(57)【要約】【課題】燃焼ガスの未燃燃料を低減させることが可能な予混合方式のバーナーを提供する。【解決手段】バーナー２０は、噴出し口３２を筒端に有する第１の筒部３０と、第１の筒部３０内を噴出し口３２に向かって延びて噴出し口に向かって混合気が流れる筒部４０と、筒部４０が内挿されて噴出し口３２側に位置する開口を閉塞する閉塞部５１を有する第２の筒部５０と、第１の筒部３０と筒部４０との隙間を閉塞する連結壁部４１と、第１の筒部３０と第２の筒部５０とに連結され、連通路５６を有するバーナーヘッド５５と、連通路５６を通過した混合気に着火する着火部６２と、を備え、第２の筒部５０の外側面５０ｂは、噴出し口３２に向かって延びて第２の筒部５０の周方向に沿って並ぶ複数のフィンで構成されるフィン群１００を備え、複数のフィンの各々は螺旋状に延びる螺旋部を含む。【選択図】図１
2015206562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気を燃焼させた燃焼ガスの噴き出る噴出し口を筒端に有する第１の筒部と、
前記第１の筒部内を前記噴出し口に向かって延びる第２の筒部であって、前記第２の筒部の有する筒端の中で前記噴出し口側に位置する筒端を閉塞する閉塞部を有する前記第２の筒部と、
前記第１の筒部の内側面と前記第２の筒部の外側面とを連結する壁部であって、前記第２の筒部と前記壁部とによって、前記第１の筒部内の空間を予混合室と、前記予混合室よりも前記噴出し口側の空間である燃焼室とに区画し、かつ、前記予混合室と前記燃焼室とを連通する連通路が形成された前記壁部と、
前記燃焼室に配設されて前記連通路を通過した前記混合気に着火する着火部と、を備え、
前記第２の筒部の外側面は、前記噴出し口に向かって延びて前記第２の筒部の周方向に沿って並ぶ複数のフィンを備え、前記複数のフィンの各々が螺旋状に延びる螺旋部を含む
バーナー。
【請求項２】
前記フィンは、
第１フィン要素と、
前記第１フィン要素に対する前記噴出し口側に位置する第２フィン要素とから構成され、
前記第１フィン要素の構造と前記第２フィン要素の構造とが相互に異なる
請求項１に記載のバーナー。
【請求項３】
前記フィンにて前記第２の筒部の外側面から突き出る量が前記フィンの高さであり、
前記第２フィン要素が前記第１フィン要素よりも高い
請求項２に記載のバーナー。
【請求項４】
前記第１フィン要素は、前記噴出し口に向かって直線状に延び、前記第２フィン要素が前記螺旋部である
請求項２または３に記載のバーナー。
【請求項５】
互いに隣り合う前記第１フィン要素が、前記第２の筒部の外側面と第１流路を構成し、
互いに隣り合う前記第２フィン要素が、前記第２の筒部の外側面と第２流路を構成し、
前記第２の筒部は、
複数の前記第１流路と複数の前記第２流路とを備え、
複数の前記第１流路の少なくとも一部が前記第２流路と繋がっている
請求項２〜４のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項６】
互いに隣り合う前記第１フィン要素が、前記第２の筒部の外側面と第１流路を構成し、
前記第２の筒部が、複数の第１流路を備え、
前記第２の筒部の延在方向において、前記第２フィン要素は２つの端部を有し、
前記複数の第１流路の少なくとも一部は、前記２つの端部の中で前記第１フィン要素側の端部によって塞がれている
請求項２〜４のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項７】
前記第１の筒部は、
前記予混合室に空気を導入するための導入部と、
前記導入部から導入される前記空気を前記第１の筒部の周方向に指向し、前記予混合室内にて前記空気の旋回流を生成する旋回流生成部と、を備え、
前記螺旋部が、
前記噴出し口に向かって前記空気の指向方向に沿って回転している
請求項１〜６のいずれか一項に記載のバーナー。
【請求項８】
前記混合気を生成するための燃料を前記予混合室に供給する供給部と、
前記供給部の駆動を制御する制御部と、備え、
前記供給部は、
電気ヒーターの加熱により気化した燃料を前記予混合室に供給する第１供給部と、
霧状の燃料を前記予混合室に供給する第２供給部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１供給部の駆動中に前記第２の筒部が目標温度に到達するとき前記第１供給部の駆動を停止して前記第２供給部のみを駆動する
請求項１〜７のいずれか一項に記載のバーナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、排気を昇温させるバーナーであって、特に燃料と空気との混合気が燃焼室に供給される予混合方式のバーナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ディーゼルエンジンの排気通路には、排気に含まれる微粒子（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）が配設されている。こうしたＤＰＦにおいては、微粒子の捕捉機能を保持するために、ＤＰＦの捕捉した微粒子を排気を用いて焼却する再生処理が行なわれる。
【０００３】
例えば、特許文献１の排気浄化装置では、ＤＰＦの前段にバーナーが配設されており、このバーナーの燃焼室にて燃料と空気との混合気を燃焼させた燃焼ガスが生成される。そして、排気通路内の排気に燃焼ガスを供給することによって、ＤＰＦに流入させる排気を昇温させている。
【０００４】
また、こうしたバーナーとして、混合気の着火性や燃焼性を向上させて燃焼ガスに含まれる未燃燃料を低減させるべく、燃焼室に対して燃料と空気とを個別に供給することなく、燃料と空気との混合気を燃焼室に供給する予混合方式のバーナーも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８５４９３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、上述した予混合方式のバーナーにて生成される燃焼ガスにも少なからず未燃燃料が含まれてしまう。こうした燃料は、エンジンの動力として使用されているものではないため、エンジンを搭載した車両の燃料消費量を抑えるうえでは、排気の昇温に使用される燃料が少ない方が好ましい。そのため、所定の熱量を得るうえで必要とされる燃料が少なくなるように燃焼時における未燃燃料を低減させることが望まれている。
【０００７】
本開示の技術は、燃焼ガスの未燃燃料を低減させることが可能な予混合方式の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】
【０００８】
上記課題を解決するバーナーは、混合気を燃焼させた燃焼ガスの噴き出る噴出し口を筒端に有する第１の筒部と、前記第１の筒部内を前記噴出し口に向かって延びる第２の筒部であって、前記第２の筒部の有する筒端の中で前記噴出し口側に位置する筒端を閉塞する閉塞部を有する前記第２の筒部と、前記第１の筒部の内側面と前記第２の筒部の外側面とを連結する壁部であって、前記第２の筒部と前記壁部とによって、前記第１の筒部内の空間を予混合室と、前記予混合室よりも前記噴出し口側の空間である燃焼室とに区画し、かつ、前記予混合室と前記燃焼室とを連通する連通路が形成された前記壁部と、前記燃焼室に配設されて前記連通路を通過した前記混合気に着火する着火部と、を備え、前記第２の筒部の外側面は、前記噴出し口に向かって延びて前記第２の筒部の周方向に沿って並ぶ複数のフィンを備え、前記複数のフィンの各々が螺旋状に延びる螺旋部を含む。
【０００９】
上記構成によれば、第２の筒部の外表面積がフィンによって大きくなるため、第２の筒部は、火炎や燃焼ガスによって効率よく加熱される。その結果、第２の筒部内を流れる混合気に対する第２の筒部による加熱が効率よく行われることから、混合気の燃焼性が向上し、燃焼ガスの未燃燃料が低減される。
【００１０】
上記バーナーにおいて、前記フィンは、第１フィン要素と、前記第１フィン要素に対する前記噴出し口側に位置する第２フィン要素とから構成され、前記第１フィン要素の構造と前記第２フィン要素の構造とが相互に異なることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、互いに構造が異なる第１フィン要素と第２フィン要素とによって１つのフィンが構成されるため、フィンに採用される構造の範囲が広がる。
上記バーナーでは、前記フィンにて前記第２の筒部の外側面から突き出る量が前記フィンの高さであり、前記第２フィン要素が前記第１フィン要素よりも高いことが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、１つのフィンには、第１フィン要素と第２フィン要素との間の高低差に基づく段差が形成される。そして、混合気の燃焼中、その段差付近には火炎や燃焼ガスの渦流が形成される。こうした渦流が生成されることにより、未燃燃料が火炎に取り込まれて燃焼されやすくなるとともに第２の筒部に対する火炎や燃焼ガスの接触機会が増える。その結果、火炎や燃焼ガスによる第２の筒部の加熱がさらに効率よく行われる。
【００１３】
上記バーナーにおいて、前記第１フィン要素は、前記噴出し口に向かって直線状に延び、前記第２フィン要素が前記螺旋部であることが好ましい。
上記構成のように、フィンが第１フィン要素と第２フィン要素とを有する場合には、第１フィン要素を直線状に設定し、第２フィン要素を螺旋部に設定することが可能である。
【００１４】
上記バーナーにおいて、互いに隣り合う前記第１フィン要素が、前記第２の筒部の外側面と共に第１流路を構成し、互いに隣り合う前記第２フィン要素が、前記第２の筒部の外側面と共に第２流路を構成し、前記第２の筒部は、複数の前記第１流路と複数の前記第２流路とを備え、複数の前記第１流路の少なくとも一部が前記第２流路と繋がっていることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、第１流路を通過した流体の流れを第２流路において過剰に乱すことがない。
上記バーナーでは、互いに隣り合う前記第１フィン要素が、前記第２の筒部の外側面と第１流路を構成し、前記第２の筒部が、複数の第１流路を備え、前記第２の筒部の延在方向において、前記第２フィン要素は２つの端部を有し、前記複数の第１流路の少なくとも一部は、前記２つの端部の中で前記第１フィン要素側の端部によって塞がれていることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、複数の第１流路の一部が第２フィン要素によって塞がれていることから、混合気の燃焼中、第１流路の出口付近には火炎や燃焼ガスの渦流が生成される。その結果、未燃燃料が火炎に取り込まれて燃焼されやすくなるとともに、第２の筒部に対する火炎や燃焼ガスの接触機会がさらに増える。
【００１７】
上記バーナーにおいて、前記第１の筒部は、前記予混合室に空気を導入するための導入部と、前記導入部から導入される前記空気を前記第１の筒部の周方向に指向し、前記予混合室内にて前記空気の旋回流を生成する旋回流生成部と、を備え、前記螺旋部が、前記噴出し口に向かって前記空気の指向方向に沿って回転していることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、予混合室を旋回した混合気が燃焼室内に入るため、混合気と第２の筒部との接触機会を、さらに増やすことができる。
上記バーナーは、前記混合気を生成するための燃料を前記予混合室に供給する供給部と、前記供給部の駆動を制御する制御部と、備え、前記供給部は、電気ヒーターの加熱により気化した燃料を前記予混合室に供給する第１供給部と、霧状の燃料を前記予混合室に供給する第２供給部と、を備え、前記制御部は、前記第１供給部の駆動中に前記第２の筒部が目標温度に到達するとき前記第１供給部の駆動を停止して前記第２供給部のみを駆動することが好ましい。
【００１９】
上述したように第２の筒部にフィンが形成されることによって、混合気の加熱が効率よく行われる。そのため、第２の筒部が目標温度に到達するまでに要する時間も短縮され、第１供給部の駆動を停止するタイミングを早めることができる。その結果、電気ヒーターの駆動時間が短縮されることから、電気ヒーターの駆動に要する電力量も抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示におけるバーナーを具体化した第１実施形態の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】図１における２−２線の断面構造を示す断面図である。
【図３】第１実施形態における第２の筒部の斜視構造を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態におけるバーナーの作動態様の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態における第２の筒部の斜視構造を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態において、（ａ）は当量比分布の一様度を比較した結果を示すグラフであり、（ｂ）は流速分布の一様度を比較した結果を示すグラフである。
【図７】第３実施形態における第２の筒部の斜視構造を示す斜視図である。
【図８】第３実施形態において、（ａ）は流速分布の一様度を比較した結果を示すグラフであり、（ｂ）は再循環エネルギーを比較した結果を示すグラフである。
【図９】第４実施形態における第２の筒部の斜視構造を示す斜視図である。
【図１０】第４実施形態において、再循環エネルギーを比較した結果の一例を示すグラフである。
【図１１】第５実施形態における第２の筒部の斜視構造を示す斜視図である。
【図１２】第５実施形態において、再循環エネルギーを比較した結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図１〜図４を参照して本開示におけるバーナーを具体化した第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０（以下、単にエンジン１０という。）の排気通路１１には、排気中に含まれる微粒子を吸着するディーゼルパティキュレートフィルター１２（以下、ＤＰＦ１２という。）が搭載されている。
【００２３】
排気浄化装置を構成するＤＰＦ１２は、例えば多孔質の炭化ケイ素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捉する。そして、このＤＰＦ１２の前段には、ＤＰＦ１２に流入する排気を昇温させることでＤＰＦ１２の再生処理を実行するバーナー２０が搭載されている。
【００２４】
バーナー２０の基板２１には、円筒状を有する第１の筒部３０（以下、単に筒部３０という。）が固定され、筒部３０の２つの筒端の中で基端側の筒端は、基板２１によって閉塞されている。筒部３０の先端部には、環状の噴出し板３１が固定され、噴出し板３１の内側縁によって噴出し口３２が区画されている。
【００２５】
筒部３０の内側には、円筒状の筒部４０が位置し、筒部３０の内側面３０ａと筒部４０の外側面４０ｂとが、環状の連結壁部４１によって連結されている。連結壁部４１の外周縁は、筒部３０の中で基板２１寄りの位置に固定されており、筒部３０の内側面３０ａと筒部４０の外側面４０ｂとの隙間を閉塞している。連結壁部４１は、連結壁部４１の中で筒部４０に近い部位ほど噴出し口３２側に位置する形状を有している。筒部４０は、筒部４０の中で連結壁部４１と連結する部分から噴出し口３２へ向けて延び、筒部４０の有する２つの筒端の中で噴出し口３２に近い筒端は開口している。筒部４０の内側面４０ａに付着した燃料が噴出し口３２に向かって排出されやすいように、筒部４０の内径は噴出し口３２に向けて徐々に拡径されている。
【００２６】
筒部３０は、筒部３０の中で連結壁部４１と連結する部分から基板２１に向かって延出する延出部３３を有する。延出部３３には、第１の導入口３４（以下、単に導入口３４という。）が周方向に沿って所定間隔に形成され、導入口３４は、延出部３３によって囲まれる空間である混合室７１内に燃焼用空気を導入する。延出部３３には、導入口３４の開口縁から延出部３３の周壁の一部を内側へ切り起こした切り起こし片３５が形成されている。混合室７１に導入された空気は、筒部４０及び連結壁部４１によって囲まれる空間である混合室７２に噴出し口３２とは反対側から流入する。筒部３０には、筒部３０の内側に燃焼用空気を導入するための複数の第２の導入口３６（以下、単に導入口３６という。）が形成され、複数の導入口３６の各々は、着火部６２よりも噴出し口３２側に位置している。延出部３３、導入口３４、及び切り起こし片３５によって導入部が構成される。
【００２７】
筒部３０の内側には、円筒状の第２の筒部５０（以下、単に筒部５０という。）が位置し、筒部５０の内側には、筒部４０の一部が内挿されている。筒部５０の有する２つの筒端の中で筒部４０よりも噴出し口３２側に突出した筒端は、閉塞部５１によって閉塞されている。筒部５０の有する２つの筒端の中で噴出し口３２側とは反対側の筒端は、連結壁部４１よりも噴出し口３２側に位置し、その筒端の外側面は、壁部の一例である環状のバーナーヘッド５５を介して筒部３０の内側面３０ａに固定されている。筒部５０は、フィン群１００を外側面５０ｂに有し、凹凸部１０４を閉塞部５１に有している。
【００２８】
バーナーヘッド５５の内周縁は、筒部５０の外側面５０ｂの全周にわたって筒部５０と連結し、バーナーヘッド５５の外周縁は、筒部３０の内側面３０ａの全周にわたって筒部３０と連結している。バーナーヘッド５５には、バーナーヘッド５５に対する噴出し口３２側の空間と噴出し口３２の反対側の空間とを連通する複数の連通路５６が形成されている。バーナーヘッド５５の有する側面の中で噴出し口３２と対向する側面には、複数の連通路５６を覆う金網５７が取り付けられている。
【００２９】
バーナーヘッド５５に対する噴出し口３２側には、点火プラグ６１の着火部６２が位置している。点火プラグ６１は、筒部５０の内挿される円筒状の筒部６０に固定されている。着火部６２は、筒部６０及び筒部３０に形成された貫通孔を通じて筒部３０内に位置している。
【００３０】
バーナー２０には、筒部４０よりも噴出し口３２側に、筒部５０及び閉塞部５１に囲まれる空間であって混合室７２に連通する混合室７３が形成される。筒部４０と筒部５０との隙間によって混合室７３に連通する混合室７４が形成される。混合室７４に対する噴出し口３２の反対側には、筒部３０、バーナーヘッド５５、連結壁部４１に囲まれる空間であって混合室７４に連通する混合室７５が形成される。そして、これら混合室７１，７２，７３，７４，７５によって予混合室７０が形成される。バーナー２０には、筒部３０と筒部５０との隙間である第１燃焼室７８と、筒部３０によって囲まれる空間の中で閉塞部５１よりも噴出し口３２側に位置する空間である第２燃焼室７９とが形成される。そして、これら第１燃焼室７８と第２燃焼室７９とによって燃焼室７７が形成される。バーナーヘッド５５、筒部５０、および、閉塞部５１は、筒部３０の内側を予混合室７０と燃焼室７７とに区画している。
【００３１】
予混合室７０に燃料を供給する供給部８０は、第１供給部８１と第２供給部８２とを備える。第１供給部８１は、予混合室７０に対して気化した燃料である気化燃料を供給する。第２供給部８２は、予混合室７０に対して霧状の燃料である霧状燃料を供給する。
【００３２】
基板２１の中央部分には、第１供給部８１の第１供給ノズル８３と、第２供給部８２の第２供給ノズル８４とが固定されている。各供給ノズル８３，８４は、噴出し口３２に向かって直線状に延びており、先端に形成された開口が筒部４０内に位置している。
【００３３】
供給部８０は、燃料タンク８５内の燃料を各供給ノズル８３，８４に供給するための共通流路８６を有する。共通流路８６には、エンジン１０を動力源とする機械式の燃料ポンプ８７、燃料の圧力を検出する燃料圧力センサー８８、及び、燃料の温度を検出する燃料温度センサー８９が配設されている。共通流路８６、燃料ポンプ８７、燃料圧力センサー８８、燃料温度センサー８９、これらは第１供給部８１及び第２供給部８２に共通する。
【００３４】
共通流路８６は、燃料温度センサー８９の下流で第１分岐流路９０と第２分岐流路９１とに分岐している。第１分岐流路９０は、共通流路８６と第１供給ノズル８３とを接続する。第１分岐流路９０には、第１開閉弁９２と電気ヒーター９３とが配設されている。第１開閉弁９２は、デューティ制御により第１分岐流路９０を開閉するノーマリークローズ型の電磁弁である。電気ヒーター９３は、第１開閉弁９２の下流に位置し、オン状態において図示されない電源装置から所定量の電力供給を受けて発熱することで電気ヒーター９３を通過する燃料を気化させる。第１供給ノズル８３は、電気ヒーター９３から送り込まれる気化燃料を混合室７２に供給する。第１分岐流路９０、第１開閉弁９２、及び電気ヒーター９３は、第１供給部８１を構成する。
【００３５】
第２分岐流路９１は、共通流路８６と第２供給ノズル８４とを接続する。第２分岐流路９１には、第２分岐流路９１を開閉する第２開閉弁９４が配設されている。第２開閉弁９４は、デューティ制御により第２分岐流路９１を開閉するノーマリークローズ型の電磁弁である。第２供給ノズル８４は、第２開閉弁９４を通過した燃料を混合室７２に供給する。第２分岐流路９１及び第２開閉弁９４は、第２供給部８２を構成する。
【００３６】
各供給ノズル８３，８４から混合室７２に供給された燃料は、混合室７１からの燃焼用空気に混ざることで混合気を生成する。混合気は、混合室７２を噴出し口３２に向かって流れたのち、混合室７３にて転回されて混合室７４を混合室７２とは反対方向に向かって流れる。その後、混合気は、混合室７５にて再び転回されたのち、バーナーヘッド５５の連通路５６を通じて燃焼室７７に流入する。そして、燃焼室７７に流入した混合気が着火部６２によって着火されることで、燃焼室７７には、燃焼中の混合気である火炎、燃焼後の混合気である燃焼ガス、これらを含む燃焼反応ガスが生成される。筒部５０は、噴出し口３２に向かって流れる燃焼反応ガスによって加熱され、混合室７３，７４内の混合気を加熱するとともに筒部５０の周壁に付着している燃料を加熱する。
【００３７】
基板２１には、筒部３０が内挿される筒部６０が固定され、筒部６０の２つの筒端の中で基端側の筒端は、基板２１によって閉塞されている。筒部６０の先端側の筒端は、筒部６０と筒部５０との隙間が環状の閉塞板６３によって閉塞されている。
【００３８】
筒部６０には、噴出し口３２側の端部に空気供給通路６４の下流端が接続されている。空気供給通路６４の上流端は、エンジン１０の吸気通路１３であって排気通路１１に配設されるタービン１４とともに回転するコンプレッサー１５の下流に接続されている。
【００３９】
空気供給通路６４には空気弁６５が配設される。空気弁６５が開状態にあるとき、筒部３０と筒部６０との隙間の空気流通室６７には、空気供給通路６４を通じて吸気通路１３を流れる吸気の一部が燃焼用空気として流入する。この燃焼用空気は、複数の導入口３６を通じて燃焼室７７に供給され、複数の導入口３４を通じて混合室７１に導入される。
【００４０】
上述した第１開閉弁９２の開閉、第２開閉弁９４の開閉、電気ヒーター９３のオンオフ、空気弁６５の開閉、及び、点火プラグ６１の駆動は、制御部である制御装置９５によって制御される。制御装置９５は、第１開閉弁９２の開閉及び電気ヒーター９３のオンオフを制御することにより第１供給部８１の駆動を制御し、第２開閉弁９４の開閉を制御することにより第２供給部８２の駆動を制御する。
【００４１】
制御装置９５は、例えば、排気流量とＤＰＦ１２における排気ガスの圧力損失とに基づいてＤＰＦ１２における微粒子の堆積量を所定の制御周期で演算する。制御装置９５は、堆積量が再生処理の必要な閾値を超えるとバーナー２０によるＤＰＦ１２の再生処理を開始する。制御装置９５は、微粒子が十分に焼却されたと判断可能な閾値よりも上記堆積量が低くなると再生処理を終了する。
【００４２】
再生処理において、制御装置９５は、ＤＰＦ１２の温度やＤＰＦ１２の目標温度、排気通路１１における排気温度や排気流量、筒部５０の状態温度Ｔに基づき、予混合室７０に供給する燃料供給量Ｑｆを決定する。制御装置９５は、燃料供給量Ｑｆに基づいて燃焼用空気量Ｑａを決定する。燃焼用空気量Ｑａは、燃料供給量Ｑｆの分の燃料を燃焼させるのに必要な空気の量である。制御装置９５は、共通流路８６における燃料の圧力及び温度に基づいて上記燃料供給量Ｑｆの燃料が予混合室７０に供給されるように供給部８０の駆動を制御するとともに、燃焼用空気量Ｑａの空気が空気流通室６７に供給されるように空気弁６５の開閉を制御する。
【００４３】
制御装置９５は、供給部８０の駆動状態として、予混合室７０に対する燃料供給を第１供給部８１のみで行う第１駆動状態、第１供給部８１及び第２供給部８２の双方で行う第２駆動状態、及び、第２供給部８２のみで行う第３駆動状態を有する。
【００４４】
制御装置９５は、供給部８０の駆動を制御する指標として第２の筒部５０の温度である状態温度Ｔを取得する。状態温度Ｔは、筒部５０の温度を直接的に検出する温度センサーからの検出信号に基づく温度であってもよいし、各種センサーや燃料噴射量、その他の情報に基づいて推定された温度であってもよい。
【００４５】
制御装置９５は、上記状態温度Ｔが第１の閾値Ｔ１以下である場合、第１駆動状態で供給部８０を駆動する。制御装置９５は、状態温度Ｔが第１の閾値Ｔ１よりも高く、且つ、第２の閾値Ｔ２以下の場合、第２駆動状態で供給部８０を駆動する。制御装置９５は、状態温度Ｔが第２の閾値Ｔ２よりも高い場合、第３駆動状態で供給部８０を駆動する。
【００４６】
第１駆動状態において制御装置９５は、電気ヒーター９３が所定の温度に到達してから第１開閉弁９２の開閉制御を開始する。制御装置９５は、電源装置からの電力供給を受ける電気ヒーター９３が連続して気化可能な燃料量Ｑｆ１の燃料が電気ヒーター９３に流入するように、第１開閉弁９２を開閉制御する。すなわち、第１駆動状態の燃料供給量Ｑｆは、燃料量Ｑｆ１である。
【００４７】
第１の閾値Ｔ１は、第１供給部８１からの気化燃料の他、燃料量Ｑｆ２の霧状燃料を予混合室７０に供給したとしても、筒部５０による加熱によって霧状燃料が気化する温度である。第２駆動状態において制御装置９５は、第１供給部８１について、電気ヒーター９３に燃料量Ｑｆ１の燃料が流入するように第１開閉弁９２を開閉制御する。制御装置９５は、第２供給部８２について、燃料量Ｑｆ２の霧状燃料が予混合室７０に供給されるように第２開閉弁９４を開閉制御する。すなわち、第２駆動状態の燃料供給量Ｑｆは、燃料量Ｑｆ３（＝Ｑｆ１＋Ｑｆ２）である。
【００４８】
第２の閾値Ｔ２は、燃料量Ｑｆ３の燃料を霧状燃料として予混合室７０に供給したとしても、霧状燃料が筒部５０による加熱によって気化する温度である。第３駆動状態において制御装置９５は、第１供給部８１について、第１開閉弁９２を閉状態に制御するとともに電気ヒーター９３に対する電力供給を遮断する。制御装置９５は、第２供給部８２について、状態温度Ｔの上昇にともない燃料供給量Ｑｆを燃料量Ｑｆ３，Ｑｆ４，Ｑｆ５，Ｑｆ６と段階的に増量しながら、燃料供給量Ｑｆの霧状燃料が予混合室７０に供給されるように第２開閉弁９４を開閉制御する。
【００４９】
図２は、図１における２−２線における断面構造を示す断面図であって、図２に示す矢印は、燃焼用空気の大まかな流れを示している。図２に示されるように、筒部３０の延出部３３に形成された切り起こし片３５は、導入口３４を覆うように位置している。各切り起こし片３５は、導入口３４を通じて混合室７１に流入する燃焼用空気を筒部３０の周方向に沿うように指向することで、混合室７１に燃焼用空気の旋回流を生成する。この旋回は第１燃焼室７８に流入後も維持され、第１燃焼室７８において燃焼反応ガスは、筒部５０の周りを旋回しながら噴出し口３２へ向かって流れる。
【００５０】
図３を参照して第１実施形態における第２の筒部５０の構造について詳しく説明する。
図３に示されるように、フィン群１００は、フィンの一例である複数の螺旋フィン１０１から構成されている。複数の螺旋フィン１０１の各々は、相互にほぼ同じ形状を有し、筒部５０の全周にわたって、筒部５０の周方向に沿って等間隔を空けて並んでいる。各螺旋フィン１０１は、燃焼用空気の旋回方向に沿う方向に回転しながら噴出し口３２に向かって延びている。各螺旋フィン１０１は、バーナーヘッド５５側の端部に、連通路５６から第１燃焼室７８への混合気の流入が阻害されないように切り欠き部１０２を有する。
【００５１】
各螺旋フィン１０１は、切り欠き部１０２よりも噴出し口３２側において、一定の高さと一定の厚みとを有し、互いに隣接する螺旋フィン１０１との間隔が一定に保持されている。これにより、筒部５０には、互いに隣接する螺旋フィン１０１と外側面５０ｂによって流路断面積が一定の螺旋流路１０３が形成される。フィンの高さとは、外側面５０ｂからフィンの突き出す量であり、筒部５０の径方向にて外側面５０ｂからフィンの突端までの距離をいう。筒部５０の閉塞部５１には、筒部５０の中心軸を中心とする同心円状に形成された複数の環状凹部１０５によって凹凸部１０４が形成されている。
【００５２】
こうした構成によれば、噴出し口３２に向かって直線状に延びる複数のフィンのみによってフィン群が構成される場合に比べて、燃焼室７７に対する筒部５０の表面積である受熱面積が大きくなるとともに、互いに隣接するフィンによって形成される流路の流路長も長くなる。これにより、筒部５０に対する燃焼反応ガスの接触機会が増えることから、燃焼反応ガスによる筒部５０の加熱、ひいては筒部５０による混合室７３，７４内の混合気の加熱が効率よく行われる。
【００５３】
切り起こし片３５による燃焼用空気の旋回は、燃焼室７７においても維持されるため、第１燃焼室７８において、燃焼反応ガスは、筒部５０の周りを旋回しながら噴出し口３２へと向かって流れる。この燃焼反応ガスの旋回方向に沿う方向に螺旋フィン１０１が回転していることで、螺旋フィン１０１付近を流れる燃焼反応ガスの減速が抑えられる。これにより、燃焼反応ガスは、流速のばらつきが抑えられた状態で第１燃焼室７８から第２燃焼室７９に流入する。そのため、第２燃焼室７９を流れる燃焼反応ガスについて、筒部３０の軸線方向に直交する面方向の各位置における流速の分布である流速分布の一様度が高められる。その結果、燃焼反応ガスの火炎長が短くなる。
【００５４】
図４を参照して、供給部８０の作動態様について説明する。なお、バーナー２０は、初期状態として、第１開閉弁９２、第２開閉弁９４、及び空気弁６５が閉状態に制御されているとともに電気ヒーター９３がオフ状態に制御されている。
【００５５】
図４に示されるように、時刻ｔ１において再生処理が開始されると、制御装置９５は、電気ヒーター９３をオン状態に制御する。そして、制御装置９５は、時刻ｔ１から所定時間経過後の時刻ｔ２において電気ヒーター９３が所定温度に到達したと判断すると空気弁６５及び第１開閉弁９２の開閉制御を開始する。これにより予混合室７０には、電気ヒーター９３によって気化された燃料量Ｑｆ１の燃料が第１供給ノズル８３から供給される。気化燃料を含む混合気は、混合室７２〜７５を通過したのち、バーナーヘッド５５の連通路５６を通じて第１燃焼室７８へと流入し、点火プラグ６１によって着火される。制御装置９５は、時刻ｔ２から次の時刻ｔ３までの期間、第１駆動状態で供給部８０を駆動する。バーナー２０は、燃料量Ｑｆ１に応じた出力Ｐ１を有する。
【００５６】
制御装置９５は、時刻ｔ３において状態温度Ｔが第１の閾値Ｔ１に到達したと判断すると、第２開閉弁９４の開閉制御を開始する。これにより、燃料量Ｑｆ１の気化燃料が第１供給ノズル８３から供給されるとともに、燃料量Ｑｆ２の霧状燃料が第２供給ノズル８４から供給される。すなわち、時刻ｔ３から次の時刻ｔ４までの期間、制御装置９５は、第２駆動状態で供給部８０を駆動する。バーナー２０は、燃料量Ｑｆ３（＝Ｑｆ１＋Ｑｆ２）に応じた出力Ｐ３を有する。
【００５７】
制御装置９５は、時刻ｔ４において状態温度Ｔが第２の閾値Ｔ２に到達したと判断すると、第１開閉弁９２を閉状態に制御するとともに、燃料量Ｑｆ３の霧状燃料が第２供給ノズル８４から供給されるように第２開閉弁９４を開閉制御する。すなわち、時刻ｔ４以降、制御装置９５は、第３駆動状態で供給部８０を駆動する。制御装置９５は、状態温度Ｔの上昇に応じて時刻ｔ５，ｔ６，ｔ７において燃料供給量Ｑｆを燃料量Ｑｆ４，Ｑｆ５，Ｑｆ６と段階的に増量し、燃料量Ｑｆ４，Ｑｆ５，Ｑｆ６の霧状燃料が予混合室７０に供給されるように第２開閉弁９４を開閉制御する。バーナー２０は、燃料供給量Ｑｆに応じて、時刻ｔ４から時刻ｔ５までは出力Ｐ３、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは出力Ｐ４、時刻ｔ６から時刻ｔ７までは出力Ｐ５、時刻ｔ７から時刻ｔ８までは出力Ｐ６を有する。
【００５８】
そして、制御装置９５は、時刻ｔ８において微粒子が十分に焼却されたと判断可能な閾値よりも堆積量が低くなると、空気弁６５及び第２開閉弁９４を閉状態に制御することにより再生処理を終了する。
【００５９】
上記第１実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）フィン群を構成するフィンの各々が螺旋部を有するフィンであることから、燃焼反応ガスによる筒部５０の加熱、ひいては筒部５０による混合気の加熱が効率よく行われる。その結果、混合気の燃焼性が向上し、未燃燃料が低減される。
【００６０】
（２）電気ヒーターの加熱によって燃料を気化させる方式では、バーナーが駆動される度に電気ヒーターの駆動電力が必要とされる。そのため、電気ヒーターの駆動に要する電力量を抑えることが望まれている。上記構成によれば、燃焼反応ガスによる筒部５０の加熱が効率よく行われることから、電気ヒーター９３の駆動時間が短縮され、電気ヒーター９３の駆動に要する電力量が抑えられる。
【００６１】
（３）切り起こし片３５によって燃焼用空気の旋回流が生成されることで、混合気は、混合室７４内を筒部４０の周りを旋回しながら進む。その結果、筒部５０に対して混合気が接触する機会が増えることから、筒部５０による混合気の加熱が効率よく行われる。
【００６２】
（４）筒部４０の内径が噴出し口３２に向かって徐々に拡径されていることから、筒部４０の内側に付着している燃料が混合室７３に到達しやすくなる。
（５）閉塞部５１に凹凸部１０４が形成されていることで筒部５０の受熱面積をさらに大きくすることができる。
【００６３】
（６）全てのフィンが螺旋状であることから、筒部５０の表面積を効率よく大きくすることができる。
（７）螺旋状のフィンが燃焼用空気の旋回方向に沿うように回転していることから、第２燃焼室７９における燃焼反応ガスの流速分布の一様度が高められる。その結果、燃焼反応ガスの火炎長が短くなる。
【００６４】
（第２実施形態）
図５及び図６を参照して本開示におけるバーナーを具体化した第２実施形態について説明する。なお、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フィン群の構造が異なる。そのため、第２実施形態では、フィン群について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことでその詳細な説明は省略する。
【００６５】
図５に示されるように、フィン群１１０は、略同一形状の複数のフィン１１１が筒部５０の全周にわたって等間隔に配列されることにより形成される。各フィン１１１は、噴出し口３２に向かって螺旋状に延びる２つの部分が連なる１つのフィンであって、燃焼用空気の旋回方向に沿う方向に回転しながら噴出し口３２に向かって延びている。各フィン１１１は、第１フィン要素１１２と、第１フィン要素１１２よりも噴出し口３２に近い部分である第２フィン要素１１３とを備える。第２フィン要素１１３は、第１フィン要素１１２と同じ厚みを有し、導入口３６よりも噴出し口３２側に位置する。第２フィン要素１１３は、第１フィン要素１１２に対して約２倍の高さを有する。各フィン１１１には、第１フィン要素１１２と第２フィン要素１１３との高低差に基づく段差１１４が形成される。
【００６６】
筒部５０の外側面５０ｂには、筒部５０の周方向において互いに隣接する第１フィン要素１１２と外側面５０ｂとによって螺旋状の第１流路１１７が形成されている。筒部５０の外側面５０ｂには、筒部５０の周方向において互いに隣接する第２フィン要素１１３と外側面５０ｂとによって第２流路１１８が形成されている。第２流路１１８は、第１流路１１７よりも筒部５０の径方向の外側に沿って拡がる螺旋状を有している。
【００６７】
こうした構成によれば、段差１１４に対するバーナーヘッド５５側の空間には燃焼反応ガスの渦流が生成される。こうした渦流が生成されることによって、未燃燃料が火炎に取り込まれて燃焼されやすくなるとともに筒部５０に対する燃焼反応ガスの接触機会が増える。そのうえ、渦流におけるフィン群１１０と燃焼反応ガスとの摩擦によるエネルギーの一部が筒部５０に付与される。その結果、燃焼反応ガスによる筒部５０の加熱がさらに効率よく行われる。
【００６８】
段差１１４の位置は、筒部５０の延びる方向において、導入口３６よりも噴出し口３２に近い。そのため、燃焼反応ガスは、導入口３６から新たに燃焼用空気が供給されてから段差１１４付近に渦流を生成する。これにより、渦流において未燃燃料がさらに燃焼されやすくなる。
【００６９】
燃焼反応ガスの一部は、第２流路１１８から第２燃焼室７９へと流入する。そして、第２流路１１８が第１流路１１７よりも筒部５０の径方向の外側まで拡がっているため、第２燃焼室７９に流入する燃焼反応ガスに対して整流作用が高められる。これにより、第２燃焼室７９を流れる燃焼反応ガスについて、筒部３０の軸線方向に直交する面方向の各位置における当量比の分布である当量比分布の一様度が高められる。
【００７０】
また、第１実施形態と同様に、第２燃焼室７９を流れる燃焼反応ガスについて、筒部３０の軸線方向に直交する面方向の各位置における流速の分布である流速分布の一様度が高められる。
【００７１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、燃焼室７７内の流れ解析から得られた噴出し口３２での当量比分布及び流速分布の各々の一様度の一例を示す。図６（ａ）及び図６（ｂ）において、実施例は第２実施形態のバーナーの一例であり、比較例はフィン１１１に代えて直線状のフィンのみで構成されたフィン群を有するバーナーである。
【００７２】
実施例および比較例の一様度は、次のようにして算出した。噴出し口３２を形成する周面で囲まれる空間に複数の観測点を設定し、各観測点における算出対象の大きさを取得した。そして、以下の式に従って、算出対象の一様度を算出した。ｒは算出対象の一様度、ｎは観測点の数、φｉは各観測点における算出対象の大きさ、φａｖｅは全ての観測点について算出対象の平均値を示す。一様度ｒが１に近付く程、一様度が高いことを示す。
【数１】
2015206562.tif 000003
【００７３】
図６（ａ）（ｂ）に示されるように、当量比分布及び流速分布の一様度は、比較例よりも実施例の方が高いことが認められた。すなわち、第２フィン要素を第１フィン要素よりも高くすることにより当量比分布の一様度が高まることが確認された。燃焼反応ガスの旋回方向に沿う方向にフィンが回転していることで、第２燃焼室７９において流速分布の一様度が高まることが確認された。
【００７４】
上記第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（７）に記載した効果に準ずる効果の他、以下に列挙する効果が得られる。
（８）第１フィン要素と第２フィン要素との境界に段差が形成されることによって、燃焼反応ガスによる筒部５０の加熱が効率よく行われる。
【００７５】
（９）第２フィン要素では第１フィン要素よりも流路が筒部５０の径方向に拡がっていることで、第２燃焼室７９における当量比分布の一様度が高められる。その結果、燃焼室７７において燃焼する燃料量が増えることで未燃燃料が低減される。
（１０）段差が導入口３６よりも噴出し口３２側に位置することで、段差付近の渦流において未燃燃料が燃焼されやすくなる。
【００７６】
（第３実施形態）
図７及び図８を参照して本開示におけるバーナーを具体化した第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態は、第１実施形態とはフィン群の構造が異なる。そのため、第３実施形態では、フィン群の構造について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。
【００７７】
ここで、筒部５０は、燃焼反応ガスそのものの熱が伝達されるだけでなく、燃焼反応ガスとの摩擦によるエネルギー、すなわち運動エネルギーの減少分の一部が再循環エネルギーとして付与されることによっても加熱される。
【００７８】
図７に示されるように、フィン群１２０は、略同一形状の複数のフィン１２１が筒部５０の全周にわたって等間隔に配列されることにより形成される。各フィン１２１は、直線状の第１フィン要素１２２に燃焼用空気の旋回方向に沿う方向に回転する螺旋状の第２フィン要素１２３が連なった１つのフィンである。第２フィン要素１２３は、第１フィン要素１２２よりも噴出し口３２に近い部分であって第１フィン要素１２２よりも高い。各フィン１２１には、第１フィン要素１２２と第２フィン要素１２３との高低差によって、導入口３６よりも噴出し口３２側に段差１２４が形成される。
【００７９】
互いに隣接するフィン１２１の第１フィン要素１２２によって直線状の第１流路１２７が形成される。互いに隣接するフィン１２１の第２フィン要素１２３によって第１流路１２７よりも第２の筒部５０の径方向に拡がる螺旋状の第２流路１２８が形成される。
【００８０】
こうした構成によれば、噴出し口３２に向かって直線状に延びる複数のフィンのみによってフィン群が構成される場合に比べて、第２フィン要素１２３によって筒部５０の受熱面積が大きくなるとともに流路長も長くなる。第１フィン要素１２２では、第２フィン要素１２３に比べて、筒部５０の周りを旋回する燃焼反応ガスとの摩擦が大きいため、より多くの再循環エネルギーが付与される。すなわち、フィン群１２０では、第１フィン要素１２２では再循環エネルギーの付与が優先され、第２フィン要素１２３では第２燃焼室７９に流入する燃焼反応ガスの流速のばらつきを抑えることが優先される。その結果、筒部５０に付与される再循環エネルギーを増加させつつ、燃焼反応ガスの流速分布の一様度が高められる。
【００８１】
図８（ａ）は、燃焼室７７内の流れ解析から得られた噴出し口３２における流速分布の一様度を示す。図８（ｂ）は、燃焼室７７内の流れ解析から得られた第１燃焼室７８における運動エネルギーの減少分を再循環エネルギーとして示す。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）では、第３実施形態のバーナーの一例である実施例のバーナーと、フィン１２１に代えて直線状のフィンのみを有する比較例のバーナーと、第２実施形態のバーナーの一例である参考例のバーナーとから得られた結果を示す。
【００８２】
図８（ａ）に示されるように、実施例では、参考例には及ばないものの、比較例よりも流速分布の一様度が高いことが確認された。
図８（ｂ）に示されるように、実施例では、比較例よりも再循環エネルギーが大きいことが確認された。
【００８３】
上記第３実施形態によれば、第１及び第２実施形態に記載した（１）〜（５）、（８）〜（１０）に記載した効果に準ずる効果の他、以下に示す効果が得られる。
（１１）第１フィン要素が直線状のフィンで構成されることにより、筒部５０に付与される再循環エネルギーが増加する。
（１２）第２フィン要素が螺旋状のフィンで構成されることにより、第２燃焼室７９における燃焼反応ガスの流速分布の一様度が高まる。
【００８４】
（第４実施形態）
図９及び図１０を参照して本開示におけるバーナーを具体化した第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態のバーナーは、第１実施形態のバーナーとはフィン群の構造が異なる。そのため、第４実施形態では、フィン群の構造について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。第４実施形態のフィン群は、第２実施形態のフィン群１１０において、第２フィン要素１１３を第１フィン要素１１２に対して筒部５０の周方向に所定量ずらしたものである。
【００８５】
図９に示されるように、フィン群１３０には、略同一形状である螺旋状の第１フィン要素１３１が筒部５０の全周にわたって等間隔に配列される。互いに隣接する第１フィン要素１３１と外側面５０ｂによって螺旋状の第１流路１３３が形成される。フィン群１３０には、略同一形状であって第１フィン要素１３１よりも高い螺旋状の第２フィン要素１３４が筒部５０の全周にわたって等間隔に配列される。互いに隣接する第２フィン要素１３４と外側面５０ｂとによって螺旋状の第２流路１３６が形成される。
【００８６】
第２フィン要素１３４は、第１フィン要素１３１と同じ厚さを有するとともに、第１フィン要素１３１に対して筒部５０の周方向において所定量ずれた位置に位置する。そのため、各第１フィン要素１３１の下流端は、互いに異なる第２流路１３６の入口の一部を塞いでいる。各第２フィン要素１３４の上流端は、互いに異なる第１流路１３３の出口の一部を塞いでいる。これにより、フィン群１３０には、第１フィン要素１３１と第２フィン要素１３４との高低差に基づく段差１３７の他、第１フィン要素１３１に対する第２フィン要素１３４の位置ずれによって、第２流路１３６に面する段差１３８と第１流路１３３に面する段差１３９とが形成される。
【００８７】
こうした構成によれば、各段差１３７，１３８，１３９付近には燃焼反応ガスの渦流が生成されるため、未燃燃料が火炎に取り込まれて燃焼されやすくなるとともに筒部５０に対する燃焼反応ガスの接触機会がさらに増える。そのうえ、渦流における摩擦も再循環エネルギーとして筒部５０に付与される。その結果、燃焼反応ガスによる筒部５０の加熱がさらに効率よく行われる。
【００８８】
図１０は、燃焼室７７内の流れ解析から得られた再循環エネルギーを示す。図１０において、実施例は第４実施形態のバーナーの一例であり、参考例は第２実施形態のバーナーの一例である。図１０に示されるように、実施例では、再循環エネルギーが参考例よりも高いことが確認された。
【００８９】
上記第４実施形態によれば、第１〜第３実施形態に記載した（１）〜（７）、（８）〜（１０）、（１２）に記載した効果に準ずる効果の加えて、以下に示す効果が得られる。
（１３）互いに隣接する第１フィン要素によって形成される流路の一部が第２フィン要素の端部によって塞がれることにより、再循環エネルギーが高められる。
【００９０】
（第５実施形態）
図１１及び図１２を参照して本開示におけるバーナーを具体化した第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態のバーナーは、第１実施形態のバーナーとはフィン群の構造が異なる。そのため、第５実施形態では、フィン群の構造について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付すことによりその詳細な説明は省略する。第５実施形態のフィン群は、第３実施形態のフィン群１２０において第２フィン要素１２３を第１フィン要素１２２に対して筒部５０の周方向に所定量ずらしたものである。
【００９１】
図１１が示すように、フィン群１４０には、略同一形状である直線状の第１フィン要素１４１が筒部５０の全周にわたって等間隔に配列される。互いに隣接する第１フィン要素１４１によって直線状の第１流路１４３が形成される。フィン群１４０には、略同一形状であって第１フィン要素１４１よりも高い螺旋状の第２フィン要素１４４が筒部５０の全周にわたって等間隔に配列される。互いに隣接する第２フィン要素１４４によって螺旋状の第２流路１４６が形成される。
【００９２】
第２フィン要素１４４は、第１フィン要素１４１と同じ厚さを有するとともに、第１フィン要素１４１に対して筒部５０の周方向にずれた位置に位置する。そのため、各第１フィン要素１４１の下流端は、互いに異なる第２流路１４６の入口の一部を塞いでいる。各第２フィン要素１４４の上流端は、互いに異なる第１流路１４３の出口の一部を塞いでいる。これにより、フィン群１４０には、第１フィン要素１４１と第２フィン要素１４４との高低差に基づく段差１４７の他、第１フィン要素１４１に対する第２フィン要素１４４の位置ずれによって、第２流路１４６に面する段差１４８と第１流路１４３に面する段差１４９とが形成される。
【００９３】
こうした構成によれば、各段差１４７，１４８，１４９付近には燃焼反応ガスの渦流が生成されるため、未燃燃料が火炎に取り込まれて燃焼されやすくなるとともに筒部５０に対する燃焼反応ガスの接触機会がさらに増える。そのうえ、渦流における摩擦も再循環エネルギーとして筒部５０に付与される。
【００９４】
図１２は、燃焼室７７内の流れ解析から得られた再循環エネルギーを示す。図１２において、実施例は第５実施形態のバーナーの一例であり、参考例は第３実施形態のバーナーの一例である。図１２に示されるように、再循環エネルギーは、参考例よりも実施例が高いことが確認された。
【００９５】
上記第５実施形態によれば、第１〜第４実施形態に記載した（１）〜（５）、（８）〜（１０）、（１２）、（１３）に記載した効果に準ずる効果が得られる。
【００９６】
なお、上記第１〜第５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。
・制御装置９５は、供給部８０の駆動状態を第１駆動状態から第３駆動状態へ移行してもよい。この際、制御装置９５は、状態温度Ｔが第２の閾値Ｔ２に到達するまで第１駆動状態にて供給部８０を駆動する。
【００９７】
・供給部は、霧状燃料のみを予混合室７０に供給する構成であってもよい。
・螺旋状のフィンは、噴出し口３２に向かって螺旋状に延びるフィンであればよく、燃焼用空気の旋回方向とは反対の方向に沿って回転しながら噴出し口３２に向かって延びるフィンであってもよい。
【００９８】
・バーナーは、燃焼用空気の旋回流を生成する旋回流生成部が割愛された構成であってもよい。
・筒部５０の外側面５０ｂは、複数のフィン群を備え、複数のフィン群の各々は、筒部５０の延びる方向に沿って並んでいてもよい。この際に、複数のフィン群の各々を構成するフィンは、相互に異なる構造を有していてもよいし、同じ構造を有していてもよい。
【００９９】
・第４及び第５実施形態において、第２フィン要素は、互いに隣接する第１フィン要素によって形成される第１流路の一部を第１フィン要素側の端部で塞いでいればよい。そのため、第２フィン要素の厚さは、第１フィン要素の厚さと同じ厚さに限られない。例えば、第１フィン要素よりも第２フィン要素が厚い場合、１つの第１フィン要素の両側に形成される２つの流路の双方に１つの第２フィン要素がはみ出していてもよい。
【０１００】
・第２及び第３実施形態において、第２フィン要素は、互いに隣接する第１フィン要素によって形成される第１流路の一部を第１フィン要素側の端部で塞いでいなければよい。そのため、第２フィン要素は、第１フィン要素側の端部の厚さが第１フィン要素の厚さ以下であればよい。例えば、第１フィン要素側の端部の厚さが第１フィン要素の厚さよりも小さい場合、互いに隣接する第２フィン要素で形成される第２流路の一部が第１フィン要素によって塞がれる構成であってもよい。
【０１０１】
・第１フィン要素及び第２フィン要素の少なくとも一方が螺旋部を含む構造であればよく、例えば、第１フィン要素が螺旋状であり、且つ、第２フィン要素が直線状をなしていてもよい。第１フィン要素及び第２フィン要素が互いに異なる構造を有する螺旋状のフィン要素であってもよい。こうした構成において、第１フィン要素と第２フィン要素とに高低差があってもよい。
【０１０２】
・第３〜第５実施形態において、第１フィン要素と第２フィン要素とが同じ高さでもよい。
・第１フィン要素が第２フィン要素よりも高くてもよい。こうした構成であっても、第１フィン要素と第２フィン要素との境界には第１フィン要素と第２フィン要素との高低差に基づく段差が形成される。
【０１０３】
・閉塞部５１には、凹凸部１０４が形成されていなくともよい。
・着火部は、点火プラグに加えてグローヒーター、レーザー点火装置、プラズマ点火装置の少なくとも１つが適宜搭載された構成であってもよい。
【０１０４】
・燃焼用空気は、吸気通路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によって供給される空気でもよい。
・排気浄化装置は、ＤＰＦ１２に限らず、排気ガスを浄化する触媒を備えているものであってもよい。こうした構成によれば、バーナー２０によって触媒が昇温されることから、触媒を活性化温度まで早期に昇温させることが可能である。
【０１０５】
・バーナー２０において筒部４０と連結壁部４１とが割愛されてもよい。こうした構成であっても、予混合室に含まれる混合気の温度はフィンによって昇温されやすくなる。
・第１フィン要素と第２フィン要素とは、相互に異なる構造であればよい。例えば、第１フィン要素と第２フィン要素とにおいて、フィンの厚さ、および、フィンの高さの少なくとも一方が相互に異なっていてもよい。また、第１フィン要素と第２フィン要素とにおいて、筒部５０の周方向における位置が相互に異なっていてもよいし、螺旋部を有するか否かが相互に異なっていてもよい。さらに、第１フィン要素と第２フィン要素とが螺旋部を含む構成においては、螺旋部の回転する方向が相互に異なっていてもよいし、筒部５０の外側面５０ｂの接線方向とフィンとの形成する角度が相互に異なっていてもよい。第２フィン要素が第１流路を塞いでいてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
２０…バーナー、２１…基板、３０…第１の筒部、３０…筒部、３０ａ…内側面、３１…噴出し板、３２…噴出し口、３３…延出部、３４…導入口、３４…第１の導入口、３５…切り起こし片、３６…第２の導入口、３６…導入口、４０…筒部、４０ａ…内側面、４０ｂ…外側面、４１…連結壁部、５０…第２の筒部、５０…筒部、５０ｂ…外側面、５１…閉塞部、５５…バーナーヘッド、５６…連通路、５７…金網、６０…筒部、６１…点火プラグ、６２…着火部、６３…閉塞板、６４…空気供給通路、６５…空気弁、６７…空気流通室、７０…予混合室、７１，７２，７３，７４，７５…混合室、７７…燃焼室、７８…第１燃焼室、７９…第２燃焼室、８０…供給部、８１…第１供給部、８２…第２供給部、８３…第１供給ノズル、８４…第２供給ノズル、８５…燃料タンク、８６…共通流路、８７…燃料ポンプ、８８…燃料圧力センサー、８９…燃料温度センサー、９０…第１分岐流路、９１…第２分岐流路、９２…第１開閉弁、９３…電気ヒーター、９４…第２開閉弁、９５…制御装置、１００，１１０，１２０，１３０，１４０…フィン群、１０１…螺旋フィン、１０２…切り欠き部、１０３…螺旋流路、１０４…凹凸部、１０５…環状凹部、１１１，１２１…フィン、１１２，１２２，１３１，１４１…第１フィン要素、１１３，１２３，１３４，１４４…第２フィン要素、１１４，１２４，１３７，１３８，１３９，１４７，１４８，１４９…段差、１１７，１２７，１３３，１４３…第１流路、１１８，１２８，１３６，１４６…第２流路。
【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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