(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の熱変形を防止しつつ、電気ヒータの電力消費量を抑制する。【解決手段】バーナ１０は、バーナ本体部１と、バーナ本体部１の内部に形成された気化室４に燃料を噴射するための燃料噴射弁５と、気化室４に配置され、燃料噴射弁５から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータ６と、電気ヒータ６を介して気化室４と連通する燃焼室７と、バーナ本体部１の内部に供給された空気を分流させて、気化室４と燃焼室７とに供給するための空気通路２と、燃焼室７に供給された空気と、電気ヒータ６によって気化され、気化室４に供給された空気と共に電気ヒータ６を介して気化室４から燃焼室７に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置８と、を備える。【選択図】図１
2020041759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ本体部と、
前記バーナ本体部の内部に形成された気化室と、
前記気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、
前記気化室に配置され、前記燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、
前記バーナ本体部の内部に形成され、前記電気ヒータを介して前記気化室と連通する燃焼室と、
前記バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて、前記気化室と前記燃焼室とに供給するための空気通路と、
前記燃焼室に配置されると共に、前記燃焼室に供給された空気と、前記電気ヒータによって気化され、前記気化室に供給された空気と共に前記電気ヒータを介して前記気化室から前記燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置と、
を備えるバーナ。
【請求項２】
前記空気通路は、前記気化室に供給される空気の流量又は流速が所定値以上となるように、前記バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて前記気化室と前記燃焼室とに供給するよう構成されており、
前記所定値は、前記気化室に供給した空気を、前記燃焼室に配置された前記着火装置まで届かせることが可能な流量又は流速である、
請求項１に記載のバーナ。
【請求項３】
前記バーナ本体部は、
外壁と、
前記外壁の内側に前記空気通路となる空間を隔てて配置された内壁と、
を備え、
前記空気通路の一部を構成する前記内壁は、
前記内壁の内側に形成された前記燃焼室に、前記空気通路内に供給された空気の一部を分流させて供給するための燃焼室連通孔と、
前記内壁の内側に形成された前記気化室に、分流後の前記空気通路内の残りの空気を供給するための気化室連通孔と、
を備える、
請求項１又は請求項２に記載のバーナ。
【請求項４】
前記空気通路に供給された空気は、前記燃焼室と接する前記内壁と前記外壁との間の空間を流れた後、一部が前記燃焼室連通孔から前記燃焼室に供給され、残りが前記気化室と接する前記内壁と前記外壁との間の空間を流れて気化室連通孔から前記気化室に供給される、
請求項３に記載のバーナ。
【請求項５】
前記燃焼室に供給される空気の流量を制御するための流量制御弁を備え、
前記流量制御弁は、前記燃焼室に供給される空気の温度が低いときには、高いときに比べて、前記燃焼室に供給される空気の流量を少なくするように制御される、
請求項３に記載のバーナ。
【請求項６】
前記燃焼室連通孔は、前記燃焼室連通孔から前記燃焼室に供給された空気によって、前記燃焼室内において前記バーナ本体部の軸心周りの旋回気流が生成されるように、前記内壁に形成される、
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載のバーナ。
【請求項７】
前記着火装置よりも前記気化室側の前記燃焼室に配置され、前記混合気を燃焼させたときに生じる火炎が前記気化室側に逆流するのを防止するための逆火防止部をさらに備える、
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のバーナ。
【請求項８】
前記逆火防止部の周囲を覆うように、前記逆火防止部から所定の距離を置いて配置されたノズル壁をさらに備え、前記逆火防止部と前記ノズル壁と間の空間を介して、前記逆火防止部よりも前記気化室側の前記燃焼室で形成された前記混合気が、前記逆火防止部よりも前記点火装置側の前記燃焼室に供給される、
請求項７に記載のバーナ。
【請求項９】
バーナ本体部と、
前記バーナ本体部の内部に形成された気化室と、
前記気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、
前記気化室に配置され、前記燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、
前記バーナ本体部の内部に形成され、前記電気ヒータを介して前記気化室と連通する燃焼室と、
を備えるバーナの着火方法であって、
前記バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて前記気化室と前記燃焼室とに供給し、
前記燃焼室に供給された空気と、前記電気ヒータによって気化され、前記気化室に供給された空気と共に前記電気ヒータを介して前記気化室から前記燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火装置によって着火させて燃焼させる、
バーナの着火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバーナ及びバーナの着火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路に高温の燃焼ガスを供給するためのバーナが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０６５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来のバーナは、電気ヒータによって加熱して気化させた燃料を、燃料噴射弁（ノズル）から噴射して予混合室に供給するように構成されていた。そのため、燃料噴射弁が高温の気化燃料によって熱変形を起こす可能性があり、例えば燃料噴射弁の噴口の形状が変形してしまうと、燃料噴射弁から噴射される気化燃料の流量を目標通りに制御できなくなってしまう。
【０００５】
このような燃料噴射弁の熱変形を防止する方法としては、例えば燃料噴射弁から噴射した後の燃料を電気ヒータによって加熱して気化させることが考えられる。しかしながら、この方法では、燃料と共に空気が加熱されることになるので、電気ヒータの電力消費量が増加するおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃料噴射弁の熱変形を防止しつつ、電気ヒータの電力消費量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によるバーナは、バーナ本体部と、バーナ本体部の内部に形成された気化室と、気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、気化室に配置され、燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、バーナ本体部の内部に形成され、電気ヒータを介して気化室と連通する燃焼室と、バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて、気化室と燃焼室とに供給するための空気通路と、燃焼室に配置されると共に、燃焼室に供給された空気と、電気ヒータによって気化され、気化室に供給された空気と共に電気ヒータを介して気化室から燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置と、を備える。
【０００８】
また本発明のある態様によるバーナの着火方法は、バーナ本体部と、バーナ本体部の内部に形成された気化室と、気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、気化室に配置され、燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、バーナ本体部の内部に形成され、電気ヒータを介して気化室と連通する燃焼室と、を備えるバーナの着火方法であって、バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて気化室と燃焼室とに供給し、燃焼室に供給された空気と、電気ヒータによって気化され、気化室に供給された空気と共に電気ヒータを介して気化室から燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火装置によって着火させて燃焼させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のこれらの態様によれば、燃料噴射弁の熱変形を防止しつつ、電気ヒータの電力消費量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態によるバーナを備える内燃機関の概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態によるバーナ本体部の概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態によるバーナ本体部の概略断面図である。
【図４】図４は、図３のIV-IVに沿ったバーナ本体部の概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態によるバーナ本体部の概略断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態によるバーナ本体部の径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるバーナ１０を備える内燃機関１００の概略構成図である。
【００１３】
内燃機関１００は、内部で燃料を燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる機関本体１０１を備える。機関本体１０１の内部で燃料を燃焼させたときに生じる排気は、排気マニホールド１０２を介して排気管１０３に排出される。排気中には、未燃ガス（一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（ＨＣ））や窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質が含まれている。そのため排気管１０３には、これらの排気中の有害物質を取り除くための排気後処理装置１０４が設けられている。
【００１４】
本実施形態による排気後処理装置１０４は、触媒装置１０５と、バーナ１０と、を備える。
【００１５】
触媒装置１０５は、未燃ガスや窒素酸化物などの有害物質を浄化する各種の排気浄化触媒を基材に担持させたものである。排気浄化触媒としては、例えば酸化触媒（二元触媒）や三元触媒、ＮＯｘ選択還元触媒などを用いることができるが、これらに限らず内燃機関１００の種類や用途に応じて適当な触媒を用いることができる。この触媒装置１０５が所望の排気浄化性能を発揮するには、排気浄化触媒を所定の活性温度まで昇温させて、排気浄化触媒を活性させる必要がある。そこで本実施形態では、冷間始動時などに触媒装置１０５を暖機するための装置としてバーナ１０を備えている。
【００１６】
バーナ１０は、触媒装置１０５よりも排気流れ方向上流側に位置する排気管１０３の内部に高温の燃焼ガスを供給し、当該燃焼ガスを触媒装置１０５に流入させることで触媒装置１０５を暖機するための装置である。
【００１７】
バーナ１０は、有底円筒状のバーナ本体部１と、バーナ本体部１の内部に形成された空気通路２に空気を供給するためのエアポンプ３と、バーナ本体部１の内部に形成された気化室４に燃料を噴射するための燃料噴射弁５と、燃料噴射弁５から噴射された燃料を気化室４で気化させるための電気ヒータ６と、気化室４で気化された燃料と空気との混合気を燃焼室７で燃焼させるための着火装置８と、を備える。以下、図２も参照してバーナ１０の詳細な構成について説明する。
【００１８】
図２は、バーナ本体部１の概略断面図である。なお図２の矢印は、空気又は混合気の流れを示している。
【００１９】
図２に示すように、バーナ本体部１は、外壁１１と、外壁１１の内側に空気通路２となる空間を隔てて配置された内壁１２と、を備え、その先端側（図１及び図２の下側）が燃焼ガスの排出口となるように、先端側が開口端となっている。一方でバーナ本体部１の基端側（図１及び図２の上側）は、外壁１１の底部１１ａ及び内壁１２の底部１２ａとなっている。
【００２０】
バーナ本体部１の軸方向に沿って延びる外壁１１の側面部１１ｂ及び内壁１２の側面部１２ｂは、それぞれ径方向断面が円形となっており、それぞれが同心円上に配置される。
【００２１】
外壁１１には、バーナ本体部１の先端側の側面部１１ｂに、エアポンプ３から圧送されてきた空気を空気通路２内に導入するための外壁空気導入孔１３が形成される。
【００２２】
また内壁１２には、外壁空気導入孔１３から空気通路２内に導入された空気を分流させて、内壁１２の内側の気化室４となる空間と、燃焼室７となる空間と、に導入するための２つの内壁空気導入孔、すなわち気化室連通孔１４と燃焼室連通孔１５とが形成される。なお気化室４は、内壁１２の内側に形成されている空間のうちのバーナ本体部１の基端側の空間である。燃焼室７は、内壁１２の内側に形成されている空間のうちのバーナ本体部１の先端側の空間である。
【００２３】
気化室連通孔１４は、内壁１２の底部１２ａの中央に形成されて、空気通路２と気化室４とを連通する。本実施形態による気化室連通孔１４は、内壁１２の底部に形成した円形の孔である。
【００２４】
燃焼室連通孔１５は、電気ヒータ６と着火装置８との間に位置する内壁１２の側面部１２ｂに形成されて、空気通路２と燃焼室７とを連通する。本実施形態による燃焼室連通孔１５は、内壁１２の側面部１２ｂの周方向に沿って側面部１２ｂに連続的又は所定の間隔を空けて断続的に形成されたスリット状の孔である。
【００２５】
電気ヒータ６は、気化室４に配置される。本実施形態では、内壁１２の側面部１２ｂに形成された保持壁１６によって電気ヒータ６を気化室４に保持すると共に、電気ヒータ６の外周面と内壁１２の側面部１２ｂと間の空間を、断熱材１７によって埋めるようにしている。燃料噴射弁５は、この電気ヒータ６に向けて気化室４に燃料を噴射できるように、バーナ本体部１に取り付けられている。
【００２６】
なお、電気ヒータ６の径方向断面はハニカム状とされており、気化室連通孔１４から気化室４に導入された空気と共に、電気ヒータ６に向けて噴射されて電気ヒータ６によって加熱されて生成された気化燃料が、電気ヒータ６を介して気化室４から燃焼室７に導入することができるようになっている。
【００２７】
燃焼室７では、この電気ヒータ６を介して気化室４から燃焼室７に導入された空気と、気化燃料と、の混合気が、さらに燃焼室連通孔１５から燃焼室７に導入された空気と混合されて、燃焼室連通孔１５の形成位置よりもバーナ本体部１の先端側に取り付けられた着火装置８によって着火される。これにより、燃焼室７内で燃焼ガスが生じ、この燃焼ガスが排出口から排出されて、排気管１０３に導入される。着火装置８としては、例えば点火プラグやグロープラグなどを用いることができる。
【００２８】
このように本実施形態では、外壁空気導入孔１３から空気通路２内に導入された空気を分流させて、一部を燃焼室連通孔１５から燃焼室７に導入し、残りを気化室連通孔１４から気化室４に導入に導入するようにしている。以下、その理由について説明する。なお、以下の説明では便宜上、必要に応じて、気化室連通孔１４から気化室４に導入される空気のことを「第１空気」といい、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に導入される空気のことを「第２空気」という。
【００２９】
前述した従来のバーナ（特許文献１に記載のバーナ）は、電気ヒータによって加熱して気化させた燃料を燃料噴射弁（ノズル）から噴射していため、燃料噴射弁が高温の気化燃料によって熱変形を起こすおそれがあった。
【００３０】
これに対して、本実施形態のように、燃料噴射弁５から噴射された後の燃料を気化室４に配置された電気ヒータ６によって加熱して気化させることで、このような燃料噴射弁５の熱変形については抑制することができる。しかしながら、このように燃料噴射弁５から噴射された後の燃料を電気ヒータ６によって加熱して気化させる構成とした場合、電気ヒータ６によって気化させた気化燃料を、電気ヒータ６を通過させて気化室４から燃焼室７に導入する必要がある。
【００３１】
そのために本実施形態では、気化室連通孔１４から気化室４に第１空気を導入し、第１空気の流れを利用して、第１空気と共に気化燃料が電気ヒータ６を通過して燃焼室７に導入されるようにしている。したがって、第１空気の流量は、最低限、気化燃料を燃焼室７内に配置された着火装置８の近傍まで送り届けることができる流量を確保できていればよいことになる。換言すれば、第１空気の流量は、最低限、第１空気が着火装置８の近傍まで送り届けられる前に第１空気の流速がゼロになることがない流量を確保できていればよいことになる。
【００３２】
しかしながら、燃焼室７に供給すべき空気の流量は、燃料噴射弁５からの燃料噴射量に応じて決まるものであり、燃料噴射量に対して空気の流量が不足すると、燃焼ガスと共に未燃燃料が排気管に排出されるおそれがある。そのため、燃焼室連通孔１５を設けていない場合には、気化燃料を燃焼室７内に配置された着火装置８の近傍まで送り届けることができる流量以上の第１空気を、気化室連通孔１４から気化室４に導入しなければならなくなる場合がある。
【００３３】
そして、第１空気の流量が多くなるほど、電気ヒータ６の熱エネルギのうち、第１空気の加熱のために使用される熱エネルギが増加し、その分だけ燃料を気化させるために必要な熱エネルギが減少する。そのため、仮に燃料噴射量が同じであったとしても、第１空気の流量が多くなるほど、その燃料噴射量分の燃料を気化させためには、電気ヒータ６によって発生させる熱エネルギを大きくする必要がある。換言すれば、第１空気の流量が多くなるほど電気ヒータ６の電力消費量が多くなるため、燃費が悪化することになる。
【００３４】
そこで本実施形態では、外壁空気導入孔１３から空気通路２内に導入された空気を分流させて、一部を燃焼室連通孔１５から燃焼室７に導入し、残りを気化室連通孔１４から気化室４に導入するようにしたのである。これにより、例えば燃焼室連通孔１５の開口面積を調整して第２空気の流量を調整することで、第１空気の流量を、最低限、気化燃料を燃焼室７内に配置された着火装置８の近傍まで送り届けることができる流量に調整することができる。そのため、電気ヒータ６の電量消費量を抑制できるので、燃費の悪化を抑制することができる。
【００３５】
以上説明した本実施形態によるバーナ１０は、バーナ本体部１と、バーナ本体部１の内部に形成された気化室４と、気化室４に燃料を噴射するための燃料噴射弁５と、気化室４に配置され、燃料噴射弁５から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータ６と、バーナ本体部１の内部に形成され、電気ヒータ６を介して気化室４と連通する燃焼室７と、バーナ本体部１の内部に供給された空気を分流させて気化室４と燃焼室７とに供給するための空気通路２と、燃焼室７に配置されると共に、燃焼室７に供給された空気と、電気ヒータ６によって気化され、気化室４に供給された空気と共に電気ヒータ６を介して気化室４から燃焼室７に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置８と、を備える。
【００３６】
これにより、気化室４において気化させて気化燃料を、電気ヒータ６を介して燃焼室７に導入するために必要な第１空気の流量を少なくすることができるので、電気ヒータ６の電力消費量を抑制して燃費の悪化を抑制することができる。また、第１空気の流量を少なくした分だけ燃料を燃焼させるために不足する空気を、燃焼室連通孔１５から第２空気として燃焼室７に導入することができるので、燃焼ガスと共に未燃ガスが排気管１０３に排出されるのを抑制することができる。
【００３７】
また本実施形態によるバーナ１０の空気通路２は、気化室４に供給される空気の流量又は流速が、気化室４に供給した空気を燃焼室７に配置された着火装置８まで届かせることが可能な流量又は流速以上となるように、内部に供給された空気を分流させて気化室４と燃焼室７とに供給するよう構成されている。
【００３８】
これにより、気化燃料を確実に気化室４から燃焼室７に供給することができるので、燃焼室７において燃料不足による着火不良が生じるのを抑制することができる。
【００３９】
また本実施形態によるバーナ１０のバーナ本体部１は、より詳細には、外壁１１と、外壁１１の内側に空気通路２となる空間を隔てて配置された内壁１２と、を備えており、さらに空気通路２の一部を構成する内壁１２は、内壁１２の内側に形成された燃焼室７に、空気通路２に供給された空気の一部を分流させて供給するための燃焼室連通孔１５と、内壁１２の内側に形成された気化室４に、分流後の空気通路２の残りの空気を供給するための気化室連通孔１４と、を備えている。
【００４０】
そして、空気通路２に供給された空気は、燃焼室７と接する内壁１２と、外壁１１と、の間の空間を流れた後、一部が燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給され、残りが気化室４と接する内壁１２と、外壁１１と、の間の空間を流れて気化室連通孔１４から気化室４に供給されるようになっている。
【００４１】
これにより、空気通路２に供給された空気を、当該空気が燃焼室連通孔１５側に向かって流れる過程で、燃焼室７と接する内壁１２を介して燃焼ガスの熱によって加熱することができる。そのため、第１空気が電気ヒータ６を通過する際の第１空気と電気ヒータ６との温度差を小さくすることができる。その結果、電気ヒータ６の熱エネルギのうち、第１空気の加熱のために使用される熱エネルギを減少させることができるので、電気ヒータ６の電量消費量を一層抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室７で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室４側に逆流するのを防止した点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００４３】
図３は、本発明の第２実施形態によるバーナ本体部１の概略断面図である。なお図３の矢印は、空気又は混合気の流れを示している。図４は、図３のIV-IVに沿ったバーナ本体部１の概略断面図である。
【００４４】
図３及び図４に示すように、本実施形態によるバーナ本体部１は、燃焼室７の内部に、燃焼室７で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室４側に逆流するのを防止するための逆火防止ノズル２０を備える。逆火防止ノズル２０は、燃焼室連通孔１５と着火装置８との間に位置するように、燃焼室７の内部に設けられる。
【００４５】
本実施形態による逆火防止ノズル２０は、燃焼室７の中央に設けられ、火炎の逆火を防止するための円柱状の逆火防止部２１と、逆火防止部２１の周囲に形成されたノズル壁２２と、を備える。そして、逆火防止部２１とノズル壁２２との間の空間（以下「ノズル部」という。）２３から、逆火防止ノズル２０よりも燃焼室連通孔１５側（バーナ本体部１の基端側）の燃焼室７で形成された混合気（すなわち燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給された第２空気と、気化室連通孔１４から気化室４に供給された第１空気と共に電気ヒータ６を介して気化室４から燃焼室７に供給された気化燃料と、の混合気）を、逆火防止ノズル２０よりも着火装置８側（バーナ本体部１の先端側）の燃焼室７に噴出させることができるようになっている。
【００４６】
このような逆火防止ノズル２０を設けることで、逆火防止部２１によって、燃焼室７で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室４側に逆流するのを防止することができる。
【００４７】
また、着火装置８側（バーナ本体部１の先端側）の燃焼室７において、混合気が噴出してくるノズル部２３の出口付近の圧力と、逆火防止部２１の底面２１ａの中央付近の圧力と、を比較すると、逆火防止部２１の底面２１ａの中央付近の圧力のほうが低くなる。そのため、図３に矢印で示すように、ノズル部の出口から噴出してきた混合気を、逆火防止部の底面付近に向かって流れるように指向性を持たせることができる。
【００４８】
したがって、逆火防止部２１の底面２１ａの中央付近に着火装置８の電極を配置することで、混合気を電極付近に導くことができるので、混合気の着火性を向上させることができる。また、逆火防止部２１の底面２１ａの中央付近で火炎を発生させることができるので、逆火防止部２１によって効果的に逆火を防止することができる。
【００４９】
以上説明した本実施形態によるバーナ１０は、着火装置８よりも気化室４側の燃焼室７に配置され、混合気を燃焼させたときに生じる火炎が気化室４側に逆流するのを防止するための逆火防止部２１をさらに備えている。そのため、燃焼室７で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室４側に逆流するのを防止することができる。
【００５０】
また本実施形態によるバーナ１０は、逆火防止部２１の周囲を覆うように、逆火防止部２１から所定の距離を置いて配置されたノズル壁２２をさらに備えており、逆火防止部２１とノズル壁２２と間のノズル部２３（空間）を介して、逆火防止部２１よりも気化室４側の燃焼室７で形成された混合気が、逆火防止部２１よりも着火装置８側の燃焼室７に供給されるようになっている。
【００５１】
これにより、ノズル部２３の出口付近の圧力と、逆火防止部２１との圧力差を利用して、逆火防止部２１の付近に混合気を誘導して燃焼させることができるので、逆火防止部２１によって効果的に逆火を防止することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給する第２空気の流量を制御できるようにした点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００５３】
図５は、本発明の第３実施形態によるバーナ本体部１の概略断面図である。
【００５４】
図５に示すように、本実施形態によるバーナ本体部１は、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給する第２空気の流量を制御するための調量バルブ３１を備える。調量バルブ３１の開度は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）などを備える電子制御ユニット（図示せず）によって制御されており、調量バルブ３１の開度を大きくするほど、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気の流量が多くなる。なお本実施形態では、調量バルブ３１としてバタフライ式のバルブを用いたが、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気の流量を調整できるものであれば、特にバラフライ式に限られるものではなく、例えば内壁１２の周方向や軸方向にスライドして第２空気の流量を調整するようなスライド式のバルブであってよい。
【００５５】
以下、このような調量バルブ３１を設けた理由について説明する。
【００５６】
バーナ本体部１の燃焼室７において混合気の燃焼が開始されると、外壁空気導入孔１３から空気通路２に導入された空気は、燃焼室７と接している内壁１２を介して空気通路２を燃焼室連通孔１５側に向かって流れる過程で加熱される。しかしながら、燃焼開始直後は、内壁１２の温度が低い状態であるため、空気通路２を流れる空気の温度上昇量は、燃焼開始から十分に時間が経過した後の温度上昇量よりも小さく、したがって燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気の温度も相対的に低くなる。そのため、燃焼室７で形成される混合気の温度、すなわち着火装置８によって着火される混合気の温度も低くなるため、着火不良を起こすおそれがある。
【００５７】
そこで本実施形態では、燃焼室連通孔１５付近の空気通路２内の空気の温度、すなわち第２空気の温度に基づいて、調量バルブ３１を制御し、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気の流量を制御することとした。具体的には、第２空気の温度が低いときには、高いときと比較して、調量バルブ３１の開度を小さくし、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気の流量が少なくなるようにした。
【００５８】
なお第２空気の温度は、例えば燃焼室連通孔１５付近の空気通路２に温度センサを設けて検出してもよいし、第２空気の温度に影響を与えるパラメータに基づいて推定するようにしてもよい。第２空気の温度に影響を与えるパラメータとしては、例えば外気温やバーナ本体部１で燃焼を開始してからの経過時間、排気管１０３を流れる排気の温度などが挙げられる。
【００５９】
これにより、第２空気の温度が低いときは、第２空気の流量を少なくすることができるので、混合気の温度が低くなることに起因する着火不良を抑制することができる。
【００６０】
なおこのようにした場合には、第２空気の流量を少なくした分だけ、電気ヒータ６を通過する第１空気の流量が多くなるので、電気ヒータ６の熱エネルギが不足して燃料の気化を十分に促進することができず、燃焼ガスに含まれる未燃ガスの量が多くなるおそれがある。したがって、第２空気の流量を少なくした分だけ、併せて電気ヒータ６の出力を高くして、電気ヒータ６によって発生させる熱エネルギを大きくすることが望ましい。すなわち、第２空気の温度に基づいて調量バルブ３１を制御し、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気の流量を制御する場合は、第２空気の温度が低いときには、高いときと比較して電気ヒータ６の出力が高くなるように、第２空気の温度に基づいて電気ヒータ６の出力を制御することが望ましい。
【００６１】
以上説明した本実施形態によるバーナ１０は、燃焼室７に供給される空気の流量を制御するための調量バルブ３１（流量制御弁）をさらに備えている。そして、調量バルブ３１は、燃焼室７に供給される第２空気の温度が低いときには、高いときに比べて、燃焼室７に供給される第２空気の流量を少なくするように制御される。
【００６２】
これにより、低温の第２空気が燃焼室７に供給されることによる混合気の温度の低下を抑制することができるので、混合気の温度が低温であることに起因する着火不良を抑制することができる。
【００６３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室７においてスワール流Ｗが生成されるように、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に第２空気を供給する点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６４】
図６は、本実施形態によるバーナ本体部１の径方向断面図であって、燃焼室連通孔１５が設けられた位置における断面を示している。
【００６５】
図６に示すように、本実施形態では、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気に対して、内壁１２の内周面に沿って流れる指向性を持たせるために、燃焼室連通孔１５をバーナ本体部１の軸中心に対して対向するように複数（本実施形態では２個）設けるようにしている。そして、内壁１２の内周面に沿って流れる指向性をさらに強めるための突起４１を内壁１２の内側に形成するようにしている。
【００６６】
このように、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給される第２空気に対して、内壁１２の内周面に沿って流れる指向性を持たせることで、燃焼室７にバーナ本体部１の軸心周りの旋回気流であるスワール流Ｗを生成させることができる。このように燃焼室７にスワール流Ｗを生成することで、燃焼室７で空気と気化燃料との予混合化を促進させることができるので、燃焼ガスに含まれる未燃ガスの量を減少させることができる。
【００６７】
以上説明した本実施形態によれば、燃焼室連通孔１５は、燃焼室連通孔１５から燃焼室７に供給された第２空気によって、燃焼室７内にバーナ本体部１の軸心周りの旋回気流が生成されるように、内壁１２に形成されている。これにより、燃焼室７で空気と気化燃料との予混合化を促進させることができるので、燃焼ガスに含まれる未燃ガスの量を減少させることができる。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば上記実施形態は適宜組み合わせることができる。
【００６９】
また上記の各実施形態では、触媒装置１０５を暖機するためにバーナ１０を使用していたが、例えばバーナ１０からの燃焼ガスを、排気管１０３に設けられたＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）に流入させることできるようにバーナ本体部１をＤＰＦよりも排気流れ方向上流側の排気管１０３に取り付け、ＤＰＦに捕集された粒子状物質（ＰＭ）を燃焼させる際にバーナ１０を駆動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１    バーナ本体部
２    空気通路
４    気化室
５    燃料噴射弁
６    電気ヒータ
７    燃焼室
８    着火装置
１０    バーナ
１１    外壁
１２    内壁
１４    気化室連通孔
１５    燃焼室連通孔
２１    逆火防止部
２２    ノズル壁
３１    調量バルブ（流量制御弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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