(57)【要約】【課題】燃料の気化速度を向上させることができる燃料気化装置を提供する。【解決手段】燃料気化装置１は、燃料気化室２と、制御部３と、を有している。燃料気化室２は、燃料加熱面２１１を備えた気化部２１と、燃料加熱面２１１に向けて液状の燃料を噴射する噴射部２２とを有しており、燃料を気化させて燃料ガスを発生させることができるように構成されている。制御部３は、燃料気化室２内の気体の温度である気化室温度Ｔgasを取得するガス温度取得部３１と、気化室温度Ｔgasに基づいて燃料加熱面２１１の温度の目標である加熱温度指示値ＴＨを設定する加熱温度設定部３２と、を有しており、燃料加熱面２１１の温度が加熱温度指示値ＴＨとなるように気化部２１を制御することができるように構成されている。【選択図】図１
2020051377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を加熱する燃料加熱面（２１１）を備えた気化部（２１）と、前記燃料加熱面に向けて燃料を噴射する噴射部（２２）と、を備え、前記燃料を気化させて燃料ガスを発生させる燃料気化室（２）と、
前記燃料気化室内の気体の温度である気化室温度（Ｔgas）を取得するガス温度取得部（３１）と、前記気化室温度に基づいて前記燃料加熱面の温度の目標である加熱温度指示値（ＴＨ）を設定する加熱温度設定部（３２、３２１）と、を備え、前記燃料加熱面の温度が前記加熱温度指示値となるように前記気化部を制御する制御部（３、３０２、３０３）と、を有する燃料気化装置（１、１０２、１０３）。
【請求項２】
前記加熱温度設定部は、前記気化室温度が所定の温度閾値（Ｔth）未満である場合には前記加熱温度指示値を第１温度値（ＴＨ1）に設定し、前記気化室温度が前記温度閾値以上の場合には前記加熱温度指示値を前記第１温度値よりも高い温度である第２温度値（ＴＨ2）に設定する、請求項１に記載の燃料気化装置。
【請求項３】
前記制御部（３０２）は、前記噴射部から噴射される燃料の量である燃料噴射量を取得するとともに、前記燃料噴射量に基づいて燃料の気化熱による前記気化室温度の低下量である気化室温度補正値を算出する気化室温度補正部（３８）を有しており、前記加熱温度設定部（３２１）は、前記気化室温度と前記気化室温度補正値とに基づいて前記温度閾値を設定する、請求項２に記載の燃料気化装置（１０２）。
【請求項４】
前記制御部（３０２）は、前記噴射部から噴射される燃料の量である燃料噴射量を取得するとともに、前記燃料噴射量に基づいて燃料の気化熱による前記燃料加熱面の温度の低下量である加熱温度補正値を算出する加熱温度補正部（３９）を有しており、前記加熱温度設定部（３２１）は、前記気化室温度と前記加熱温度補正値とに基づいて前記加熱温度指示値を設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料気化装置（１０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料気化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バーナーなどの燃焼機器には、液状の燃料を気化させて燃料ガスを生成する燃料気化装置が組み込まれていることがある。また、ＮＯｘ（つまり、窒素酸化物）などの内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分を低減する目的で、内燃機関の吸気通路や排気通路内に燃料気化装置が取り付けられることもある。
【０００３】
例えば特許文献１には、液体の燃料を加熱して気化させる加熱器を含む蒸発器と、蒸発器に液体の燃料を供給する液体燃料供給手段と、加熱器の温度を調整する温度調整手段とを備えた燃料供給装置が記載されている。温度調整手段は、加熱器の伝熱面の温度を検出し、加熱器の伝熱面の温度と蒸発器における燃料の沸点との差に基づいて加熱器の温度を変化させ、伝熱面における熱流束を調整するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２６４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の燃料供給装置は、燃料を気化させる際に、伝熱面から燃料への伝熱を利用している。この場合、伝熱面から燃料への伝熱量が伝熱面の面積と温度とによって制約されるため、使用中における燃料供給装置の環境条件等によっては伝熱面から燃料への伝熱量が不足し、燃料の気化速度の低下を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、燃料の気化速度を向上させることができる燃料気化装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、燃料を加熱する燃料加熱面（２１１）を備えた気化部（２１）と、前記燃料加熱面に向けて燃料を噴射する噴射部（２２）と、を備え、前記燃料を気化させて燃料ガスを発生させる燃料気化室（２）と、
前記燃料気化室内の気体の温度である気化室温度（Ｔgas）を取得するガス温度取得部（３１）と、前記気化室温度に基づいて前記燃料加熱面の温度の目標である加熱温度指示値（ＴＨ）を設定する加熱温度設定部（３２、３２１）と、を備え、前記燃料加熱面の温度が前記加熱温度指示値となるように前記気化部を制御する制御部（３、３０２、３０３）と、を有する燃料気化装置（１、１０２、１０３）にある。
【発明の効果】
【０００８】
前記燃料気化装置において、噴射部から噴射された液状の燃料は、燃料気化室内を通り気化部の燃料加熱面に接触する。燃料加熱面の温度は、気化室温度に基づいて設定された前記加熱温度指示値となるように制御部によって制御されている。そのため、前記燃料気化装置は、燃料を気化させる際に、燃料加熱面から燃料への伝熱を利用するだけではなく、気化室温度に応じて燃料気化室内のガスからの伝熱を利用することもできる。その結果、燃料の気化速度を向上させることができる。
【０００９】
以上のごとく、上記態様によれば、燃料の気化速度を向上させることができる燃料気化装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１における、燃料気化装置が取り付けられた内燃機関の説明図である。
【図２】図２は、図１における、燃料気化装置の拡大図である。
【図３】図３は、実施形態１における燃料気化装置の制御部のブロック図である。
【図４】図４は、実施形態１における第１温度値及び第２温度値を決定する方法の説明図である。
【図５】図５は、実施形態１における燃料気化装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５における運転準備モードを詳細に説明したフローチャートである。
【図７】図７は、図５における初期運転モードを詳細に説明したフローチャートである。
【図８】図８は、図５における定常運転モードを詳細に説明したフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態１における燃料気化装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態２における燃料気化装置の制御部のブロック図である。
【図１１】図１１は、実施形態３における、燃料気化装置を含む燃料改質器の要部を示す一部断面図である。
【図１２】図１２は、実施形態３における燃料気化装置の制御部のブロック図である。
【図１３】図１３は、実施形態３における燃料気化装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３における初期運転モードを詳細に説明したフローチャートである。
【図１５】図１５は、図１３における定常運転モードを詳細に説明したフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施形態３における燃料気化装置の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
前記燃料気化装置に係る実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。図１及び図２に示すように、燃料気化装置１は、燃料気化室２と、制御部３と、を有している。燃料気化室２は、燃料加熱面２１１を備えた気化部２１と、燃料加熱面２１１に向けて液状の燃料を噴射する噴射部２２とを有しており、燃料を気化させて燃料ガスを発生させることができるように構成されている。制御部３は、燃料気化室２内の気体の温度である気化室温度Ｔgasを取得するガス温度取得部３１と、気化室温度Ｔgasに基づいて燃料加熱面２１１の温度の目標である加熱温度指示値ＴＨを設定する加熱温度設定部３２と、を有している。そして、制御部３は、燃料加熱面２１１の温度が加熱温度指示値ＴＨとなるように気化部２１を制御することができるように構成されている。
【００１２】
燃料気化装置１は、単独で使用してもよいし、他の機器に組み込まれていてもよい。例えば本形態の燃料気化装置１は、図１に示すように、内燃機関４の排気通路４１に設けられたバーナー１１に組み込まれている。バーナー１１は、内燃機関４の排気通路４１における、排ガス浄化フィルタ４２の上流に配置されている。本形態のバーナー１１は、燃料ガスを燃焼させ、燃焼時の熱によって排気通路４１内の排ガス浄化フィルタ４２の温度を上昇させるために用いられる。排ガス浄化フィルタ４２としては、例えば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒や三元触媒、ＳＣＲ（つまり、選択的触媒還元）システムに用いられる触媒等の、排気ガス中の有害成分を分解するための触媒が担持されたセラミック多孔質体やメタル担体、粒子状物質を除去するためのフィルタ等を使用することができる。
【００１３】
本形態のバーナー１１は、具体的には、燃料気化装置１と、燃料気化装置１の燃料気化室２と排気通路４１との間に介在し、燃料ガスを燃焼させる燃焼室１１１と、燃料気化室２と燃焼室１１１とを接続する燃料ガス通路１１２と、を有している。燃焼室１１１は、排気通路４１に接続されており、燃焼後のガスを排気通路４１へ供給することができる。本形態のバーナー１１においては、燃料気化室２、燃料ガス通路１１２、燃焼室１１１がこの順に一列に並んで配置されているが、燃料気化室２、燃焼室１１１、燃料ガス通路１１２の配置はこの配置に限定されることはない。
【００１４】
本形態の燃料気化室２は、図２に示すように、筒状を呈する気化室側壁２３と、気化室側壁２３における燃焼室１１１側の端面に配置された気化部２１と、気化部２１とは反対側の端面に配置された噴射部２２と、を有している。なお、噴射部２２と気化部２１との位置関係は、本形態の配置に限定されることはなく、液状の燃料を気化部２１に向けて噴射することができるように構成されていれば、どのような態様で配置されていてもよい。
【００１５】
噴射部２２としては、例えば、燃料を霧状に噴射することができるように構成されたインジェクタ等を使用することができる。図１に示すように、噴射部２２には、液状の燃料を貯蔵する燃料タンク２２１が接続される。燃料タンク２２１は、例えば、内燃機関４などの他の機器に燃料を供給するためのタンクであってもよいし、他の機器に燃料を供給するためのタンクとは独立したタンクであってもよい。燃料タンク２２１内に貯蔵される燃料としては、例えばガソリン、軽油、バイオエタノール等の炭化水素系燃料を使用することができる。
【００１６】
本形態の燃料タンク２２１は、内燃機関４に燃料を供給するためのタンクを兼ねており、燃料としての軽油が貯蔵されている。また、燃料タンク２２１と噴射部２２との間には、燃料タンク２２１から噴射部２２へ燃料を供給する燃料ポンプ２２２が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、本形態の気化部２１は、気化室側壁２３に沿って環状に配置され、燃料気化室２の内部空間に面する燃料加熱面２１１を備えた内壁部２１２と、内壁部２１２における燃料加熱面２１１の背面に設けられた燃料ヒータ２１３と、を有している。気化部２１の中央には、燃焼室１１１に連なる燃料ガス通路１１２が開口している。
【００１８】
図１に示すように、燃料ヒータ２１３は、制御部３に接続されている。燃料ヒータ２１３の発熱量は、制御部３によって制御される。そして、燃料ヒータ２１３の熱が内壁部２１２を介して燃料加熱面２１１に伝わることにより、燃料加熱面２１１の温度を変更することができる。なお、燃料加熱面２１１の温度を変更するための構成は、本形態の構成に限定されることはない。例えば、本形態のように、燃料加熱面２１１を備えた内壁部２１２と燃料ヒータ２１３とを別々に設けてもよいし、内壁部２１２自体を発熱体としてもよい。
【００１９】
図２に示すように、本形態の燃料気化室２における気化室側壁２３は、燃料気化室２の外部から内部へ空気を供給するための一次エア供給口２３１を有している。一次エア供給口２３１には、燃料気化室２の内部へ供給される空気を送り出す一次エア供給装置２４が接続される。一次エア供給装置２４としては、例えば、ブロアーやコンプレッサーなどを使用することができる。本形態の一次エア供給装置２４は制御部３に接続されており、制御部３によって燃料気化室２へ供給される空気の量が制御されるように構成されている。なお、図には示さないが、一次エア供給装置２４には、燃料気化室２の内部へ供給される空気を予熱するための予熱装置が設けられていてもよい。
【００２０】
図２に示すように、燃焼室１１１は、燃料ガス通路１１２を介して燃料気化室２に接続されている。燃焼室１１１は、燃料ガス通路１１２から流入した燃料ガスに点火する点火部１１３と、燃焼室１１１の外部から内部へ空気を供給するための二次エア供給口１１４と、燃焼室１１１内のガスの温度を測定する燃焼室温度センサ１１５と、を有している。点火部１１３としては、例えば、グロープラグ、スパークプラグ等の、燃料ガスに点火することができる装置を使用することができる。本形態の点火部１１３は、具体的にはグロープラグである。
【００２１】
二次エア供給口１１４には、燃焼室１１１の内部へ供給される空気を送り出す二次エア供給装置１１６が接続される。二次エア供給装置１１６としては、例えば、ブロアーやコンプレッサーなどを使用することができる。本形態の二次エア供給装置１１６は制御部３に接続されており、制御部３によって燃料気化室２へ供給される空気の量が制御されるように構成されている。
【００２２】
なお、本形態においては、二次エア供給装置１１６を一次エア供給装置２４とは別に設けているが、一次エア供給装置２４を一次エア供給口２３１及び二次エア供給口１１４の両方に接続してもよい。この場合には、一次エア供給装置２４を二次エア供給装置１１６としても利用することができる。また、図には示さないが、二次エア供給装置１１６には、燃焼室１１１の内部へ供給される空気を予熱するための予熱装置が設けられていてもよい。
【００２３】
燃料気化装置１の制御部３は、例えば、エンジンコントロールユニットなどの電子制御装置にソフトウェアとして組み込まれていてもよいし、エンジンコントロールユニット等とは独立した電子制御装置として構成されていてもよい。図３に示すように、本形態の制御部３は、エンジンコントロールユニット５とは独立した電子制御装置として構成されている。
【００２４】
制御部３は、気化室温度Ｔgasを取得するガス温度取得部３１と、気化室温度Ｔgasに基づいて加熱温度指示値ＴＨを設定する加熱温度設定部３２と、を有している。ガス温度取得部３１による気化室温度Ｔgasの取得方法は、種々の態様をとり得る。例えば、本形態のガス温度取得部３１は、燃料気化室２内に設けられた気化室温度センサ２５（図２参照）に接続されており、気化室温度センサ２５によって測定された温度を気化室温度Ｔgasとするように構成されている。本形態のように、気化室温度センサ２５によって気化室温度Ｔgasを測定することにより、より精確な気化室温度Ｔgasを取得することができるため、燃料加熱面２１１の温度の制御をより的確に行い、燃料の気化速度をより向上させることができる。
【００２５】
燃料気化室２内に気化室温度センサ２５が配置されていない場合、ガス温度取得部３１は、例えば、一次エア供給装置２４から供給される空気の温度及び量、並びに燃料加熱面２１１の温度に基づいて推定した温度を気化室温度Ｔgasとするように構成されていてもよい。この場合、例えば、ガス温度取得部３１に予め一次エア供給装置２４から供給される空気の温度及び量、並びに燃料加熱面２１１の温度と気化室温度Ｔgasの対応関係を保持し、これらの値と前記の対応関係とに基づいて、気化室温度Ｔgasを推定することができる。なお、一次エア供給装置２４から供給される空気の温度は、例えば、温度センサ等によって取得することができる。また、一次エア供給装置２４から供給される空気の量は、一次エア供給装置２４から取得することができる。
【００２６】
加熱温度設定部３２は、気化室温度Ｔgasに基づいて加熱温度指示値ＴＨを設定するように構成されている。ここで、「加熱温度指示値ＴＨを設定する」という概念には、予め加熱温度設定部３２内に複数の値を保持し、これらの値から気化室温度Ｔgasに基づいて選択された値を設定する概念と、予め加熱温度設定部３２内に気化室温度Ｔgasと加熱温度指示値ＴＨとの対応関係を保持し、気化室温度Ｔgasに対応する加熱温度指示値ＴＨを設定する概念とが含まれる。また、「加熱温度指示値ＴＨを設定する」という概念には、加熱温度指示値ＴＨを従前の値から変更する概念と、従前の値を維持する概念とが含まれる。
【００２７】
加熱温度設定部３２における加熱温度指示値ＴＨの設定方法は、種々の態様をとり得る。本形態の加熱温度設定部３２は、気化室温度Ｔgasが所定の温度閾値Ｔth未満である場合には加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1に設定し、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上の場合には加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1よりも高い温度である第２温度値ＴＨ2に設定するように構成されている。つまり、本形態の制御部３は、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔthよりも低い場合には燃料加熱面２１１の温度が比較的低くなるように気化部２１を制御し、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上である場合には、燃料加熱面２１１の温度がより高くなるように気化部２１を制御するように構成されている。
【００２８】
噴射部２２から噴射された液状の燃料は、燃料加熱面２１１に到達するまでの間に、燃料気化室２内のガスとの熱交換によってある程度加熱される。気化室温度Ｔgasが比較的低い場合には、燃料気化室２内のガスから燃料への伝熱量が小さくなりやすい。そのため、この場合には、主に、燃料加熱面２１１から燃料への伝熱によって燃料が加熱される。
【００２９】
しかし、燃料加熱面２１１に燃料が付着した際に気化部２１の温度が過度に高いと、燃料加熱面２１１に接触した液状の燃料中に比較的大きな気泡が発生しやすい。このような大きな気泡が燃料中で破壊された場合、燃料の微細な液滴が燃料気化室２内に飛散する。その結果、燃料と燃料加熱面２１１との接触面積が小さくなり、気化部２１から燃料への熱流束の低下を招くおそれがある。
【００３０】
従って、気化室温度Ｔgasが比較的低い場合には、燃料加熱面２１１の温度を低くすることによって燃料加熱面２１１からの燃料の飛散を抑制し、気化部２１から燃料への熱流束を大きくすることができる。その結果、燃料を効率的に気化させることができる。
【００３１】
一方、気化室温度Ｔgasが比較的高い場合には、気化室温度Ｔgasが低い場合に比べて燃料気化室２内のガスから燃料への伝熱量が大きくなりやすい。そのため、この場合には、主に、燃料気化室２内のガスから燃料への伝熱によって燃料が加熱される。また、気化室温度Ｔgasが比較的高い場合においては、燃料加熱面２１１の温度を高くすることにより、前述したように、燃料加熱面２１１に付着した燃料を微細な液滴として燃料気化室２内に飛散させることができる。その結果、燃料の液滴と燃料気化室２内のガスとの接触面積を広くし、燃料の液滴を燃料気化室２内のガスによって効率よく加熱することができる。
【００３２】
従って、気化室温度Ｔgasが比較的高い場合には、燃料加熱面２１１の温度を高くすることによって燃料気化室２内に燃料の液滴を飛散させ、燃料の気化速度を向上させることができる。
【００３３】
このように、本形態の燃料気化装置１は、気化室温度Ｔgasが比較的低い場合には主に燃料加熱面２１１から燃料への伝熱を利用し、比較的高い場合には主に燃料気化室２内のガスから燃料への伝熱を利用することができる。その結果、いずれの温度領域においても燃料の気化速度をより向上させることができる。
【００３４】
加熱温度設定部３２は、燃料の種類に応じた複数の温度閾値Ｔth、第１温度値ＴＨ1及び第２温度値ＴＨ2を保持しており、これらの値の中から燃料の種類に応じて適切な値を選択するように構成されていてもよい。
【００３５】
温度閾値Ｔthは、燃料の沸点Ｔbであることが好ましい。この場合には、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上である場合に、燃料気化室２内のガスによって燃料をより効率的に気化させることができる。その結果、燃料の気化速度をさらに向上させることができる。本形態において、温度閾値Ｔthは、予め制御部３内に保持されている。また、本形態の温度閾値Ｔthは、燃料の沸点Ｔbである。
【００３６】
第１温度値ＴＨ1は、燃料の沸点Ｔbよりも低い温度であることが好ましく、燃料加熱面２１１上における燃料の沸騰様式が核沸騰となる温度であることがより好ましい。この場合には、噴射部２２から噴射された燃料が燃料加熱面２１１に付着した際に、燃料内に大きな気泡が発生することを抑制することができる。その結果、燃料加熱面２１１から燃料気化室２内への燃料の飛散量をより低減し、気化部２１から燃料への熱流束をより大きくすることができる。その結果、燃料をより効率的に気化させることができる。
【００３７】
燃料の沸騰様式が核沸騰となる温度範囲は、例えば、以下のようにして決定することができる。まず、燃料加熱面２１１を模擬した熱板上に燃料を滴下し、燃料を加熱する。このとき、燃料から気泡が発生し始める温度を核沸騰となる温度範囲の下限とすることができる。
【００３８】
次に、燃料から気泡が発生している場合において、熱板から燃料への熱流束を測定する。熱流束を縦軸にプロットし、熱板の温度を横軸にプロットしたグラフを作成すると、図４に示すように、熱流束は、温度の上昇に伴って一旦上昇した後に極大値Ｔmaxをとる。そして、極大値Ｔmaxよりも高い温度においては、温度の上昇に伴って熱流束が減少する。この極大値Ｔmaxを核沸騰となる温度範囲の上限とすることができる。
【００３９】
第１温度値ＴＨ1は、燃料加熱面２１１上における燃料の沸騰様式が核沸騰となる温度範囲の上限、つまり、前述した極大値Ｔmaxであることがさらに好ましい。この場合には、噴射部２２から噴射された燃料が燃料加熱面２１１に付着した際に、燃料の沸騰等を抑制した上で、気化部２１から燃料への熱流束を更に大きくすることができる。その結果、燃料を更に効率的に気化させることができる。
【００４０】
第２温度値ＴＨ2は、気化部２１上における燃料の沸騰様式が遷移沸騰となる温度であることが好ましい。この場合には、噴射部２２から噴射された燃料が燃料加熱面２１１に付着した際、燃料の気化によって比較的大きな気泡を発生させることができる。そして、この気泡が破壊される際に、燃料気化室２内に微細な燃料の液滴をより効率よく飛散させることができる。その結果、燃料をより効率的に気化させることができる。
【００４１】
燃料の沸騰様式が遷移沸騰となる温度範囲の下限は、前述した、燃料の沸騰様式が核沸騰となる温度範囲の上限、つまり、図４に示すグラフの極大値Ｔmaxと同一である。従って、前述と同様の方法により、熱流束を縦軸にプロットし、熱板の温度を横軸にプロットしたグラフから燃料の沸騰様式が遷移沸騰となる温度範囲の下限を決定することができる。
【００４２】
また、前述したグラフにおける極大値Ｔmaxよりも高い温度においては、熱流束の平均値は、温度の上昇に伴って一旦減少した後に極小値Ｔminをとる。そして、極小値Ｔminよりも高い温度においては、温度の上昇に伴って熱流束が再度増大する。この極小値Ｔminを遷移沸騰となる温度範囲の上限とすることができる。
【００４３】
図３に示すように、本形態の制御部３は、更に、燃料気化室２内に供給する空気の量の指示値である一次エア指示値Ａaを設定する一次エア設定部３３を有しており、一次エア指示値Ａaに基づいて一次エア供給装置２４を制御するように構成されている。一次エア設定部３３は、例えば、燃料気化装置１の動作状態に応じて一次エア指示値Ａaを設定するように構成されていてもよい。本形態の一次エア設定部３３の動作については、後述する。
【００４４】
本形態の制御部３は、更に、燃焼室１１１内に供給する空気の量の指示値である二次エア指示値Ａbを設定する二次エア設定部３４を有しており、二次エア指示値Ａbに基づいて二次エア供給装置１１６を制御するように構成されている。二次エア設定部３４は、例えば、燃料気化装置１の動作状態に応じて二次エア指示値Abを設定するように構成されていてもよい。本形態の二次エア設定部３４の動作については、後述する。
【００４５】
本形態の制御部３は、更に、噴射部２２から噴射される燃料の量の指示値である噴射量指示値Ｆを設定する噴射量設定部３５を有しており、噴射量指示値Ｆに基づいて噴射部２２を制御するように構成されている。本形態の噴射量設定部３５は、噴射部２２及び燃料ポンプ２２２に接続されている。噴射量設定部３５は、例えば、燃料気化装置１の動作状態に応じて噴射量指示値Ｆを設定するように構成されていてもよい。本形態の噴射量設定部３５の動作については、後述する。
【００４６】
本形態の制御部３は、更に、燃焼室１１１内に設けられた点火部１１３を制御する点火制御部３６を有している。本形態の点火制御部３６は、燃焼室温度センサ１１５によって測定される燃焼室１１１内のガスの温度と燃料気化装置１の動作状態とに応じて点火部１１３としてのグロープラグに流れる電流値を制御することができるように構成されている。本形態の点火制御部３６の動作については、後述する。
【００４７】
次に、本形態のバーナー１１の動作について説明する。図３に示すように、本形態の制御部３は、エンジンコントロールユニット５に接続されている。制御部３は、エンジンコントロールユニット５からの動作要求があったときに動作を開始するように構成されている。エンジンコントロールユニット５は、例えば、排ガス浄化フィルタ４２の下流に設けられた排気ガスセンサ４３（図１参照）によって排ガス浄化フィルタ４２の温度を監視しており、排ガス浄化フィルタ４２の温度が所望の温度よりも低い場合に制御部３に動作要求を送信するように構成されている。
【００４８】
エンジンコントロールユニット５から動作要求があった場合、制御部３は、図５に示すように、まず、動作要求があった時点からの経過時間ｔの計測を開始する（ステップＳ１）。次いで、ガス温度取得部３１が気化室温度Ｔgasを取得する（ステップＳ２）。
【００４９】
本形態の制御部３は、気化室温度Ｔgas及び動作要求があった時点からの経過時間ｔに応じて、運転準備モードＭ１、初期運転モードＭ２、定常運転モードＭ３のいずれかを選択して実行するように構成されている。具体的には、以下のようにしていずれかのモードが選択される。
【００５０】
まず、ガス温度取得部３１は、気化室温度Ｔgasと温度閾値Ｔthとを比較する（ステップＳ３）。気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔthよりも低い場合（ステップＳ３、「Ｙｅｓ」）、制御部３は、燃料気化室２の温度が低いため、燃料気化室２内のガスからの伝熱を利用することが難しいと判断する。この場合、制御部３は、動作要求があった時点からの経過時間ｔと、予め保持された所定の時間閾値ｔthとを比較し（ステップＳ４）、その結果に応じて運転準備モードＭ１または初期運転モードＭ２のいずれかを選択して実行する。なお、前述した時間閾値ｔthは、例えば、燃料気化室２の容積に応じて適宜設定することができる。
【００５１】
経過時間ｔが所定の時間閾値ｔth未満の場合（ステップＳ４、「Ｙｅｓ」）、制御部３は、燃料気化室２内の燃料ガス濃度を上昇させる必要があると判断し、運転準備モードＭ１を実行する。
【００５２】
運転準備モードＭ１が開始されると、図６に示すように、加熱温度設定部３２が加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1に設定する（ステップＭ１０１）。また、一次エア設定部３３、二次エア設定部３４は、それぞれ、一次エア指示値Ａa及び二次エア指示値Ａbをゼロに設定する（ステップＭ１０２、Ｍ１０３）。そして、噴射量設定部３５は、噴射量指示値Ｆを第１噴射値Ｆ1に設定する（ステップＭ１０４）。なお、これらの各ステップの順序は本形態の順序に限定されるものではなく、適宜順序を入れ替えてもよいし、複数のステップを同時に実施してもよい。
【００５３】
これらの指示値に基づいて一次エア供給装置２４、二次エア供給装置１１６及び噴射部２２が制御されると、噴射部２２から噴射された燃料が燃料加熱面２１１によって気化され、燃料ガスが生じる。このとき、燃料気化室２内にはガスの流れが形成されていないため、気化部２１によって気化された燃料ガスは燃料気化室２内に滞留する。従って、運転準備モードＭ１においては、燃料気化室２内の燃料ガス濃度を十分に上昇させることができる。
【００５４】
運転準備モードＭ１が完了した後、図５に示すように、制御部３は、エンジンコントロールユニット５からの停止要求の有無を確認する（ステップＳ５）。エンジンコントロールユニット５は、例えば、排ガス浄化フィルタ４２の温度が所望の温度以上となった場合に制御部３に動作要求を送信するように構成されている。
【００５５】
エンジンコントロールユニット５からの停止要求がない場合（ステップＳ５、「Ｎｏ」）、制御部３は、気化室温度Ｔgasを取得するステップＳ２を再度実行する。そして、エンジンコントロールユニット５からの停止要求があるまで以降のステップを繰り返し実施する。また、エンジンコントロールユニット５からの停止要求がある場合（ステップＳ５、「Ｙｅｓ」）、制御部３は、バーナー１１の運転を終了する。
【００５６】
経過時間ｔと時間閾値ｔthとを比較するステップＳ４において、経過時間ｔが所定の時間閾値ｔth以上の場合（ステップＳ４、「Ｎｏ」）、制御部３は、燃料気化室２内の温度がある程度高くなっており、燃料ガスを発生させることができると判断する。この場合、制御部３は、初期運転モードＭ２を実行する。
【００５７】
初期運転モードＭ２が開始されると、図７に示すように、加熱温度設定部３２が加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1に設定する（ステップＭ２０１）。一次エア設定部３３は、一次エア指示値Ａaを第１流量値Ａ1に設定し（ステップＭ２０２）、二次エア設定部３４は、二次エア指示値Ａbを第３流量値Ａ3に設定する（ステップＭ２０３）。また、噴射量設定部３５は、噴射量指示値Ｆを第１噴射値Ｆ1に設定する（ステップＭ２０４）。更に、点火制御部３６が点火部１１３としてのグロープラグへの通電を開始する（ステップＭ２０５）。
【００５８】
これらの各ステップの順序は本形態の順序に限定されるものではなく、適宜順序を入れ替えてもよいし、複数のステップを同時に実施してもよい。なお、本形態の第１流量値Ａ1はゼロよりも大きい値であり、第３流量値Ａ3は第１流量値Ａ1よりも大きい値であるが、これに限定されることはない。
【００５９】
これらの指示値に基づいて一次エア供給装置２４、二次エア供給装置１１６及び噴射部２２が制御されると、燃料気化室２内において気化された燃料ガスが、一次エア供給口２３１から供給された空気とともに燃焼室１１１内に流入する。また、燃焼室１１１内においては、図９に示すように、点火部１１３の発熱によって燃焼室１１１内のガス温度が上昇する。
【００６０】
図７に示すように、点火制御部３６は、点火部１１３への通電を開始した後、燃焼室温度センサ１１５によって取得された燃焼室１１１内のガス温度と点火温度Ｔign、つまり、燃料ガスが自然に着火し得る温度とを比較する（ステップＭ２０６）。燃焼室１１１内のガス温度が点火温度Ｔign未満の場合（ステップＭ２０６、「Ｎｏ」）、燃焼室１１１内のガス温度が低いため、燃焼室１１１内の燃料ガスは燃焼しないまま排気通路４１へ排出される。この場合、点火制御部３６は、点火部１１３への通電を継続する。
【００６１】
燃焼室１１１内のガス温度が点火温度Ｔign以上になると（ステップＭ２０６、「Ｙｅｓ」）、燃焼室１１１内のガスが燃焼を開始する。点火制御部３６は、図７に示すように、燃焼室１１１内のガス温度が点火温度Ｔign以上になった後に、点火部１１３への通電を停止する（ステップＭ２０７）。図９に示すように、燃焼室１１１内の燃料ガスは、一旦燃焼し始めた後は、適切な量の燃料ガス及び空気の供給がある限り、燃焼し続けることができる。
【００６２】
以上により初期運転モードＭ２が完了した後、制御部３は、図５に示すように、制御部３は、エンジンコントロールユニット５からの停止要求の有無を確認する（ステップＳ５）。そして、停止要求があるまでステップＳ２〜Ｓ５を繰り返し実行し（ステップＳ５、「Ｎｏ」）、停止要求があった場合にバーナー１１の運転を終了する（ステップＳ５、「Ｙｅｓ」）。
【００６３】
気化室温度Ｔgasと温度閾値Ｔthとを比較するステップＳ３において、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上である場合（ステップＳ３、「Ｎｏ」）、制御部３は、燃料気化室２の温度が高いため、燃料気化室２内のガスからの伝熱を利用することができると判断する。この場合、図５に示すように、制御部３は、定常運転モードＭ３を実行する。
【００６４】
定常運転モードＭ３が開始されると、図８に示すように、加熱温度設定部３２が加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1よりも高い第２温度値ＴＨ2に設定する（ステップＭ３０１）。また、一次エア設定部３３は一次エア指示値Ａaを第２流量値Ａ2に設定し（ステップＭ３０２）、二次エア設定部３４は、二次エア指示値Ａbを第４流量値Ａ4に設定する（ステップＭ３０３）。更に、噴射量設定部３５は、噴射量指示値Ｆを第２噴射値Ｆ2に設定する（ステップＭ３０４）。
【００６５】
各流量値及び噴射値の設定は、所望するバーナー１１の特性に応じて適宜設定することができる。例えば本形態の第２噴射値Ｆ2は、図９に示すように第１噴射値Ｆ1よりも大きい値である。また、第２流量値Ａ2は第１流量値Ａ1よりも大きい値であり、第４流量値Ａ4は第３流量値Ａ3よりも小さい値である。更に、本形態における第２流量値Ａ2は、第４流量値Ａ4よりも小さい値であり、第２流量値Ａ2と第４流量値Ａ4との合計は、第１流量値Ａ1と第３流量値Ａ3との合計と等しくなっている。
【００６６】
その後、点火制御部３６は、図８に示すように、燃焼室１１１内のガス温度と点火温度Ｔignとを比較する（ステップＭ３０５）。燃焼室１１１内のガス温度が点火温度Ｔign以上である場合（ステップＭ３０５、「Ｙｅｓ」）、制御部３は、燃料ガスは自己着火するか、または既に燃焼していると判断する。この場合、制御部３は、そのまま定常運転モードＭ３を終了する。
【００６７】
一方、燃焼室１１１内のガス温度が点火温度Ｔign未満の場合（ステップＭ３０５、「Ｎｏ」）、点火制御部３６は、初期運転モードＭ２と同様に燃焼室１１１内のガス温度を上昇させる必要があると判断する。この場合、点火制御部３６は、点火部１１３への通電を開始する（ステップＭ３０６）。
【００６８】
その後、点火制御部３６は、燃焼室１１１内のガス温度と点火温度Ｔignとを再度比較する（ステップＭ３０７）。点火制御部３６は、燃焼室１１１内のガス温度が点火温度Ｔign以上になるまで点火部１１３への通電を継続し（ステップＭ３０７、「Ｎｏ」）、点火温度Ｔign以上になった後（ステップＭ３０７、「Ｙｅｓ」）に点火部１１３への通電を停止する（ステップＭ３０８）。
【００６９】
以上により定常運転モードＭ３が完了した後、制御部３は、図５に示すように、制御部３は、エンジンコントロールユニット５からの停止要求の有無を確認する（ステップＳ５）。そして、停止要求があるまで、ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返し実行し（ステップＳ５、「Ｎｏ」）、停止要求があった場合にバーナー１１の運転を終了する（ステップＳ５、「Ｙｅｓ」）。
【００７０】
本形態の燃料気化装置１は、前述したように、燃料を気化させる際に、気化部２１から燃料への伝熱を利用するだけではなく、気化室温度Ｔgasに応じて燃料気化室２内のガスからの伝熱を利用することもできる。その結果、燃料の気化速度を向上させることができる。
【００７１】
（実施形態２）
本形態においては、制御部３０２の他の態様を説明する。なお、本形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態における構成要素等と同様の構成要素等を表す。
【００７２】
図には示さないが、本形態のバーナー１１は、制御部３０２を備えた燃料気化装置１０２と、燃料気化装置１０２の燃料気化室２に接続された燃焼室１１１と、を有している。図１０に示すように、本形態の制御部３０２は、ガス温度取得部３１、一次エア設定部３３、二次エア設定部３４、噴射量設定部３５及び点火制御部３６を有している。これらの構成及び機能は、実施形態１と同様である。
【００７３】
本形態の加熱温度設定部３２１は、実施形態１の加熱温度設定部３２の構成及び機能に加えて、以下の構成及び機能を有している。
【００７４】
即ち、制御部３０２は、更に、燃料気化室２内の圧力を取得する圧力取得部３７を有しており、加熱温度設定部３２１は、燃料気化室２内の圧力に対応した燃料の沸点Ｔbを温度閾値Ｔthとすることができるように構成されている。
【００７５】
燃料の沸点Ｔbは、圧力に応じて変動する。そのため、加熱温度設定部３２１に燃料気化室２内の圧力と当該圧力における燃料の沸点Ｔbとの対応関係を保持させ、燃料気化室２内の圧力に応じた燃料の沸点Ｔbを温度閾値Ｔthとすることにより、燃料気化室２内の圧力が変動した場合においても気化室温度Ｔgasが十分に高い状態をより容易に実現することができる。その結果、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上である場合に、燃料気化室２内のガスから燃料への伝熱をより確実に利用することができる。
【００７６】
圧力取得部３７における圧力の取得方法は、種々の態様をとり得る。例えば、本形態の圧力取得部３７は、燃料気化室２内に配置された圧力センサ２６に接続されており、圧力センサ２６によって測定された圧力の値を燃料気化室２内の圧力とするように構成されている。
【００７７】
制御部３０２は、噴射部２２から噴射される燃料の量である燃料噴射量を取得するとともに、燃料噴射量に基づいて燃料の気化熱による気化室温度Ｔgasの低下量である気化室温度補正値を算出する気化室温度補正部３８を有している。また、本形態の加熱温度設定部３２１は、気化室温度Ｔgasと気化室温度補正値とに基づいて温度閾値Ｔthを設定することができる。
【００７８】
燃料気化室２内において燃料が気化すると、気化熱により気化室温度Ｔgasが低下する。この気化室温度Ｔgasの低下量を予め気化室温度補正値として算出し、温度閾値Ｔthの設定に気化室温度補正値を利用することにより、燃料が気化している間においても気化室温度Ｔgasが十分に高い状態をより容易に実現することができる。その結果、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上である場合に、燃料気化室２内のガスから燃料への伝熱をより確実に利用することができる。
【００７９】
更に、制御部３０２は、噴射部２２から噴射される燃料の量である燃料噴射量を取得するとともに、燃料噴射量に基づいて燃料の気化熱による燃料加熱面２１１の温度の低下量である加熱温度補正値を算出する加熱温度補正部３９を有している。また、本形態の加熱温度設定部３２１は、気化室温度Ｔgasと加熱温度補正値とに基づいて加熱温度指示値ＴＨを設定することができる。
【００８０】
燃料加熱面２１１に付着した燃料が気化すると、気化熱により燃料加熱面２１１の温度が低下する。この燃料加熱面２１１の温度の低下量を予め加熱温度補正値として算出し、加熱温度指示値ＴＨの設定に加熱温度補正値を利用することにより、燃料が気化している間においても燃料加熱面２１１の温度を精確に制御することができる。その結果、燃料加熱面２１１から燃料への伝熱と、燃料気化室２内のガスからの伝熱とをより的確に利用し、燃料の気化速度をより向上させることができる。その他は実施形態１と同様である。
【００８１】
本形態の燃料気化装置１０２は、実施形態１と同様の作用効果に加え、前述した作用効果を奏することができる。なお、本形態においては、圧力取得部３７、気化室温度補正部３８及び加熱温度補正部３９を備えるとともに、制御部３０２を前述のごとく構成した燃料気化装置１０２を示したが、燃料気化装置１０２は、これらの構成のうち一部を有していてもよい。即ち、例えば燃料気化装置１０２は、圧力取得部３７及びこれに伴う制御部３０２の構成と、気化室温度補正部３８及びこれに伴う加熱温度設定部３２１の構成と、加熱温度補正部３９及びこれに伴う加熱温度設定部３２１の構成とのうち１種または２種の構成を有していてもよい。
【００８２】
（実施形態３）
本形態では、燃料気化装置１０３の燃料気化室２に改質触媒１２３を接続してなる燃料改質器１２を説明する。図１１に示すように、本形態の燃料改質器１２は、内燃機関４の排気通路４１における、排ガス浄化フィルタ４２の上流に配置されている。本形態の燃料改質器１２は、燃料ガスを改質することにより、水素と一酸化炭素とを含む改質ガスを発生させることができるように構成されている。燃料改質器１２から排気通路４１内に供給された改質ガスは、例えば、排ガス浄化フィルタ４２内で触媒反応し、排ガス浄化フィルタ４２の温度の上昇、あるいは、排ガス浄化フィルタ４２の性能の回復のために用いられる。
【００８３】
本形態の燃料改質器１２は、具体的には、燃料気化室２と制御部３０３とを備えた燃料気化装置１０３と、燃料気化室２と排気通路４１との間に介在する改質室１２１と、燃料気化室２と改質室１２１とを接続する燃料ガス通路１２２と、を有している。改質室１２１は、排気通路４１に接続されており、改質ガスを排気通路４１へ供給することができる。
【００８４】
改質室１２１は、燃料ガス通路１２２を介して燃料気化室２に接続されている。改質室１２１は、燃料ガス通路１２２から流入した燃料ガスを改質する改質触媒１２３と、改質触媒１２３を加熱する触媒ヒータ１２４と、改質室１２１の外部から内部へ空気を供給するための二次エア供給口１２５と、を有している。
【００８５】
改質触媒１２３は、炭化水素の部分改質反応、つまり、炭化水素から水素と一酸化炭素とを発生させる反応に触媒活性を有する物質であれば特に限定されることはない。例えば、改質触媒１２３としては、触媒作用を有する貴金属が担持されたセラミック多孔質体等を使用することができる。
【００８６】
二次エア供給口１２５には、改質室１２１の内部へ供給される空気を送り出す二次エア供給装置１１６が接続される。
【００８７】
図１２に示すように、本形態の制御部３０３は、ガス温度取得部３１、加熱温度設定部３２、一次エア設定部３３、二次エア設定部３４、噴射量設定部３５を有している。これらの構成及び機能は、実施形態１と同様である。
【００８８】
本形態の制御部３０３は、更に、触媒ヒータ１２４を制御する触媒ヒータ制御部３６１を有している。本形態の触媒ヒータ制御部３６１は、触媒ヒータ１２４に流れる電流値を制御することができるように構成されている。また、触媒ヒータ制御部３６１には、触媒ヒータ１２４に流れる電流値と改質触媒１２３の温度との対応関係が保持されている。触媒ヒータ制御部３６１は、この対応関係と、燃料気化装置１０３の動作状態とに応じて触媒ヒータ１２４の電流値を設定するように構成されている。本形態の触媒ヒータ制御部３６１の動作については、後述する。
【００８９】
次に、本形態の燃料改質器１２の動作について説明する。図１１に示すように、本形態の制御部３０３は、エンジンコントロールユニット５に接続されている。制御部３０３は、エンジンコントロールユニット５からの動作要求があったときに動作を開始するように構成されている。エンジンコントロールユニット５は、例えば、排ガス浄化フィルタ４２の下流に設けられた排気ガスセンサ４３（図１１参照）によって排ガス浄化フィルタ４２中の有害成分の量及び空燃比に基づいて排ガス浄化フィルタ４２の性能を監視しており、排ガス浄化フィルタ４２を通過した有害成分の量が所定の閾値以上となった場合に制御部３０３に動作要求を送信するように構成されている。
【００９０】
エンジンコントロールユニット５から動作要求があった場合、制御部３０３は、図１３に示すように、まず、動作要求があった時点からの経過時間ｔの計測を開始する（ステップＳ１）。次いで、ガス温度取得部３１が気化室温度Ｔgasを取得する（ステップＳ２）。
【００９１】
本形態の制御部３０３は、気化室温度Ｔgas及び動作要求があった時点からの経過時間ｔに応じて、運転準備モードＭ１、初期運転モードＭ２１、定常運転モードＭ３１のいずれかを選択して実行するように構成されている。モードの選択方法は、実施形態１と同様である。
【００９２】
即ち、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth未満（ステップＳ３、「Ｙｅｓ」）、かつ、経過時間ｔが所定の時間閾値ｔth未満（ステップＳ４、「Ｙｅｓ」）の場合、制御部３０３は、運転準備モードＭ１を実行する。
【００９３】
本形態の運転準備モードＭ１は、実施形態１と同様である。つまり、運転準備モードＭ１が開始されると、図６に示すように、加熱温度設定部３２が加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1に設定する（ステップＭ１０１）。また、一次エア設定部３３、二次エア設定部３４は、それぞれ、一次エア指示値Ａa及び二次エア指示値Ａbをゼロに設定する（ステップＭ１０２、Ｍ１０３）。そして、噴射量設定部３５は、噴射量指示値Ｆを第１噴射値Ｆ1に設定する（ステップＭ１０４）。
【００９４】
運転準備モードＭ１が完了した後、図１３に示すように、制御部３は、エンジンコントロールユニット５からの停止要求の有無を確認する（ステップＳ５）。エンジンコントロールユニット５は、例えば、排ガス浄化フィルタ４２から排出される排気ガスの空燃比が所定の閾値以上となった場合に制御部３に停止要求を送信するように構成されている。制御部３０３は、エンジンコントロールユニット５からの停止要求がない間（ステップＳ５、「Ｎｏ」）はステップＳ２〜ステップＳ５を繰り返し実施する。また、エンジンコントロールユニット５からの停止要求がある場合（ステップＳ５、「Ｙｅｓ」）、制御部３は、燃料改質器１２の運転を終了する。
【００９５】
一方、気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth未満（ステップＳ３、「Ｙｅｓ」）、かつ、経過時間ｔが所定の時間閾値ｔth以上（ステップＳ４、「Ｎｏ」）の場合、制御部３０３は、図１３に示すように初期運転モードＭ２１を実行する。
【００９６】
初期運転モードＭ２１が開始されると、図１４に示すように、加熱温度設定部３２が加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1に設定する（ステップＭ２１１）。一次エア設定部３３は、一次エア指示値Ａaを第１流量値Ａ1に設定し（ステップＭ２１２）、二次エア設定部３４は、二次エア指示値Ａbを第３流量値Ａ3に設定する（ステップＭ２１３）。また、噴射量設定部３５は、噴射量指示値Ｆを第１噴射値Ｆ1に設定する（ステップＭ２１４）。更に、触媒ヒータ制御部３６１が触媒ヒータ１２４への通電を開始する（ステップＭ２１５）。
【００９７】
これらの各ステップの順序は本形態の順序に限定されるものではなく、適宜順序を入れ替えてもよいし、複数のステップを同時に実施してもよい。なお、本形態の第１流量値Ａ1はゼロよりも大きい値であり、第３流量値Ａ3は第１流量値Ａ1よりも大きい値であるが、これに限定されることはない。
【００９８】
これらの指示値に基づいて一次エア供給装置２４、二次エア供給装置１１６及び噴射部２２が制御されると、燃料気化室２内において気化された燃料ガスが、一次エア供給口２３１から供給された空気とともに改質室１２１内に流入する。また、図１６に示すように、改質室１２１内においては、触媒ヒータ１２４によって改質触媒１２３の温度が上昇する。
【００９９】
図１４に示すように、触媒ヒータ１２４への通電を開始した後、触媒ヒータ制御部３６１は、改質触媒１２３の温度と活性化温度Ｔcat、つまり、改質触媒１２３内で燃料ガスが改質され得る温度とを比較する（ステップＭ２１６）。改質触媒１２３の温度が活性化温度Ｔcat未満の場合（ステップＭ２１６、「Ｎｏ」）、触媒活性が低いため、燃料ガスが改質触媒１２３内で改質されることなく排気通路４１へ排出される。この場合、触媒ヒータ制御部３６１は、触媒ヒータ１２４への通電を継続する。
【０１００】
改質触媒１２３の温度が活性化温度Ｔcat以上になると（ステップＭ２１６、「Ｙｅｓ」）、改質触媒１２３内において燃料ガスの部分改質反応が起こり、改質ガスが生成される。触媒ヒータ制御部３６１は、改質触媒１２３の温度が活性化温度Ｔcat以上になった後に、触媒ヒータ１２４への通電を停止する（ステップＭ２１７）。図１６に示すように、改質触媒１２３は、一旦改質ガスが生成され始めた後は、適切な量の燃料ガス及び空気の供給がある限り、改質ガスを生成し続けることができる。
【０１０１】
以上により初期運転モードＭ２１が完了した後、制御部３は、図１３に示すようにエンジンコントロールユニット５からの停止要求の有無を確認する（ステップＳ５）。そして、停止要求があるまでステップＳ２〜Ｓ５を繰り返し実行し（ステップＳ５、「Ｎｏ」）、停止要求があった場合に燃料改質器１２の運転を終了する（ステップＳ５、「Ｙｅｓ」）。
【０１０２】
気化室温度Ｔgasと温度閾値Ｔthとを比較するステップＳ３において気化室温度Ｔgasが温度閾値Ｔth以上である場合（ステップＳ３、「Ｎｏ」）、制御部３０３は、図１５に示すように、定常運転モードＭ３１を実行する。
【０１０３】
定常運転モードＭ３１が開始されると、図１５に示すように、加熱温度設定部３２は、加熱温度指示値ＴＨを第１温度値ＴＨ1よりも高い第２温度値ＴＨ2に設定する（ステップＭ３１１）。また、一次エア設定部３３は一次エア指示値Ａaを第２流量値Ａ2に設定し（ステップＭ３１２）、二次エア設定部３４は、二次エア指示値Ａbを第４流量値Ａ4に設定する（ステップＭ３１３）。更に、噴射量設定部３５は、噴射量指示値Ｆを第２噴射値Ｆ2に設定する（ステップＭ３１４）。
【０１０４】
各流量値及び噴射値の設定は、所望する燃料改質器１２の特性に応じて適宜設定することができる。例えば本形態の第２噴射値Ｆ2は、図１６に示すように第１噴射値Ｆ1よりも大きい値である。また、第２流量値Ａ2は第１流量値Ａ1よりも小さい値であり、第４流量値Ａ4は第３流量値Ａ3よりも小さい値である。更に、本形態における第４流量値Ａ4は第２流量値Ａ2よりも大きくなっており、第２流量値Ａ2と第４流量値Ａ4との合計は、第１流量値Ａ1と第３流量値Ａ3との合計よりも小さくなっている。
【０１０５】
その後、触媒ヒータ制御部３６１は、図１５に示すように、改質触媒１２３の温度と活性化温度Ｔcatとを比較する（ステップＭ３１５）。改質触媒１２３の温度が活性化温度Ｔcat以上である場合（ステップＭ３１５、「Ｙｅｓ」）、制御部３０３は、燃料ガスの部分改質反応が開始していると判断する。この場合、制御部３０３は、そのまま定常運転モードＭ３１を終了する。
【０１０６】
一方、改質触媒１２３の温度が活性化温度Ｔcat未満の場合（ステップＭ３１５、「Ｎｏ」）、触媒ヒータ制御部３６１は、初期運転モードＭ２１と同様に改質触媒１２３の温度を上昇させる必要があると判断する。この場合、触媒ヒータ制御部３６１は、触媒ヒータ１２４への通電を開始する（ステップＭ３１６）。
【０１０７】
その後、触媒ヒータ制御部３６１は、改質触媒１２３の温度と活性化温度Ｔcatとを再度比較する（ステップＭ３１７）。そして、触媒ヒータ制御部３６１は、改質触媒１２３の温度が活性化温度Ｔcat以上になるまで触媒ヒータ１２４への通電を継続し（ステップＭ３１７、「Ｎｏ」）、活性化温度Ｔcat以上になった後（ステップＭ３１７、「Ｙｅｓ」）に触媒ヒータ１２４への通電を停止する（ステップＭ３１８）。
【０１０８】
以上により定常運転モードＭ３１が完了した後、制御部３は、図５に示すように、制御部３は、エンジンコントロールユニット５からの停止要求の有無を確認する（ステップＳ５）。そして、停止要求があるまで、ステップＳ２〜Ｓ５を繰り返し実行し、（ステップＳ５、「Ｎｏ」）、停止要求があった場合に燃料改質器１２の運転を終了する（ステップＳ５、「Ｙｅｓ」）。その他は実施形態１と同様である。
【０１０９】
燃料気化装置１、１０２、１０３は、単独で使用することもできるし、本形態や実施形態１のように、点火部１１３や改質触媒１２３と組み合わせることにより、バーナー１１や燃料改質器１２を構成することもできる。
【０１１０】
本発明は上記各形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１、１０２、１０３  燃料気化装置
２  燃料気化室
２１  気化部
２１１  燃料加熱面
２２  噴射部
３、３０２、３０３  制御部
３１  ガス温度取得部
３２、３２１  加熱温度設定部
【図１】
2020051377.tif 000003
【図２】
2020051377.tif 000004
【図３】
2020051377.tif 000005
【図４】
2020051377.tif 000006
【図５】
2020051377.tif 000007
【図６】
2020051377.tif 000008
【図７】
2020051377.tif 000009
【図８】
2020051377.tif 000010
【図９】
2020051377.tif 000011
【図１０】
2020051377.tif 000012
【図１１】
2020051377.tif 000013
【図１２】
2020051377.tif 000014
【図１３】
2020051377.tif 000015
【図１４】
2020051377.tif 000016
【図１５】
2020051377.tif 000017
【図１６】
2020051377.tif 000018