室２へ導入される。更に、点火装置１
１が設けられ、第１図に示すように、燃焼室２内の燃料
噴射ノズル３の近くまで延在している。

これまで詳記したバーナｌの作動を以下に詳細に述べる
。バーナｌの第１帯域２ａに於いて、燃料噴射ノズル３
の周囲に於いて、選択的に、開口９から追加の空気を補
給し、極度に可燃的な燃料と燃焼空気との混合気が準備
され、そこで、燃料噴射ノズル３に−って送給されて燃
料の一部が障壁５に衝突する。かくして燃焼室２の第１
帯域２ａに＄備された燃焼混合気は、点火装置１１によ
り点火され、パイロット焔が第１帯域２ａに形成される
。第１及び第２図の設計によってじゃま板６とされた障
壁５は、パイロット焔により熱せられ、それにより、障
壁５を熱するパイロット焔によってもたらせられた障壁
５の温度上昇により、障壁５に衝突する燃料噴流の一部
の蒸発が激化される。その上さらに、燃焼室２０周辺温
度が上昇する。かくして生成された燃料蒸気は、障壁５
の側方を迂回して燃焼室２の第２帯域２ｂへ入る燃料の
一部と共に運び去られ、それにより、その後、第１帯域
２ａ内のパイロット焔の助けにより、燃焼室の第２帯域
２ｂ内の混合気は、そこに開放されたエネルギの助けを
も借りて、確実に燃焼することができる。燃焼室２の第
２帯域２ｂ内のこの混合気は、その主要な１４４１，１
として、人口１０から導入された内燃機関の排気ガスを
含む。その排気ガスの酸素含有量、排気ガス量及び排気
ガス流量は該内燃機関の作動条件に大きく左右されて変
動する。障壁５もまた同時に障壁５によって混合気中に
作り出された流れの乱れによって、燃焼室２の第２帯域
２ｂ内の燃料と排気ガスとの混合をサポートする。

バーナ１の燃焼作動中、障壁５は赤熱し、また赤熱した
障壁５から発出する熱は、障壁５の位置からして、焔の
根本の区域にお（する焔の逆引大半を増大させる。それ
ゆえ、安定した焔が燃焼室２内に維持される。たとえ、
酸素含有量の低い排気ガス及び／又は、たとえ大量の排
気ガスが入口１０から入り、及び／又は、たとえ大ｆｔ
量の排気ガスが入ったとしても、上記の設計によって安
定した焔が維持される。かくして、燃焼室２における消
焔状態は効果的に防止される。木発胡のバーナによれば
、バーナ作動のスタート時に、一種のバイロフト焔が、
障壁５のサポートにより燃焼室２の第１帯ｔｉｉＪ２ａ
でこのように確実に生成され、それにより、極めて不利
な条件のもとにおいても、燃焼室２の第２帯域２ｂにお
ける難燃性混合気は点火され得る。要約すれば、バーナ
１の燃焼作動中、障壁５のサポートによって、たとえ燃
焼室２の第２帯域２ｂにおける燃焼条件が不利であって
も、安定した焔が維持される。

以下に説明する変形実施例は、第１及び第２図の実施例
と作動的に、また機能的に同じであり、従って、この変
形バーナと、第１図及び第２図の実施例のバーナ１との
構造的差異を以下詳細に税胡する。

第３図のバーナ１は、障壁５ａとして、穴あき板１４を
備え、これは燃焼室２の壁８に、燃料噴射ノズル３から
所定距離の位置で取付けられて−）る。穴あき板１４に
は、燃料噴射ノズル３の噴出口４のおおむね軸心の延長
線上に少なくとも１個の中央開口１５が設けられ、それ
を通じて燃料噴射ノズル３からの燃料が燃焼室２の第２
帯＋ｅ、２ｂに到達できる。燃料噴射ノズル３から送給
される燃料の他の一部は、穴あき板１４の板状部分に衝
突し、それにより穴あき板１４の形状をとる障壁５ａは
、第１図及び第２図に示すじゃま坂６の形状をとる障壁
５と本質的に同じ効果を得る。

第４図には、燃焼室２の開口断面を部分的に縮径すると
いう方法で設けた障壁５ｂを備えたバーナ１が図示され
ている。第４図に示されるように、障壁５ｂは、燃焼室
２の周囲を画成する壁８を緊縮したく絞った）形状をと
っている。この絞り１６の形状をとった障壁５ｂは、第
１図、第２図及び第３図の各実施例に関するものと本質
的に同じ効果を達成する。即ち、絞りを通過して第２帯
域２ｂに入る燃料の一部と、絞りに衝突する燃料の一部
とは、第１帯域２ａにおいてパイロット焔を形成する。

もちろん、本発明は現在の実測に限定されるべきもので
はないが、その一方において、本発明の概念を離れるこ
となく、同業者にとっては無数の変化や変形が明らかに
されるであろう。特に、障壁５．５ａ及び５ｂについて
上記に説明した各実施例の結合もまた可能であり、又は
、例えば燃料の流れの方向から見て、２個又はそれ以上
の障壁５．５ａ及び５ｂが前後の方向に互いにある距離
をおいて配列さ二ることもできる。もちろん、障壁５．
５ａ及び５ｂの効果は、燃焼室２の内壁８の適当な設計
及び／又は燃料噴射ノズル３の適当な設計によってもま
た達成できる。更に、各図に示したように、燃料噴射ノ
ズル３を燃焼室２内にそれと同心的に設：する代わりに
、燃焼室２と軸心的にずらせ又は斜めに配置することも
可能である。

また、第１図に破線で示したように、じゃま彼６は、円
錐体５′又は丸貝殻型障壁５′に置き換えることもでき
る。障壁５としては、球形のものを選ぶこともできる。

こうすれば、！！造技術観点からの単純化により、バー
ナ１の更に能率的な作動を有利に達成することができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るバーナによれば、燃料
噴射ノズルの噴出口から所定距離に設けられると共に燃
料噴射ノズルの中心軸に対して略直交する方向に取付け
られた障壁で燃焼室を２分し、前記燃料噴射ノズルと障
壁との空間に濃化された酸素帯域を形成してパイロット
焔を生成し、このパイロット焔を障壁の下流側に流入す
るディーゼルエンジンの排気ガス等の難燃混合気に点火
するようにしたので、難燃性混合気を確実に燃焼するこ
とができ、バーナ内の焔を安定して維持することができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ｍ壁を備えたバーナの断面図、第２図は、第
１図の断面■−■線で示す第１図のバーナの上面図、第３図は、第２の障壁の設計を備えたバーナの変形実施
例の断面図、第４図は、その他の障壁設計を備えたバーナのその池の
変形実施例を示す断面図である。１・・・バーナ、　２・・・燃焼室、　３・・・燃焼噴
射ノズル、　４・・・噴出口、　　５・・・障壁、　６
・・・じゃま阪。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】（１）燃焼室、点火装置及び燃料噴射ノズルを備えた内
燃機関の排気ガス用バーナにおいて、燃料噴射ノズルの
噴出口から該燃料噴射ノズルの噴流方向に所定距離に、
該燃料噴射ノズルの中心軸に略直交する方向に延びるよ
うに障壁が配置されていることを特徴とするバーナ。（２）前記燃料噴射ノズルから出る燃料の一部が障壁に
衝突し、残余の燃料は障壁の側方を迂回する請求項（１
）に記載のバーナ。（３）障壁が、じゃま板として形成されている請求項（
１）又は（２）に記載のバーナ。（３）障壁が少なくとも１個の中央開口を有し、かつ燃
焼室の壁に取付けられている穴あき板から成る請求項（
１）又は（２）に記載のバーナ。（５）障壁は、前記燃焼室の縮径区域によって形成され
る請求項（１）又は（２）に記載のバーナ。（６）前記縮径区域は、燃焼室の絞りである請求項（５
）に記載のバーナ。（７）ディーゼル内燃機関からの排気ガスによるバーナ
の作動中、少なくとも障壁と燃料噴射ノズルとの間の区
域に燃焼空気が入る請求項（１）〜（６）の１つに記載
のバーナ。（８）ディーゼル内燃機関からの排気ガスによるバーナ
の作動中、前記燃料噴射ノズルとは反対側の燃焼室の端
部の区域に排気ガスが入る請求項（１）〜（７）の１つ
に記載のバーナ。（９）障壁がそらせ方向における球形に曲がった表面と
なっている請求項（１）乃至第（８）の１つに記載のバ
ーナ。（１０）障壁が円錐体として形成されている請求項（９
）に記載のバーナ。（１１）障壁が球形の貝殻型として形成されている請求
項（９）に記載のバーナ。