[发明专利]排气净化装置用燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及排气净化装置用燃烧器，其用在净化来自内燃机(以下称为“发动机”)的排气的排气净化装置中，并提高排气的温度。

背景技术

常见的柴油发动机包括设置在排气通道中的排气净化装置。排气净化装置包括俘获排气中包含的颗粒的柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter，DPF)，以及氧化催化剂。这种排气净化装置处理排气来提高温度以便维持净化排气的功能。该处理通过燃烧柴油颗粒过滤器俘获的颗粒使柴油颗粒过滤器再生并激活了氧化催化剂。进行该处理来提高排气温度的燃烧器设置在柴油颗粒过滤器和氧化催化剂的上游。

燃烧器结构的一个实例是多层管结构。在多层管结构中，多个管状构件重叠成共轴的。例如，专利文献1公开了一种包括燃烧管的燃烧器，火焰在该燃烧管中产生。燃烧管包括内管和外管。辅助燃烧管径向设置在内管内。内管和外管固定在底座上。注入到辅助燃烧管中的燃料在预混合区域中混合并蒸发。通过点燃预混合的空气-燃料混合物，火焰在燃烧室中出现。通过外管的燃烧孔供给助燃空气促进了燃烧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公告58-160726号。

发明内容

本发明要解决的问题

内管包括头部，火焰在该头部中出现，于是内管被加热到高温。由于热量，内管主要沿平行于中心轴线的方向膨胀。辅助燃烧管包括预混合区域，因此具有比内管低的温度。外管包括向燃烧孔供给空气的空气流动路径，于是也具有比内管低的温度。这样，在燃烧过程中，内管的膨胀量大于辅助燃烧管和外管的膨胀量。

为此，在具有多层管结构的燃烧器中，在燃烧过程中暴露于高温的管子与保持在相对低温的管子之间出现了膨胀量的差异。当内管具有连接到外管内表面的远端时，或者当辅助燃烧管具有连接到内管的远端时，由于管子之间热膨胀量的差异，很大的应力作用于管子之间的连接部分上。当燃烧器反复点燃时，每次应力作用于连接部分上。这可能造成任意这些管状构件上的疲劳裂纹。

本发明的目的在于提供一种排气净化装置用燃烧器，其防止由管子之间膨胀量的差异所造成的对管子的损害。

解决问题的方法

根据本公开的一个方面，排气净化装置用燃烧器包括基板单元，第一管，和第二管。第一管包括基部和远部、燃烧室、以及用于排出燃烧后气体的排放端口。基部和远部固定在基板单元上。第二管包括基部和远部，并且基部和远部固定在基板单元上。第一管还包括当沿平行于第一管的中心轴线方向按压时能够沿该方向延伸和收缩的可伸缩部。第一管和第二管径向重叠从而具有多层管结构。

根据本方面，包括燃烧室的第一管具有比第二管大的膨胀量。由于第一管和第二管的两端固定在基板单元上，除非消去膨胀量的差异，否则这些管子之间的膨胀量差异会变成导致损坏的因素。根据本方面，第一管的可伸缩部吸收了膨胀量的差异。这减小了燃烧过程中作用在各管上的应力，并减小了由于疲劳裂纹等对它的连接部分或管子的损坏。

在一个实施方式中，排气净化装置用燃烧器还包括预混合室，其设置在燃烧室的上游并配置成向燃烧室供给预混合空气-燃料混合物，其中混有燃烧用空气和燃料。可伸缩部不构成燃烧室，但构成预混合室的一部分。

在可伸缩部不直接暴露于燃烧后气体的情况下，可伸缩部的材料和形状不必具有很高的耐热性。此外，当可伸缩部构成燃烧室时，即使壁包括供给燃烧用空气的孔，该孔的内径会由于收缩而改变。在本实施方式中，与可伸缩部构成燃烧室时相比，燃烧室设计的灵活性得以保持。

在一个实施方式中，至少第一管和第二管中的一个还包括旋涡流生成部分，并且可伸缩部包括圆周壁，其沿旋涡流的旋动方向延伸，是波纹管形状。

在这种情况下，由于至少第一管和第二管中的一个包括旋涡流生成部分，促进了燃烧用空气的旋动。此外，由于可伸缩部包括圆周壁，其沿旋涡流的旋动方向延伸，是波纹管形状，旋涡流碰撞褶状圆周壁从而产生扰动。这促进了燃料和燃烧用空气的混合。

在一个实施方式中，第一管的基部包括旋涡流生成部分以在第一管中产生旋涡流。第一管还包括头部，在其内部具有燃烧室。可伸缩部设置在基部和头部之间。

在这种情况下，由基部的旋涡流生成部分产生的旋涡流供给至可伸缩部。旋涡流碰撞圆周壁从而在流动中产生扰动。扰动促进了燃料和燃烧用空气的混合。可伸缩部也吸收了由热膨胀造成的头部的轴向延伸量。

在一个实施方式中，第一管还包括头部，在其内部具有燃烧室。可伸缩部连接至头部。头部和可伸缩部形成圆筒状。可伸缩部这样连接至头部使得可伸缩部的延伸方向平行于头部的圆周壁。