(57)【要約】【課題】この排気ガス浄化装置は，フイルタの再生時に排気ガス温度を昇温して粒子状物質や有害物質を焼却，酸化・還元反応で消失して排気ガスを浄化する。【解決手段】ＤＰＦ７の上流に配設した燃焼器１は，排気ガスＧの流入部１４を備えた円筒形のケース２０，それに配設された混合燃焼筒体４，及び混合燃焼筒体４の上流領域３４に設けた燃料ノズル２とグロープラグ３を備えている。混合燃焼筒体４は，上流領域３４が閉鎖されて防炎部５に且つ中流領域３５と下流領域３６に周囲に排気ガスＧが流入する多数の通孔１９が形成されている。通孔１９から排気ガスＧが旋回流として流入して燃料Ｆとの混合を促進し，混合気に着火燃焼させて排気ガスＧを迅速に昇温させる。【選択図】図３
2015151894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン等のエンジン，ボイラーや焼却炉等の燃焼装置から排気される排気ガス中に含まれる煤，カーボン等の粒子状物質を捕集するフィルタの上流側の排気ガス通路に配設された燃焼器に燃料を供給して前記燃料を燃焼させて前記排気ガスを昇温させる排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置において，
前記燃焼器は，前記排気ガスの流入する流入部が形成された円筒ケース，前記円筒ケース内に配設された上流領域が閉鎖されて防炎部に形成され且つ中流領域から下流領域にわたって周囲に多数の通孔が形成されて前記円筒ケースの出口に嵌合して前記排気ガスが流出する流出部が形成された混合燃焼筒体，及び前記混合燃焼筒体内の前記上流領域に前記燃料を供給する燃料ノズルと前記燃料を着火させるグロープラグを備えており，
前記混合燃焼筒体内に前記通孔から流入させた前記排気ガスと前記燃料ノズルから供給された前記燃料とを旋回流として混合させた混合気を着火燃焼させ，前記排気ガスを昇温させて前記排気ガスを前記混合燃焼筒体の前記流出部から流出させて前記フィルタに送り込むことを特徴とする排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記燃料ノズルから前記混合燃焼筒体内の前記上流領域に噴射された前記燃料が着火燃焼した火炎燃焼方向に対して前記通孔を通じて直角に流入された前記排気ガスと混合した前記混合気が前記旋回流となって燃焼が促進されることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記燃焼器の前記上流側の前記排気ガス通路に設けられて前記排気ガスの温度を検出する入口温度センサと，前記燃焼器の下流側の前記排気ガス通路に設けられて前記排気ガスの温度を検出する出口温度センサとを備えており，コントローラは，前記燃焼器の入口側の排気ガス温度と出口側の排気ガス温度との温度差及び前記出口側の排気ガス温度に応答して，前記燃料ノズルから噴霧する前記燃料を予め決められた所定量の流量に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記コントローラは，前記出口側の排気ガス温度が予め決められた所定の温度以下に応答して予め決められた所定量の燃料を前記燃料ノズルから前記混合燃焼筒体に噴霧して，前記混合気を着火燃焼させて前記排気ガスの温度を昇温させる制御をすることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記コントローラは，前記排気ガスの温度が予め決められた所定の温度以上に応答して前記燃料ノズルからの前記燃料の噴霧を停止し，前記排気ガスの温度を予め決められた所定の温度範囲に維持する制御を行なうことを特徴とする請求項３又は４に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，例えば，ディーゼルエンジン等のエンジン，ボイラーや焼却炉等の燃焼装置から排出される排気ガスに含有される煤，ＳＯＦ，ＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の有害物質を捕集フィルタの上流側に燃焼器を設け，排気ガスを昇温させて有害物質を焼却したり，酸化・還元反応によって消失させる排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，ディーゼルエンジンの排気ガス中の有害成分であるＰＭ捕集のために用いられるディーゼルパティキュレートフイルタ（ＤＰＦ）は，ディーゼルエンジンの運転時間に伴い捕集された粒子状物質（ＰＭ）によりフィルタが目詰まりし圧力損失の上昇により出力の低下，燃費の悪化等不経済となり，目詰まりが進行するディーゼルエンジンの運転自体も不可能となる状況であった。従来の排気ガス浄化装置には，粒子状物質や有害物質を消失させるためフィルタに触媒が担持されているが，触媒は低温では有効に活性化しない。そこで，従来の排気ガス浄化装置では，触媒を活性化するため，排気ガスの温度を昇温する排気ガス昇温装置が設けられている。例えば，図６に示すように，排気ガス昇温装置としての燃焼器３９が排気ガス浄化装置の上流側に設けられている。燃焼器３９は，軽油等の燃料を排気ガスＧ中に噴霧する燃料ノズル２２及び着火源となるグロープラグ２３が排気ガス通路２１に配設されている。燃料ノズル２２から霧状に排気ガスＧ中に噴霧された燃料は，グロープラグ２３によって着火燃焼されて排気ガスＧの温度を上昇させる。この時，排気ガスＧを用いて燃料を燃焼させる場合に，排気ガスＧ中の残存酸素量が少ない可能性が高く，燃料を効率よく燃焼させるためには，火炎の状態に応じて断続的に酸素を供給する必要がある。しかしながら，排気ガスＧの流量が極めて高流量である場合，目標温度が高温である場合，供給する燃料が多い場合には，排気ガスＧによる冷却作用で燃焼を維持することが難しい状態になる。一般的な対策としては，図７に示すように，燃焼器４０には，燃焼促進用の再混合板２４や火炎を守るための防炎管２５などの設置が必要となっていた。
【０００３】
また，エンジンの排気ガス浄化装置として，排気ガス中のＮＯX 除去用リーンＮＯX 触媒を備え，追加燃料を噴射することで触媒を昇温させるシステムにおいて適正な燃料を排気系に供給して短時間で触媒を再生するものが知られている。該排気ガス浄化装置は，排気通路に設置されたリーンＮＯX 触媒と，燃焼室内での燃焼後の余剰酸素の量を推定する余剰酸素量推定手段と，推定された余剰酸素量で完全燃焼する燃料量を算出する燃料量算出手段と，リーンＮＯX 触媒を加熱すべきか判定する加熱判定手段と，加熱すべきときに燃料量算出手段で算出された量の燃料を触媒の上流側に供給して燃焼させる燃料供給手段と，供給燃料による燃焼熱を排気ガス中の空燃比に基づいて算出して触媒の温度状態を推定する触媒温度推定手段と，推定触媒温度が所定温度以上の状態の積算時間が予め設定された時間を越えたら燃料供給手段による燃料の供給を停止する完了判定手段とを備えたものである（例えば，特許文献１参照）。
【０００４】
また，排気ガス浄化システムとして，エンジン始動後，脱硫処理，ＰＭ再生処理の際に排気通路に二次空気を供給して排気ガス浄化装置の触媒を昇温するものが知られている。該排気ガス浄化システムは，内燃機関の排気通路の排気ガス浄化装置に過給器のコンプレッサで昇圧されない空気と昇圧された空気とをリード弁を介して選択的に排気通路に供給するように構成し，エンジン始動時には，昇圧されない空気を排気圧の脈動に応じて間欠的に排気ガス浄化装置に供給して触媒での燃料の酸化反応を促進し，脱硫処理又はＰＭ再生処理の際には，昇圧された空気を十分な流量で排気ガス浄化装置に供給し，多量の燃料を酸化して昇温時間を短縮するものである（例えば，特許文献２参照）。
【０００５】
また，排気ガス浄化装置として，排気通路に接続される主排気通路と分岐排気通路を設けたものが知られている。該排気ガス浄化装置は，排気入口に排気ガスを遮断可能な遮断弁を設け，主排気通路内に空気過剰雰囲気で窒素酸化物を一時的に吸着し，吸着した窒素酸化物を昇温又は還元雰囲気で脱離する窒素酸化物吸着剤と，窒素酸化物吸着剤より排気上流側に配置され，空気ノズルから供給される空気を昇温又は還元雰囲気にする吸着物質脱離手段と，窒素酸化物吸着剤より排気下流側に配置され，空気ノズル，燃料ノズル及び着火ノズルから構成される燃焼装置とを備えており，分岐排気通路の排気出口からは機関側排気通路からの排気ガスがそのまま排出されるものである（例えば，特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２８７４３６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６５６９号公報
【特許文献３】特開２００９−１８５７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に，排気ガス浄化装置におけるフィルタで捕集されたＰＭの基本成分は，カーボンや煤でなる可燃物であることから，ＤＰＦ自体を加熱し，フィルタを再生する方法が用いられている。粒子状物質の有害物質の加熱方法として，電気ヒータ，バーナ等の加熱器による方法，触媒反応による方法が検討されている。電気ヒータによる方法は．フィルタや排気ガスを電気加熱するための大電力が必要であり，装置そのものが大型化するという問題がある。また，車両を想定した場合には，排気ガス浄化装置は電力を必要とするため，電力源を設置する必要がある。また，触媒反応による方法は，特に，ディーゼルエンジンに用いる燃料成分により触媒の中には使用が不可能なものがあったり，車両等の運行状態によっては触媒反応可能な温度条件を得られない場合があると考えられる。また，ＰＭ以外の有害成分を除去するためにも触媒が用いられるが，排気ガスの十分な温度を得られないまま運用を行なった場合に，触媒への付着物の影響等，触媒の有効性が維持されない可能性がある。更に，バーナを用いる方法では，排気ガスに含まれる残存酸素は，エンジンの運転状態により変化するため，外部から燃焼用に大気を圧送するポンプを必要とするなど，装置そのものが大型化するという問題がある。また，排気ガス浄化装置において，例えば，ディーゼルエンジンに対して軽油を燃料とする燃焼器を用いる場合に，エンジンから排出される排気ガスは，車両の運行状況によって排気ガスの流量変化や昇温温度が著しく変化することが考えられる。また，既存のオイルバーナの構造では，失火や燃焼不良温度に偏り等，さまざまな問題が生じる。
【０００８】
上記排気ガス浄化装置は，上記の問題を解決するため，燃焼器への排気ガス流量の規制や，安定した燃焼のために大気を導入するブロア等を用いる必要がある。そのため，排気ガス浄化装置が大型化し，車両への搭載性やコストの面から問題がある。排気ガス浄化装置の大型化を防ぐため，排気ガスに含まれる残存酸素を用いて燃焼させる構造が必要とされる。また，図７に示す燃焼器４０は，排気ガス通路２１に供給した燃料を完全燃焼させることができず問題があった。そこで，排気ガスの温度を昇温するための燃焼器を，排気ガス浄化装置に適応して，燃焼器における部品の配置を見直すことで，燃焼器の簡略化とコスト低減を行なうことが考えられる。燃焼器は，燃焼管構造を改善し，燃料を排気ガスと効率的に混合することによって燃焼の安定性と温度を制御可能とすることが求められる。また，燃焼器は，排気ガスの流量変化に対応可能で，且つ単純な形状で小形化することによって，装置のコストを低減し，さまざまな車両への搭載性を向上させることが考えられる。更に，燃焼器は，排気ガス中の残存酸素を用いて燃料を燃焼し，排気ガス温度を所定の温度まで昇温するための手段として，対象となる系統が１系統であっても，ディーゼルエンジンを停止することなく，昇温動作が可能でシステムがシンプル，コンパクト，安価で排気系への配置が容易な昇温システムを提供することが求められている。
【０００９】
この発明の目的は，上記の問題を解決することであり，ディーゼルエンジン等のエンジン，ボイラーや焼却炉等の燃焼装置から排気されるから排出される排気ガス中に含まれる煤，カーボン等の粒子状物質，及びＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の有害物質をフイルタで捕集して加熱焼却，及び／又は酸化・還元反応させて消失させて有害物質を大気へ放出することを防止するため，フィルタで捕集した粒子状物質や有害物質を有効に焼却したり消失させるように，低負荷時に排気ガス温度が低下した時に排気ガス温度を昇温し，また，高負荷時には燃焼器を停止させ，フイルタの局部的な高温領域の発生を抑制し，排気ガスを予め決められた所定の温度範囲に昇温させる燃焼器を排気ガス浄化装置の上流側に設けたものであり，また，燃焼器に供給された余分な燃料が未燃焼のままで大気に排出されないように供給燃料を燃焼器で完全燃焼させるため，排気ガス温度状況に応じた適正な燃料流量を供給するように制御し，しかも，捕集された粒子状物質を均等に確実に加熱焼却してフィルタを短時間で再生することができる排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は，ディーゼルエンジン等のエンジン，ボイラーや焼却炉等の燃焼装置から排気される排気ガス中に含まれる煤，カーボン等の粒子状物質を捕集するフィルタの上流側の排気ガス通路に配設された燃焼器に燃料を供給して前記燃料を燃焼させて前記排気ガスを昇温させる排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置において，
前記燃焼器は，前記排気ガスの流入する流入部が形成された円筒ケース，前記円筒ケース内に配設された上流領域が閉鎖されて防炎部に形成され且つ中流領域から下流領域にわたって周囲に多数の通孔が形成されて前記円筒ケースの出口に嵌合して前記排気ガスが流出する流出部が形成された混合燃焼筒体，及び前記混合燃焼筒体内の前記上流領域に前記燃料を供給する燃料ノズルと前記燃料を着火させるグロープラグを備えており，
前記混合燃焼筒体内に前記通孔から流入させた前記排気ガスと前記燃料ノズルから供給された前記燃料とを旋回流として混合させた混合気を着火燃焼させ，前記排気ガスを昇温させて前記排気ガスを前記混合燃焼筒体の前記流出部から流出させて前記フィルタに送り込むことを特徴とする排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置に関する。
【００１１】
前記燃焼器は，前記燃料ノズルから前記混合燃焼筒体内の前記上流領域に噴射された前記燃料が着火燃焼した火炎燃焼方向に対して前記通孔を通じて直角に流入された前記排気ガスと混合した前記混合気が前記旋回流となって燃焼が促進されるものである。
【００１２】
この排気ガス昇温装置は，前記燃焼器の前記上流側の前記排気ガス通路に設けられて前記排気ガスの温度を検出する入口温度センサと，前記燃焼器の下流側の前記排気ガス通路に設けられて前記排気ガスの温度を検出する出口温度センサとを備えており，コントローラは，前記燃焼器の入口側の排気ガス温度と出口側の排気ガス温度との温度差及び前記出口側の排気ガス温度に応答して，前記燃料ノズルから噴霧する前記燃料を予め決められた所定量の流量に制御するものである。
【００１３】
また，前記コントローラは，前記出口側の排気ガス温度が予め決められた所定の温度以下に応答して予め決められた所定量の燃料を前記燃料ノズルから前記混合燃焼筒体に噴霧して，前記混合気を着火燃焼させて前記排気ガスの温度を昇温させる制御をするものである。更に，前記コントローラは，前記排気ガスの温度が予め決められた所定の温度以上に応答して前記燃料ノズルからの前記燃料の噴霧を停止し，前記排気ガスの温度を予め決められた所定の温度範囲に維持する制御を行なうものである。
【発明の効果】
【００１４】
この排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置は，上記のように構成されているので，ディーゼルエンジン，ボイラー，焼却炉等の低負荷時の排気ガス温度が低い場合には，燃焼器に供給された燃料が排気ガスと良好に旋回流となって攪拌され，燃焼器に供給された燃料が完全燃焼されて排気ガス温度が昇温され，排気ガスが予め決められた所定の温度に維持され，後流に配設された排気ガス浄化装置のフィルタに，例えば，触媒が担持されている場合には，該触媒を活性化し，フィルタに捕集された粒子状物質が迅速に加熱燃焼されてフィルタが再生され，また，フィルタに触媒が担持されていなくても，該フィルタに捕集された粒子状物質やフィルタを通過する有害物質を排気ガスを昇温させることによって有効に焼却して除去することができる。しかも，燃焼器に供給された燃料が完全燃焼されてクリーンな排気ガスが外部に排出されるので大気を汚染することがない。また，この排気ガス浄化装置は，ディーゼルエンジンの排気ガスの残存酸素を燃焼し，排気ガス温度を昇温する燃焼器として，燃焼器構造を改良し，低コスト，低スペースで安定した燃焼を可能とするものであり，そのため，燃焼器内の混合燃焼筒体の構造を多孔で円筒構造とし，混合燃焼筒体内に多くの旋回流を発生させることで多段燃焼を可能にし，ＤＰＦ等対象の系統が１系統であってもディーゼルエンジンを停止する必要がなく，燃焼器内での燃料の着火と燃焼状態を維持することが可能とされるため排気ガスの昇温が行なわれると共に，システムがシンプル，コンパクトであって，安価でエンジン排気系への配置が容易となり，燃料消費等のランニング費用が最小限であり，経済的で実用性の高い排気ガス温度の昇温システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明による排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置の一実施例し，特に燃焼器の構成の概念を示すシステム図である。
【図２】図１の排気ガス昇温装置である燃焼器の構成の一実施例を示す概略図である。
【図３】図２の燃焼器について，ディーゼルエンジンからの排気ガスと燃焼器に供給された燃料とのスワ−ルの発生原理を示す概念図である。
【図４】図３の燃焼器の線Ａ−Ａにおけるスワ−ルの発生原理を示す概念図である。
【図５】この排気ガス浄化装置に設けた排気ガス昇温装置による排気ガス温度の燃焼状態を示す温度線図のグラフである。
【図６】一般的に用いられている燃焼器の基本的な構造の一例を示す概念図である。
【図７】一般的に用いられている燃焼器の基本的な構造の別の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下，図面を参照して，この発明による排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置について説明する。図１に示すように，この発明による排気ガス浄化装置における排気ガス昇温装置は，ディーゼルエンジン等のエンジン，ボイラーや焼却炉等の燃焼装置から排出される排気ガスに含有される煤，ＳＯＦ，ＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の有害物質を捕集フィルタに捕集し，該フィルタの上流側に設けた燃焼器１によって排気ガスを昇温させて有害物質を焼却したり，酸化・還元反応によって消失させるものであり，燃焼器１は，排気ガスＧを昇温させる排気ガス通路１７，１８に設けた排気ガス浄化装置を構成するディーゼルパティキュレートフイルタ（ＤＰＦ）７の上流側の排気ガス通路１６，１７に配設されている。この排気ガス浄化装置は，例えば，ディーゼルエンジン６から排出される排気ガス通路１７，１８に配設されたＤＰＦ７におけるフィルタ７Ｆによって捕集された煤，カーボン，スート等の粒子状物質（ＰＭ）を加熱焼却し，或いは，排気ガスＧ中に含まれるＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の有害物質を酸化・還元反応によって消失除去させるものである。また，この排気ガス浄化装置は，例えば，フィルタ７に触媒が担持されている場合には，燃焼器１は該触媒に対して触媒反応の有効性を確保するため，排気ガスＧの温度を適正温度（例えば，３００℃〜４００℃）に昇温させるために有効となり，また，フィルタ７に触媒が担持されていない場合でも，燃焼器１は排気ガス通路１６に供給された燃料Ｆを燃焼させて排気ガスＧの温度を適正温度（例えば，６００℃程度以上）に昇温させて有害物質を有効に焼却させることができるものである。
【００１７】
図１には，ＤＰＦ７を設置したディーゼルエンジン６の排気系を示している。この排気ガス昇温装置は，ＤＰＦ７の上流には，燃焼器１を配置されており，ディーゼルエンジン６の排気ガス温度を目標温度に昇温させて触媒を活性化し，ＤＰＦ７に捕集したＰＭを加熱焼却又は有害物質を酸化・還元反応によって消失除去してフィルタ７Ｆを再生するシステムである。燃焼器１には，燃料ノズル２とグロープラグ３が設置されており，燃料ノズル２からの供給燃料流量及びグロープラグ３の通電は，コントローラ１３によって制御される。燃料ノズル２へ供給される燃料流量は，車両燃料タンク１０から燃料供給用ポンプ１２を経て圧送され，燃料供給用ポンプ１２は，コントローラ１３からの指令で制御して作動される。燃焼器１には，それぞれ流入側の排気ガス通路１６に入口温度センサ８，及び流出側の排気ガス通路１７に出口温度センサ９が配置されており，入口温度センサ８と出口温度センサ９で検出された温度信号は，コントローラ１３に信号線であるライン３１，３２を通じて入力される。
【００１８】
コントローラ１３は，電源線２９を通じて電源１１から電力が供給されて，燃料ポンプ１２から燃焼器１に供給する燃料Ｆの供給量を信号線２８を通じて制御すると共に，燃焼器１に供給された燃料Ｆを引火するためのグロープラグ３のＯＮ・ＯＦＦをライン３０を通じて制御するように設定されている。燃焼器１には，燃料Ｆ（図３）がディーゼルエンジン６の燃料タンク１０から燃料ポンプ１２の作動で燃料パイプ２６，２７を通じて燃料ノズル２に供給され，燃焼器１内に噴霧される。コントローラ１３は，燃焼器１の上流側の排気ガス通路１６に設けられた入口温度センサ８から信号ライン３１を通じて温度信号を受けると共に，下流側の排気ガス通路１７に設けられた出口温度センサ９から信号ライン３１を通じて温度信号を受け，それらの温度状態に応答して燃焼器１に設けた燃料ノズル２とグロープラグ３の作動を制御する。即ち，燃焼器１の温度制御は，出口温度センサ９の値がコントローラ１３にフィードバックされることにより行なわれ，入口温度センサ８と出口温度センサ９の差によって燃焼器１の燃焼状態の把握と，必要な燃料の流量が算出され，燃料ポンプ１２の動作を決定して燃料ノズル２から混合燃焼筒体４の上流領域３４に噴霧される。燃料ノズル２から燃料Ｆが噴霧された上流領域３４は，燃料Ｆが濃い混合気領域３７であり，排気ガスＧが流入した中流領域３５及び下流領域３６は，燃料Ｆに排気ガスＧが混合されて燃料Ｆが希釈された燃料Ｆが薄い混合気領域３８になって燃焼が促進される。ディーゼルエンジン６の排気ガスＧに含まれる残存酸素量は，エンジン運転状態によって変化するため，燃焼器１の燃焼状態にも影響を及ぼすが，燃焼器１の構造は，簡素でシンプルであり，不必要な熱容量が無いように構成されているので，出口温度センサ９によって燃焼状態の確認を瞬時に行なうことが可能であり，残存酸素量による制御を必要としない。
【００１９】
この排気ガス浄化装置において，燃焼器１は，特に，図２及び図３に示すように，排気ガスＧの流入する入口を備えた流入部１４が形成された円筒形のケース２０，ケース２０内に配設された上流領域３４が閉鎖されて防炎部５に形成され，中流領域３５から下流領域３６にわたって周囲に多数の通孔１９が形成され，ケース２０のケース出口３３に嵌合した排気ガスＧが流出する出口を備えた流出部１５が形成された混合燃焼筒体４，及び混合燃焼筒体４内の上流領域に設けられた燃料Ｆを供給する燃料ノズル２と燃料Ｆを着火させるグロープラグ３を備えていることを特徴とする。燃焼器１は，混合燃焼筒体４の通孔１９から排気ガスＧを混合燃焼筒体４内に旋回流として流入させ，燃料ノズル２から混合燃焼筒体４内に供給された燃料Ｆと旋回流の排気ガスＧとを混合させた混合気をグロープラグ３によって着火燃焼させて排気ガスＧの温度を昇温させて混合燃焼筒体４の流出部１５から適正温度に昇温された排気ガス温度となって，排気ガス通路１７を通じて後流のＤＰＦ７に送り込まれ，フィルタ７Ｆの再生時に触媒を活性化したり，触媒が無い場合でもフィルタに捕集された粒子状物質を加熱焼却することができる。
【００２０】
また，燃焼器１は，燃料ノズル２から混合燃焼筒体４内の上流領域に噴射された燃料Ｆが着火燃焼した火炎燃焼方向に対して，混合燃焼筒体４の通孔１９から排気ガスＧが直角に流入して燃料Ｆと混合して旋回流となって燃焼が促進されるものである。コントローラ１３は，排気ガスＧの温度が予め決められた所定の温度以下に応答して燃料ノズル２から燃料Ｆを混合燃焼筒体２内に供給して着火燃焼させて排気ガスＧを昇温する制御を行なうと共に，排気ガスＧの温度が予め決められた所定の温度以上に応答して燃料ノズル２からの燃料Ｆを混合燃焼筒体４に供給するのを停止し，排気ガス温度を所定の温度範囲に制御するものである。
【００２１】
図３及び図４に示すように，燃焼器１は，小形化の観点から燃焼促進用の混合板の機能を備えた通孔１９付きの混合燃焼筒体４を円筒形状に構成しており，燃焼方向である軸方向と直角に燃焼用排気ガスＧを導入し，それによって混合燃焼筒体４内の中流領域３５と下流領域３６において混合気の多くの旋回流を発生させ，混合による火炎の均一化を行なって燃焼促進を達成する。燃焼器１の混合燃焼筒体４における燃焼促進用再混合板に設けられた排気ガス導入孔即ち通孔１９は，目標排気ガス流量及び目標昇温温度を達成できるように，配列形成されており，排気ガスＧの目標温度の変化に対応させることが可能に構成されている。燃焼促進用再混合板は，上記のように，混合燃焼筒体４の軸方向に並んで通孔１９が形成された構造即ち多段燃焼方式の構造として構成されており，ディーゼルエンジン６の各運転条件に応じて，酸素供給が可能となって燃焼の均一性が得られる。混合燃焼筒体４は，円筒構造に形成されており，上流領域３４には排気ガスＧが導入されないように閉鎖されており，防炎部５の機能を果たし，部品点数を減少させることができる。混合燃焼筒体４における防炎部５となる上流領域３４には，燃料ノズル２が配設され，燃料ノズル２は，燃焼方向と直角に配置することによって，混合燃焼筒体４内に混合気の乱れを起こすことができ，混合気を攪拌する機能を果たしている。
【００２２】
図３には，燃焼器１内に燃料Ｆと排気ガスとの混合気が乱れを発生させて流れる状態が矢印で示されている。即ち，火炎燃焼方向と排気ガス流れ方向が直角に混合したときに発生する旋回流の発生の様子が示されており，図４には，燃焼器１の出口側である下流領域３６における混合気の旋回流の発生の様子が示されている。上記に示すように，燃焼方向と排気ガスＧの流入方向とが直角になるように形成することによって，省スペースにおける自己再循環要素，濃淡燃焼要素，及び多段燃焼要素を導入することが可能であり，供給燃料Ｆを効率的に燃焼させることができ，ＤＰＦ７へ送り込まれる排気ガスＧ中には未燃焼の燃料Ｆが送り込めれることは無い。また，混合燃焼筒体４は，上流領域３４の防炎部機能と，中流領域３５と下流領域３６とを混合板機能とが一体構造に構成されていることによって，部品点数の低減化と構造の簡略化を達成できる。
【００２３】
図５には，上記実施例によって目標温度を６００℃として制御した燃焼器１の出口温度センサ９の値が示されている。排気ガスＧの流量変化や温度変化によって燃焼状態が変化するが，十分に制御可能であるといえる。この排気ガス昇温装置は，排気ガスＧの昇温対象がＤＰＦ７のフィルタ７Ｆに担持された触媒の活性化及び／又は粒子状物質の加熱焼却のための適正な温度への昇温であるが，燃焼器１そのものの適正な燃焼にも同様に適用可能である。燃焼器１は，例えば，フィルタ７に触媒が担持されている場合には，排気ガスＧを３００℃〜４００℃へ昇温させ，フィルタ７に触媒が担持されていない場合には，排気ガスＧを６００℃程度以上へ昇温させるように，燃料Ｆが供給されて燃焼温度が制御されれば，排気ガスＧ中の粒子状物質を効率的に焼却することができる。この排気ガス昇温装置では，着火源がグロープラグ３であるが，その他，電気スパークでも適用可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明による排気ガス昇温装置を備えた排気ガス浄化装置は，例えば，ディーゼルエンジン等のエンジン，ボイラーや焼却炉等の燃焼装置から排出される排気ガスに含まれる煤，カーボン等の粒子状物質を加熱焼却して消失させ，或いはＣＯ，ＨＣ，ＮＯX 等の有害物質を触媒の助けで酸化・還元反応させて消失させ，排気ガスを浄化するのに使用して好ましいものである。
【符号の説明】
【００２５】
１      燃焼器
２      燃料ノズル
３      グロープラグ
４      混合燃焼筒体
５      防炎部
６      ディーゼルエンジン
７      ＤＰＦ
７Ｆ    フィルタ
８      入口温度センサ
９      出口温度センサ
１０    燃料タンク
１２    燃料ポンプ
１３    コントローラ
１４    流入部
１５    流出部
１６，１７，１８    排気ガス通路
１９    通孔
２０    ケース
３３    ケース出口
３４    上流領域
３５    中流領域
３６    下流領域
Ｇ      排気ガス
Ｆ      燃料
【図１】
2015151894.tif 000003
【図２】
2015151894.tif 000004
【図３】
2015151894.tif 000005
【図４】
2015151894.tif 000006
【図５】
2015151894.tif 000007
【図６】
2015151894.tif 000008
【図７】
2015151894.tif 000009