JP2013231374A - 排気浄化装置用バーナー - Google Patents

Abstract

【課題】燃料と空気との混合気を着火により燃焼させることでフィルターに流入する排気を昇温させる排気浄化装置用バーナーにおいて、混合気の着火性を向上させることが可能な排気浄化装置用バーナーを提供する。
【解決手段】排気浄化装置用バーナー１５は、有底の筒状をなす保炎器１６と、燃焼領域２０に燃料を供給する燃料噴射弁２１と、燃焼領域２０にて混合気に着火する点火プラグ２２とを備える。保炎器１６には、小径部１８及び大径部１９の周壁を取り囲む外筒２４が取り付けられ、小径部１８及び大径部１９と外筒２４との隙間が仕切壁２５によって第１室２６と第２室２７とに仕切られている。第１室２６と第２室２７とは、切替弁３９が配設された分流管３８で接続されている。ＥＣＵ４０は、吸入空気量センサー４４が検出した吸入空気量が閾値以下であるときに切替弁３９を閉状態、該吸入空気量が閾値を超えているときに切替弁３９を開状態に制御する。
【選択図】図１

Description

本開示の技術は、エンジンからの排気を浄化する排気浄化装置に適用され、該排気を昇温させる排気浄化装置用バーナーに関する。

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、該ＤＰＦの捕捉した微粒子を焼却する再生処理が行なわれる。

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、このバーナーによって昇温された排気をＤＰＦに流入させることでＤＰＦの再生処理が行なわれている。バーナーでは、有底の筒状をなす保炎器の内部空間である燃焼領域にエンジンの燃料と燃焼用空気とが供給され、これら燃料と燃焼用空気とによる混合気が生成される。そして、その混合気を着火により燃焼させることで排気を昇温させている。

また、上述した排気浄化装置では、保炎器が二重円筒形状をなしており、その内筒と外筒との隙間には、ターボチャージャーによって圧縮された吸入空気の一部が燃焼用空気として供給されている。この燃焼用空気は、着火点に対する保炎器の底側に形成された第１供給口と着火点に対する保炎器の先端側に形成された第２供給口とから燃焼領域に供給されている。これにより、第１供給口からの燃焼用空気が着火点付近の酸素不足を抑制することで混合気の着火性を向上させ、第２供給口からの燃焼用空気によって燃焼領域に燃焼用空気が補われることで混合気の燃焼性を向上させている。

特開２０１１−１８５４９３号公報

ところで、上述した排気浄化装置では、内筒と外筒との隙間に供給される燃焼用空気が少なくなると、第１供給口から燃焼領域に供給される燃焼用空気も少なくなることで着火点付近に酸素不足が生じて混合気が着火しにくくなる。そのため、少ない量の燃焼用空気であっても高い確率の下で混合気に着火させるためには、第２供給口よりも第１供給口から多くの燃焼用空気が燃焼領域に供給されるように第１及び第２供給口の形状や数等を変更する必要がある。しかしながら、こうした構成は、燃焼用空気の供給量が多くなったときに着火点付近における燃焼用空気の流速が大きくなって混合気が着火しにくくなるという新たな問題を招くことになる。すなわち、上述した排気浄化装置では、混合気の着火性という点に関しては未だ改善の余地が残されているものだった。

本開示の技術は、燃料と空気との混合気を着火により燃焼させることでフィルターに流入する排気を昇温させる排気浄化装置用バーナーにおいて、混合気の着火性を向上させることが可能な排気浄化装置用バーナーを提供することを目的とする。

本開示における排気浄化装置用バーナーの一態様は、燃料と空気との混合気を燃焼させた燃焼ガスが噴き出る噴出し口を有する筒状の保炎器と、前記保炎器内の燃焼領域に配置されて前記混合気に着火する着火部と、前記燃焼領域に開口する供給口を有して前記供給口から前記燃焼領域に空気を供給する供給通路と、前記供給通路の途中に接続されるとともに、前記燃焼領域に開口する分流口を有して前記供給通路内の空気の一部を前記分流口から前記燃焼領域に供給する分流通路とを備え、前記分流口は、前記供給口及び前記着火部よりも前記噴出し口に近い位置に配置され、前記供給通路内の空気の一部が前記分流通路に分流されない遮断状態と分流される分流状態とに切り替える切替部をさらに備え、前記切替部は、前記燃焼領域に供給される空気量が閾値以下である場合に前記遮断状態が選択され、前記燃焼領域に供給される空気量が前記閾値を超える場合に前記分流状態が選択される。

本開示における排気浄化装置用バーナーの一態様によれば、燃焼領域に供給される空気の量が閾値以下のときには、供給通路の空気の一部が分流通路に分流されない遮断状態になる。すなわち、燃焼領域には、供給通路の供給口のみから空気が供給される。そのため、燃焼領域に供給通路及び分流通路の双方から空気が供給される場合に比べて、着火部付近に供給される空気が多くなる。その結果、空気の供給量が少ないときであっても着火部付近における酸素不足によって混合気が着火しにくくなることが抑えられる。

一方、燃焼領域に供給される空気の量が閾値を超えているときには、供給通路の空気の一部が分流通路に分流される分流状態になる。すなわち、燃焼領域には、供給口及び分流口の双方から空気が供給される。そのため、燃焼領域に供給口のみから空気が供給される場合に比べて、着火部付近に供給される空気が少なくなって着火部付近における空気の流速が小さくなる。その結果、空気の供給量が多いときであっても着火部付近を流れる空気によって混合気が着火しにくくなることが抑えられる。

これらのことから、上述した構成の排気浄化装置用バーナーによれば、空気の供給量に応じて燃焼領域への空気の供給経路が変更されることから、混合気の着火性を向上させることができる。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様において、前記着火部は、前記燃焼領域にて、前記供給口に対向する部位と前記分流口に対向する部位との間に配置されている。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様によれば、供給口が着火部よりも保炎器の噴出し口側で燃焼領域に連通している場合に比べて、供給口から燃焼領域に供給された空気が着火部付近を通過する確率を高めることができる。その結果、空気の供給量が少ないときに着火部付近の酸素不足が抑えられることから、混合気の着火性をさらに高めることができる。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様において、前記保炎器は、前記燃焼領域を囲む筒部を備え、前記筒部は、前記噴出し口に向けて拡開され、前記着火部を囲み前記供給口が形成された小径部と、前記分流口が形成された大径部とを含む。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様によれば、小径部にて生成された火炎が大径部にて拡大される。そして、空気の供給量が閾値を超えているときには、その拡大された火炎に対して空気が供給されることになる。その結果、火炎に含まれる未燃燃料と空気とが混合されやすくなることから、火炎に含まれる未燃燃料を低減することが可能である。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様において、前記保炎器には、複数の前記供給口と複数の前記分流口とが形成され、複数の前記分流口の総開口面積は、複数の前記供給口の総開口面積よりも大きい。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様によれば、分流口の総開口面積が供給口の総開口面積以下の大きさである場合に比べて、切替部が分流状態のときに着火部付近における空気の流速が抑えられることから、燃焼領域に対してより多く空気を供給することが可能である。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様において、前記保炎器は、前記燃焼領域を囲む筒部である内筒と、前記内筒を囲み、前記内筒との隙間が前記内筒の両端部で塞がれた外筒と、前記内筒と前記外筒との隙間を第１室と第２室とに仕切る仕切壁とを備え、前記内筒のうち前記第１室を構成する部分に前記供給口が形成され、前記内筒のうち前記第２室を構成する部分に前記分流口が形成され、前記供給通路は、前記第１室を含み、前記分流通路は、前記第２室を含み、前記分流通路は、前記外筒の外周面にて前記第１室と前記第２室とを連通させる管と、前記管に配設され、前記第１室と前記第２室との連通と非連通とを切り替える切替弁とをさらに含む。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様によれば、供給通路では、第１室に流入した空気が供給口を通じて燃焼領域に供給される。また、分流通路では、第１室に流入した空気の一部が上記管、第２室、分流口を通じて燃焼領域に供給される。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様において、前記切替部は、前記供給通路と前記分流通路とを非連通状態あるいは連通状態に切り替える切替弁と、前記切替弁の開度を制御する制御部とを備え、前記切替弁は、前記遮断状態では前記制御部により閉状態に制御され、前記分流状態では前記制御部により開状態に制御される。

本開示における排気浄化装置用バーナーの他の態様によれば、切替弁の開閉が制御部によって制御されることから、切替弁が例えば該切替弁の上流側と下流側との圧力差に基づいて作動する差圧弁である場合に比べて、燃焼領域に供給される空気量に応じた切替弁の開閉を高い信頼性の下で行なうことができる。

本開示における排気浄化装置用バーナーの一実施形態が搭載された排気浄化装置の概略構成を示す図。 本実施形態における切替弁開閉処理の処理手順を示すフローチャート。 本実施形態における吸入空気量と供給口からの空気供給量との関係を示すグラフ。

以下、本開示における排気浄化装置用バーナーを具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。まず、排気浄化装置用バーナーが搭載される排気浄化装置の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１に示されるように、ディーゼルエンジンの排気浄化装置１０は、排気管１１の下流側に配設されている。排気浄化装置１０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。

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、該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排気浄化装置用バーナー１５（以下、単にバーナー１５という。）が搭載されている。

バーナー１５の保炎器１６は、有底の円筒形状をなしており、該保炎器１６の底壁１７に周壁が固定されて該底壁１７よりも小径の小径部１８と、小径部１８の先端における周壁に連結されて保炎器１６を噴出し口１６Ａにかけて拡開させる大径部１９とを備えている。これら小径部１８と大径部１９とによって、保炎器１６の筒部が構成される。保炎器１６には、小径部１８の周壁と大径部１９の周壁とで囲まれる空間によって燃焼領域２０が形成されている。

保炎器１６の底壁１７には、小径部１８の周壁との連結部分よりも内側に燃料供給部である燃料噴射弁２１と一対の点火プラグ２２とが固定されている。燃料噴射弁２１は、噴射口の形成された先端部が燃焼領域２０に配設されており、燃焼領域２０に向けて燃料を噴射することで燃焼領域２０に霧状の燃料を供給する。燃料噴射弁２１には、図示されないエンジンに燃料を供給するための燃料ポンプが接続されている。点火プラグ２２は、その先端部である着火部２２ａが燃料噴射弁２１の先端部を取り囲むように配設されている。点火プラグ２２は、燃焼領域２０に火花を生じさせることで、燃料と燃焼用空気との混合気に対して着火点２３で着火する。これにより、燃焼領域２０に火炎Ｆが生成される。

また、保炎器１６には、小径部１８及び大径部１９の周壁を取り囲む円筒形状の外筒２４が取り付けられている。外筒２４は、該外筒２４の一端部における周壁が底壁１７に固定され、該外筒２４の他端部における周壁が大径部１９に固定されている。小径部１８及び大径部１９と、外筒２４との隙間は、着火点２３よりも保炎器１６の先端側に配設された仕切壁２５によって、保炎器１６の底壁１７側の空間である第１室２６と保炎器１６の噴出し口１６Ａ側の空間である第２室２７とに仕切られている。

上記第１室２６は、小径部１８に形成された供給口３１を通じて燃焼領域２０に連通している。供給口３１は、小径部１８の全周にわたって所定の間隔で形成されており、着火点２３、すなわち着火部２２ａよりも保炎器１６の底壁１７側における燃焼領域２０に臨む開口である。

一方、上記第２室２７は、大径部１９に形成された分流口３２を通じて燃焼領域２０に連通している。分流口３２は、大径部１９の全周にわたって所定の間隔で形成されており、着火点２３よりも保炎器１６の噴出し口１６Ａ側における燃焼領域２０に臨む開口である。また、分流口３２の総開口面積は、供給口３１の総開口面積よりも大きく形成されている。

保炎器１６の底壁１７には、ターボチャージャーのコンプレッサーによって圧縮された状態で吸気管３５を流れる吸入空気の一部を燃焼用空気として第１室２６へ導く空気供給管３６が固定されている。空気供給管３６の途中には空気弁３７が取り付けられている。すなわち、吸気管３５を流れる吸入空気の一部は、空気弁３７が開状態のときに空気供給管３６を通じて第１室２６に流入する。

また、外筒２４には、第１室２６に流入した燃焼用空気の一部を第２室２７へ導く分流管３８が固定されている。分流管３８は、外筒２４の外周面から延びて該外筒２４の外側を引き回される配管であって、該分流管３８の途中には、切替弁３９が配設されている。切替弁３９は、閉状態のときに第１室２６と第２室２７とを非連通状態に維持し、開状態のときに第１室２６と第２室２７とを連通状態に維持する。

すなわち、バーナー１５は、空気弁３７が開状態且つ切替弁３９が閉状態のとき、空気供給管３６から第１室２６に流入した燃焼用空気が供給口３１を通じて燃焼領域２０に供給され、第１室２６の燃焼用空気が分流管３８に分流されない遮断状態となる。一方、空気弁３７及び切替弁３９がともに開状態のとき、空気供給管３６から第１室２６に流入した燃焼用空気の一部が分流管３８に分流されて供給口３１及び分流口３２の双方を通じて燃焼領域２０に供給される分流状態となる。

次に、上述した構成のバーナー１５の電気的な構成について、同じく図１を参照して説明する。
バーナー１５を構成する燃料噴射弁２１、点火プラグ２２、空気弁３７、切替弁３９は、制御部であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４０によって駆動される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、各種制御プログラムや各種データが格納されたＲＯＭ、各種演算における演算結果や各種データが一時的に格納されるＲＡＭ等によって構成され、ＲＯＭに格納された各制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。

ＥＣＵ４０には、排気管１１におけるＤＰＦ１２の上流側に配設された上流側排気流量センサー４１からＤＰＦ１２の上流側における排気流量を示す検出信号が所定の制御周期で入力される。ＥＣＵ４０には、排気管１１におけるＤＰＦ１２の下流側に配設された下流側排気流量センサー４２からＤＰＦ１２の下流側における排気流量を示す検出信号が所定の制御周期で入力される。ＥＣＵ４０には、ＤＰＦ１２の温度を検出する温度センサー４３からＤＰＦ１２の温度を示す検出信号が所定の制御周期で入力される。ＥＣＵ４０には、吸気管３５を流れる吸入空気の流量を検出する吸入空気量センサー４４から吸入空気量Ｑを示す検出信号が所定の制御周期で入力される。

ＥＣＵ４０は、上流側排気流量センサー４１が検出した排気流量と下流側排気流量センサー４２が検出した排気流量とに基づいてＤＰＦ１２における微粒子の堆積量を算出する。ＥＣＵ４０は、その算出した堆積量が予め設定された閾値αよりも高くなるとＤＰＦ１２の再生処理を実行する。また、ＥＣＵ４０は、再生処理の実行中に算出される微粒子の堆積量が予め設定された閾値β（＜α）よりも低くなると再生処理を終了する。

ＥＣＵ４０は、再生処理が開始されると、空気弁３７を開状態に維持する制御信号を該空気弁３７に出力する。該制御信号が入力された空気弁３７は、吸気管３５を流れる吸入空気の一部が空気供給管３６を通じて第１室２６に流入する開状態に維持される。再生処理が終了すると、ＥＣＵ４０は、空気弁３７を閉状態に維持することを示す制御信号を該空気弁３７に出力する。該制御信号が入力された空気弁３７は、吸入空気が空気供給管３６を通じて第１室２６に流入することを禁止する閉状態に維持される。

また、ＥＣＵ４０は、再生処理が開始されると、停止状態の点火プラグ２２を駆動させるための制御信号を点火プラグ２２に出力する。該制御信号が入力された点火プラグ２２は、着火点２３付近に火花を生じさせる駆動状態に維持される。再生処理が終了すると、ＥＣＵ４０は、駆動状態の点火プラグ２２の駆動を停止させるための制御信号を点火プラグ２２に出力する。該制御信号が入力されることで点火プラグ２２は、着火点２３付近に火花を生じさせない停止状態に維持される。

また、ＥＣＵ４０は、再生処理が開始されると、上流側排気流量センサー４１が検出した排気流量、温度センサー４３が検出したＤＰＦ１２の温度、吸入空気量センサー４４が検出した吸入空気量Ｑ、これらに基づいて、燃料噴射弁２１から燃焼領域に噴射される燃料噴射量を所定の制御周期で算出する。ＥＣＵ４０は、その算出した燃料噴射量が燃焼領域２０に噴射されるように燃料噴射弁２１に制御信号を出力する。燃料噴射弁２１は、該燃料噴射弁２１に入力された制御信号に応じて燃料を噴射する。

また、ＥＣＵ４０は、再生処理が開始されると、吸入空気量センサー４４が検出した吸入空気量Ｑに基づいて、切替弁３９を閉状態あるいは開状態に切り替える切替弁開閉処理を所定の制御周期で実行する。切替弁開閉処理において、ＥＣＵ４０は、該吸入空気量Ｑが予め定めた閾値Ｑｔ以下であるときに切替弁３９を閉状態に制御し、該吸入空気量Ｑが該閾値Ｑｔを超えているときに切替弁３９を開状態に制御する。この閾値Ｑｔは、予め行なった実験の結果やシミュレーションの結果等に基づいて設定される値であって、燃焼用空気が供給口３１のみから燃焼領域２０に供給されたときに、着火点２３付近における燃焼用空気の流速が大きくなって混合気が着火しにくくなる値である。一方、再生処理が終了すると、ＥＣＵ４０は、切替弁開閉処理を終了して切替弁３９を閉状態に維持することを示す制御信号を切替弁３９に出力する。

次に、ＥＣＵ４０が実行する切替弁開閉処理の処理手順について図２を参照して説明する。
図２に示されるように、ＥＣＵ４０は、まず、吸入空気量センサー４４からの検出信号に基づいて吸入空気量Ｑを取得する（ステップＳ１１）。続いて、ＥＣＵ４０は、その取得した吸入空気量Ｑが予め設定した閾値Ｑｔ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔ以下であった場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、切替弁３９を閉状態に制御し（ステップＳ１３）、切替弁開閉処理を一旦終了する。一方、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔを超えていた場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、切替弁３９を開状態に制御し（ステップＳ１４）、切替弁開閉処理を一旦終了する。

次に、上述した構成のバーナー１５の作用について、図３を参照して説明する。なお、図３は、吸入空気量Ｑと、供給口３１から供給される燃焼用空気の空気量ｑとの関係を示したグラフであって、バーナー１５において、切替弁開閉処理が実行される場合である実施例を実線、切替弁３９が常に開状態に維持される場合である比較例を二点鎖線で示している。すなわち、比較例は、仕切壁２５、分流管３８、切替弁３９を有していない排気浄化装置用バーナーと略等しい条件下に置かれたバーナー１５である。また、図３に示す下限空気量ｑｍｉｎは、着火点２３付近において酸素不足が生じて混合気が着火しにくくなる空気量であり、同じく図３に示す上限空気量ｑｍａｘは、着火点２３付近における燃焼用空気の流速が大きくなって混合気が着火しにくくなる空気量である。

実施例は、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔ以下の範囲で切替弁３９が閉状態に維持されるから、燃焼領域２０には、供給口３１及び分流口３２のうち、供給口３１のみから燃焼用空気が供給される。そのため、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔ以下の範囲では、供給口３１から供給される燃焼用空気は、比較例よりも実施例の方が多くなる。

そのため、図３に示されるように、比較例では、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔよりも少ない吸入空気量Ｑｂ以下の範囲において着火点２３付近の酸素不足が生じて混合気が着火しにくくなる。一方、実施例では、吸入空気量Ｑが吸入空気量Ｑｂよりも少ない吸入空気量Ｑａ以下の範囲において着火点２３付近の酸素不足が生じて混合気が着火しにくくなる。

一方、実施例は、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔを超えている範囲で切替弁３９が開状態に維持される。すなわち、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔを超えている範囲では、実施例のバーナー１５と比較例のバーナーとが同じ状態になる。そのため、実施例では、比較例と同様、吸入空気量Ｑが吸入空気量Ｑｃになるまで混合気の着火性が維持される。なお、図３では、閾値Ｑｔから吸入空気量Ｑｃまでの範囲において、実施例と比較例とを隣接させて示している。

すなわち、比較例では、吸入空気量Ｑｂから吸入空気量Ｑの範囲Ａ１で混合気に着火させることが可能である。一方、実施例では、吸入空気量Ｑよりも少ない吸入空気量Ｑから吸入空気量Ｑの範囲Ａ２で混合気に着火させることが可能である。つまり、実施例は、吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔ以下の範囲において比較例よりも混合気に着火可能な吸入空気量Ｑの範囲が拡大されることから、その拡大された分だけ混合気の着火性が向上する。

また、供給口３１は、小径部１８において、着火点２３よりも保炎器１６の底壁１７側に形成されている。こうした構成によれば、供給口３１が着火点２３よりも保炎器１６の噴出し口１６Ａ側に形成されている場合に比べて、供給口３１から燃焼領域２０に供給された燃焼用空気が高い確率の下で着火点２３を通過する。その結果、第１室２６に供給される吸入空気量が少ない場合であっても、着火点付近における酸素不足を抑えることができる。

ところで、小径部１８から噴き出した火炎Ｆは、大径部１９にて拡大される。また、火炎Ｆには未燃燃料が含まれており、こうした未燃燃料が燃焼されずに排気に混合するとなれば、再生処理に必要とされる燃料が多くなる。上述したバーナー１５では、分流口３２が保炎器１６の大径部１９に形成されている。そのため、分流口３２が小径部１８に形成されている場合に比べて、火炎Ｆに含まれている未燃燃料と燃焼用空気とが混合されやすくなる。その結果、火炎Ｆに含まれる未燃燃料が低減されることから、再生処理に必要な燃料を低減することができる。

また、上述したバーナー１５において、分流口３２の総開口面積は、供給口３１の総開口面積の合計よりも大きい。そのため、例えば総開口面積が供給口３１と分流口３２とで等しい場合に比べて、切替弁３９が開状態、すなわち吸入空気量Ｑが閾値Ｑｔを超えているときに、着火点２３付近における燃焼用空気の流速が抑えられる。その結果、上限空気量ｑｍａｘの実現される吸入空気量Ｑが大きくなることから、上述したバーナー１５では、より多くの吸入空気量Ｑに対応することが可能である。

また、上述したバーナー１５において、ＥＣＵ４０は、吸入空気量センサー４４が検出した吸入空気量Ｑに応じて切替弁３９の開閉を制御する。そのため、切替弁３９が例えば分流管３８における切替弁３９の上流側と下流側との圧力差に基づいて開閉する差圧弁である場合に比べて、燃焼領域２０に供給される空気量に応じた切替弁３９の開閉を高い信頼性の下に行なうことができる。

以上説明したように、上記実施形態のバーナー１５によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）バーナー１５では、吸入空気量Ｑｂよりも小さい吸入空気量Ｑａと、吸入空気量Ｑｃとの範囲Ａ２で混合気の着火性が維持される。すなわち、仕切壁２５、分流管３８、切替弁３９を有していないバーナーに比べて、混合気の着火性が維持される吸入空気量Ｑの範囲が拡大される。その結果、混合気の着火性を向上させることができる。
（２）また、少ない吸入空気量Ｑでも混合気が着火することから、保炎器１６の小型化、ひいてはバーナー１５の小型化を図ることができる。

（３）バーナー１５では、小径部１８には、供給口３１が着火点２３よりも保炎器１６の底壁１７側に形成されている。そのため、供給口３１から燃焼領域２０に流入した燃焼用空気が、着火点２３付近を通過する確率を高めることができる。その結果、吸入空気量Ｑが少なくなっても着火点２３付近における酸素不足を抑えることができる。

（４）バーナー１５では、分流口３２が大径部１９に形成されている。そのため、火炎Ｆに含まれる未燃燃料と燃焼用空気とが混合されやすくなる。その結果、火炎Ｆに含まれる未燃燃料が低減されて再生処理に必要な燃料を低減することができる。

（５）バーナー１５では、分流口３２の総開口面積が供給口３１の総開口面積よりも大きい。そのため、切替弁３９が開状態にあるとき、着火点２３付近における燃焼用空気の流速が抑えられることから、より多くの吸入空気量Ｑに対応することが可能である。

（６）バーナー１５では、切替弁３９の開閉がＥＣＵ４０によって制御される。そのため、燃焼領域２０に供給される空気量に応じた切替弁３９の開閉を高い信頼性の下で行なうことができる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・排気浄化装置用バーナーは、供給通路が、エンジンからの排気が流れる排気管であって燃焼領域２０に連通する状態で保炎器１６に接続される第１の配管であり、且つ、分流通路が、第１の配管に接続され且つ燃焼領域２０に連通する状態で保炎器１６に接続される第２の配管であってもよい。

・また、上述した構成の場合、切替弁は、第１の配管と第２の配管との接続部に配設された三方弁であってもよい。
・分流口３２の総開口面積が供給口３１の総開口面積よりも大きいならば、１つの供給口３１及び１つの分流口３２の開口面積は適宜変更してもよいし、供給口３１及び分流口３２の数も適宜変更してもよい。

・また、分流口３２の総開口面積は、供給口３１の総開口面積以下の大きさであってもよい。
・分流口３２は、着火点２３よりも保炎器１６の噴出し口１６Ａ側における燃焼領域２０に連通する開口であればよく、例えば小径部１８に形成されていてもよいし、また例えば小径部１８及び大径部１９の双方に形成されていてもよい。

・保炎器１６は、小径部１８と大径部１９と備えて噴出し口１６Ａにかけて拡開された円筒形状に限らず、例えば大径部１９が割愛された円筒形状であってもよく、要は、噴出し口１６Ａを有する筒状であればよい。

・供給口３１は、着火点２３よりも保炎器１６の底壁１７側における燃焼領域２０に臨む開口に限らず、例えば着火点２３に臨む開口であってもよい。
・また、供給口は、着火点２３よりも保炎器１６の底壁１７側における燃焼領域２０に臨む開口と、例えば着火点２３に臨む開口とを有していてもよい。すなわち、供給口は、小径部１８の軸方向において異なる位置に形成された開口であってもよい。

・ＥＣＵ４０は、吸入空気量センサー４４が検出した吸入空気量Ｑに応じて、着火点２３付近における燃焼用空気の流速が混合気の着火に適した流速になるように、切替弁３９の開度を調整してもよい。なお、こうした構成は、例えば、吸入空気量Ｑと切替弁３９の開度とを関連付けた開度マップをＥＣＵ４０に予め記憶させておき、吸入空気量と上記開度マップとに基づいて切替弁３９の開度が制御されることにより実現される。

・ＥＣＵ４０には、吸気管３５における吸入空気量を検出する吸入空気量センサー４４に代えて、空気供給管３６における空気量を検出するセンサーが電気的に接続されていてもよい。

・切替部は、例えば、外気圧と、空気弁３７よりも下流の空気供給管３６における排気の圧力との圧力差に基づいて作動する差圧弁であってもよい。こうした構成であれば、ＥＣＵ４０の制御を受けることなく、遮断状態と分流状態との切り替えを行なうことができる。

・燃料噴射弁２１から噴射される燃料は、燃料ポンプではなく、コモンレールから供給されてもよい。また、燃料噴射弁２１のみに燃料を供給する燃料ポンプが搭載されてもよい。

・燃料供給部は、燃料を燃焼領域に噴射する燃料噴射弁２１に限らず、例えば予め気化させた燃料を燃焼領域２０に供給するものであってもよい。
・混合気への着火は、点火プラグに限らず、グローヒーター、レーザー点火装置、プラズマ点火装置で行なってもよい。また、これらのうちの１つで混合気への着火を行なってもよいし、これらのうちの２以上で混合気へ着火を行なってもよい。

・燃焼用空気は、吸気管３５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、排気浄化装置用バーナー専用のブロワによって供給される空気であってもよい。

・排気浄化装置用バーナーの搭載されるエンジンは、ガソリンエンジンであってもよい。
・排気浄化装置用バーナーによる排気の昇温は、ＤＰＦ１２の再生処理に限らず、触媒の昇温に用いられてもよい。

Ａ１，Ａ２…範囲、Ｑ，Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ…吸入空気量、Ｑｔ…閾値、ｑ…空気量、ｑｍａｘ…上限空気量、ｑｍｉｎ…下限空気量、Ｆ…火炎、１０…排気浄化装置、１１…排気管、１２…ＤＰＦ、１５…排気浄化装置用バーナー、１６…保炎器、１６Ａ…噴出し口、１７…底壁、１８…小径部、１９…大径部、２０…燃焼領域、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２２ａ…着火部、２３…着火点、２４…外筒、２５…仕切壁、２６…第１室、２７…第２室、３１…供給口、３２…分流口、３５…吸気管、３６…空気供給管、３７…空気弁、３８…分流管、３９…切替弁、４０…ＥＣＵ、４１…上流側排気流量センサー、４２…下流側排気流量センサー、４３…温度センサー、４４…吸入空気量センサー。

Claims (6)

1. 燃料と空気との混合気を燃焼させた燃焼ガスが噴き出る噴出し口を有する筒状の保炎器と、
   前記保炎器内の燃焼領域に配置されて前記混合気に着火する着火部と、
   前記燃焼領域に開口する供給口を有して前記供給口から前記燃焼領域に空気を供給する供給通路と、
   前記供給通路の途中に接続されるとともに、前記燃焼領域に開口する分流口を有して前記供給通路内の空気の一部を前記分流口から前記燃焼領域に供給する分流通路とを備え、
   前記分流口は、前記供給口及び前記着火部よりも前記噴出し口に近い位置に配置され、
   前記供給通路内の空気の一部が前記分流通路に分流されない遮断状態と分流される分流状態とに切り替える切替部をさらに備え、
   前記切替部は、
   前記燃焼領域に供給される空気量が閾値以下である場合に前記遮断状態が選択され、
   前記燃焼領域に供給される空気量が前記閾値を超える場合に前記分流状態が選択される
   ことを特徴とする排気浄化装置用バーナー。
2. 前記着火部は、
   前記燃焼領域にて、前記供給口に対向する部位と前記分流口に対向する部位との間に配置されている
   請求項１に記載の排気浄化装置用バーナー。
3. 前記保炎器は、
   前記燃焼領域を囲む筒部を備え、
   前記筒部は、
   前記噴出し口に向けて拡開され、
   前記着火部を囲み前記供給口が形成された小径部と、
   前記分流口が形成された大径部とを含む
   請求項２に記載の排気浄化装置用バーナー。
4. 前記保炎器には、複数の前記供給口と複数の前記分流口とが形成され、
   複数の前記分流口の総開口面積は、複数の前記供給口の総開口面積よりも大きい
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気浄化装置用バーナー。
5. 前記保炎器は、
   前記燃焼領域を囲む筒部である内筒と、
   前記内筒を囲み、前記内筒との隙間が前記内筒の両端部で塞がれた外筒と、
   前記内筒と前記外筒との隙間を第１室と第２室とに仕切る仕切壁とを備え、
   前記内筒のうち前記第１室を構成する部分に前記供給口が形成され、
   前記内筒のうち前記第２室を構成する部分に前記分流口が形成され、
   前記供給通路は、前記第１室を含み、
   前記分流通路は、前記第２室を含み、
   前記分流通路は、
   前記外筒の外周面にて前記第１室と前記第２室とを連通させる管と、
   前記管に配設され、前記第１室と前記第２室との連通と非連通とを切り替える切替弁とをさらに含む
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気浄化装置用バーナー。
6. 前記切替部は、
   前記供給通路と前記分流通路とを非連通状態あるいは連通状態に切り替える切替弁と、
   前記切替弁の開度を制御する制御部とを備え、
   前記切替弁は、
   前記遮断状態では前記制御部により閉状態に制御され、
   前記分流状態では前記制御部により開状態に制御される
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気浄化装置用バーナー。

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