CN107667210B

CN107667210B - 燃烧器***

Info

Publication number: CN107667210B
Application number: CN201580080514.5A
Authority: CN
Inventors: 吴一锡; 朴钟勋; 朴奎进; 李载文; 李柱熙
Original assignee: Doosan Engine Co Ltd
Current assignee: HSD Engine Co Ltd
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: JP2018516339A; WO2016195195A1; KR20160141423A; CN107667210A; KR101699614B1; JP6660403B2

Abstract

本发明的实施例涉及一种燃烧器***，其为了利用于还原剂热分解，使在发动机排出的废气升温，其包括：燃烧器主体，其包括使废气升温的一区域、供在所述一区域被升温的废气和被热分解的还原剂混合的另一区域、形成于与所述另一区域相邻的所述一区域供废气流入的废气流入口、以及供通过所述另一区域的废气排出的废气排出口；燃料喷射部件，其设置于所述燃烧器主体的一侧，来向所述燃烧器主体的一区域喷射燃料；隔壁，其设置于所述燃烧器主体的一区域的内侧，并使从所述燃烧器主体的废气流入口流入的废气向所述燃料喷射部件移动；以及还原剂喷射部件，其向所述隔壁内部喷射还原剂。

Description

燃烧器***

技术领域

本发明的实施例涉及一种燃烧器***，尤其涉及一种为了利用于还原剂热分解，使在发动机排出的废气升温的燃烧器***。

背景技术

发动机通过燃烧燃料来产生动力。这种在发动机排出的废气中包括氮氧化合物。氮氧化合物在向外部排出时对人体产生有害的影响，因而被视作排出气体的规制对象来管理。

因此，设置有发动机的装置具备用于净化在发动机排出的废气中包括的氮氧化合物的另外的废气净化装置。

通常，废气净化装置向在发动机排出的废气喷射尿素水(Urea)，并使被喷射的尿素水和废气流入反应器内部。亦即，被喷射的尿素水利用废气的温度被分解为异氰酸和氨，并流入反应器。此外，在反应器内部设置有能够将氮氧化合物还原为氮和水(或水蒸气)的催化剂。

因此，被喷射流入反应器的还原剂和被混合的废气在通过催化剂并分解为氮和水而向外部排出时，排出被净化的废气。

然而，在废气的温度低的情况下，仅凭废气的温度难以将尿素水分解为异氰酸和氨。在这种情况下，通过反应器的废气中有可能包括氨，因而存在向外部排出时对人体产生有害的影响的问题。

此外，若没有在充分的高温下加热尿素水，则存在产生沉积物(Deposit)并沉积于反应器或管线的问题。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供一种能够有效地对还原剂进行热分解的燃烧器***。

技术方案

根据本发明的实施例的为了利用于还原剂热分解，使在发动机排出的废气升温的燃烧器***包括：燃烧器主体，其包括使废气升温的一区域、供在所述一区域被升温的废气和被热分解的还原剂混合的另一区域、形成于与所述另一区域相邻的所述一区域供废气流入的废气流入口、以及供通过所述另一区域的废气排出的废气排出口；燃料喷射部件，其设置于所述燃烧器主体的一侧，来向所述燃烧器主体的一区域喷射燃料；隔壁，其设置于所述燃烧器主体的一区域的内侧，并使从所述燃烧器主体的废气流入口流入的废气向所述燃料喷射部件移动；以及还原剂喷射部件，其向所述隔壁内部喷射还原剂。

此外，上述燃烧器***还可以包括：叶片，其设置于所述另一区域内侧，来混合通过所述另一区域的被热分解的还原剂和废气。

此外，所述燃烧器主体还可以包括新气流入口，其形成于所述燃烧器主体的一侧来供应新气，以在由所述燃料喷射部件供应的燃料喷射时使所述燃料燃烧。

此外，所述还原剂喷射部件可以配置于所述新气流入口与所述废气流入口之间。

此外，上述燃烧器***还可以包括旋流器(Swirler)，其设置于所述一区域，能够调节由在所述燃料喷射部件喷射的燃料产生的火焰的长度。

此外，上述燃烧器***还可以包括：火焰检测部件，其检测所述一区域的火焰温度；以及控制部，其基于在所述火焰检测部件检测到的火焰温度信息，控制所述还原剂喷射部件的动作。

发明的效果

根据本发明的实施例，燃烧器***能够有效地对还原剂进行热分解。

附图说明

图1示出了本发明的一实施例的燃烧器***的截面。

图2示出了图1的旋流器。

图3示出了图1的动作过程。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本领域的技术人员能够容易实施本发明。本发明可以以多种不同形态实现，并不限于此处所说明的实施例。

需要说明的是，附图是概略性的，并未按照缩尺图示。为便于图示的清晰性和方便性，图中的部分要素的相对尺寸和比例在大小上被夸大或缩小地图示，任意尺寸仅是示例性的，而不是限定性的。另外，对于出现在两个以上图中的相同的结构物、要素或部件，使用相同的参照符号，以体现其相似的特征。

本发明的实施例具体示出了本发明的理想的实施例。其结果是，可以预想到图解的多种变形。因此，实施例不局限于所图示区域的规定形态，还包括例如因制造导致的形态的变形。

下面参照图1和图2对本发明的一实施例的燃烧器***101进行说明。

通常，发动机排出包括通过燃料的燃烧生成的氮氧化合物的废气。本发明的一实施例的燃烧器***101利用于这种废气的还原剂热分解。如图1所图示，本发明的一实的燃烧器***101包括：燃烧器主体100，其包括一区域110、另一区域120、废气流入口130以及废气排出口140；燃料喷射部件200；隔壁300；以及还原剂喷射部件400。

在燃烧器主体100内部形成有使废气升温的一区域110和供被升温的废气和被热分解的还原剂混合的另一区域120。具体而言，燃烧器主体100可以沿一方向长地形成，且内部以中空形形成。

此外，燃烧器主体100包括供在发动机排出的废气向燃烧器主体100内部流入的废气流入口130。废气流入口130可以形成于与另一区域120相邻的一区域110。

亦即，废气流入口130可以形成于与供被升温的废气和被热分解的还原剂混合的另一区域120对置的使废气升温的一区域110的端部，来引导废气使其向一区域110流入。

废气排出口140可以以使通过另一区域120的废气排出的方式形成于燃烧器主体100。具体而言，利用被升温的废气热分解的还原剂和被升温的废气可以混合，并通过废气排出口140向未图示的反应器排出。

燃料喷射部件200将向燃烧器主体100的一区域110喷射燃料。亦即，燃料喷射部件200可以向燃烧器主体100内部喷射燃料来形成火焰。利用在燃料喷射部件200喷射的火焰，通过燃烧器主体100的废气可以被升温。具体而言，燃料喷射部件200设置于燃烧器主体100的一侧。

亦即，沿一方向较长地形成的燃烧器主体100可以在一侧设置有燃料喷射部件200，在另一侧形成有废气排出口140，且在燃料喷射部件200与废气排出口140之间可以形成有废气流入口130。

隔壁300设置于燃烧器主体100的一区域110的内侧。此外，隔壁300引导从燃烧器主体100的废气流入口130流入的废气使其通过燃料喷射部件200移动。具体而言，隔壁300可以设置于燃烧器主体100的一区域110，且以包裹由从燃料喷射部件200喷射的燃料形成的火焰的一部分的方式形成，来形成燃烧室。

亦即，隔壁300可以引导从废气流入口130流入的废气使其流入燃烧室。此外，隔壁300可以与另一区域120连接，使通过隔壁300内部的废气通过废气排出口140排出。

具体而言，利用隔壁300从废气流入口130向燃料喷射部件200移动的废气的移动方向可以与由向燃料喷射部件200喷设的燃料形成的火焰的方向对置。

因此，在废气流入口130流入并沿隔壁300移动的废气可以冷却以包围由在燃料喷射部件200喷射的燃料形成的火焰的一部分的方式形成的隔壁300。因此，在废气流入口130流入的废气可以沿隔壁300移动，并冷却形成于隔壁300内部的燃烧室的温度。

还原剂喷射部件400向隔壁300内部喷射还原剂。具体而言，在还原剂喷射部件400喷射的还原剂可以是尿素水(Urea)。亦即，在还原剂喷射部件400喷射的尿素水可以在隔壁300内部的形成有火焰的燃烧室被热分解为氨和异氰酸。

因此，如此形成的氨能够流入设置有催化剂的反应器，来提高废气的净化效率。

此外，流入反应器的废气可以以比从燃烧器主体100的废气流入口130流入的废气的温度相对高的温度流入反应器，因而能够有效防止因低于催化剂的活性化温度的废气温度发生的催化剂的中毒和净化效率下降。

另外，可以利用沿隔壁300流入燃烧室内部的废气冷却燃烧室的温度，因而可以相对地降低在还原剂喷射部件400喷射的还原剂被升温的温度。因此，沿隔壁300移动的废气能够有效防止喷射还原剂时有可能发生的异物。

此外，本发明的一实施例的燃烧器***101还可以包括叶片500。

叶片(Vane)500可以设置于燃烧器主体100的另一区域120内侧，供通过另一区域120的被热分解的还原剂和废气混合。具体而言，叶片500可以凸出形成于燃烧器主体100的另一区域120的内周面，供被热分解的还原剂与废气有效混合。

此外，本发明的一实施例的燃烧器***101的燃烧器主体100还可以包括新气流入口150。

新气流入口150可以形成于设置有燃料喷射部件200的燃烧器主体100的一侧。亦即，流入新气流入口150的外部的新气可以向在燃料喷射部件200喷射的燃料供应氧气，以使燃料燃烧并形成火焰。

因此，新气流入口150为了在燃料喷射部件200喷射的燃料的燃烧，可以外部向燃烧器主体100的一区域供应新气。

具体而言，可以在新气流入口150与废气排出口140之间形成有废气流入口130。

此外，本发明的一实施例的燃烧器***101的还原剂喷射部件400可以配置于新气流入口150与废气流入口130之间。

还原剂喷射部件400可以支撑于隔壁300。此外，还原剂喷射部件400可以配置于新气流入口150与废气流入口130之间。

具体而言，还原剂喷射部件400可以配置于相对低于在燃料喷射部件200喷射的燃料燃烧时形成于燃料喷射部件200末端的主火焰部的副火焰部，来喷射还原剂。

在燃料喷射部件200的一端区域的主火焰部的温度是1200摄氏度(Deg.C)。若向这种高温区域喷射尿素水，则存在被热分解的氨燃烧的危险。因此，可以通过由还原剂喷射部件400向从燃料喷射部件200的末端区域隔开的副火焰部喷射尿素水，抑制异物生成，来有效地对尿素水进行热分解。

副火焰部的温度可以在600至700摄氏度(Deg.C)范围内。具体而言，设燃烧器主体100的一区域110的整体长度为L，则还原剂喷射部件400可以位于从燃烧器主体100的一侧距离0.4L至0.6L的位置。

亦即，本发明的一实施例的还原剂喷射部件400可以向形成于隔壁300内部的600至700摄氏度(Deg.C)的火焰喷射还原剂来进行热分解。

例如，还原剂喷射部件400可以相对置地设置为多个。

此外，本发明的一实施例的燃烧器***101还可以包括旋流器(Swirler)。

旋流器600可以调节由在燃料喷射部件200喷射的燃料产生的火焰的长度。具体而言，旋流器600可以设置于燃料喷射部件200的一端。此外，如图2所图示，旋流器600可以以平板状形成，且包括凸出设置于平板的多个翼610。

亦即，旋流器600可以以燃料喷射部件200为中心旋转，并利用在新气流入口150流入的新气或在废气流入口130流入的废气旋转，且调节由在燃料喷射部件200喷射的燃料形成的火焰的长度。

因此，旋流器600可以将火焰的长度调节成使还原剂喷射部件400喷射还原剂的火焰的温度在600至700摄氏度(Deg.C)范围内。或者，旋流器600可以由未图示的动力装置旋转。

此外，本发明的一实施例的燃烧器***101还可以包括火焰检测部件700和控制部800。

火焰检测部件700可以检测由在燃料喷射部件200喷射的燃料形成于隔壁300内侧的燃烧室的火焰的温度。具体而言，火焰检测部件700可以与还原剂喷射部件400相邻地设置，来检测还原剂喷射部件400喷射还原剂的副火焰部的温度。

控制部800可以基于在火焰检测部件700检测到的火焰的温度信息控制还原剂喷射部件400的动作。具体而言，在控制部800已设定有能够有效地对由还原剂喷射部件400喷射的还原剂进行热分解的热分解温度范围。因此，控制部800可以对这种已设定的热分解温度范围和检测到的火焰的温度进行比较，并判别燃烧器的动作是否正常。在检测到的火焰的温度在已设定的热分解温度范围内的情况下，控制部800可以将燃烧器的动作判别为正常，并使还原剂喷射部件400继续动作，在检测到的火焰的温度超出已设定的热分解温度范围的情况下，控制部800可以将燃烧器的动作判别为异常，并停止还原剂喷射部件400的动作。

或者，在已检测到的火焰的温度为已设定的热分解温度以下的情况下，控制部800可以控制在燃料喷射部件200供应的燃料量和旋流器600的未图示的驱动装置来控制火焰的长度。

下面参照图3对本发明的一实施例的燃烧器***101的动作过程进行说明。

在发动机排出的废气通过废气流入口130流入燃烧器主体100的一区域110。此时流入的废气的温度可能是低温。

流入废气流入口130的废气沿隔壁300的长度方向移动。

此时，控制部800使燃料喷射部件200动作来向隔壁300内侧的燃烧室喷射燃料，并利用未图示的点火部件使火焰点火。

燃料喷射部件200动作时，新气通过新气流入口150流入隔壁300内侧的燃烧室。通过新气流入口150流入的新气可以帮助废气从燃烧器主体100的一侧向燃烧器主体100的另一侧移动。

原本沿隔壁300的长度方向(与火焰形成方向反方向)移动的废气流入隔壁300内侧来通过火焰，并升温。控制部800使还原剂喷射部件400动作来向副火焰部喷射还原剂。

因此，通过隔壁300内侧的废气被火焰升温，且向被升温的废气喷射的尿素水被有效地热分解为氨和异氰酸。

被热分解的氨和异氰酸以及被升温的废气通过另一区域120，并由叶片500形成涡流，并混合。亦即，被热分解的氨和异氰酸以及被升温的废气沿另一区域120的长度方向移动，且可以被叶片500充分混合。

在另一区域120混合的被热分解的氨和异氰酸以及被升温的废气通过废气排出口140从燃烧器主体100排出。被排出的废气可以流入未图示的设置有催化剂的反应器而分解为氮和水(水蒸气)，并向外部排出。

在隔壁300内侧的燃烧室形成火焰的情况下，从废气流入口130流入并沿隔壁300移动的废气可以冷却隔壁300内侧的燃烧室。从而，能够防止隔壁300内侧的温度被过度调整，且防止因隔壁300内侧的过热导致在还原剂喷射部件400喷射的还原剂热分解时有可能发生的氨的燃烧或异物的生成。

通过这种构成，本发明的一实施例的燃烧器***101能够有效地对还原剂进行热分解。

具体而言，就燃烧器***101而言，通过废气流入口130流入燃烧器主体100的一区域的废气沿隔壁300的长度方向流动，并有效地冷却由燃料喷射部件200喷射燃料来形成火焰的隔壁300的内侧的温度。从而，能够防止向隔壁300的内侧喷射的尿素水热分解时有可能会发生的氨的燃烧或异物的生成。

此外，在燃烧器***101，燃烧器主体100包括使废气升温的一区域110和供被升温的废气和被热分解的还原剂混合的另一区域120，因而能够有效地使废气升温，且使被升温的废气与被热分解的还原剂充分混合。

尽管上面参照附图对本发明的实施例进行了说明，但本发明所属技术领域的一般的技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必备特征的前提下，可以以其他具体形态实施本发明。

因此，以上所描述的实施例应理解为在所有方面均是示例性的，而不是限定性的，上述本发明的范围由后述权利要求书体现，从权利要求书的意义、范围及其等值概念中导出的所有变更或变形的形态应解释为落入本发明的范围。

工业上的利用可能性

本发明的实施例的燃烧器***可以用于为利用于还原剂热分解，使在发动机排出的废气升温。

Claims

1.一种燃烧器***，其为了利用于还原剂热分解，使在发动机排出的废气升温，其特征在于，包括：

燃料喷射部件，其喷射燃料；

燃烧器主体，其一侧支撑所述燃料喷射部件，且包括利用由所述燃料喷射部件喷射的燃料使废气升温的一区域、供在所述一区域被升温的废气和被热分解的还原剂混合的另一区域、形成于另一侧，供通过所述另一区域的废气排出的废气排出口、以及配置于所述一侧与另一侧之间与所述另一区域相邻的所述一区域的端部，且引导废气使其向所述一区域流入的废气流入口；

隔壁，其与所述燃烧器主体的内周面隔开地设置于所述燃烧器主体的一区域的内侧，使从所述燃烧器主体的废气流入口流入所述燃烧器主体的一区域的废气沿所述隔壁长度方向且以与由所述燃料喷射部件喷射的燃料形成的火焰的方向相向的方向朝所述燃料喷射部件移动；以及

还原剂喷射部件，其向所述隔壁内部喷射还原剂。

2.根据权利要求1所述的燃烧器***，其特征在于，还包括：

叶片，其设置于所述另一区域内侧，来混合通过所述另一区域的被热分解的还原剂和废气。

3.根据权利要求1所述的燃烧器***，其特征在于，

所述燃烧器主体还包括新气流入口，其形成于所述燃烧器主体的一侧来供应新气，以在由所述燃料喷射部件供应的燃料喷射时使所述燃料燃烧。

4.根据权利要求3所述的燃烧器***，其特征在于，

所述还原剂喷射部件配置于所述新气流入口与所述废气流入口之间。

5.根据权利要求1所述的燃烧器***，其特征在于，

还包括旋流器，其设置于所述一区域，能够调节由在所述燃料喷射部件喷射的燃料产生的火焰的长度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧器***，其特征在于，还包括：

火焰检测部件，其检测所述一区域的火焰温度；以及

控制部，其基于在所述火焰检测部件检测到的火焰温度信息，控制所述还原剂喷射部件的动作。