專利名稱：用于再生柴油機微粒過濾器的燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用放電作為點火源(例如連同氣流一起旋轉的電弧或等離子) 的燃燒器，并且更具體而言，涉及一種用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的燃燒器，所述柴 油機微粒過濾器能捕獲有害微粒(即黑煙)，并且還能通過在放電的錐形電極表面設有金 屬球并且向所述金屬球供給燃料_空氣混和物而改善所述燃燒器的點火性能。
背景技術：
因為柴油車輛比汽油車輛具有更好的燃料效率和更大的功率，所以柴油車輛作為 重型車輛被大量應用。然而，不同于汽油發(fā)動機，柴油發(fā)動機排放微粒排放物，這是因為在 壓縮沖程期間燃料直接注入發(fā)動機燃燒室內并且由于在上述過程中燃料和空氣的不充分 混合導致燃料不完全燃燒。根據報告，廢氣由對人體有害的小尺寸的有害微粒形成，并且由柴油車輛產生的 有害微粒占總空氣污染的40%。因此，很多國家對柴油機微粒排放物進行管制并且已經普 遍使用用于減少微粒排放物的柴油機微粒過濾器。然而，通常的柴油機微粒過濾器采用被動再生法，其中被捕獲的微粒在涂有催化 劑的過濾器中并且被催化劑氧化。然而，當存在許多緩慢駕駛負荷(例如極壞的交通擁堵) 時，廢氣的溫度太低以至于不能被動地再生過濾器。當過濾器沒有完全地再生時，由于增大 的排氣背壓導致功率下降和燃料消耗率增大。當這種狀況繼續(xù)時，發(fā)動機以及過濾器將被 損壞。為了解決上述問題，提出了一種將借助于催化劑的被動再生法和利用電熱器、燃 燒器以及節(jié)流的主動再生法相結合的復雜方法。例如，韓國專利公報No. 2004-68792披露 了一種利用電熱器的柴油機廢氣后處理設備。由于該柴油機廢氣后處理設備通過電熱器活 化催化劑的反應從而有助于被動再生，因此利用該設備是有益處的。然而，由于需要大容量 的蓄電池以提高廢氣的溫度，因此實際上難以應用該柴油機廢氣后處理設備。為了解決該問題，韓國專利No. 10-0699495披露了一種用于DPF系統(tǒng)的等離子反 應器和利用該等離子反應器的PM減少設備，其在圖1中示出。如圖1所示，用于DPF系統(tǒng)的燃燒器和利用該燃燒器的PM減少設備包括發(fā)動機 20、排氣管40、燃燒器50以及燃料貯罐30，排氣管40連接至用于通過氧化催化劑10，氧化 并除去由發(fā)動機20產生的微粒物質(PM)的柴油機微粒過濾器10，燃燒器50用于通過電極 的等離子反應而活化催化劑的反應，該電極的等離子反應通過向排氣管40的外側注入液 體燃料而實現(xiàn)，燃料貯罐30用于向燃燒器50和發(fā)動機20供應燃料。圖1所示的燃燒器具有通過燃燒并加熱柴油機微粒而改善柴油機微粒過濾器的 性能的益處。然而，由于燃燒器垂直于排氣管安裝，因此由于接近燃燒器的區(qū)域的溫度高但 遠離燃燒器的區(qū)域的溫度下降而導致排氣管內部的非均勻的溫度分布。根據上述問題，再生負荷集中于氧化過濾器(柴油機微粒過濾器)的特定部分，從 而導致過濾器壽命的縮短。為了獲得均勻的溫度分布，需要附加的混合室。
另外，由于燃燒器形成在排氣管的外側，因此額外需要用于形成燃燒器的空間，并 且很可能由于外部震動而出現(xiàn)故障。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的實施方式旨在提供一種燃燒器和一種具有所述燃燒器的微粒物質(PM) 減少設備，所述燃燒器通過在排氣管的全部區(qū)域中均勻地形成溫度分布而改善過濾性能并 且延長柴油機微粒過濾器的壽命，該均勻地形成溫度分布是通過將所述燃燒器設置作為所 述排氣管的一部分并且通過與廢氣的方向平行的電極形成火焰而實現(xiàn)的。此外，由于不需 要用于設置所述燃燒器的附加空間，因此改善了特定的效率和耐久性，減小由于外部震動 而出現(xiàn)故障。本發(fā)明的另一種實施方式旨在提供一種用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的燃 燒器，所述燃燒器能通過在其電極上設有金屬球、精確地向放電單元提供燃料-空氣混合 物以及在點燃所述混合物之前提供被廢熱和附加安裝的電熱器有效汽化的燃料而精確地 控制開始放電的位置。技術方案為達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的燃燒 器，所述燃燒器通過向存在有燃料和空氣的旋轉流的反應單元施加高電壓而產生旋轉放電 (例如等離子或電弧)，并且產生點火，所述燃燒器包括外殼110，所述外殼110具有中空 的內部以成為用于連接柴油機微粒過濾器的排氣管的一部分，所述柴油機微粒過濾器用于 過濾由發(fā)動機產生的微粒物質(PM)，并且所述外殼包括待與兩側的所述排氣管聯(lián)接的固定 單元111 ；主體120，所述主體120形成在所述外殼110的內部并且包括反應單元121 ；電極 支撐單元122，所述電極支撐單元122形成在主體120的內部；電極130，所述電極130的 一側固定到所述電極支撐單元122并且所述電極130安裝在所述主體120的所述反應單元 121上；導電棒125，所述導電棒125用于向所述電極130供應電力；供應單元，所述供應單 元用于將燃料和空氣從燃料供應單元141和空氣供應單元140供應到所述反應單元121 ； 以及注入單元146，所述注入單元146形成為連接至所述供應單元并且向所述反應單元121 注入燃料和空氣。所述供應單元可包括燃料-空氣混合物供應單元142，所述燃料-空氣混合物供應 單元142用于通過連接至所述空氣供應單元140和所述燃料供應單元141而向所述反應單 元121供應燃料-空氣混合物，并且所述注入單元146將所供應的所述燃料_空氣混合物 注入到所述反應單元121 ；并且在所述電極130的圓周上包括有金屬球150，以點燃所注入的所述燃料-空氣混合 物。所述燃料-空氣混合物供應單元142可包括沿所述主體120的圓周方向的在所述 主體120的內壁和外壁之間的旋轉通道143 ；并且所述注入單元146將穿過所述旋轉通道 143的所述燃料-空氣混合物注入到所述主體120中。所述電極130的橫截面面積可沿廢氣的移動方向逐漸減小。所述燃燒器還包括第二空氣供應單元160，所述第二空氣供應單元160連接至所述主體120的外側并且具有出口端162，所述出口端連接至所述反應單元121以便向所述反 應單元121供應空氣，其中，所述第二空氣供應單元160包括所述出口端162，所述出口端162形成為相 對于所述電極130以選擇的角度傾斜，使得通過所述第二空氣供應單元160所供應的空氣 通過沿電極130的圓周旋動而沿廢氣的移動方向流動。所述供應單元形成在所述電極支撐單元122的中央部，并且包括連接至所述燃料 供應單元的燃料通道123和連接至所述空氣供應單元的空氣通道，所述空氣通道覆蓋所述 燃料通道123的表面，使得燃料和空氣在所述燃料通道和所述空氣通道的端部單元中混合 并且被供應給所述反應單元121 ；并且由于在所述電極130的上部形成有多個噴嘴131，因此混合的燃料和空氣沿噴嘴 移出所述反應單元121。所述噴嘴131可形成為相對于所述電極130的切線方向以選擇的角度傾斜，使得 混合的燃料和空氣旋動。所述第二空氣供應單元160包括第二空氣通道161，所述第二空氣通道161包括 連接至所述反應單元121的出口端162，使得輔助空氣流出所述反應單元121的所述電極 130，向所述第二空氣通道161供應空氣，其中，所述第二空氣供應單元160形成為相對于所述主體120的縱向方向以選擇 的角度傾斜，使得由所述第二空氣供應單元160供應的空氣旋動。所述燃燒器100可包括安裝在所述供應單元上的電熱器170，其中，所述電熱器170由脈沖寬度調制(PWM)控制方法所控制。所述主體120可以包括在后端上的擴大管180，其中，所述擴大管180包括通孔181并且所述擴大管180沿廢氣的流入方向位于 所述電極130的端部的前部位置。在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式。圖2是示出安裝有本發(fā)明的燃燒器的柴油機微粒減少設備的示意圖。圖3是示出 根據本發(fā)明的實施方式的燃燒器的立體圖。圖4和5是沿圖3中的線AA’和線BB’截取的 剖視圖。圖6是示出圖4的操作狀態(tài)的視圖。圖7是示出根據本發(fā)明的實施方式的擴張管 的正視圖。將參照圖2描述具有本發(fā)明的燃燒器100的柴油機微粒減少設備。柴油機微粒 減少設備包括燃燒器100和柴油機微粒過濾器400，燃燒器100安裝在排氣管上，由發(fā)動機 200產生的廢氣穿過排氣管移動并且加熱廢氣，柴油機微粒過濾器400安裝在燃燒器100的 后端并且在前端具有氧化催化劑410以過濾廢氣的微粒物質。如所示，燃燒器100形成連接發(fā)動機和柴油機微粒過濾器的排氣管的特定部分， 并且由發(fā)動機產生的廢氣移動通過連接至發(fā)動機的排氣管、燃燒器100以及連接至柴油機 微粒過濾器的排氣管，從而有效地加熱由發(fā)動機產生的廢氣。圖3至5中所示的燃燒器100是燃燒器100的一種形式，但是可以具有不同的形 式。以下將參照附圖詳細描述燃燒器100。將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式。參照圖3至6，本發(fā)明的燃燒器100包括外殼100、主體120、電極130、燃料-空氣混合物供應單元142、金屬球150以及第二空氣供應單元160，外殼110用于形成排氣管的 一部分，主體120用于形成具有內部火焰的反應單元，電極130包括在主體120的內部，燃 料-空氣混合物供應單元142作為用于向主體120的內部供應燃料和空氣的供應單元而用 于供應燃料_空氣混合物，金屬球150包括在電極130的表面上，第二空氣供應單元160用 于防止燃料_空氣混合物的逆流。燃燒器100在外殼110之內包括大多數構成元件，而除了用于向燃料_空氣混合 物供應單元142、第二空氣供應單元160以及電極130施加電壓的導電棒125之外，不會形 成突出到排氣管外側的部件。這時，外殼110形成為具有中空的內部以成為排氣管的特定 部分并且包括用于在兩個端部單元處與兩側的排氣管連接的固定單元111。g卩，外殼110包括諸如主體120的構成元件以形成排氣管的特定部分。因此，通過 經外殼110的固定單元111而將外殼110固定到排氣管上，使廢氣流動。本發(fā)明的燃燒器 100具有這樣的益處能夠通過利用固定單元111，在沒有插入和固定構成元件(例如形成 在排放管之內的主體120)的附加工序的情況下，通過除去和燃燒器100所占據的空間一樣 大的排氣管而容易地安裝在排氣管上。主體120包括反應單元121、電極支撐單元122、導電棒125以及電極130，作為在 所述中空的內部形成一空間的部分，所述部分在外殼110之內形成，其中在所述空間形成 火焰。主體120的一個端部單元垂直于廢氣的移動方向形成，以形成用于支撐電極130 的電極支撐單元122。主體120形成在外殼110的中央部，使得廢氣所流動處的廢氣流動單 元112形成在主體120和外殼110之間。主體120可以被下文描述的附加支撐單元、導電 棒125或燃料-空氣混合物供應單元142支撐。主體120包括反應單元121，該反應單元 121具有中空的內部并且在該反應單元121處形成由燃料-空氣混合物點燃的火焰。主體 120的內部，即反應單元121，可以具有能形成火焰的任何形狀，但是主體120在本實施方式 中具有圓筒形形狀。在本發(fā)明的燃燒器100中，由發(fā)動機200產生的廢氣進入外殼110，穿過主體120 和外殼110之間的廢氣流動單元112，并且移動到連接柴油機微粒過濾器400的廢氣通道 300。由于主體120的一側具有形成為向廢氣的上游突出的中央部，因此優(yōu)選地如圖6所示， 進入外殼110的一側的廢氣(即箭頭)，沿主體120的一側被導向廢氣流動單元112。主體120的一側可以具有突出形狀的中央部。該中央部可以具有能將廢氣流引導 到主體120和外殼110之間的廢氣流動單元112的無限制的任何形狀，例如圓錐形。電極支撐單元122支撐電極130并且固定用于向電極130施加電壓的導電棒125。 電極支撐單元122形成在主體120的廢氣上游上，并且由電極130所產生的火焰的方向與 廢氣的方向相同。當電極支撐單元122形成在相反側，即廢氣的下游，并且廢氣的流動形成 為與電極130的火焰相反時，廢氣的流動不平滑并且由于廢氣而難以形成火焰，從而導致 難于加熱廢氣。因此，優(yōu)選地本發(fā)明的燃燒器100形成為使得電極130的火焰方向與廢氣 的流動方向相同。電極支撐單元122由絕緣材料(例如陶瓷)形成，以與主體120和電極 130絕緣。在沒有附加布線的情況下導電棒125被旋擰在電極130上，從而防止電線由于振 動和摩擦而掉落。優(yōu)選地導電棒125包括電極罩126，該電極罩126用于以諸如陶瓷的材料
7來覆蓋圓周而與主體120絕緣。電極130沿縱向方向形成在主體120內。電極130由鋼形成，但可以由任何具有 優(yōu)良電導率和強的耐熱性的材料形成。電極130的一側固定到電極支撐單元122并且連接 至導電棒125以接收來自導電棒125的電力。電極130的另一側形成為暴露于反應單元 121。電極130的橫截面面積沿廢氣的移動方向減小。當對電極130施加電力時，在最接近 于電極130的表面的主體120中放電。放電開始于電極130的頸部單元而以漩渦的形狀移 動。電極130的頸部單元具有在電極130上最厚的直徑并且是電極130的圓周和主體120 之間最接近的點的位置。金屬球150形成在電極130的表面上以便精確地控制放電開始的點。具體而言， 金屬球150可以形成在電極130的頸部單元的圓周上。因為由于制造中的誤差而有可能無 法精確地控制電極130的頸部單元中放電開始的點，所以通過在電極130的頸部單元的任 何一個圓周上設有金屬球150而用于引導在金屬球150中放電。此外，因為金屬球150位 于電極130的表面上最接近于主體120的位置，所以在金屬球150所定位的電極130的表 面上穩(wěn)定地且精確地放電。優(yōu)選地，金屬球150位于接近于燃料注入電極130的頸部單元 的圓周中的點的位置。這是因為位置越靠近越有利于燃料精確地注入放電點中。這也是因 為當燃料注入點遠離放電點時，點火性能會下降。金屬球150具有半球的形狀。金屬球150 由與電極130的材料相同的鋼形成，但可以由任何具有優(yōu)良電導率和強的耐熱性的材料形 成。顯然，金屬球150可以具有任何具有用于引導放電的效果的形狀，例如，圓形或多角的 錐形以及半球的形狀。優(yōu)選地，電極130的橫截面面積朝向廢氣的移動方向而逐漸減小，即 從包括金屬球150的點到另一側而逐漸減小。即，優(yōu)選地當沿縱向方向切割電極130的另 一側時，截面具有拋物線的形狀。因此，在金屬球150中開始的放電以漩渦的形狀移動，例 如圖6所示的在金屬球150中開始的螺旋形。參照圖4至5，燃料-空氣混合物供應單元142包括空氣供應單元140、旋轉通道 143、注入單元146以及阻擋塊147?？諝夤獑卧?40形成在主體120的一側上以供應空 氣。作為用于向反應單元121的內部供應燃料和空氣的裝置，旋轉通道143連接至用于供應 燃料的燃料供應單元141并且形成在主體120的內壁上。注入單元146連接旋轉通道143 和反應單元121以注入燃料和空氣。阻擋塊147形成在旋轉通道143之內。燃料供應單元141連接燃料儲器(未示出)和主體120的外側以供應燃料?？諝?供應單元140形成在主體120的外側上并且鄰近燃料供應單元141以供應空氣。從燃料供應單元141和空氣供應單元140供應的燃料和空氣的數量通過控制單元 (未示出)而控制，并且由控制單元所控制的與空氣混合的燃料被供給到燃料-空氣混合物 供應單元142的旋轉通道143。通過空氣供應單元140供應的空氣可以是用于氧化燃料的 氧氣或包含氧氣的空氣。通過燃料供應單元141和空氣供應單元140供應的與空氣混合的 燃料借助于經過旋轉通道143而被汽化并且通過注入單元146而被排放。旋轉通道143是一空間，燃料_空氣混合物通過該空間在形成主體120的壁之內 移動。具體而言，旋轉通道143沿主體120的圓周方向形成在主體120的內壁和外壁之間。 與空氣混合的燃料借助于經過主體120的壁而被汽化，該主體120的壁通過與空氣混合的 廢氣而被加熱。因此，與燃料以液態(tài)供應時的情形相比，改善了點火性能。因為主體120的 橫截面具有圓形形狀，所以可以借助于在燃料中產生轉動力而通過注入單元146來注入與
8空氣混合的燃料。當燃料-空氣混合物移動到注入單元146時，旋轉通道143可以形成為沿單一方 向引導燃料-空氣混合物。因為制造主體120內沿一個方向的旋轉通道143耗費大量時間 和成本，所以通過切割主體120的圓周而形成空間，即凹槽，并且通過覆蓋和焊接環(huán)形的主 體外殼145而形成旋轉通道143。因為通過上述方法形成的旋轉通道143被形成而在主體 120內部形成圓形，所以與流入空氣混合的燃料被平分并輸送到注入單元146。在這種情況 下，移動速度下降并且燃料沿比較快的路徑流動，可以存在保留有燃料的部分。如圖5所 示，在上述結構中可以通過在從旋轉通道143的進口到注入單元146的任何一個中形成阻 擋塊147而沿單一方向引導燃料。因為使旋轉通道143的路徑最大化對于汽化與空氣混合 的燃料是有利的，所以優(yōu)選地將燃料-空氣混合物引導至另一部分，該另一部分通過使進 口和注入單元146之間的距離最小化并且在鄰近部分中形成阻擋塊147而形成為比較長。注入單元146可朝向金屬球150而形成，以便向放電開始的金屬球150注入汽化 的燃料，從而改善從燃料_空氣混合物供應單元142供應的燃料的點火性能。參照圖3至6，本發(fā)明的燃燒器100連接至主體120的外側并且另外包括用于供 應空氣的第二空氣供應單元160。第二空氣供應單元160包括用于從外界引入空氣并且將 該空氣注入到主體120之內的出口端162。第二空氣供應單元160起到使在金屬球150中 點燃的火焰沿廢氣流動方向形成的作用，并且還供應點火所需的氧氣。第二空氣供應單元 160可形成在電極130的頸部單元中，即，形成在金屬球150形成的點和電極支撐單元122 之間的位置中。此外，出口端162可以形成為沿主體120的豎直方向以選擇的角度傾斜，使 得引入的空氣能夠向電極130移動。通過出口端162排放的空氣如圖6中箭頭所示。主體120的豎直方向意思是與廢氣的流動垂直的方向。因為出口端162不是沿中 心軸線方向形成的，而是形成為以選擇的角度傾斜，所以通過出口端162注入的燃料和空 氣在流動的同時圍繞電極130旋動。參照圖7至10，將詳細描述本發(fā)明的第二實施方式，然而重點放在第二實施方式 和第一實施方式之間的差異上。圖7是示出根據本發(fā)明的第二實施方式的燃燒器的立體圖。圖8和9是沿圖7中 的線AA’和線BB’截取的剖視圖。圖10是示出圖7的操作狀態(tài)的視圖。圖11是示出本發(fā) 明的擴大管的正視圖。如圖8所示，主體120不是被導電棒125而是被附加支撐單元支撐。用于供應燃料和空氣的燃料供應單元141和空氣供應單元140與電極支撐單元 122連接。通過與上述構成元件連接用于向反應單元121供應燃料和空氣的供應單元形成 在電極支撐單元122的中央部。供應單元形成在電極支撐單元122的中央部并且包括用于 通過燃料的燃料通道123和連接至空氣供應單元的空氣通道124，該空氣通道124覆蓋燃料 通道123的表面。燃料和空氣在燃料通道123和空氣通道124的端部單元中混合并且被供 應到反應單元121的電極130的內部。因為燃料通道123形成在中央部并且空氣通道124形成為覆蓋燃料通道123的周 圍，所以燃料和空氣有效地混合并且燃料被霧化。因此，改善了燃燒效率。經空氣通道124 在電極130內流動的空氣和經燃料通道123在電極130內流動的燃料成為與等離子反應的 主要物質。
如圖9所示，多個噴嘴131形成在電極130的上部并且在電極130內與空氣混合 的燃料通過噴嘴131移出電極130。噴嘴131形成為相對于電極130的切線方向以選擇的 角度旋轉，使得混合的燃料和空氣通過噴嘴131時能旋轉地流動。另外，用于向電極130施加電壓的電壓供應單元從外殼110的外部延伸以連接至 電極支撐單元122的電極130。電壓供應單元起固定主體120的位置的附加作用以及向電 極130供應電壓的作用。此外，根據本發(fā)明的第二實施方式的燃燒器100包括用于向反應單元121的電極 130的外部供應輔助空氣的第二空氣通道161，并且還包括從外殼110的外部延伸以向第二 空氣通道161供應輔助空氣的第二空氣供應單元160。第二空氣供應單元通過連接至第二空氣通道161而提高了燃燒效率，使得原先混 合的燃料和空氣與輔助空氣在電極130內再混合。用于向電極130的外部排放輔助空氣的第二空氣通道161的出口端162可以形成 為向主體120的縱向方向傾斜，以便控制輔助空氣的流動，使得輔助空氣能在電極130的外 部旋轉地流動。第二空氣通道161連接至空氣通道124，使得供給至電極130的內部的空氣的數量 能夠增大。為了觀察燃料和空氣的流動，供給至反應單元121的電極130的內部的燃料從燃 料供應單元通過燃料通道123供應。供給至電極130的內部的空氣從空氣供應單元通過空 氣通道124供應。供給至反應單元121的電極130的外部的輔助空氣在經第二空氣供應單元160穿 過第二空氣通道161后供應。部分空氣進入空氣通道124。原先經燃料通道123和空氣通 道124混合并且供給至電極130的內部的混合燃料，經電極130的噴嘴131移出電極130 并且與經第二空氣通道161引入的輔助空氣二次混合。由電極130的噴嘴131供應的混合的燃料通過施加到電極130的高電壓電流沿廢 氣的進入方向形成火焰?；鹧婕訜嵬ㄟ^排氣管進入外殼110的廢氣。燃燒器100的供應單元可以包括電熱器170。參照圖4，電熱器170形成在燃料-空 氣混合物供應單元142內，并且可以采用用于接收電力和加熱在燃料-空氣混合物供應單 元142內流動的空氣及燃料的任何方法。電熱器170可以形成在燃料-空氣混合物供應單 元142的上游。電熱器170起到通過加熱引入的空氣和燃料而汽化燃料的作用。當由于在 啟動或空轉期間廢氣的低溫而難以通過利用旋轉通道143汽化燃料時，使用電熱器170。因此，電熱器170可以采用通過檢測廢氣溫度并基于檢測的溫度值來控制操作的 脈沖寬度調制(PWM)控制方法。參照圖6、10以及11，擴大管180形成在主體120的廢氣下游的端部。當擴大管 180的橫截面更接近該端部時，擴大管180的橫截面的直徑比主體120的橫截面的直徑更 長。即，擴大管180的橫截面可以具有錐形的形狀。由于包含在反應單元121內廢氣中的微 粒物質(PM)不是通過防止進入外殼110的內部的廢氣進入主體120的內部而被捕獲，即， 不是通過防止進入外殼110的內部的廢氣進入反應單元121而被捕獲。因此，絕緣效果優(yōu) 良并且燃燒器100的故障能減少。在擴大管180的傾斜面中，通孔181可以形成為以規(guī)則的距離圍繞中心軸線定中
10心的放射形狀。因為通過燃料_空氣混合物供應單元142和第二空氣供應單元160供應的 氧氣量不足以作為用于在反應單元121內點火和燃燒的氧氣量，所以需要通過通孔181向 反應單元121的內部引入一些廢氣。通過反應單元121內的燃燒所產生的火焰與包含在廢 氣內的氧氣結合并且更加活躍地形成。另外，當氧氣通過通孔181被消耗時，導致了廢氣的 減少。可以通過沿廢氣的引入方向在主體120的前部中而不是電極130的端部形成擴大 管180的一側，從而經通孔181使燃燒性能最佳化。本說明書和權利要求中使用的術語和詞語不應該解釋為限于普通的或字典中的 意義，這是因為發(fā)明人適當地定義了術語的概念以盡力描述他/她的發(fā)明。因此，它們應當 解釋為適于本發(fā)明的技術概念和范圍的意義和概念。因此，本說明書中描述的實施方式和 結構只是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，并沒達及本發(fā)明全部的技術概念和范圍。因此，應當 理解存在能替代本說明書中描述的實施方式的許多等同和改進的實施方式。有益效果根據本發(fā)明的燃燒器，因為燃燒器的火焰形成為與廢氣平行，所以穿過排氣管的 廢氣被全面地加熱。因此，始終如一地維持了柴油機微粒過濾器的過濾性能并且提高了柴 油機微粒過濾器的壽命。根據本發(fā)明，因為燃燒器形成為排氣管的一部分，所以不需要用于設置燃燒器的 附加空間并且能改善耐用性。本發(fā)明的DPF再生燃燒器在金屬球所位于的電極表面中產生放電。通過在產生放 電的位置精確地供應燃料_空氣混合物而改善了燃燒器的點火性能。此外，因為與空氣混合的燃料在穿過存在于被廢熱加熱的燃燒器主體內的旋轉型 通道時被汽化，所以與液態(tài)的燃料相比，改善了與空氣混合的燃料的點火性能。在如下條件下，S卩，當發(fā)動機是冷的或空轉時通過首先利用電熱器加熱與空氣混 合的燃料不能使燃料充分汽化以及在運輸到燃燒器主體的內部之前或當發(fā)動機空轉時燃 料是冷的條件下，通過利用廢熱汽化燃料而改善了點火性能。


根據下面結合附圖給出的優(yōu)選實施方式的描述，將會清楚明白本發(fā)明的上述和其 他目的、特征和優(yōu)點，其中圖1是示出傳統(tǒng)等離子反應器的剖視圖；圖2是示出本發(fā)明的燃燒器安裝在其上的柴油機微粒減少設備的示意圖；圖3是示出根據本發(fā)明的實施方式的燃燒器的立體圖；圖4是沿圖3中的線AA’截取的剖視圖；圖5是沿圖3中的線BB’截取的剖視圖；圖6是示出圖3的操作狀態(tài)的視圖；圖7是示出根據本發(fā)明的第二實施方式的燃燒器的立體圖；圖8是沿圖7中的線AA’截取的剖視圖；圖9是沿圖7中的線BB’截取的剖視圖；圖10是示出圖7的操作狀態(tài)的視圖；0093]圖11是示出本發(fā)明的擴大<_的正視圖。0094]主要元件的詳述0095]100燃燒器0096]110夕卜殼111 固定單元0097]112廢氣流動單元0098]120主體121反應單元0099]122電極支撐單元0100]123燃料通道124空氣通道0101]125導電棒0102]126電極罩0103]130電極131噴嘴0104]140空氣供應單元141燃料供應單元0105]142燃料_空氣混合物供應單元0106]143旋轉通道0107]145主體罩146注入單元0108]147阻擋塊0109]150金屬球0110]160第二空氣供應單元0111]161第二空氣通道0112]162出口端0113]170電熱器0114]180擴大管181通孑L
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的實施方式。—種用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的燃燒器，該燃燒器通過對存在有燃料和 空氣的旋轉流的反應單元施加高電壓而產生旋轉放電(例如等離子或電弧)，并產生點火， 該燃燒器包括外殼，該外殼具有中空的內部以成為用于連接柴油機微粒過濾器的排氣管 的一部分，該柴油機微粒過濾器用于過濾由發(fā)動機產生的微粒物質，并且該外殼包括與兩 側的排氣管聯(lián)接的固定單元111 ；主體，該主體形成在外殼的內部并且包括反應單元；電極 支撐單元，該電極支撐單元形成在主體的內部；電極，該電極的一側固定到電極支撐單元并 且該電極安裝在主體的反應單元上；用于對所述電極供給電力的電極；供應單元，該供應 單元用于將燃料和空氣從燃料供應單元和空氣供應單元供應到反應單元；以及注入單元， 該注入單元形成為連接至供應單元并且將燃料和空氣注入到反應單元。供應單元可以包括燃料_空氣混合物供應單元，該燃料_空氣混合物供應單元用 于通過連接至空氣供應單元和燃料供應單元而向反應單元供應燃料_空氣混合物，并且注 入單元將所供應的燃料_空氣混合物注入到反應單元；并且在電極的圓周上包括有金屬球，以引發(fā)在該點的放電并且點燃所注入的燃料-空 氣混合物。
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燃料-空氣混合物供應單元可以包括沿主體的圓周方向的在主體的內壁和外壁 之間的旋轉通道，并且注入單元將穿過該旋轉通道的燃料-空氣混合物注入到主體的內 部。電極的橫截面面積可以沿廢氣的移動方向逐漸減小。燃燒器還包括第二空氣供應單元，該第二空氣供應單元連接至主體的外側并且具 有出口端，該出口端連接至反應單元以便向反應單元供應空氣，其中，第二空氣供應單元包括出口端，該出口端形成為相對于電極以選擇的角度 傾斜，使得通過第二空氣供應單元所供應的空氣通過沿電極的圓周旋動而沿廢氣的移動方 向流動。燃燒器可以包括安裝在供應單元上的電熱器。其中電熱器由脈沖寬度調制(PWM)控制方法所控制。主體可以包括在后端上的擴大管，其中，擴大管包括通孔并且該擴大管沿廢氣的流入方向位于電極的端部的前部位置。本發(fā)明的實施方式一種用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的燃燒器，其中該燃燒器通過對存在有燃 料和空氣的旋轉流的反應單元施加高電壓而產生旋轉放電(例如等離子或電弧)，并產生 點火，該燃燒器包括外殼，該外殼具有中空的內部以成為用于將柴油機微粒過濾器與發(fā)動 機連接的排氣管的一部分，該柴油機微粒過濾器用于過濾由發(fā)動機產生的微粒物質，并且 該外殼包括與兩側的排氣管聯(lián)接的固定單元111 ；主體，該主體形成在外殼的內部并且包 括反應單元；電極支撐單元，該電極支撐單元形成在主體內部；電極，該電極的一側固定到 電極支撐單元上并且該電極安裝在主體的反應單元上；用于向所述電極供應電力的電極； 供應單元，該供應單元用于將燃料和空氣從燃料供應單元和空氣供應單元供應到反應單 元；以及注入單元，該注入單元形成為連接至供應單元，并且向反應單元注入燃料和空氣。供應單元形成在電極支撐單元122的中央部，并且包括連接至燃料供應單元的燃 料通道123和連接至空氣供應單元的空氣通道，其中該空氣通道覆蓋燃料通道123的表面， 使得燃料和空氣在燃料通道和空氣通道的端部單元中混合并被供應給反應單元；并且由于在電極的上部形成有多個噴嘴，因此混合的燃料和空氣沿噴嘴移出反應單兀。噴嘴可以形成為相對于電極的切線方向以選擇的角度傾斜以使得混合的燃料和
空氣旋動。第二空氣供應單元包括第二空氣通道，該第二空氣通道包括出口端，該出口端連 接至反應單元使得輔助空氣流出反應單元的電極，向第二空氣通道供應空氣，其中，第二空氣供應單元形成為相對于主體的縱向方向以選擇的角度傾斜，以使 得由第二空氣供應單元所供應的空氣旋動。燃燒器可以包括安裝在供應單元上的電熱器，其中，電熱器由脈沖寬度調制(PWM)控制方法所控制。主體可以包括在后端上的擴大管，其中，擴大管包括通孔，并且擴大管沿廢氣的流入方向位于電極的端部的前部位置。本申請包含2009年6月19日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請 No. 10-2009-0054833的相關主題，該申請的全部內容以引用方式并入本文。本領域技術人員應當理解，在前描述中披露的概念和具體實施方式
可以容易地用 作修改或設計用于實現(xiàn)本發(fā)明的相同目的的其他實施方式的基礎。本領域技術人員也應當 理解，這種等同的實施方式沒有脫離如隨附的權利要求所闡明的發(fā)明的精神和范圍。工業(yè)應用性本發(fā)明的燃燒器涉及用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的強制點火燃燒器，并且 可以應用于低速柴油車輛的柴油機微粒減少設備。另外，該燃燒器可以和利用被動再生法 的燃燒器一起使用。該燃燒器可以用于不同的內燃機的柴油機微粒減少設備，該內燃機由 于廢氣的不足的熱度而需要強制點火，盡管產生了燃料的不完全燃燒。
權利要求
一種用于再生柴油機微粒過濾器(DPF)的燃燒器，所述燃燒器通過向存在有燃料和空氣的旋轉流的反應單元施加高電壓而產生諸如等離子或電弧的旋轉放電，并且產生點火，所述燃燒器包括外殼(110)，所述外殼(110)具有中空的內部以成為用于連接柴油機微粒過濾器的排氣管的一部分，所述柴油機微粒過濾器用于過濾由發(fā)動機產生的微粒物質，并且所述外殼包括與兩側的所述排氣管聯(lián)接的固定單元(111)；主體(120)，所述主體(120)形成在所述外殼(110)的內部并且包括反應單元(121)；電極支撐絕緣單元(122)，所述電極支撐絕緣單元(122)形成在所述主體(120)的內部；電極(130)，所述電極(130)的一側固定到所述電極支撐絕緣單元(122)并且所述電極(130)安裝在所述主體(120)的所述反應單元(121)上；導電棒(125)，所述導電棒(125)用于向所述電極(130)供應電力；供應單元，所述供應單元用于將燃料和空氣從燃料供應單元(141)和空氣供應單元(140)供應到所述反應單元(121)；以及注入單元(146)，所述注入單元(146)形成為連接至所述供應單元并且將燃料和空氣注入到所述反應單元(121)。
2.根據權利要求1所述的燃燒器，其中，所述供應單元包括燃料_空氣混合物供應單元 (142)，所述燃料-空氣混合物供應單元(142)用于通過連接至所述空氣供應單元(140)和 所述燃料供應單元(141)而將燃料-空氣混合物供應到所述反應單元(121)，并且所述注入 單元(146)將所供應的所述燃料-空氣混合物注入到所述反應單元(121)；并且在所述電 極(130)的圓周上包括有金屬球(150)，以在該點引發(fā)放電并且點燃所注入的所述燃料-空 氣混合物。
3.根據權利要求2所述的燃燒器，其中，所述燃料-空氣混合物供應單元(142)包括沿 所述主體(120)的圓周方向在所述主體(120)的內壁和外壁之間的旋轉通道(143)；并且 所述注入單元(146)將穿過所述旋轉通道(143)的所述燃料-空氣混合物注入到所述主體(120)的內部。
4.根據權利要求2所述的燃燒器，其中，所述電極(130)的橫截面面積沿著廢氣的移動 方向逐漸減小。
5.根據權利要求2所述的燃燒器，所述燃燒器還包括第二空氣供應單元(160)，所述第二空氣供應單元(160)連接至所述主體(120)的外側 并且具有出口端(162)，所述出口端(162)連接至所述反應單元(121)以便向所述反應單元(121)供應空氣，其中，所述第二空氣供應單元(160)包括所述出口端(162)，所述出口端(162)形成為 相對于所述電極(130)以選擇的角度傾斜，使得經過所述第二空氣供應單元(160)供應的 空氣通過沿所述電極(130)的圓周旋動而沿廢氣的移動方向流動。
6.根據權利要求1所述的燃燒器，其中，所述供應單元形成在所述電極支撐單元(122) 的中央部，并且包括連接至所述燃料供應單元的燃料通道(123)和連接至所述空氣供應單 元的空氣通道，所述空氣通道覆蓋所述燃料通道(123)的表面，使得燃料和空氣在所述燃 料通道和所述空氣通道的端部單元中混合并且被供應到所述反應單元(121)；并且由于多個噴嘴(131)形成在所述電極(130)的上部，因此混合的燃料和空氣沿噴嘴(131)移出所 述反應單元(121)。
7.根據權利要求7所述的燃燒器，其中，所述噴嘴(131)形成為相對于所述電極(130) 的切線方向以選擇的角度傾斜，使得混合的燃料和空氣旋動。
8.根據權利要求7所述的燃燒器，其中，所述第二空氣供應單元(160)包括第二空氣 通道(161)，所述第二空氣通道(161)包括連接至所述反應單元(121)的出口端(162)，使 得輔助空氣流出所述反應單元(121)的所述電極(130)，將空氣供應到所述第二空氣通道 (161)，其中，所述第二空氣供應單元(160)形成為相對于所述主體(120)的縱向方向以選擇 的角度傾斜，使得由所述第二空氣供應單元(160)供應的空氣旋動。
9.根據權利要求1至8中的任一項所述的燃燒器，其中，所述燃燒器(100)包括安裝在 所述供應單元上的電熱器(170)，其中，所述電熱器(170)由脈沖寬度調制(PWM)控制方法所控制。
10.根據權利要求9所述的燃燒器，其中，所述主體(120)包括在后端上的擴大管 (180)，其中，所述擴大管(180)包括通孔(181)。
11.根據權利要求10所述的燃燒器，其中，所述擴大管(180)沿廢氣的流入方向位于所 述電極(130)的端部的前部位置。
全文摘要
一種用于再生柴油機微粒過濾器的燃燒器。本發(fā)明提供一種利用放電作為點火源，例如隨氣流旋轉的電弧或等離子的燃燒器，并且更具體而言，涉及一種DPF再生燃燒器，所述DPF再生燃燒器通過在放電的錐形電極表面上設置金屬球、通過金屬球引發(fā)精確的放電并且朝向所述金屬球供應燃料-空氣混合物而改善燃燒器的點火性能。所述DPF再生燃燒器包括具有注入單元的燃料-空氣混合物供應單元，該注入單元連接至反應單元以向所述反應單元供應燃料-空氣混合物；以及位于所述電極的圓周上以點燃所注入的燃料-空氣混合物的金屬球。所述DPF再生燃燒器在金屬球所位于的電極表面中產生放電。通過在產生放電的位置精確地供應燃料-空氣混合物而改善了點火性能。
文檔編號F01N3/025GK101929371SQ20091020979
公開日2010年12月29日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權日2009年6月19日
發(fā)明者洪淳喆, 金洪石 申請人:Tems有限公司