排气净化装置用燃烧器的制造方法

排气净化装置用燃烧器的制造方法
【专利摘要】一种排气净化装置用燃烧器，其具备：排气管(11A)，来自发动机的排气在该排气管中流动；筒状的火焰稳定器(16)，其具有燃料燃烧的空间(20)；以及排气供给管(40)，其被连接在排气管(11A)和火焰稳定器(16)上，并向火焰稳定器(16)的空间(20)供给排气。
【专利说明】排气净化装置用燃烧器

【技术领域】
[0001 ] 本发明的技术涉及一种排气净化装置用燃烧器，其适用于对来自发动机的排气进行净化的排气净化装置，并使排气升温。

【背景技术】
[0002]以前，在柴油发动机的排气管中配设有净化排气的排气净化装置。在排气净化装置中配设有:捕捉例如排气所包含的微粒(Particulate Matter, PM)的柴油颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter, DPF)。在这样的DPF中，为了保持微粒捕捉功能，进行燃烧DPF捕捉的微粒的再生处理。
[0003]例如，在专利文献1的排气净化装置中，在DPF的前级配设有排气净化装置用燃烧器，通过使由该燃烧器升温的排气流入DPF中，而进行DPF的再生处理。在燃烧器中，发动机的燃料和燃烧用空气被供给至呈有底筒状的火焰稳定器的内部空间、即燃烧区域中，而生成由这些燃料和燃烧用空气形成的混合气。然后，通过点火燃烧该混合气而产生的燃气与排气混合，从而使排气升温。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-185493号公报


【发明内容】

[0007]发明所要解决的课题
[0008]可是，即使是如上所述的排气净化装置用燃烧器，只要是使燃料燃烧，就无法避免NOx的产生，所以期望一种能够降低NOx的生成量的排气净化装置用燃烧器。
[0009]本发明的技术目的在于，提供一种能够降低NOx的发生量的排气净化装置用燃烧器。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本发明的一个方式的排气净化装置用燃烧器，其具备:排气管，来自发动机的排气在该排气管中流动；筒状的火焰稳定器，其具有燃料燃烧的空间；以及排气供给管，其被连接在所述排气管和所述火焰稳定器上，并向所述火焰稳定器的所述空间供给所述排气。
[0012]根据上述构成，由于排气被供给至燃料燃烧的空间中，所以在燃料燃烧的空间的氧气的浓度与没有供给排气的构成相比变低。其结果，在燃料燃烧的空间的燃烧温度降低，从而抑制NOx的发生量。
[0013]在本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器中，所述排气管被连接在对排气进行净化的排气净化装置上，所述排气供给管被连接在所述排气管的比所述排气净化装置更靠上游的部位上，所述排气从所述排气管的排气流入所述排气供给管中。
[0014]根据上述构成，通过排气净化装置之前的排气的一部分流入排气供给管中。因此，与通过了排气净化装置的排气的一部分经由排气供给管而再次流入排气净化装置中的情况相比，通过排气净化装置的排气量会减少。其结果，由于通过排气净化装置来抑制排气效率降低的频度，所以能抑制因排气的一部分供给至火焰稳定器而引起的耗油率的降低以及发动机输出的降低。
[0015]本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器，进一步具备调整部，该调整部对从所述排气管流入所述排气供给管的所述排气的流入量进行调整，所述调整部具有抑制排气流入所述排气供给管的抑止状态、和促进排气流入所述排气供给管的促进状态，当在所述火焰稳定器的所述空间内开始燃烧所述燃料时，所述调整部从所述抑止状态转换为所述促进状态。
[0016]由于流入排气供给管的排气通过排气供给管以及火焰稳定器的空间，所以与排气不流入排气供给管而只在排气管中流动的构成相比，压力损失会变大。这点，根据上述构成，在开始排气升温处理时，调整部从抑止状态转换为促进状态。因此，与在不执行排气升温处理的燃烧器的停止期间中没有抑制排气流入排气供给管的情况相比，在停止期间的排气的压力损失会降低。其结果，由于抑制了因排气在排气供给管和火焰稳定器的空间流动所引起的排气效率降低的频度，所以能抑制耗油率的降低及发动机输出的降低。
[0017]在本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器中，所述调整部包括可变阀，该可变阀对所述排气供给管的流路截面积进行变更，在所述抑止状态下，所述调整部将所述可变阀维持在关闭状态。
[0018]根据上述构成，在抑止状态下可变阀被维持在关闭状态，禁止排气从排气管流入排气供给管中。其结果，由于能够进一步抑制排气因在排气供给管和火焰稳定器的空间流动所引起的排气效率降低的频度，所以能进一步抑制耗油率的降低及发动机输出的降低。
[0019]在本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器的其他方式中，所述调整部包括排气节流阀，该排气节流阀对所述排气管的流路截面积进行变更，所述排气节流阀被配置在所述排气管的比所述排气净化装置更靠上游且比所述排气管和所述排气供给管的连接部分更靠下游的部位上。
[0020]根据上述构成，排气管的流路截面积因排气节流阀变小时，与排气节流阀没有配置在排气管中的构成相比，促进排气从排气管流入排气供给管中。因此，能使被供给至火焰稳定器的排气量的范围被扩大。
[0021]本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备:燃料供给部，其向所述火焰稳定器的所述空间供给燃料；以及温度传感器，其对所述火焰稳定器的所述空间的温度进行检测，所述燃料供给部在所述温度传感器的检测值超过预定的阈值时供给所述燃料。
[0022]火焰稳定器的空间的温度越低，被供给至火焰稳定器的空间内的燃料的气化越被抑制，因而使包含燃料的混合气不容易点火。这点，根据上述构成，燃料供给部在火焰稳定器的空间的温度超过阈值后开始供给燃料。其结果，由于在火焰稳定器的空间中燃料容易气化，所以提高了混合气的点火性。
[0023]本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备:空气供给管，其向所述火焰稳定器的所述空间供给空气；以及气阀，其被配置在所述空气供给管内，并对所述空气供给管的流路截面积进行变更，所述气阀在所述火焰稳定器的所述空间燃烧所述燃料时，具有关闭状态。
[0024]例如，在发动机处于低速.低负荷状态下、且排气中的氧气浓度足够高时，也能由燃料和排气来生成混合气。在这点上，根据上述构成，由于在排气升温处理中气阀处于关闭状态，所以与在排气升温处理中一直向火焰稳定器的空间供给空气的构成相比，被供给至火焰稳定器的空间内的空气量会减少。其结果，例如只要是空气供给管被连接在发动机的吸气管上的构成，就可以抑制发动机的吸入空气量的降低。并且，例如只要是在空气供给管中流动的空气是通过将发动机作为动力源的装置而被供给的构成，就可以被抑制发动机输出的降低。
[0025]本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器进一步具备第1区划部，该第1区划部在所述火焰稳定器的内部区划形成所述排气和空气合流的合流室。
[0026]根据上述构成，在排气和空气流入火焰稳定器的空间之前，这些空气与排气在合流室混合。因此，与排气和空气个别供给至火焰稳定器的空间的构成相比，在火焰稳定器的空间内的氧气浓度的偏差被抑制。其结果，NOx的发生量被抑制。
[0027]本发明的其他方式的排气净化装置用燃烧器进一步具备--第2区划部，该第2区划部在所述火焰稳定器的内部区划形成预混合室，该预混合室生成包含所述燃料、所述排气、以及空气的混合气；以及点火部，其被配置在所述火焰稳定器的所述空间内，并对在所述预混合室中生成的所述混合气进行点火。
[0028]根据上述构成，由于在预混合室中生成的混合气包含排气，所以在火焰稳定器的空间中，低氧气浓度的燃烧持续而使燃烧温度降低。由此，NOx的发生量被抑制。而且，与在点火部附近生成混合气的构成相比，混合气的混合在较长的路径上进行。其结果，由于在火焰稳定器的空间中燃烧温度不容易局部变高，所以NOx的发生量被进一步抑制。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是示出适用了本发明技术的第1实施方式中的排气净化装置用燃烧器的排气净化装置的概要构成的图。
[0030]图2是示意性地示出用于设定第1实施方式中的可变阀及排气节流阀的开度的坐标图的图。
[0031]图3是示意性地示出用于设定第1实施方式中的气阀的开度的坐标图的图。
[0032]图4是示出第1实施方式中的DPF再生处理的处理顺序的流程图。
[0033]图5是示出第2实施方式中的排气净化装置用燃烧器的构成的构成图。
[0034]图6是示出沿图5的6-6线的截面结构的剖视图。
[0035]图7是示出沿图5的7-7线的截面结构的剖视图。
[0036]图8是示出变形例中的排气净化装置用燃烧器的构成的构成图。
[0037]附图标记说明
[0038]10…排气净化装置、11A…上游侧排气管、11B…下游侧排气管、12...柴油颗粒过滤器、12…DPF、14…壳体、15…排气净化装置用燃烧器、16…火焰稳定器、17…底壁、18…内筒部、19...闭塞板、20...燃烧区域、21...合流室、22...燃料供给部、23...火花塞、23a…点火部、24...点火点、30...吸气管、31...空气供给管、32...气阀、33…第1导入口、34…第2导入口、40...排气供给管、41...可变阀、42...排气节流阀、45...E⑶、51...上游侧排气流量传感器、52…上游侧排气压力传感器、53?"DPF温度传感器、54...氧气浓度传感器、55...温度传感器、56…吸入空气量传感器、57...排气流量传感器、58...空气流量传感器、59...空气温度传感器、60，61…坐标图、62...上游侧排气压力传感器、63...上游侧排气温度传感器、65...排气净化装置用燃烧器、66...内筒部、66b…内周面、67...夕卜筒部、68...合流室、69…闭塞壁、71...导向板、72...第I导入口、73...第2导入口、74...翅起片、75...燃料供给部、76...连结部、77...凸缘部、78...内插部、79...缩径部、80...第I内侧筒部、80a…外周面、81...第2内侧筒部、81a...外周面、82...闭塞壁、83...支撑板、84...连通通道、85...金属网、90...预混合室、91...第I混合室、92...第2混合室、93...第3混合室、94...第4混合室、95...第5混合室。

【具体实施方式】
[0039](第I实施方式)
[0040]以下，参照图1-图4对将本发明的技术的排气净化装置用燃烧器具体化的第I实施方式进行说明。首先，参照图1对适用了排气净化装置用燃烧器的排气净化装置的整体构成进行说明。
[0041]如图1所示，柴油发动机的排气净化装置10具备圆筒状的壳体14。在壳体14的周壁上连接有上游侧排气管11A，该上游侧排气管IlA为排气管的一例。上游侧排气管IlA连接在壳体14的周壁上的、沿壳体14的轴线方向的火焰稳定器16的后级上。通过了涡轮增压器的涡轮机的排气在上游侧排气管IlA中流动。
[0042]在壳体14上的图1中的右端部上连接有下游侧排气管11B。通过了壳体14的排气流入下游侧排气管IlB中。在壳体14中收纳有吸附排气中所包含的微粒的柴油颗粒过滤器12 (以下，称为DPF12)。
[0043]DPF12具有例如由多孔质的碳化硅形成的蜂窝结构，并在构成蜂窝结构的柱体的内壁面捕捉排气中的微粒。在DPF12的前级连接有提高流入DPF12中的排气的温度的排气净化装置用燃烧器15 (以下，简称为燃烧器15)。燃烧器15通过燃烧附着于DPF12上的微粒，而从DPF12将其去除。
[0044]燃烧器15的火焰稳定器16被形成为有底筒状、更详细为圆筒状。在火焰稳定器16的底壁17的周缘部连接有壳体14的左端部。为壳体14的一部分的、与火焰稳定器16的底壁17连接的部分构成火焰稳定器16的一部分。
[0045]在火焰稳定器16的底壁17上固定有内筒部18的周壁,该周壁的直径小于壳体14的直径。在内筒部18的顶端上的周壁的部位固定有具有环状的闭塞板19，闭塞板19堵塞内筒部18的外周面和壳体14的内周面之间的间隙。
[0046]在壳体14内侧的与壳体14的轴线方向正交的截面中的、包含上游侧排气管IlA的截面，如图1的双点划线L所示，被设定为边界面。
[0047]在由壳体14区划形成的空间中区划形成有燃烧区域20。燃烧区域20通过由内筒部18的周壁围绕的空间、和闭塞板19与边界面之间的空间构成。也就是说，火焰稳定器16具有作为燃料燃烧的空间的燃烧区域20。
[0048]在由壳体14区划形成的空间中区划形成有排气和空气合流的合流室21。合流室21被夹于壳体14的内周面和内筒部18的外周面之间，且被夹于底壁17和闭塞板19之间。这些壳体14、内筒部18、底壁17、以及闭塞板19为在火焰稳定器16的内部区划形成合流室21的第I区划部的一例。另外，围绕内筒部18的周壁且固定有底壁17以及闭塞板19的壳体14的一部分作为构成合流室21的外筒部发挥作用。
[0049]在火焰稳定器16的底壁17上比底壁17和内筒部18的周壁的连结部分靠向内侧的部位上固定有燃料供给部22。燃料供给部22是所谓的燃料喷嘴，并且形成有喷射口的顶端部被配设在燃烧区域20中。燃料供给部22具有未予图示的燃料阀，该燃料阀连接在用于将燃料供给至未予图示的发动机的燃料泵上，并且朝向燃烧区域20喷射燃料，从而将雾状燃料的供给至燃烧区域20中。
[0050]在壳体14的周壁上固定有火花塞23。为火花塞23的顶端部的点火部23a被配置在燃烧区域20中，且被配置于在火焰稳定器16的轴线方向与燃料供给部22的顶端部对置的位置上。火花塞23在燃烧区域20中产生火花，从而在点火点24点燃包含从燃料供给部22供给的燃料在内的混合气。由此，在燃烧区域20中生成包含火焰F在内的燃气。
[0051]在火焰稳定器16的底壁17上固定有将吸气管30和合流室21连接的空气供给管31。吸入空气以被涡轮增压器的压缩机压缩的状态在吸气管30中流动。在吸气管30流动的吸入空气的一部分作为燃烧用空气通过空气供给管31引导至合流室21。
[0052]在空气供给管31的中途安装有气阀32，该气阀32对空气供给管31的流路截面积进行变更。在吸气管30中流动的吸入空气的一部分在气阀32处于打开状态时，通过空气供给管31流入合流室21中。流入合流室21的空气通过被形成在内筒部18上的第1导入口 33导入至燃烧区域20中，并且通过被形成在闭塞板19上的第2导入口 34导入至燃烧区域20中。
[0053]在火焰稳定器16的底壁17上固定有将上游侧排气管11A和合流室21连接的排气供给管40。排气在上游侧排气管11A中流动，在上游侧排气管11A中流动的排气的一部分作为燃烧用排气通过排气供给管40引导至合流室21中。
[0054]排气供给管40为流路截面积小于上游侧排气管11A的管，且在排气供给管40的中途安装有可变阀41，排气供给管40为排气供给管的一例。构成调整部的可变阀41为对排气供给管40的流路截面积进行变更的阀。也就是说，可变阀41对从上游侧排气管11A流入排气供给管40的排气流入量进行调整。在上游侧排气管11A流动的排气的一部分在可变阀41处于打开状态时，通过排气供给管40流入合流室21中。流入合流室21的排气通过被形成在内筒部18上的第1导入口 33导入至燃烧区域20中，并且通过被形成在闭塞板19上的第2导入口 34导入至燃烧区域20中。
[0055]在上游侧排气管11A上比上游侧排气管11A和排气供给管40的连接部分靠向下游侧的位置上安装有排气节流阀42。构成调整部的排气节流阀42为对上游侧排气管11A的流路截面积进行变更的阀体。也就是说，排气节流阀42对从上游侧排气管11A流入排气供给管40的排气流入量进行调整。排气节流阀42通过将上游侧排气管11A的流路截面积设定为相对较小的值，从而促进排气流入排气供给管40中。并且，排气节流阀42通过将上游侧排气管11A的流路截面积设定为相对较大的值，从而抑制或制止排气流入排气供给管40中。另外，在图1中，排气节流阀42被维持在将上游侧排气管11A的流路截面积设定为最大的最大开度VPb4。
[0056]接着，参照图1-图4对上述构成的燃烧器15的电气构成进行说明。
[0057]在燃烧器15中，通过作为控制部的ECU (Electronic Control Unit)45来控制燃料供给部22的燃料供给，火花塞23的点火、气阀32的开度、可变阀41的开度、排气节流阀42的开度等。ECU45由CPU、存储各种控制程序和各种数据的ROM、以及暂时存储各种计算的计算结果和各种数据的RAM等构成，并且ECU45基于被存储在ROM的各控制程序执行各种处理。另外，在本实施方式中，作为基于燃烧器15的排气升温处理，以燃烧附着于DPF12上的微粒的处理、即再生处理为例进行说明。
[0058]如图1所示，在上游侧排气管11A的比排气供给管40的连接部分靠向上游的位置上安装有上游侧排气流量传感器51。表示在上游侧排气管11A流动的排气的质量流量即上游侧排气流量QA的检测信号从上游侧排气流量传感器51输出，并以预定的控制周期输入至E⑶45中。
[0059]在上游侧排气管11A上的比排气供给管40的连接部分靠向上游的位置上安装有上游侧排气压力传感器62。表示在上游侧排气管11A流动的排气的压力即上游侧排气压力PA的检测信号从上游侧排气压力传感器62输出，并以预定的控制周期输入至ECU45中。
[0060]在上游侧排气管11A上的比排气供给管40的连接部分靠向上游的位置上安装有上游侧排气温度传感器63。表示在上游侧排气管11A流动的排气的温度即上游侧排气温度TA的检测信号从上游侧排气温度传感器63输出，并以预定的控制周期输入至ECU45中。
[0061]在下游侧排气管11B中安装有下游侧排气压力传感器52。表示在下游侧排气管11B流动的排气的压力即下游侧排气压力PB的检测信号从下游侧排气压力传感器52输出，并以预定的控制周期输入至E⑶45中。
[0062]ECU45基于上游侧排气压力传感器62检测到的上游侧排气压力PA、和下游侧排气压力传感器52检测到的下游侧排气压力PB，以预定的控制周期计算这些上游侧排气压力PA与下游侧排气压力PB之间的差压ΛΡ。
[0063]表示DPF12的温度即DPF温度Td的检测信号从DPF温度传感器53以预定的控制周期输入至E⑶45中。
[0064]在上游侧排气管11A上的比排气供给管40的连接部分靠向上游的位置上安装有氧气浓度传感器54。表示在上游侧排气管11A流动的排气的氧气浓度Oxc的检测信号从氧气浓度传感器54以预定的控制周期输入至E⑶45中。
[0065]表示燃烧区域20的温度即燃烧区域温度Ta的检测信号从对燃烧区域20的气体温度进行检测的温度传感器55以预定的控制周期输入至ECU45中。
[0066]在吸气管30上的比吸气管30和空气供给管31的连接部分靠向上游的位置上安装有吸入空气量传感器56。表示在吸气管30流动的吸入空气的质量流量即吸入空气量QC的检测信号从吸入空气量传感器56以预定的控制周期输入至E⑶45中。
[0067]在吸气管30上的比吸气管30和空气供给管31的连接部分靠向下游的位置上安装有空气温度传感器59。表示在吸气管30流动的吸入空气的温度即空气温度TC的检测信号从空气温度传感器59以预定的控制周期输入至ECU45中。
[0068]在空气供给管31上的气阀32下游安装有空气流量传感器58。表示在空气供给管31流动的空气的质量流量即空气流通量QCD的检测信号从空气流量传感器58以预定的控制周期输入至E⑶45中。
[0069]E⑶45基于上游侧排气流量传感器51检测到的上游侧排气流量QA、和上游侧排气压力PA与下游侧排气压力PB的差压ΛΡ，来计算DPF12的微粒的堆积量Μ。E⑶45以计算出的堆积量Μ高于预先设定的阈值α为条件执行DPF12的再生处理。并且，当在再生处理的执行中计算的微粒的堆积量M小于为预先设定的阈值的、且能判断为堆积在DPF12上的微粒已充分除去的阈值β (〈 α )时，E⑶45结束再生处理。
[0070]在再生处理中，E⑶45基于上游侧排气流量传感器51检测到的上游侧排气流量QA、上游侧排气温度传感器63检测到的上游侧排气温度TA、空气流量传感器58检测到的空气流通量Q⑶、空气温度传感器59检测到的空气温度TC、DPF温度传感器53检测到的DPF温度Td、再生处理的DPF12的目标温度等，来计算从燃料供给部22喷射到燃烧区域20的每个单位时间的喷射燃料量Qf。喷射燃料量Qf是为了使流入DPF12的排气升温，而使DPF12升温到目标温度为止而需要的燃料量。E⑶45将控制信号输出至燃料供给部22中，以使与该计算出的喷射燃料量Qf相应的燃料喷射到燃烧区域20中。燃料供给部22根据输入至燃料供给部22的控制信号，而喷射燃料。
[0071]在再生处理中，E⑶45将用于驱动火花塞23的控制信号输出至火花塞23。输入了控制信号的火花塞23在点火点24附近产生火花。
[0072]并且，在再生处理中，E⑶45以预定的控制周期输出表示可变阀41的开度的控制信号。可变阀41被控制在与输入至可变阀41的控制信号相应的开度。另一方面，在再生处理结束时，ECU45将表示使可变阀41的开度维持在最小开度VPal的控制信号输出至可变阀41。也就是说，排气供给管40在燃烧器15的停止期间中被维持在来自上游侧排气管IlA的排气的流入被遮蔽的遮蔽状态。
[0073]在再生处理中，E⑶45以预定的控制周期输出表示排气节流阀42的开度的控制信号。排气节流阀42被控制在与输入至排气节流阀42的控制信号相应的开度。另一方面，在再生处理结束时，ECU45将表示使排气节流阀42的开度维持在最大开度VPb4的控制信号输出至排气节流阀42。也就是说，上游侧排气管IlA在燃烧器15的停止期间中基于排气节流阀42的开度的通道阻力被维持在最小的状态。
[0074]在再生处理中，E⑶45以预定的控制周期输出表示气阀32的开度的控制信号。气阀32被控制在与输入至气阀32的控制信号相应的开度。另一方面，在再生处理结束时，ECU45将表示使气阀32的开度维持在最小开度VPcl的控制信号输出至气阀32。也就是说，空气供给管31在燃烧器15的停止期间中被维持在来自吸气管30的吸入空气的流入被遮蔽的遮蔽状态。
[0075]接着，参照图2及图3对基于ECU45的可变阀41的开度、排气节流阀42的开度、气阀32的开度、这些的设定方法的一例进行说明。另外，在E⑶45中，由于吸入空气为外气，所以存储有比排气的氧气浓度高的预定的氧气浓度，作为吸入空气的氧气浓度。
[0076]E⑶45在燃烧区域温度Ta处于可点燃温度Ti以下的情况下，将表示最大开度VPa4的控制信号输出至可变阀41，并将表示根据上游侧排气流量QA而预先设定的设定开度VPb2的控制信号输出至排气节流阀42，燃烧区域温度Ta为再生处理的开始时的温度传感器55的检测值。并且，E⑶45将表示最小开度VPcl的控制信号输出至气阀32。另外，可点燃温度Ti为使喷射到燃烧区域20的燃料容易气化，并且混合气以预定的概率以上的概率点燃燃烧区域20的温度。
[0077]另一方面，E⑶45在再生处理的开始时燃烧区域温度Ta超过可点燃温度Ti的情况下，基于上游侧排气流量QA、上游侧排气温度TA、空气流通量Q⑶、空气温度TC、DPF温度Td、DPF12的目标温度等，来计算喷射燃料量Qf。当算出喷射燃料量Qf时，E⑶45计算与喷射燃料量Qf相应的氧气量、即为了燃烧喷射燃料量Qf的燃料而需要的每个单位时间的氧气量、即必要氧气量Oxn。
[0078]E⑶45基于上述必要氧气量Oxn、排气的氧气浓度Oxc、上游侧排气流量QA、以及能供给至燃烧区域20的最大排气量等，来计算排气供给量QAd，该排气供给量QAd是从上游侧排气管11A向排气供给管40的排气的分流量。然后，E⑶45基于排气供给量QAd和上游侧排气流量QA，来计算可变阀41的设定开度VPa3和排气节流阀42的设定开度VPb3。可变阀41的设定开度VPa3和排气节流阀42的设定开度VPb3是这样的开度:根据可变阀41和排气节流阀42的协作运动，并根据应时的上游侧排气流量，从上游侧排气管11A向排气供给管40分流与排气供给量QAd相应的排气。
[0079]E⑶45在计算出可变阀41的设定开度VPa3和排气节流阀42的设定开度VPb3时，参照在图2中示意性地示出的坐标图60。
[0080]在图2中示出的坐标图60是基于预先进行的实验和模拟结果的数据，且被存储在E⑶45的存储部的数据。在坐标图60中，排气供给量QAd与可变阀41的设定开度VPa3进行关连的坐标图、以及排气供给量QAd与排气节流阀42的设定开度VPb3进行关连的坐标图、这些坐标图按每个上游侧排气流量QA而被存储。E⑶45基于该坐标图60来计算可变阀41的设定开度VPa3和排气节流阀42的设定开度VPb3，并将表示该计算出的设定开度的控制信号输出至可变阀41和排气节流阀42。
[0081]并且，E⑶45在计算出上述排气供给量QAd时，基于排气供给量QAd、排气的氧气浓度Oxc、必要氧气量Oxn等，来计算通过排气供给管40而被供给至燃烧区域20的排气的氧气量，并计算与该氧气量和必要氧气量Oxn之差相应的空气供给量QCd。另外，在计算出空气供给量QCd的情况下、在排气供给量QAd的氧气量和必要氧气量Oxn相等的情况下、以及例如在发动机为低速.低负荷状态排气的氧气浓度高、且能只用排气供给需要氧气量Oxn的氧气的情况下，E⑶45计算出“0”作为空气供给量QCd。
[0082]当计算出空气供给量QCd时，E⑶45基于空气供给量QCd和吸入空气量QC，来计算气阀32的开度、即设定开度VPc3。气阀32的设定开度VPc3是这样的开度:根据应时的吸入空气量，从吸气管30向空气供给管31分流与供给空气供给量QCd相应的吸入空气。
[0083]在计算气阀32的设定开度VPc3时，E⑶45参照在图3中示意性地示出的坐标图61。在图3中示出的坐标图61为基于预先进行的实验和模拟结果的数据，且为被存储在E⑶45的存储部的数据。在坐标图61中，空气供给量QCd与气阀32的设定开度VPc3进行关连的坐标图按每个吸入空气量QC被存储。E⑶45基于该坐标图来计算气阀32的设定开度VPc3，并将表示该计算出的设定开度VPc3的控制信号输出至气阀32。
[0084]接着，参照图4对E⑶45所执彳丁的再生处理的处理顺序进彳丁说明。另外，E⑶45基于上游侧排气流量QA、上游侧排气压力PA和下游侧排气压力PB之间的差压ΛΡ等，以预定的控制周期计算微粒在DPF12上的堆积量M。并且，ECU45以该计算出的堆积量Μ高于预先设定的阈值α为条件开始再生处理。并且，在燃烧器15的停止期间中，可变阀41被维持在最小开度VPal、排气节流阀42被维持在最大开度VPb4、以及气阀32被维持在最小开度VPcl。
[0085]如图4所示，E⑶45从温度传感器55取得燃烧区域温度Ta(步骤S11)。然后，E⑶45判断燃烧区域温度Ta是否超过可点燃温度Ti (步骤S12)。燃烧区域温度Ta在可点燃温度Ti以下的情况下(步骤S12:否)，E⑶45执行步骤S13的处理之后，再次转移至步骤Sll的处理。
[0086]在步骤S13中，E⑶45将表示最大开度VPa4的控制信号输出至可变阀41，将表示设定开度VPb2的控制信号输出至排气节流阀42，该设定开度是与上游侧排气流量QA相应的预定的开度。另外，在该步骤S13中，E⑶45将表示最小开度VPcl的控制信号输出至气阀32。也就是说，E⑶45在步骤S12的处理中以将表示最大开度VPa4的控制信号输出至可变阀41、将表示设定开度VPb2的控制信号输出至排气节流阀42、以及将表示最小开度VPcl的控制信号输出至气阀32的方式持续输出这些信号，直到燃烧区域温度Ta超过可点燃温度Ti为止。由此，在上游侧排气管IlA流动的排气的一部分通过排气供给管40供给至燃烧区域20，从而使燃烧区域温度Ta提高至可点燃温度Ti。
[0087]另一方面，在步骤S12中，在燃烧区域温度Ta超过可点燃温度Ti的情况下(步骤S12:是)，E⑶45执行步骤S14的处理。在步骤S14中，E⑶45以从上游侧排气流量传感器51取得上游侧排气流量QA、从上游侧排气温度传感器63取得上游侧排气温度TA、从空气流量传感器58取得空气流通量QCD、从空气温度传感器59取得空气温度TC、从氧气浓度传感器54取得排气的氧气浓度Oxc、从吸入空气量传感器56取得吸入空气量QC、以及从DPF温度传感器53取得DPF温度Td的方式取得这些的各种信息。然后，在下一个步骤S15的处理中，ECU45基于DPF温度Td和上游侧排气流量QA，来计算与喷射燃料量Qf和喷射燃料量Qf相应的必要氧气量Oxn。
[0088]在下一个步骤S16中，E⑶45基于在步骤S14中取得的氧气浓度Oxc和上游侧排气流量QA，来计算排气供给量QAd。并且，在该步骤S16中，ECU45基于上述计算出的排气供给量QAd、氧气浓度Oxc、以及必要氧气量Oxn等,来计算空气供给量QCd。
[0089]在下一个步骤S17中，E⑶45基于排气供给量QAd、上游侧排气流量QA、以及坐标图60等，来计算可变阀41的设定开度VPa3和排气节流阀42的设定开度VPb3。并且，在该步骤S17中，E⑶45基于空气供给量QCd和坐标图61，来计算气阀32的设定开度VPc3。
[0090]在下一个步骤S18中，E⑶45将表示设定开度VPa3的控制信号输出至可变阀41，从而将可变阀41的开度控制在设定开度VPa3 ;并且将表示设定开度VPb3的控制信号输出至排气节流阀42，从而将排气节流阀42的开度控制在设定开度VPb3。并且，在该步骤S18中，ECU45将表示设定开度VPc3的控制信号输出至气阀32，从而将气阀32的开度控制为设定开度VPc3。
[0091 ] 由此，排气供给量QAd的排气作为燃烧用排气通过排气供给管40导入至燃烧区域20中，并且空气供给量QCd的空气作为燃烧用空气通过空气供给管31导入至燃烧区域20中。
[0092]然后，在步骤S19中，E⑶45将向燃烧区域20喷射与喷射燃料量Qf相应的燃料的控制信号输出至燃料供给部22。并且，在该步骤S19中，E⑶45将用于驱动火花塞23的控制信号输出至火花塞23。
[0093]由此，通过燃料供给部22的燃烧喷射而在燃烧区域20内生成的混合气通过火花塞23点燃，从而在燃烧区域20内生成包含火焰F在内的燃气。该燃气通过与从上游侧排气管IlA流入壳体14内的排气混合，从而使流入DPF12的排气升温。然后，通过该升温的排气流入DPF12中，从而燃烧除去附着于DPF12上的微粒。
[0094]在下一个步骤S20中，E⑶45以从上游侧排气流量传感器51取得上游侧排气流量QA、以及从上游侧排气压力传感器62和下游侧排气压力传感器52取得差压ΛΡ的方式再次取得这些。并且，E⑶45基于上游侧排气流量QA和差压Λ Ρ来计算堆积量Μ,并判断该计算的堆积量Μ是否为阈值β以下。
[0095]在步骤S20中，在堆积量Μ超过了阈值β的情况下(步骤S20:否)，Ε⑶45再次执行步骤S11以后的处理。另一方面，在步骤S20中，在堆积量Μ在阈值β以下的情况下(步骤S20:是)，Ε⑶45将用于使燃料供给部22的驱动停止的控制信号输出至燃料供给部22，并且将用于使火花塞23的驱动停止的控制信号输出至火花塞23(步骤S21)。
[0096]然后，在下一个步骤S22中，Ε⑶45将表示可变阀41被维持在最小开度VPal的控制信号输出至可变阀41 ;将表示排气节流阀42维持在最大开度VPb4的控制信号输出至排气节流阀42 ;将表示被维持在最小开度VPcl的控制信号输出至气阀32，并在输出这些控制信号后结束再生处理。
[0097]接着，对上述构成的燃烧器15的作用进行说明。
[0098]在上述燃烧器15中，在上游侧排气管11A流动的排气的一部分通过排气供给管40而供给至燃烧区域20中。因此，与只有吸气管30的吸入空气供给至燃烧区域20的情况相t匕，混合气的燃烧在低氧气浓度下进行。由此，由于燃烧温度降低，所以伴随再生处理的NOx的发生量被抑制。
[0099]在燃烧器15中，排气供给管40连接在上游侧排气管11A。这时，在排气供给管40连接在下游侧排气管11B的情况下，通过了 DPF12的排气的一部分作为燃烧用排气而被供给至燃烧区域20中。这样的构成与排气供给管40连接在上游侧排气管11A的情况相比，由于流入DPF12的排气相应地增加与排气供给量QAd对应的量，所以与该增加了的排气量相对应地，排气阻力会增加。这点，在燃烧器15中，由于排气供给管40连接在上游侧排气管11A上，所以通过DPF12之前的排气的一部分作为燃烧用排气而被供给至燃烧区域20中。也就是说，流入DPF12的排气不会像排气供给管40连接在下游侧排气管11B的情况那样，相应地增加与排气供给量QAd对应的量。因此，再生处理时的排气阻力的增加被抑制，其结果基于将排气的一部分供给至燃烧区域20的耗油率的降低及发动机输出的降低被抑制。
[0100]流入排气供给管40的排气通过排气供给管40和火焰稳定器16内的燃烧区域20。因此，不流入排气供给管40中而在上游侧排气管11A中流动的排气的压力损失小于排气流入DPF12中为止所产生的压力损失。这点，在所述的燃烧器15中，能对排气供给管40的流路截面积进行变更的可变阀41被配设在排气供给管40内，并且在燃烧器15的停止期间排气供给管40被维持在遮蔽状态。因此，与排气的一部分通过排气供给管40常时供给至燃烧区域20的情况相比，到流入DPF12为止所产生的压力损失被降低。其结果，由于能够在燃烧器15的停止期间中得到与没有配设排气供给管40的情况相等的排气效率，所以能抑制因配设排气供给管40而引起的耗油率的降低及发动机输出的降低。
[0101]在燃烧器15中，在上游侧排气管11A上的与排气供给管40的连接部分的下游侧配设有能对上游侧排气管11A的流路截面积进行变更的排气节流阀42。因此，通过将排气节流阀42的开度设定为相对较小的值，从而排气向排气供给管40的流入被促进。其结果，与没有配设排气节流阀42的情况相比，能供给至燃烧区域20的排气供给量QAd的范围被扩大。
[0102]由于在上游侧排气管IlA上的与排气供给管40的连接部分的下游侧配设有排气节流阀42，所以流入排气供给管40的排气与没有配设排气节流阀42的情况相比，通过排气节流阀42而使上游侧排气管IlA的流路截面积变小，从而进一步促进从上游侧排气管IlA向排气供给管40的排气的流入。然后，排气在从排气节流阀42的上游侧流入火焰稳定器16之后被引导至排气节流阀42的下游侧。其结果，与排气供给管40连接在下游侧排气管11B，存在因通过排气供给管40和火焰稳定器16内的燃烧区域20的排气而产生的压力损失的情况相比，向排气供给管40的排气供给被促进。
[0103]在燃烧器15中，到燃烧区域温度Ta超过可点燃温度Ti为止，不进行基于燃料供给部22的燃料喷射以及通过了空气供给管31的空气的供给，而只进行通过了排气供给管40的排气的供给。也就是说，在燃烧区域温度Ta达到可点燃温度Ti之后，进行基于燃料供给部22的燃料喷射和通过了空气供给管31的空气的供给。
[0104]由此，由于喷射到燃烧区域20的燃料的气化被促进，所以与在燃烧区域温度Ta达到可点燃温度Ti之前没有进行基于燃料供给部22的燃料喷射和通过了空气供给管31的空气的供给的情况相比，混合气的点火性提高。并且，由于通过促进燃料的气化而被供给至燃烧区域20的燃料不容易作为未燃燃料被排出，所以为了使DPF12的温度提高至预定的目标温度为止所需要的燃料降低。
[0105]在燃烧器15中，在必要氧气量Oxn能以排气供给至燃烧区域20的情况下，气阀32被控制在最小开度VPcl而使空气供给管31变成遮蔽状态。由此，在再生处理中的发动机的吸入空气量的降低被抑制。
[0106]在燃烧器15中，来自排气供给管40的排气和来自空气供给管31的空气在被形成在火焰稳定器16上的合流室21中合流之后被引导至燃烧区域20中。也就是说，在合流室21中被混合的排气和空气导入至燃烧区域20中。因此，与来自排气供给管40的排气和通过了空气供给管31的空气分别供给至燃烧区域20的情况相比，在燃烧区域20中局部形成氧气浓度高的部分的情况被抑制。其结果，由于不容易局部形成燃烧温度高的部分，所以伴随再生处理的NOx的发生量进一步被抑制。
[0107]如上所述，根据上述第I实施方式的燃烧器15，能够得到如下列举的效果(优点)。
[0108](I)由于排气的一部分通过排气供给管40供给至燃烧区域20中而使混合气的燃烧温度降低，所以能够抑制伴随再生处理的NOx的发生量。
[0109](2)在燃烧器15中，排气供给管40连接在上游侧排气管11A。因此，由于能抑制在再生处理时的排气效率的降低，所以能抑制因将通过了排气净化装置10的排气的一部分供给至燃烧区域20中而引起的耗油率的降低以及发动机输出的降低。
[0110](3)在燃烧器15的停止期间中，排气供给管40通过可变阀41而被维持在遮蔽状态。因此，由于在停止期间的排气效率的降低被抑制，所以能抑制因配设排气供给管40而引起的耗油率的降低及发动机输出的降低。
[0111](4)在上游侧排气管IlA上的与排气供给管40的连接部分的下游侧配设有排气节流阀42。因此，能供给至燃烧区域20的排气供给量QAd的范围被扩大。
[0112](5)在燃烧器15中，通过可变阀41与排气节流阀42的协作运动来调整向排气供给管40的排气供给量。因此，与省略了可变阀41和排气节流阀42的任何一个的燃烧器相t匕，向排气供给管40的排气供给量在高精度下被调整。其结果，计算出的排气供给量与实际的排气供给量之差变小。
[0113](6)在燃烧区域温度Ta超过可点燃温度Ti之前，只有通过了排气供给管40的排气才被供给至燃烧区域20中。因此，混合气的点火性提高，并且为了使DPF12的温度提高至预定的目标温度所需要的燃料被减少。
[0114](7)在只用排气供给必要氧气量Oxn的情况下，空气供给管31处于遮蔽状态。由此，发动机的吸入空气量的降低被抑制。
[0115](8)燃烧用排气和燃烧用空气在合流室21中合流之后被导入至燃烧区域20中。因此，由于局部形成燃烧温度高的部分的情况被抑制，能进一步抑制伴随再生处理的NOx的发生量。
[0116](9)排气供给管是连接在火焰稳定器16上的管即排气供给管40。因此，与将燃气和排气的一部分供给至燃烧区域20的排气供给管形成在火焰稳定器16上的情况相比，能实现火焰稳定器16的小型化。
[0117](10)在燃烧器15的停止期间中，可变阀41被维持在关闭状态。因此，排气节流阀42在燃烧器15的停止期间中将开度控制为相对较小的值，从而也能作为排气制动发挥作用。
[0118](第2实施方式)
[0119]以下，参照图5-图7对将本发明的排气净化装置用燃烧器具体化的第2实施方式进行说明。另外，第2实施方式的排气净化装置用燃烧器65的排气升温处理的处理顺序与第1实施方式的排气净化装置用燃烧器15相同，但是在预混合室中生成的混合气供给至燃烧室这一点与第1实施方式的排气净化装置用燃烧器15不同。因此，在第2实施方式中对与第1实施方式不同的部分详细地进行说明，通过对具有与第1实施方式相同的功能的部分赋予相同的符号而省略其详细的说明。
[0120]如图5所不，排气净化装置用燃烧器65 (以下,简称为燃烧器65)中，火焰稳定器16被形成为朝向DPF12开口的有底筒状、更详细为圆筒状。火焰稳定器16的底壁17堵塞火焰稳定器16上的内筒部66的筒端，且从内筒部66的筒端向内筒部66的径向外侧变宽。
[0121]在火焰稳定器16的底壁17的缘上连接有形成为圆筒状的外筒部67。外筒部67从底壁17的缘向DPF12延伸，从而包围火焰稳定器16的大致整体。在外筒部67的2个筒端的靠近DPF12的筒端通过被形成为圆环状的闭塞壁69闭塞。在闭塞壁69连接有向与底壁17相反侧延伸的壳体14的筒端。内筒部66的外周面与外筒部67之间的间隙为排气和空气合流的合流室68，这些内筒部66和外筒部67为在火焰稳定器16的内部区划形成合流室68的第1区划部的一例。在底壁17上固定有排气供给管40，该排气供给管40将在上游侧排气管11A流动的排气的一部分作为燃烧用排气而引导至合流室68中。
[0122]在外筒部67的外周面上连接有空气供给管31。在外筒部67的内周面上的、空气供给管31的出口附近配置有导向板71。导向板71被配置在与空气供给管31的出口相对的位置上，在导向板71和空气供给管31之间留有间隙。从空气供给管31流入合流室68的燃烧用空气被导向板71引导而沿内筒部66的外周面流动。内筒部66和外筒部67构成燃烧器65的空气供给管。
[0123]在内筒部66的2个筒端部的靠近底壁17的筒端部上形成有贯穿内筒部66的多个第I导入口 72。多个第I导入口 72分别沿内筒部66的圆周方向隔着预定的间隔的方式排列。被火焰稳定器16围绕的空间包含燃烧区域20，多个第I导入口 72分别将流入合流室68的燃烧用排气的一部分及燃烧用空气的一部分导入至火焰稳定器16内侧。
[0124]在内筒部66上的2个筒端部的、靠近DPF12的筒端部上形成有喷出火焰F的喷出口 16A。在内筒部66的、比第I导入口 72更靠近喷出口 16A的部位形成有贯穿内筒部66的多个第2导入口 73。多个第2导入口 73分别沿内筒部66的圆周方向隔着预定的间隔的方式排列。多个第2导入口 73分别将流入合流室68的燃烧用排气的一部分及燃烧用空气的一部分导入至火焰稳定器16内侧。
[0125]在各个第I导入口 72的开口缘上形成有内筒部66的周壁的一部分向内侧翘起的翘起片74。翘起片74从第I导入口 72向火焰稳定器16内侧引导燃烧用排气及燃烧用空气，而使燃烧用排气及燃烧用空气在火焰稳定器16内侧旋转。
[0126]在底壁17固定有将燃料供给至火焰稳定器16内侧的燃料供给部75。在燃料供给部75上的形成有供给口的顶端部被配置在火焰稳定器16内侧。燃料供给部75通过燃料阀连接在用于将燃料供给发动机的燃料泵。在燃料阀打开时，燃料从燃料泵导入至燃料供给部75中。被导入至燃料供给部75的燃料在燃料供给部75中气化，并被喷射到火焰稳定器16的内侧。
[0127]在内筒部66的内周面66b的第I导入口 72和第2导入口 73之间连结有连结部76。连结部76由凸缘部77、内插部78、以及缩径部79构成，并且凸缘部77、内插部78、以及缩径部79被一体形成。
[0128]凸缘部77被形成为沿内筒部66的内周面66b的圆环状，凸缘部77以沿着内周面66b的圆周方向的整体的方式连结在内筒部66的内周面66b。在被内筒部66围绕的空间通过凸缘部77区划形成有被夹于凸缘部77和底壁17之间的空间。
[0129]被凸缘部77和底壁17夹着的空间为第I混合室91，在第I混合室91中从各个第I导入口 72流入燃烧用排气及燃烧用空气，且从燃料供给部75流入燃料。并且，在第I混合室91中，以火焰稳定器16的中心轴为中心旋转的燃烧用排气及燃烧用空气与朝向燃烧用排气及燃烧用空气旋转的中心喷射的燃料被混合在一起。
[0130]内插部78被形成为从缩径部79向喷出口 16A延伸的圆筒状，并具有比凸缘部77的内径小的内径。缩径部79被形成为从凸缘部77的内周缘向喷出口 16A延伸的圆锥台筒形状，并连接凸缘部77和内插部78。
[0131]在内插部78中插入有被形成为圆筒状的第I内侧筒部80。在第I内侧筒部80上的2个筒端的、靠近底壁17的筒端接合在内插部78。连结部76上的凸缘部77连接在内筒部66的内周面66b，连结部76上的内插部78连接在第I内侧筒部80的外周面80a。连结部76封闭内筒部66的内周面66b与第I内侧筒部80的外周面80a之间的间隙。在第I内侧筒部80上的2个筒端的、靠近喷出口 16A的筒端被开放。
[0132]在第I内侧筒部80周围配置有围绕第I内侧筒部80的第2内侧筒部81。在第I内侧筒部80上的2个筒端的、靠近喷出口 16A的筒端被圆筒状的第2内侧筒部81围绕。在第2内侧筒部81上的2个筒端的、靠近喷出口 16A的筒端比在第I内侧筒部80的2个筒端的、靠近喷出口 16A的筒端更靠近喷出口 16A。在第2内侧筒部81上的2个筒端的、靠近底壁17的筒端比在第I内侧筒部80上的2个筒端的、靠近底壁17的筒端更靠近喷出口16A。
[0133]在第2内侧筒部81上的2个筒端的、靠近喷出口 16A的筒端开口通过闭塞壁82闭塞。在第2内侧筒部81上的2个筒端的、靠近底壁17的筒端通过形成为圆环状的支撑板83而被固定在内筒部66的内周面66b。
[0134]在支撑板83上的内周缘连接在第2内侧筒部81上的整个外周面81a，在支撑板83上的外周缘连接在火焰稳定器16上的整个内周面66b。在支撑板83贯穿有多个连通通道84，比支撑板83更靠近喷出口 16A的空间和比支撑板83更靠近底壁17的空间通过多个连通通道84连通。在支撑板83安装有将多个连通通道84各自覆盖的金属网85。
[0135]在被火焰稳定器16围绕的空间中区划形成有第2混合室92，该第2混合室92为被第1内侧筒部80的内周面围绕的空间。从第1混合室91输出的混合气进入到第2混合室92中。
[0136]在被火焰稳定器16围绕的空间上的、比第2混合室92更靠近喷出口 16A的位置区划形成有第3混合室93，该第3混合室93为被第2内侧筒部81的内周面81b及闭塞壁82围绕的空间。从第2混合室92输出的混合气进入到第3混合室93中。
[0137]在被火焰稳定器16围绕的空间中区划形成有第4混合室94，作为第1内侧筒部80的外周面80a、和第2内侧筒部81的内周面81b之间的间隙。从第3混合室93输出的混合气进入到第4混合室94中。
[0138]在被火焰稳定器16围绕的空间中区划形成有第5混合室95，作为被内筒部66的内周面66b、支撑板83、及连结部76围绕的空间。从第4混合室94输出的混合气进入到第5混合室95中。
[0139]在外筒部67的外周面上固定有火花塞23，火花塞23的点火部23a从内筒部66的内周面66b向内筒部66的内侧突出。点火部23a被配置在内筒部66的内周面66b与第2内侧筒部81的外周面81a之间的间隙中，且被配置在比支撑板83更靠近喷出口 16A的位置上。在外筒部67的外周面上比火花塞23更靠近喷出口 16A的部位上固定有温度传感器55，该温度传感器55对燃烧区域温度Ta进行检测。
[0140]第1混合室91、第2混合室92、第3混合室93、第4混合室94、以及第5混合室95构成1个预混合室90，在该预混合室90中生成包含燃料、排气、以及空气在内的混合气。内筒部66的内周面66b和第2内侧筒部81的外周面81a之间的间隙、以及在火焰稳定器16内比闭塞壁82更靠近喷出口 16A的空间构成燃烧区域20。连结部76、第1内侧筒部80、第
2内侧筒部81、闭塞壁82、以及支撑板83为将预混合室90区划形成在火焰稳定器16的内部的第2区划部一例。
[0141]并且，在第1混合室91中生成的混合气通过第2混合室92而向喷出口 16A流动一次。接着，通过了第2混合室92的混合气通过第3混合室93以及第4混合室94而返回到底壁17。其结果，在第1混合室91中生成的混合气在沿火焰稳定器16的中心轴的方向折回后，从第5混合室95输出到燃烧区域20中而被点火。
[0142]所以，只要是在沿火焰稳定器16的中心轴的方向上，预混合室90的长度被限制的前提的话，由于混合气的流路变长，所以燃料与燃烧用空气的混合程度相应地提高。或者，燃料与燃烧用空气的混合程度被定义为预定的程度的前提下，由于混合气的流路被折回，所以在沿火焰稳定器16的中心轴的方向上的预混合室90的长度相应地被抑制。
[0143]如图6所示，从空气供给管31进入到合流室68的燃烧用空气被导向板71引导而沿内筒部66的外周面旋转。
[0144]如图7所示，通过第I导入口 72进入到第I混合室91的燃烧用排气及燃烧用空气被翘起片74引导，从而以内筒部66的中心轴为中心旋转。这时，燃烧用排气及燃烧用空气在第I混合室91中旋转的方向为图7的左旋转方向，与燃烧用空气在合流室68中旋转的方向相同。所以，与燃烧用排气及燃烧用空气在第I混合室91中旋转的方向与燃烧用空气在合流室68中旋转的方向相互不同的构成相比，能抑制与燃烧用排气合流了的燃烧用空气的旋转的速度降低。其结果，燃烧用空气及燃料相对于燃烧用空气的混合程度提高。
[0145]如上所述，根据第2实施方式的燃烧器65，除了上述(I)-(1)所记载的效果相等的效果之外，还能得到如下列举的效果(优点)。
[0146](11)在预混合室90中生成混合气，从而与在燃烧区域20中进行混合气的生成及燃烧的第I实施方式的燃烧器15相比，混合气的生成在更长的路径中进行。因此，由于在燃烧区域20中不容易形成局部燃烧温度高的部分，所以能进一步抑制NOx的发生量。
[0147](12)排气通过第2导入口 73从合流室68供给至燃烧区域20中。因此，与不进行从合流室68向燃烧区域20的排气的供给的情况相比，燃烧温度降低。其结果，进一步抑制NOx的发生量。
[0148]另外，所述第I以及第2实施方式也可以按照如下的方式适当地变更并实施。
[0149]在第2实施方式中区划预混合室90和燃烧区域20的区划部例如也可以是被配置在内筒部66的内侧，且与内筒部66的轴向正交的平板。总之，区划预混合室90和燃烧区域20的区划部只要是这样的部件即可:将生成混合气的空间和将点燃混合气的空间区划形成在由内筒部66区划形成的空间中。
[0150]另外，若是由连结部76、第I内侧筒部80、第2内侧筒部81、闭塞壁82、以及支撑板83构成的区划部的话，将生成混合气的空间、和点燃混合气的空间连接的管就会复杂。所以在燃烧用空气、燃烧用排气、燃料、这些的混合程度提高的点上，区划部优选由连结部76、第I内侧筒部80、第2内侧筒部81、闭塞壁82、以及支撑板83构成。
[0151]第2实施方式的燃烧器65中，只要区划形成预混合室90和燃烧区域20即可。因此，被导入至预混合室90的燃烧用空气以及燃烧用排气也可以例如通过空气供给管31以及排气供给管40连接在底壁17上，从而不用通过内筒部66的周围而被供给至预混合室90中；也可以个别供给至预混合室90中。
[0152]在第2实施方式中，也可以省略第2导入口 73。也就是说，燃烧用排气以及燃烧用空气也可以只通过第I导入口 72被供给至燃烧区域20中。
[0153]在第I实施方式中，区划形成合流室21的外筒部并不仅限于排气净化装置10的壳体14，也可以是具有将内筒部18的周壁包围，且被壳体14围绕的周壁的筒状体。总之，区划形成合流室21的第I区划部只要是这样的结构体即可:将排气和空气合流的合流室区划形成于火焰稳定器16的内部。
[0154]在第I实施方式中，火焰稳定器16也可以是省略了合流室21的构成。也就是说，来自排气供给管40的排气、和来自空气供给管31的空气不在合流室21中合流而是被供给至燃烧区域20中。另外，这样构成的排气净化装置用燃烧器优选具备旋涡流形成部，该旋涡流形成部在燃烧区域20形成排气以及空气的旋涡流，以便在燃烧区域20中不会局部地形成氧气浓度高的区域。
[0155]气阀32在执行排气升温处理中，也可以一直处于打开状态。
[0156]在第1实施方式中，也可以在燃烧区域温度Ta为比可点燃温度Ti低的温度的情况下，进行基于燃料供给部22向燃烧区域20的燃料供给。并且，在第2实施方式中，也可以在燃烧区域温度Ta为比可点燃温度Ti低的温度的情况下，进行基于燃料供给部75向预混合室90的燃料供给。
[0157]燃烧器15、65也可以是省略了可变阀41以及排气节流阀42的双方的构成。在这样的构成中，与具备可变阀41以及排气节流阀42的双方的构成相比，能以简单的构成为基础来实现对燃烧区域20供给排气。
[0158]并且，燃烧器15、65也可以是省略了可变阀41的构成。在这样构成的燃烧器15、65中，例如通过将排气节流阀42控制在最大开度VPb4，来实现向排气供给管40的排气的流入被抑制的抑止状态。另一方面，通过将排气节流阀42控制在小于最大开度VPb4的开度，来实现向排气供给管40的排气的流入被促进的促进状态。
[0159]燃烧器15、65也可以是省略了排气节流阀42的构成。在这样构成的燃烧器15、65中，例如通过将可变阀41控制在最小开度VPal，来实现向排气供给管40的排气的流入被抑止的抑止状态。另一方面，通过将可变阀41控制在大于最小开度VPal的开度，来实现向排气供给管40的排气的流入被促进的促进状态。
[0160]在设定可变阀41的开度的周期比排气供给量QAd的计算周期短的情况下，可变阀41的开度调整例如也可以在如下的构成下进行。也就是说，如图8所示，在排气供给管40的可变阀41的下游侧安装有对在排气供给管40流动的排气的质量流量进行检测的排气流量传感器57。然后，E⑶45在开始再生处理时，将排气节流阀42的开度控制在基于E⑶45所算出的排气供给量QAd的开度，从而使可变阀41的开度从最小开度VPal控制在最小开度VPal与最大开度VPa4中间的中间开度。然后，E⑶45也可以通过基于排气流量传感器57的检测值的反馈控制而对可变阀41的开度进行控制。根据这样的构成，能有效地抑制根据在排气供给管40流动的排气流量以及压力而产生的脈动。另外，也可以以同样的方法来设定排气节流阀42的开度。
[0161]在设定气阀32的开度的周期比空气供给量QCd的计算周期短的情况下，基于气阀32的空气供给量QCd的调整例如也可以在如下的构成下进行。也就是说，如图8所示，E⑶45在计算出空气供给量QCd时，将气阀32的开度控制在比最小开度VPcl大、且比最大开度VPc4小的预定的初期开度之后，通过基于来自空气流量传感器58的检测值即空气流通量QCD的反馈控制而对气阀32的开度进行控制。根据这样的构成，能抑制根据在空气供给管31中流动的空气的流量和压力而产生的脈动。
[0162]排气供给管40也可以不是连接在上游侧排气管11A而是连接在下游侧排气管11B。在这样的构成下，排气节流阀42被配设在下游侧排气管11B中。
[0163]排气净化装置用燃烧器15、65也可以是省略了空气供给管31以及气阀32的构成。
[0164]排气升温处理并不仅限于DPF12的再生处理，例如也可以使净化排气的触媒升温的触媒升温处理。
[0165]从燃料供给部22、75喷射的燃料也可以不是从燃料泵，而是从共轨供给。并且，也可以搭载只向燃料供给部22、75供给燃料的燃料泵。
[0166]在第1实施方式中，燃料供给部并不仅限于将燃料喷射到燃烧区域20的燃料供给部22，例如也可以是利用排气的废热而将预先气化的燃料供给至燃烧区域20的燃料供给部。
[0167]在第2实施方式中，燃料供给部也可以通过如燃料供给部22那样喷射液体状燃料，从而将燃料供给至预混合室90中。
[0168]对混合气点火并不仅限于火花塞，可以通过辉光加热器(Glow Heater)、激光点火装置、等离子点火装置来进行。并且，也可以使用这些装置的1个来进行对混合气的点火，也可以使用这些装置的2个以上的装置来进行对混合气的点火。
[0169]燃烧用空气并不仅限于在吸气管30中流动的吸入空气，也可以是在用于将被压缩机压缩了的压缩空气供给至刹车空气箱的配管中流动的空气、或者也可以是通过排气净化装置用燃烧器专用的鼓风机而被供给的空气。这样的压缩机及鼓风机有可能将发动机输出作为动力源。因此，在排气升温处理中通过将气阀32控制在关闭状态，从而抑制发动机输出的降低。
[0170]搭载了排气净化装置用燃烧器的发动机也可以是汽油发动机。
【权利要求】
1.一种排气净化装置用燃烧器，其具备: 排气管，来自发动机的排气在该排气管中流动； 筒状的火焰稳定器，其具有燃料燃烧的空间；以及 排气供给管，其被连接在所述排气管和所述火焰稳定器上，并向所述火焰稳定器的所述空间供给所述排气。
2.根据权利要求1所述的排气净化装置用燃烧器，其中， 所述排气管被连接在对排气进行净化的排气净化装置上， 所述排气供给管被连接在所述排气管的比所述排气净化装置更靠近上游的部位上，所述排气从述排气管流入所述排气供给管中。
3.根据权利要求2所述的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备: 调整部，该调整部对从所述排气管流入所述排气供给管的所述排气的流入量进行调整， 所述调整部具有抑制排气流入所述排气供给管的抑止状态、和促进排气流入所述排气供给管的促进状态， 当在所述火焰稳定器的所述空间内开始燃烧所述燃料时，所述调整部从所述抑止状态转换为所述促进状态。
4.根据权利要求3所述的排气净化装置用燃烧器，其中， 所述调整部包括可变阀，该可变阀对所述排气供给管的流路截面积进行变更， 在所述抑止状态下，所述调整部将所述可变阀维持在关闭状态。
5.根据权利要求3或4所述的排气净化装置用燃烧器，其中， 所述调整部包括排气节流阀，该排气节流阀对所述排气管的流路截面积进行变更，所述排气节流阀被配置在所述排气管的比所述排气净化装置更靠上游且比所述排气管和所述排气供给管的连接部分更靠下游的部位上。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备: 燃料供给部，其向所述火焰稳定器的所述空间供给燃料；以及 温度传感器，其对所述火焰稳定器的所述空间的温度进行检测， 所述燃料供给部在所述温度传感器的检测值超过预定的阈值时供给所述燃料。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备: 空气供给管，其向所述火焰稳定器的所述空间供给空气；以及 气阀，其被配置在所述空气供给管内，并对所述空气供给管的流路截面积进行变更， 所述气阀在所述火焰稳定器的所述空间内燃烧所述燃料时，具有关闭状态。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备第I区划部，该第I区划部在所述火焰稳定器的内部区划形成所述排气和空气合流的合流室。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的排气净化装置用燃烧器，其进一步具备: 第2区划部，该第2区划部在所述火焰稳定器的内部区划形成预混合室，该预混合室生成包含所述燃料、所述排气、以及空气的混合气；以及 点火部，其被配置在所述火焰稳定器的所述空间内，并对在所述预混合室生成的所述混合气进行点火。
【文档编号】F01N3/025GK104364481SQ201380030846
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年6月11日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】涩谷亮, 津曲一郎 申请人:日野自动车株式会社