(57)【要約】【課題】着火装置に対する高い耐熱性を確保することなく、着火装置を長寿命化させる。【解決手段】着火領域に供給される酸化剤Ｘを着火領域Ｒ２の外部において混合気の着火温度以上に加熱する酸化剤加熱手段１０と、着火領域Ｒ２に対して燃料の供給を行う燃料供給手段５とを備える。【選択図】図１
2011021791.tif 000002
【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、
着火領域に供給される酸化剤を着火領域の外部において前記混合気の着火温度以上に加熱する酸化剤加熱手段と、
前記着火領域に対して燃料の供給を行う燃料供給手段と
を備えることを特徴とするバーナ装置。
【請求項２】
前記酸化剤加熱手段は、前記酸化剤の前記着火領域への流路途中に配置されることを特徴とする請求項１記載のバーナ装置。
【請求項３】
前記酸化剤加熱手段は、カートリッジヒータあるいはセラミックヒータであることを特徴とする請求項１または２記載のバーナ装置。
【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、上記バーナ装置では、燃料噴射装置から噴射された燃料が酸化剤として供給される排気ガスや外気と混合されて混合気が生成され、当該混合気を着火装置によって着火温度以上に加熱することによって燃焼させる。
つまり、従来のバーナ装置においては、混合気を着火温度以上に加熱することによって混合気に着火する構成を採用している。
【０００７】
しかしながら、混合気の着火領域と混合気の燃焼領域とは、重なるもしくは近傍に配置されているため、着火領域は、混合気の着火が終了した後であって燃焼が継続している場合に高温状態となる。
このため、着火領域に配置された着火装置が常に高温雰囲気に晒されることとなり、着火装置に高い耐熱性が求められ、また着火装置の取替え期間が短くなるという問題が発生する。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、バーナ装置において、着火装置に対する高い耐熱性を確保することなく、着火装置を長寿命化させ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、着火領域に供給される酸化剤を着火領域の外部において上記混合気の着火温度以上に加熱する酸化剤加熱手段と、上記着火領域に対して燃料の供給を行う燃料供給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、上記酸化剤加熱手段が、上記酸化剤の上記着火領域への流路途中に配置されるという構成を採用する。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記酸化剤加熱手段が、カートリッジヒータあるいはセラミックヒータであるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、酸化剤加熱手段が着火領域の外部において酸化剤を混合気の着火温度以上に加熱する。そして、この加熱された酸化剤が着火領域に供給されて燃料と混合されて着火温度以上の混合気が生成されて着火する。
このため、本発明によれば、着火領域の外部に酸化剤加熱手段を配置することによって、着火領域に着火装置を配置する必要がなくなる。つまり、本発明においては、従来着火領域に配置されていた着火装置が、着火領域の外部に配置された構成を採用する。したがって、本発明によれば、バーナ装置において、着火装置に対する高い耐熱性を確保することなく、着火装置を長寿命化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（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。
このバーナ装置Ｓ１は、上流側に配置されるディーゼルエンジン等の排気ガスを排出する装置の排気口と接続され、供給される排気ガスＸ（酸化剤）と燃料を混合して燃焼させることによって高温ガスＺを発生させると共に当該高温ガスＺを後流側のフィルタに供給するためのものであり、例えばディーゼルエンジンとパティキュレートフィルタとの間に配置される。
そして、このバーナ装置Ｓ１は、供給流路１と、燃焼部２とを備えている。
【００１７】
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を直接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。
【００１８】
燃焼部２は、供給流路１と接続されると共に、内部において供給流路１を流れる排気ガスＸの一部と燃料とを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、燃料供給部５（燃料供給手段）と、揮発用ヒータ７と、仕切り部材８と、助燃空気供給装置９と、着火用ヒータ１０（酸化剤加熱手段）を備えている。
【００１９】
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。
【００２０】
燃料供給部５は、図１に示すように着火領域Ｒ２に対して燃料を供給するものであり、揮発用ヒータ７の先端に設置された燃料保持部５ａと、該燃料保持部５ａに燃料を供給するための供給部５ｂとを備えている。
なお、燃料保持部５ａとしては、例えば、金網、焼結金属、金属繊維、ガラス布、セラミック多孔体、セラミックファイバ、軽石等によって形成することができる。
【００２１】
揮発用ヒータ７は、先端部が燃料保持部５ａに囲まれており、燃料保持部５ａを、燃料が揮発する温度以上に加熱するものである。この揮発用ヒータ７としては、例えばグロープラグを用いることができる。
【００２２】
仕切り部材８は、管体部４の内部を、供給流路１から取り込まれた排気ガスＸが流れる排気ガス流路領域Ｒ１と、揮発用ヒータ７が設置される着火領域Ｒ２とに区分けするものである。
この仕切り部材８は、管体部４の中央部に上下に延在すると共に管体部４の底面と離間して配置されている。そして仕切り部材８は、図１に示すように、管体部４の底面との隙間によって排気ガス流路領域Ｒ１から着火領域Ｒ２に排気ガスＸを通気可能としている。
【００２３】
助燃空気供給装置９は、必要に応じて補助的に管体部４の内部（排気ガス流路領域Ｒ１）に空気を供給するものであり、空気を供給する空気供給装置や、該空気供給装置と管体部４の内部とを接続する配管等を備えている。
【００２４】
着火用ヒータ１０は、着火領域Ｒ２に対して供給される排気ガスＸを、該排気ガスＸと燃料との混合気の着火温度以上に加熱するものである。
この着火用ヒータ１０は、排気ガス流路領域Ｒ１に配置されている。すなわち着火用ヒータ１０は、着火領域Ｒ２への排気ガスＸの流路途中において排気ガスＸを加熱する。
そして、このような着火用ヒータ１０としては、高出力のカートリッジヒータやセラミックヒータを用いることができる。
【００２５】
このように構成された本実施形態におけるバーナ装置Ｓ１においては、供給流路１から排気ガス流路領域Ｒ１に取り込まれた排気ガスＸが、着火用ヒータ１０によって、混合気の着火温度以上の温度に加熱される。ただし、この時点では排気ガスＸに燃料が含まれていないため、排気ガスＸへの着火はおこらない。そして、このように混合気の着火温度以上の温度に加熱された排気ガスＸが酸化剤として排気ガス流路領域Ｒ１から着火領域Ｒ２に供給される。
一方で、不図示の制御装置下において揮発用ヒータ７が加熱され、供給部５ｂから燃料保持部５ａに供給された燃料が着火領域Ｒ２において揮発する。
そして、着火領域Ｒ２に供給された排気ガスＸと揮発する燃料とが混合されて着火温度以上の混合気が生成されて着火する。
【００２６】
このように着火領域Ｒ２において混合気が着火されると、燃焼領域Ｎにおいて、未燃の混合気が上方から供給される排気ガスＸと共に燃焼されて保炎が図られ、高温ガスＺが安定して生成される。
【００２７】
ここで、本実施形態のバーナ装置Ｓ１においては、着火用ヒータ１０が着火領域Ｒ２の外部において排気ガスＸを混合気の着火温度以上に加熱し、この排気ガスＸが着火領域Ｒ２に供給されて燃料と混合されて着火温度以上の混合気が生成されて着火する。
このため、本実施形態のバーナ装置Ｓ１によれば、着火領域Ｒ２の外部に着火用ヒータ１０を配置することによって、着火領域Ｒ２に着火装置を配置する必要がなくなる。つまり、本実施形態のバーナ装置Ｓ１においては、従来着火領域に配置されていた着火装置が、着火領域の外部に配置された構成を採用する。したがって、本実施形態のバーナ装置Ｓ１によれば、バーナ装置において、着火装置に対する高い耐熱性を確保することなく、着火装置を長寿命化させることが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態のバーナ装置Ｓ１においては、着火用ヒータ１０が、排気ガス流路領域Ｒ１に配置され、着火領域Ｒ２への排気ガスＸの流路途中において排気ガスＸを加熱する。
このため、着火用ヒータ１０は、燃焼領域Ｎと比較して温度が低い排気ガスＸ中に常に晒されていることとなる。したがって、着火用ヒータ１０の過熱をより確実に抑制することが可能となる。
【００２９】
（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、本第２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。
【００３０】
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は、助燃空気供給装置９にかえて常時空気供給装置２０を備えている。
この常時空気供給装置２０は、常に排気ガス流路領域Ｒ１を介して、酸化剤としての空気Ｙを着火領域Ｒ２に供給するものであり、排気ガス流路領域Ｒ１に接続される配管３０等を有している。
そして、本実施形態のバーナ装置Ｓ２においては、常時空気供給装置２０の配管３０内に着火用ヒータ１０が配置されている。
【００３１】
このような本実施形態のバーナ装置Ｓ２においては、着火用ヒータ１０によって空気Ｙが混合気の温度以上に加熱される。そして、この空気Ｙが着火領域Ｒ２に供給されて燃料と混合されて着火温度以上の混合気が生成されて着火する。
このため、本実施形態のバーナ装置Ｓ２によれば、着火領域Ｒ２の外部に着火用ヒータ１０を配置することによって、着火領域Ｒ２に着火装置を配置する必要がなくなる。つまり、本実施形態のバーナ装置Ｓ２においては、従来着火領域に配置されていた着火装置が、着火領域の外部に配置された構成を採用する。したがって、本実施形態のバーナ装置Ｓ２によれば、上記第１実施形態のバーナ装置Ｓ１と同様に、バーナ装置において、着火装置に対する高い耐熱性を確保することなく、着火装置を長寿命化させることが可能となる。
【００３２】
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。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、供給流路１に対して管体部４が直交して接続される、Ｔ字型のバーナ装置を挙げて説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構造のバーナ装置に適用することも可能である。
【００３４】
また、上記実施形態においては、揮発用ヒータ７の先端に燃料保持部５ａが設置され、揮発用ヒータ７から熱によって燃料保持部５ａに保持された燃料を揮発させる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば揮発用ヒータ７にかえて加熱機能を持たない支柱を設置し、加熱された酸化剤（排気ガスＸあるいは空気Ｙ）の熱によって燃料保持部５ａに保持された燃料を揮発させることも可能である。
【００３５】
また、上記実施形態においては、燃料保持部５ａに供給部５ｂから直接燃料を供給する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、供給部５ｂにかえてインジェクタ等によって燃料保持部５ａに燃料を供給しても良い。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓ１，Ｓ２……バーナ装置、Ｒ１……排気ガス流路領域、Ｒ２……着火領域、５……燃料供給部（燃料供給手段）、１０……着火用バーナ（酸化剤加熱手段）、２０……常時空気供給装置、３０……配管、Ｘ……排気ガス（酸化剤）、Ｙ……空気（酸化剤）、Ｚ……高温ガス
【図１】
2011021791.tif 000003
【図２】
2011021791.tif 000004