(57)【要約】【課題】バーナからの燃料噴霧に対し従来より確実に着火を行い得るようにしたバーナ用放電着火装置を提供する。【解決手段】一対の陰極棒５及び陽極棒６を相互の先端同士が僅かな間隔を隔てて近接するように配置し、前記両先端間で火花放電７を起こしてバーナからの燃料４の噴霧に対し着火を行い得るように構成したバーナ用放電着火装置に関し、陰極棒５が燃料４の噴霧方向に向け陽極棒６よりも長く張り出し且つ陰極棒５の先端側から基端側に所要長さ後退した位置で陽極棒６が最接近するように配置する。【選択図】図１
2010281535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極棒を相互の先端同士が僅かな間隔を隔てて近接するように配置し、前記両先端間で火花放電を起こしてバーナからの燃料噴霧に対し着火を行い得るように構成したバーナ用放電着火装置であって、一方の電極棒が燃料の噴霧方向に向け他方の電極棒よりも長く張り出し且つ一方の電極棒の先端側から基端側に所要長さ後退した位置で他方の電極棒が最接近するように配置したことを特徴とするバーナ用放電着火装置。
【請求項２】
少なくとも片方の電極棒がグロープラグにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバーナ用放電着火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナ用放電着火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中にパティキュレートフィルタを装備し、該パティキュレートフィルタを通して排気ガス中に含まれるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集するようにしており、この種のパティキュレートフィルタには、ＰｔやＰｄ等を活性種とする酸化触媒を一体的に担持させ、捕集済みパティキュレートを極力低い排気温度から自己燃焼させるようにしている。
【０００３】
ただし、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがある。
【０００４】
このため、図７に示す如く、パティキュレートフィルタ１の前段にバーナ２を設け、該バーナ２の燃焼により生じた高温の排気ガス３をパティキュレートフィルタ１に導入し、これによりパティキュレートフィルタ１の触媒床温度を積極的に上げて捕集済みパティキュレートを燃やし尽くし、パティキュレートフィルタ１の再生化を図ることが従来より提案されている。
【０００５】
ここで、バーナ２からの燃料４の噴霧に対する着火は、バーナ２の直前で相互の先端が最接近するように対称配置された等長の陰極棒５及び陽極棒６による火花放電で行われるようになっており、しかも、バーナ２の燃焼を安定維持する観点から燃料４の噴霧中ずっと火花放電を継続して連続的に行うようにしている。
【０００６】
即ち、バーナ２が自動車の排気系に装備されているような場合、自動車が加減速を繰り返すことで運転状態が大きく変化し、排気ガス３の流量も大きく変動してバーナ２が失火の虞れに晒されることになるが、燃料４の噴霧中ずっと火花放電を継続して連続的に行うようにすれば、バーナ２の失火を未然に回避し得て燃焼を安定維持することが可能となる。
【０００７】
尚、このようにバーナを用いてパティキュレートフィルタ等を昇温する技術に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１や特許文献２等が既に存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−８６８４５号公報
【特許文献２】特開平６−１６７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図８に拡大して示す通り、バーナ２の直前で相互の先端が最接近するように対称配置された等長の陰極棒５及び陽極棒６により火花放電７を行うと、バーナ２からの燃料４の噴霧の影響により火花放電７が燃料４の噴霧方向へ円弧状に曲り、その放電長が延びてエネルギー密度が低下することになるため、バーナ２からの燃料４の噴霧を着火させ難くなる虞れがあり、特に外気温の低い寒冷地等では、燃料４の噴霧微粒化が十分でない場合に、燃料４が良好に気化しないために着火が困難になる可能性が高かった。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、バーナからの燃料噴霧に対し従来より確実に着火を行い得るようにしたバーナ用放電着火装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、一対の電極棒を相互の先端同士が僅かな間隔を隔てて近接するように配置し、前記両先端間で火花放電を起こしてバーナからの燃料噴霧に対し着火を行い得るように構成したバーナ用放電着火装置であって、一方の電極棒が燃料の噴霧方向に向け他方の電極棒よりも長く張り出し且つ一方の電極棒の先端側から基端側に所要長さ後退した位置で他方の電極棒が最接近するように配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
而して、このようにすれば、バーナからの燃料噴霧の影響を受けて一方の電極棒における放電位置が燃料の噴霧方向へ若干ずれるものの、その放電位置から最短距離で他方の電極棒との間に火花放電が起こり、従来の等長の電極棒を対称配置した場合の如き円弧状の曲りが生じなくなるため、火花放電の放電長が従来より短くなってエネルギー密度が高まり、バーナからの燃料噴霧に対する着火を容易ならしめることが可能となる。
【００１３】
また、バーナの燃焼を安定維持する観点から燃料の噴霧中ずっと火花放電を継続して連続的に行う場合、噴霧された燃料が一旦着火してしまえば、その火炎に近い一方の電極棒の先端側が赤熱し、その熱が放電位置まで伝達されて該放電位置付近が高温状態となり、この放電位置付近における燃料噴霧の気化が促進されるので、このような燃料噴霧の気化が促進されることによっても着火性が大幅に向上される。
【００１４】
この際、一方の電極棒は、他方の電極棒より長くなっている分だけ熱容量が高くなっており、一度暖まってしまえば、その高温状態を継続し易い条件となっているため、一方の電極棒の先端側から伝達される熱による放電位置付近の高温状態は比較的容易に維持されることになる。
【００１５】
また、本発明においては、少なくとも片方の電極棒がグロープラグにより構成されていることが好ましく、このようにすれば、グロープラグで構成されている電極棒に通電した後に両電極間に放電用電圧を印加することで、前記グロープラグで構成されている電極棒を予め赤熱化させておき、ここに導かれる多量の燃料噴霧を確実に気化せしめることが可能となる。
【００１６】
尚、噴霧された燃料が一旦着火してしまえば、前述した通り、火炎に近い一方の電極棒の先端側からの熱の伝達や、一方の電極棒の熱容量が大きくなっていること（特にグロープラグである場合は熱容量大）により放電位置付近を高温状態に維持することが可能となるので、グロープラグへの通電は停止して良い。
【発明の効果】
【００１７】
上記した本発明のバーナ用放電着火装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１８】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、バーナからの燃料噴霧の影響を受けても放電長が極力短くなるようにして火花放電のエネルギー密度を上げることができ、しかも、一方の電極棒の先端側を火炎に近づけて放電位置付近が伝熱により高温状態に維持されるようにして該放電位置付近における燃料噴霧の気化を促進することができるので、バーナからの燃料噴霧に対し従来より確実に着火を行うことができる。
【００１９】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、グロープラグで構成した電極棒を通電により予め赤熱化させておき、該電極棒に導かれる多量の燃料噴霧を確実に気化せしめることができるので、燃料を始動時の初回から良好に気化せしめて容易に着火させることができ、特に外気温の低い寒冷地等での始動時に燃料の噴霧微粒化が十分でない場合であっても、該燃料噴霧に対し確実に着火を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】着火時間と噴霧流速との関係を従来例と比較したグラフである。
【図３】２回目の着火時間と経過時間との関係を従来例と比較したグラフである。
【図４】本発明の別の形態例を示す概略図である。
【図５】着火時間と外気温度との関係をグロープラグの有無で比較したグラフである。
【図６】始動時の着火時間と噴霧流速との関係をグロープラグの有無で比較したグラフである。
【図７】従来例を示す概略図である。
【図８】図７の要部を拡大して示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図７及び図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】
図１に示す如く、本形態例においては、先の図７及び図８の従来例と同様に、一対の陰極棒５及び陽極棒６を相互の先端同士が僅かな間隔を隔てて近接するように配置し、前記両先端間で火花放電７を起こしてバーナ２（図７参照）からの燃料４の噴霧に対し着火を行い得るように構成してあるが、陰極棒５が燃料４の噴霧方向に向け陽極棒６よりも長く張り出し且つ陰極棒５の先端側から基端側に所要長さ後退した位置で陽極棒６が最接近するように配置した点で大きく異なっている。
【００２４】
即ち、このように構成した場合、バーナ２からの燃料４の噴霧の影響を受けて陰極棒５における放電位置が燃料の噴霧方向へ若干ずれるものの、その放電位置から最短距離で陽極棒６との間に火花放電が起こり、従来の等長の陰極棒５及び陽極棒６を対称配置した場合の如き円弧状の曲りが生じなくなるため、火花放電７の放電長が従来より短くなってエネルギー密度が高まり、バーナ２からの燃料４の噴霧に対する着火を容易ならしめることが可能となる。
【００２５】
また、バーナ２の燃焼を安定維持する観点から燃料４の噴霧中ずっと火花放電７を継続して連続的に行う場合、噴霧された燃料４が一旦着火してしまえば、その火炎に近い陰極棒５の先端側が赤熱し、その熱が放電位置まで伝達されて該放電位置付近が高温状態となり、この放電位置付近における燃料４の噴霧の気化が促進されるので、このような燃料４の噴霧の気化が促進されることによっても着火性が大幅に向上される。
【００２６】
この際、陰極棒５は、陽極棒６より長くなっている分だけ熱容量が高くなっており、一度暖まってしまえば、その高温状態を継続し易い条件となっているため、陰極棒５の先端側から伝達される熱による放電位置付近の高温状態は比較的容易に維持されることになる。
【００２７】
事実、本発明者による検証実験によれば、図２に示す如く、縦軸に作動時の着火時間を、横軸に噴霧流速をとった場合に、等長の陰極棒５及び陽極棒６を用いた従来例の曲線Ａと比較して、本形態例の曲線Ｂの方が、より高い噴霧流速でも比較的短い時間のうちに着火できることが確認された（図２の例では陰極棒５を燃料４の噴霧方向に向け陽極棒６よりも約３０ｍｍ長く張り出した例で示している）。
【００２８】
更に、図３に示す如く、縦軸に連続運転時における２回目の着火時間を、横軸に１回目からの経過時間をとった場合に、等長の陰極棒５及び陽極棒６を用いた従来例の曲線Ａと比較して、本形態例の曲線Ｂの方が、１回目からの経過時間が少ないほど非常に短い着火時間となることが確認された（図２では陰極棒５を燃料４の噴霧方向に向け陽極棒６よりも約３０ｍｍ長く張り出した例としている）。
【００２９】
また、図４は本発明の別の形態例を示すもので、ここに図示している例では、陰極棒５をグロープラグにより構成するようにしており、このようにすれば、グロープラグで構成されている陰極棒５に通電した後に両電極間に放電用電圧を印加することで、前記グロープラグで構成されている陰極棒５を予め赤熱化させておき、ここに導かれる多量の燃料４の噴霧を確実に気化せしめることが可能となる。
【００３０】
尚、噴霧された燃料４が一旦着火してしまえば、前述した通り、火炎に近い陰極棒５の先端側からの熱の伝達や、陰極棒５の熱容量が大きくなっていること（特にグロープラグである場合は熱容量大）により放電位置付近を高温状態に維持することが可能となるので、グロープラグへの通電は停止して良い。
【００３１】
従って、本形態例の場合においては、バーナ２からの燃料４の噴霧の影響を受けても放電長が極力短くなるようにして火花放電７のエネルギー密度を上げることができる上、陰極棒５の先端側を火炎に近づけて放電位置付近が伝熱により高温状態に維持されるようにして該放電位置付近における燃料４の噴霧の気化を促進することができるので、バーナ２からの燃料４の噴霧に対し従来より確実に着火を行うことができる。
【００３２】
また、グロープラグで構成した陰極棒５を通電により予め赤熱化させておき、該陰極棒５に導かれる多量の燃料４の噴霧を確実に気化せしめることができるので、燃料４を始動時の初回から良好に気化せしめて容易に着火させることができ、特に外気温の低い寒冷地等での始動時に燃料４の噴霧微粒化が十分でない場合であっても、該燃料４の噴霧に対し確実に着火を行うことができる。
【００３３】
事実、本発明者による検証実験によれば、図５に示す如く、縦軸に始動時の着火時間を、横軸に外気温度をとった場合に、グロープラグを採用しない場合の曲線Ｘと比較して、本形態例の曲線Ｙの方が、より低い外気温度から比較的短い時間で着火できることが確認された。
【００３４】
更に、図６に示す如く、縦軸に始動時の着火時間を、横軸に噴霧流速をとった場合に、グロープラグを採用しない場合の曲線Ｘと比較して、本形態例の曲線Ｙの方が、より高い噴霧流速でも比較的短い時間のうちに着火できることが確認された。
【００３５】
尚、本発明のバーナ用放電着火装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、バーナにより昇温を図るべき対象は、必ずしもパティキュレートフィルタに限定されるものではなく、パティキュレートフィルタの前段に配置される酸化触媒であっても良いし、ＮＯx吸蔵還元触媒、選択還元型触媒、三元触媒等といった所定温度以上の活性温度領域を持つ様々な触媒であっても良いこと、また、図示例とは逆に一方の電極棒を陽極棒とし、他方の電極棒を陰極棒としても良く、更には、交流電圧を印加するようにしたものであっても良いこと、また、両方の電極棒をグロープラグにより構成したり、図示例とは逆に他方の電極棒だけをグロープラグにより構成したりしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３６】
１  パティキュレートフィルタ
２  バーナ
３  排気ガス
４  燃料
５  陰極棒（一方の電極棒）
６  陽極棒（他方の電極棒）
７  火花放電
【図１】
2010281535.tif 000003
【図２】
2010281535.tif 000004
【図３】
2010281535.tif 000005
【図４】
2010281535.tif 000006
【図５】
2010281535.tif 000007
【図６】
2010281535.tif 000008
【図７】
2010281535.tif 000009
【図８】
2010281535.tif 000010