JP6540213B2 - Burner device and engine system - Google Patents
Burner device and engine system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6540213B2 JP6540213B2 JP2015097377A JP2015097377A JP6540213B2 JP 6540213 B2 JP6540213 B2 JP 6540213B2 JP 2015097377 A JP2015097377 A JP 2015097377A JP 2015097377 A JP2015097377 A JP 2015097377A JP 6540213 B2 JP6540213 B2 JP 6540213B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- fuel
- secondary combustion
- unit
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 138
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 86
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 52
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 36
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 36
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
本発明は、一次燃焼室および二次燃焼室における燃焼熱で排気ガスを昇温するバーナ装置、および、エンジンシステムに関する。 The present invention relates to a burner device that raises the temperature of exhaust gas by heat of combustion in a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber, and an engine system.
従来、エンジン等の装置の排気ガス中で燃料を燃焼させる場合がある。例えば、ディーゼルエンジンの場合、排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を除去するパティキュレートフィルタの再生処理が必要となる。 Conventionally, fuel may be burned in the exhaust gas of a device such as an engine. For example, in the case of a diesel engine, it is necessary to perform a regeneration process of a particulate filter that removes particulate matter such as soot contained in exhaust gas.
この再生処理では、酸化触媒で排気ガスを昇温するが、特許文献1では、酸化触媒を活性温度まで迅速に上昇させるため、補助的にバーナ装置で燃料を燃焼させて排気ガスを昇温する構成が記載されている。このバーナ装置には、一次燃焼室と二次燃焼室が設けられている。一次燃焼室は、二次燃焼室よりも流通するガス流量が少ないことから着火し易い。一方、二次燃焼室は、一次燃焼室よりも流通するガス流量が多いことからより多くの燃料を燃焼させることができる。そして、一次燃焼室で着火した後、一次燃焼室における燃焼熱を受けて、二次燃焼室に噴射された燃料が着火する構成となっている。 In this regeneration process, the exhaust gas is heated by the oxidation catalyst. However, in Patent Document 1, in order to rapidly raise the oxidation catalyst to the activation temperature, the fuel is burned by the burner device to raise the exhaust gas. The configuration is described. The burner apparatus is provided with a primary combustion chamber and a secondary combustion chamber. The primary combustion chamber is easily ignited because the flow rate of the flowing gas is smaller than that of the secondary combustion chamber. On the other hand, the secondary combustion chamber can burn more fuel because the flow rate of the flowing gas is larger than that of the primary combustion chamber. After ignition in the primary combustion chamber, the fuel injected into the secondary combustion chamber is ignited by receiving the combustion heat in the primary combustion chamber.
上記のように、二次燃焼室では、一次燃焼室からの燃焼熱を受けて着火するが、ガス流速が速過ぎるなど、二次燃焼室で着火し難い場合、排気ガスの昇温に時間がかかってしまう。 As described above, the secondary combustion chamber ignites by receiving combustion heat from the primary combustion chamber, but when it is difficult to ignite in the secondary combustion chamber, such as when the gas flow velocity is too fast, it takes time to raise the exhaust gas It takes it.
本発明は、このような課題に鑑み、着火性を向上し、排気ガスを迅速に昇温することが可能なバーナ装置、および、エンジンシステムを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a burner device and an engine system capable of improving the ignitability and rapidly raising the temperature of exhaust gas in view of such problems.
上記課題を解決するために、本発明の、排気ガスを昇温するバーナ装置は、燃料を噴射する第1燃料噴射部と、噴射された燃料が燃焼する一次燃焼室と、一次燃焼室と連通孔を介して連通し、一次燃焼室における燃焼で生じた排気ガスが連通孔より流入する二次燃焼室と、二次燃焼室に燃料を噴射する第2燃料噴射部と、二次燃焼室に、連通孔に対向して配され、一次燃焼室に噴射されて未燃のまま二次燃焼室に滴下させた燃料を受けるとともに、一次燃焼室からの燃焼熱によって昇温することで、滴下させた燃料に着火させる着火部と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the burner device for raising the temperature of exhaust gas according to the present invention communicates with a first fuel injection unit for injecting fuel, a primary combustion chamber for burning the injected fuel, and the primary combustion chamber. In the secondary combustion chamber, which is communicated via a hole and into which the exhaust gas generated by combustion in the primary combustion chamber flows in from the communication hole, the second fuel injection unit which injects fuel into the secondary combustion chamber, and the secondary combustion chamber The fuel is received opposite to the communication hole, injected into the primary combustion chamber, and dropped into the secondary combustion chamber unburned, and the temperature is raised by the heat of combustion from the primary combustion chamber to cause dripping. And an ignition unit for igniting the fuel.
第2燃料噴射部は、着火部に向かって燃料を噴射してもよい。 The second fuel injection unit may inject fuel toward the ignition unit.
二次燃焼室に酸素を含むガスを供給する酸素供給部をさらに備えてもよい。 The fuel cell system may further include an oxygen supply unit that supplies a gas containing oxygen to the secondary combustion chamber.
酸素供給部は、着火部に向かってガスを導いてもよい。 The oxygen supply may direct the gas towards the igniter.
着火部は、連通孔のうち、二次燃焼室側の端部に設けられてもよい。 The ignition unit may be provided at an end of the communication hole on the secondary combustion chamber side.
上記課題を解決するために、本発明のエンジンシステムは、上記バーナ装置を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, the engine system of the present invention is provided with the above-mentioned burner device.
本発明によれば、着火性を向上し、排気ガスを迅速に昇温することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the ignitability and rapidly raise the temperature of the exhaust gas.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values and the like shown in this embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the specification and the drawings, elements having substantially the same functions and configurations will be denoted by the same reference numerals to omit repeated description, and elements not directly related to the present invention will not be illustrated. Do.
図1は、ディーゼルエンジン1を備えたエンジンシステムSの排気系を説明するための説明図である。図1中、矢印は排気ガスの流れを示す。図1(a)に示すように、ディーゼルエンジン1はレシプロエンジンであり、ピストンによってシリンダ内の空気を圧縮して高温高圧化するとともに、燃料タンク2に蓄えられた、軽油、重油等の燃料を燃料ポンプ3や噴射ポンプ4で昇圧して、その高温高圧化された空気中に噴射することで爆発を起こさせ、その爆発によって生じるエネルギーを動力に変える。過給機5は、ディーゼルエンジン1の排気ガスのエネルギーでタービンを回転させ、吸気を圧縮して吸気圧を高めることでエンジン出力を向上させる装置である。
FIG. 1 is an explanatory view for explaining an exhaust system of an engine system S provided with a diesel engine 1. Arrows in FIG. 1 indicate the flow of exhaust gas. As shown in FIG. 1A, the diesel engine 1 is a reciprocating engine, and the air in the cylinder is compressed by the piston to high temperature and pressure, and the fuel such as light oil and heavy oil stored in the fuel tank 2 is The pressure is increased by the
排気管6は、ディーゼルエンジン1の排気口から排出された排気ガスを外部に排出する配管である。そして、排気管6には、ディーゼルパティキュレートフィルタ7(DPF:Diesel Particulate Filter)が設けられている。
The
ディーゼルパティキュレートフィルタ7は、図1(b)の縦断面図に示すように、セラミックや金属をハニカム構造に形成した多孔質材7aで形成され、ディーゼルエンジン1の排気ガスに含まれる、例えば10ミクロン以上の大きさの粒子状物質PMを捕集し、排気ガスから粒子状物質PMを分離する。
The diesel particulate filter 7 is formed of a
粒子状物質PMが分離された排気ガスは外部に放出される。このとき、ディーゼルパティキュレートフィルタ7に粒子状物質PMが堆積し過ぎると、多孔質材7aが目詰まりを起こすことがある。目詰まりは排気圧の上昇を招き、燃費の悪化や出力低下につながる。そこで、排気管6のうち、ディーゼルパティキュレートフィルタ7の上流側には、ディーゼル酸化触媒部8(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)が設けられている。
Exhaust gas from which the particulate matter PM has been separated is released to the outside. At this time, if the particulate matter PM is excessively deposited on the diesel particulate filter 7, the
ディーゼル酸化触媒部8は、排気管6のうち、ディーゼルパティキュレートフィルタ7の上流に設けられ、例えばプラチナ、パラジウム等の触媒で構成される。そして、ディーゼルエンジン1の排気ガス中に含まれる酸素を利用し、未燃の燃料を触媒燃焼させることによって排気ガスを昇温する。
The diesel
昇温された排気ガスは、下流のディーゼルパティキュレートフィルタ7に流れ、ディーゼルパティキュレートフィルタ7に堆積した粒子状物質PMを燃焼(酸化)して二酸化炭素として排気させ、ディーゼルパティキュレートフィルタ7の目詰まりを解消する(フィルタ再生処理)。 The heated exhaust gas flows to the downstream diesel particulate filter 7, and the particulate matter PM deposited on the diesel particulate filter 7 is burnt (oxidized) and exhausted as carbon dioxide, and the diesel particulate filter 7 Clear the jam (filter regeneration process).
このようなフィルタ再生処理は、ディーゼルパティキュレートフィルタ7の目詰まりが所定の閾値を超えたことを契機とし、その目詰まりがある程度解消されるまで、所望するタイミングで所望する期間実行されるバッチ処理である。しかし、ディーゼルエンジン1の始動時や低負荷時には排気ガスの温度が低く、ディーゼル酸化触媒部8が活性温度に達していないことがある。
Such filter regeneration processing is triggered by the clogging of the diesel particulate filter 7 exceeding a predetermined threshold value, and batch processing is performed at a desired timing until a certain degree of clogging is eliminated. It is. However, the temperature of the exhaust gas is low when the diesel engine 1 is started or when the load is low, and the diesel
この場合、ディーゼル酸化触媒部8のみでは排気ガスを昇温できず、その下流に位置するディーゼルパティキュレートフィルタ7において、所望するタイミングでフィルタ再生処理を行うことができない。そこで、エンジンシステムSにおいては、排気管6のうち、ディーゼル酸化触媒部8の上流側に、温度センサ9およびバーナ装置100を設けている。
In this case, the exhaust gas temperature can not be increased only by the diesel
温度センサ9は、排気管6のうち、ディーゼル酸化触媒部8の上流側近傍に設けられ、ディーゼル酸化触媒部8に流入する排気ガスの温度を検出し、バーナ装置100に出力する。バーナ装置100は、排気管6のうち、温度センサ9の上流側に接続され、排気管6内を流通する排気ガスを昇温する。
The
図2は、バーナ装置100の構造を説明するための説明図であり、バーナ装置100および配管6aの概略断面図を示す。配管6aは、円筒形状であって、図2中、左右方向に延在する。配管6aの左右の両端にはフランジ面6bが設けられ、両フランジ面6bが不図示の配管と連結されることで、上記の排気管6を形成している。
FIG. 2 is an explanatory view for explaining the structure of the
配管6aの内部には、円筒形状の内筒10が設けられている。内筒10は、図2中、左側の一端10aが、配管6aの左側のフランジ面6bと面一に配置され、他端10bが配管6aの内部に位置する。すなわち、配管6aと内筒10は二重管を形成している。
A cylindrical
また、配管6aおよび内筒10の内部には、排気流路6cが形成されており、排気流路6c内を、図2中、白抜き矢印で示すように、左側から右側に向かって排気ガスが流通する。そして、内筒10の内部には、不図示の整流板が配されている。整流板は、内筒10の中心軸方向に平行に延在し、内筒10の内部を流通する排気ガスの流れを整流する。
Further, an
バーナ装置100の外壁102は、例えば、矩形形状の中空部材であって、配管6aから、図2中、上側に立設している。ここでは、外壁102と配管6aが鋳造により一体形成されている。外壁102のうち、配管6aと反対側の端部(図2中、上側の端部)は、上蓋104によって閉塞されている。上蓋104には、ヒートシンク106が取り付けられており、ヒートシンク106によって上蓋104からの放熱を促進している。
The
外壁102の内部には、外壁102内部を区画する第1仕切壁108が形成されている。第1仕切壁108は、例えば、矩形の板形状であって、外壁102のうち、図2中、左側の左壁102aと離隔して大凡平行に対向配置される。
Inside the
第1仕切壁108のうち、上蓋104側の端部には、左壁102a側に屈曲する屈曲部108aが形成されている。また、第1仕切壁108のうち、配管6a側の端部は、配管6aの内部まで突出する突出部108bとなっており、突出部108bに内筒10の他端10bが当接している。
A bent portion 108 a that is bent toward the
この第1仕切壁108と左壁102aとの対向空間が流入路110となっている。そして、突出部108bと内筒10が当接しており、流入路110のうち、配管6a側が、内筒10によって閉塞されている。
An opposing space between the
また、左壁102aのうち、上蓋104側の端部には、流入孔112が設けられている。流入孔112は、左壁102aを貫通する孔であって、流入孔112のうち、外壁102の外側には吸気管114が連結されている。この吸気管114に、不図示の送気装置(例えば、エアポンプ、ファン、コンプレッサ等)から送出された酸素を含むガス(本実施形態では空気)が導かれ、流入孔112から流入路110に流入する。
Moreover, the
第1仕切壁108で区画された外壁102の内部空間のうち、流入路110と反対側(図2中、右側)は、燃焼室116となっている。燃焼室116は、第2仕切壁118で区画されている。第2仕切壁118は、例えば、矩形の板形状であって、燃焼室116内に配され、第1仕切壁108から、外壁102のうち、図2中、右側の右壁102bまで延在し、上蓋104と離隔して大凡平行に対向配置される。
Of the internal space of the
そして、燃焼室116のうち、第2仕切壁118で区画された上蓋104側の空間が一次燃焼室116aであって、排気流路6c側の空間が二次燃焼室116bとなっている。すなわち、二次燃焼室116bは、一次燃焼室116aと排気流路6cとの間に配される。
In the
また、第1仕切壁108の屈曲部108aには、流入路110と一次燃焼室116aとを連通する一次吸気口120が設けられており、流入路110から一次燃焼室116aへ空気を流入させる。
Further, a
同様に、第1仕切壁108のうち、流入路110と二次燃焼室116bとを区画する部位には、流入路110と二次燃焼室116bとを連通する二次吸気口122(酸素供給部)が設けられており、流入路110から二次燃焼室116bへ空気を流入させる。
Similarly, at a portion of the
また、第2仕切壁118には、一次燃焼室116aから二次燃焼室116bまで貫通する連通孔124が形成されており、一次燃焼室116aと二次燃焼室116bが連通している。ここでは、連通孔124は、上蓋104側から見たとき、大凡矩形形状となっている。
Further, a
第1燃料噴射部126および第2燃料噴射部128は、例えばノズルを有するインジェクタ等の燃料噴射装置で構成され、それぞれの本体部が外壁102の外側に位置する。第1燃料噴射部126は、ノズルの先端が右壁102bを貫通して一次燃焼室116a内に突出し、第2燃料噴射部128は、ノズルの先端が右壁102bを貫通して二次燃焼室116b内に突出している。
The first
また、一次燃焼室116aのうち、第1燃料噴射部126のノズルの噴射方向前方には、保炎部130が設けられている。保炎部130は、例えば、金網、焼結金属、金属繊維、ガラス布、セラミック多孔体、セラミックファイバ、軽石等の多孔質体で形成され、第1燃料噴射部126から噴射された燃料を内部もしくは表面に一時的に留める。
Further, in the
上記のヒートシンク106には、グロープラグ132が取り付けられており、グロープラグ132の先端部が一次燃焼室116a内に突出している。グロープラグ132の先端部は、保炎部130に覆われている。
The
基台134は、上蓋104の一次燃焼室116a側の内面に取り付けられた中空部材であって、グロープラグ132の先端が貫通するとともに、保炎部130を上蓋104や外壁102から離隔して配置させるための台座となる。
The
制御部136は、温度センサ9からの出力に基づいて、グロープラグ132、第1燃料噴射部126、および、第2燃料噴射部128を制御する。例えば、制御部136は、温度センサ9の出力などから排気ガスの昇温が必要と判断すると、グロープラグ132の先端部に通電させて燃料の着火温度以上に加熱させるとともに、第1燃料噴射部126に燃料を噴射させる。
The
第1燃料噴射部126から噴射された燃料は、保炎部130に一時的に留まり、一次吸気口120から一次燃焼室116aに流入した空気の酸素と反応して、グロープラグ132の先端部からの熱によって着火する。こうして、一次燃焼室116aで燃料の燃焼が開始すると、燃焼に伴う高温の排気ガスおよび未燃の燃料が、連通孔124を通って二次燃焼室116bに流入する。
The fuel injected from the first
連通孔124を形成する第2仕切壁118のうち、二次燃焼室116b側の面には、連通孔124に沿って孔壁138が形成される。孔壁138は、二次燃焼室116b側に突出し、二次燃焼室116b側への突出長さが、第1仕切壁108側から右壁102b側に向かって長くなっている。
A
第2燃料噴射部128は、ノズルの噴射方向前方に孔壁138が位置する向きに配置されており、一次燃焼室116aで着火後、制御部136の制御によって、第2燃料噴射部128から燃料が噴射されると、燃料が孔壁138に衝突して霧散する。
The second
二次燃焼室116bでは、こうして二次燃焼室116b内に散布された燃料とともに、一次燃焼室116aから流入する未燃の燃料が、二次吸気口122から流入する空気に含まれる酸素と反応して燃焼する。
In the
このように、燃焼室116を一次燃焼室116aおよび二次燃焼室116bで構成し、一次燃焼室116aでは二次燃焼室116bよりも空気の流量を抑えることで着火性を向上させ、二次燃焼室116bでは一次燃焼室116aよりも空気の流量を多くすることで、多量の燃料の燃焼を可能としている。
As described above, the
一次燃焼室116aおよび二次燃焼室116bの燃焼によって生じた高温の排気ガスは、二次燃焼室116bから排気流路6c(配管6a)に流入する。こうして、排気流路6c内を流れる排気ガスが昇温され、ディーゼル酸化触媒部8を活性温度に昇温し、ディーゼルパティキュレートフィルタ7においてフィルタ再生処理を行うことが可能となる。
The high temperature exhaust gas generated by the combustion of the
ところで、二次燃焼室116bでは、一次燃焼室116aから流入する高温の排気ガスなどの燃焼熱を受けて燃料が着火する。しかし、上記のように、二次燃焼室116bには、一次燃焼室116aよりも多量の空気が流入する。また、排気流路6cから二次燃焼室116bに排気ガスが流入することもあり、二次燃焼室116b内は、一次燃焼室116a内よりもガス流速が速くなる。そのため、二次燃焼室116b内のガス流速が速過ぎるなど、二次燃焼室116bでの着火に時間がかかり、排気ガスの昇温に時間がかかってしまう。
By the way, in the
そこで、本実施形態では、二次燃焼室116b内に着火部140を設けている。着火部140は、例えば、矩形の板形状であって、連通孔124のうち、二次燃焼室116b側の端部124aに設けられている。詳細には、連通孔124の端部124a(すなわち、孔壁138)のうち、最も右壁102b側の部位に、着火部140の一端140aが固定されている。
So, in this embodiment, the
また、着火部140の他端140bは、一端140aよりも排気流路6c側、かつ、第1仕切壁108側に位置している。すなわち、着火部140は、他端140b側ほど第1仕切壁108に近接する向きに傾斜して配されている。
Further, the
そして、制御部136は、第1燃料噴射部126に、一次燃焼室116aでは燃焼しきれない量の燃料を噴射させる。一次燃焼室116aに噴射されて未燃のまま二次燃焼室116bに滴下させた燃料は、連通孔124を通って二次燃焼室116bに滴下する。着火部140は、この滴下した燃料を受ける。
Then, the
また、一次燃焼室116aにおける燃焼で生じた高温の排気ガスも、連通孔124を通って二次燃焼室116bに流入する。着火部140は、この高温の排気ガスによって加熱される。さらに、燃焼条件によっては、一次燃焼室116aで生じた火炎が、連通孔124を通って二次燃焼室116b内まで延び、着火部140を直接加熱する場合もある。
Further, the high temperature exhaust gas generated by the combustion in the
このように、着火部140が一次燃焼室116aからの燃焼熱によって昇温されることから、連通孔124を通って着火部140に滴下した燃料は、着火部140の熱で容易に着火する。そのため、着火性を向上し、排気ガスを迅速に昇温することが可能となる。
As described above, since the temperature of the
また、上記のように、第2燃料噴射部128は、ノズルの噴射方向前方に孔壁138が位置する向きに配置されている。詳細には、第2燃料噴射部128は、ノズルの噴射方向前方に、孔壁138と着火部140の一端140aとの固定部分が位置する向きに配置されている。すなわち、第2燃料噴射部128は、孔壁138および着火部140に向かって燃料を噴射することとなる。
In addition, as described above, the second
制御部136は、温度センサ9の出力に基づいて、温度上昇によって一次燃焼室116aでの着火を確認後、さらなる温度上昇から二次燃焼室116bでの着火を確認すると、第2燃料噴射部128に燃料を噴射させる。
After confirming the ignition in the
第2燃料噴射部128で燃料が噴射されるときには、二次燃焼室116bでは着火部140によってすでに燃料が着火した後となり、着火部140は、二次燃焼室116b内の火炎によってさらに加熱されている。第2燃料噴射部128から噴射された燃料は、着火部140に衝突し、着火部140の熱を受けつつ霧散することから燃焼しやすく、二次燃焼室116b内の火炎がさらに成長することとなる。
When fuel is injected in the second
このとき、着火部140のうち、連通孔124側の正面では、連通孔124から滴下した燃料が着火して火炎が形成されている。そのため、二次燃焼室116bにおける火炎形成初期では、燃料の火炎への直接噴射を避け、第2燃料噴射部128から噴射された燃料を、着火部140のうち、連通孔124と反対側の背面に衝突させている。その結果、燃料は着火部140に衝突して霧散した後に火炎側に移動することから、消炎が回避される。その後、火炎が成長しながら着火部140の背面側まで回り込むこととなる。
At this time, the fuel dropped from the
また、二次吸気口122は、着火部140の他端140bと対向しており、二次吸気口122から二次燃焼室116bに流入した空気は、着火部140に向かって流れる。すなわち、二次吸気口122は、着火部140に向かって空気を導いている。
In addition, the
上記のように、二次燃焼室116b内では、火炎は着火部140を起点に成長していることから、着火部140に空気を導くことで、火炎に空気が導かれることとなり、空気を効率的に反応させて燃焼を促進することが可能となる。
As described above, in the
上述した実施形態では、第2燃料噴射部128が、着火部140に向かって燃料を噴射する場合について説明したが、第2燃料噴射部128は、着火部140以外の部材に向かって燃料を噴射してもよい。
Although the second
また、上述した実施形態では、二次吸気口122を設ける場合について説明したが、二次吸気口122を設けず、連通孔124から流入する空気や排気ガス、および、排気流路6cから流入する排気ガスを燃焼に利用してもよい。ただし、二次吸気口122を設けて二次吸気口122から二次燃焼室116bに空気を導く構成により、二次燃焼室116bにおける着火性を向上するとともに、二次燃焼室116bでより多量の燃料を燃焼させることが可能となる。
In the embodiment described above, the case of providing the
また、上述した実施形態では、一次燃焼室116aおよび二次燃焼室116bには、空気を導入する場合について説明したが、酸素を含むガスであれば、空気に限らず、例えば、排気流路6cから流入路110に導かれた排気ガスを、一次燃焼室116aおよび二次燃焼室116bに導いてもよい。ただし、空気を導入する構成により、燃焼量を増加させて昇温性能を向上させることができる。
In the embodiment described above, the case of introducing air into the
また、上述した実施形態では、二次吸気口122が、着火部140に向かって空気を導く場合について説明したが、二次吸気口122は、着火部140以外の部材に向かって空気を導いてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、着火部140は、連通孔124のうち、二次燃焼室116b側の端部124aに設ける場合について説明したが、着火部140を二次燃焼室116b内の他の部位に設けてもよい。ただし、着火部140を、連通孔124のうち、二次燃焼室116b側の端部124aに設けることで、着火部140が、連通孔124から滴下した燃料を受け易くなる。
In the embodiment described above, the case where the
また、上述した実施形態では、着火部140が板形状である場合について説明したが、着火部140は板形状以外の形状であってもよい。ただし、例えば、着火部140を凹形状として燃料の滞留量が多くなりすぎると、滞留した燃料が煤となって堆積してしまう。着火部140を板形状とすることで、着火部140に滴下した燃料が滞留する量が一定量に抑えられ、煤の堆積が抑制される。この場合、上記のように、着火部140を傾斜させることで、燃料の滞留量がさらに抑えられ、煤の堆積が一層抑制される。
Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated the case where the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious that those skilled in the art can conceive of various changes or modifications within the scope of the claims, and it is naturally understood that they are also within the technical scope of the present invention. Be done.
本発明は、一次燃焼室および二次燃焼室における燃焼熱で排気ガスを昇温するバーナ装置、および、エンジンシステムに利用することができる。 Industrial Applicability The present invention can be used for a burner device and an engine system for raising the temperature of exhaust gas by combustion heat in the primary combustion chamber and the secondary combustion chamber.
S エンジンシステム
100 バーナ装置
116a 一次燃焼室
116b 二次燃焼室
122 二次吸気口(酸素供給部)
124 連通孔
124a 端部
126 第1燃料噴射部
128 第2燃料噴射部
140 着火部
124
Claims (6)
燃料を噴射する第1燃料噴射部と、
噴射された前記燃料が燃焼する一次燃焼室と、
前記一次燃焼室と連通孔を介して連通し、該一次燃焼室における燃焼で生じた排気ガスが該連通孔より流入する二次燃焼室と、
前記二次燃焼室に燃料を噴射する第2燃料噴射部と、
前記二次燃焼室に、前記連通孔に対向して配され、前記一次燃焼室に噴射されて未燃のまま該二次燃焼室に滴下させた燃料を受けるとともに、該一次燃焼室からの燃焼熱によって昇温することで、該滴下させた燃料に着火させる着火部と、
を備えることを特徴とするバーナ装置。 A burner apparatus for raising the temperature of exhaust gas, wherein
A first fuel injection unit that injects fuel;
A primary combustion chamber in which the injected fuel burns;
A secondary combustion chamber in communication with the primary combustion chamber via a communication hole, and exhaust gas generated by combustion in the primary combustion chamber flows in from the communication hole;
A second fuel injection unit that injects fuel into the secondary combustion chamber;
The secondary combustion chamber is disposed opposite to the communication hole, receives fuel which is injected into the primary combustion chamber and dropped into the secondary combustion chamber without being burned, and the combustion from the primary combustion chamber An ignition unit for igniting the dropped fuel by raising the temperature by heat;
A burner apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015097377A JP6540213B2 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Burner device and engine system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015097377A JP6540213B2 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Burner device and engine system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016211480A JP2016211480A (en) | 2016-12-15 |
| JP6540213B2 true JP6540213B2 (en) | 2019-07-10 |
Family
ID=57549443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015097377A Active JP6540213B2 (en) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | Burner device and engine system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6540213B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233430A (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Iseki & Co Ltd | Working vehicle |
| JP6036017B2 (en) * | 2012-08-30 | 2016-11-30 | 株式会社Ihi | Burner equipment |
-
2015
- 2015-05-12 JP JP2015097377A patent/JP6540213B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016211480A (en) | 2016-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9416705B2 (en) | Burner and filter renewal device | |
| EP2713022A1 (en) | Burner for exhaust gas purification device | |
| JP6050334B2 (en) | Exhaust purification device burner | |
| JP5695273B2 (en) | Exhaust purification device burner | |
| JP5515385B2 (en) | Ignition device and burner device | |
| JP6044192B2 (en) | Fuel injection method and exhaust system | |
| JP6488882B2 (en) | Burner device and engine system | |
| JP6575127B2 (en) | Burner device and engine system | |
| JP6540213B2 (en) | Burner device and engine system | |
| JP5283201B2 (en) | Exhaust system temperature raising device, exhaust system extended temperature raising device, internal combustion engine filter regeneration device using the same, and internal combustion engine exhaust gas purification device | |
| JP6123191B2 (en) | Exhaust system | |
| JP2010106728A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP6520393B2 (en) | Burner device and engine system | |
| JP2010090853A (en) | Ignition method of liquid fuel burner | |
| JP2008291760A (en) | Liquid fuel burner, and exhaust control device of internal combustion engine | |
| JP6036017B2 (en) | Burner equipment | |
| JP6385704B2 (en) | burner | |
| JP6136145B2 (en) | Burner equipment | |
| JP2011099582A (en) | Burner device | |
| CN102985646B (en) | Vehicle exhaust system | |
| JP2013024195A (en) | Exhaust temperature elevation apparatus, and exhaust temperature elevation method | |
| KR101414738B1 (en) | Bunner for combusting high temperature | |
| JP6400308B2 (en) | Burner and control method of burner | |
| JP6179079B2 (en) | Exhaust system | |
| JP2013024520A (en) | Burner device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190129 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190329 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190514 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190527 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6540213 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |