(57)【要約】  バーナーは筒状の内筒部（３３）と筒状の外筒部（３１）とを含む。内筒部（３３）は燃料と空気とを混合する。外筒部（３１）は内筒部（３３）を囲む。内筒部（３３）の周壁には混合気流出孔（４２）が形成される。混合気流出孔（４２）は、外筒部（３１）の内周面と内筒部（３３）の外周面との間の隙間と内筒部の内部とを連通する。外筒部（３１）の周壁には、隙間にさらに空気を供給する空気供給孔（３１ｈ）が形成されている。
2014027596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とを混合する筒状の内筒部と、
前記内筒部を囲む筒状の外筒部と、を備え、
前記内筒部の周壁には、
前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との間の隙間と前記内筒部の内部とを連通する混合気流出孔が形成され、
前記外筒部の周壁には、
前記隙間にさらに空気を供給する空気供給孔が形成されている
バーナー。
【請求項２】
前記内筒部は、
前記燃料の供給される筒端である基端と、
前記基端とは反対側の筒端である先端と、を有しており、
前記内筒部は、
前記先端を覆う板状の蓋部を備える
請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記混合気流出孔は、前記内筒部における軸方向の中央よりも前記先端側の部位に形成され、
前記空気供給孔は、前記内筒部における軸方向の中央よりも前記基端側の部位と対向する前記外筒部の部位に形成されている
請求項２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記内筒部には、
複数の前記混合気流出孔が形成され、
前記複数の混合気流出孔の各々は、前記内筒部の周方向にて間隔を空けて形成され、
前記外筒部と前記内筒部との間の前記隙間には、
前記内筒部の周方向に沿った環状に形成された多孔板が取り付けられている
請求項１から３のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項５】
前記内筒部の周方向に沿って空気を旋回させながら前記内筒部に対して当該空気を供給する空気旋回部をさらに備える
請求項１から４のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項６】
燃料を供給する燃料供給部と、
前記空気旋回部と前記内筒部との間に配置された絞り部と、をさらに備え、
前記絞り部には、前記内筒部の軸方向に沿って前記絞り部を貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔の流路面積は、前記内筒部の流路面積よりも小さく、
前記燃料供給部は、貫通孔に向けて燃料を供給する
請求項５に記載のバーナー。
【請求項７】
前記外筒部の内周面によって区画される燃焼室と、
前記燃焼室内にて前記空気と前記燃料との混合気に着火する着火部と、
前記内筒部内の前記混合気に接し、且つ、前記燃焼室内の流体が衝突する循環流生成部と、をさらに備え、
前記外筒部の２つの端部のうちの一方が、前記混合気の燃焼によって生成された既燃ガスを排出する排出口であり、
前記循環流生成部は、
前記着火部から前記排出口に向けて流れる前記流体と衝突して、前記流体の一部に前記流体の流れる方向における上流と下流との間で循環する循環流を生成する
請求項１から６のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項８】
前記循環流生成部は、
前記燃焼室内にて前記流体が衝突する邪魔板を備え、
前記邪魔板は、
前記外筒部の延びる方向における前記内筒部と前記排出口との間に配置され、
前記燃焼室における前記邪魔板と前記内筒部の外周面との間に、該邪魔板の前記上流に前記循環流を生成する第１の循環流生成空間を形成し、
前記燃焼室における前記邪魔板の下流に、前記循環流を生成する第２の循環流生成空間を形成する
請求項７に記載のバーナー。
【請求項９】
前記循環流生成部は、
前記内筒部内に挿入されて前記内筒部の中心軸と平行な方向に沿って延びる伝熱部を備える
請求項７に記載のバーナー。
【請求項１０】
前記邪魔板の側面と、前記外筒部の内周面との間に、狭小部が形成され、
前記狭小部の流路面積は、前記外筒部の内周面の流路面積より小さい、
請求項８記載のバーナー。
【請求項１１】
前記外筒部の内径に対する前記邪魔板の外径の比率が、０．６以上０．８以下である
請求項８に記載のバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、燃料と空気とを混合する筒部を備えるバーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、排気中の微粒子をディーゼル微粒子捕集フィルター（以下、フィルター）によって捕らえるエンジンの排気浄化装置が広く用いられている。この排気浄化装置では、フィルターが排気中の微粒子を捕らえることによって排気が浄化される一方で、フィルターから微粒子を取り除くことによってフィルターの機能を保つことが必要とされる。そこで、特許文献１に記載のように、排気を加熱するバーナーを備えた排気浄化装置が提案されている。こうした排気浄化装置では、バーナーでの燃料の燃焼によって排気が加熱されることで、微粒子の主成分である煤が取り除かれる程度にまでフィルターの温度が高められる。そして、フィルターに堆積した微粒子が取り除かれることによって、フィルターの機能が取り戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５７８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気の流れる方向として、バーナーのエンジン側を上流とし、バーナーのフィルター側を下流とした場合、排気の加熱に用いられる燃料は、バーナーの上流から下流に向けて供給される。加えて、燃料の燃焼に用いられる空気も、バーナーの上流から下流に向けて供給される。しかしながら、こうした燃料と空気との供給の方式では、燃料に対して十分に空気が供給されないため、バーナーに供給される燃料の一部が燃焼されない状態で排気されてしまう。そこで、上述のバーナーでは、燃料の燃焼効率を高めることが望まれている。【０００５】
本開示の技術は、燃料の燃焼効率を高めることのできるバーナー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】
【０００６】
本開示におけるバーナーの一態様は、燃料と空気とを混合する筒状の内筒部と、前記内筒部を囲む筒状の外筒部と、を備える。そして、前記内筒部の周壁には、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との間の隙間と前記内筒部の内部とを連通する混合気流出孔が形成され、前記外筒部の周壁には、前記隙間にさらに空気を供給する空気供給孔が形成されている。【０００７】
本開示におけるバーナーの一態様によれば、内筒部内の混合気の一部は、内筒部と外筒部との間の隙間に混合気流出孔から入る。さらに、内筒部と外筒部との間の隙間には、空気供給孔を通じて空気が入る。すなわち、内筒部と外筒部との間の隙間には、内筒部から混合気が入り、外筒部から空気が入る。そのため、混合気と空気とが互いに異なる方向から上述の隙間に入る。これにより、混合気に含まれる燃料と空気とが互いに同一の方向に向けて流れる構成と比べて、混合気と空気との衝突する確立が高まる。それゆえに、燃料と空気とが混ざりやすくなる結果、燃料に対する空気の不足が抑えられることによって、燃料の燃焼効率が高められる。【０００８】
本開示におけるバーナーの他の態様は、前記内筒部は、前記燃料の供給される筒端である基端と、前記基端とは反対側の筒端である先端とを有しており、前記内筒部は、前記先端を覆う板状の蓋部を備える。【０００９】
本開示におけるバーナーの他の態様によれば、内筒部内の混合気が先端から内筒部外に流れ出ることが蓋部によって抑えられる。そのため、内筒部内の混合気が混合気流出孔から上述の隙間に向けて入りやすくなる。これにより、内筒部内の混合気の量が同一であるという前提では、上記蓋部がない構成と比べて、上述の隙間にて空気と衝突する混合気の量が多くなる。それゆえに、燃料に対する空気の不足がより抑えられるため、燃料の燃焼効率がさらに高められる。【００１０】
本開示におけるバーナーの他の態様では、前記混合気流出孔は、前記内筒部における軸方向の中央よりも前記先端側の部位に形成される。そして、前記空気供給孔は、前記内筒部における軸方向の中央よりも前記基端側の部位と対向する前記外筒部の部位に形成されている。【００１１】
本開示におけるバーナーの他の態様によれば、内筒部内の混合気は、内筒部における先端側から上述の隙間に入る。これに対して、空気供給孔を通じた空気は、混合気の入る位置よりも基端側から上述の隙間に入る。すなわち、上述の隙間に入った空気の流れる先に混合気が供給される。しかも、上述の隙間に入った空気のうち、内筒部の外周面に沿って流れる空気は、上述の隙間に入る混合気に対して略直交する方向から衝突する。そのため、直交以外の交差方向にてこれらが衝突する構成と比べて、混合気と空気とが混ざりやすくなる。【００１２】
本開示におけるバーナーの他の態様は、前記内筒部には、複数の前記混合気流出孔が形成され、前記複数の混合気流出孔の各々は、前記内筒部の周方向にて間隔を空けて形成される。そして、前記外筒部と前記内筒部との間の前記隙間には、前記内筒部の周方向に沿った環状に形成された多孔板が取り付けられている。【００１３】
本開示におけるバーナーの他の態様によれば、複数の混合気流出孔が周方向に点在するため、混合気は、上記隙間の周方向にわたって供給される。また、隙間には多孔板が取り付けられているため、空気も隙間の周方向にわたって供給される。それゆえに、混合気と空気とが、互いに異なる周方向での偏りを有して隙間に対して供給されることが抑えられる。結果として、混合気と空気とが混ざりやすくなる。【００１４】
本開示におけるバーナーの他の態様は、前記内筒部の周方向に沿って空気を旋回させながら前記内筒部に対して当該空気を供給する空気旋回部をさらに備える。
本開示におけるバーナーの他の態様によれば、空気が周方向に旋回する状態で当該空気が内筒部に供給される。そのため、燃料が内筒部に対して供給される状態が同一であるという前提では、空気が内筒部の軸方向に流れる状態で内筒部に供給される構成と比べて、内筒部内にて燃料と空気とが混ざりやすくなる。それゆえに、燃料と空気とがより混合された状態で上記隙間に供給されることから、燃料に対する空気の不足がより抑えられる。【００１５】
本開示におけるバーナーの他の態様は、燃料を供給する燃料供給部と、前記空気旋回部と前記内筒部との間に配置された絞り部と、をさらに備える。そして、前記絞り部には、前記内筒部の軸方向に沿って前記絞り部を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔の流路面積は、前記内筒部の流路面積よりも小さく、前記燃料供給部は、貫通孔に向けて燃料を供給する。【００１６】
本開示におけるバーナーの他の態様によれば、燃料と空気とは、空気旋回部よりも開口面積の小さい貫通孔を通って内筒部に供給される。そのため、空気旋回部内の燃料と空気とが一旦、貫通孔に向けて集まる分、絞り部が形成されていない構成と比べて、燃料と空気とが混ざりやすくなる。それゆえに、燃料と空気とがより混合された状態で上記隙間に供給されることから、燃料に対する空気の不足がより抑えられる。【００１７】
本開示におけるバーナーの他の態様は、前記外筒部の内周面によって区画される燃焼室と、前記燃焼室内にて前記空気と前記燃料との混合気に着火する着火部と、前記内筒部内の前記混合気に接し、且つ、前記燃焼室内の流体が衝突する循環流生成部と、をさらに備える。前記外筒部の２つの端部のうちの一方が、前記予混合気の燃焼によって生成された既燃ガスを排出する排出口である。前記循環流生成部は、前記着火部から前記排出口に向けて流れる流体と衝突して、前記流体の一部に前記流体の流れる方向における上流と下流との間で循環する循環流を生成する。【００１８】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様によれば、循環流生成部が、燃焼室内に未燃燃料を含む流体の循環流を生成するため、未燃燃料が燃焼室内で滞留する時間が長くなる。そのため、流体が火炎に取り込まれやすくなり、流体に含まれる未燃燃料が燃焼されやすくなる。また、循環流は、着火部から排出口へ向かう流れの少なくとも一部において、流体の流れる方向における上流と下流との間で循環するため、未燃燃料の濃度分布が、流体の流れる方向にて均一化される。さらに、循環流生成部は、燃焼室内で循環流に接触するため、例えば循環流生成部が層流に接触する場合に比べて、燃焼室内の既燃ガスから循環流生成部が吸収する熱量が増大する。そのため、循環流生成部は、予混合気に熱を伝播させることで、予混合気に含まれる気化した燃料の液化を抑制し、且つ、液化した燃料の気化を促進する。【００１９】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様は、前記循環流生成部が、前記燃焼室内にて前記流体が衝突する邪魔板を備える。前記邪魔板は、前記外筒部の延びる方向における前記内筒部と前記排出口との間に配置され、前記燃焼室における前記邪魔板と前記内筒部の外周面との間に、該邪魔板の前記上流に前記循環流を生成する第１の循環流生成空間を形成し、前記燃焼室における前記邪魔板の下流に前記循環流を生成する第２の循環流生成空間を形成する。【００２０】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様によれば、邪魔板の上流と下流との各々に循環流生成空間が形成される。そのため、未燃燃料が火炎に取り込まれることによって燃焼される機会が増え、且つ、邪魔板が２つの面で循環流に接触するため、邪魔板が既燃ガスから吸収する熱量がさらに増大される。【００２１】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様は、前記循環流生成部が、前記内筒部内に挿入されて前記内筒部の中心軸と平行な方向に沿って延びる伝熱部を備える。
本開示の技術におけるバーナーの他の態様によれば、伝熱部が、予混合室の全体にわたって、気化した燃料の液化を抑制し、且つ、液化した燃料の気化を促進する。【００２２】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様は、前記邪魔板の側面と前記外筒部の内周面との間に、狭小部が形成され、前記狭小部の流路面積は、前記外筒部の内周面の流路面積より小さい。【００２３】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様によれば、狭小部を介して燃焼室内の流体が邪魔板の下流に勢いよく流れ込むため、邪魔板の下流を減圧することによって、未燃燃料の拡散が促される。【００２４】
本開示の技術におけるバーナーの他の態様は、前記外筒部の内径に対する前記邪魔板の外径の比率が、０．６以上０．８以下である。
本開示の技術におけるバーナーの他の態様によれば、邪魔板の上流での圧力が適切に調整される。また、流体の混合効率が高められることで、バーナーから排出される未燃燃料の量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示におけるバーナーの第１実施形態にて、バーナーの搭載されるディーゼルエンジンの全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態におけるバーナーの断面構造を示す断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿った第１実施形態におけるバーナーの断面構造を示す断面図である。
【図４】第１実施形態におけるバーナーでの流体の流れを示す図である。
【図５】本開示におけるバーナーの第２実施形態の断面構造を示す断面図である。
【図６】第２実施形態におけるバーナーでの流体の流れを示す図である。
【図７】比率（ｄ／Ｄ）と未燃燃料の排出濃度との関係、及び、比率（ｄ／Ｄ）と邪魔板の上流の圧力との関係を示すグラフである。
【図８】比率（Ｌ１／Ｌ）と未燃燃料の排出濃度との関係、及び、比率（Ｌ１／Ｌ）と邪魔板の上流の圧力との関係を示すグラフである。
【図９】変形例におけるバーナーの断面構造を示す断面図である。
【図１０】伝熱部の変形例における断面構造を示す断面図である。
【図１１】伝熱部の変形例における断面構造を示す断面図である。
【図１２】循環流生成部の変形例における側面構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
図１から図４を参照してバーナーの第１実施形態を説明する。まず、バーナーが搭載されるディーゼルエンジンの全体構成について、図１を参照して説明する。なお、ここでは、ディーゼルエンジンに吸入された空気の通路、及び、ディーゼルエンジンから排出される空気の通路について主に説明する。また、以下では、説明の対象となる部材に対する吸入空気の供給側が部材の上流であり、他方、説明の対象となる部材に対する排気の排出側が部材の下流である。
【００２７】
［ディーゼルエンジンの概略構成］
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０のシリンダーブロック１１には、一列に並んだ６つのシリンダー１１ａが形成されている。６つのシリンダー１１ａには、各シリンダー１１ａに吸入空気を供給するための吸気マニホールド１２と、各シリンダー１１ａからの排気が流入する排気マニホールド１６とが接続されている。
【００２８】
吸気マニホールド１２に取り付けられた吸入空気の通路である吸気管１３の上流端には、エアクリーナー１４が取り付けられている。吸気管１３の途中には、ターボチャージャーＴＣのコンプレッサー１５が取り付けられている。排気マニホールド１６には、排気の通路である排気管１８が接続されている。排気マニホールド１６には、ＥＧＲ配管１７が接続され、ＥＧＲ配管１７は、吸気管１３と排気マニホールド１６とを接続することで排気を吸気管１３に流入させる。排気管１８の上流側には、上述したコンプレッサー１５に連結されるタービン１９が接続されている。排気管１８の途中には、排気浄化装置２０が搭載され、排気浄化装置２０は排気管１８中の微粒子、例えば煤を取り除くことで排気を浄化する。
【００２９】
排気浄化装置２０の筐体２０ｈには、排気中に含まれる微粒子を捕らえるフィルター２１が収容され、フィルター２１の上流には、排気を加熱するためのバーナー３０が配置されている。フィルター２１は、例えば、多孔質のセラミックで形成されたハニカム構造を有し、ハニカム構造を構成する柱体の内壁面に排気中の微粒子を捕らえる。筐体２０ｈには、排気浄化装置２０よりも上流側の排気管１８と、排気浄化装置２０よりも下流側の排気管１８と、空気供給管１３ａとが接続されている。空気供給管１３ａは、バーナー３０と吸気管１３におけるコンプレッサー１５の下流とに接続され、空気供給管１３ａの途中には空気バルブ１３ｂが取り付けられている。空気供給管１３ａでは、空気バルブ１３ｂが開弁されている間にわたって、吸気管１３から排気浄化装置２０へ吸入空気が流入する。一方、空気バルブ１３ｂが閉弁されたとき、吸気管１３から排気浄化装置２０への吸入空気の流入が止められる。
【００３０】
［バーナーの構成］
図２及び図３を参照してバーナー３０の構成を説明する。
図２に示されるように、バーナー３０を構成する円筒形状のバーナー筐体３０ｈでは、バーナー筐体３０ｈの径方向に沿って延びる空気供給管１３ａが、バーナー筐体３０ｈの中心軸Ａが延びる方向である軸方向の途中に接続されている。バーナー筐体３０ｈの内部にて空気供給管１３ａの開口と向かい合う部位には、空気案内板３０ｇが取り付けられている。空気案内板３０ｇは、空気供給管１３ａの開口との距離がバーナー筐体３０ｈの周方向に沿って徐々に大きくなる板状に形成されている。空気案内板３０ｇとバーナー筐体３０ｈの内周面とによって形成される開口から供給される空気は、空気案内板３０ｇと衝突してバーナー筐体３０ｈの周方向に沿ってバーナー筐体３０ｈの内部に案内される。
【００３１】
バーナー筐体３０ｈにおけるフィルター２１とは反対側の端壁である筐体側壁３０ａには、バーナー筐体３０ｈと同心の円筒形状に形成された外筒部３１が、外筒部３１の外周面とバーナー筐体３０ｈの内周面との間に隙間を空けた状態で固定されている。
【００３２】
外筒部３１の外周面におけるフィルター２１側の端部には、外筒部３１における径方向の外側に延びる円環形状の筐体フランジ部３０ｆが固定されている。筐体フランジ部３０ｆは、バーナー筐体３０ｈにおける筐体側壁３０ａとは反対側の端部に固定されている。バーナー筐体３０ｈの内周面と外筒部３１の外周面との間の隙間が、筐体側壁３０ａと筐体フランジ部３０ｆとによって塞がれている。
【００３３】
なお、筐体フランジ部３０ｆは、バーナー筐体３０ｈと同心の円筒形状に形成されたフィルター筐体における上流側に連結される。バーナー筐体３０ｈとフィルター筐体とが、排気浄化装置２０の筐体２０ｈを構成する。
【００３４】
外筒部３１の内周面には、外筒部３１と同心の円環形状に形成された絞り部の一例である絞り板３２が固定されている。絞り板３２における筐体フランジ部３０ｆ側の面には、外筒部３１と同心の円筒形状に形成された内筒部の一例である混合内筒部３３が、混合内筒部３３と外筒部３１との間に隙間が空いた状態で固定されている。
【００３５】
混合内筒部３３の外周面では、混合内筒部３３における径方向の外側に延びる環状の多孔板３４が、混合内筒部３３における軸方向の途中に固定されている。多孔板３４の外径は外筒部３１の内径に略等しく、多孔板３４の側面は外筒部３１の内周面に固定されている。多孔板３４には、軸方向に沿って多孔板３４を貫通する複数の空気拡散孔３４ｈが形成されている。複数の空気拡散孔３４ｈは、多孔板３４の周方向の全体に相互に間隔を空けて形成されている。
【００３６】
外筒部３１の周壁には、外筒部３１の軸方向における絞り板３２の固定位置と、多孔板３４の固定位置との間に、外筒部３１の内周面と外周面との間を径方向に貫通する複数の空気供給孔３１ｈが、外筒部３１の周方向にて間隔を空けて等配されている。
【００３７】
絞り板３２には、絞り板３２と同心の円形孔である１つの混合孔３２ｈが形成されている。筐体側壁３０ａにおける混合孔３２ｈと向かい合う位置には、燃料供給部３５の噴射口３５ｎが固定されている。燃料供給部３５は、例えばディーゼルエンジン１０の燃料タンクに接続されている。燃料供給部３５は、燃料タンクから供給された燃料を気化させた状態で外筒部３１内に噴射する。
【００３８】
噴射口３５ｎは、例えば、複数の開口から形成され、噴射口３５ｎは、上記中心軸Ａに対する放射方向に配置されている。噴射口３５ｎと混合孔３２ｈとの距離は、噴射口３５ｎから噴射された燃料が混合孔３２ｈを通過することの可能な距離に設定されている。
【００３９】
混合内筒部３３を構成する筒状部４１は、外筒部３１と同心の円筒状に形成されている。筒状部４１の周壁には、筒状部４１の軸方向の中央よりもフィルター２１側に、筒状部４１の内周面と外周面との間を径方向に沿って貫通する複数の混合気流出孔４２が形成されている。筒状部４１では、筒状部４１の周方向に沿って並ぶ複数の混合気流出孔４２から構成される３列の孔列が、筒状部４１の軸方向に沿って配置されている。なお、３列の孔列のうち、筐体側壁３０ａに最も近い位置に形成された孔列の各混合気流出孔４２は、フィルター２１に最も近い位置に形成された孔列に含まれる混合気流出孔４２のいずれかと軸方向にて重なる。筐体側壁３０ａに最も近い位置に形成された孔列とフィルター２１に最も近い位置に形成された孔列とに挟まれた孔列の各混合気流出孔４２は、他の孔列に含まれる混合気流出孔４２のいずれとも軸方向にて重ならない。
【００４０】
筒状部４１におけるフィルター２１側の端部には、筒状部４１と同心の円板形状に形成された蓋部４３が取り付けられている。蓋部４３の直径は、筒状部４１の外径に略等しく、筒状部４１におけるフィルター２１側の端部は、蓋部４３によって塞がれている。
【００４１】
筒状部４１の外周面には、筒状部４１の軸方向の中央よりもフィルター２１側に、筒状部４１と同心の円筒状に形成された火炎抑止部４４が取り付けられている。火炎抑止部４４は、複数の混合気流出孔４２の各々における筒状部４１の外周面に形成された開口と、蓋部４３の側面とを覆っている。火炎抑止部４４は、例えば、各種金属によって形成された金網である。火炎抑止部４４の開き目は、混合気流出孔４２の直径よりも小さく、且つ、火炎抑止部４４の外側に形成された火炎が火炎抑止部４４の内側に向けて通過できない程度に小さい。火炎抑止部４４の開き目は、混合内筒部３３で形成された混合気が通過できる程度に大きい。
【００４２】
筒状部４１における軸方向の中央よりもフィルター２１側、且つ、筒状部４１の外周面における径方向の外側には、点火部３６の一端である先端が配置されている。点火部３６の先端は、混合気流出孔４２のいずれかに向かい合う状態で配置されることが好ましい。点火部３６は、外筒部３１及びバーナー筐体３０ｈに固定されている。
【００４３】
外筒部３１のうち、筐体側壁３０ａと絞り板３２とに挟まれる部位には、外筒部３１の周方向の全体にわたって空気旋回部３７が形成されている。
図３に示されるように、空気旋回部３７は、複数の旋回孔５１と旋回孔５１と同数の折り返し部５２とから構成されている。複数の旋回孔５１は、外筒部３１の周方向にて等配され、各旋回孔５１は、矩形孔状に形成されている。複数の折り返し部５２は、各旋回孔５１における周方向の一側部から外筒部３１の内側に折り曲げられた板状に形成されている。各旋回孔５１から空気旋回部３７の内部に入る空気は、折り返し部５２に沿って案内されて空気旋回部３７の内部で旋回する。各折り返し部５２が外筒部３１の内周面に対して傾斜する方向は、空気案内板３０ｇがバーナー筐体３０ｈに対して傾斜する方向と同じ方向である。
【００４４】
［バーナーの作用］
図４を参照してバーナー３０での燃料の燃焼を説明する。なお、図４では、空気供給管１３ａからバーナー３０に供給される空気の流れが太線矢印で示され、燃料供給部３５から噴射される燃料と空気との混合気の流れが細線矢印で示されている。また、図４では、燃料の燃焼によって生じる火炎が二点鎖線で示されている。
【００４５】
図４に示されるように、バーナー３０では、燃料の燃焼が行われる際に、まず、空気供給管１３ａからの空気が、バーナー筐体３０ｈの内周面と外筒部３１の外周面との間の隙間を通って、筐体側壁３０ａに向けて流れる。これにより、バーナー３０での燃料の燃焼が開始されて以降は、火炎Ｆによって加熱された外筒部３１から熱を受けることによって、空気が加熱される。
【００４６】
しかも、バーナー３０内に供給された空気は、空気案内板３０ｇに衝突するため、バーナー筐体３０ｈの径方向に沿った空気の流れは、バーナー筐体３０ｈの周方向に沿った空気の流れに変えられる。これにより、バーナー３０内に供給された空気は、バーナー筐体３０ｈの内周面と外筒部３１の外周面との間の隙間をバーナー筐体３０ｈの周方向に沿いながら筐体側壁３０ａに向けて流れる。そのため、バーナー３０内に供給された空気がバーナー筐体３０ｈの周方向に沿って旋回しない構成と比べて、隙間内での空気の流れる距離が大きくなる。それゆえに、空気案内板３０ｇが取り付けられた構成では、空気の温度がより高められる。
【００４７】
また、上記隙間におけるフィルター２１側の端部は、筐体フランジ部３０ｆによって塞がれている。そのため、空気供給管１３ａからバーナー３０に供給された空気の一部が、フィルター２１側に流れ出ることが抑えられる。
【００４８】
筐体側壁３０ａに向けて流れる空気の一部は、外筒部３１における筐体側壁３０ａ側の端部に形成された旋回孔５１から外筒部３１の内側に流入する。このとき、外筒部３１の内側に流入する空気は、折り返し部５２に案内されながら外筒部３１内に流入するため、空気の流れは、外筒部３１の内周面に沿って旋回しながらその旋回半径を小さくする旋回流に変えられる。そして、外筒部３１の内側に流入した空気は、外筒部３１の内側で旋回しながら絞り板３２の混合孔３２ｈに向けて流れる。
【００４９】
次いで、燃料供給部３５からの燃料の噴射が開始されると、気化された燃料が、噴射口３５ｎから絞り板３２の混合孔３２ｈに向けて噴射される。このとき、外筒部３１内を流れる空気も混合孔３２ｈに向けて流れることから、混合孔３２ｈを通る燃料と混合孔３２ｈを通る空気とが混合孔３２ｈの近傍で混合される。しかも、混合孔３２ｈを通る空気は旋回しながら混合孔３２ｈを通るため、混合孔３２ｈを通る空気が単に軸方向に沿って流れる構成よりも、燃料と空気とが混合孔３２ｈの近傍で混合されやすくなる。
【００５０】
そして、混合孔３２ｈを通過した混合気は、混合内筒部３３に流入する。ここで、混合孔３２ｈの流路面積に対して筒状部４１の流路面積が大きいため、混合孔３２ｈにて一旦絞られた混合気の流れは、旋回しながらその旋回半径を再び大きくする。このように、混合気は、混合内筒部３３に流入した後も旋回している状態に保たれるため、混合内筒部３３内においても混合気に含まれる空気と燃料とが混合される。それゆえに、混合気が混合内筒部３３内を軸方向に沿って流れる構成と比べて、燃料と空気とが混合されやすくなる。そして、混合内筒部３３内を旋回しながら流れる混合気は、筒状部４１に形成された混合気流出孔４２に到達して、混合気流出孔４２を通って筒状部４１における径方向の外側に流れ出る。これにより、混合内筒部３３の外周面と外筒部３１の内周面とによって形成される隙間に混合気が供給される。なお、混合孔３２ｈの流路面積は、中心軸Ａと直交する断面における混合孔３２ｈの面積であり、また、筒状部４１の流路面積は、同じく、中心軸Ａと直交する断面における筒状部４１の面積である。
【００５１】
一方、空気供給管１３ａからバーナー３０内に供給された空気の一部は、筐体側壁３０ａに向かう途中で、外筒部３１と筒状部４１との間の隙間のうち、絞り板３２と多孔板３４とに挟まれた空間に空気供給孔３１ｈから流れ込む。そして、空気供給孔３１ｈから流れ込んだ空気は、多孔板３４に形成された空気拡散孔３４ｈを通って、筒状部４１と外筒部３１との間の隙間に流れ出る。このように、空気は、外筒部３１の周方向に等配された複数の空気供給孔３１ｈと、多孔板３４の周方向における全体に形成された複数の空気拡散孔３４ｈとを通ってフィルター２１側に流れ出る。そのため、外筒部３１と筒状部４１との間の隙間を流れる空気の流量が、外筒部３１の周方向において偏ることが抑えられる。
【００５２】
ここで、多孔板３４を通って空気が流れる先では、上述のように、筒状部４１に形成された混合気流出孔４２から、筒状部４１における径方向の外側に向けて混合気が流れ出る。この際に、多孔板３４からフィルター２１側に向けて流れる空気と、混合気流出孔４２から流れ出た混合気とでは、各気体の流れが相互に交差するため、各気体の相互に衝突する確率が高くなる。これに対し、例えば、混合気と、混合気に対して加えられる空気とが同じ向きに流れる構成では、混合気の流れの一部は空気の流れと重なる一方、混合気の流れにおける残りの部分は空気の流れと重ならないことも少なくない。
【００５３】
そのため、混合気と空気とが互いに交差する方向から合流する構成であれば、空気が混合気と同じ向きに流れる構成と比べて、混合気と空気とが混ざりやすくなる。これにより、バーナー３０内で燃焼される燃料に対して空気の量が不足するために未燃の燃料が生じることが抑えられる。
【００５４】
例えば、複数の混合気流出孔４２が筒状部４１の周面ではなく蓋部４３のみに形成されたバーナーが参考となる形態である。こうした参考となる形態では、混合気と混合気に加えられる空気とが同じ向きに流れる。この際に、ディーゼルエンジン１０の運転状態、及び、バーナーの駆動の状態をそれぞれ本実施形態と同一とし、本実施形態と参考となる形態とで未燃の燃料量を測定したところ、本実施形態での未燃の燃料量は、参考となる形態での未燃の燃料量よりも３０％少ないことが認められた。
【００５５】
また、混合気流出孔４２から流れ出た混合気への着火によって生じる火炎Ｆは、火炎抑止部４４の開き目を通過することができない。加えて、火炎Ｆが火炎抑止部４４に触れることによって、火炎Ｆと火炎抑止部４４との間で熱交換が行われる。そのため、火炎Ｆが混合気流出孔４２を通って筒状部４１の内側に広がることが抑えられる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態におけるバーナーによれば、以下に列挙する効果（利点）を得ることができる。
（１）筒状部４１と外筒部３１との間の隙間に供給された混合気の一部と空気の一部とが、互いに異なる方向に向けて隙間内を流れるため、混合気の一部と空気の一部との衝突する確率が高められる。それゆえに、燃料と空気とが混ざりやすくなるため、燃料に対する空気の不足が抑えられることによって、燃料の燃焼効率が高められる。
【００５７】
（２）筒状部４１に入る混合気は、筒状部４１におけるフィルター２１側の開口部から筒状部４１外に流れ出ることが蓋部４３によって抑えられる。そのため、筒状部４１に入る混合気のほとんどは、筒状部４１と外筒部３１との間の隙間に対し混合気流出孔４２から流れ出る。これにより、多孔板３４を通過した空気と衝突する混合気の量が多くなる。それゆえに、燃料に対する空気の不足がより抑えられるため、燃料の燃焼効率がさらに高められる。
【００５８】
（３）筒状部４１に入る混合気は、混合気流出孔４２から筒状部４１における径方向の外側に対して流れ出る。これに対して、筒状部４１と外筒部３１との間の隙間を流れる空気は、混合気が上記径方向の外側に対して流れ出る位置よりも筐体側壁３０ａ側からフィルター２１側に向けて流れる。そのため、混合気流出孔４２から流れ出た混合気は、筒状部４１と外筒部３１との間の隙間を流れる空気と確実に衝突する。しかも、混合気の流れる方向と、混合気と合流する空気の流れる方向とが略直交するため、混合気と空気とがより混ざりやすくなり、ひいては、燃料の燃焼効率が高められる。
【００５９】
（４）複数の混合気流出孔４２が周方向に点在するため、混合気は、上記隙間の周方向の全体にわたって供給される。また、隙間には多孔板３４が取り付けられているため、空気も隙間の周方向の全体にわたって供給される。それゆえに、混合気と空気とが、互いに異なる周方向での偏りを有して隙間に対して供給されることが抑えられる。結果として、混合気と空気とが混ざりやすくなる。
【００６０】
（５）空気旋回部３７に供給された空気が、周方向に旋回する状態で混合内筒部３３に供給されるため、混合内筒部３３内にて燃料と空気とが混ざりやすくなる。それゆえに、燃料と空気とがより混合された状態で上記隙間に供給されることから、燃料に対する空気の不足がより抑えられる。
【００６１】
（６）空気旋回部３７に供給された燃料と空気とは、空気旋回部３７よりも開口面積の小さい混合孔３２ｈを通って混合内筒部３３に供給される。そのため、空気旋回部３７内の燃料と空気とが一旦、混合孔３２ｈに向けて集まる分、燃料と空気とが混ざりやすくなる。それゆえに、燃料と空気とがより混合された状態で上記隙間に供給されることから、燃料に対する空気の不足がより抑えられる。
【００６２】
（７）燃料の燃焼に用いられる空気は、バーナー筐体３０ｈの内周面と外筒部３１の外周面との間の隙間にて加熱された状態で、外筒部３１内に供給される。これにより、燃料の燃焼が行われる雰囲気の温度が高められるため、加熱されていない空気が供給される構成と比べて、燃料が燃焼されやすくなる。
【００６３】
（８）混合内筒部３３に供給された混合気は、混合内筒部３３の外側に生成される火炎Ｆによって加熱される。そのため、燃料供給部３５によって燃料が十分に気化されなかったとしても、混合内筒部３３内にて燃料が気化されることで、燃料がより燃焼されやすくなる。
【００６４】
［第２実施形態］
図５から図８を参照してバーナーの第２実施形態を説明する。第２実施形態のバーナーは、第１実施形態のバーナーとは異なり、外筒部３１によって囲まれる空間に旋回流を形成する部材を備えている。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明する。また、以下では、バーナーの構成、バーナーの作用の順に説明する。
【００６５】
［バーナーの構成］
図５を参照してバーナーの構成を説明する。なお、図５は、第１実施形態にて説明された図２に対応するバーナーの断面図であり、図２と同等の構成に対して同一の符号が付されている。
【００６６】
図５に示されるように、第２の筒部３１における２つの端部のうち、ＤＰＦ２１側の筒端における開口には、略円環状の噴き出し板３８が設けられている。噴き出し板３８の中央には、噴き出し板３８を軸方向にて貫通する排出口３８ｈが形成されている。なお、第２の筒部３１が第１実施形態における外筒部３１に対応し、ＤＰＦ２１が第１実施形態におけるフィルター２１に対応する。
【００６７】
蓋部４３には、蓋部４３を軸方向にて貫通する１つの円形状の挿通孔４３ｈが形成されている。挿通孔４３ｈには、循環流生成部の一例であるバッフル部３９が固定されている。バッフル部３９は、長尺状の、すなわち、軸方向に沿って延びる伝熱部６１と、伝熱部６１の先端に接合された邪魔板６２とを備えている。伝熱部６１は棒状に形成され、挿通孔４３ｈに挿通されている。伝熱部６１の長手方向の略中央、すなわち、軸方向の略中央が蓋部４３によって支持されている。なお、第３の筒部４１は、第１実施形態における筒状部４１に対応する。
【００６８】
邪魔板６２は、円板状に形成され、邪魔板６２の直径ｄは、第３の筒部４１の直径よりも大きく、且つ、第２の筒部３１の内径Ｄよりも小さい。伝熱部６１は、邪魔板６２の中央から第３の筒部４１におけるＤＰＦ２１とは反対側の端部に向けて邪魔板６２の表面に対して垂直に延出している。バッフル部３９は、伝熱部６１の中心軸が第３の筒部４１の中心軸と一致した状態で第３の筒部４１に固定されている。
【００６９】
バッフル部３９は、第３の筒部４１に対して、邪魔板６２と第３の筒部４１の蓋部４３とが離間した状態で固定されている。つまり、伝熱部６１における２つの端部のうち、基端側ベース３０ａ側の端部である基端部は第３の筒部４１内に挿通され、ＤＰＦ２１側の端部である先端部は第３の筒部４１から突出している。邪魔板６２と、予混合室３１Ｐを囲む壁部としての蓋部４３との間には、伝熱部６１の先端部を取り囲む環状の第１の循環流生成空間３１ｂが形成される。なお、基端側ベース３０ａが第１実施形態の筐体側壁３０ａに対応する。
【００７０】
なお、予混合室３１Ｐは、燃焼に用いられる空気と燃料とを混合することによって混合気を生成する空間であり、第１の混合室３１Ｐ１と第２の混合室３１Ｐ２とから構成される。第１の混合室３１Ｐ１は、支持板３２、基端側ベース３０ａ、及び、第２の筒部３１の内周面によって区画される。なお、支持板３２が第１実施形態の絞り板３２に対応する。第２の混合室３１Ｐ２は、第３の筒部４１の内周面と蓋部４３とによって区画される。
【００７１】
邪魔板６２と第２の筒部３１の内周面との間には、邪魔板６２によって第２の筒部３１よりも流路面積が縮小された狭小部３１ｇが形成され、邪魔板６２と排出口３８ｈとの間には、第２の循環流生成空間３１ｃが形成される。狭小部３１ｇ、第２の循環流生成空間３１ｃ、及び、第１の循環流生成空間３１ｂを含む空間、すなわち、第２の筒部３１の内周面、区画板３４、噴き出し板３８によって区画される空間全体は、混合気を燃焼させる燃焼室３１ａとして機能する。燃焼室３１ａ内における区画板３４と邪魔板６２との間には、点火プラグ３６の着火部３６ａが配設されている。なお、区画板３４が第１実施形態における多孔板３４に対応し、点火プラグ３６が第１実施形態における点火部３６に対応する。
【００７２】
［バーナーの作用］
図６を参照してバーナー３０の作用を説明する。なお、図６では、空気の流れが破線で示され、混合気を含む流体の流れが実線で示されている。
【００７３】
図６に示されるように、バーナー３０での燃料の燃焼が開始されると、燃焼室３１ａには、未燃の燃料を含む混合気の残りと、混合気が燃焼することにより生じた既燃ガスとが混在する。それらのガス、すなわち、燃焼室３１ａ内の流体は、点火プラグ３６の着火部３６ａから排出口３８ｈへ向かって流れる。流体が着火部３６ａから排出口３８ｈに向けて流れる途中で、流体の一部が邪魔板６２の表面に衝突する。これにより、第１の循環流生成空間３１ｂにて循環流Ｓ１が生成される。循環流Ｓ１は、予混合室３１Ｐ内における旋回流の旋回方向とは異なる方向に回ることで、着火部３６ａから排出口３８ｈへ向かう流体の流れにおける上流側と下流側との間で循環する。言い換えると、流体は、第２の筒部３１の中心軸に沿った方向である上下方向に循環する。それゆえに、混合気における燃料の濃度分布が予混合室３１Ｐにてバーナー３０の径方向において均一化されることに加えて、燃焼室３１ａにて、混合気と既燃ガスとを含む流体内での燃料の濃度分布がさらに第２の筒部３１の上下方向（第２の筒部３１の中心軸に沿った方向）に均一化される。さらに、燃焼室３１ａ内に循環流Ｓ１が生成されることによって、未燃燃料が燃焼室３１ａに滞留する時間が長くなる。そのため、火炎Ｆに未燃燃料が取り込まれやすくなり、未燃燃料が燃焼されやすくなる。
【００７４】
燃焼室３１ａ内に生成される火炎Ｆの一部は邪魔板６２に接触し、且つ、狭小部３１ｇに流れるため、火炎Ｆに乱れが生じることによって火炎Ｆの面積も大きくなる。なお、火炎Ｆの形状は、燃焼用空気、混合気の流速、燃料濃度等に左右されるものであって、図６には、火炎Ｆの形状の一例が示されている。
【００７５】
既燃ガス及び混合気、すなわち、流体の残りの部分は、狭小部３１ｇを通過することによって、邪魔板６２の下流に勢いを増して流れ込む。流体が狭小部３１ｇを通過することによって、狭小部３１ｇよりも下流側の空間は減圧される。狭小部３１ｇを通過した流体は、第２の循環流生成空間３１ｃで循環流Ｓ２を生成し、第２の循環流生成空間３１ｃの全体に拡散する。循環流Ｓ２は、第１の循環流生成空間３１ｂで生成される循環流Ｓ１と同様に、着火部３６ａから排出口３８ｈへ向かう流体の流れの上流側と下流側との間で循環する。循環流Ｓ２が生成されることにより、排出口３８ｈから排出される直前で、混合気の残りと既燃ガスとが第３の筒部４１の中心軸に沿った方向である上下方向にてさらに混合され、未燃燃料の燃焼される機会がさらに増える。
【００７６】
一方、邪魔板６２は、邪魔板６２によって面積の拡大された火炎Ｆに接触することによって加熱される。邪魔板６２と、伝熱部６１のうちで燃焼室３１ａに露出された部分とは、既燃ガスにも接触する。特に、邪魔板６２は、その前後、すなわち、流体の流れる方向における邪魔板６２の上流と下流とに生成された循環流Ｓ１，Ｓ２に接触するため、既燃ガスから邪魔板６２が吸収する熱量が増大する。これにより、第３の筒部４１内で周方向に沿って旋回する混合気の温度は、第３の筒部４１に挿入された伝熱部６１から伝播する熱によって高められる。結果として、第３の筒部４１内で気化している燃料の液化が抑制され、且つ、第３の筒部４１内に液化した燃料が存在するとき、液化した燃料の気化が促される。
【００７７】
図７を参照して、第２の筒部３１の内径Ｄに対する邪魔板６２の直径ｄの比率（ｄ／Ｄ）を説明する。
図７に示されるように、比率（ｄ／Ｄ）は、燃焼室３１ａにおける未燃燃料の混合効率と邪魔板６２よりも上流の圧力、すなわち上流側圧力とを左右する。比率（ｄ／Ｄ）は、上流側圧力が目標圧力Ｐｔ以下となり、且つ、バーナー３０からの未燃燃料（ＨＣ）排出濃度が目標濃度Ｃｔ以下となる値に設定されることが好ましく、０．６以上０．８以下に設定されることが好ましい。比率（ｄ／Ｄ）が０．６未満であるとき、狭小部３１ｇが大きくなるため、第２の循環流生成空間３１ｃにおける循環流Ｓ２の勢いが弱まり、且つ、狭小部３１ｇの下流における減圧が十分でない。それゆえに、既燃ガスと混合気とが燃焼室３１ａ内で十分に拡散されない。結果として、未燃燃料の排出濃度が目標濃度Ｃｔよりも大きくなる。一方、比率（ｄ／Ｄ）が０．８よりも大きいとき、狭小部３１ｇが小さくなるため、邪魔板６２の上流側圧力が目標圧力Ｐｔよりも大きくなる。
【００７８】
図８を参照して、蓋部４３から排出口３８ｈまでの長さＬに対する蓋部４３から邪魔板６２までの長さＬ１の比率（Ｌ１／Ｌ）を説明する。
図８に示されるように、比率（Ｌ１／Ｌ）は、狭小部３１ｇの下流での拡散効率と邪魔板６２の上流側圧力とを左右する。比率（Ｌ１／Ｌ）は、上流側圧力が目標圧力Ｐｔ以下となり、且つ、バーナー３０からの未燃燃料（ＨＣ）排出濃度が目標濃度Ｃｔ以下となる値に設定されることが好ましく、０．５以下に設定されることが好ましい。比率（Ｌ１／Ｌ）が０．５を超えるとき、未燃燃料の排出濃度が目標濃度Ｃｔを超える。これは、第１の循環流生成空間３１ｂが長すぎると、バーナー３０の中心軸に沿った方向である上下方向における混合効率が低下するためと推定される。
【００７９】
以上説明したように、第２実施形態のバーナーによれば、第１実施形態の効果（利点）に加えて、以下の効果（利点）を得ることができる。
（９）バッフル部３９の下流側で既燃ガスと混合気とが循環する循環流Ｓ２が生成されるため、未燃燃料が燃焼室３１ａ内で滞留する時間が長くなる。これにより、未燃燃料が火炎Ｆに取り込まれやすくなるため、未燃燃料が燃焼されやすくなる。また、循環流Ｓ２は、流体が着火部３６ａから排出口３８ｈへ向かう流れの少なくとも一部で上下方向に循環するため、未燃燃料の濃度分布が、流体の流れの上下方向、すなわち、第２の筒部３１の中心軸に沿った方向である上下方向で均一化される。
【００８０】
（１０）バッフル部３９は循環流Ｓ１に接触しているため、例えば層流に接する場合よりもバッフル部３９が既燃ガスから吸収する熱量が増大する。それゆえに、バッフル部３９の熱が混合気に伝播されることによって、気化燃料の液化が抑制され、且つ、液状の燃料の気化が促進される。
【００８１】
（１１）燃焼室３１ａのうち、邪魔板６２と第３の筒部４１の蓋部４３との間には第１の循環流生成空間３１ｂが形成され、邪魔板６２の下流側には第２の循環流生成空間３１ｃが形成される。そのため、未燃燃料が火炎Ｆに取り込まれることによって燃焼される機会が増え、且つ、邪魔板６２は、軸方向と交差する２つの面で循環流に接触するため、邪魔板６２が既燃ガスから吸収する熱量がさらに増大される。
【００８２】
（１２）バッフル部３９が、予混合室３１Ｐ内に挿入される長尺状の伝熱部６１、すなわち、軸方向に沿って延びる伝熱部６１を備えるため、予混合室３１Ｐの略全体にわたって、気化燃料の液化が抑制され、且つ、液状の燃料の気化が促される。
【００８３】
（１３）狭小部３１ｇを介して既燃ガス及び混合気が邪魔板６２の下流に勢いよく流れ込むため、邪魔板６２の下流側を減圧し、未燃燃料の拡散が促される。
（１４）邪魔板６２の直径ｄは、第２の筒部３１の内径Ｄに対して０．６以上０．８以下の比率に設定されるため、邪魔板６２よりも上流側の圧力が適切に調整され、且つ、流体における混合気と既燃ガスとの混合効率が高められることでバーナー３０から排出される未燃燃料の濃度が低減される。
【００８４】
（１５）混合気は、第２の筒部３１の中心軸に沿った方向である上下方向だけでなく、第２の筒部３１の径方向にも混合されるため、燃焼室３１ａの上下方向だけでなく径方向においても未燃燃料の濃度分布を均一化することができる。
【００８５】
なお、上記各実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第２実施形態では、第２の筒部３１の内径Ｄに対する邪魔板６２の外径ｄの比率が、０．６未満であってもよいし、０．８よりも大きくてもよい。こうした構成であっても、燃焼室３１ａ内に循環流を生成するバッフル部３９が設けられる以上は、上記（９）に準じた効果を得ることはできる。
【００８６】
・第２実施形態では、バッフル部３９の邪魔板６２と第３の筒部４１の蓋部４３との間に第１の循環流生成空間３１ｂが形成される。これに限らず、例えば図９に示されように、第３の筒部４１の蓋部４３を、第３の筒部４１の端部における外縁から径方向の外側に向けて延びる円板状に形成された邪魔板６２によって構成することで、第１の循環流生成空間３１ｂを割愛してもよい。こうした構成では、伝熱部６１が、例えば、邪魔板６２から第３の筒部４１内に延びる形状であればよい。こうした構成であっても、邪魔板６２の下流に循環流が生成される以上は、上記（９）に準じた効果を得ることはできる。
【００８７】
・第２実施形態では、伝熱部６１は、第３の筒部４１内にてバーナー３０の軸方向に沿って延びる棒状に形成されていなくともよく、伝熱部は、例えば、第３の筒部４１内にてバーナー３０の径方向に沿って延びる棒状に形成されてもよい。こうした構成であっても、第３の筒部４１内に伝熱部が形成される以上は、上記（９）に準じた効果を得ることはできる。
【００８８】
・第２実施形態では、バッフル部３９の伝熱部６１が棒状に形成されている。これに限らず、例えば、図１０に示されるように、伝熱部６１の断面形状は、星型であってもよいし、図１１に示されるように、伝熱部６１は、伝熱部６１の外周面から径方向の外側に延びる複数の伝熱板６１ａを有してもよい。各伝熱板６１ａは、軸方向に沿って延びる板状に形成され、各伝熱板６１ａの軸方向における長さは、伝熱部６１の軸方向における長さと等しくてもよいし、伝熱部６１における軸方向の長さよりも短くてもよい。こうした構成によれば、第２実施形態の伝熱部６１と比べて、伝熱部６１の比表面積が大きくなる。それゆえに、伝熱部６１が混合気および既燃ガスから吸収する熱量がより大きくなる。
【００８９】
・第２実施形態では、例えば、図１２に示されるように、邪魔板６２は、側面視において、下流側に配置される裏面が流線型状に形成されてもよい。こうした構成によれば、燃焼室３１ａ内の既燃ガス及び混合気が邪魔板６２の裏面に沿って流れることで、邪魔板６２の径方向の中央に既燃ガス及び混合気が衝突する。これにより、燃焼室３１ａ内に循環流が生成されやすくなる。
【００９０】
・第２実施形態では、バッフル部３９の邪魔板６２が、少なくとも燃焼室３１ａの既燃ガスに接触すればよく、火炎Ｆに接触しない位置に配置されてもよい。
・第２実施形態では、バッフル部３９の伝熱部６１は、蓋部４３と他の部材とに固定されてもよい。例えば、伝熱部６１の先端が、第３の筒部４１の内側に接合された板状部材等によって固定されてもよい。なお、伝熱部６１が板状部材によって固定される構成では、板状部材が混合気を通過させる通過孔を有することが好ましい。
【００９１】
・第２実施形態では、伝熱部６１は、伝熱部６１の中心軸が第３の筒部４１の中心軸と一致した状態で第３の筒部４１に固定されている。これに限らず、伝熱部６１は、伝熱部６１の中心軸が第３の筒部４１の中心軸とは一致せず、且つ、第３の筒部の中心軸と平行な状態で、第３の筒部４１に固定されてもよい。
【００９２】
・第２実施形態では、伝熱部６１は、第３の筒部４１におけるＤＰＦ２１とは反対側の端部に向けて邪魔板６２の表面に対して垂直に延出していなくともよい。例えば、伝熱部６１は、邪魔板６２の表面と直角以外の所定の角度を形成する状態で邪魔板６２の表面から延出していてもよい。
【００９３】
・第２実施形態では、伝熱部６１におけるＤＰＦ２１側の端部には、邪魔板６２の一面のうち、径方向の中央部が接続されている。これに限らず、伝熱部６１におけるＤＰＦ２１側の端部には、邪魔板６２の一面のうち、径方向の中央部以外の位置が接続されてもよい。
【００９４】
・第２実施形態では、第２の筒部３１に設けられた噴き出し板３８が割愛されてもよい。
・空気供給孔３１ｈは、混合気流出孔４２と向かい合う位置に形成されてもよい。こうした構成であっても、混合気流出孔４２から流れ出る混合気の流れの方向と、空気供給孔３１ｈから流れ出る空気の方向とが相互に異なる。そのため、上記（１）に準じた効果を得ることができる。
【００９５】
なお、空気供給孔３１ｈが、混合気流出孔４２よりもフィルター２１に近い位置に形成された構成でも、外筒部３１における内周面の近傍では、混合気の流れる向きと空気の流れる向きとが異なる。しかしながら、外筒部３１内に供給された空気は、外筒部３１における内周面の近傍を流れる混合気とは衝突するものの、より外筒部３１の内側を流れる混合気とは衝突しにくい。
【００９６】
これに対し、上述したバーナー３０によれば、上記隙間に流れ出た混合気の全体に対して異なる向きに流れる空気が供給されるため、混合気と空気とがより混ざりやすい。
・筒状部４１におけるフィルター２１側の開口部には、蓋部４３が取り付けられていなくともよい。こうした構成であっても、混合気は、筒状部４１に形成された混合気流出孔４２から径方向の外側に向けて少なからず供給される分、混合気と空気とが混ざりやすくなる。
【００９７】
・空気供給孔３１ｈから流れ出る空気は、外筒部３１における軸方向に対し傾いた方向から供給されてもよい。この場合、例えば、空気供給孔３１ｈにおける外筒部３１の外周面での開口が、外筒部３１の内周面での開口よりも軸方向における筐体側壁３０ａ側に形成されればよい。こうした構成であっても、混合気流出孔４２から流れ出る混合気に対しては、混合気の流れと異なる向きに流れる空気が供給されるため、混合気と空気とが混ざりやすくなる。
【００９８】
・複数の混合気流出孔４２が周方向に沿って並んだ孔列は、軸方向における互いに異なる３つ以下の位置に形成されてもよいし、互いに異なる４つ以上の位置に形成されてもよい。
【００９９】
・複数の混合気流出孔４２は、周方向にて等配されていなくともよく、混合気流出孔４２同士は、所定の間隔を空けて形成されていればよい。
・混合気流出孔４２は、筒状部４１の周方向における一部にのみ形成されていてもよい。こうした構成であっても、混合気流出孔４２から流れ出た混合気に対しては、混合気とは異なる向きに流れる空気が供給されるため、混合気と空気とが混ざりやすくなる。
【０１００】
・多孔板３４が割愛されてもよい。こうした構成であっても、混合気の一部に対しては、混合気とは異なる向きに流れる空気が供給されるため、混合気と空気とが混ざりやすくなる。
【０１０１】
・空気旋回部３７にて旋回される空気の流れは、筒状部４１の周方向に沿った方向であればよく、例えば、筒状部４１の周方向に沿って旋回しながらその旋回半径が徐々に大きくなる流れであってもよく、あるいは、その旋回半径が略一定に保たれる流れであってもよい。このような構成であっても、空気旋回部３７における空気の流れの方向と燃料の流れの方向とが相互に異なる以上、これらの混合の効率は高められる。なお、この際に、混合孔３２ｈの形成される位置と燃料の供給される位置とは、空気旋回部３７における空気の密度の高い部位に形成されることが好ましい。
【０１０２】
・空気旋回部３７が、外筒部３１の外周面から外筒部３１の径方向における内側に切り起こした折り返し部５２によって構成されている。これに限らず、折り返し部５２は、外筒部３１の外周面から外筒部３１の径方向における外側に切り起こされた折り返し部５２によって構成されてもよい。
【０１０３】
・空気旋回部３７が割愛された構成でもよい。この場合、空気旋回部３７を構成する旋回孔５１の形成位置に、外筒部３１を径方向に貫通する貫通孔が形成されていればよい。
・第１実施形態では、第２実施形態のように絞り板３２に形成された混合孔３２ｈの開口面積が、筒状部４１の開口面積と同じ大きさであってもよい。
【０１０４】
・空気旋回部３７と絞り板３２とが割愛され、且つ、筒状部４１が筐体側壁３０ａに固定されてもよい。この場合、外筒部３１の内周面と筒状部４１の外周面との間には、空気供給管１３ａからの空気を筒状部４１に案内する通路が形成され、また、筒状部４１には、空気が流れ込むための貫通孔が形成されればよい。
【０１０５】
・絞り板３２が割愛され、且つ、筒状部４１が筐体側壁３０ａに固定されてもよい。この場合、外筒部３１の内周面と筒状部４１の外周面との間には、空気供給管１３ａからの空気を筒状部４１に案内する通路が形成され、筒状部４１には、空気が流れ込むための貫通孔が形成されればよい。こうした構成では、筒状部４１に形成された貫通孔における周方向の一方の側面に折り返し部を形成することで、筒状部４１に対して空気旋回部を形成することが可能である。
【０１０６】
・バーナー筐体３０ｈと空気案内板３０ｇとが割愛され、且つ、空気供給管１３ａが、外筒部３１の軸方向における筐体側壁３０ａと絞り板３２との間、及び絞り板３２と多孔板３４との間の各々に対して少なくとも１箇所で接続されてもよい。なお、筐体側壁３０ａと絞り板３２との間に形成された空気供給管１３ａとの接続孔には、周方向における一方の側壁に上述した折り返し部を形成されてもよい。こうした構成によれば、空気が、外筒部３１の周方向に旋回しながら外筒部３１内に流れ込む。
【０１０７】
・バーナー筐体３０ｈ、外筒部３１、及び筒状部４１は、円筒形状に限らず、多角筒状であってもよい。要は、バーナー筐体３０ｈ、外筒部３１、及び、筒状部４１は、筒状をなしていればよい。この場合、絞り板３２は、外筒部３１の形状に合わせた多角板状であればよい。また、多孔板３４は、外筒部３１及び混合内筒部３３の形状に合わせた多角環状であればよい。
【０１０８】
・燃料供給部３５は、燃料を気化させた状態でバーナー３０内に供給するものでなく、燃料を液滴の状態で供給するものであってもよい。
・第１実施形態の火炎抑止部４４は、筒状部４１の外周面ではなく、筒状部４１の内周面に取り付けられてもよいし、筒状部４１の外周面と内周面との両方に取り付けられてもよい。
【０１０９】
・第１実施形態の火炎抑止部４４は、各種金属で形成された多孔板として具体化されてもよい。
・第１実施形態の火炎抑止部４４は割愛されてもよい。
【０１１０】
・第２実施形態のバーナー３０が火炎抑止部４４を備えてもよい。
・バーナー３０の下流側には、フィルター２１ではなく、排気の浄化に用いられる各種の触媒が設けられていてもよい。あるいは、バーナー３０の下流側には、フィルター２１と触媒とが並列に接続され、バーナー３０での燃焼によって生じた既燃ガスや加熱された排気が、フィルター２１と触媒との両方に供給される構成でもよい。
【０１１１】
・燃料供給部３５の供給口は、筐体側壁３０ａに限らず、例えば、第２の筒部３１の側壁に設けられてもよい。
・点火プラグ３６に加えて、グローヒーター、レーザー点火装置、および、プラズマ点火装置の少なくとも１つが搭載された構成であってもよい。
【０１１２】
・燃焼に用いられる空気は、吸気管１３を流れる吸入空気に限らず、ブレーキの空気タンクに接続された配管を流れる空気や、バーナー用のブロワから供給される空気であってもよい。
【０１１３】
・排気浄化装置２０の搭載されるエンジンはディーゼルエンジン１０に限らず、ガソリンエンジンでもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年2月10日(2015.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とを混合する筒状の内筒部と、
前記内筒部を囲む筒状の外筒部と、
前記外筒部の内周面によって区画される燃焼室と、
前記燃焼室内にて前記空気と前記燃料との混合気に着火する着火部と、
前記内筒部内の前記混合気に接し、且つ、前記燃焼室内の流体が衝突する循環流生成部と、を備え、
前記内筒部の周壁には、
前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との間の隙間と前記内筒部の内部とを連通する混合気流出孔が形成され、
前記外筒部の周壁には、
前記隙間にさらに空気を供給する空気供給孔が形成されており、
前記外筒部の２つの端部のうちの一方が、前記混合気の燃焼によって生成された既燃ガスを排出する排出口であり、
前記循環流生成部は、
前記着火部から前記排出口に向けて流れる前記流体と衝突して、前記流体の一部に前記流体の流れる方向における上流と下流との間で循環する循環流を生成し、
前記循環流生成部は、
前記内筒部内に挿入されて前記内筒部の中心軸と平行な方向に沿って延びる伝熱部を備える
バーナー。
【請求項２】
前記内筒部は、
前記燃料の供給される筒端である基端と、
前記基端とは反対側の筒端である先端と、を有しており、
前記内筒部は、
前記先端を覆う板状の蓋部を備える
請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記混合気流出孔は、前記内筒部における軸方向の中央よりも前記先端側の部位に形成され、
前記空気供給孔は、前記内筒部における軸方向の中央よりも前記基端側の部位と対向する前記外筒部の部位に形成されている
請求項２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記内筒部には、
複数の前記混合気流出孔が形成され、
前記複数の混合気流出孔の各々は、前記内筒部の周方向にて間隔を空けて形成され、
前記外筒部と前記内筒部との間の前記隙間には、
前記内筒部の周方向に沿った環状に形成された多孔板が取り付けられている
請求項１から３のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項５】
前記内筒部の周方向に沿って空気を旋回させながら前記内筒部に対して当該空気を供給する空気旋回部をさらに備える
請求項１から４のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項６】
燃料を供給する燃料供給部と、
前記空気旋回部と前記内筒部との間に配置された絞り部と、をさらに備え、
前記絞り部には、前記内筒部の軸方向に沿って前記絞り部を貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔の流路面積は、前記内筒部の流路面積よりも小さく、
前記燃料供給部は、貫通孔に向けて燃料を供給する
請求項５に記載のバーナー。
【請求項７】
前記循環流生成部は、
前記燃焼室内にて前記流体が衝突する邪魔板を備え、
前記邪魔板は、
前記外筒部の延びる方向における前記内筒部と前記排出口との間に配置され、
前記燃焼室における前記邪魔板と前記内筒部の外周面との間に、該邪魔板の前記上流に前記循環流を生成する第１の循環流生成空間を形成し、
前記燃焼室における前記邪魔板の下流に、前記循環流を生成する第２の循環流生成空間を形成する
請求項１に記載のバーナー。
【請求項８】
前記邪魔板の側面と、前記外筒部の内周面との間に、狭小部が形成され、
前記狭小部の流路面積は、前記外筒部の内周面の流路面積より小さい、
請求項７記載のバーナー。
【請求項９】
前記外筒部の内径に対する前記邪魔板の外径の比率が、０．６以上０．８以下である
請求項７に記載のバーナー。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示におけるバーナーの一態様は、燃料と空気とを混合する筒状の内筒部と、前記内筒部を囲む筒状の外筒部と、前記外筒部の内周面によって区画される燃焼室と、前記燃焼室内にて前記空気と前記燃料との混合気に着火する着火部と、前記内筒部内の前記混合気に接し、且つ、前記燃焼室内の流体が衝突する循環流生成部と、を備える。そして、前記内筒部の周壁には、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面との間の隙間と前記内筒部の内部とを連通する混合気流出孔が形成され、前記外筒部の周壁には、前記隙間にさらに空気を供給する空気供給孔が形成されている。前記外筒部の２つの端部のうちの一方が、前記予混合気の燃焼によって生成された既燃ガスを排出する排出口である。前記循環流生成部は、前記着火部から前記排出口に向けて流れる流体と衝突して、前記流体の一部に前記流体の流れる方向における上流と下流との間で循環する循環流を生成する。前記循環流生成部が、前記内筒部内に挿入されて前記内筒部の中心軸と平行な方向に沿って延びる伝熱部を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本開示におけるバーナーの一態様によれば、内筒部内の混合気の一部は、内筒部と外筒部との間の隙間に混合気流出孔から入る。さらに、内筒部と外筒部との間の隙間には、空気供給孔を通じて空気が入る。すなわち、内筒部と外筒部との間の隙間には、内筒部から混合気が入り、外筒部から空気が入る。そのため、混合気と空気とが互いに異なる方向から上述の隙間に入る。これにより、混合気に含まれる燃料と空気とが互いに同一の方向に向けて流れる構成と比べて、混合気と空気との衝突する確立が高まる。それゆえに、燃料と空気とが混ざりやすくなる結果、燃料に対する空気の不足が抑えられることによって、燃料の燃焼効率が高められる。また、循環流生成部が、燃焼室内に未燃燃料を含む流体の循環流を生成するため、未燃燃料が燃焼室内で滞留する時間が長くなる。そのため、流体が火炎に取り込まれやすくなり、流体に含まれる未燃燃料が燃焼されやすくなる。また、循環流は、着火部から排出口へ向かう流れの少なくとも一部において、流体の流れる方向における上流と下流との間で循環するため、未燃燃料の濃度分布が、流体の流れる方向にて均一化される。さらに、循環流生成部は、燃焼室内で循環流に接触するため、例えば循環流生成部が層流に接触する場合に比べて、燃焼室内の既燃ガスから循環流生成部が吸収する熱量が増大する。そのため、循環流生成部は、予混合気に熱を伝播させることで、予混合気に含まれる気化した燃料の液化を抑制し、且つ、液化した燃料の気化を促進する。また、伝熱部が、予混合室の全体にわたって、気化した燃料の液化を抑制し、且つ、液化した燃料の気化を促進する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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