JP6400308B2 - バーナー及びバーナーの制御方法 - Google Patents

Description

本開示の技術は、燃料と空気との混合気を燃焼させるバーナー、及び、その制御方法に関する。

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、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。

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に流入する排気を昇温させている。

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。

特開２０１１−１８５４９３号公報

ところで、エンジンが始動された直後のようにバーナー内の雰囲気の温度が低い場合や、予混合方式のバーナーにおいて、気化燃料の生成量に起因して混合気に含まれる燃料の濃度が低下した場合には、混合気の着火性が低くなる。
本開示の技術は、混合気の着火性を高めることのできるバーナー及びバーナーの制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するバーナーは、燃料を含む混合気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室内に配置される着火部を備えるグロープラグと、前記着火部の周囲に配置されて燃料を気化可能に保持できる貯留部と、前記燃焼室に噴射部を通じて燃料を供給する第１の供給部と、前記燃焼室の外部から前記貯留部に燃料を供給する第２の供給部と、前記第１の供給部による前記燃焼室への燃料の供給よりも前に、前記グロープラグの前記着火部を昇温させ、かつ、前記第２の供給部に前記貯留部への燃料の供給を行わせる制御部と、を備える。

上記課題を解決するバーナーの制御方法は、燃料を含む混合気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室内に配置される着火部を備えるグロープラグと、前記着火部の周囲に配置されて燃料を気化可能に保持できる貯留部と、を備えるバーナーの制御方法であって、前記グロープラグの前記着火部を昇温させる第１のステップと、前記燃焼室の外部から前記貯留部に燃料を供給する第２のステップと、前記燃焼室に噴射部を通じて燃料を供給する第３のステップと、を含み、前記第１のステップ及び前記第２のステップを、前記第３のステップよりも前に行う。

上記バーナー及びバーナーの制御方法によれば、貯留部に保持された燃料は、グロープラグの着火部から熱を受けて気化し、着火部の付近に火炎を生成する。そして、着火部の昇温と貯留部への燃料の供給とが、噴射部を通じた燃焼室への燃料の供給よりも前に行われるため、グロープラグの付近で生じた火炎を起点として、噴射部を通じて供給された燃料を含む混合気の燃焼が広がる。したがって、混合気の着火性を高めることができる。
上記バーナーは、前記貯留部の周囲に配置されて、前記貯留部が保持する燃料の燃焼を安定させる保炎部をさらに備えることが好ましい。
上記構成によれば、着火部の付近で生じた火炎が保炎部によって維持されるため、混合気がより着火されやすくなる。

上記バーナーにおいて、前記制御部は、前記貯留部が保持する燃料が前記着火部によって着火されたか否かを示す着火条件を備え、前記着火条件が満たされると判断したとき、前記第１の供給部に前記燃焼室への燃料の供給を行わせることが好ましい。

上記構成によれば、噴射部を通じて燃焼室へ燃料が供給されるまでに、貯留部に保持された燃料に基づいて着火部の付近で火炎が生成されることの確実性が高められる。

上記バーナーにおいて、前記制御部は、前記噴射部を通じて供給された燃料を含む前記混合気の燃焼が確立されたか否かを示す燃焼条件を備え、前記燃焼条件が満たされると判断したとき、前記グロープラグの駆動を停止させ、かつ、前記第２の供給部に前記貯留部への燃料の供給を停止させることが好ましい。

上記構成によれば、混合気の燃焼が確立された後には、燃焼に用いられる燃料の供給が第１の供給部によってのみ行われるため、燃焼ガスの生成状態の制御が容易となる。

本開示の技術によれば、バーナーにおいて、混合気の着火性を高めることができる。

本開示におけるバーナーの一実施形態の概略構成を示す概略構成図である。 図１における２−２線の断面構造を示す断面図であって、図２における矢印は、燃焼用空気の流れを示す。 図１における３−３線の断面構造を示す断面図であって、金網を省略して示した図であり、図３における矢印は、燃焼用空気の流れを示す。 一実施形態におけるグロープラグの着火部の周辺構造を示す断面図である。 一実施形態におけるバーナーの電気的な構成を示す機能ブロック図である。 一実施形態におけるバーナーの再生処理の処理手順を示すフローチャートである。

図１〜図６を参照してバーナー及びバーナーの制御方法の一実施形態について説明する。まず、図１を参照してバーナーの全体構成について説明する。

図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０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（ＤＰＦ）１２が搭載されている。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。

バーナー２０の基板２１には円筒状を有する筒部３０が固定され、筒部３０の内側には円筒状を有する筒部５０が位置し、さらに筒部５０の内側には円筒状の筒部４０が位置している。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、筒部３０の先端部には、燃焼ガスの吹き出る噴出し口３２を区画する環状の噴出し板３１が固定されている。

筒部５０の２つの筒端の中で、基板２１側の筒端の外側面５０ｂは、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、噴出し口３２側の筒端は、閉塞部５１によって閉塞されている。バーナーヘッド５５、筒部５０、及び、閉塞部５１によって、筒部３０内の空間が、噴出し口３２側の空間である燃焼室７７と基板２１側の空間である予混合室７０とに区切られている。バーナーヘッド５５には、燃焼室７７と予混合室７０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燃焼室７７に面する側面には、複数の連通路５６を覆う金網５７が取り付けられている。

筒部４０の２つの筒端の中で、基板２１側の筒端の外側面４０ｂは、環状の連結壁部４１によって筒部３０の内側面３０ａに固定され、噴出し口３２側の筒端は、開口されている。連結壁部４１は、バーナーヘッド５５よりも基板２１に近い位置にて、筒部３０の内側面３０ａに固定されている。筒部４０と連結壁部４１とによって、予混合室７０内において混合気の通る流路が区画されている。

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、予混合室７０内に燃焼用空気を導入する導入口３４が周方向に沿って所定間隔に形成されている。導入口３４の開口縁には、導入口３４を通じて予混合室７０に流入する燃焼用空気を案内することで、予混合室７０に燃焼用空気の旋回流を生成する切り起こし片３５が形成されている（図２参照）。また、筒部３０の中で燃焼室７７を囲む部分には、燃焼室７７に燃焼用空気を導入する導入口３６が複数形成されている。

筒部３０には、グロープラグ６１が配設されている。グロープラグ６１は、通電によって発熱する着火部６２を備え、着火部６２の周囲には、液状の燃料を気化可能に保持することができる貯留部６６が配置されている。グロープラグ６１は、筒部３０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。着火部６２及び貯留部６６は、バーナーヘッド５５に対する噴出し口３２側に配置されている。また、グロープラグ６１には、着火部６２の温度を検出するプラグ温度センサーが設けられている。

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、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。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、ディーゼルエンジン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。

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、吸気通路１３を流れる吸気の一部が空気供給通路６４を通じて燃焼用空気として流入する。空気供給通路６４の出口付近には、空気流通室６７を流れる燃焼用空気が筒部５０の周りを旋回する旋回流となるように燃焼用空気を案内する案内部６８が配設されている（図３参照）。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を通じて予混合室７０に導入される。

基板２１の中央部には、噴射部の一例である噴射ノズル８０が固定されている。噴射ノズル８０には、燃料タンク８１内の燃料の一部が供給される。また、貯留部６６にも、燃料タンク８１内の燃料の一部が燃焼室７７の外部から供給される。燃料タンク８１から延びる燃料供給通路８６には、ディーゼルエンジン１０を動力源とする機械式の燃料ポンプ８２が取り付けられ、燃料ポンプ８２の下流にて、燃料供給通路８６は、噴射ノズル８０に接続する第１供給通路８７と、貯留部６６に接続する第２供給通路８８とに分岐している。第１供給通路８７には、第１燃料弁８３、及び、電気ヒーター８４が取り付けられている。第１燃料弁８３は、デューティ制御によって第１供給通路８７を開閉する電磁弁である。電気ヒーター８４は、第１燃料弁８３の下流に位置し、第１燃料弁８３の開閉の制御に応じた流量で第１供給通路８７を流れる燃料を加熱して燃料を気化させる。噴射ノズル８０は、電気ヒーター８４から送り込まれる気化燃料を予混合室７０に噴射する。

第２供給通路８８には、第２燃料弁８５が取り付けられている。第２燃料弁８５は、デューティ制御によって第２供給通路８８を開閉する電磁弁である。第２燃料弁８５の開閉の制御に応じた流量で第２供給通路８８を流れた燃料は、貯留部６６に蓄えられる。

また、燃料供給通路８６には、燃料供給通路８６を流れる燃料の圧力を検出する燃料圧力センサーや、燃料供給通路８６を流れる燃料の温度を検出する燃料温度センサーが取り付けられている。なお、第１供給通路８７、第１燃料弁８３、電気ヒーター８４、及び、噴射ノズル８０から第１の供給部が構成され、第２供給通路８８、及び、第２燃料弁８５から第２の供給部が構成される。

噴射ノズル８０から噴射された気化燃料と複数の導入口３４を通じて予混合室７０に導入された燃焼用空気との混合気は、筒部４０内を噴出し口３２に向かって流れたのち、転回されて、筒部４０と筒部５０との間の空間を基板２１に向かって流れる。その後、混合気は、再び転回されて、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、貯留部６６が保持する燃料の着火によって生じる火炎を利用して、燃焼室７７に流入した混合気が着火されることで、燃焼室７７には、燃焼中の混合気である火炎Ｆが生成されるとともに該火炎Ｆにともなう燃焼ガスが生成される。生成された燃焼ガスは、噴出し口３２を通じて排気通路１１に向けて流れ、排気通路１１の合流部１１ａで排気通路１１に流入する。予混合室７０内での混合気の流路が折り返されていることによって、混合気の混合が促進される。
続いて、図４を参照して、グロープラグ６１の周辺の構成について詳しく説明する。図４は、着火部６２の周辺構成の断面構造を示す。

図４に示されるように、貯留部６６は、着火部６２の全周に渡って、着火部６２と接触している。貯留部６６は、液状の燃料を気化可能に保持することができる耐熱性の材料から形成されればよく、例えば、焼結金属やセラミック、ワイヤーメッシュ等の多孔質材料が用いられる。

貯留部６６の周囲には、貯留部６６が保持する燃料の着火によって生じた火炎を案内し、貯留部６６が保持する燃料の燃焼を安定させる保炎部６９が設けられている。保炎部６９は、例えば、貯留部６６から噴出し口３２に向かって延びるスロープ状に形成される。
次に、図５及び図６を参照して、バーナー２０の電気的な構成について説明する。

バーナー２０では、空気弁６５の開閉、第１燃料弁８３の開閉、電気ヒーター８４の駆動、第２燃料弁８５の開閉、及び、グロープラグ６１の駆動が、制御部９０によって制御される。

制御部９０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部を機能させて各種処理を実行する。なお、ここでは、バーナー２０の作動態様について、ＤＰＦ１２に付着した微粒子を焼却する処理である再生処理を例にとって説明する。

図５に示されるように、制御部９０は、再生処理に必要とされる各種のデータを、上述のプラグ温度センサーや燃料圧力センサーや燃料温度センサーを含む各種のセンサー９１から所定の制御周期で取得する。

各種のセンサー９１から取得されるデータには、プラグ温度センサーから取得される着火部６２の温度、燃料圧力センサーから取得される燃料の圧力、燃料温度センサーから取得される燃料の温度が含まれる。また、各種のセンサー９１から取得されるデータには、タービン１４と合流部１１ａとの間を流れる排気である上流側排気の流量や圧力や温度、ＤＰＦ１２の温度、ＤＰＦ１２の下流側の排気である下流側排気の圧力が含まれる。さらに、各種のセンサー９１から取得されるデータには、コンプレッサー１５に流入する空気の量や、空気供給通路６４を流れる空気の量や温度が含まれる。

制御部９０は、上流側排気圧力と下流側排気圧力との差圧と、上流側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。制御部９０は、算出した堆積量が予め設定された閾値αよりも高くなるとき、ＤＰＦ１２の再生処理を開始する。一方、制御部９０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であってＤＰＦ１２に堆積していた微粒子が十分に焼却されたと判断可能な閾値β（＜α）よりも低くなるとき、再生処理を終了する。

制御部９０を構成する空気弁制御部９２は、再生処理が開始されるとき、空気弁６５の開度制御を開始する。空気弁制御部９２は、第２燃料弁８５の開弁に先立って、予め設定された単位時間当たりの空気量である初期供給量Ｑａ１の空気がバーナー２０に供給されるように空気弁６５の開度を制御する。また、空気弁制御部９２は、貯留部６６が保持する燃料が着火部６２によって着火されたか否かを示す着火条件が満たされると、噴射ノズル８０から噴射される燃料の燃焼に必要な単位時間あたりの空気量であるメイン空気供給量Ｑａ２の空気がバーナー２０に供給されるように、空気弁６５の開度を制御する。また、空気弁制御部９２は、再生処理が終了されるとき、空気弁６５を閉弁して空気弁６５の開度制御を終了する。なお、空気弁制御部９２は、各種のセンサー９１から取得される、コンプレッサー１５に流入する空気の量、空気供給通路６４を流れる空気の量や温度のデータに基づいて、上記の所定量の空気が供給されるように、空気弁６５の開度を制御する。

制御部９０を構成するグロープラグ制御部９３は、再生処理が開始され、初期供給量Ｑａ１の空気がバーナー２０に供給されると、グロープラグ６１の昇温処理を行う。すなわち、グロープラグ制御部９３は、グロープラグ６１に印加する電圧を制御する制御信号を、グロープラグ６１に電圧を印加する電源装置９７に出力する。また、グロープラグ制御部９３は、予混合室７０から燃焼室７７に供給される混合気の燃焼が確立されたか否かを示す燃焼条件が満たされると、グロープラグ６１の停止処理を行う。すなわち、グロープラグ制御部９３は、グロープラグ６１への電圧の印加の停止を制御する制御信号を、電源装置９７に出力する。

制御部９０を構成する第２燃料弁制御部９５は、再生処理が開始され、初期供給量Ｑａ１の空気がバーナー２０に供給されると、閉弁状態の第２燃料弁８５をデューティ制御で開閉して燃料の供給を開始する。第２燃料弁制御部９５は、予め設定された単位時間あたりの燃料の供給量であるプラグ供給量Ｑｆ１の燃料が貯留部６６に供給されるように、第２燃料弁８５の開閉を制御する。また、第２燃料弁制御部９５は、予混合室７０から燃焼室７７に供給される混合気の燃焼条件が満たされると、第２燃料弁８５を閉状態に制御して第２燃料弁８５の開閉制御を終了する。

制御部９０を構成する第１燃料弁制御部９４は、貯留部６６が保持する燃料の着火条件が満たされると、閉弁状態の第１燃料弁８３をデューティ制御で開閉して燃料の供給を開始する。第１燃料弁制御部９４は、単位時間あたりの燃料の供給量であるメイン燃料供給量Ｑｆ２の燃料が予混合室７０に供給されるように、第１燃料弁８３の開閉を制御する。また、第１燃料弁制御部９４は、再生処理が終了されるとき、第１燃料弁８３を閉状態に制御して第１燃料弁８３の開閉制御を終了する。

なお、第１燃料弁制御部９４及び第２燃料弁制御部９５は、各種のセンサー９１から取得される燃料の圧力や温度のデータに基づいて、上記の所定量の燃料が供給されるように、第１燃料弁８３や第２燃料弁８５の開閉を制御する。

制御部９０を構成するヒーター制御部９６は、第１燃料弁８３から燃料が供給されている間、電気ヒーター８４に印加する電圧を制御する制御信号を電源装置９８に出力する。
図６を参照して、制御部９０が実行する再生処理の手順について説明する。

図６に示されるように、制御部９０は、再生処理として、まず、空気弁６５を所定開度で開弁する（ステップＳ１１）。これにより、初期供給量Ｑａ１の空気がバーナー２０に供給される。初期供給量Ｑａ１は、燃焼室７７が空気で満たされ、燃焼室７７内の空気の圧力と排気通路１１を流れる排気の圧力とが均衡する量に設定される。

続いて、制御部９０は、グロープラグ６１の着火部６２の温度を目標温度まで昇温させる昇温処理を実行する（ステップＳ１２）。さらに、制御部９０は、第２燃料弁８５の開閉制御を開始することにより、貯留部６６にプラグ供給量Ｑｆ１の燃料を供給する（ステップＳ１３）。プラグ供給量Ｑｆ１は、予混合室７０から供給される混合気を着火するために必要な火炎を、着火部６２の付近に生じさせるために必要な燃料の量に設定される。

これにより、貯留部６６に燃料が保持され、貯留部６６に保持された燃料は、グロープラグ６１の着火部６２によって加熱される。その結果、貯留部６６に保持された燃料は気化して着火され、着火部６２の付近で火炎が生じる。貯留部６６の燃料の着火によって生じた火炎は、保炎部６９によって保護されることによって維持される。

制御部９０は、貯留部６６が保持する燃料が着火部６２によって着火されたか否かを示す着火条件を備えている。着火条件は、例えば、プラグ温度センサーの検出する温度が所定の温度に到達したこと、着火部６２の通電時間が所定の時間に到達したこと、貯留部６６への燃料の供給時間が所定の時間に到達したこと、貯留部６６に供給された燃料の供給量が所定量に到達したことの少なくとも１つを含む。制御部９０は、着火部６２の温度や通電時間、貯留部６６への燃料の供給時間や供給量等に基づいて、着火条件が満たされているか否かを判断する。着火条件が満たされていないと判断されるとき（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部９０は、貯留部６６が保持する燃料が着火していないとして、時間が経過して着火条件が満たされるまで待つ。

着火条件が満たされていると判断されるとき（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部９０は、貯留部６６が保持する燃料が着火したとして、第１燃料弁８３の開閉制御を開始するとともに、空気弁６５の開度を変更する（ステップＳ１５）。なお、制御部９０は、第１燃料弁８３の開閉制御の開始にあわせて、電気ヒーター８４を駆動させる。これにより、メイン燃料供給量Ｑｆ２の燃料が電気ヒーター８４で気化され、気化された燃料が噴射ノズル８０から予混合室７０に噴射される。また、メイン空気供給量Ｑａ２の燃焼用空気が予混合室７０及び燃焼室７７に供給される。メイン燃料供給量Ｑｆ２とメイン空気供給量Ｑａ２とは、当量比が０．５以上４．０以下となるように設定されることが好ましい。

その結果、予混合室７０では混合気の生成が開始され、生成された混合気が燃焼室７７に供給される。そして、貯留部６６が保持する燃料の着火によって生じた火炎を起点として、混合気の燃焼が広がる。燃焼後の混合気である燃焼ガスは、噴出し口３２を通じて排気通路１１へと供給され、ＤＰＦ１２に流入する排気が昇温される。

制御部９０は、予混合室７０から燃焼室７７に供給される混合気の燃焼が確立されたか否かを示す燃焼条件を備えている。燃焼条件は、例えば、予混合室７０への燃料及び空気の供給量が所定の供給量に到達していること、および、予混合室７０への燃料及び空気の供給時間が所定時間に到達していることの少なくとも１つを含む。制御部９０は、予混合室７０へ燃料及び空気の供給量や供給時間等に基づいて、燃焼条件が満たされているか否かを判断し、燃焼条件が満たされていないと判断されるとき（ステップＳ１６：ＮＯ）、混合気の燃焼が確立していないとして、時間が経過して燃焼条件が満たされるまで待つ。燃焼条件が満たされていると判断されるとき（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制御部９０は、混合気の燃焼が確立したとして、グロープラグ６１の駆動の停止処理を行うとともに、第２燃料弁８５の開閉制御を終了する（ステップＳ１７）。

以後、制御部９０は、燃焼処理として、算出される微粒子の堆積量が閾値βよりも低くなるまで、第１燃料弁８３の開閉制御及び空気弁６５の開度制御を行うことにより、燃焼ガスの生成を継続する（ステップＳ１８）。なお、メイン燃料供給量Ｑｆ２は、各種のセンサー９１から取得される上流側排気の流量や温度、ＤＰＦ１２の温度や目標温度、空気供給通路６４を流れる空気の量や温度等のデータに基づいて、ＤＰＦ１２の温度を目標温度まで昇温するために必要な燃料の量として所定の制御周期で算出されることが好ましい。また、メイン空気供給量Ｑａ２は、メイン燃料供給量Ｑｆ２の量の燃料を燃焼させるために必要な空気の量として所定の制御周期で算出されることが好ましい。
以上説明したように、バーナー２０によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。

（１）着火部６２の昇温と貯留部６６への燃料の供給とが、噴射ノズル８０を通じた予混合室７０を介しての燃焼室７７への燃料の供給よりも前に行われるため、グロープラグ６１の着火部６２の付近で生じた火炎を起点として、噴射ノズル８０を通じて供給された燃料を含む混合気の燃焼が広がる。したがって、混合気の着火性を高めることができる。
（２）着火部６２の付近で生じた火炎が保炎部６９によって保護されることにより、火炎が維持されるため、混合気がより着火されやすくなる。

（３）制御部９０は、貯留部６６が保持する燃料が着火部６２によって着火されたと判断されたとき、第１燃料弁８３による燃料の供給を行わせる。そのため、噴射ノズル８０を通じて燃焼室７７へ燃料が供給されるまでに、貯留部６６に保持された燃料に基づいて着火部６２の付近で火炎が生成されることの確実性が高められる。

（４）制御部９０は、混合気の燃焼が確立されたと判断されたとき、グロープラグ６１の駆動を停止させ、かつ、第２燃料弁８５による貯留部６６への燃料の供給を停止させる。混合気の燃焼が確立された後には、生成される火炎Ｆによって、混合気の燃焼が持続する。このため、混合気の燃焼が確立された後には、燃焼に用いられる燃料を第１燃料弁８３からのみ供給することによって、バーナー２０に供給される燃料の量の制御が容易となる。その結果、燃焼ガスの生成状態、ひいては、排気の昇温状態の制御が容易となる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・着火部６２の昇温と貯留部６６への燃料の供給とが、噴射ノズル８０を通じた燃焼室７７への燃料の供給よりも前に行われる態様であれば、着火部６２の昇温と貯留部６６への燃料の供給との順番や、燃焼室７７への空気の供給の有無等は、上述の態様に限られない。

例えば、着火部６２の昇温と貯留部６６への燃料の供給とが同時に行われてもよいし、着火部６２の昇温よりも前に貯留部６６への燃料の供給が行われてもよいし、貯留部６６への燃料の供給の前に着火部６２の昇温が行われてもよい。そして、これら燃料を昇温する態様の各々において、燃料を昇温する前に、燃焼室７７に空気が供給されてもよいし、燃焼室７７に空気が供給されなくてもよいし、燃料を昇温する途中において、燃焼室７７に空気が供給されてもよいし、燃焼室７７に空気が供給されなくてもよい。

・制御部９０は、燃焼条件の成立に関わらず、グロープラグ６１の駆動の停止と貯留部６６への燃料の供給の停止を行ってもよい。例えば、第１燃料弁８３及び第２燃料弁８５に代えて、第１供給通路８７と第２供給通路８８との分岐部に切換え弁が設けられ、制御部９０は、着火条件が満たされているとき、切換え弁を切り替えることによって、燃料の供給先を貯留部６６から噴射ノズル８０へ切り替えてもよい。

なお、制御部９０は、噴射ノズル８０に燃料を供給する期間において、燃焼条件が成立しているか否かを繰り返して判断し、燃焼条件が成立していないと判断するたびに、貯留部６６への燃料の供給とグロープラグ６１の駆動とを再開させてもよい。そして、以降の判断時において燃焼条件が成立していると判断したときに、貯留部６６への燃料の供給とグロープラグ６１の駆動とを停止させてもよい。また、制御部９０は、噴射ノズル８０に燃料を供給する期間の全体にわたり、貯留部６６への燃料の供給を継続させてもよいし、所定の時間間隔で間欠的に行わせてもよい。

・貯留部６６は、特に貯留部６６がセラミックから形成されている場合に、白金やパラジウム等の触媒作用を有する金属を担持していてもよい。これによれば、触媒作用によって、貯留部６６が保持する燃料の着火が促進される。

・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。また、燃焼室７７や予混合室７０にて燃焼用空気に旋回流を起こす切り起こし片３５や案内部６８は割愛されてもよい。要は、予混合方式のバーナーが採用される場合には、バーナー２０は、少なくとも、筒部５０とバーナーヘッド５５と閉塞部５１とによって、筒部３０内の空間を予混合室７０と燃焼室７７とに区画する構成を有していればよい。

・制御部９０を搭載するバーナー２０は、燃焼室７７にて混合気を燃焼させるバーナーであればよく、予混合室７０にて混合気が生成される予混合式のバーナーに限らず、燃焼室７７に燃料が直接供給される拡散方式のバーナーであってもよい。要は、噴射ノズル８０から予混合室を経由して、あるいは、噴射ノズル８０から直接に、燃焼室に燃料が供給され、供給された燃料と空気との混合気が燃焼室で燃焼されればよい。

・噴射ノズル８０から噴射される燃料は、気化させた燃料に限らず、液状の燃料であってもよい。電気ヒーター８４によって燃料を気化させる場合、第１燃料弁８３の開閉状態に応じた燃料の流量が噴射ノズル８０から噴射される燃料の量に反映されるまでに、気化に要する時間の分だけ遅れが生じる。これに対し、噴射ノズル８０から噴霧により液状の燃料が供給される場合、上記の遅れが生じることが抑えられるため、第１燃料弁８３の開閉状態の制御に対する噴射ノズル８０からの燃料の噴射量の応答性が高められる結果、排気の昇温状態の制御が行いやすくなる。

・制御部９０は、１つの電子制御ユニットであってもよいし、複数の電子制御ユニットで構成されていてもよい。例えば、２つの電子制御ユニットで制御部９０が構成される場合には、一方の電子制御ユニットから他方の電子制御ユニットに対して、再生処理の開始を示す制御信号、及び再生処理の終了を示す制御信号を出力するようにしてもよい。

・排気通路１１にてバーナー２０の下流には、ＤＰＦ１２に限らず、排気ガスを浄化する触媒が配設されていてもよい。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。

２０…バーナー、２１…基板、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、３５…切り起こし片、３６…導入口、４０…筒部、４０ｂ…外側面、４１…連結壁部、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…グロープラグ、６２…着火部、６３…閉塞板、６４…空気供給通路、６５…空気弁、６６…貯留部、６７…空気流通室、６８…案内部、６９…保炎部、７０…予混合室、７７…燃焼室、８０…噴射ノズル、８１…燃料タンク、８２…燃料ポンプ、８３…第１燃料弁、８４…電気ヒーター、８５…第２燃料弁、８６…燃料供給通路、８７…第１供給通路、８８…第２供給通路、９０…制御部、９１…センサー、９２…空気弁制御部、９３…グロープラグ制御部、９４…第１燃料弁制御部、９５…第２燃料弁制御部、９６…ヒーター制御部、９７，９８…電源装置。

Claims (4)

1. 燃料を含む混合気を燃焼させる燃焼室と、
   前記燃焼室内に配置される着火部を備えるグロープラグと、
   前記着火部を取り囲み、燃料を気化可能に保持できる貯留部と、
   前記着火部および前記貯留部の側方から、前記燃焼室が有する噴出し口に向かって延び、前記貯留部が保持する燃料の燃焼を安定させる保炎部と、
   前記燃焼室に噴射部を通じて燃料を供給する第１の供給部と、
   前記燃焼室の外部から前記貯留部に燃料を供給する第２の供給部と、
   前記第１の供給部による前記燃焼室への燃料の供給よりも前に、前記グロープラグの前記着火部を昇温させ、かつ、前記第２の供給部に前記貯留部への燃料の供給を行わせる制御部と、
   を備えるバーナー。
2. 前記制御部は、前記貯留部が保持する燃料が前記着火部によって着火されたか否かを示す着火条件を備え、前記着火条件が満たされると判断したとき、前記第１の供給部に前記燃焼室への燃料の供給を行わせる
   請求項１に記載のバーナー。
3. 前記制御部は、前記噴射部を通じて供給された燃料を含む前記混合気の燃焼が確立されたか否かを示す燃焼条件を備え、前記燃焼条件が満たされると判断したとき、前記グロープラグの駆動を停止させ、かつ、前記第２の供給部に前記貯留部への燃料の供給を停止させる
   請求項１または２に記載のバーナー。
4. 燃料を含む混合気を燃焼させる燃焼室と、
   前記燃焼室内に配置される着火部を備えるグロープラグと、
   前記着火部を取り囲み、燃料を気化可能に保持できる貯留部と、
   前記着火部および前記貯留部の側方から、前記燃焼室が有する噴出し口に向かって延び、前記貯留部が保持する燃料の燃焼を安定させる保炎部と、を備えるバーナーの制御方法であって、
   前記グロープラグの前記着火部を昇温させる第１のステップと、
   前記燃焼室の外部から前記貯留部に燃料を供給する第２のステップと、
   前記燃焼室に噴射部を通じて燃料を供給する第３のステップと、
   を含み、
   前記第１のステップ及び前記第２のステップを、前記第３のステップよりも前に行う
   バーナーの制御方法。

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