專利名稱：用燃燒空氣流清潔的再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及再生裝置，更具體地說，涉及用燃燒空氣流清潔的再生裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)，包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、氣態(tài)燃料驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、和該技術(shù)領(lǐng)域中已 知的其它發(fā)動(dòng)機(jī)，排出空氣污染物的復(fù)雜混合物。這些空氣污染物包括通稱為顆粒物或煙 灰的固體物料。由于對環(huán)境的日益關(guān)注，所以廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)變得更嚴(yán)格，從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的顆 粒物的量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、發(fā)動(dòng)機(jī)的大小、和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的類別進(jìn)行管制。
發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家為遵守排放到環(huán)境中的顆料物的規(guī)定所實(shí)施的一種方法是用叫 做顆粒物捕集器的裝置從發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流中除去顆粒物。顆粒物捕集器是一種過濾器，該 過濾器被設(shè)計(jì)成捕集顆粒物，且通常由金屬絲網(wǎng)或陶瓷蜂窩狀介質(zhì)組成。盡管顆粒物捕集 器能充分地除去發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流中的顆粒物，但將顆粒物捕集器使用延長的時(shí)間周期會(huì)引 起過量的顆粒物在介質(zhì)中聚集。這種聚集可以降低過濾器的功能性并因此降低發(fā)動(dòng)機(jī)性 能。 所收集的顆粒物可以通過叫做再生的工藝從過濾器中除去。為了開始過濾器的再 生，必需將夾帶進(jìn)入過濾器內(nèi)的顆粒物的溫度升高到燃燒閾值，在該燃燒閾值下顆粒物被 燒去。升高顆粒物的溫度的一種方法是將燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流中，并將所噴射的燃 料點(diǎn)燃?？梢詰?yīng)用電氣裝置如熱電偶、點(diǎn)火器、壓力傳感器、或該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何其 它電氣裝置來促進(jìn)或提供用于再生工藝的反饋。 在再生事件之后，切斷燃料的供應(yīng)。然而，在再生期間，一部分燃料可能噴出并留 在電氣裝置上。該留下的燃料當(dāng)經(jīng)受廢氣流的苛刻條件時(shí)可能結(jié)焦或部分燃燒，同時(shí)留下 固體殘留物，該固體殘留物能使電氣裝置結(jié)垢。這種結(jié)垢能使電氣裝置發(fā)送不準(zhǔn)確讀數(shù)，或 者在點(diǎn)火器(例如，火花塞)的情況下使電氣裝置磨損。此外，顆粒物和/或其它碎屑可以 從廢氣流進(jìn)入放置電氣裝置的空腔，類似地使電氣裝置結(jié)垢。由于這個(gè)原因，可能需要定期 清潔電氣裝置以及電氣裝置放入其中的空腔。 在1999年12月21日授予Merritt的美國專利No. 6003487 (簡稱之為'487專 利)中說明了一種清潔電氣裝置的方法。確切地說，'487專利公開一種火花塞，該火花塞 放置在燃機(jī)的氣缸的內(nèi)腔中。內(nèi)腔通過空氣和燃料的"環(huán)形"運(yùn)動(dòng)來清潔。也就是說，兩個(gè) 通過小孔連接的氣缸當(dāng)它們各自的活塞是在內(nèi)部死點(diǎn)位置處時(shí)共享同一燃燒空間。隨著活 塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它們在燃燒空間內(nèi)產(chǎn)生"環(huán)形"流，以便提供空氣和所噴射的燃料的更好混合。 火花塞內(nèi)腔與兩個(gè)氣缸的其中之一連通，并用這種"環(huán)形"空氣-燃料混合物清潔。由于內(nèi) 腔通向在火花端部處的共用燃燒空間，所以燃料_空氣混合物的"環(huán)形"流進(jìn)入內(nèi)腔并圍繞 火花端部，因此清潔火花塞。 盡管從'487專利中所說明的清潔工藝來看火花塞可能稍有獲益，但清潔的效率可 能受到限制。確切地說，由于'487專利的火花塞是用燃料-空氣混合物清潔，所以即使在 清潔工藝完成之后，某些殘余的燃料也可能留在火花塞上或它的內(nèi)腔內(nèi)。該殘余的燃料在CN 101755109 A 燃燒熱量的作用下仍然可能結(jié)焦并引起結(jié)垢。此外，'487專利的設(shè)計(jì)在沒有任何活塞產(chǎn)生
特定的空氣流型的廢氣再生裝置中可能具有有限的功能性。 本發(fā)明的再生裝置解決了上述的一個(gè)或多個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面涉及一種再生裝置，該再生裝置可包括外殼和穿孔板。該外殼可具 有通道和單獨(dú)的孔，所述通道配置成用于接收燃燒空氣流，所述孔配置成用于容納電氣裝 置。所述穿孔板可以安裝到所述外殼上，以便至少部分地限定空氣室。另外，所述再生裝置 可包括至少一個(gè)清潔用通道，該清潔用通道設(shè)置成使所述空氣室中的燃燒空氣與所述孔連 通。 本發(fā)明的另一方面涉及一種加熱廢氣流的方法。該方法可包括提供燃燒空氣流 和燃料供應(yīng)，導(dǎo)引燃燒空氣和燃料穿過外殼進(jìn)入廢氣流；以及點(diǎn)燃所述燃燒空氣和燃料。所 述方法還可包括從空氣室導(dǎo)引一部分燃燒空氣到所述孔，以便清潔電氣裝置。


圖1是示例性公開的動(dòng)力設(shè)備的簡略示意圖； 圖2是供與圖1的動(dòng)力設(shè)備一起使用的示例性公開的再生裝置的剖視圖；禾口
圖3是圖2的再生裝置的另一個(gè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出動(dòng)力設(shè)備100，該動(dòng)力設(shè)備100具有燃料系統(tǒng)102和輔助再生系統(tǒng)104。 對本發(fā)明來說，動(dòng)力設(shè)備ioo示出并描述為四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 該知道，動(dòng)力設(shè)備ioo可以是任何其它類型的內(nèi)燃機(jī)，例如，汽油或氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力
設(shè)備100也可以是外部發(fā)動(dòng)機(jī)或熱機(jī)如，例如，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力設(shè)備100可以包括發(fā)動(dòng) 機(jī)氣缸體106，該發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體106至少部分地限定多個(gè)燃燒室(未示出)。在所示的實(shí)施 例中，動(dòng)力設(shè)備100包括四個(gè)燃燒室。然而，可以設(shè)想，動(dòng)力設(shè)備100可以包括較多或較少 數(shù)量的燃燒室，且各燃燒室可以按"直列"構(gòu)型、"V形"構(gòu)型、或任何其它合適的構(gòu)型設(shè)置。
如在圖1中另外示出的，動(dòng)力設(shè)備100可以包括曲軸108，該曲軸108可旋轉(zhuǎn)地設(shè) 置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體106中。連接桿(未示出)可以將多個(gè)活塞(未示出)連接到曲軸108 上，使得每個(gè)活塞在相應(yīng)燃燒室內(nèi)的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致曲軸108的旋轉(zhuǎn)。類似地，曲軸108的旋 轉(zhuǎn)可以導(dǎo)致活塞的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 燃料系統(tǒng)102可以包括若干部件，這些部件配合以將加壓燃料噴射輸送到每個(gè)燃 燒室中。確切地說，燃料系統(tǒng)102可以包括罐110和燃料泵送裝置112，該罐110配置成保 持燃料的供應(yīng)，燃料泵送裝置112配置成給燃料加壓并通過歧管114將加壓的燃料送到多 個(gè)燃料噴射器(未示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料系統(tǒng)102可以是共軌系統(tǒng)。
燃料泵送裝置112可以包括一個(gè)或多個(gè)泵送裝置，所述一個(gè)或多個(gè)泵裝置起增加 燃料的壓力并把一股或多股燃料流送到歧管114的作用。在共軌實(shí)施例中，燃料泵送裝置 112包括低壓源116和高壓源118，該低壓源116和高壓源118串聯(lián)設(shè)置且通過燃料管路 120流體連接。低壓源116可以包含傳輸泵，該傳輸泵將低壓進(jìn)料提供給高壓源118。高壓壓進(jìn)料并將燃料的壓力增加到約300MPa。高壓源118可以通過燃油管 /燃料管路122連接到歧管114上。 一個(gè)或多個(gè)過濾元件124如主過濾器和輔助過濾器可 以按串聯(lián)關(guān)系設(shè)在燃料管路122中，以便從被燃料泵送裝置112加壓的燃料中除去碎屑和 /或水。 低壓源116和高壓源118的其中之一或二者可以可操作地連接到動(dòng)力設(shè)備100上 并用曲軸108驅(qū)動(dòng)。低壓源116和/或高壓源118可以用該領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的任 何方式與曲軸108連接，此處曲軸108的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致泵軸的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。例如，高壓源 118的泵驅(qū)動(dòng)軸126在圖1中示出為通過齒輪系128連接到曲軸108上。然而，可以設(shè)想， 低壓源116和高壓源118的其中之一或二者可選地用電驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、或用任 何其它合適的方式驅(qū)動(dòng)。還可以設(shè)想，燃料系統(tǒng)102可選地具體為另外類型的燃料系統(tǒng)如， 例如，機(jī)械式單元燃料噴射器系統(tǒng)——其中所噴射的燃料的壓力在不使用高壓源的情況下 在各個(gè)噴射器內(nèi)產(chǎn)生或增加。 輔助再生系統(tǒng)104可以與廢氣處理裝置130相關(guān)聯(lián)。尤其是，隨著動(dòng)力設(shè)備100排 出的廢氣流過廢氣處理裝置130，顆粒物可以通過金屬絲網(wǎng)或陶瓷蜂窩狀過濾介質(zhì)132從 廢氣流中除去。隨著時(shí)間推移，顆粒物可以聚集在過濾介質(zhì)132中，且如果留下未加制止， 則聚集的顆粒物會(huì)多到足以限制或甚至堵塞廢氣流過廢氣處理裝置130，同時(shí)會(huì)增加動(dòng)力 設(shè)備100內(nèi)的背壓。動(dòng)力設(shè)備100的背壓增加會(huì)降低動(dòng)力設(shè)備的吸入新鮮空氣的能力，導(dǎo) 致性能降低、廢氣溫度增加和燃料消耗率低。 輔助再生系統(tǒng)104可以包括一些部件，這些部件配合以便定期地減少顆粒物在廢 氣處理裝置130內(nèi)的聚集。這些部件中可以包括外殼200、噴射器202、燃燒罐216、穿孔板 214和電氣裝置204。外殼200可以接收待供應(yīng)到噴射器202的燃料以及待在噴射之后穿 過穿孔板214與燃料混合的燃燒空氣。電氣裝置204可以容納在外殼200中，以便促進(jìn)和 調(diào)節(jié)燃燒罐216內(nèi)燃料空氣混合物的點(diǎn)火及燃燒。 噴射器202可以設(shè)置在廢氣處理裝置130的外殼200內(nèi)，并通過燃料通道138和 主控制閥140連接到燃料管路122上。噴射器202可操縱成在預(yù)定的時(shí)機(jī)、燃料壓力和燃 料流速下將一定量的加壓燃料噴射到燃燒罐216中。燃料噴射到燃燒罐216中的定時(shí)可以 與從電氣裝置204中接收的傳感輸入(sensory input)同步，在一個(gè)實(shí)施例中，該電氣裝置 204可以是熱電偶204B，如圖2中所示?？蛇x地，電氣裝置204可包含另外的傳感器裝置如 壓力傳感器(未示出)或定時(shí)器(未示出)。燃料噴射的定時(shí)可以與傳感輸入同步，使得燃 料的噴射基本上與顆粒物在廢氣處理裝置130內(nèi)的積聚相對應(yīng)。例如，燃料可以在流過廢 氣處理裝置130的廢氣的壓力超過預(yù)定的壓力值或者穿越過濾介質(zhì)132的壓降超過預(yù)定的 壓差值時(shí)噴射?？蛇x地或者附加地，燃料可以在流過廢氣處理裝置13的廢氣的溫度超過預(yù) 定值時(shí)噴射。可以設(shè)想，如果需要，除了壓力和溫度條件之外或者與壓力和溫度條件無關(guān)， 燃料也可以在設(shè)定周期的基礎(chǔ)上噴射。 在另一個(gè)實(shí)施例中，電氣裝置204可以包括點(diǎn)火器204A，如圖3中所示?？梢栽O(shè) 想，如果需要，輔助再生系統(tǒng)104可以包括熱電偶204B和點(diǎn)火器204A 二者，或者任何其它 合適的電子器件的布置。點(diǎn)火器204A可有助于在再生過程期間將從噴射器202噴到燃燒 罐216中的燃料點(diǎn)燃。確切地說，在再生過程期間，排出動(dòng)力設(shè)備100的廢氣的溫度也許太 低，以致不能使捕集在廢氣處理裝置130內(nèi)的顆粒物或從噴射器202噴出的燃料自動(dòng)點(diǎn)火。為了開始燃料的燃燒以及隨后顆粒物的燃燒，可以將小量燃料(亦即引燃用注射量(Pilot shot))從噴射器202噴出或用別的方法噴向點(diǎn)火器204A，以便產(chǎn)生可容易點(diǎn)火的局部富含 燃料的氣氛。點(diǎn)火器204A可以將局部富含燃料氣氛點(diǎn)火而產(chǎn)生火焰，該火焰可被射出或以 其他方式從燃燒罐216朝向捕集在過濾介質(zhì)132中的顆粒物質(zhì)行進(jìn)。從燃燒罐216傳播的 火焰射流可以使廢氣處理裝置130內(nèi)的溫度升高到容易支持有效點(diǎn)燃從噴射器202出來的 較大量燃料(亦即主注射量)的水平。隨著主噴射燃料點(diǎn)火，廢氣處理裝置130內(nèi)溫度可 以繼續(xù)升高到使捕集的過濾介質(zhì)132內(nèi)的顆粒物點(diǎn)火的水平，因此使廢氣處理裝置130再 生/復(fù)原。 主控制閥140可以包括電子控制式閥元件142，該閥元件142是螺線管，所述螺 線管可隨著指令流速而頂著彈簧偏置移動(dòng)。閥元件142可從第一位置移動(dòng)到第二位置，在 該第一位置處加壓的燃料可以射向歧管114，而在第二位置處燃料可以射向輔助再生系統(tǒng) 104。閥元件142可以連接成接收指示希望第一和第二位置中哪一個(gè)的電子信號。可以設(shè) 想，如果需要，閥元件142可選地為用間接方式液壓驅(qū)動(dòng)或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。還可以設(shè)想，閥元件 142可以按比例移動(dòng)到第一位置和第二位置之間的任何位置。 如圖2和3 二者所示，外殼200可以包括主體212，該主體212容納燃料噴射器202 并將燃料噴射器202與一定供應(yīng)量的燃料和冷卻劑流體連接。尤其是，主體212可以在廢 氣處理裝置130的外壁部分中形成或者連接到廢氣處理裝置130的外壁部分上，并包括用 于容納燃料噴射器202的中心孔218。中心孔218可以處于與燃料系統(tǒng)102連通，以便使燃 料噴射器202與來自燃料泵送裝置112的加壓的燃料和/或與相關(guān)冷卻系統(tǒng)(未示出)的 傳熱介質(zhì)連通。這些系統(tǒng)中每個(gè)系統(tǒng)都可以具有通道，該通道在不同軸向位置處通到中心 孔218中，以便它們各自的流體與該中心孔218連通。 外殼200還可以包括一個(gè)或多個(gè)徑向上偏置的孔220，該孔220配置成用于容納電 氣裝置204。電氣裝置204可以電連接到電源(未示出)或該技術(shù)領(lǐng)域中已知的某種其它 類型繼電器(未示出)上。電氣裝置204可以包括多個(gè)部件，該多個(gè)部件配合以實(shí)施所需 的動(dòng)作，如上所述。尤其是，電氣裝置204可以具有連接到電源上的接線終端240、主體238 和自由尖端248，該自由尖端248伸入燃燒室208中。確切地說，自由尖端248可以從主體 238貫穿穿孔板214并伸到燃燒室208中。自由尖端248可以方便點(diǎn)火、溫度和/或壓力 檢測、或該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何其它動(dòng)作，以便幫助調(diào)節(jié)輔助再生系統(tǒng)104的運(yùn)行。電氣 裝置204可能以螺紋連接的方式容納到孔220中。然而，可以設(shè)想，也可以應(yīng)用將電氣裝置 204固定到外殼200上的其它手段。 穿孔板214可壓配合到主體212的凹部中。穿孔板214與主體212—起，可以形 成環(huán)形空氣室222，該空氣室222可以供應(yīng)有來自相關(guān)的空氣系統(tǒng)103的壓縮空氣。可以設(shè) 想，如果需要，穿孔板214附加地或可選地通過開口卡環(huán)224、螺紋緊固件(未示出)、焊接、 或用該技術(shù)領(lǐng)域已知的任何其它方式連接到主體212上。 穿孔板214可以包括通孔226和多個(gè)環(huán)狀地設(shè)置的通氣孔228。從噴射器202出 來的燃料可以穿過穿孔板214的中心孔進(jìn)入燃燒罐216。通氣孔228可以使來自空氣系統(tǒng) 103的空氣與燃燒罐216內(nèi)部的燃料噴射物混合。空氣和燃料在燃燒罐216內(nèi)的混合可以 改善其中的燃燒?？梢栽O(shè)想，如果需要，通氣孔228附加地或可選地導(dǎo)向燃燒罐216的外周 邊，用于冷卻和/或隔熱目的。
燃燒罐216可以具體為管狀件，該管狀件成形為在軸向上將著火的燃料/空氣混 合物從輔助再生裝置104通到廢氣處理裝置130的廢氣流中。尤其是，燃燒罐216可以包 括中心開口 230，該中心開口 230使來自燃料噴射器202的燃料和來自空氣室222的空氣與 廢氣流流體連通。燃燒罐216可以大體是直的，并可以具有預(yù)定的長度，該預(yù)定長度按照所 期望的火焰引入位置(由燃料/空氣混合物的點(diǎn)火而形成的火焰從燃燒罐216延伸到廢氣 流中的距離)在制造期間設(shè)定。在一個(gè)實(shí)施例，該所期望的引入位置可以距燃燒罐216的 出口 232約為12英寸。 空氣系統(tǒng)103可以將氣體加壓，并將該加壓氣體提供給輔助再生系統(tǒng)104以用于 燃燒目的。例如，氣體如壓縮空氣可以導(dǎo)入輔助再生系統(tǒng)104以與燃料混合，由此幫助輔 助再生系統(tǒng)104中的燃燒。為此，空氣系統(tǒng)103可以包括氣源146如，例如，壓縮機(jī)和儲(chǔ)存 器，如具有足夠體積的箱或儲(chǔ)氣瓶(未示出)以便在有或沒有操作氣源146的情況下完成 燃燒過程。供應(yīng)管路148可以在任何上游位置處將輔助再生系統(tǒng)104的部件流體連接到氣 源146上?？梢栽诠?yīng)管路148中設(shè)置止回閥144，以保證燃料和其它污染物被截住以防止 通過供應(yīng)管路148流到氣源146。燃燒空氣通過供應(yīng)管路148的流量可以用合適的閥裝置 (未示出)控制。 在再生過程期間、及在再生過程之間，輔助再生系統(tǒng)的部件的溫度可以升高到不 希望有的水平，造成殘留燃料的結(jié)焦。如上所述，殘留燃料的結(jié)焦可以造成電氣裝置204的 結(jié)垢，而電氣裝置204的結(jié)垢會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的傳感器讀數(shù)和/或不合時(shí)宜或失敗的點(diǎn)火?？?以設(shè)想，由于電氣裝置204的結(jié)垢，也可能產(chǎn)生其他不希望有的結(jié)果。為了盡量總體上減少 從動(dòng)力設(shè)備100出來的廢氣流中的顆粒物、殘留燃料、碎屑的聚集和結(jié)焦，可能需要清潔電 氣裝置204。 可在再生過程之間和/或再生過程期間用來自空氣系統(tǒng)103的加壓空氣完成電氣 裝置204和孔220的清潔。確切地說，清潔用通道210可以處于與空氣室222連通，以便將 空氣供應(yīng)到孔220。也就是說，在孔220的燃燒端，外殼200和穿孔板214之間可以存在一 空間。在一個(gè)實(shí)施例中，該空間可以有一約0. 5mm的高度"h"。這樣，供應(yīng)到空氣室222的 空氣也可以導(dǎo)入，以便清潔電氣裝置204和給孔220加正壓。通過給孔220加壓，可以防止 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體106的廢氣中的碎屑進(jìn)入孔220。圍繞電氣裝置204的自由尖端248的這種 穩(wěn)定空氣流也可以起阻擋從噴射器202噴出的燃料的阻擋層作用。該阻擋層還可以使孔 220的壁上存在的任何燃料在可能產(chǎn)生結(jié)焦之前消失。可以設(shè)想，一個(gè)以上的清潔用通道可 以使空氣室222與孔220連通，和/或清潔用通道210可以設(shè)在其它位置中，如完全在穿孔 板214中或外殼200中。
工業(yè)適用性 本發(fā)明的再生裝置可以與各種各樣的廢氣處理裝置結(jié)合使用，所述廢氣處理裝置 包括例如需要定期再生的顆粒物捕集器、需要預(yù)定溫度用于最佳運(yùn)行的催化轉(zhuǎn)換器、及該 技術(shù)領(lǐng)域中已知的其它類似裝置。實(shí)際上，所公開的輔助再生系統(tǒng)可以應(yīng)用到任何發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)中，該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)得到不堵塞、加熱可靠的益處?，F(xiàn)在說明動(dòng)力設(shè)備100的操作。
參見圖l，空氣和燃料可以被抽吸到動(dòng)力設(shè)備100的燃燒室中用于隨后的燃燒。確 切地說，可以將來自燃料系統(tǒng)102的燃料噴射到動(dòng)力設(shè)備100的燃燒室中，在該燃燒室中與 空氣混合，通過動(dòng)力設(shè)備100燃燒，以產(chǎn)生機(jī)械功輸出和熱氣體的廢氣流。廢氣流可能包含空氣污染物的復(fù)雜混合物，該污染物包括氣態(tài)和固態(tài)材料，它們可能包括顆粒物。隨著該含 有顆粒物的廢氣流從動(dòng)力設(shè)備100的燃燒室流過廢氣處理裝置130，顆粒物可以通過過濾 介質(zhì)132從廢氣流中濾除。隨著時(shí)間推移，該顆粒物會(huì)聚集在過濾介質(zhì)132中，如果聽任不 加以抑制，則聚集物會(huì)多到足以限制或甚至堵塞廢氣流過廢氣處理裝置130。如上所述，限 制來自動(dòng)力設(shè)備100的廢氣流動(dòng)會(huì)增加動(dòng)力設(shè)備100的背壓，并降低設(shè)備的吸入新鮮空氣 的能力，導(dǎo)致動(dòng)力設(shè)備100的性能下降、排氣溫度增加以及燃料消耗率下降。
為了防止不希望有的顆粒物在廢氣處理裝置130內(nèi)的聚集，可使過濾介質(zhì)132再 生。再生可以是定期的，或者基于起動(dòng)條件如，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)過的時(shí)間、橫跨過濾介 質(zhì)132測得的溫度差、廢氣從動(dòng)力設(shè)備100流出的溫度、或該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何其它條 件。 為了開始再生，輔助再生裝置104可以選擇性地使燃料在所期望的速速下通到廢 氣處理裝置130中。這可以通過利用燃料管路122、燃料通道138、主控制閥140使燃料流 過外殼200來完成。從外殼200，燃料可以進(jìn)入噴射器202，以將主燃料注射量(亦即大注 射量)，或者在主注射量之前將引燃用燃料注射量(亦即小注射量)供應(yīng)到燃燒室208中。 隨著噴射器202中燃料的引燃注射量噴到廢氣處理裝置130中，其與空氣混合。來自點(diǎn)火 器204A的火花將該混合物點(diǎn)燃。隨著來自噴射器202的主燃料流噴到廢氣處理裝置130 中，燃燒的引燃燃料流可以點(diǎn)燃主燃料流。點(diǎn)著火的主燃料流然后可以使捕集在過濾介質(zhì) 132內(nèi)的顆粒物的溫度升高到所捕集的顆粒物的燃燒水平，燒去顆粒物，并因此使過濾介質(zhì) 132再生。 熱電偶204B可以幫助促進(jìn)再生過程。確切地說，熱電偶204B可以提供反饋，以幫 助調(diào)節(jié)定時(shí)、頻率、最高或最低溫度、或該技術(shù)領(lǐng)域中已知的廢氣處理裝置130的任何其它 調(diào)節(jié)功能。 隨著再生過程進(jìn)行(或者在再生過程之間)，電氣裝置204可以通過使來自空氣源 146的燃燒空氣穿過空氣室222和清潔用通道210進(jìn)入孔220進(jìn)行清潔。隨著空氣流過清 潔用通道210進(jìn)入孔220，空氣可以圍繞電氣裝置204的自由尖端248旋動(dòng)。這種加壓的 空氣可吹掃電氣裝置204的顆粒物及任何結(jié)焦燃料。這種加壓的空氣流也可以產(chǎn)生包圍自 由尖端248的阻擋層，并盡量減少從噴射器202噴在電氣裝置204的自由尖端248上的燃 料量。通過清潔用通道210和孔220的加壓的氣流也可以阻擋從廢氣流進(jìn)入孔220的碎屑 量。清潔以及盡量減少與電氣裝置204(確切地說與自由尖端248)接觸的燃料和碎屑量， 可以減少電氣裝置204的結(jié)垢。所以，在減少電氣裝置204結(jié)垢的情況下，過濾介質(zhì)132可 以最佳地、可靠地再生，因此，保持如所期望的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 由于輔助再生系統(tǒng)104可以僅用空氣來清潔電氣裝置204，所以由清潔過程本身 所引起的結(jié)垢可能性可以減至最小。此外，由于清潔空氣源和清潔用通道210 二者可以位 于輔助再生系統(tǒng)104內(nèi)，所以可需要很少的清潔用管路和軟管。因此，輔助再生系統(tǒng)104可 以較為規(guī)整，使得空間增加和設(shè)計(jì)更靈活。這可以使輔助再生系統(tǒng)104適用于空間有限的 廢氣處理系統(tǒng)。此外，由于需要較少的管路和軟管來清潔電氣裝置204，所以輔助再生系統(tǒng) 104可以生產(chǎn)更便宜和維護(hù)更簡單。 對該領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很顯然，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能對本發(fā)明 的再生裝置進(jìn)行不同的修改和改變。從考慮本文所公開的再生裝置的詳細(xì)說明和實(shí)際應(yīng)用，對該領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，另一些實(shí)施例將顯而易見。另外，盡管一般實(shí)施例把所公開 的再生裝置描述成與噴射燃料有關(guān)以用于顆粒物再生目的，但可以設(shè)想，如果需要，再生裝 置可以正如很容易適用于在選擇性催化還原(SCR)裝置內(nèi)噴射尿素和/或AdBlue那樣。該 說明和實(shí)施例意在僅是示例性的，本發(fā)明的實(shí)際范圍由下面權(quán)利要求及其等同方案限定。
權(quán)利要求
一種再生裝置(104)，包括外殼(200)，該外殼(200)具有凹部(222)和單獨(dú)的孔(220)，所述凹部(222)配置成用于接收燃燒空氣流，所述孔(220)配置成用于容納電氣裝置(204)；旋流器板(214)，該旋流器板(214)安裝到所述外殼上，以關(guān)閉所述凹部并至少部分地限定燃燒空氣空腔(208)；和至少一個(gè)清潔用通道(210)，該清潔用通道(210)設(shè)置成使來自所述凹部的燃燒空氣與所述孔連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的再生裝置，其特征在于，所述旋流器板配置成用于將燃料與所 述燃燒空氣混合。
3. 如權(quán)利要求l所述的再生裝置，其特征在于，所述電氣裝置是火花塞(204A)和熱電 偶(204B)中的至少之一。
4. 如權(quán)利要求1所述的再生裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)清潔用通道由所述旋流 器板和所述外殼之間的空間形成。
5. 如權(quán)利要求5所述的再生裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)清潔用通道具有約0. 5mm 的高度。
6. 如權(quán)利要求6所述的再生裝置，其特征在于，燃燒空氣流過所述至少一個(gè)清潔用通 道，并在所述電氣裝置處產(chǎn)生正壓阻擋層。
7. —種加熱廢氣流的方法，包括 將燃燒空氣流和燃料供應(yīng)加壓； 將燃燒空氣和燃料穿過外殼(200)導(dǎo)引到廢氣流中； 將燃燒空氣和燃料點(diǎn)燃；禾口從所述外殼導(dǎo)引僅燃燒空氣的一部分以用于清潔電氣裝置(204)。
8. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述從所述外殼導(dǎo)引僅燃燒空氣的一部分 以用于清潔電氣裝置(204)的步驟包括當(dāng)相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)(100)運(yùn)行時(shí)總是導(dǎo)引僅燃燒空氣 的一部分到所述電氣裝置。
9. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述從所述外殼導(dǎo)引僅燃燒空氣的一部分 以用于清潔電氣裝置(204)的步驟包括在所述燃燒空氣的所述一部分與燃料混合之前和 在旋流器板(214)中進(jìn)行混合之前，從所述外殼導(dǎo)引僅所述燃燒空氣的所述一部分。
10. —種廢氣處理系統(tǒng)(100、 104、 130)包括 導(dǎo)管(130)，該導(dǎo)管(130)配置成用于接收廢氣流；顆粒物捕集器(132)，該顆粒物捕集器(132)設(shè)置在所述導(dǎo)管內(nèi)并配置成用于從所述 廢氣流中除去顆粒物；禾口 燃料源(110); 燃燒空氣源(146);噴射器(202)，該噴射器(202)配置成用于選擇性地將燃料噴射到所述廢氣流中； 外殼(200)，該外殼(200)具有凹部(222)和單獨(dú)的孔，所述凹部(222)配置成用于接收燃燒空氣，所述孔配置成用于容納電氣裝置(204);旋流器板(214)，該旋流器板(214)安裝到所述外殼上，以便關(guān)閉所述凹部和至少部分地限定主燃燒空氣空腔(208);以及至少一個(gè)清潔用通道(210)，該清潔用通道(210)設(shè)置成使來自燃燒空氣空腔的燃燒 空氣與所述孔(220)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種再生裝置(130)，該再生裝置可包括外殼(200)和旋流器板(214)。所述外殼可具有凹部(222)和單獨(dú)的孔(220)，所述凹部(222)配置成接收燃燒空氣流，孔(220)配置成容納電氣裝置(204)。該旋流器板可安裝到外殼上，以關(guān)閉所述凹部和至少部分地限定燃燒空氣空腔(208)。此外，該再生裝置可包括至少一個(gè)清潔用通道(210)，該清潔用通道(210)設(shè)置成使來自所述凹部的燃燒空氣與所述孔連通。
文檔編號F23D11/38GK101755109SQ200880025251
公開日2010年6月23日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者G·B·考克斯, R·L·米勒, S·M·威立, T·R·麥克盧爾 申請人:卡特彼勒公司