JP2020041759A - バーナ及びバーナの着火方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料噴射弁の熱変形を防止しつつ、電気ヒータの電力消費量を抑制する。【解決手段】バーナ10は、バーナ本体部1と、バーナ本体部1の内部に形成された気化室4に燃料を噴射するための燃料噴射弁5と、気化室4に配置され、燃料噴射弁5から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータ6と、電気ヒータ6を介して気化室4と連通する燃焼室7と、バーナ本体部1の内部に供給された空気を分流させて、気化室4と燃焼室7とに供給するための空気通路2と、燃焼室7に供給された空気と、電気ヒータ6によって気化され、気化室4に供給された空気と共に電気ヒータ6を介して気化室4から燃焼室7に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置8と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明はバーナ及びバーナの着火方法に関する。
特許文献1には、内燃機関の排気通路に高温の燃焼ガスを供給するためのバーナが開示されている。
前述した従来のバーナは、電気ヒータによって加熱して気化させた燃料を、燃料噴射弁(ノズル)から噴射して予混合室に供給するように構成されていた。そのため、燃料噴射弁が高温の気化燃料によって熱変形を起こす可能性があり、例えば燃料噴射弁の噴口の形状が変形してしまうと、燃料噴射弁から噴射される気化燃料の流量を目標通りに制御できなくなってしまう。
このような燃料噴射弁の熱変形を防止する方法としては、例えば燃料噴射弁から噴射した後の燃料を電気ヒータによって加熱して気化させることが考えられる。しかしながら、この方法では、燃料と共に空気が加熱されることになるので、電気ヒータの電力消費量が増加するおそれがある。
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、燃料噴射弁の熱変形を防止しつつ、電気ヒータの電力消費量を抑制することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のある態様によるバーナは、バーナ本体部と、バーナ本体部の内部に形成された気化室と、気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、気化室に配置され、燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、バーナ本体部の内部に形成され、電気ヒータを介して気化室と連通する燃焼室と、バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて、気化室と燃焼室とに供給するための空気通路と、燃焼室に配置されると共に、燃焼室に供給された空気と、電気ヒータによって気化され、気化室に供給された空気と共に電気ヒータを介して気化室から燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置と、を備える。
また本発明のある態様によるバーナの着火方法は、バーナ本体部と、バーナ本体部の内部に形成された気化室と、気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、気化室に配置され、燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、バーナ本体部の内部に形成され、電気ヒータを介して気化室と連通する燃焼室と、を備えるバーナの着火方法であって、バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて気化室と燃焼室とに供給し、燃焼室に供給された空気と、電気ヒータによって気化され、気化室に供給された空気と共に電気ヒータを介して気化室から燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火装置によって着火させて燃焼させる。
本発明のこれらの態様によれば、燃料噴射弁の熱変形を防止しつつ、電気ヒータの電力消費量を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるバーナ10を備える内燃機関100の概略構成図である。
図1は、本発明の第1実施形態によるバーナ10を備える内燃機関100の概略構成図である。
内燃機関100は、内部で燃料を燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる機関本体101を備える。機関本体101の内部で燃料を燃焼させたときに生じる排気は、排気マニホールド102を介して排気管103に排出される。排気中には、未燃ガス(一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC))や窒素酸化物(NOx)などの有害物質が含まれている。そのため排気管103には、これらの排気中の有害物質を取り除くための排気後処理装置104が設けられている。
本実施形態による排気後処理装置104は、触媒装置105と、バーナ10と、を備える。
触媒装置105は、未燃ガスや窒素酸化物などの有害物質を浄化する各種の排気浄化触媒を基材に担持させたものである。排気浄化触媒としては、例えば酸化触媒(二元触媒)や三元触媒、NOx選択還元触媒などを用いることができるが、これらに限らず内燃機関100の種類や用途に応じて適当な触媒を用いることができる。この触媒装置105が所望の排気浄化性能を発揮するには、排気浄化触媒を所定の活性温度まで昇温させて、排気浄化触媒を活性させる必要がある。そこで本実施形態では、冷間始動時などに触媒装置105を暖機するための装置としてバーナ10を備えている。
バーナ10は、触媒装置105よりも排気流れ方向上流側に位置する排気管103の内部に高温の燃焼ガスを供給し、当該燃焼ガスを触媒装置105に流入させることで触媒装置105を暖機するための装置である。
バーナ10は、有底円筒状のバーナ本体部1と、バーナ本体部1の内部に形成された空気通路2に空気を供給するためのエアポンプ3と、バーナ本体部1の内部に形成された気化室4に燃料を噴射するための燃料噴射弁5と、燃料噴射弁5から噴射された燃料を気化室4で気化させるための電気ヒータ6と、気化室4で気化された燃料と空気との混合気を燃焼室7で燃焼させるための着火装置8と、を備える。以下、図2も参照してバーナ10の詳細な構成について説明する。
図2は、バーナ本体部1の概略断面図である。なお図2の矢印は、空気又は混合気の流れを示している。
図2に示すように、バーナ本体部1は、外壁11と、外壁11の内側に空気通路2となる空間を隔てて配置された内壁12と、を備え、その先端側(図1及び図2の下側)が燃焼ガスの排出口となるように、先端側が開口端となっている。一方でバーナ本体部1の基端側(図1及び図2の上側)は、外壁11の底部11a及び内壁12の底部12aとなっている。
バーナ本体部1の軸方向に沿って延びる外壁11の側面部11b及び内壁12の側面部12bは、それぞれ径方向断面が円形となっており、それぞれが同心円上に配置される。
外壁11には、バーナ本体部1の先端側の側面部11bに、エアポンプ3から圧送されてきた空気を空気通路2内に導入するための外壁空気導入孔13が形成される。
また内壁12には、外壁空気導入孔13から空気通路2内に導入された空気を分流させて、内壁12の内側の気化室4となる空間と、燃焼室7となる空間と、に導入するための2つの内壁空気導入孔、すなわち気化室連通孔14と燃焼室連通孔15とが形成される。なお気化室4は、内壁12の内側に形成されている空間のうちのバーナ本体部1の基端側の空間である。燃焼室7は、内壁12の内側に形成されている空間のうちのバーナ本体部1の先端側の空間である。
気化室連通孔14は、内壁12の底部12aの中央に形成されて、空気通路2と気化室4とを連通する。本実施形態による気化室連通孔14は、内壁12の底部に形成した円形の孔である。
燃焼室連通孔15は、電気ヒータ6と着火装置8との間に位置する内壁12の側面部12bに形成されて、空気通路2と燃焼室7とを連通する。本実施形態による燃焼室連通孔15は、内壁12の側面部12bの周方向に沿って側面部12bに連続的又は所定の間隔を空けて断続的に形成されたスリット状の孔である。
電気ヒータ6は、気化室4に配置される。本実施形態では、内壁12の側面部12bに形成された保持壁16によって電気ヒータ6を気化室4に保持すると共に、電気ヒータ6の外周面と内壁12の側面部12bと間の空間を、断熱材17によって埋めるようにしている。燃料噴射弁5は、この電気ヒータ6に向けて気化室4に燃料を噴射できるように、バーナ本体部1に取り付けられている。
なお、電気ヒータ6の径方向断面はハニカム状とされており、気化室連通孔14から気化室4に導入された空気と共に、電気ヒータ6に向けて噴射されて電気ヒータ6によって加熱されて生成された気化燃料が、電気ヒータ6を介して気化室4から燃焼室7に導入することができるようになっている。
燃焼室7では、この電気ヒータ6を介して気化室4から燃焼室7に導入された空気と、気化燃料と、の混合気が、さらに燃焼室連通孔15から燃焼室7に導入された空気と混合されて、燃焼室連通孔15の形成位置よりもバーナ本体部1の先端側に取り付けられた着火装置8によって着火される。これにより、燃焼室7内で燃焼ガスが生じ、この燃焼ガスが排出口から排出されて、排気管103に導入される。着火装置8としては、例えば点火プラグやグロープラグなどを用いることができる。
このように本実施形態では、外壁空気導入孔13から空気通路2内に導入された空気を分流させて、一部を燃焼室連通孔15から燃焼室7に導入し、残りを気化室連通孔14から気化室4に導入に導入するようにしている。以下、その理由について説明する。なお、以下の説明では便宜上、必要に応じて、気化室連通孔14から気化室4に導入される空気のことを「第1空気」といい、燃焼室連通孔15から燃焼室7に導入される空気のことを「第2空気」という。
前述した従来のバーナ(特許文献1に記載のバーナ)は、電気ヒータによって加熱して気化させた燃料を燃料噴射弁(ノズル)から噴射していため、燃料噴射弁が高温の気化燃料によって熱変形を起こすおそれがあった。
これに対して、本実施形態のように、燃料噴射弁5から噴射された後の燃料を気化室4に配置された電気ヒータ6によって加熱して気化させることで、このような燃料噴射弁5の熱変形については抑制することができる。しかしながら、このように燃料噴射弁5から噴射された後の燃料を電気ヒータ6によって加熱して気化させる構成とした場合、電気ヒータ6によって気化させた気化燃料を、電気ヒータ6を通過させて気化室4から燃焼室7に導入する必要がある。
そのために本実施形態では、気化室連通孔14から気化室4に第1空気を導入し、第1空気の流れを利用して、第1空気と共に気化燃料が電気ヒータ6を通過して燃焼室7に導入されるようにしている。したがって、第1空気の流量は、最低限、気化燃料を燃焼室7内に配置された着火装置8の近傍まで送り届けることができる流量を確保できていればよいことになる。換言すれば、第1空気の流量は、最低限、第1空気が着火装置8の近傍まで送り届けられる前に第1空気の流速がゼロになることがない流量を確保できていればよいことになる。
しかしながら、燃焼室7に供給すべき空気の流量は、燃料噴射弁5からの燃料噴射量に応じて決まるものであり、燃料噴射量に対して空気の流量が不足すると、燃焼ガスと共に未燃燃料が排気管に排出されるおそれがある。そのため、燃焼室連通孔15を設けていない場合には、気化燃料を燃焼室7内に配置された着火装置8の近傍まで送り届けることができる流量以上の第1空気を、気化室連通孔14から気化室4に導入しなければならなくなる場合がある。
そして、第1空気の流量が多くなるほど、電気ヒータ6の熱エネルギのうち、第1空気の加熱のために使用される熱エネルギが増加し、その分だけ燃料を気化させるために必要な熱エネルギが減少する。そのため、仮に燃料噴射量が同じであったとしても、第1空気の流量が多くなるほど、その燃料噴射量分の燃料を気化させためには、電気ヒータ6によって発生させる熱エネルギを大きくする必要がある。換言すれば、第1空気の流量が多くなるほど電気ヒータ6の電力消費量が多くなるため、燃費が悪化することになる。
そこで本実施形態では、外壁空気導入孔13から空気通路2内に導入された空気を分流させて、一部を燃焼室連通孔15から燃焼室7に導入し、残りを気化室連通孔14から気化室4に導入するようにしたのである。これにより、例えば燃焼室連通孔15の開口面積を調整して第2空気の流量を調整することで、第1空気の流量を、最低限、気化燃料を燃焼室7内に配置された着火装置8の近傍まで送り届けることができる流量に調整することができる。そのため、電気ヒータ6の電量消費量を抑制できるので、燃費の悪化を抑制することができる。
以上説明した本実施形態によるバーナ10は、バーナ本体部1と、バーナ本体部1の内部に形成された気化室4と、気化室4に燃料を噴射するための燃料噴射弁5と、気化室4に配置され、燃料噴射弁5から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータ6と、バーナ本体部1の内部に形成され、電気ヒータ6を介して気化室4と連通する燃焼室7と、バーナ本体部1の内部に供給された空気を分流させて気化室4と燃焼室7とに供給するための空気通路2と、燃焼室7に配置されると共に、燃焼室7に供給された空気と、電気ヒータ6によって気化され、気化室4に供給された空気と共に電気ヒータ6を介して気化室4から燃焼室7に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置8と、を備える。
これにより、気化室4において気化させて気化燃料を、電気ヒータ6を介して燃焼室7に導入するために必要な第1空気の流量を少なくすることができるので、電気ヒータ6の電力消費量を抑制して燃費の悪化を抑制することができる。また、第1空気の流量を少なくした分だけ燃料を燃焼させるために不足する空気を、燃焼室連通孔15から第2空気として燃焼室7に導入することができるので、燃焼ガスと共に未燃ガスが排気管103に排出されるのを抑制することができる。
また本実施形態によるバーナ10の空気通路2は、気化室4に供給される空気の流量又は流速が、気化室4に供給した空気を燃焼室7に配置された着火装置8まで届かせることが可能な流量又は流速以上となるように、内部に供給された空気を分流させて気化室4と燃焼室7とに供給するよう構成されている。
これにより、気化燃料を確実に気化室4から燃焼室7に供給することができるので、燃焼室7において燃料不足による着火不良が生じるのを抑制することができる。
また本実施形態によるバーナ10のバーナ本体部1は、より詳細には、外壁11と、外壁11の内側に空気通路2となる空間を隔てて配置された内壁12と、を備えており、さらに空気通路2の一部を構成する内壁12は、内壁12の内側に形成された燃焼室7に、空気通路2に供給された空気の一部を分流させて供給するための燃焼室連通孔15と、内壁12の内側に形成された気化室4に、分流後の空気通路2の残りの空気を供給するための気化室連通孔14と、を備えている。
そして、空気通路2に供給された空気は、燃焼室7と接する内壁12と、外壁11と、の間の空間を流れた後、一部が燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給され、残りが気化室4と接する内壁12と、外壁11と、の間の空間を流れて気化室連通孔14から気化室4に供給されるようになっている。
これにより、空気通路2に供給された空気を、当該空気が燃焼室連通孔15側に向かって流れる過程で、燃焼室7と接する内壁12を介して燃焼ガスの熱によって加熱することができる。そのため、第1空気が電気ヒータ6を通過する際の第1空気と電気ヒータ6との温度差を小さくすることができる。その結果、電気ヒータ6の熱エネルギのうち、第1空気の加熱のために使用される熱エネルギを減少させることができるので、電気ヒータ6の電量消費量を一層抑制することができる。
(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。本実施形態は、燃焼室7で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室4側に逆流するのを防止した点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室7で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室4側に逆流するのを防止した点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
図3は、本発明の第2実施形態によるバーナ本体部1の概略断面図である。なお図3の矢印は、空気又は混合気の流れを示している。図4は、図3のIV-IVに沿ったバーナ本体部1の概略断面図である。
図3及び図4に示すように、本実施形態によるバーナ本体部1は、燃焼室7の内部に、燃焼室7で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室4側に逆流するのを防止するための逆火防止ノズル20を備える。逆火防止ノズル20は、燃焼室連通孔15と着火装置8との間に位置するように、燃焼室7の内部に設けられる。
本実施形態による逆火防止ノズル20は、燃焼室7の中央に設けられ、火炎の逆火を防止するための円柱状の逆火防止部21と、逆火防止部21の周囲に形成されたノズル壁22と、を備える。そして、逆火防止部21とノズル壁22との間の空間(以下「ノズル部」という。)23から、逆火防止ノズル20よりも燃焼室連通孔15側(バーナ本体部1の基端側)の燃焼室7で形成された混合気(すなわち燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給された第2空気と、気化室連通孔14から気化室4に供給された第1空気と共に電気ヒータ6を介して気化室4から燃焼室7に供給された気化燃料と、の混合気)を、逆火防止ノズル20よりも着火装置8側(バーナ本体部1の先端側)の燃焼室7に噴出させることができるようになっている。
このような逆火防止ノズル20を設けることで、逆火防止部21によって、燃焼室7で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室4側に逆流するのを防止することができる。
また、着火装置8側(バーナ本体部1の先端側)の燃焼室7において、混合気が噴出してくるノズル部23の出口付近の圧力と、逆火防止部21の底面21aの中央付近の圧力と、を比較すると、逆火防止部21の底面21aの中央付近の圧力のほうが低くなる。そのため、図3に矢印で示すように、ノズル部の出口から噴出してきた混合気を、逆火防止部の底面付近に向かって流れるように指向性を持たせることができる。
したがって、逆火防止部21の底面21aの中央付近に着火装置8の電極を配置することで、混合気を電極付近に導くことができるので、混合気の着火性を向上させることができる。また、逆火防止部21の底面21aの中央付近で火炎を発生させることができるので、逆火防止部21によって効果的に逆火を防止することができる。
以上説明した本実施形態によるバーナ10は、着火装置8よりも気化室4側の燃焼室7に配置され、混合気を燃焼させたときに生じる火炎が気化室4側に逆流するのを防止するための逆火防止部21をさらに備えている。そのため、燃焼室7で燃料を燃焼させたときに生じる火炎が気化室4側に逆流するのを防止することができる。
また本実施形態によるバーナ10は、逆火防止部21の周囲を覆うように、逆火防止部21から所定の距離を置いて配置されたノズル壁22をさらに備えており、逆火防止部21とノズル壁22と間のノズル部23(空間)を介して、逆火防止部21よりも気化室4側の燃焼室7で形成された混合気が、逆火防止部21よりも着火装置8側の燃焼室7に供給されるようになっている。
これにより、ノズル部23の出口付近の圧力と、逆火防止部21との圧力差を利用して、逆火防止部21の付近に混合気を誘導して燃焼させることができるので、逆火防止部21によって効果的に逆火を防止することができる。
(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。本実施形態は、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給する第2空気の流量を制御できるようにした点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給する第2空気の流量を制御できるようにした点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
図5は、本発明の第3実施形態によるバーナ本体部1の概略断面図である。
図5に示すように、本実施形態によるバーナ本体部1は、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給する第2空気の流量を制御するための調量バルブ31を備える。調量バルブ31の開度は、CPU(マイクロプロセッサ)などを備える電子制御ユニット(図示せず)によって制御されており、調量バルブ31の開度を大きくするほど、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気の流量が多くなる。なお本実施形態では、調量バルブ31としてバタフライ式のバルブを用いたが、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気の流量を調整できるものであれば、特にバラフライ式に限られるものではなく、例えば内壁12の周方向や軸方向にスライドして第2空気の流量を調整するようなスライド式のバルブであってよい。
以下、このような調量バルブ31を設けた理由について説明する。
バーナ本体部1の燃焼室7において混合気の燃焼が開始されると、外壁空気導入孔13から空気通路2に導入された空気は、燃焼室7と接している内壁12を介して空気通路2を燃焼室連通孔15側に向かって流れる過程で加熱される。しかしながら、燃焼開始直後は、内壁12の温度が低い状態であるため、空気通路2を流れる空気の温度上昇量は、燃焼開始から十分に時間が経過した後の温度上昇量よりも小さく、したがって燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気の温度も相対的に低くなる。そのため、燃焼室7で形成される混合気の温度、すなわち着火装置8によって着火される混合気の温度も低くなるため、着火不良を起こすおそれがある。
そこで本実施形態では、燃焼室連通孔15付近の空気通路2内の空気の温度、すなわち第2空気の温度に基づいて、調量バルブ31を制御し、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気の流量を制御することとした。具体的には、第2空気の温度が低いときには、高いときと比較して、調量バルブ31の開度を小さくし、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気の流量が少なくなるようにした。
なお第2空気の温度は、例えば燃焼室連通孔15付近の空気通路2に温度センサを設けて検出してもよいし、第2空気の温度に影響を与えるパラメータに基づいて推定するようにしてもよい。第2空気の温度に影響を与えるパラメータとしては、例えば外気温やバーナ本体部1で燃焼を開始してからの経過時間、排気管103を流れる排気の温度などが挙げられる。
これにより、第2空気の温度が低いときは、第2空気の流量を少なくすることができるので、混合気の温度が低くなることに起因する着火不良を抑制することができる。
なおこのようにした場合には、第2空気の流量を少なくした分だけ、電気ヒータ6を通過する第1空気の流量が多くなるので、電気ヒータ6の熱エネルギが不足して燃料の気化を十分に促進することができず、燃焼ガスに含まれる未燃ガスの量が多くなるおそれがある。したがって、第2空気の流量を少なくした分だけ、併せて電気ヒータ6の出力を高くして、電気ヒータ6によって発生させる熱エネルギを大きくすることが望ましい。すなわち、第2空気の温度に基づいて調量バルブ31を制御し、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気の流量を制御する場合は、第2空気の温度が低いときには、高いときと比較して電気ヒータ6の出力が高くなるように、第2空気の温度に基づいて電気ヒータ6の出力を制御することが望ましい。
以上説明した本実施形態によるバーナ10は、燃焼室7に供給される空気の流量を制御するための調量バルブ31(流量制御弁)をさらに備えている。そして、調量バルブ31は、燃焼室7に供給される第2空気の温度が低いときには、高いときに比べて、燃焼室7に供給される第2空気の流量を少なくするように制御される。
これにより、低温の第2空気が燃焼室7に供給されることによる混合気の温度の低下を抑制することができるので、混合気の温度が低温であることに起因する着火不良を抑制することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室7においてスワール流Wが生成されるように、燃焼室連通孔15から燃焼室7に第2空気を供給する点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、燃焼室7においてスワール流Wが生成されるように、燃焼室連通孔15から燃焼室7に第2空気を供給する点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
図6は、本実施形態によるバーナ本体部1の径方向断面図であって、燃焼室連通孔15が設けられた位置における断面を示している。
図6に示すように、本実施形態では、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気に対して、内壁12の内周面に沿って流れる指向性を持たせるために、燃焼室連通孔15をバーナ本体部1の軸中心に対して対向するように複数(本実施形態では2個)設けるようにしている。そして、内壁12の内周面に沿って流れる指向性をさらに強めるための突起41を内壁12の内側に形成するようにしている。
このように、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給される第2空気に対して、内壁12の内周面に沿って流れる指向性を持たせることで、燃焼室7にバーナ本体部1の軸心周りの旋回気流であるスワール流Wを生成させることができる。このように燃焼室7にスワール流Wを生成することで、燃焼室7で空気と気化燃料との予混合化を促進させることができるので、燃焼ガスに含まれる未燃ガスの量を減少させることができる。
以上説明した本実施形態によれば、燃焼室連通孔15は、燃焼室連通孔15から燃焼室7に供給された第2空気によって、燃焼室7内にバーナ本体部1の軸心周りの旋回気流が生成されるように、内壁12に形成されている。これにより、燃焼室7で空気と気化燃料との予混合化を促進させることができるので、燃焼ガスに含まれる未燃ガスの量を減少させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば上記実施形態は適宜組み合わせることができる。
また上記の各実施形態では、触媒装置105を暖機するためにバーナ10を使用していたが、例えばバーナ10からの燃焼ガスを、排気管103に設けられたDPF(Diesel Particulate Filter)に流入させることできるようにバーナ本体部1をDPFよりも排気流れ方向上流側の排気管103に取り付け、DPFに捕集された粒子状物質(PM)を燃焼させる際にバーナ10を駆動するようにしてもよい。
1 バーナ本体部
2 空気通路
4 気化室
5 燃料噴射弁
6 電気ヒータ
7 燃焼室
8 着火装置
10 バーナ
11 外壁
12 内壁
14 気化室連通孔
15 燃焼室連通孔
21 逆火防止部
22 ノズル壁
31 調量バルブ(流量制御弁)
2 空気通路
4 気化室
5 燃料噴射弁
6 電気ヒータ
7 燃焼室
8 着火装置
10 バーナ
11 外壁
12 内壁
14 気化室連通孔
15 燃焼室連通孔
21 逆火防止部
22 ノズル壁
31 調量バルブ(流量制御弁)
Claims (9)
- バーナ本体部と、
前記バーナ本体部の内部に形成された気化室と、
前記気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、
前記気化室に配置され、前記燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、
前記バーナ本体部の内部に形成され、前記電気ヒータを介して前記気化室と連通する燃焼室と、
前記バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて、前記気化室と前記燃焼室とに供給するための空気通路と、
前記燃焼室に配置されると共に、前記燃焼室に供給された空気と、前記電気ヒータによって気化され、前記気化室に供給された空気と共に前記電気ヒータを介して前記気化室から前記燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火させて燃焼させるための着火装置と、
を備えるバーナ。 - 前記空気通路は、前記気化室に供給される空気の流量又は流速が所定値以上となるように、前記バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて前記気化室と前記燃焼室とに供給するよう構成されており、
前記所定値は、前記気化室に供給した空気を、前記燃焼室に配置された前記着火装置まで届かせることが可能な流量又は流速である、
請求項1に記載のバーナ。 - 前記バーナ本体部は、
外壁と、
前記外壁の内側に前記空気通路となる空間を隔てて配置された内壁と、
を備え、
前記空気通路の一部を構成する前記内壁は、
前記内壁の内側に形成された前記燃焼室に、前記空気通路内に供給された空気の一部を分流させて供給するための燃焼室連通孔と、
前記内壁の内側に形成された前記気化室に、分流後の前記空気通路内の残りの空気を供給するための気化室連通孔と、
を備える、
請求項1又は請求項2に記載のバーナ。 - 前記空気通路に供給された空気は、前記燃焼室と接する前記内壁と前記外壁との間の空間を流れた後、一部が前記燃焼室連通孔から前記燃焼室に供給され、残りが前記気化室と接する前記内壁と前記外壁との間の空間を流れて気化室連通孔から前記気化室に供給される、
請求項3に記載のバーナ。 - 前記燃焼室に供給される空気の流量を制御するための流量制御弁を備え、
前記流量制御弁は、前記燃焼室に供給される空気の温度が低いときには、高いときに比べて、前記燃焼室に供給される空気の流量を少なくするように制御される、
請求項3に記載のバーナ。 - 前記燃焼室連通孔は、前記燃焼室連通孔から前記燃焼室に供給された空気によって、前記燃焼室内において前記バーナ本体部の軸心周りの旋回気流が生成されるように、前記内壁に形成される、
請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載のバーナ。 - 前記着火装置よりも前記気化室側の前記燃焼室に配置され、前記混合気を燃焼させたときに生じる火炎が前記気化室側に逆流するのを防止するための逆火防止部をさらに備える、
請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のバーナ。 - 前記逆火防止部の周囲を覆うように、前記逆火防止部から所定の距離を置いて配置されたノズル壁をさらに備え、前記逆火防止部と前記ノズル壁と間の空間を介して、前記逆火防止部よりも前記気化室側の前記燃焼室で形成された前記混合気が、前記逆火防止部よりも前記点火装置側の前記燃焼室に供給される、
請求項7に記載のバーナ。 - バーナ本体部と、
前記バーナ本体部の内部に形成された気化室と、
前記気化室に燃料を噴射するための燃料噴射弁と、
前記気化室に配置され、前記燃料噴射弁から噴射された燃料を加熱して気化させるための電気ヒータと、
前記バーナ本体部の内部に形成され、前記電気ヒータを介して前記気化室と連通する燃焼室と、
を備えるバーナの着火方法であって、
前記バーナ本体部の内部に供給された空気を分流させて前記気化室と前記燃焼室とに供給し、
前記燃焼室に供給された空気と、前記電気ヒータによって気化され、前記気化室に供給された空気と共に前記電気ヒータを介して前記気化室から前記燃焼室に供給された気化燃料と、の混合気を着火装置によって着火させて燃焼させる、
バーナの着火方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018169916A JP2020041759A (ja) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | バーナ及びバーナの着火方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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-
2018
- 2018-09-11 JP JP2018169916A patent/JP2020041759A/ja active Pending
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