(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化剤と燃料との混合気の燃焼を行うバーナ装置であって、
排気ガスが通過する排気ガス通過流路と、
前記混合気の燃焼領域とされる中空の内部が前記排気ガス通過流路に対して接続される管体部と、
前記管体部の内部に空気を供給する空気供給部と、
前記排気ガス通過流路の前記管体部が接続される領域の内圧を前記空気供給部に供給される前記空気の圧力よりも低下させる低圧化手段と
を備え、
前記低圧化手段は、
排気ガス通過流路の内部に配置されると共に前記排気ガス流れの後流側に向けて絞られる形状の部材である第１漏斗形状部材と、
前記排気ガス通過流路の内部において、前記排気ガス流れの後流側に向けて絞られる形状の部材の後流側に配置されると共に前記排気ガス流れの後流側に向けて絞られる形状の部材と接続され、排気ガス流れの後流側に向けて拡がる形状の部材である第２漏斗形状部材と、
前記第１漏斗形状部材と前記第２漏斗形状部材とを接続すると共に複数の貫通孔が形成された筒状の接続部と
を備える
ことを特徴とするバーナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化剤と燃料との混合気の燃焼を行うバーナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の排気ガス中には、微粒子（パティキュレートマター）が含まれている。当該微粒子を大気中に放出することによる環境への影響が懸念されることから、近年は、ディーゼルエンジン等を搭載する車両には、排気ガス中の微粒子を除去するためのフィルタ（ＤＰＦ）が設置されている。
このフィルタは、上記微粒子よりも小さな孔を複数備える多孔質体であるセラミックス等によって形成されており、上記微粒子の通過を阻止することによって微粒子の捕集を行っている。
【０００３】
ところが、このようなフィルタを長時間使用していると、捕集した微粒子が蓄積されてフィルタが目詰まり状態となる。
このようなフィルタの目詰まりを防止するために、例えば特許文献１に示されるように、フィルタに対して高温ガスを供給することによって、フィルタに捕集された微粒子を燃焼させて除去する方法が用いられている。
【０００４】
具体的には、特許文献１ではディーゼルエンジンとフィルタとの間にバーナ装置を設置し、排気ガスと燃料とが混合された混合気を燃焼させて高温ガスを発生させ、当該高温ガスをフィルタに供給することによって微粒子を燃焼させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５４７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、排気ガスを酸化剤として用いるバーナ装置においては、排気ガスに含まれる酸素量が変動することから、燃焼の安定化や着火性の向上を目的として燃焼領域に空気を供給する場合がある。
しかしながら、バーナ装置に供給される排気ガスの圧力は、ディーゼルエンジン等の回転数に応じて変化する。このため、排気ガスの圧力が高い場合には、容易に空気を供給することができない。よって、安定して空気を供給するためには、大型のエアポンプを設置する必要が生じ、バーナ装置が大型化すると共に製造コストが増大する。
【０００７】
また、近年は、車両に搭載される圧縮機から排出される圧縮空気の一部をバーナ装置に供給するための空気として用いることが提案されている。
しかしながら、排気ガスの圧力が高い場合には、排気ガスの圧力が圧縮空気の圧力を上回り、圧縮機に排気ガスが流れ込む虞がある。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、バーナ装置における排気ガスの圧力を低下し、バーナ装置に外部から空気を供給し易くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１０】
第１の発明は、酸化剤と燃料との混合気の燃焼を行うバーナ装置であって、排気ガスが通過する排気ガス通過流路と、上記混合気の燃焼領域とされる中空の内部が上記排気ガス通過流路に対して接続される管体部と、上記管体部の内部に空気を供給する空気供給部と、上記排気ガス通過流路の上記管体部が接続される領域の内圧を上記空気供給部に供給される上記空気の圧力よりも低下させる低圧化手段とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記低圧化手段が、上記排気ガス通過流路を形成する配管の一部が絞り込まれて形成されているという構成を採用する。
【００１２】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記低圧化手段が、上記排気ガス通過流路の内部に配置されると共に上記排気ガス流れの後流側に向けて絞られる形状の部材によって形成されているという構成を採用する。
【００１３】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記排気ガス通過流路の内部において、上記排気ガス流れの後流側に向けて絞られる形状の部材の後流側に配置されると共に上記排気ガス流れの後流側に向けて絞られる形状の部材と接続され、排気ガス流れの後流側に向けて拡がる形状の部材を備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低圧化手段によって、排気ガス通過流路の管体部と接続される領域の排気ガスの圧力が、空気供給部によって管体部に供給される空気の圧力よりも低下される。このため、常に空気供給部からの空気が管体部の内部に引き込まれることとなり、容易に管体部の内部に空気を供給することができる。
したがって、本発明によれば、バーナ装置における排気ガスの圧力を低下し、バーナ装置に外部から空気を供給し易くすることができ、燃焼の安定化及び着火性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態におけるバーナ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態におけるバーナ装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態におけるバーナ装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係るバーナ装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のバーナ装置Ｓ１の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のバーナ装置Ｓ１は、供給流路１（排気ガス通過流路）と、燃焼部２と、空気供給部９を備えている。
【００１８】
供給流路１は、ディーゼルエンジン等の装置から供給される排気ガスＸを通過させてフィルタに対して供給するための流路であり、一方の端部がディーゼエンジン等の装置の排気口と接続され、他方の端部がフィルタに接続された円筒形状の配管によって構成されている。
【００１９】
燃焼部２は、供給流路１と接続されている。この燃焼部２は、内部において、供給流路１を流れる排気ガスＸの一部を酸化剤として取り込んで燃料と混合させて燃焼させることによって高温ガスを生成するものである。そして、この燃焼部２は、管体部４と、燃料噴射装置５と、グロープラグ７とを備えている。
【００２０】
管体部４は、燃焼部２の外形を形成する管状の部材であり、内部が中空とされている。そして、管体部４は、供給流路１の延在方向と直交する方向から供給流路１と接続されている。
また、管体部４の内部において混合気が燃焼される。つまり、本実施形態のバーナ装置Ｓ１において管体部４は、混合気の燃焼領域Ｎとされる中空の内部が供給流路１に対して接続された構成を有している。
【００２１】
燃料噴射装置５は、管体部４の内部に向けて燃料Ｙを噴射するものであり、グロープラグ７に向けて燃料を噴射するものである。
【００２２】
グロープラグ７は、先端部が燃料Ｙと排気ガスＸとの混合気の着火温度以上に加熱されるヒータであり、先端部が燃料Ｙの噴射領域に晒されるように管体部４の底部に設置されている。
【００２３】
空気供給部９は、管体部４の内部に燃焼領域Ｎにおける燃焼を安定化させるための空気Ａを酸化剤として供給するものであり、空気を供給する空気供給装置９ａ、該空気供給装置９ａと管体部４の内部とを接続する配管９ｂを備えている。なお、空気供給装置９ａとしては、例えばエアポンプや、車両に搭載される圧縮機を用いることができる。
【００２４】
そして、本実施形態のバーナ装置Ｓ１においては、図１に示すように、供給流路１を形成する配管の一部が絞り込まれることによって絞り部１０（低圧化手段）が形成されている。
この絞り部１０は、供給流路１の管体部４が接続される領域に設けられており、供給流路１の管体部４が接続される領域の内圧を、空気供給部９から供給される空気Ａの圧力よりも低下させるものである。
なお、絞り部１０は、供給流路１を流れる排気ガスＸの流速を速めることによって排気ガスＸの圧力を低下させる。そして、絞り部１０は、その絞り量が、供給流路１の管体部４が接続される領域の内圧が空気供給部９から供給される空気Ａの圧力よりも低くなるように設定されている。
【００２５】
このような構成を有する本実施形態のバーナ装置Ｓ１においては、供給流路１を介して供給される排気ガスＸの一部が燃焼部２に入り込む。そして、車両等に搭載される不図示の制御装置下において燃料噴射装置５から例えば間欠的に燃料Ｙがグロープラグ７に向けて噴射される。燃料噴射装置５から噴射された燃料Ｙは、燃焼部２に導入された排気ガスＸと混合されて混合気とされ、空気Ａと共にグロープラグ７において加熱されることによって燃焼領域Ｎにおいて燃焼される。
このような混合気の燃焼によって高温ガスＺが生成され、バーナ装置Ｓ１の下流側に設置されるフィルタに高温ガスＺが供給される。
【００２６】
ここで、本実施形態のバーナ装置Ｓ１においては、絞り部１０によって、供給流路１の管体部４と接続される領域の排気ガスＸの圧力（すなわち内圧）が、空気供給部９によって管体部４に供給される空気Ａの圧力よりも低下される。この際、空気Ａの圧力は、絞り部１０の上流側の内圧よりも低く、管体部４内の内圧よりも高くなる。このため、常に空気供給部９からの空気Ａが管体部４の内部に引き込まれることとなり、容易に管体部４の内部に空気Ａを供給することができる。
したがって、本実施形態のバーナ装置Ｓ１によれば、排気ガスＸの圧力を低下し、燃焼領域Ｎに外部から空気Ａを供給し易くすることができ、燃焼の安定化及び着火性の向上を図ることが可能となる。
【００２７】
（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。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００２８】
図２は、本実施形態のバーナ装置Ｓ２の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のバーナ装置Ｓ２においては、供給流路１が絞られることなく直管とされており、この供給流路１の内部に、第１漏斗形状部材２０（低圧化手段）と、第２漏斗形状部材３０と、接続部４０とが設置されている。
【００２９】
第１漏斗形状部材２０は、上記実施形態の絞り部１０の代わりに供給流路１の内部を絞るものである。この第１漏斗形状部材２０は、供給流路１内の排気ガス流れの後流側に向けて絞られており、供給流路１の管体部４と接続される領域の上流側に配置されている。
そして、第１漏斗形状部材２０の絞り量は、上記実施形態における絞り部１０と同様に、供給流路１の管体部４が接続される領域の内圧が空気供給部９から供給される空気Ａの圧力よりも低くなるように設定されている。
【００３０】
第２漏斗形状部材３０は、供給流路１内の排気ガス流れの後流側に向けて拡げられており、接続部４０を介して第１漏斗形状部材２０と接続されている。
接続部４０は、第１漏斗形状部材２０と第２漏斗形状部材３０とを接続するものであり、供給流路１の管体部４と接続される領域に配置されている。そして、この接続部４０には、複数の貫通孔４０ａが形成されている。
【００３１】
このような構成を有する本実施形態のバーナ装置Ｓ２においては、第１漏斗形状部材２０によって、排気ガスＸの圧力が、空気供給部９によって管体部４に供給される空気Ａの圧力よりも低下される。そして、接続部４０に貫通孔４０ａが形成されていることから、供給流路１の管体部４と接続される領域の内圧も排気ガスＸと同様に低下する。この際、空気Ａの圧力は、絞り部１０の上流側の内圧よりも低く、管体部４内の内圧よりも高くなる。このため、常に空気供給部９からの空気Ａが管体部４の内部に引き込まれることとなり、容易に管体部４の内部に空気Ａを供給することができる。
また、燃焼領域Ｎにおいて生成された高温ガスＺは、貫通孔４０ａを介して供給流路１の後流側に運ばれる。
【００３２】
さらに、本実施形態のバーナ装置Ｓ２においては、第２漏斗形状部材３０によって、流速が速められた排気ガスＸの流速が緩やかに減速されて昇圧される。このため、供給流路１の内部に乱流が形成され難く、供給流路１の圧力損失が増大することを抑制することができる。
【００３３】
そして、以上のような本実施形態のバーナ装置Ｓ２によれば、供給流路１と別体の第１漏斗形状部材２０によって排気ガスＸの圧力低下が図られるため、供給流路１の形状を変化させることなく、供給流路１の管体部４と接続される領域の内圧を低下させることが可能となる。
【００３４】
（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。なお、本実施形態の説明において、上記第１あるいは第２実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３５】
図３は、本実施形態のバーナ装置Ｓ３の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のバーナ装置Ｓ３は、上記第２実施形態において説明した、供給流路１内に配置される第１漏斗形状部材２０と、第２漏斗形状部材３０と、接続部４０のうち、第１漏斗形状部材２０のみが設けられている。
【００３６】
このような構成を採用する本実施形態のバーナ装置Ｓ３によれば、第１漏斗形状部材２０の後流側に乱流が形成されるために供給流路１の圧力損失が高まるものの、第２実施形態のバーナ装置Ｓ２と比較して部品点数を削減することができる。
【００３７】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｓ１〜Ｓ３……バーナ装置、１……供給流路（排気ガス通過流路）、２……燃焼部、４……管体部、９……空気供給部、１０……絞り部（低圧化手段）、２０……第１漏斗形状部材（漏斗形状部材）、３０……第２漏斗形状部材、４０……接続部、４０ａ……貫通孔、Ａ……空気、Ｎ……燃焼領域、Ｘ……排気ガス、Ｙ……燃料、Ｚ……高温ガス
【図１】
0005585061.tif 000002
【図２】
0005585061.tif 000003
【図３】
0005585061.tif 000004