JP2013024520A - Burner device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料を燃焼させてディーゼルエンジンの排気ガスを昇温するバーナ装置に関する。 The present invention relates to a burner device that raises the temperature of exhaust gas from a diesel engine by burning fuel.
近年、ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を除去するパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）が普及している。このパティキュレートフィルタに粒子状物質が堆積すると目詰まりを起こす。その場合、排気ガスを昇温し堆積した粒子状物質を燃焼させるフィルタ再生処理が必要となる。そこで、排気経路におけるパティキュレートフィルタの前段に、燃料を燃焼して排気ガスを昇温するディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）が設けられている。 In recent years, a particulate filter (DPF: Diesel Particulate Filter) that removes particulate matter (PM: Particulate Matter) such as soot contained in exhaust gas of a diesel engine has become widespread. When particulate matter accumulates on this particulate filter, clogging occurs. In that case, it is necessary to perform a filter regeneration process in which the exhaust gas is heated to burn the deposited particulate matter. Therefore, a diesel oxidation catalyst (DOC) that burns fuel and raises the temperature of exhaust gas is provided in front of the particulate filter in the exhaust path.
しかし、ディーゼル酸化触媒は、エンジンの始動時や低負荷時等、排気ガスの温度が低く酸化が促進される活性温度に達していない間、排気ガスを昇温できず、その後段のパティキュレートフィルタにおいてフィルタ再生処理を行うことができない。そのため、ディーゼル酸化触媒を迅速に温める技術が望まれる。触媒を温める手段としては、例えば、第１触媒体とそれに隣接する第２触媒体とを備え、第２触媒体を電気ヒータで加熱して燃焼を開始させ、その燃焼熱が第１触媒体に伝熱することで第１触媒体を活性温度以上に昇温する燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１）。 However, the diesel oxidation catalyst cannot raise the exhaust gas while the temperature of the exhaust gas is low and the activation temperature that promotes oxidation is not reached, such as when the engine is started or when the load is low, and the particulate filter in the subsequent stage The filter regeneration process cannot be performed. Therefore, a technique for quickly warming the diesel oxidation catalyst is desired. As a means for warming the catalyst, for example, a first catalyst body and a second catalyst body adjacent thereto are provided, the second catalyst body is heated by an electric heater to start combustion, and the combustion heat is transferred to the first catalyst body. There has been proposed a combustion apparatus that raises the temperature of the first catalyst body to an activation temperature or higher by transferring heat (for example, Patent Document 1).
例えば、電気ヒータでディーゼル酸化触媒を温める場合、排気ガスの熱のみでディーゼル酸化触媒を温めるより、迅速に活性温度以上にすることができる。しかし、ディーゼル酸化触媒は、排気ガスの流れを直接受けて放熱しているため、昇温には、ディーゼル酸化触媒に放熱流量以上の熱を与えて活性温度まで昇温可能な大容量の電気ヒータが必要であった。 For example, when the diesel oxidation catalyst is warmed with an electric heater, the temperature can be made higher than the activation temperature more quickly than when the diesel oxidation catalyst is warmed only with the heat of the exhaust gas. However, since the diesel oxidation catalyst directly receives the flow of exhaust gas and dissipates heat, a large-capacity electric heater that can raise the temperature up to the activation temperature by applying heat to the diesel oxidation catalyst at a temperature greater than the heat dissipation flow rate. Was necessary.
また、上述した特許文献１の技術をディーゼル酸化触媒に用い、パティキュレートフィルタの前段に２つのディーゼル酸化触媒を設け、その一方のみを電気ヒータで温める場合、仮に電気ヒータで温める方のディーゼル酸化触媒を、比較的小さい体積として昇温し易くしたとしても、その燃焼熱も体積に比例して小さくなるため、もう一方のディーゼル酸化触媒の昇温に時間を要する結果を招く。 In addition, when the technique of Patent Document 1 described above is used for a diesel oxidation catalyst and two diesel oxidation catalysts are provided in front of the particulate filter and only one of them is warmed by an electric heater, the diesel oxidation catalyst that is warmed by the electric heater temporarily Even if it is easy to raise the temperature as a relatively small volume, the combustion heat also becomes smaller in proportion to the volume, resulting in the result that it takes time to raise the temperature of the other diesel oxidation catalyst.
さらに、ディーゼル酸化触媒に、着火部で着火した火炎を直接当てて昇温する場合、排気ガスの流速が速かったり、排気ガスの酸素濃度が低かったりして、失火してしまう可能性がある。 Furthermore, when the temperature is increased by directly applying a flame ignited in the ignition part to the diesel oxidation catalyst, there is a possibility that the exhaust gas flow rate is high or the oxygen concentration of the exhaust gas is low, resulting in misfire.
本発明は、このような課題に鑑み、ディーゼル酸化触媒を迅速に昇温して、フィルタ再生処理を早期に実行することが可能なバーナ装置を提供することを目的としている。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a burner device capable of quickly raising the temperature of a diesel oxidation catalyst and executing filter regeneration processing at an early stage.
上記課題を解決するために、ディーゼルエンジンの排気経路において、排気ガスを酸化するディーゼル酸化触媒の前段に配置される、本発明のバーナ装置は、排気経路から分流した排気ガスが流入する流入路と、排気ガスと燃料との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスを排気経路に流出させる燃焼室と、燃焼室に設けられ、燃焼を促進するバーナ触媒と、バーナ触媒に燃料を供給する燃焼燃料供給部と、流入路から燃焼室へ流入する排気ガスの流量を制限する燃焼流量制限機構と、バーナ触媒を火炎で加熱する火炎加熱部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the burner device of the present invention, which is disposed in a front stage of a diesel oxidation catalyst for oxidizing exhaust gas in an exhaust path of a diesel engine, has an inflow path into which exhaust gas diverted from the exhaust path flows. Combustion mixture of exhaust gas and fuel, combustion chamber for discharging exhaust gas after combustion to the exhaust path, burner catalyst provided in the combustion chamber for promoting combustion, and combustion for supplying fuel to the burner catalyst A fuel supply unit, a combustion flow rate limiting mechanism that limits the flow rate of exhaust gas flowing into the combustion chamber from the inflow path, and a flame heating unit that heats the burner catalyst with a flame are provided.
上記課題を解決するために、ディーゼルエンジンの排気経路において、排気ガスを酸化するディーゼル酸化触媒の前段に配置される、本発明の他のバーナ装置は、排気経路から分流した排気ガスが流入する流入路と、排気ガスと燃料との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスを排気経路に流出させる燃焼室と、燃焼室に設けられ、燃焼を促進するバーナ触媒と、バーナ触媒に燃料を供給する燃焼燃料供給部と、流入路から燃焼室へ流入する排気ガスの流量を制限する燃焼流量制限機構と、バーナ触媒に併置されたヒータとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, another burner device of the present invention, which is disposed in the front stage of a diesel oxidation catalyst that oxidizes exhaust gas in an exhaust path of a diesel engine, has an inflow into which exhaust gas that is diverted from the exhaust path flows. A combustion chamber for combusting an air-fuel mixture, exhaust gas and fuel, and exhausting the exhaust gas after combustion to the exhaust path; a burner catalyst provided in the combustion chamber for promoting combustion; and supplying fuel to the burner catalyst And a combustion flow rate limiting mechanism for limiting the flow rate of the exhaust gas flowing into the combustion chamber from the inflow path, and a heater arranged in parallel with the burner catalyst.
上記課題を解決するために、ディーゼルエンジンの排気経路において、排気ガスを酸化するディーゼル酸化触媒の前段に配置される、本発明の他のバーナ装置は、排気経路から分流した排気ガスが流入する流入路と、排気ガスと燃料との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスを排気経路に流出させる燃焼室と、燃焼室に設けられ、燃焼を促進するバーナ触媒と、バーナ触媒に燃料を供給する燃焼燃料供給部と、流入路から燃焼室へ流入する排気ガスの流量を制限する燃焼流量制限機構と、バーナ触媒を通電させる電源部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, another burner device of the present invention, which is disposed in the front stage of a diesel oxidation catalyst that oxidizes exhaust gas in an exhaust path of a diesel engine, has an inflow into which exhaust gas that is diverted from the exhaust path flows. A combustion chamber for combusting an air-fuel mixture, exhaust gas and fuel, and exhausting the exhaust gas after combustion to the exhaust path; a burner catalyst provided in the combustion chamber for promoting combustion; and supplying fuel to the burner catalyst And a combustion flow rate limiting mechanism for limiting the flow rate of the exhaust gas flowing into the combustion chamber from the inflow path, and a power source unit for energizing the burner catalyst.
上記バーナ装置は、ディーゼルエンジンにおける、吸気絞り、排気絞り、またはポスト噴射によって、排気温度を上昇させるエンジン制御部をさらに備えてもよい。 The burner device may further include an engine control unit that increases the exhaust temperature by an intake throttle, an exhaust throttle, or post injection in a diesel engine.
上記バーナ装置は、バーナ触媒の温度を検知する温度検知部と、バーナ触媒の温度が活性温度未満である場合に、火炎加熱部、ヒータ、電源部、または、エンジン制御部を機能させる機能制御部とをさらに備えてもよい。 The burner device includes a temperature detection unit that detects the temperature of the burner catalyst, and a function control unit that causes the flame heating unit, the heater, the power supply unit, or the engine control unit to function when the temperature of the burner catalyst is lower than the activation temperature. And may further be provided.
本発明のバーナ装置によれば、ディーゼル酸化触媒を迅速に昇温して、フィルタ再生処理を早期に実行することが可能となる。 According to the burner device of the present invention, it is possible to quickly raise the temperature of the diesel oxidation catalyst and perform filter regeneration processing at an early stage.
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、本明細書及び図面において、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 shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図１は、ディーゼルエンジン１００の排気構造を説明するための説明図である。図１（ａ）に示すように、ディーゼルエンジン１００は、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し、燃料タンク１０２に蓄えられた、軽油、および重油等の燃料を燃料ポンプ１０４や噴射ポンプ１０６で昇圧して噴射し、爆発を起こして、その爆発によって生じるエネルギーを動力に変えるレシプロエンジンである。過給機１０８は、ディーゼルエンジン１００の排気ガスのエネルギーでタービンを回転し、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する装置である。 FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an exhaust structure of the diesel engine 100. As shown in FIG. 1 (a), a diesel engine 100 compresses air in a cylinder by a piston to increase the temperature and pressure, and fuel such as light oil and heavy oil stored in a fuel tank 102 is injected into a fuel pump 104 or an injection. This is a reciprocating engine that boosts and injects fuel with a pump 106, causes an explosion, and changes energy generated by the explosion into power. The supercharger 108 is a device that improves the engine output by rotating the turbine with the energy of the exhaust gas of the diesel engine 100 and compressing the intake air to increase the intake pressure.
排気経路１１０は、ディーゼルエンジン１００から排出された排気ガスを外部に排気するための配管１１２によって形成され、配管１１２の一端部がディーゼルエンジン１００の排気口と接続され、他端部がディーゼル酸化触媒１３０に接続される。パティキュレートフィルタ１２０は、ディーゼルエンジン１００の排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を、例えば、１０ミクロン程度の孔で捕集して除去する、セラミックや金属のフィルタで構成される。パティキュレートフィルタ１２０のフィルタ１２０ａは、図１（ｂ）の断面図に示すように、粒子状物質１２２が堆積し過ぎると目詰まり１２４を起こす。目詰まり１２４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。 The exhaust path 110 is formed by a pipe 112 for exhausting the exhaust gas discharged from the diesel engine 100 to the outside. One end of the pipe 112 is connected to the exhaust port of the diesel engine 100 and the other end is a diesel oxidation catalyst. 130. The particulate filter 120 is composed of a ceramic or metal filter that collects and removes particulate matter such as soot contained in the exhaust gas of the diesel engine 100 through, for example, holes of about 10 microns. As shown in the sectional view of FIG. 1B, the filter 120a of the particulate filter 120 causes clogging 124 when the particulate matter 122 is excessively deposited. The clogging 124 causes an increase in exhaust pressure, leading to deterioration in fuel consumption and output.
ディーゼル酸化触媒１３０は、ディーゼルエンジン１００とパティキュレートフィルタ１２０の間に設けられ、例えばプラチナ、パラジウム等の触媒で構成され、ディーゼルエンジン１００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。昇温された排気ガスは、後段のパティキュレートフィルタ１２０に流れ、パティキュレートフィルタ１２０に堆積した粒子状物質１２２を燃やし二酸化炭素として排気させ、パティキュレートフィルタ１２０の目詰まりを解消する（フィルタ再生処理）。 The diesel oxidation catalyst 130 is provided between the diesel engine 100 and the particulate filter 120, and is composed of, for example, a catalyst such as platinum or palladium. The diesel oxidation catalyst 130 uses oxygen contained in the exhaust gas of the diesel engine 100 to remove unburned fuel. The temperature of the exhaust gas is raised by catalytic combustion. The heated exhaust gas flows into the particulate filter 120 at the subsequent stage, burns the particulate matter 122 deposited on the particulate filter 120, exhausts it as carbon dioxide, and eliminates clogging of the particulate filter 120 (filter regeneration processing). ).
このようなフィルタ再生処理は、パティキュレートフィルタ１２０が目詰まりを起こしたとき、例えば、目詰まりが解消されるまで実行されるバッチ処理である。しかし、フィルタ再生処理を試みるとき、ディーゼルエンジン１００の始動時や低負荷時等、ディーゼル酸化触媒１３０が活性温度に達していない場合、触媒燃焼が生じず排気ガスを昇温できないため、パティキュレートフィルタ１２０のフィルタ再生処理を行うことができない。 Such filter regeneration processing is batch processing that is executed when the particulate filter 120 is clogged, for example, until the clogging is eliminated. However, when trying to regenerate the filter, if the diesel oxidation catalyst 130 has not reached the activation temperature, such as when the diesel engine 100 is started or when the load is low, catalyst combustion does not occur, and the exhaust gas cannot be heated. 120 filter regeneration processes cannot be performed.
そこで、以下の実施形態では、ディーゼルエンジン１００とディーゼル酸化触媒１３０との間の排気経路１１０に設けられ、ディーゼル酸化触媒１３０を迅速に昇温して、パティキュレートフィルタ１２０のフィルタ再生処理を実行することが可能なバーナ装置２００、３００、４００についてそれぞれ詳述する。 Therefore, in the following embodiment, the exhaust gas is provided in the exhaust passage 110 between the diesel engine 100 and the diesel oxidation catalyst 130, and the diesel oxidation catalyst 130 is quickly heated to perform the filter regeneration process of the particulate filter 120. Each possible burner device 200, 300, 400 will be described in detail.
（第１の実施形態）
図２、３は、第１の実施形態におけるバーナ装置２００の構造を説明するための説明図である。図２に示すように、バーナ装置２００は、流入路２１０と、燃焼室２１２と、バーナ触媒２１４と、燃焼燃料供給部２１６と、仕切部材２１８と、火炎加熱部２２０と、エンジン制御部２２２と、過給機制御部２２４と、温度検知部２２６と、機能制御部２２８とを備える。
(First embodiment)
2 and 3 are explanatory views for explaining the structure of the burner device 200 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the burner device 200 includes an inflow path 210, a combustion chamber 212, a burner catalyst 214, a combustion fuel supply unit 216, a partition member 218, a flame heating unit 220, and an engine control unit 222. And a supercharger control unit 224, a temperature detection unit 226, and a function control unit 228.
流入路２１０は、排気経路１１０から分流した排気ガス（Ｅｘｈａｕｓｔｅｄ Ｇａｓ：図中、Ｅｘｈ．Ｇａｓで示す）が、排気経路１１０を流れる排気ガスの流量の２０％程度流入する。燃焼室２１２は、流入路２１０からの排気ガスと燃料との混合気を燃焼するための領域であり、仕切部材２１８、２６０と、バーナ装置２００の外形を形成する外壁２３０と、配管１１２の外周面に相当する開口部２３２とで囲まれている。 Exhaust gas (Exhausted Gas: indicated by Exh.Gas in the figure) branched from the exhaust path 110 flows into the inflow path 210 about 20% of the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust path 110. The combustion chamber 212 is an area for combusting a mixture of exhaust gas and fuel from the inflow passage 210, and includes partition members 218 and 260, an outer wall 230 that forms the outer shape of the burner device 200, and an outer periphery of the pipe 112. It is surrounded by an opening 232 corresponding to the surface.
バーナ触媒２１４は、基材（図示せず）と、その基材を覆う例えばプラチナ、パラジウム等の触媒のコーディング材で構成され、燃焼室２１２内に設けられており、混合気の燃焼を促進する。ここでは、より触媒燃焼を促進するため、バーナ触媒２１４を２重に配置しているが１重としてもよいし、３重以上としてもよい。燃焼燃料供給部２１６は、例えば燃料噴射装置（インジェクタ）で構成され、燃焼室２１２内に燃料を霧状に噴霧して、バーナ触媒２１４に燃料を供給する。 The burner catalyst 214 is composed of a base material (not shown) and a catalyst coding material such as platinum or palladium that covers the base material, and is provided in the combustion chamber 212 to promote combustion of the air-fuel mixture. . Here, in order to further promote catalytic combustion, the burner catalyst 214 is doubled, but it may be single or triple or more. The combustion fuel supply unit 216 includes, for example, a fuel injection device (injector), sprays fuel into the combustion chamber 212 in a mist state, and supplies the fuel to the burner catalyst 214.
仕切部材２１８は、孔２１８ａと共に燃焼流量制限機構として機能する。燃焼流量制限機構は、流入路２１０と燃焼室２１２とを隔て、流入路２１０から燃焼室２１２へ流入する流量を、例えば、流入路２１０を流れる排気ガスの流量の８０％程度、すなわち排気経路１１０を流れる排気ガスの流量の１６％程度に制限する。具体的に、燃焼流量制限機構は、孔２１８ａ（図３（ａ）のＸＸ断面図参照）が開いており、この孔２１８ａを介して流入路２１０から燃焼室２１２に流入する排気ガスの流量を制限することによって、燃焼室２１２内の排気ガスの流速が抑制される。 The partition member 218 functions as a combustion flow rate limiting mechanism together with the hole 218a. The combustion flow rate limiting mechanism separates the inflow path 210 and the combustion chamber 212 and sets the flow rate flowing into the combustion chamber 212 from the inflow path 210, for example, about 80% of the flow rate of exhaust gas flowing through the inflow path 210, that is, the exhaust path 110. It is limited to about 16% of the flow rate of the exhaust gas flowing through. Specifically, the combustion flow rate limiting mechanism has a hole 218a (see the XX cross-sectional view of FIG. 3A), and the flow rate of the exhaust gas flowing into the combustion chamber 212 from the inflow path 210 through this hole 218a. By limiting, the flow rate of the exhaust gas in the combustion chamber 212 is suppressed.
かかる流速を抑制する構成により、バーナ触媒２１４による触媒燃焼が安定化する。そのため、流速を抑制する構成を取らない場合より、低温、低酸素濃度の排気ガスでも、バーナ触媒２１４は、触媒燃焼を開始可能となる。また、本実施形態のバーナ装置２００は、さらに触媒燃焼を迅速に開始するため、火炎加熱部２２０を備える。 With such a configuration that suppresses the flow velocity, catalytic combustion by the burner catalyst 214 is stabilized. Therefore, the burner catalyst 214 can start catalytic combustion even with an exhaust gas having a low temperature and a low oxygen concentration, compared to a case where a configuration for suppressing the flow rate is not taken. In addition, the burner device 200 of the present embodiment further includes a flame heating unit 220 in order to quickly start catalytic combustion.
火炎加熱部２２０は、バーナ触媒２１４を火炎や高温の排気ガスで加熱する。火炎加熱部２２０は、火炎生成室２５０と、火炎燃料供給部２５２と、着火部２５４と、燃料保持部２５６と、仕切部材２５８、２６０と、邪魔板２６２とを含んで構成される。 The flame heating unit 220 heats the burner catalyst 214 with a flame or high-temperature exhaust gas. The flame heating unit 220 includes a flame generation chamber 250, a flame fuel supply unit 252, an ignition unit 254, a fuel holding unit 256, partition members 258 and 260, and a baffle plate 262.
火炎生成室２５０は、バーナ触媒２１４を加熱するための火炎が生成されるための領域であり、火炎流量制限機構である仕切部材２５８、２６０と外壁２３０とで囲まれる。火炎燃料供給部２５２は、例えば燃料噴射装置で構成され、火炎生成室２５０に燃料を供給する。着火部２５４は、燃料（液体燃料を用いる場合、着火部２５４の熱で液体燃料が気化した燃料）と排気ガスとの混合気を、着火温度以上に加熱して着火させるグロープラグで構成されている。燃料保持部２５６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、軽石等によって形成され、着火部２５４の先端に設置され、火炎燃料供給部２５２から供給された燃料を燃焼するまで一時的に保持する。 The flame generation chamber 250 is an area for generating a flame for heating the burner catalyst 214, and is surrounded by partition members 258 and 260, which are a flame flow restriction mechanism, and the outer wall 230. The flame fuel supply unit 252 includes, for example, a fuel injection device, and supplies fuel to the flame generation chamber 250. The ignition unit 254 is composed of a glow plug that ignites a mixture of fuel (when liquid fuel is used, fuel in which the liquid fuel is vaporized by the heat of the ignition unit 254) and exhaust gas by heating to a temperature equal to or higher than the ignition temperature. Yes. The fuel holding unit 256 is formed of, for example, a wire mesh, sintered metal, metal fiber, glass cloth, ceramic porous body, ceramic fiber, pumice, and the like, is installed at the tip of the ignition unit 254, and is supplied from the flame fuel supply unit 252. Hold the fuel temporarily until it burns.
仕切部材２５８は、流入路２１０と火炎生成室２５０とを隔て、仕切部材２６０は、火炎生成室２５０と燃焼室２１２とを隔てる。そして、仕切部材２５８、２６０は、それぞれに設けられた孔２５８ａ、２６０ａに基づいて、火炎流量制限機構として機能する。火炎流量制限機構は、火炎生成室２５０への流入流量および火炎生成室２５０からの流出流量のいずれか一方または両方を制限する。例えば、火炎流量制限機構は、火炎生成室２５０に流入する流量を、流入路２１０を流れる排気ガスの流量の２０％程度、すなわち排気経路１１０を流れる排気ガスの流量の４％程度に制限する。 The partition member 258 separates the inflow path 210 and the flame generation chamber 250, and the partition member 260 separates the flame generation chamber 250 and the combustion chamber 212. And the partition members 258 and 260 function as a flame flow restriction mechanism based on the holes 258a and 260a provided respectively. The flame flow rate limiting mechanism limits either or both of the inflow rate to the flame generation chamber 250 and the outflow rate from the flame generation chamber 250. For example, the flame flow rate limiting mechanism limits the flow rate flowing into the flame generation chamber 250 to about 20% of the flow rate of exhaust gas flowing through the inflow passage 210, that is, about 4% of the flow rate of exhaust gas flowing through the exhaust path 110.
具体的に、火炎流量制限機構は、孔２５８ａ（図３（ｂ）のＹＹ断面図参照）を通じて流入路２１０から火炎生成室２５０に排気ガスを通気可能とし、孔２６０ａによって火炎生成室２５０から燃焼室２１２に燃焼後の排気ガスを通気可能としており、この孔２５８ａ、２６０ａを介して火炎生成室２５０への流入流量および火炎生成室２５０からの流出流量を制限することによって、火炎生成室２５０内の排気ガスの流速が抑制される。 Specifically, the flame flow restriction mechanism allows the exhaust gas to be vented from the inflow path 210 to the flame generation chamber 250 through the hole 258a (see the YY sectional view of FIG. 3B), and combusts from the flame generation chamber 250 through the hole 260a. The exhaust gas after combustion can be ventilated into the chamber 212, and the flow rate into the flame generation chamber 250 and the flow rate out of the flame generation chamber 250 are restricted through the holes 258a and 260a, so that the inside of the flame generation chamber 250 The exhaust gas flow rate is suppressed.
邪魔板２６２は、流入路２１０から流入する排気ガスの着火部２５４に直接衝突する流路を妨げるように配置される。かかる構成により、着火部２５４付近の排気ガスや混合気の流速を抑制でき、着火性が向上する。 The baffle plate 262 is disposed so as to prevent a flow path that directly collides with the ignition part 254 of the exhaust gas flowing in from the inflow path 210. With such a configuration, the flow rate of the exhaust gas and the air-fuel mixture in the vicinity of the ignition part 254 can be suppressed, and the ignitability is improved.
エンジン制御部２２２は、ディーゼルエンジン１００における、吸気絞り、排気絞り、またはポスト噴射によって、排気温度を上昇させる。ここで、ポスト噴射は、ディーゼルエンジン１００におけるメイン噴射の後、排気工程が終了するまでに、シリンダ内に燃料を噴射する処理である。ポスト噴射によって、膨張工程で熱を奪われた排気ガス中でさらに燃焼を起こし排気ガスの温度を昇温することができる。 The engine control unit 222 increases the exhaust temperature by the intake throttle, the exhaust throttle, or the post injection in the diesel engine 100. Here, the post-injection is a process of injecting fuel into the cylinder after the main injection in the diesel engine 100 and before the exhaust process is completed. By the post injection, combustion can be further caused in the exhaust gas deprived of heat in the expansion step, and the temperature of the exhaust gas can be raised.
図４は、吸気絞りによる排気ガスの昇温効果を説明するための説明図である。図４では、図１に示す位置Ａ〜Ｄにおける排気ガスの温度を示す。図４に示すように、吸気圧２０ｋＰａ、０ｋＰａ、−２０ｋＰａ、−４０ｋＰａのそれぞれの条件において、位置Ａ〜Ｄの排気ガスの温度を測定すると、吸気絞りを行って吸気圧が低いときの方が排気ガスの温度が高いことが分かる。これは、燃焼によって生じる熱量が変わらなければ、ディーゼルエンジン１００を通過する気体の質量が少ない方が熱容量が減り昇温し易いためである。また、特に、吸気圧が−４０ｋＰａのとき、位置Ｄでは、２０ｋＰａのときに比べて約１２０度の温度上昇が見られ、他の位置に比べて温度の上昇幅が大きい。これは、排気ガスに含まれる未燃の燃料が、活性温度以上に温められたディーゼル酸化触媒１３０によって酸化され排気ガスが昇温したためである。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the temperature rise effect of the exhaust gas by the intake throttle. FIG. 4 shows the temperature of the exhaust gas at positions A to D shown in FIG. As shown in FIG. 4, when the temperature of the exhaust gas at positions A to D is measured under the conditions of the intake pressure of 20 kPa, 0 kPa, −20 kPa, and −40 kPa, the intake air pressure is lower when the intake air is throttled. It can be seen that the temperature of the exhaust gas is high. This is because, if the amount of heat generated by combustion does not change, the heat capacity decreases and the temperature rises more easily when the mass of the gas passing through the diesel engine 100 is smaller. In particular, when the intake pressure is −40 kPa, a temperature increase of about 120 degrees is observed at position D compared to 20 kPa, and the temperature increase is greater than at other positions. This is because the unburned fuel contained in the exhaust gas is oxidized by the diesel oxidation catalyst 130 heated to the activation temperature or higher, and the exhaust gas is heated.
ディーゼルエンジン１００は、吸気絞りに限らず、排気絞りやポスト噴射によっても、排気ガスに含まれる熱量を増やすことができる。これらの制御を行った場合、ディーゼルエンジン１００から排気される段階で排気ガスの温度をある程度高めることができる。しかし、ディーゼルエンジン１００の制御による排気ガスの高温化のみでは、昇温時間は短いものの、昇温できる温度幅に限界がある。そこで、本実施形態のバーナ装置２００は、ディーゼルエンジン１００の制御による排気ガスの高温化と、バーナ触媒２１４による燃焼とを併用する。かかる構成により、ディーゼルエンジン１００から排気される段階で高温である排気ガスと、火炎加熱部２２０によって、バーナ装置２００のバーナ触媒２１４をより迅速に活性温度まで昇温でき、また、バーナ装置２００で排気ガスを昇温する温度幅も小さくて済むため、ディーゼル酸化触媒１３０をより迅速に活性温度まで昇温することが可能となる。 The diesel engine 100 can increase the amount of heat contained in the exhaust gas not only by the intake throttle but also by the exhaust throttle or post injection. When these controls are performed, the temperature of the exhaust gas can be raised to some extent when exhausted from the diesel engine 100. However, only by raising the temperature of the exhaust gas by controlling the diesel engine 100, although the temperature raising time is short, the temperature range in which the temperature can be raised is limited. Therefore, the burner device 200 of the present embodiment uses both the exhaust gas temperature increase by the control of the diesel engine 100 and the combustion by the burner catalyst 214. With this configuration, the burner catalyst 214 of the burner apparatus 200 can be heated to the activation temperature more quickly by the exhaust gas that is high in temperature when exhausted from the diesel engine 100 and the flame heating unit 220. Since the temperature range for raising the temperature of the exhaust gas may be small, the diesel oxidation catalyst 130 can be raised to the activation temperature more quickly.
過給機制御部２２４は、過給機１０８のウェイストゲートバルブまたは可変ノズルの開度を制御して、排気温度を上昇させる。具体的に、過給機制御部２２４は、過給機１０８がウェイストゲートバルブを備える構成の場合、ウェイストゲートバルブを比較的大きく開くことで、排気ガスを過給機１０８で仕事をさせることなく（排気ガスの温度を下降させることなく）バーナ装置２００に流入させ、排気ガスの温度を昇温することができる。また、過給機１０８が可変ノズルを備える構成の場合、過給機制御部２２４は、可変ノズルを比較的大きく開くことで、同様に、排気ガスの温度を昇温可能となる。 The supercharger control unit 224 controls the opening degree of the waste gate valve or the variable nozzle of the supercharger 108 to increase the exhaust gas temperature. Specifically, when the supercharger 108 is configured to include a wastegate valve, the supercharger control unit 224 opens the wastegate valve relatively large without causing exhaust gas to work in the supercharger 108. The temperature of the exhaust gas can be raised by flowing into the burner device 200 (without lowering the temperature of the exhaust gas). Further, when the supercharger 108 is configured to include a variable nozzle, the supercharger control unit 224 can similarly raise the temperature of the exhaust gas by opening the variable nozzle relatively large.
本実施形態のバーナ装置２００は、ディーゼルエンジン１００の制御による排気ガスの高温化と、バーナ触媒２１４による燃焼に加え、過給機１０８の制御による排気ガスの高温化も併用する。かかる構成により、ディーゼル酸化触媒１３０をさらに迅速に活性温度まで昇温できる。 The burner device 200 according to the present embodiment uses a combination of increasing the temperature of exhaust gas by controlling the diesel engine 100 and combustion by the burner catalyst 214, and increasing the temperature of exhaust gas by controlling the supercharger 108. With this configuration, the diesel oxidation catalyst 130 can be heated to the activation temperature more rapidly.
温度検知部２２６は、バーナ触媒２１４の温度を検知する。機能制御部２２８は、バーナ触媒２１４の温度が活性温度未満である場合に、火炎加熱部２２０、エンジン制御部２２２、または過給機制御部２２４を機能させる。 The temperature detector 226 detects the temperature of the burner catalyst 214. The function control unit 228 causes the flame heating unit 220, the engine control unit 222, or the supercharger control unit 224 to function when the temperature of the burner catalyst 214 is lower than the activation temperature.
フィルタ再生処理を行う場合、バーナ装置２００のバーナ触媒２１４の温度がすでに活性温度以上であれば、燃料を供給するだけで触媒燃焼を起こすことができる。このとき、火炎加熱部２２０の火炎燃料供給部２５２、着火部２５４、エンジン制御部２２２、または過給機制御部２２４を機能させると、電気や燃料を浪費することになってしまう。そこで、温度検知部２２６と機能制御部２２８によって、バーナ触媒２１４の温度に応じて火炎燃料供給部２５２、着火部２５４、エンジン制御部２２２、および過給機制御部２２４の機能を制限することで、電気や燃料の浪費を回避できる。 When the filter regeneration process is performed, if the temperature of the burner catalyst 214 of the burner apparatus 200 is already equal to or higher than the activation temperature, catalytic combustion can be caused only by supplying fuel. At this time, if the flame fuel supply unit 252, the ignition unit 254, the engine control unit 222, or the supercharger control unit 224 of the flame heating unit 220 is caused to function, electricity and fuel are wasted. Therefore, the functions of the flame fuel supply unit 252, the ignition unit 254, the engine control unit 222, and the supercharger control unit 224 are limited by the temperature detection unit 226 and the function control unit 228 according to the temperature of the burner catalyst 214. , Avoid wasting electricity and fuel.
続いて、バーナ装置２００における排気ガスの流れを説明する。流入路２１０に分流した排気ガスは、燃焼室２１２および火炎生成室２５０に流入する。火炎生成室２５０では、着火部２５４が、着火温度以上に加熱され、排気ガスと燃料の混合気を着火し燃焼して火炎を生成する。 Subsequently, the flow of exhaust gas in the burner apparatus 200 will be described. The exhaust gas branched into the inflow path 210 flows into the combustion chamber 212 and the flame generation chamber 250. In the flame generation chamber 250, the ignition unit 254 is heated to an ignition temperature or higher, ignites and burns an air-fuel mixture, and generates a flame.
火炎生成室２５０における燃焼後の排気ガスは、孔２６０ａを通過して、燃焼室２１２に流入し、バーナ触媒２１４を加熱する。また、火炎生成室２５０で生成された火炎も、孔２６０ａを通ってバーナ触媒２１４を加熱する。バーナ触媒２１４は、活性温度以上に加熱されると、燃焼燃料供給部２１６から供給された燃料と、孔２１８ａから流入した排気ガスとが混合した混合気を触媒燃焼させる。そして、燃焼後の高温の排気ガス（図中、Ｈｅａｔｅｄ Ｅｘｈ．Ｇａｓで示す）は、排気経路１１０に流入し、排気経路１１０を通過する排気ガスの温度を高める。 Exhaust gas after combustion in the flame generation chamber 250 passes through the holes 260 a and flows into the combustion chamber 212 to heat the burner catalyst 214. The flame generated in the flame generation chamber 250 also heats the burner catalyst 214 through the holes 260a. When the burner catalyst 214 is heated to the activation temperature or higher, the air-fuel mixture in which the fuel supplied from the combustion fuel supply unit 216 and the exhaust gas flowing in from the holes 218a are mixed is catalytically combusted. Then, the high-temperature exhaust gas after combustion (indicated as “Heated Exh. Gas” in the figure) flows into the exhaust path 110 and raises the temperature of the exhaust gas passing through the exhaust path 110.
このように、本実施形態のバーナ装置２００は、火炎流量制限機構や燃焼流量制限機構を備える構成により、ディーゼルエンジン１００が高回転であっても、火炎生成室２５０や燃焼室２１２では排気ガスの流速が抑制され着火性や保炎性を向上できるため、バーナ触媒２１４を昇温して触媒燃焼を安定化することが可能となる。そのため、燃焼室２１２から流出した高温の排気ガスで排気経路１１０の排気ガスを昇温し、後段のディーゼル酸化触媒１３０を迅速かつ確実に活性温度まで昇温することができる。 As described above, the burner device 200 of the present embodiment includes the flame flow restriction mechanism and the combustion flow restriction mechanism, so that the exhaust gas is not generated in the flame generation chamber 250 or the combustion chamber 212 even when the diesel engine 100 is rotating at high speed. Since the flow rate is suppressed and the ignitability and flame holding performance can be improved, the burner catalyst 214 can be heated to stabilize catalytic combustion. Therefore, the temperature of the exhaust gas in the exhaust passage 110 can be raised by the high-temperature exhaust gas flowing out from the combustion chamber 212, and the subsequent diesel oxidation catalyst 130 can be raised to the activation temperature quickly and reliably.
また、例えば、排気ガスの酸素濃度が低い場合、仮に、酸素を補充すべく酸素を供給する機構を設けるとなると、排気経路１１０の圧力より高圧で酸素を供給しなければならず、大幅にコストがかかってしまう。しかし、バーナ装置２００は、混合気の流速を抑制することで触媒燃焼が安定しているため、排気ガスの酸素濃度が低い場合であっても、酸素を供給する機構を設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。 Further, for example, when the oxygen concentration of the exhaust gas is low, if a mechanism for supplying oxygen to replenish oxygen is provided, oxygen must be supplied at a pressure higher than the pressure in the exhaust passage 110, which greatly reduces the cost. It will take. However, since the burner apparatus 200 is stable in catalytic combustion by suppressing the flow rate of the air-fuel mixture, it is not necessary to provide a mechanism for supplying oxygen even when the oxygen concentration of the exhaust gas is low. Cost can be reduced.
（第２の実施形態）
上述した実施形態では、火炎加熱部２２０がバーナ触媒２１４を加熱する構成を有するバーナ装置２００について説明した。続いて、火炎加熱部２２０とは異なる構成でバーナ触媒２１４を加熱するバーナ装置３００について詳述する。
(Second Embodiment)
In the above-described embodiment, the burner apparatus 200 having the configuration in which the flame heating unit 220 heats the burner catalyst 214 has been described. Next, the burner apparatus 300 that heats the burner catalyst 214 with a configuration different from that of the flame heating unit 220 will be described in detail.
図５は、第２の実施形態におけるバーナ装置３００の構造を説明するための説明図である。バーナ装置３００は、流入路２１０と、燃焼室２１２と、バーナ触媒２１４と、燃焼燃料供給部２１６と、仕切部材２１８と、ヒータ３２０と、エンジン制御部２２２と、過給機制御部２２４と、温度検知部２２６と、機能制御部３２８とを備える。第１の実施形態における構成要素として既に述べた、流入路２１０、燃焼室２１２、バーナ触媒２１４、燃焼燃料供給部２１６、仕切部材２１８、エンジン制御部２２２、過給機制御部２２４、温度検知部２２６は、実質的に機能が等しいので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違するヒータ３２０、機能制御部３２８を主に説明する。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the structure of the burner device 300 according to the second embodiment. The burner device 300 includes an inflow passage 210, a combustion chamber 212, a burner catalyst 214, a combustion fuel supply unit 216, a partition member 218, a heater 320, an engine control unit 222, a supercharger control unit 224, A temperature detection unit 226 and a function control unit 328 are provided. The inflow path 210, the combustion chamber 212, the burner catalyst 214, the combustion fuel supply unit 216, the partition member 218, the engine control unit 222, the supercharger control unit 224, and the temperature detection unit that have already been described as the constituent elements in the first embodiment. Since the functions of 226 are substantially the same, repeated description is omitted. Here, the heater 320 and the function control unit 328 having different configurations will be mainly described.
ヒータ３２０は、その加熱部分３２０ａがバーナ触媒２１４に接触するように併置される。特に、本実施形態においては加熱部分３２０ａがバーナ触媒２１４内部に挿入して併置される。そして、ヒータ３２０は、バーナ触媒２１４を活性温度以上となるように加熱する。 The heater 320 is juxtaposed so that the heating portion 320 a contacts the burner catalyst 214. In particular, in the present embodiment, the heating portion 320a is inserted and disposed inside the burner catalyst 214. And the heater 320 heats the burner catalyst 214 so that it may become more than activation temperature.
本実施形態のバーナ装置３００は、燃焼流量制限機構を備える構成により、燃焼室２１２では排気ガスの流速が抑制されるため、バーナ触媒２１４から排気ガスへの放熱流量が低く、ヒータ３２０でバーナ触媒２１４を活性温度まで迅速に昇温できる。そのため、ディーゼルエンジン１００が高回転であったり、排気ガスの酸素濃度が低かったりしても、バーナ触媒２１４を昇温して触媒燃焼を安定化することができ、燃焼室２１２から流出した触媒燃焼後の混合気で排気経路１１０の排気ガスを昇温し、後段のディーゼル酸化触媒１３０を迅速かつ確実に活性温度まで昇温することが可能となる。 The burner device 300 of the present embodiment has a combustion flow rate limiting mechanism, and the flow rate of exhaust gas is suppressed in the combustion chamber 212. Therefore, the heat release flow rate from the burner catalyst 214 to the exhaust gas is low, and the burner catalyst is heated by the heater 320. The temperature of 214 can be rapidly raised to the activation temperature. Therefore, even if the diesel engine 100 is rotating at high speed or the oxygen concentration of the exhaust gas is low, the burner catalyst 214 can be heated to stabilize the catalytic combustion, and the catalytic combustion flowing out from the combustion chamber 212 It is possible to raise the temperature of the exhaust gas in the exhaust passage 110 with the subsequent air-fuel mixture, and to quickly and reliably raise the temperature of the subsequent diesel oxidation catalyst 130 to the activation temperature.
機能制御部３２８は、バーナ触媒２１４の温度が活性温度未満である場合に、ヒータ３２０、エンジン制御部２２２、または過給機制御部２２４を機能させる。 The function control unit 328 causes the heater 320, the engine control unit 222, or the supercharger control unit 224 to function when the temperature of the burner catalyst 214 is lower than the activation temperature.
上述したように、フィルタ再生処理を行う場合、バーナ装置３００のバーナ触媒２１４の温度がすでに活性温度以上であれば、燃料を供給するだけで触媒燃焼を起こすことができる。このとき、ヒータ３２０、エンジン制御部２２２または過給機制御部２２４を機能させると、電気や燃料を浪費することになってしまう。そこで、温度検知部２２６と機能制御部３２８によって、バーナ触媒２１４の温度に応じてヒータ３２０、エンジン制御部２２２および過給機制御部２２４の機能を制限することで、電気や燃料の浪費を回避できる。 As described above, when the filter regeneration process is performed, if the temperature of the burner catalyst 214 of the burner apparatus 300 is already equal to or higher than the activation temperature, catalytic combustion can be caused only by supplying fuel. At this time, if the heater 320, the engine control unit 222, or the supercharger control unit 224 is caused to function, electricity and fuel are wasted. Therefore, the temperature detector 226 and the function controller 328 restrict the functions of the heater 320, the engine controller 222, and the supercharger controller 224 according to the temperature of the burner catalyst 214, thereby avoiding waste of electricity and fuel. it can.
（第３の実施形態）
続いて、ヒータ３２０よりも簡易な構成でバーナ触媒２１４を加熱するバーナ装置４００について詳述する。
(Third embodiment)
Next, the burner device 400 that heats the burner catalyst 214 with a simpler configuration than the heater 320 will be described in detail.
図６は、第３の実施形態におけるバーナ装置４００の構造を説明するための説明図である。バーナ装置４００は、流入路２１０と、燃焼室２１２と、バーナ触媒２１４と、燃焼燃料供給部２１６と、仕切部材２１８と、電源部４２０と、エンジン制御部２２２と、過給機制御部２２４と、温度検知部２２６と、機能制御部４２８とを備える。第１の実施形態および第２の実施形態における構成要素として既に述べた、流入路２１０、燃焼室２１２、バーナ触媒２１４、燃焼燃料供給部２１６、仕切部材２１８、エンジン制御部２２２、過給機制御部２２４、温度検知部２２６は、実質的に機能が等しいので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する電源部４２０、機能制御部４２８を主に説明する。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the structure of the burner device 400 according to the third embodiment. The burner device 400 includes an inflow path 210, a combustion chamber 212, a burner catalyst 214, a combustion fuel supply unit 216, a partition member 218, a power supply unit 420, an engine control unit 222, and a supercharger control unit 224. The temperature detection unit 226 and the function control unit 428 are provided. The inflow passage 210, the combustion chamber 212, the burner catalyst 214, the combustion fuel supply unit 216, the partition member 218, the engine control unit 222, and the supercharger control, which have already been described as the constituent elements in the first and second embodiments. Since the functions of the unit 224 and the temperature detection unit 226 are substantially the same, repeated description is omitted, and here, the power supply unit 420 and the function control unit 428 having different configurations will be mainly described.
電源部４２０は、バーナ触媒２１４の基材を通電させ、電気抵抗によって基材を加熱し、基材にコーティングされている触媒に伝熱することで、触媒を活性温度以上となるように加熱する。 The power supply unit 420 energizes the base material of the burner catalyst 214, heats the base material by electric resistance, and transfers the heat to the catalyst coated on the base material, thereby heating the catalyst to the activation temperature or higher. .
本実施形態のバーナ装置４００は、第２の実施形態と同様、燃焼室２１２では排気ガスの流速が抑制されるため、バーナ触媒２１４から排気ガスへの放熱流量が低く、電源部４２０による通電でバーナ触媒２１４を活性温度まで迅速に昇温できる。ディーゼルエンジン１００が高回転であったり、排気ガスの酸素濃度が低かったりしても、バーナ触媒２１４を昇温して触媒燃焼を安定化することができ、後段のディーゼル酸化触媒１３０を迅速かつ確実に活性温度まで昇温することが可能となる。また、排気ガスの酸素濃度が低い場合でも、第１の実施形態と同様、バーナ装置４００は、触媒燃焼が安定しているため、酸素を供給する機構を設ける必要がなく、低コスト化を図ることができる。また、バーナ装置４００は、バーナ触媒２１４の基材に通電するのみの簡易な構成のため、バーナ触媒２１４の表面を遮る面積が小さく、触媒効果を最大限発揮させることができる。さらに、バーナ装置４００は、バーナ触媒２１４の基材を直接加熱できるため、輻射や対流による伝熱に比べて、より確実にバーナ触媒２１４を昇温できる。 As in the second embodiment, the burner device 400 of this embodiment has a low heat release flow rate from the burner catalyst 214 to the exhaust gas because the flow rate of the exhaust gas is suppressed in the combustion chamber 212, and the power supply unit 420 is energized. The burner catalyst 214 can be quickly heated up to the activation temperature. Even if the diesel engine 100 rotates at a high speed or the oxygen concentration of the exhaust gas is low, the burner catalyst 214 can be heated to stabilize the catalytic combustion, and the subsequent diesel oxidation catalyst 130 can be quickly and reliably It is possible to raise the temperature to the activation temperature. Further, even when the oxygen concentration of the exhaust gas is low, the burner device 400 is stable in catalytic combustion as in the first embodiment, so that it is not necessary to provide a mechanism for supplying oxygen, and cost reduction is achieved. be able to. In addition, the burner device 400 has a simple configuration in which only the base material of the burner catalyst 214 is energized. Therefore, the area that blocks the surface of the burner catalyst 214 is small, and the catalytic effect can be maximized. Furthermore, since the burner apparatus 400 can directly heat the base material of the burner catalyst 214, the burner catalyst 214 can be heated more reliably than heat transfer by radiation or convection.
機能制御部４２８は、バーナ触媒２１４の温度が活性温度未満である場合に、電源部４２０、エンジン制御部２２２、または過給機制御部２２４を機能させる。 The function control unit 428 causes the power supply unit 420, the engine control unit 222, or the supercharger control unit 224 to function when the temperature of the burner catalyst 214 is lower than the activation temperature.
上述したように、バーナ触媒２１４の温度が活性温度以上であれば、フィルタ再生処理は可能である。そこで、機能制御部４２８は、バーナ触媒２１４の温度に応じて電源部４２０、エンジン制御部２２２および過給機制御部２２４の機能を制限することで、第２の実施形態における機能制御部３２８と同様、電気や燃料の浪費を回避できる。 As described above, the filter regeneration process is possible if the temperature of the burner catalyst 214 is equal to or higher than the activation temperature. Therefore, the function control unit 428 limits the functions of the power supply unit 420, the engine control unit 222, and the supercharger control unit 224 in accordance with the temperature of the burner catalyst 214, so that the function control unit 328 in the second embodiment Similarly, waste of electricity and fuel can be avoided.
また、第１の実施形態と同様、第２、第３の実施形態においても、エンジン制御部２２２は、ディーゼルエンジン１００における、吸気絞り、排気絞り、またはポスト噴射によって、排気温度を上昇させ、過給機制御部２２４は、過給機１０８のウェイストゲートバルブまたは可変ノズルの開度を制御して、排気温度を上昇させる。かかる構成により、ディーゼル酸化触媒１３０をより迅速に活性温度まで昇温することが可能となる。 Further, similarly to the first embodiment, in the second and third embodiments, the engine control unit 222 increases the exhaust temperature by the intake throttle, the exhaust throttle, or the post injection in the diesel engine 100 to increase the exhaust temperature. The charger control unit 224 controls the opening degree of the waste gate valve or the variable nozzle of the supercharger 108 to increase the exhaust gas temperature. With this configuration, the diesel oxidation catalyst 130 can be raised to the activation temperature more quickly.
以上、説明したバーナ装置２００、３００、４００によって、ディーゼル酸化触媒１３０を迅速に昇温して、フィルタ再生処理を実行することが可能となる。 As described above, the burner apparatuses 200, 300, and 400 described above can quickly raise the temperature of the diesel oxidation catalyst 130 and execute the filter regeneration process.
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。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
本発明は、燃料を燃焼させてディーゼルエンジンの排気ガスを昇温するバーナ装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a burner device that raises the temperature of exhaust gas from a diesel engine by burning fuel.
１００ …ディーゼルエンジン
１１０ …排気経路
１３０ …ディーゼル酸化触媒
２００ …バーナ装置
２１０ …流入路
２１２ …燃焼室
２１４ …バーナ触媒
２１６ …燃焼燃料供給部
２１８ …仕切部材（燃焼流量制限機構）
２２０ …火炎加熱部
２２２ …エンジン制御部
２２６ …温度検知部
２２８、３２８、４２８ …機能制御部
３２０ …ヒータ
４２０ …電源部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Diesel engine 110 ... Exhaust path 130 ... Diesel oxidation catalyst 200 ... Burner apparatus 210 ... Inlet passage 212 ... Combustion chamber 214 ... Burner catalyst 216 ... Combustion fuel supply part 218 ... Partition member (combustion flow restriction mechanism)
220 ... Flame heating part 222 ... Engine control part 226 ... Temperature detection part 228, 328, 428 ... Function control part 320 ... Heater 420 ... Power supply part
Claims (5)
前記排気経路から分流した排気ガスが流入する流入路と、
前記排気ガスと燃料との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスを前記排気経路に流出させる燃焼室と、
前記燃焼室に設けられ、前記燃焼を促進するバーナ触媒と、
前記バーナ触媒に前記燃料を供給する燃焼燃料供給部と、
前記流入路から前記燃焼室へ流入する前記排気ガスの流量を制限する燃焼流量制限機構と、
前記バーナ触媒を火炎で加熱する火炎加熱部と、
を備えることを特徴とするバーナ装置。 A burner device disposed in a front stage of a diesel oxidation catalyst for oxidizing exhaust gas in an exhaust path of a diesel engine,
An inflow path through which exhaust gas diverted from the exhaust path flows;
A combustion chamber for burning an air-fuel mixture of the exhaust gas and fuel, and causing the exhaust gas after combustion to flow out to the exhaust path;
A burner catalyst provided in the combustion chamber for promoting the combustion;
A combustion fuel supply unit for supplying the fuel to the burner catalyst;
A combustion flow rate limiting mechanism for limiting the flow rate of the exhaust gas flowing into the combustion chamber from the inflow path;
A flame heating section for heating the burner catalyst with a flame;
A burner device comprising:
前記排気経路から分流した排気ガスが流入する流入路と、
前記排気ガスと燃料との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスを前記排気経路に流出させる燃焼室と、
前記燃焼室に設けられ、前記燃焼を促進するバーナ触媒と、
前記バーナ触媒に前記燃料を供給する燃焼燃料供給部と、
前記流入路から前記燃焼室へ流入する前記排気ガスの流量を制限する燃焼流量制限機構と、
前記バーナ触媒に併置されたヒータと、
を備えることを特徴とするバーナ装置。 A burner device disposed in a front stage of a diesel oxidation catalyst for oxidizing exhaust gas in an exhaust path of a diesel engine,
An inflow path through which exhaust gas diverted from the exhaust path flows;
A combustion chamber for burning an air-fuel mixture of the exhaust gas and fuel, and causing the exhaust gas after combustion to flow out to the exhaust path;
A burner catalyst provided in the combustion chamber for promoting the combustion;
A combustion fuel supply unit for supplying the fuel to the burner catalyst;
A combustion flow rate limiting mechanism for limiting the flow rate of the exhaust gas flowing into the combustion chamber from the inflow path;
A heater juxtaposed to the burner catalyst;
A burner device comprising:
前記排気経路から分流した排気ガスが流入する流入路と、
前記排気ガスと燃料との混合気を燃焼し、燃焼後の排気ガスを前記排気経路に流出させる燃焼室と、
前記燃焼室に設けられ、前記燃焼を促進するバーナ触媒と、
前記バーナ触媒に前記燃料を供給する燃焼燃料供給部と、
前記流入路から前記燃焼室へ流入する前記排気ガスの流量を制限する燃焼流量制限機構と、
前記バーナ触媒を通電させる電源部と、
を備えることを特徴とするバーナ装置。 A burner device disposed in a front stage of a diesel oxidation catalyst for oxidizing exhaust gas in an exhaust path of a diesel engine,
An inflow path through which exhaust gas diverted from the exhaust path flows;
A combustion chamber for burning an air-fuel mixture of the exhaust gas and fuel, and causing the exhaust gas after combustion to flow out to the exhaust path;
A burner catalyst provided in the combustion chamber for promoting the combustion;
A combustion fuel supply unit for supplying the fuel to the burner catalyst;
A combustion flow rate limiting mechanism for limiting the flow rate of the exhaust gas flowing into the combustion chamber from the inflow path;
A power supply for energizing the burner catalyst;
A burner device comprising:
前記バーナ触媒の温度が活性温度未満である場合に、前記火炎加熱部、前記ヒータ、前記電源部、または、前記エンジン制御部を機能させる機能制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバーナ装置。 A temperature detector for detecting the temperature of the burner catalyst;
When the temperature of the burner catalyst is lower than the activation temperature, a function control unit that causes the flame heating unit, the heater, the power supply unit, or the engine control unit to function,
The burner device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011161954A JP2013024520A (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Burner device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011161954A JP2013024520A (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Burner device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013024520A true JP2013024520A (en) | 2013-02-04 |
Family
ID=47783078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011161954A Withdrawn JP2013024520A (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Burner device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013024520A (en) |
-
2011
- 2011-07-25 JP JP2011161954A patent/JP2013024520A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141007 |