排气净化装置用燃烧器的制造方法
【专利摘要】一种排气净化装置用燃烧器，包括基板、第一管部、和第二管部。第一管部具有基端部分、远端部分、燃烧用空气和燃料在其中燃烧的燃烧室、以及燃烧后气体从其排出的排放口。基端部分固定在基板上。燃烧用空气通过的空气流动路径设置在第一管部和第二管部之间。排气净化装置用燃烧器还包括可压缩的阻塞部分，其固定在第一管部或第二管部上并插入到第一管部的远端部分和第二管部之间。第一管部远端部分的整个外周经由阻塞部分支撑成相对于第二管部可滑动。
【专利说明】排气净化装置用燃烧器
【技术领域】
[0001]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】
[0002]常见的柴油发动机包括排气通道中的排气净化装置，该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，并使氧化催化剂活化。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。
[0003]燃烧器结构的一个实例是多层管结构。在多层管结构中，多个管状部件重叠成共轴的。具有多层管结构的燃烧器有利于节省空间和提高燃烧用空气的温度。
[0004]例如,专利文献I公开了一种包括燃烧管的燃烧装置，该燃烧管包括外管和内管、径向设置在内管内部的短的辅助燃烧管、以及径向设置在辅助燃烧管内部的汽化管。各管的底部固定在基板上。当燃烧装置被起动时，燃料注入到辅助燃烧管中，并在设置在辅助燃烧管中的预混合区域中汽化。汽化的燃料与汽化管供给的燃烧用空气相混合。通过点燃预混合空气-燃料混合物(其中混有燃料和燃烧用空气)，火焰在燃烧室中产生。这样，预混合空气-燃料混合物燃烧起来。燃烧用空气通过的空气流动路径设置在内管和外管之间。向火焰供给的燃烧用空气促进了燃烧。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本公开专利公告第58-160726号。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的问题
[0009]由于火焰在内管的头部中产生，内管被加热到高温并主要沿平行于中心轴线的方向(沿轴线方向)热膨胀。在外管和内管之间存在有空间，并且空气通过了该空间。因此，外管具有比内管低的温度。如上所述，由于设置在辅助燃烧管内部的预混合区域，辅助燃烧管具有比内管低的温度。因此，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。
[0010]在具有多层管结构的燃烧器中，膨胀量的差异通常出现在暴露于高温的管子和保持在较低温度的管子之间。当管子通过焊接等部分地相互连接时，管子膨胀量之间的差异导致很大的应力作用在管子之间的连接部分上。即使管子没有相互连接，如上述燃烧器那样存在例如内管的远端与外管的远端直接并且紧密地接触的情况。在这种情况下，由于内管的径向膨胀，内管的远侧部分压抵外管的内周表面，于是有力作用在内管上以阻碍了沿轴线方向的膨胀。当燃烧器反复点燃和熄灭时，每次点燃和熄灭都在连接部分、接触表面等上引起应力。结果，诸如疲劳和裂纹的损坏会根据使用情况而产生。这并不限于上述燃烧器，具有多层管结构的燃烧器通常具有这种问题。
[0011]本发明的目的在于提供一种排气净化装置用燃烧器，其防止管子由于多层管结构中各管膨胀量之间的差异而被损坏。
[0012]解决问题的方法
[0013]根据本发明的一个方面，排气净化装置用燃烧器包括基板、第一管、和第二管。第一管包括基端部和远端部，用于燃烧燃料和燃烧用空气的燃烧室，和用于排出燃烧后气体的排放口。基端部固定在基板上。燃烧用空气通过的空气流动路径设置在第一管和第二管之间。排气净化装置用燃烧器还包括可压缩的闭合部件，其固定在第一管或第二管上，并设置在第一管的远端部和第二管之间。第一管的远端部具有整个由第二管经由闭合部件可滑动地支撑的圆周。
[0014]根据本发明，空气流动路径设置在第一管和第二管之间。由于设置在第一管内部的燃烧室，第一管具有比第二管高的温度。因此，当燃烧开始时，第一管的膨胀量大于第二管的膨胀量。第一管的远端由第二管经由闭合部件可滑动地支撑。闭合部件吸收了第一管的径向向外膨胀，同时允许第一管朝向远端膨胀。此外，闭合部件闭合了空气通道的远端。这抑制了燃烧用空气的漏出，并抑制了由第一管和第二管热膨胀量之间的差异所造成的损坏。
[0015]在另一实施方式中，第一管设置在第二管的径向内部。第二管包括缩径部。闭合部件保持在第二管的缩径部和第一管之间。
[0016]在这种情况下，由于闭合部件保持在第二管的缩径部和第一管之间，与第一管和第二管具有不变的直径时相比，闭合部件的厚度减小了。而且，与第一管具有增大的直径以减小第一管和第二管之间的空间时相比，闭合部件的直径减小了。
[0017]在另一实施方式中，第一管设置在第二管的径向内部。第一管包括扩径部。闭合部件保持在第一管的扩径部和第二管之间。
[0018]在这种情况下，由于环状闭合部件保持在第一管的扩径部和第二管之间，与第一管和第二管具有不变的直径时相比，闭合部件的厚度减小了。
[0019]在另一实施方式中，第一管包括从第一管的远端部和闭合部件之间的部分朝着第二管的内周表面延伸的法兰。
[0020]在这种情况下，设置在第一管的远侧端部和闭合部件之间的部分的法兰至少部分地闭合了空气流动路径的远端，因此抑制了燃烧用空气的漏出。
[0021]在另一实施方式中，闭合部件是丝网。第一管包括用于钩住丝网的钩。该钩从第一管的外周表面伸出。
[0022]在这种情况下，丝网闭合部件吸收了第一管的径向膨胀。第一管也包括用于钩住丝网的钩。该钩从第一管的外周表面伸出。该钩防止丝网脱落并部分地阻挡了空气流动，因此抑制了燃烧用空气从空气流动路径的漏出。
[0023]在另一实施方式中，第二管设置在第一管的径向外部，以便燃烧用空气的流动路径在第一管和第二管之间形成。燃烧器还包括第一连接管部和第二连接管部。第一连接管部连接至第一管的内表面，并在更靠近排放口的端部具有开口。第二连接管部具有盖部并将燃烧室与预混合室隔开。第二连接管部包括与燃烧室连通的供给孔。第一连接管部插入到第二连接管部中，同时与第二连接管部间隔开。
[0024]在这种情况下，第一连接管部和第二连接管部重叠，于是预混合空气-燃料混合物具有更长的流动路径。这促进了燃料和燃烧用空气的混合。第一管沿轴线方向膨胀而没有干扰，并且朝向远端延伸。这抑制了设置在第一连接管部和第二连接管部之间的流动路径宽度的变化。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是根据本发明第一实施方式的排气净化装置用燃烧器的示意图；
[0026]图2是沿图1中线2-2的剖面图；
[0027]图3是沿图1中线3-3的剖面图；
[0028]图4是沿图1中线4-4的剖面图；
[0029]图5是根据本发明第二实施方式的排气净化装置用燃烧器的示意图；
[0030]图6是根据本发明第三实施方式的排气净化装置用燃烧器的示意图；
[0031]图7是根据本发明第四实施方式的排气净化装置用燃烧器的示意图；
[0032]图8是根据本发明改型的排气净化装置用燃烧器的主要部分的剖面图；以及
[0033]图9是根据本发明另一改型的排气净化装置用燃烧器的主要部分的剖面图。
【具体实施方式】
[0034]第一实施方式
[0035]参照图1至图4描述根据本发明的排气净化装置用燃烧器的第一实施方式。
[0036]如图1所示，柴油发动机I包括在排气通道2中、俘获包含在排气中的颗粒的柴油颗粒过滤器(DPF)3。柴油颗粒过滤器3具有例如由多孔碳化硅制成的蜂巢结构，并俘获排气中的颗粒。排气净化装置用燃烧器(以下，简称为燃烧器)10设置在柴油颗粒过滤器3的上游。燃烧器10通过提高流入到柴油颗粒过滤器3中的排气的温度来进行柴油颗粒过滤器3的再生处理。
[0037]燃烧器10经由空气供给通道4和柴油发动机I的进气通道5连接至压缩机7。压缩机7随着设置在排气通道2中的涡轮机6旋转。
[0038]空气阀8设置在空气供给通道4上。空气阀8能够改变空气供给通道4的流动路径横截面面积。空气阀8的打开和闭合由未示出的控制单元控制。当空气阀8处于开启状态时，一些流过进气通道5的进气从空气供给通道4引入到燃烧器10中作为燃烧用空气。
[0039]现在详细描述燃烧器10。燃烧器10具有双管结构，其中作为第一管的内管11与作为第二管的外管12重叠成共轴的。由金属制成并形成大致圆筒状的内管11在沿平行于中心轴线方向的两端上具有开口。内管11包括沿轴线方向作为第一端部或底部的基端部，以及沿轴线方向作为第二端部或头部的远端部。底部的开口固定在盘状基板13上，并由盘状基板13闭合。内管11头部的开口是敞开的，法兰IlF在远侧边缘从整个圆周边缘径向向外突出。
[0040]叶片15设置在内管11的基端部中。如图2所示，叶片15通过切割并径向向内提高内管11基端部的圆周壁的多个部分而形成。叶片15沿基端部的圆周方向等距设置。成型的叶片15形成了第一引入孔16，内管11的外部通过该引入孔与内部相连通。
[0041]如图1所示，多个第二引入孔17在大致轴线中央延伸穿过内管11的侧壁。第二引入孔17形成圆形的，并沿内管11的圆周方向等距设置。
[0042]孔板18径向设置在内管11基端部的内侧。孔板18的边缘接合至内管11的内周表面。孔口 18A设置在孔板18的中心。内管11的基端部、基板13、和孔板18界定了用于混合燃料与燃烧用空气的第一混合室19。
[0043]用于固定燃料供给单元24的喷射口的燃料供给口13A设置在基板13大致径向中心的位置处。燃料供给单元24连接至燃料泵和燃料阀，两者都未示出。打开燃料阀从燃料罐向燃料供给单元24输送燃料。输送的燃料在燃料供给单元24中汽化并喷射到第一混合室19中。此时，调整燃料的喷射方向使孔口 18A在沿喷射方向延伸的线上。
[0044]盘状燃烧器头20设置在内管11中比孔板18更靠近头部。燃烧器头20的边缘接合至内管11的内周表面。大量的空气孔20A贯穿燃烧器头20。燃烧器头20、内管11、和孔板18界定了第二混合室21。以上描述的第一混合室19和第二混合室21构成了用于混合燃料与燃烧用空气的预混合室22。
[0045]用于避免回火的金属网23设置在燃烧器头20上靠近头部开口的位置处。在本实施方式中，金属网23设置在燃烧器头20的上游面上，但也可以设置在相反面或两面上。
[0046]燃烧器头20和内管11界定了用于生成火焰F的燃烧室25。插入孔在燃烧室25中形成。插入孔比形成第二引入孔17的位置更靠近燃烧器头20。插入孔贯穿内管11。火花塞26的点火部分27插入到该插入孔中。
[0047]外管12由金属制成，并形成大致圆筒状。外管12在沿平行于中心轴线方向的两端具有开口。外管12包括沿轴线方向作为第一端部或底部的基端部，以及沿轴线方向作为第二端部或头部的远端部。外管12底部的开口被基板13闭合。盖部30设置在外管12头部的开口上。排放口 31设置在盖部30的中央。排放口 31连接至排气通道2，并把燃烧室25输送来的燃烧后气体供给至排气通道2。
[0048]用于固定空气供给通道4的入口的空气供给口 12B设置在外管12上靠近头部开口的位置处。如图3所示，引导板32设置在外管12的内周表面上靠近空气供给口 12B开口的位置处。引导板32在其侧面沿外管12的内周表面方向倾斜的状态下以悬臂状的方式固定在外管12上。引导板32沿着与内管11上的叶片15相同的方向倾斜。
[0049]分配室35设置在外管12的内周表面和内管11的外周表面之间。分配室35把燃烧用空气分配至第一混合室19和燃烧室25。如图2所示，分配室35形成环状从而围绕着内管11。如图1所示，分配室35通过设置在内管11基端部中的第一引入孔16与第一混合室19连通。分配室35还通过在内管11大致中央处形成的第二引入孔17与燃烧室25连通。
[0050]如图1所示，外管12的头部包括通过减小外径和内径而形成的缩径部12A。由于缩径部12A，分配室35远端部的流动路径横截面面积减小了。对应于热膨胀量的小间隙设置在缩径部12A和内管11的法兰IlF之间。
[0051]如图4所示，作为闭合部件的丝网33通过压缩形成环状，并被支撑在缩径部12A和内管11之间。丝网33通过点焊等固定在内管11的外周表面上，并与外管12的内周表面形成接触。如图1所示，丝网33的远侧面被法兰IlF闭合。
[0052]丝网33由通过压缩形成环状的金属网形成。金属网具有几毫米的网格大小，其是金属丝之间的距离。当内管11径向膨胀时，丝网33被压缩从而吸收了内管11的膨胀。
[0053]现在描述第一实施方式的燃烧器10的操作。
[0054]当柴油颗粒过滤器3的再生处理开始时，控制空气阀8处于开启状态，并起动燃料供给单元24和火花塞26。当空气阀8处于开启状态时，一些流过进气通道5的进气通过空气供给口 12B从空气供给通道4引入到分配室35中作为燃烧用空气。此时，如图3所示，弓丨导板32引导燃烧用空气，因此抑制了燃烧用空气沿逆着引导板32的倾斜方向的流动。如图3中的箭头所示，燃烧用空气沿预定方向保持旋动，并沿与朝向排放口 31相反的方向流动。
[0055]如图1所示，丝网33和法兰IlF闭合了内管11的远端部和外管12的头部开口之间的间隙。这阻碍了空气从空气供给口 12B朝向排放口 31的流动，并抑制了燃烧用空气从外管12的开口漏出。
[0056]引入到分配室35的燃烧用空气的一部分通过第二引入孔17引入到燃烧室25中。如图2所示，燃烧用空气的剩余部分通过第一引入孔16引入到第一混合室19中。如上所述，由于引导板32和叶片15沿相同的方向倾斜，燃烧用空气不会失去旋动的动力。相反，燃烧用空气获得了旋动的动力，于是被引入到第一混合室19中。
[0057]由叶片15产生的旋涡流在会聚到内管11的径向中心区域的同时流向孔口 18A，该径向中心区域是燃料供给单元24向其供给燃料的区域。如上所述，由于孔口 18A的位置对应于燃料喷射方向，燃烧用空气的旋动中心与燃料供给单元24的燃料喷射方向相重叠。燃料被捕集在旋涡流中，并从旋涡流的中心向外扩散。喷射出的燃料的很大一部分穿过了孔Π 18A。
[0058]其中混有燃烧用空气及燃料的预混合空气-燃料混合物沿预定方向保持旋涡流，并通过孔口 18A的出口排出到第二混合室21。由于孔口 18A的下游压强的减小小于上游压强，混合的空气-燃料混合物扩散至整个第二混合室21。
[0059]这样，在第二混合室21中混合的预混合空气-燃料混合物通过燃烧器头20的空气孔20A引入到燃烧室25中。当点火部分27点着流入到燃烧室25中的预混合空气-燃料混合物时，火焰F在燃烧室25中产生。使预混合空气-燃料混合物燃烧，于是生成了燃烧后气体。此时，如图1所示，燃烧用空气通过第二引入孔17从分配室35供给至点火部分27的附近及下游。结果，燃烧用空气和燃烧后气体进行了交换，于是促进了燃烧。
[0060]在燃烧室25中生成的燃烧后气体通过排放口 31供给至排气通道2。通过与排气通道2中的排气相混合的燃烧后气体，提高了流入到柴油颗粒过滤器3中的排气的温度。在吸入了这种排气的柴油颗粒过滤器3中，温度升高至目标温度从而燃烧了俘获的颗粒。
[0061]当预混合空气-燃料混合物在燃烧室25中燃烧时，高温的燃烧后气体加热了内管
11。为此，在燃烧开始之后，经由内管11传导的热量提高了在分配室35中流动的燃烧用空气的温度。提高了温度的燃烧用空气通过第一引入孔16引入到第一混合室19中。这抑制了在燃烧开始之后已经汽化的燃料的液化，并同时促进了液化燃料的汽化。此外，分配室35中的燃烧用空气围绕内管11旋动，并在分配室35中具有比燃烧用空气在分配室35中直线流向第一引入孔16时更长的流动路径。这样，更高温的燃烧用空气被引入到第一混合室19中。
[0062]这样，虽然内管11被燃烧后气体等加热了，但外管12暴露于穿过分配室35的燃烧用空气。因此，在燃烧开始之后，内管11的膨胀量大于外管12的膨胀量，外管12的膨胀量很小。内管11径向向外膨胀，但是径向膨胀量与轴向膨胀量相比要小。因此，内管11的径向膨胀量通过丝网33的压缩而吸收。在丝网33和法兰IlF的远侧端接触外管12的内周表面并在其上滑动的同时，内管11向着排放口 31膨胀。
[0063]相比之下，当内管11的外周表面紧密接触外管12的内周表面从而闭合了分配室35的远端部时，内管11的径向向外膨胀使内管11的远端部压抵外管12的内周表面。由于力作用在内管11上阻碍了轴向膨胀，内管11不能沿轴线方向容易地延伸。然而，在本实施方式中，丝网33和外管12的内周表面之间的接触面积小于，例如，内管11的外周表面紧密接触外管12的内周表面时的接触面积，于是滑动时摩擦力很小。因此，内管11和外管12之间的摩擦不会防止内管11由于膨胀而轴向延伸。
[0064]丝网33只需具有与在外管12的缩径部12A处的内径大致相同的直径。如果外管12从基端部到中心部的外径不变，那么丝网33的直径小于内管11具有增大的直径的情况从而使分配室35的远端部变窄。这样，能够减小丝网33和外管12之间的接触面积，并且能够进一步减小使内管11滑动所需的摩擦。此外，缩小尺寸的丝网33抑制了燃烧用空气从丝网33、丝网33和外管12之间的空间等漏出。
[0065]如上所述，根据第一实施方式提供了以下的有益效果。
[0066](I)分配室35设置在外管12和内管11之间。由于设置在内管11中的燃烧室25，内管11具有比外管12更高的温度。因此，当燃烧开始时，内管11的膨胀量大于外管12的膨胀量。内管11的远端部经由丝网33相对于外管12可滑动地支撑。因此，在丝网33吸收了内管11的径向向外膨胀的同时，内管11能够朝向远侧端膨胀。而且，丝网33闭合了分配室35的远端部。这抑制了由内管11和外管12之间热膨胀的差异所造成的损坏，同时抑制了燃烧用空气的漏出。
[0067](2)由于环状丝网33保持在外管12的缩径部12A和内管11之间，与外管12和内管11的直径固定时相比，丝网33的厚度减小了。此外，与内管11具有增大的直径时相比，丝网33的直径减小了。
[0068](3)法兰IlF从内管11的远端部朝向外管12的内周表面延伸。因此，法兰IlF至少闭合了分配室35远端部的一部分，于是这抑制了燃烧用空气的漏出。
[0069]第二实施方式
[0070]参照图5描述根据本发明的第二实施方式。第二实施方式的燃烧器10与第一实施方式的差别仅在于内管的一部分和外管的一部分。相同的附图标记表明相同或相应的部件，于是该部件将不再详细描述。
[0071]如图5所示，外管12的外径和内径从基端到远端是一致的。具有增大的外径和内径的扩径部IlB设置在内管11的远端。由于扩径部11B，在分配室35远端部中的流动路径横截面面积减少了。法兰IlF在扩径部IlB的远端形成。环状丝网33支撑在扩径部IlB和外管12之间。
[0072]现在描述第二实施方式燃烧器10的操作。
[0073]与第一实施方式类似，当预混合空气-燃料混合物在燃烧室25中燃烧时，内管11被高温的燃烧后气体加热。由内管11传导来的热量提高了流过分配室35的燃烧用空气的温度。提高了温度的燃烧用空气通过第一引入孔16引入到第一混合室19。这抑制了燃烧开始后已经汽化的燃料的液化，同时也促进了液化的燃料的汽化。
[0074]与第一实施方式类似，在燃烧开始之后，内管11的膨胀量大于外管12的膨胀量，外管12的膨胀量很小。此时，内管11的径向膨胀通过丝网33的压缩而吸收。在丝网33和法兰IlF的远端接触外管12的内周表面并在其上滑动时，内管11沿轴线方向朝向排放口 31膨胀。
[0075]根据第二实施方式，除了第一实施方式中的有益效果(I)和(3)之外，还提供了以下的有益效果。
[0076](4)由于第二实施方式中丝网33保持在外管12和内管11的扩径部IlB之间，与外管12和内管11的直径固定时相比，丝网33的厚度减小了。
[0077]第三实施方式
[0078]参照图6描述根据本发明排气净化装置用燃烧器的第三实施方式。第三实施方式的燃烧器10与第一实施方式的差别仅在于预混合室。相同或相应的部件将不再详细描述。
[0079]内管11和外管12固定在燃烧器10的基板13上。具有排放口 31的盖部30设置在外管12的远端部。内管11头部的开口是敞开的，法兰IlF从整个圆周边缘径向向外突出。缩径部12A设置在外管12的头部中。
[0080]通过压缩形成环状的丝网33支撑在缩径部12A和内管11之间。法兰IlF闭合了丝网33的远侧面。
[0081]现在描述预混合室。连接壁60和燃烧器头61固定在内管11的内表面上。连接壁60设置成沿内管11的轴线方向包括叶片15和燃烧器头61之间的部分。连接壁60、基板13、和内管11界定了第一混合室71。
[0082]连接壁60沿轴线方向具有端部，该端部向着排放口 31伸出。插入开口在端部形成。第一连接管62插入到该插入开口中。第一连接管62从连接壁60沿轴线方向延伸，并向排放口 31敞开。第一连接管62的内部空间是第二混合室72。连接壁60和第一连接管62构成了第一连接管部分。
[0083]连接孔在燃烧器头61的中央形成，第二连接管63适配在该连接孔中。燃烧器头61和第二连接管63构成了第二连接管部分。第二连接管63沿轴线方向从燃烧器头61向排放口 31延伸,远端被闭合板64封闭。第二连接管63、闭合板64、和第一连接管62的开口端界定了第三混合室73。第二连接管63的内周表面和第一连接管62的外周表面界定了第四混合室74。连接壁60、内管11、和燃烧器头61界定了第五混合室75。
[0084]混合室71-75构成了预混合室70。第二至第五混合室72_75具有彼此互不相同的流动路径横截面面积。内管11、第二连接管63、燃烧器头61和闭合板64界定了燃烧室77。
[0085]现在描述前面提及的燃烧器10的操作。
[0086]当柴油颗粒过滤器3的再生处理开始时，燃烧用空气流入到分配室35中。由引导板32引入的燃烧用空气围绕着内管11旋动。
[0087]一些在分配室35中流动的燃烧用空气通过第二引入孔17引入到燃烧室77中。燃烧用空气的剩余部分通过第一引入孔16引入到第一混合室71中。与第一实施方式类似，旋涡流在第一混合室71中产生。
[0088]在第一混合室71中，燃料供给单元24向旋涡流供给燃料从而生成了预混合空气-燃料混合物，其中混有燃烧用空气和燃料。预混合空气-燃料混合物在旋动的同时流入到第二混合室72中。
[0089]在通过第二混合室72之后，预混合空气-燃料混合物在第三混合室73中回转，并流入到第四混合室74中。然后，预混合空气-燃料混合物在第五混合室75中再次回转，并通过燃烧器头61的供给孔66流入到燃烧室77中。
[0090]在预混合室70中，流动路径由于混合室71-75的长度而变长，这促进了空气和燃料的混合。由于混合室71-75具有彼此互不相同的流动路径横截面面积，流动路径横截面面积的突然改变进一步促进了空气和燃料的混合。
[0091]点燃流入到燃烧室77中的空气-燃料混合物在燃烧室77中产生了火焰F，其是燃烧中的空气-燃料混合物。火焰F生成了燃烧气体。燃烧用空气通过在内管11中形成的第二引入孔17供给至火焰F。
[0092]在燃烧室77中生成的燃烧气体通过排放口 31供给至排气通道2。燃烧气体通过第二连接管63加热了第四混合室74中的预混合空气-燃料混合物。这抑制了已经汽化的燃料的液化，并促进了未汽化燃料的汽化。
[0093]这样，在内管11被燃烧后气体等加热的同时，外管12暴露于通过分配室35的燃烧用空气。内管11的径向膨胀通过丝网33的压缩而吸收。当丝网33和法兰IlF的远端接触外管12的内周表面并在其上滑动的同时，内管11向着排放口 31膨胀。如上所述，尽管内管11的内周表面连接至连接壁60和燃烧器头61，内管11可朝排放端31膨胀。这抑制了第三混合室73和第五混合室75的流动路径横截面面积的改变。
[0094]如上所述，根据第三实施方式的燃烧器10，除了第一实施方式中的有益效果(I)至(3)之外，还提供了以下的有益效果。
[0095](5)燃烧器10的预混合室70具有预混合空气-燃料混合物的流动路径回转的部分。因此，与包括预混合室但不具有这种回转部分的燃烧器相比，燃烧器10具有更长的预混合空气-燃料混合物的流动路径。这促进了燃烧用空气与燃料的混合，并提高了预混合空气-燃料混合物的燃烧质量。这样，燃烧气体包含较少量的未燃烧燃料。在如上的外管12和内管11中，热膨胀差异出现在各管之间。然而，由于内管11的远端部由外管12经由丝网33可滑动地支撑，在丝网33吸收内管11的径向向外膨胀的同时，内管11能够向着远端膨胀。这抑制了预混合室70的流动路径横截面面积的变化。
[0096]第四实施方式
[0097]参照图7描述根据本发明排气净化装置用燃烧器的第四实施方式。第四实施方式的燃烧器10与第二实施方式的差别仅在于预混合室。在第四实施方式中，把第二实施方式的燃烧器10的预混合室修改成第三实施方式的预混合室。因此，相同或相应的部件将不再详细描述。
[0098]具有增大的外径和内径的扩径部IlB设置在内管11的远端。法兰IlF在扩径部IlB的远端形成。环状丝网33支撑在扩径部IlB和外管12之间。
[0099]现在描述第四实施方式的燃烧器10的操作。
[0100]燃烧用空气，燃料，和预混合空气-燃料混合物的流动与第三实施方式相同。内管11的径向膨胀通过丝网33的压缩而吸收。在丝网33和法兰IlF的远端接触外管12的内周表面并在其上滑动的同时，内管11沿轴线方向向着排放口 31膨胀。
[0101]如上所述，根据第四实施方式的燃烧器10，除了第一实施方式中的有益效果(I)和(3)以及第二实施方式中的有益效果(4)之外，还提供了以下的有益效果。
[0102](6)在内管11的远端部，环状丝网33保持在外管12和内管11的扩径部IlB之间，内管11具有第一至第五混合室71-75。与外管12和内管11的直径固定时相比，丝网33的厚度减小了。内管11在保持连接壁60和燃烧器头61之间的空间的同时朝向排放口31膨胀。
[0103]上述实施方式可以以下面描述的方式进行改进。
[0104]在上述实施方式中，法兰IlF设置在内管11的远端，然而法兰IlF也可以省略。在燃烧开始之前的初始状态中，法兰IlF的远端可接触外管12的内周表面。
[0105]如图8所示，用于钩住丝网33的钩IlE可从内管11的外周表面突出。钩IlE大致垂直于内管11的外周表面延伸。多个钩IlE沿内管11的轴线方向设置。钩IlE可沿内管11的圆周方向连续地形成从而具有环形。或者，钩IlE可在外周表面上间断地形成从而形成像是扇形。这更加牢固地固定了丝网33。钩IlE阻碍了空气从空气供给口 12B朝向排放口 31的流动，这抑制了空气从分配室35中漏出。
[0106]如图9所示，作为丝网33的替代，波纹管50可设置在内管11和外管12之间。波纹管50形成大致圆筒状的从而完全地包围内管11，波纹管50的壁具有波浪形的横截面。当内管11径向向外膨胀时，波纹管50在内管11和外管12之间延伸从而吸收了内管11的径向膨胀。
[0107]在上述实施方式中，孔板18用来扩散未燃烧的燃料，但是也可以使用具有从入口到出口内径连续减小的漏斗状导管、文丘里管(Venturi tube)等。
[0108]空气供给口 12B可在不靠近头部、诸如外管12的中央部分的部分中形成。可设置多个空气供给口 12B。
[0109]在上述实施方式中，旋涡流生成部分包括叶片15，其是切割并径向向内提高的。然而，旋涡流生成部分也可以包括形状不同的东西，诸如设置在内管11的外周上的旋流器。
[0110]在上述实施方式中，作为第一管的内管11设置在作为第二管的外管12的径向内部。然而，第一管也可以设置在第二管的径向外部。例如，当第一管与比第一管短的第二管重叠时，管子之间的长度差异在第一管的头部中形成空间。燃烧室可设置在该空间中。
[0111]在上述实施方式中，燃烧器包括预混合室，但是燃烧器也可以是扩散燃烧类型的燃烧器。
[0112]在上述实施方式中，燃料供给单元24是使内部燃料汽化的装置类型，然而也可以是把液态燃料喷雾到内管11中的装置类型。
[0113]除了火花塞之外，必要时点火部分27可包括预热塞、激光火花装置、以及等离子体火花装置。如果点火部分27能够产生火焰F，点火部分27可以仅包括预热塞、激光火花装置、和等离子体火花装置中的一个。
[0114]不限于流过进气通道5的进气空气，燃烧用空气可以是流过连接制动空气罐的管道的空气，或者是排气净化装置用燃烧器的鼓风机供给的空气。
[0115]不限于柴油颗粒过滤器3，排气净化装置可以是包括催化剂以净化排气的装置。在这种情况下，燃烧器10提高了催化剂的温度，因此温度迅速地升高到活化温度。
[0116]包括排气净化装置用燃烧器的发动机可以是汽油发动机。
[0117]附图标记说明
[0118]10燃烧器；
[0119]11作为第一管的内管；
[0120]IlB扩径部；
[0121]IlE钩；
[0122]IlF法兰；
[0123]12作为第二管的外管；
[0124]12A缩径部；
[0125]25燃烧室；
[0126]31排放口 ；
[0127]33作为闭合部件的丝网；
[0128]35作为空气流动路径的分配室；
[0129]60包括在第一连接管部分中的连接壁；
[0130]61包括在第二连接管部分中的燃烧器头；
[0131]62包括在第一连接管部分中的第一连接管；以及
[0132]63包括在第二连接管部分中的第二连接管。
【权利要求】
1.一种排气净化装置用燃烧器，包括: 基板； 第一管，其包括: 基端部和远端部， 用于燃烧燃料和燃烧用空气的燃烧室，和 用于排出燃烧后气体的排放口， 其中所述基端部固定在所述基板上； 第二管，其中燃烧用空气通过的空气流动路径设置在所述第一管和所述第二管之间；以及 可压缩的闭合部件，其固定在所述第一管或所述第二管上，并设置在所述第一管的所述远端部和所述第二管之间， 其中所述第一管的所述远端部具有整个由所述第二管经由所述闭合部件可滑动地支撑的圆周。
2.根据权利要求1所述的排气净化装置用燃烧器，其中 所述第一管设置在所述第二管的径向内部， 所述第二管包括缩径部，并且 所述闭合部件保持在所述第二管的所述缩径部和所述第一管之间。
3.根据权利要求1所述的排气净化装置用燃烧器，其中 所述第一管设置在所述第二管的径向内部， 所述第一管包括扩径部，并且 所述闭合部件保持在所述第一管的所述扩径部和所述第二管之间。
4.根据权利要求1至3中任一所述的排气净化装置用燃烧器，其中 所述第一管包括法兰，其从所述第一管的所述远端部和所述闭合部件之间的部分朝向所述第二管的内周表面延伸。
5.根据权利要求1至4中任一所述的排气净化装置用燃烧器，其中 所述闭合部件是丝网， 所述第一管包括用于钩住所述丝网的钩，并且 所述钩从所述第一管的外周表面伸出。
6.根据权利要求1至5中任一所述的排气净化装置用燃烧器，其中 所述第二管设置在所述第一管的径向外部，使得燃烧用空气的流动路径在所述第一管和所述第二管之间形成， 所述燃烧器还包括: 第一连接管部，其连接至所述第一管的内表面，并在更靠近所述排放口的端部具有开口 ；以及 第二连接管部，其具有盖部并将所述燃烧室与预混合室隔开，其中所述第二连接管部包括与所述燃烧室连通的供给孔，其中 所述第一连接管部插入到所述第二连接管部中，同时与所述第二连接管部间隔开。
【文档编号】F01N3/20GK104136845SQ201380011673
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】津曲一郎, 涩谷亮, 小出敦 申请人:日野自动车株式会社, 株式会社三五