TWM535737U - 柴油引擎黑煙淨化及再生裝置 - Google Patents

Description

柴油引擎黑煙淨化及再生裝置

本新型涉及一種柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，尤指一種應用於柴油引擎所用之廢氣排煙裝置上，能利用柴油燃燒而解決排氣管積碳問題的濾蕊再生結構。

隨著科技進步，柴油引擎能產出更高效能的引擎動力，擁有低轉速高扭力、高熱效率、低油耗、耐久性佳的優勢，但是相對地也會排放出更高污染的廢氣，其廢氣主要物質為氮氧化合物[NOx]以及細懸浮粒子[PM2.5]，對環境生態及人們的身體健康，具有非常大的傷害與威脅。

為了使高污然性的柴油引擎，能排放出乾淨的廢氣，週邊的過濾與降污輔助系統，比汽油引擎來得多出許多，這些系統保養時也需清潔，為了解決柴油引擎所帶來的廢氣問題，逐漸開始改良排氣管的結構，用碳微粒過濾器(Diesel Particulate Filter，簡稱DPF)來配合或是直接取代觸媒轉化器，達到改善污染廢氣排放的狀況。

碳微粒過濾器是蜂巢狀陶瓷構體，包含許多平行相鄰的廢氣入口通道與廢氣出口通道，廢氣出入口通道間以過濾層壁相隔，而過濾層壁具有能供廢氣流過的孔洞組織，流通過的廢氣會進行類似傳統觸媒轉換器般轉化有毒氣體為無害氣體的作用，至於體積較大的碳微粒則會附著在 過濾層壁上，此排碳過程又稱為被動再生(Passive Regeneration)，藉此可大幅減少排放到大氣中的碳微粒。

然而，不論是碳微粒過濾器，還是傳統觸媒轉換器，兩者為能將廢氣轉為成符合空氣環保標準的氣體以排出，都需要高溫才能正常運作，但柴油引擎的使用過程中，溫度不一定會穩定地保持在其兩者的工作溫度範圍內，使轉化效果與攔截碳微粒效率降低，而且由於碳微粒會不斷累積在過濾層壁上，當累積密度高到一定程度時，便會有「背壓」增大的問題，如此一來，黑煙會漸漸產生。

所以，便有業者導入主動再生(Active Regeneration)的概念，通過提高碳微粒過濾器的溫度，升高到600~650度，讓未經燃燒的柴油形成蒸發油氣，跟隨廢氣流入並燃燒，用以直接加溫，同時電子節氣門還會控制進入引擎的空氣量到最低需求，達到稀薄燃燒以提高排氣溫度，而渦輪增壓值也會隨之調整，以調整引擎出力，讓駕駛者感覺不出系統正在進行清除工作。

通過上述的過程，便可將原本累積在碳微粒過濾器內部的碳微粒，燃燒轉化為二氧化碳，並排放到大氣中，如此碳微粒過濾器即可再繼續服役，但是上述提到的過程，都是最理想的狀態，由於碳微粒過濾器要執行被動再生、或是主動再生，都需具備一定的條件才能進行，因此不當的使用習慣或環境，是有可能導致碳微粒過濾器故障的。

另一方面，現有的碳微粒過濾器，要讓對碳微粒過濾器進行主動再生的動作，需要對柴油引擎黑煙進行修改，無法直接應用，而且對中、大型柴油引擎而言，使用習慣或環境難以配合，碳微粒過濾器容易損 壞，導致難以應用於現有柴油引擎上，應用範圍有限。

有鑑於此，如何提供一種能容易應用、實用性高，限制條件少，能讓碳微粒過濾器順利地去除積碳，避免黑煙產生的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，便成為本新型欲改進的課題。

本新型目的在於提供一種容易應用、設置成本低，能利用柴油燃燒而解決觸媒轉化器積碳問題的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置。

為解決上述問題及達到本新型的目的，本新型的第一種技術手段，是這樣實現的，為一種柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，該淨化再生裝置(100)為設於引擎排煙管(10)與排氣裝置(20)兩者間，能供提昇廢氣(30)溫度以解決積碳問題、使該排氣裝置(20)正常工作、避免產生黑煙用，其特徵在於：所述淨化再生裝置(100)，其包括有一外殼體(1)、至少一前置燃燒裝置(2)、一內殼體(3)、一內燃室(4)、一控制系統(5)、一柴油供給系統(6)、及一空氣供給系統(7)；所述外殼體(1)，其內設有一具有一入口端(11A)及一出口端(11B)的通氣空間(11)，該入口端(11A)與該引擎排煙管(10)連接並連通，該出口端(11B)與該排氣裝置(20)連接並連通，且內壁面與該內殼體(3)間，間隔環設有數片能讓該廢氣(30)形成氣旋的導流片(12)；所述前置燃燒裝置(2)，其包括有至少一點火裝置(21)及依序連接的一霧化噴嘴(22)、一主助燃室(23)、一輔助助燃室(24)，該點火裝置(21)能利用高壓電產生電弧、以點燃該霧化噴嘴(22)所輸出的霧化柴油氣(A)，並具有一端伸入於該主助燃室(23)出口端處內、且相互間能產生高壓放電反應的兩點火端子(211)，該霧化噴嘴(22)能產生適當柴油與空氣混合比的霧化柴油氣(A)，並與該柴油 供給系統(6)和該空氣供給系統(7)連接並連通，該主助燃室(23)能供給空氣以助燃、配合該點火裝置(21)產生前段燃燒霧化柴油氣(A1)，該輔助助燃室(24)能再次供給補充空氣以提昇燃燒效率、產生後段燃燒霧化柴油氣(A2)，而該主助燃室(23)和輔助助燃室(24)兩者分別與該空氣供給系統(7)連接並連通，另該輔助助燃室(24)自由端，為插入該外殼體(1)後與該內燃室(4)連接並連通，以將該後段燃燒霧化柴油氣(A2)輸出；所述內殼體(3)，其為軸設於該外殼體(1)內，且外壁面與各片該導流片(12)一端連接，而該內殼體(3)內設有一導流空間(31)，而鄰近於該排氣裝置(20)的一端處，設有一開口(32)、及一設置在該開口(32)處的渦流導流片組(33)，而該渦流導流片組(33)與該外殼體(1)之出口端(11B)處間、形成為一混合區段(40)；所述內燃室(4)，其為軸設於該內殼體(3)內，並內設有一能供該後段燃燒霧化柴油氣(A2)完全燃燒、產生完全燃燒霧化柴油氣(A3)用的燃燒空間(41)，鄰近於該排氣裝置(20)的一端處，設有一輸出開口(42)、及一間隔設置在該開口處的導流蓋板(43)，該輸出開口(42)是供輸出該完全燃燒霧化柴油氣(A3)之用，該導流蓋板(43)能避免該廢氣(30)直接流入該燃燒空間(41)中，並且還能對該完全燃燒霧化柴油氣(A3)進行導流、輸出至該內殼體(3)內，使其依序流經該開口(32)、該渦流導流片組(33)後形成氣旋，與呈氣旋狀的該廢氣(30)，於該混合區段(40)處一同旋轉，均勻混合形成高溫廢氣(50)，以引入該排氣裝置(20)中來燒掉碳微粒；所述控制系統(5)、該柴油供給系統(6)與該空氣供給系統(7)，其三者皆為設於該外殼體(1)外，而該控制系統(5)是與該點火裝置(21)、該柴油供給系統(6)、及該空氣供給系統(7)三者電連接，並能控制該前置燃燒裝置(2)、該柴油供給系統(6)、及該空氣供給系統(7)三者運作與否。

更優選的是，所述輸出開口(42)，其內壁面處，還間隔環設有數片能將完全燃燒霧化柴油氣(A3)、以渦流形式引導輸出的內渦流片(44)；所述渦流導流片組(33)，其還包括有數片環狀間隔設置，且一角隅相互連接的渦流導流片(331)；所述排氣裝置(20)，其內至少設有下列之一或其組合：碳微粒過濾器(201)、觸媒轉換器。

更優選的是，所述點火裝置(21)，其還包括有一與該控制系統(5)電連接，能輸出高壓電讓兩該點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧以點燃該霧化柴油氣(A)的點火系統(212)；所述點火端子(211)，其還具有一絕緣體(2111)、一中央電極(2112)、及一金屬殼體(2114)，該絕緣體(2111)為軸設於該中央電極(2112)外、一端伸入於該主助燃室(23)內，該中央電極(2112)呈棒狀且具有一放電端部(2113)，該金屬殼體(2114)環繞該絕緣體(2111)外、一端能與該主助燃室(23)連接以定位該點火端子(211)、並能供接地之用，而該放電端部(2113)外露於該絕緣體(2111)且位於該主助燃室(23)的一端處。

更優選的是，所述霧化噴嘴(22)，是為一能使柴油和空氣混合後再霧化噴出的柏努利噴管，該霧化噴嘴(22)是由一內管(221)、及一套設於該內管(221)外的外管(222)所組成；所述內管(221)是為一漸縮狀中空管體，且該內管(221)的一端、設有呈喇叭狀設置的一噴口(2211)，而該內管(221)的另側、設有一與該空氣供給系統(7)銜接的入氣管路(2212)，另該內管(221)鄰近於該噴口(2211)的一側壁面處、間隔設置有一入油孔(2213)；所述外管(222)的一側、設有一柴油路供給系統(6)銜接的供油管路(2221)，而該內管(221)與該外管(222)間、形成有一容油空間(223)。

更優選的是，所述主助燃室(23)，包括有一第一中空管體(231)、一設置在該第一中空管體(231)內的第一內管(230)、一位於該第一中空管體(231)與第一內管(230)之間的第一容氣空間(232)、數個佈設於該第一內管(230)管壁的助燃氣孔(233)、以及一設於該第一中空管體(231)管外壁面一側的主助燃入氣管路(234)；所述輔助助燃室(24)，其還包括有一第二中空管體(241)、一設置在該第一中空管體(241)內的第二內管(240)、一位於該第二中空管體(241)與第二內管(240)之間的第二容氣空間(242)、數個佈設於該第二內管(240)管壁的輔助氣孔(243)、以及一設於該第二中空管體(241)管外壁面一側的輔助入氣管路(244)。

更優選的是，所述控制系統(5)，還包括有一能供控制該淨化再生裝置(100)運作時間長短用的控制主機(51)、及與該控制主機(51)電連接的一開關(52)、一前溫度感應單元(53)、至少一後溫度感應單元(54)、一壓差感應器(55)，該開關(52)為設於該外殼體(1)外、能控制該淨化再生裝置(100)是否運作之用，該前溫度感應單元(53)為設於該外殼體(1)一側、一端導入該內燃室(4)內、能供確認該霧化柴油氣(A3)是否被點燃，該後溫度感應單元(54)為間隔環設於該出口端(11B)處，能供確認該高溫廢氣(50)溫度之用，該壓差感應器(55)為設於該排氣裝置(20)外，並與該排氣裝置(20)連通，能供測量該排氣裝置(20)內壓力變化用；所述柴油供給系統(6)，其具有一與該供油管路(2221)連接的供油泵(61)；所述空氣供給系統(7)，其具有一與該入氣管路(2212)連接的第一空氣泵(71)、及一分別與該主助燃入氣管路(234)、該輔助入氣管路(244)連接的第二空氣泵(72)。

更優選的是，所述外殼體(1)，還包括有一位於該外殼體(1) 與該內燃室(4)間，對應於該前置燃燒裝置(2)處，能供引導該前置燃燒裝置(2)與該內燃室(4)連通用的第一連接管道(13)；以及一位於該外殼體(1)與該內燃室(4)間，對應於該前溫度感應單元(53)處，能供引導該前溫度感應單元(53)一端伸入該內燃室(4)內用的第二連接管道(14)。

更優選的是，所述點火系統(212)，是為下列之一：電容放電式磁電機點火系統、電容放電式蓄電池點火系統、感應放電式點火系統。

本新型的第二種技術手段，是這樣實現的，為一種如請求項1所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，該淨化再生裝置(100)為設於引擎排煙管(10)與排氣裝置(20)兩者間，能供提昇廢氣(30)溫度以解決積碳問題、使該排氣裝置(20)正常工作、避免產生黑煙用，其特徵在於：所述點火裝置(21)，其還包括有一與該控制系統(5)電連接，能輸出高壓電讓兩該點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧以點燃該霧化柴油氣(A)的點火系統(212)；所述點火端子(211)，其還具有一絕緣體(2111)、一中央電極(2112)、及一金屬殼體(2114)，該絕緣體(2111)為軸設於該中央電極(2112)外、一端伸入於該主助燃室(23)內，該中央電極(2112)呈棒狀且具有一放電端部(2113)，該金屬殼體(2114)環繞該絕緣體(2111)外、一端能與該主助燃室(23)連接以定位該點火端子(211)並能供接地之用，而該放電端部(2113)外露於該絕緣體(2111)且位於該主助燃室(23)的一端處。

更優選的是，所述點火系統(212)，其是為下列之一：電容放電式磁電機點火系統、電容放電式蓄電池點火系統、感應放電式點火系統。

與現有技術相比，本新型的功效如下所示：

第一點：本新型中，淨化再生裝置(100)利用前置燃燒裝置(2)和內燃室(4)，形成漸進式的分段燃燒效果，讓霧化柴油氣完全燃燒，配合廢氣(30)形成高溫廢氣(50)的效果，引入排氣裝置(20)中後，即能形成主動再生的效果，去除碳微粒過濾器(201)的積碳，而且淨化再生裝置(100)能配合不同的柴油引擎應用，使用上更方便，運作限制少，主動再生時完全不會干擾到柴油引擎的正常運行，就算發生不當的使用習慣或環境等問題，碳微粒過濾器(201)也不會被影響到，不虞擔心碳微粒過濾器(201)會故障。

第二點：本新型中，淨化再生裝置(100)利用內殼體(3)和內燃室(4)的配合，以渦流導流片組(33)和導流蓋板(41)，讓完全燃燒霧化柴油氣(A3)不會被廢氣(30)所吹熄，使淨化再生裝置(100)能順利運作。

第三點：本新型中，淨化再生裝置(100)改用點火裝置(21)來點燃霧化柴油氣(A)，利用兩點火端子(211)間的高壓放電反應，來產生電弧，能再次點燃霧化柴油氣(A)，兩點火端子(211)為能高壓放電所用的結構與材質，耐熱溫度相對地高，不虞擔心會被燒壞。

第四點：本新型中，淨化再生裝置(100)利用導流片(12)和渦流導流片組(33)，讓廢氣(30)和完全燃燒霧化柴油氣(A3)能形成氣旋，在混合區段(40)處均勻混合形成高溫廢氣(50)，以解決黑煙及積碳的問題。

第五點：本新型中，淨化再生裝置(100)利用前置燃燒裝置(2)、內殼體(3)和內燃室(4)的配合來控制溫度，讓完全燃燒霧化柴油氣(A3)與廢氣(30)混合降溫前，獲得一個緩衝，使高溫廢氣(50)整體溫度下降，避免溫度過高，燒壞碳微粒過濾器(201)。

1‧‧‧外殼體

3‧‧‧內殼體

11‧‧‧通氣空間

31‧‧‧導流空間

11A‧‧‧入口端

32‧‧‧開口

11B‧‧‧出口端

33‧‧‧渦流導流片組

12‧‧‧導流片

331‧‧‧渦流導流片

13‧‧‧第一連接管道

4‧‧‧內燃室

14‧‧‧第二連接管道

41‧‧‧燃燒空間

2‧‧‧前置燃燒裝置

42‧‧‧輸出開口

21‧‧‧點火裝置

43‧‧‧導流蓋板

211‧‧‧點火端子

44‧‧‧內渦流片

2111‧‧‧絕緣體

5‧‧‧控制系統

2112‧‧‧中央電極

51‧‧‧控制主機

2113‧‧‧放電端部

52‧‧‧開關

2114‧‧‧金屬殼體

53‧‧‧前溫度感應單元

212‧‧‧點火系統

54‧‧‧後溫度感應單元

22‧‧‧霧化噴嘴

55‧‧‧壓差感應器

222‧‧‧外管

6‧‧‧柴油供給系統

2221‧‧‧供油管路

61‧‧‧供油泵

221‧‧‧內管

7‧‧‧空氣供給系統

2211‧‧‧噴口

71‧‧‧第一空氣泵

2212‧‧‧入氣管路

72‧‧‧第二空氣泵

2213‧‧‧入油孔

A‧‧‧霧化柴油氣

223‧‧‧容油空間

A1‧‧‧前段燃燒霧化柴油氣

23‧‧‧主助燃室

A2‧‧‧後段燃燒霧化柴油氣

230‧‧‧第一內管

A3‧‧‧完全燃燒霧化柴油氣

231‧‧‧第一中空管體

10‧‧‧引擎排煙管

232‧‧‧第一容氣空間

20‧‧‧排氣裝置

233‧‧‧助燃氣孔

201‧‧‧碳微粒過濾器

234‧‧‧主助燃入氣管路

30‧‧‧廢氣

24‧‧‧輔助助燃室

40‧‧‧混合區段

240‧‧‧第二內管

50‧‧‧高溫廢氣

241‧‧‧第二中空管體

100‧‧‧淨化再生裝置

242‧‧‧第二容氣空間

243‧‧‧輔助氣孔

第1圖：本新型的立體示意圖。

第2圖：本新型的分解示意圖。

第3圖：為第2圖中前置燃燒裝置的放大示意圖。

第4圖：本新型的構造示意圖。

第5圖：為第4圖中前置燃燒裝置的構造示意圖。

第6圖、第7圖：本新型的立體剖面實施示意圖。

第8圖、第9圖：本新型的構造實施示意圖。

第10圖：本新型進行主動再生時排氣管部分的剖面實施示意圖。

第11圖：本新型前置燃燒裝置的剖面實施示意圖。

第12圖：本新型前置燃燒裝置中點火裝置處的剖面實施示意圖。

第13圖：本新型另種實施形態的立體示意圖。

第14圖：本新型配合另種前置燃燒裝置的立體示意圖。

以下依據圖面所示的實施例詳細說明如後：

如第1圖至第5圖所示，圖中揭示出第一種技術手段，為一種柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，該淨化再生裝置(100)為設於引擎排煙管(10)與排氣裝置(20)兩者間，能供提昇廢氣(30)溫度以解決積碳問題、使該排氣裝置(20)正常工作、避免產生黑煙用，其特徵在於：所述淨化再生裝置(100)，其包括有一外殼體(1)、至少一前置燃燒裝置(2)、一內殼體(3)、一內燃室(4)、一控制系統(5)、一柴油供給系統(6)、及一空氣供給系統(7)；所述外殼體(1)，其內設有一具有一入口端(11A)及一出口端(11B)的通氣空間(11)，該入口端 (11A)與該引擎排煙管(10)連接並連通，該出口端(11B)與該排氣裝置(20)連接並連通，且內壁面與該內殼體(3)間，間隔環設有數片能讓該廢氣(30)形成氣旋的導流片(12)；所述前置燃燒裝置(2)，其包括有至少一點火裝置(21)及依序連接的一霧化噴嘴(22)、一主助燃室(23)、一輔助助燃室(24)，該點火裝置(21)能利用高壓電產生電弧、以點燃該霧化噴嘴(22)所輸出的霧化柴油氣(A)，並具有一端伸入於該主助燃室(23)出口端處內、且相互間能產生高壓放電反應的兩點火端子(211)，該霧化噴嘴(22)能產生適當柴油與空氣混合比的霧化柴油氣(A)，並與該柴油供給系統(6)和該空氣供給系統(7)連接並連通，該主助燃室(23)能供給空氣以助燃、配合該點火裝置(21)產生前段燃燒霧化柴油氣(A1)，該輔助助燃室(24)能再次供給補充空氣以提昇燃燒效率、產生後段燃燒霧化柴油氣(A2)，而該主助燃室(23)和輔助助燃室(24)兩者分別與該空氣供給系統(7)連接並連通，另該輔助助燃室(24)自由端，為插入該外殼體(1)後與該內燃室(4)連接並連通，以將該後段燃燒霧化柴油氣(A2)輸出；所述內殼體(3)，其為軸設於該外殼體(1)內，且外壁面與各片該導流片(12)一端連接，而該內殼體(3)內設有一導流空間(31)，而鄰近於該排氣裝置(20)的一端處，設有一開口(32)、及一設置在該開口(32)處的渦流導流片組(33)，而該渦流導流片組(33)與該外殼體(1)之出口端(11B)處間、形成為一混合區段(40)；所述內燃室(4)，其為軸設於該內殼體(3)內，並內設有一能供該後段燃燒霧化柴油氣(A2)完全燃燒、產生完全燃燒霧化柴油氣(A3)用的燃燒空間(41)，鄰近於該排氣裝置(20)的一端處，設有一輸出開口(42)、及一間隔設置在該開口處的導流蓋板(43)，該輸出開口(42)是供輸出該完全燃燒霧化柴油氣(A3)之用，該導流蓋板(43)能避免該廢氣(30)直接流入該燃燒空 間(41)中，並且還能對該完全燃燒霧化柴油氣(A3)進行導流、輸出至該內殼體(3)內，使其依序流經該開口(32)、該渦流導流片組(33)後形成氣旋，與呈氣旋狀的該廢氣(30)，於該混合區段(40)處一同旋轉，均勻混合形成高溫廢氣(50)，以引入該排氣裝置(20)中來燒掉碳微粒；所述控制系統(5)、該柴油供給系統(6)與該空氣供給系統(7)，其三者皆為設於該外殼體(1)外，而該控制系統(5)是與該點火裝置(21)、該柴油供給系統(6)、及該空氣供給系統(7)三者電連接，並能控制該前置燃燒裝置(2)、該柴油供給系統(6)、及該空氣供給系統(7)三者運作與否。

上述中，通過外殼體(1)、前置燃燒裝置(2)、內殼體(3)、內燃室(4)、控制系統(5)、柴油供給系統(6)、及空氣供給系統(7)的應用配合，提供一能利用柴油燃燒而解決觸媒轉化器積碳問題的淨化再生裝置(100)，利用前置燃燒裝置(2)和內燃室(4)，形成漸進式的分段燃燒效果，讓霧化柴油氣完全燃燒，達到理想加熱效果，有效地發揮出柴油應有的加熱能力，進行主動再生，解決積碳與其所導致的背壓增大等問題，讓黑煙不再產生；而內殼體(3)和內燃室(4)的設計，利用渦流導流片組(33)和導流蓋板(41)，讓完全燃燒霧化柴油氣(A3)不會被廢氣(30)所吹熄；而用點火裝置(21)來達到點燃霧化柴油氣(A)，並利用兩點火端子(211)，通過讓兩者間產生高壓放電反應而產生電弧、以點燃霧化柴油氣(A)，兩點火端子(211)為能高壓放電，所用的結構材質，耐熱溫度相對地高，不用擔心被燒壞；又利用導流片(12)和渦流導流片組(33)，讓廢氣(30)和完全燃燒霧化柴油氣(A3)形成氣旋、一同在混合區段(40)處旋轉，達到均勻混合形成高溫廢氣(50)的效果，引入排氣裝置(20)中後進行主動再生，讓排氣裝置(20)中的碳微粒過濾器(201)全部 正常運作，解決黑煙及積碳的問題。

其次，前置燃燒裝置(2)、內殼體(3)和內燃室(4)的配合，除了能形成上述的優點、解決問題之外，最重要的是控制溫度，因為柴油完全燃燒的溫度非常高，雖然要讓排氣裝置(20)中的碳微粒過濾器(201)再生，所需要的溫度也不低，但是直接應用完全燃燒霧化柴油氣(A3)，會有超過碳微粒過濾器(201)耐溫上限的問題產生，反而會縮短碳微粒過濾器(201)的使用壽命，所以前述三者的配合，不但能讓霧化柴油氣完全燃燒，更使完全燃燒霧化柴油氣(A3)與廢氣(30)混合降溫前，獲得一個緩衝，使高溫廢氣(50)整體溫度下降到不會超過碳微粒過濾器(201)耐溫上限的程度，在有效地讓碳微粒過濾器(201)再生的同時，不會讓碳微粒過濾器(201)受到損害。

再者，不管是新舊的柴油引擎，都能配合安裝應用，而且安裝上非常方便，進行主動再生時不會干擾到柴油引擎的運作，使用者能繼續動作，故通過本新型的應用，能將廢氣對環境的傷害降至最低。

請參閱第1圖和第2圖，所述輸出開口(42)，其內壁面處還間隔環設有數片能將完全燃燒霧化柴油氣(A3)、以渦流形式引導輸出的內渦流片(44)；所述渦流導流片組(33)，還包括有數片環狀間隔設置，且一角隅相互連接的渦流導流片(331)。

其中，通過內渦流片(44)的應用，讓完全燃燒霧化柴油氣(A3)能初步形成渦流後，自輸出開口(42)處被輸出，以有效配合渦流導流片組(33)，而該渦流導流片組(33)不但能避免廢氣(30)直接吹熄完全燃燒霧化柴油氣(A3)，還能讓完全燃燒霧化柴油氣(A3)形成氣旋，以有效地與廢氣(30)混合，成為高溫廢氣(50)。

其次，為了配合使用需要，能於排氣裝置(20)中設置碳微粒過濾器(201)及/或觸媒轉換器(未揭示，為習式)，以使柴油引擎所排放的廢氣，符合法規，且還能降低對環境的傷害。

請參閱第3圖、第5圖及第10圖，所述點火裝置(21)，還包括有一與該控制系統(5)電連接，能輸出高壓電讓兩該點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧以點燃該霧化柴油氣(A)的點火系統(212)；所述點火端子(211)，還具有一絕緣體(2111)、一中央電極(2112)、及一金屬殼體(2114)，該絕緣體(2111)為軸設於該中央電極(2112)外、一端伸入於該主助燃室(23)內，該中央電極(2112)呈棒狀且具有一放電端部(2113)，該金屬殼體(2114)環繞該絕緣體(2111)外、一端能與該主助燃室(23)連接以定位該點火端子(211)、並能供接地之用，而該放電端部(2113)外露於該絕緣體(2111)，且位於該主助燃室(23)的一端處。

通過上述點火端子(211)的應用，以絕緣體(2111)、中央電極(2112)、及金屬殼體(2114)而構成能高壓放電的結構，配合點火系統(212)的高壓電，即能讓兩點火端子(211)間形成電弧，能確實地點燃霧化柴油氣(A)而解決柴油點火困難的問題。

其次，絕緣體(2111)配合放電端部(2113)，能避免被柴油浸濕後而容易短路乃至無法點火的問題，因此操作人員無需擔心此問題的發生。

請參閱第3圖和第5圖，所述霧化噴嘴(22)，是一能使柴油和空氣混合後再霧化噴出的柏努利噴管，該霧化噴嘴(22)是由一內管(221)、及一套設於該內管(221)外的外管(222)所組成；所述內管(221)是為一漸縮狀中 空管體，且該內管(221)的一端、設有呈喇叭狀設置的一噴口(2211)，而該內管(221)的另端、設有一與該空氣供給系統(7)銜接的入氣管路(2212)，另該內管(221)鄰近於該噴口(2211)的一側壁面處、間隔設置有一入油孔(2213)；所述外管(222)的一側、設有一柴油供給系統(6)銜接的供油管路(2221)，而該內管(221)與該外管(222)間、形成有一容油空間(223)。

上述中，霧化噴嘴(22)的噴油動作是一種柏努利效應，為氣體自入氣管路(2212)進入於內管(221)後，會造成容油空間(223)內的柴油被從入油孔(2213)處吸出，灑入經過的空氣中，而至噴口(2211)處霧化噴出，以有效地霧化柴油並混合空氣。

請參閱第3圖和第5圖，所述主助燃室(23)，包括有一第一中空管體(231)、一設置在該第一中空管體(231)內的第一內管(230)、一位於該第一中空管體(231)與第一內管(230)之間的第一容氣空間(232)、數個佈設於該第一內管(230)管壁的助燃氣孔(233)、以及一設於該第一中空管體(231)管外壁面一側的主助燃入氣管路(234)；所述輔助助燃室(24)，其還包括有一第二中空管體(241)、一設置在該第一中空管體(241)內的第二內管(240)、一位於該第二中空管體(241)與第二內管(240)之間的第二容氣空間(242)、數個佈設於該第二內管(240)管壁的輔助氣孔(243)、以及一設於該第二中空管體(241)管外壁面一側的輔助入氣管路(244)。

其中，通過主助燃室(23)和輔助助燃室(24)的應用，能分段助燃，利用第一容氣空間(232)、助燃氣孔(233)和第二容氣空間(242)、輔助氣孔(243)，當主助燃入氣管路(234)、輔助入氣管路(244)開始輸入空氣後，環繞狀的立體供氣，讓霧化柴油氣(A)有充分的空氣使其燃燒，補充燃燒時 所需的氧氣量，獲得更好的燃燒效果，並且利用空氣氣流流動，讓霧化柴油氣(A)能順利地依序形成前段燃燒霧化柴油氣(A1)、後段燃燒霧化柴油氣(A2)後輸出，還能使燃燒過程中產生的碳粒，不易附著堆積於內壁面，影響到前置燃燒裝置(2)的運作。

請參閱第4圖和第5圖，所述控制系統(5)，還包括有一能供控制該淨化再生裝置(100)運作時間長短用的控制主機(51)、及與該控制主機(51)電連接的一開關(52)、一前溫度感應單元(53)、至少一後溫度感應單元(54)、一壓差感應器(55)，該開關(52)為設於該外殼體(1)外、能控制該淨化再生裝置(100)是否運作之用，該前溫度感應單元(53)為設於該外殼體(1)一側、一端導入該內燃室(4)內、能供確認該霧化柴油氣(A3)是否被點燃，該後溫度感應單元(54)為間隔環設於該出口端(11B)處，能供確認該高溫廢氣(50)溫度之用，該壓差感應器(55)為設於該排氣裝置(20)外，並與該排氣裝置(20)連通，能供測量該排氣裝置(20)內壓力變化之用；所述柴油供給系統(6)，其具有一與該供油管路(2221)連接的供油泵(61)；所述空氣供給系統(7)，其具有一與該入氣管路(2212)連接的第一空氣泵(71)、及一分別與該主助燃入氣管路(234)、該輔助入氣管路(244)連接的第二空氣泵(72)。

上述控制系統(5)，為控制主機(51)、開關(52)、前溫度感應單元(53)、後溫度感應單元(54)及壓差感應器(55)的配合，讓消費者能更容易應用淨化再生裝置(100)，通過開關(52)即能順利地啟動本新型淨化再生裝置(100)，或是當壓差感應器(55)感應到排氣裝置(20)發生「背壓」過大的問題時，如壓力差達30%時，便自動通知控制主機(51)自動啟動，進行主動再生，前溫度感應單元(53)能確認霧化柴油氣(A)是否被點燃，後溫度感應單 元(54)能確認該高溫廢氣(50)溫度，以避免發生溫度過高或過低，控制主機(51)能依據前述兩感應單元的數據，來控制淨化再生裝置(100)的運作，而消費者通過控制主機(51)，能更容易地確認淨化再生裝置(100)的狀態是否正常運作、是否需要維護等，操作實施上更為便利。

上述中，通過使用獨立的供油泵(61)，能穩定的供應柴油，避免干擾到柴油引擎的運作，能非常穩定的供油，不受柴油液面波動的影響，且整體的成本低，空間的需求亦低，應用性更高。再者，通過第一空氣泵(71)和第二空氣泵(72)的使用，能將霧化用空氣和助燃用空氣分開，避免發生運作不穩定，能有效杜絕供氣量不足的問題發生。

請參閱第2圖和第3圖，所述外殼體(1)，還包括有一位於該外殼體(1)與該內燃室(4)間，對應於該前置燃燒裝置(2)處，能供引導該前置燃燒裝置(2)與該內燃室(4)連通用的第一連接管道(13)；以及一位於該外殼體(1)與該內燃室(4)間，對應於該前溫度感應單元(53)處，能供引導該前溫度感應單元(53)一端伸入該內燃室(4)內用的第二連接管道(14)。

上述中，通過第一連接管道(13)的應用，不但能便於前置燃燒裝置(2)的定位，還能有效地降低熱量的發散，避免被廢氣(30)帶走過多的溫度，使溫度更集中。其次，第二連接管道(14)的應用，不但能便於前溫度感應單元(53)的定位，還能避免前溫度感應單元(53)受到廢氣(30)過多的影響，以更準確地感測內燃室(4)內的溫度變化。

如第6圖至第12圖所示，圖中揭示出，為本新型淨化再生裝置(100)的實施示意圖，在柴油引擎運作的狀況下，首先通過開關(52)啟動控制主機(51)，讓柴油供給系統(6)與空氣供給系統(7)運作，使供油管路(2221) 供油，而入氣管路(2212)、主助燃入氣管路(234)、及輔助入氣管路(244)開始供氣，此時前置燃燒裝置(2)的霧化噴嘴(22)便能使柴油和空氣混合後再霧化噴出。

同時，參閱第10圖、第11圖及第12圖，前置燃燒裝置(2)的點火裝置(21)亦被控制主機(51)啟動，兩點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧，如第12圖所示，當電弧碰到被霧化噴出的霧化柴油氣(A)時，便能順利地點燃混合油氣，且配合前置燃燒裝置(2)的主助燃室(23)內之助燃用的空氣，而形成前段燃燒霧化柴油氣(A1)，並讓前段燃燒霧化柴油氣(A1)往輔助助燃室(24)前進。

因為，如第6圖、第8圖及第11圖所示，前段燃燒霧化柴油氣(A1)的燃燒時間及溫度不足，必定還殘留有一些霧化柴油，所以須再配合前置燃燒裝置(2)的輔助助燃室(24)以二次助燃用的空氣，能進一步提昇燃燒效率，藉以形成後段燃燒霧化柴油氣(A2)，並讓該後段燃燒霧化柴油氣(A2)往內燃室(4)前進。

同樣的，受到柴油特性的影響，後段燃燒霧化柴油氣(A2)的燃燒時間及溫度在此階段還是不充足，仍然還殘留有些微霧化柴油，如第9圖和第11圖所示，因此要再配合內燃室(4)，讓後段燃燒霧化柴油氣(A2)在燃燒空間(41)內完全燃燒，形成攝氏一千度以上的完全燃燒霧化柴油氣(A3)。

參閱第7圖、第9圖及第12圖，完全燃燒霧化柴油氣(A3)形成後，便會自輸出開口(42)處輸出，並被內渦流片(44)初步導成渦流，再經導流蓋板(43)轉向，進入導流空間(31)內，再被渦流導流片組(33)轉為氣旋， 以與被導流片(12)引導形成氣旋的廢氣(30)，在混合區段(40)內一同旋轉，均勻混合形成攝氏一千度以下的高溫廢氣(50)，隨後被引入排氣裝置(20)中，而使碳微粒過濾器(201)再生，去除積碳。

整體實施過程中，讓柴油完全燃燒，使完全燃燒霧化柴油氣(A3)與廢氣(30)混合後，其溫度下降的幅度不會過大，而高溫廢氣(50)的溫度被控制在能去除碳微粒過濾器(201)的積碳、且又不會燒壞碳微粒過濾器(201)的溫度範圍內，更能避免溫度不足，及積碳去除不夠徹底的問題產生。

如第13圖所示，圖中揭示出，為將前置燃燒裝置(2)再增加一組，以配合應用於中、大型的柴油引擎應用，增加並確保完全燃燒霧化柴油氣(A3)的輸出，且當其中一組前置燃燒裝置(2)發生故障時，另一組前置燃燒裝置(2)依舊能繼續運作，不用停下維護，能等到須進行維護作業時再行更換維修，降低維護成本，提供了一額外的運作保障。

如第14圖所示，圖中揭示出，為將前置燃燒裝置(2)的點火裝置(21)再增加一組，以有效地提昇點火成功率，能在其中一組點火裝置(21)發生故障時，另一組仍依舊能產生點火，不需停機維護，故能提供額外的保障、降低維護成本。

如第3圖、第5圖和第12圖所示，圖中揭示出本新型第二種實施特徵，如同上述其提供一種柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，該淨化再生裝置(100)設於引擎排煙管(10)與排氣裝置(20)兩者間，能供提昇廢氣(30)溫度以解決積碳問題、使該排氣裝置(20)正常工作、避免產生黑煙用，其特徵在於：所述點火裝置(21)，還包括有一與該控制系統(5)電連接，能輸出高壓電讓兩該點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧以點燃該霧化 柴油氣(A)的點火系統(212)；所述點火端子(211)，還具有一絕緣體(2111)、一中央電極(2112)、及一金屬殼體(2114)，該絕緣體(2111)為軸設於該中央電極(2112)外、一端伸入於該主助燃室(23)內，該中央電極(2112)呈棒狀且具有一放電端部(2113)，該金屬殼體(2114)環繞該絕緣體(2111)外、一端能與該主助燃室(23)連接以定位該點火端子(211)、並能供接地之用，而該放電端部(2113)外露於該絕緣體(2111)且位於該主助燃室(23)的一端處。

上述中，以絕緣體(2111)、中央電極(2112)、及金屬殼體(2114)配合後構成的點火端子(211)，能安全地高壓放電形成火花，最重要的是，就算被柴油浸漬後，也不用擔心會有短路而無法點火的問題產生，因為通過兩點火端子(211)的配合，當點火系統(212)輸出高壓電後，兩點火端子(211)間便會形成電弧，相對於電熱絲、火星塞等點火方式，更能確實地點燃霧化柴油氣(A)。

其次，絕緣體(2111)與中央電極(2112)的應用，無老化過快的問題，更不用擔心會被燒壞，因為絕緣體(2111)與中央電極(2112)的耐熱溫度高，再加上前段燃燒霧化柴油氣(A1)的溫度較低，故不虞擔心會有容易故障而無法點火、或是需要時常更換維護的問題發生。

上述兩技術手段中，所述點火系統(212)，是為下列之一：電容放電式磁電機點火系統、電容放電式蓄電池點火系統、感應放電式點火系統。

其中，針對應用的柴油引擎使用場合，能配合不同的點火系統(212)，以使兩點火端子(211)間能穩定的產生電弧，以順利地點燃霧化柴油氣(A)。

以上依據圖式所示的實施例詳細說明本新型的構造、特徵及作用效果；惟以上所述僅為本新型之較佳實施例，但本新型不以圖面所示限定實施範圍，因此舉凡與本新型意旨相符的修飾性變化，只要在均等效果的範圍內都應涵屬於本新型專利範圍內。

1‧‧‧外殼體

2212‧‧‧入氣管路

11‧‧‧通氣空間

23‧‧‧主助燃室

11A‧‧‧入口端

2221‧‧‧供油管路

11B‧‧‧出口端

234‧‧‧主助燃入氣管路

12‧‧‧導流片

24‧‧‧輔助助燃室

13‧‧‧第一連接管道

244‧‧‧輔助入氣管路

14‧‧‧第二連接管道

3‧‧‧內殼體

2‧‧‧前置燃燒裝置

32‧‧‧開口

21‧‧‧點火裝置

53‧‧‧前溫度感應單元

211‧‧‧點火端子

54‧‧‧後溫度感應單元

22‧‧‧霧化噴嘴

100‧‧‧淨化再生裝置

Claims (10)

1. 一種柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，該淨化再生裝置(100)為設於引擎排煙管(10)與排氣裝置(20)兩者間，能供提昇廢氣(30)溫度以解決積碳問題、使該排氣裝置(20)正常工作、避免產生黑煙，其特徵在於：所述淨化再生裝置(100)，包括有一外殼體(1)、至少一前置燃燒裝置(2)、一內殼體(3)、一內燃室(4)、一控制系統(5)、一柴油供給系統(6)、及一空氣供給系統(7)；所述外殼體(1)，其內設有一具有一入口端(11A)及一出口端(11B)的通氣空間(11)，該入口端(11A)與該引擎排煙管(10)連接並連通，該出口端(11B)與該排氣裝置(20)連接並連通，且內壁面與該內殼體(3)之間，間隔環設有數片能讓該廢氣(30)形成氣旋的導流片(12)；所述前置燃燒裝置(2)，其包括有至少一點火裝置(21)及依序連接的一霧化噴嘴(22)、一主助燃室(23)、一輔助助燃室(24)，該點火裝置(21)能利用高壓電產生電弧、以點燃該霧化噴嘴(22)所輸出的霧化柴油氣(A)，並具有一端伸入於該主助燃室(23)出口端處內、且相互間能產生高壓放電反應的兩點火端子(211)，該霧化噴嘴(22)能產生適當柴油與空氣混合比的霧化柴油氣(A)，並與該柴油供給系統(6)和該空氣供給系統(7)連接並連通，該主助燃室(23)能供給空氣以助燃、配合該點火裝置(21)產生前段燃燒霧化柴油氣(A1)，該輔助助燃室(24)能再次供給補充空氣以提昇燃燒效率、產生後段燃燒霧化柴油氣(A2)，而該主助燃室(23)和輔助助燃室(24)兩者分別與該空氣供給系統(7)連接並連通，另該輔助助燃室(24)的自由端，為插入該外殼體(1)後與該內燃室(4)連接並連通，以將該後段燃燒霧化柴油氣(A2)輸出；所述內殼體(3)，其為軸設於該外殼體(1)內，且外壁面與各片該導流片(12) 一端連接，而該內殼體(3)內設有一導流空間(31)，而鄰近於該排氣裝置(20)的一端處，設有一開口(32)、及一設置在該開口(32)處的渦流導流片組(33)，而該渦流導流片組(33)與該外殼體(1)之出口端(11B)處間、形成為一混合區段(40)；所述內燃室(4)，其為軸設於該內殼體(3)內，並內設有一能供該後段燃燒霧化柴油氣(A2)完全燃燒、產生完全燃燒霧化柴油氣(A3)用的燃燒空間(41)，鄰近於該排氣裝置(20)的一端處，設有一輸出開口(42)、及一間隔設置在該開口處的導流蓋板(43)，該輸出開口(42)是供輸出該完全燃燒霧化柴油氣(A3)之用，該導流蓋板(43)能避免該廢氣(30)直接流入該燃燒空間(41)中，並且還能對該完全燃燒霧化柴油氣(A3)進行導流、輸出至該內殼體(3)內，使其依序流經該開口(32)、該渦流導流片組(33)後形成氣旋，與呈氣旋狀的該廢氣(30)，於該混合區段(40)處一同旋轉，均勻混合形成高溫廢氣(50)，以引入該排氣裝置(20)中來燒掉碳微粒；所述控制系統(5)、該柴油供給系統(6)與該空氣供給系統(7)，其三者皆為設於該外殼體(1)外，而該控制系統(5)是與該點火裝置(21)、該柴油供給系統(6)、及該空氣供給系統(7)三者電連接，並能控制該前置燃燒裝置(2)、該柴油供給系統(6)、及該空氣供給系統(7)三者運作與否。
2. 如請求項1所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述輸出開口(42)，其內壁面處，還間隔環設有數片能將完全燃燒霧化柴油氣(A3)、以渦流形式引導輸出的內渦流片(44)；所述渦流導流片組(33)，其還包括有數片環狀間隔設置，且一角隅相互連接的渦流導流片(331)；所述排氣裝置(20)，其內至少設有下列之一或其組合：碳微粒過濾器(201)、觸媒轉換器。
3. 如請求項1所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述點火裝置(21)，其還包括有一與該控制系統(5)電連接，能輸出高壓電讓兩該點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧以點燃該霧化柴油氣(A)的點火系統(212)；所述點火端子(211)，其還具有一絕緣體(2111)、一中央電極(2112)、及一金屬殼體(2114)，該絕緣體(2111)為軸設於該中央電極(2112)外、一端伸入於該主助燃室(23)內，該中央電極(2112)呈棒狀且具有一放電端部(2113)，該金屬殼體(2114)環繞該絕緣體(2111)外、一端能與該主助燃室(23)連接以定位該點火端子(211)、並能供接地之用，而該放電端部(2113)外露於該絕緣體(2111)且位於該主助燃室(23)的一端處。
4. 如請求項1所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述霧化噴嘴(22)，是為一能使柴油和空氣混合後再霧化噴出的柏努利噴管，該霧化噴嘴(22)是由一內管(221)、及一套設於該內管(221)外的外管(222)所組成；所述內管(221)是為一漸縮狀中空管體，且該內管(221)的一端、設有呈喇叭狀設置的一噴口(2211)，而該內管(221)的另側、設有一與該空氣供給系統(7)銜接的入氣管路(2212)，另該內管(221)鄰近於該噴口(2211)的一側壁面處、間隔設置有一入油孔(2213)；所述外管(222)的一側、設有一柴油路供給系統(6)銜接的供油管路(2221)，而該內管(221)與該外管(222)間、形成有一容油空間(223)。
5. 如請求項4所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述主助燃室(23)，包括有一第一中空管體(231)、一設置在該第一中空管體(231)內的第一內管(230)、一位於該第一中空管體(231)與第一內管(230)之間的第一容氣空間(232)、數個佈設於該第一內管(230)管壁的助燃氣孔(233)、以及 一設於該第一中空管體(231)管外壁面一側的主助燃入氣管路(234)；所述輔助助燃室(24)，其還包括有一第二中空管體(241)、一設置在該第一中空管體(241)內的第二內管(240)、一位於該第二中空管體(241)與第二內管(240)之間的第二容氣空間(242)、數個佈設於該第二內管(240)管壁的輔助氣孔(243)、以及一設於該第二中空管體(241)管外壁面一側的輔助入氣管路(244)。
6. 如請求項5所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述控制系統(5)，還包括有一能供控制該淨化再生裝置(100)運作時間長短用的控制主機(51)、及與該控制主機(51)電連接的一開關(52)、一前溫度感應單元(53)、至少一後溫度感應單元(54)、一壓差感應器(55)，該開關(52)為設於該外殼體(1)外、能控制該淨化再生裝置(100)是否運作之用，該前溫度感應單元(53)為設於該外殼體(1)一側、一端導入該內燃室(4)內、能供確認該霧化柴油氣(A3)是否被點燃，該後溫度感應單元(54)為間隔環設於該出口端(11B)處，能供確認該高溫廢氣(50)溫度之用，該壓差感應器(55)為設於該排氣裝置(20)外，並與該排氣裝置(20)連通，能供測量該排氣裝置(20)內壓力變化用；所述柴油供給系統(6)，其具有一與該供油管路(2221)連接的供油泵(61)；所述空氣供給系統(7)，其具有一與該入氣管路(2212)連接的第一空氣泵(71)、及一分別與該主助燃入氣管路(234)、該輔助入氣管路(244)連接的第二空氣泵(72)。
7. 如請求項6所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述外殼體(1)，還包括有一位於該外殼體(1)與該內燃室(4)間，對應於該前置燃燒裝置(2)處，能供引導該前置燃燒裝置(2)與該內燃室(4)連通用的第一連接管道(13)；以及 一位於該外殼體(1)與該內燃室(4)間，對應於該前溫度感應單元(53)處，能供引導該前溫度感應單元(53)一端伸入該內燃室(4)內用的第二連接管道(14)。
8. 如請求項3所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述點火系統(212)是為下列之一：電容放電式磁電機點火系統、電容放電式蓄電池點火系統、感應放電式點火系統。
9. 一種如請求項1至2中任一項所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，該淨化再生裝置(100)為設於引擎排煙管(10)與排氣裝置(20)兩者間，能供提昇廢氣(30)溫度以解決積碳問題、使該排氣裝置(20)正常工作、避免產生黑煙用，其特徵在於：所述點火裝置(21)，還包括有一與該控制系統(5)電連接，能輸出高壓電讓兩該點火端子(211)相互間產生高壓放電反應、形成電弧以點燃該霧化柴油氣(A)的點火系統(212)；所述點火端子(211)，其還具有一絕緣體(2111)、一中央電極(2112)、及一金屬殼體(2114)，該絕緣體(2111)為軸設於該中央電極(2112)外、一端伸入於該主助燃室(23)內，該中央電極(2112)呈棒狀且具有一放電端部(2113)，該金屬殼體(2114)環繞該絕緣體(2111)外、一端能與該主助燃室(23)連接以定位該點火端子(211)、並能供接地之用，而該放電端部(2113)外露於該絕緣體(2111)且位於該主助燃室(23)的一端處。
10. 如請求項9所述的柴油引擎黑煙淨化及再生裝置，其中：所述點火系統(212)是為下列之一：電容放電式磁電機點火系統、電容放電式蓄電池點火系統、感應放電式點火系統。