KR101309320B1

KR101309320B1 - 착화장치

Info

Publication number: KR101309320B1
Application number: KR1020127009985A
Authority: KR
Inventors: 요이치 마루타니; 야스노리 아시카가; 쇼지 이토; 아키히코 오가사와라
Original assignee: 가부시키가이샤 아이에이치아이
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-09-13
Also published as: KR20120066046A; EP2484973B1; CA2776193A1; US9395083B2; JP5353822B2; JP2011094603A; CN102510975B; WO2011040506A1; CN102510975A; EP2484973A1; CA2776193C; EP2484973A4; US20120196235A1

Abstract

산화제와 연료를 포함하는 혼합기에 착화하는 착화장치로서, 설치부(100)로부터 아래쪽을 향해 돌출된 끝에 상기 혼합기(Y)의 착화 온도 이상의 온도로 발열하는 발열 영역(1a)을 가지는 발열체(1)와, 상기 발열 영역(1a)을 둘러쌈과 동시에 내부에 상기 발열 영역(1a)이 배치되고 상부로 개구되는 관통공(2a)을 가지는 연료 보유지지부(2)와, 상기 관통공(2a)의 상부와 접속되는 공간(R)을 형성함과 동시에 이 공간(R)로부터 외부로 개구되는 화염 분출구(3a)를 가지는 둘레벽(3)을 구비한다. 이 착화장치에 의하면, 착화장치의 착화성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

착화장치{Ignition device}

본 발명은 산화제와 연료를 포함하는 혼합기(混合氣)에 착화하는 착화장치에 관한 것이다.

본원은 2009년 9월 30일 일본에 출원된 일본특허출원 2009-226372호 및 2010년 5월 31일 일본에 출원된 일본특허출원 2010-125059호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

디젤 엔진 등의 배기 가스중에는 미립자(입자상 물질)가 포함되어 있다. 이 미립자를 대기중에 방출함으로써 환경에 미치는 영향이 우려되므로 최근에는 디젤 엔진 등을 탑재하는 차량에는 배기 가스중의 미립자를 제거하기 위한 필터(DPF)가 설치되어 있다.

이 필터는 상기 미립자보다 작은 구멍을 복수 구비하는 다공질체인 세라믹 등에 의해 형성되어 있고, 상기 미립자의 통과를 저지함으로써 미립자의 포집을 행하고 있다.

그런데 이와 같은 필터를 장시간 사용하면 포집한 미립자가 축적되어 필터가 막힘 상태가 된다.

이와 같은 필터의 막힘을 방지하기 위해, 예를 들면 특허문헌 1에 도시된 것처럼, 필터에 대해 고온 가스를 공급함으로써, 필터에 포집된 미립자를 연소시켜 제거하는 방법이 사용되고 있다.

구체적으로는, 특허문헌 1에서는 디젤 엔진과 필터 사이에 버너 장치를 설치하고 배기 가스와 연료가 혼합된 혼합기를 연소시켜 고온 가스를 발생시키고, 이 고온 가스를 필터에 공급함으로써 미립자를 연소시키고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허 2007-154772호 공보

그런데 상기 버너 장치에서는, 연료 분사 장치로부터 분사된 연료가 산화제로서 공급되는 배기 가스나 외기(外氣)와 혼합되어 혼합기가 생성되고, 이 혼합기를 착화장치에 의해 착화 온도 이상으로 가열함으로써 연소시킨다.

그러나 버너 장치에서는, 통상, 착화장치로서 글로우 플러그나 스파크 플러그가 사용되고 있으며, 매우 작은 발열 영역에서 혼합기를 착화시킨다. 따라서 종래의 버너 장치는 형성되는 화염핵이 작아, 발열 영역 주위의 유속이 빠른 경우에는 화염핵이 꺼져 성장할 수 없어 착화성이 나쁘다는 문제를 가지고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 착화장치의 착화성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 이하의 구성을 채용한다.

제1 발명은, 산화제와 연료를 포함하는 혼합기에 착화하는 착화장치로서, 설치부로부터 아래쪽을 향해 돌출된 끝에 상기 혼합기의 착화 온도 이상의 온도로 발열하는 발열 영역을 가지는 발열체와, 상기 발열 영역을 둘러쌈과 동시에 내부에 상기 발열 영역이 배치되어 상부로 개구되는 관통공을 가지는 연료 보유지지부와, 상기 관통공의 상부와 접속되는 공간을 형성함과 동시에 이 공간로부터 외부로 개구되는 화염 분출구를 가지는 둘레벽을 구비하는 구성을 채용한다.

제2 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 연료 보유지지부가, 연료가 분출되는 방향으로 개구됨과 동시에 상기 발열 영역에 연통(連通)되는 제2 관통공을 구비하는 구성을 채용한다.

제3 발명은, 상기 제2 발명에 있어서, 상기 제2 관통공이 상기 관통공보다 큰 직경인 구성을 채용한다.

제4 발명은, 상기 제2 발명에 있어서, 상기 제2 관통공이, 상기 연료가 분출되는 쪽의 반대쪽까지 관통되고, 이 반대쪽에 형성되는 상기 제2 관통공의 개구부에 대향하여 배치되는 대향판을 구비하는 구성을 채용한다.

제5 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 화염 분출구가, 상기 연료 보유지지부의 상기 연료가 분출되는 쪽으로 치우쳐 형성되어 있는 구성을 채용한다.

제6 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 공간에 배치되는 제2 발열 영역을 구비하는 구성을 채용한다.

제7 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 발열 영역에 공기를 공급하는 공기 공급부를 구비하는 구성을 채용한다.

제8 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 연료 보유지지부를 지지하는 밴드부를 구비하는 구성을 채용한다.

제9 발명은, 상기 제8 발명에 있어서, 상기 연료 보유지지부가 복수의 작은 조각으로 분할되어 있는 구성을 채용한다.

제10 발명은, 상기 제8 발명에 있어서, 상기 연료 보유지지부와 상기 밴드부 사이에 배치되는 쿠션재를 구비하는 구성을 채용한다.

본 발명에 의하면, 발열 영역이 발열함으로써 발열 영역 주위가 가열되어, 발열 영역 주위에 상승 기류가 발생한다. 그 결과, 연료 보유지지부의 관통공에 상부로 향하는 상승 기류가 발생한다. 한편, 발열 영역이 발열하면, 연료 보유지지부에 보유지지되어 있는 연료가 휘발되고, 휘발된 연료가 연료 보유지지부의 관통공 내에 유입된다. 그리고 관통공 내에 유입되는 휘발된 연료와 관통공 내에 형성되는 상승 기류에 의해 관통공 내에는 농도가 높은 혼합기에 의한 상승 기류가 형성된다.

또 본 발명에 의하면, 연료 보유지지부의 관통공의 상부에 접속되는 둘레벽에 의해 둘러싸인 공간이 형성되어 있다. 관통공 내에서는 상기 혼합기의 일부가 발열 영역에 의해 가열됨으로써 발화되고, 이것에 의해 생성된 화염핵이 혼합기의 상승 기류를 타고 상기 공간에 공급된다. 그리고 공간에 공급된 화염핵은 꺼지지 않고 공간에서 성장하여 화염이 된다. 그리고 이와 같이 공간에서 형성된 화염은 화염 분출구를 통해 둘레벽의 외부로 분출된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 화염핵이 빠른 흐름에 의해 꺼지지 않고 확실하게 화염을 형성할 수 있다. 또 화염 분출구로부터 분출되는 화염은 종래의 글로우 플러그나 스파크 플러그에 의해 형성되는 화염핵에 비해 훨씬 크고 안정적이다. 따라서 착화장치 주위에 존재하는 혼합기를 확실하게 착화할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 의하면 착화성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 사시도이다.
도 3a는, 본 발명의 제2 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 사시도이다.
도 3b는, 본 발명의 제2 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 제3 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제4 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 제5 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 단면도이다.
도 7a는, 본 발명의 제6 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 단면도이다.
도 7b는, 본 발명의 제6 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 착화장치에 대한 착화 시퀀스를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9a는, 본 발명의 제8 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 사시도이다.
도 9b는, 본 발명의 제9 실시형태에서의 착화장치의 대략 구성을 도시한 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 착화장치의 일실시형태에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면에서 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해 각 부재의 축척을 적절히 변경하였다.

(제1 실시형태)

도 1은, 본 실시형태의 착화장치(10)의 대략 구성을 도시한 단면도이다. 또 도 2는, 본 실시형태의 착화장치(10)의 대략 구성을 도시한 사시도이다.

착화장치(10)는, 산화제와 연료를 포함하는 혼합기에 착화하는 것으로서, 예를 들면 산화제로서 사용 가능한 배기 가스가 흐르는 배관 속이나 버너 장치에 설치된다.

이 착화장치(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이 글로우 플러그(1)(발열체)와, 연료 보유지지부(2)와, 둘레벽(3)을 구비하고 있다.

글로우 플러그(1)는 착화장치(10) 자체의 설치부(100)(예를 들면 배관 벽부나 버너 장치의 벽부)로부터 아래쪽을 향해 돌출되고, 그 끝에 혼합기(Y)의 착화 온도 이상의 온도로 발열하는 발열 영역으로서 기능하는 끝단부(1a)를 가진다. 한편, 글로우 플러그(1) 대신에 스파크 플러그를 사용할 수도 있다.

연료 보유지지부(2)는, 도 1에 도시한 바와 같이 측방에 배치되는 연료 분사 장치(200)로부터 분사되어 연료(N)가 공급되고 이 연료를 보유지지한다. 연료 보유지지부(2)는 금속망, 소결 금속, 금속 섬유, 유리포, 세라믹 다공체, 세라믹 섬유, 경석(輕石) 등에 의해 형성되는 다공질체로 구성된다.

또 연료 보유지지부(2)는, 하부로부터 상부로 직선 형태로 관통하는 관통공(2a)(관통공)과, 연료 분사 장치(200)쪽으로부터 반대쪽으로 직선 형태로 관통하는 관통공(2b)(제2 관통공)과, 이 관통공(2b)에 대해 수평이고 직교하여 관통하는 관통공(2c)을 가지고 있다.

관통공(2a)과 관통공(2b)과 관통공(2c)이 연료 보유지지부(2)의 중앙에서 교차되어 있고, 이 교차 영역에 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)가 배치되어 있다. 즉, 관통공(2a), 관통공(2b) 및 관통공(2c)의 내부에 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)가 배치되어 있다.

이와 같이 본 실시형태의 착화장치(10)는, 내부에 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)가 배치되어 상부로 개구되는 관통공(2a)과, 연료(N)가 분출되는 방향으로 개구됨과 동시에 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)에 연통되는 관통공(2b)을 가지고 있다.

둘레벽(3)은, 연료 보유지지부(2)가 구비하는 관통공(2a)의 상부에 접속되는 웅덩이 영역(R)(공간)을 형성함과 동시에 이 웅덩이 영역(R)로부터 외부로 개구되는 화염 분출구(3a)를 가진다.

이 둘레벽(3)은 연료 보유지지부(2)와 설치부(100) 사이에 배치되어 있고, 연료 보유지지부(2)보다 윗쪽에서 연료 보유지지부(2)를 둘러싸고 배치되어 있다. 둘레벽(3)은, 도 2에 도시한 바와 같이 연료 보유지지부(2)보다 바깥쪽으로 확대되어 형성되어 있고, 연료 보유지지부(2)의 바깥쪽 영역에 아래쪽을 향해 개구된 화염 분출구(3a)를 복수 가지고 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 실시형태의 착화장치(10)에 의하면, 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)가 발열함으로써 끝단부(1a)의 주위가 가열되고, 끝단부(1a)의 주위에 상승 기류가 발생한다. 그 결과, 연료 보유지지부(2)의 관통공(2a)에 아래쪽에서부터 산화제(X)(예를 들면, 배기 가스나 공기)가 흘러들어와 관통공(2a)의 내부에 상부로 향하는 상승 기류가 발생한다.

한편, 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)가 발열하면, 연료 보유지지부(2)에 보유지지되어 있는 연료(N)가 휘발되고, 휘발된 연료(N)가 연료 보유지지부(2)의 관통공(2a)내에 유입된다. 그리고 관통공(2a)내에 유입되는 휘발된 연료(N)와 관통공 내에 형성되는 상승 기류에 의해 관통공 안에는 농도가 높은 혼합기(Y)에 의한 상승 기류가 형성된다.

또 본 실시형태의 착화장치(10)에 의하면, 연료 보유지지부(2)의 관통공(2a)의 상부에 접속되는 웅덩이 영역(R)이 형성되어 있다. 관통공(2a)내에서는 상기 혼합기(Y)의 일부가 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)에 의해 가열됨으로써 발화되고, 이것에 의해 생성된 화염핵이 혼합기(Y)의 상승 기류를 타고 상기 웅덩이 영역(R)에 공급된다. 웅덩이 영역(R)은, 둘레벽(3)에 의해 둘러싸임으로써 둘레벽(3) 외부의 흐름으로부터 격리된 공간이다. 따라서 웅덩이 영역(R)에 공급된 화염핵은 꺼지지 않고 웅덩이 영역(R)에서 성장하여 화염이 된다. 그리고 이와 같이 웅덩이 영역(R)에서 형성된 화염은 화염 분출구(3a)를 통해 아직 타지 않은 혼합기(Y)와 함께 둘레벽(3)의 외부로 분출된다.

이와 같이, 본 실시형태의 착화장치(10)에 의하면, 화염핵이 빠른 흐름에 의해 꺼지지 않고 확실하게 화염을 형성할 수 있다. 또 화염 분출구(3a)로부터 분출되는 화염은 종래의 글로우 플러그나 스파크 플러그에 의해 형성되는 화염핵에 비해 훨씬 크고 안정적이다. 따라서 착화장치(10) 주위에 존재하는 혼합기를 확실하게 착화할 수 있게 된다.

따라서 본 실시형태의 착화장치(10)에 의하면 착화성을 향상시킬 수 있게 된다.

또 본 실시형태의 착화장치(10)에서는, 연료 보유지지부(2)가, 연료(N)가 분출되는 방향으로 개구됨과 동시에 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)에 연통되는 관통공(2c)를 구비한다.

따라서 관통공(2b)를 통해 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a) 근방에 직접 연료(N)가 공급되어 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a) 근방에서의 혼합기(Y)의 연료 농도를 더욱 높일 수 있다. 따라서 착화성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또 관통공(2b)를 통해 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a) 근방에 직접 연료(N)가 공급됨으로써 글로우 플러그(1)에 착화 온도까지 가열되지 않은 액상의 연료(N)가 부착된다. 따라서 글로우 플러그(1)가 과열되는 것을 억제하여 글로우 플러그(1)의 수명을 연장할 수 있게 된다.

또 본 실시형태의 착화장치(10)에서는, 연료 보유지지부(2)에 여러 방향으로부터 관통공이 형성되어 있기 때문에, 다양한 관통공으로부터 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)를 통해 웅덩이 영역(R)에 산화제를 공급할 수 있다.

따라서 착화장치(10)가 기울어진 경우에도 웅덩이 영역(R)으로의 산화제 유입을 확보할 수 있어 안정적인 착화 성능을 발휘할 수 있다.

(제2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 본 실시형태의 설명에서, 상기 제1 실시형태와 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 3a는, 본 실시형태의 착화장치(20)의 대략 구성을 도시한 사시도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 착화장치(20)에서는, 연료 보유지지부(2)의 연료(N)가 분출되는 쪽에만 화염 분출구(3a)가 형성되어 있다.

즉, 본 실시형태의 착화장치(20)에서는, 화염 분출구(3a)가 연료 보유지지부(2)의 연료(N)가 분출되는 쪽으로 치우쳐 형성되어 있다.

이와 같은 본 실시형태의 착화장치(20)에 의하면, 화염 분출구(3a)가 연료 보유지지부(2)의 연료(N)가 분출되는 쪽으로 치우쳐 형성되어 있기 때문에 연료 보유지지부(2)의 연료(N)가 분출되는 쪽으로 큰 화염이 분출하게 된다.

따라서 많은 연료(N)가 부착되는 연료 보유지지부(2)의 연료(N)가 분출되는 쪽의 온도가 높아져 연료(N)의 휘발을 촉진시킬 수 있고, 착화 후의 착화장치(20) 주변의 연소를 안정시킬 수 있게 된다.

한편, 도 3b에 도시한 바와 같이, 원형의 화염 분출구(3a)를 복수 설치하는 대신에 단일의 직사각형 화염 분출구(3a)를 설치해도 좋다.

(제3 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 한편, 본 실시형태의 설명에서도 상기 제1 실시형태와 마찬가지 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 4는, 본 실시형태의 착화장치(30)의 대략 구성을 도시한 단면도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(30)는, 관통공(2b)이 관통공(2a)보다 큰 직경으로 되어 있다. 또 관통공(2b)는 연료(N)가 분사되는 방향으로만 개구되어 있고 연료(N)가 분사되는 방향과 반대쪽은 폐색되어 있다.

이와 같은 구성을 채용하는 본 실시형태의 착화장치(30)에 의하면, 웅덩이 영역(R)에서 성장한 화염의 일부를 관통공(2b)으로부터 분출시킬 수 있게 되어 연료 보유지지부(2)에 분사되는 연료(N)의 일부를 이 화염으로 가열하여 휘발시킬 수 있다. 따라서 연료(N)의 휘발을 촉진시킬 수 있어 착화 후의 착화장치(30) 주변의 연소를 안정시킬 수 있게 된다.

(제4 실시형태)

다음으로 본 발명의 제4 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 한편, 본 실시형태의 설명에서도 상기 제1 실시형태와 마찬가지 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 5는, 본 실시형태의 착화장치(40)의 대략 구성을 도시한 단면도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(40)는, 연료 보유지지부(2)의 연료(N)가 분출되는 쪽의 반대쪽까지 관통한 관통공(2b)를 구비하고 있다. 또 이 관통공(2b)의 연료(N)가 분출되는 쪽과 반대쪽 개구부에는, 대향판(4)이 상기 개구부와 대향하여 배치되어 있다.

즉, 대향판(4)은, 둘레벽(3)의 화염 분출구(3a)를 끼워 관통공(2b)의 개구부가 형성된 연료 보유지지부(2)와 대향하고 있다.

이 대향판(4)은, 관통공(2b)를 통해 도달하는 연료(N)를 받는 것이다. 그리고, 예를 들면 내화성 메쉬판 등 부착된 연료가 휘발되기 쉬운 다공체로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성을 채용하는 본 실시형태의 착화장치(40)에 의하면, 연료 분사 장치(200)로부터 분사된 연료(N)의 일부가 관통공(2b)를 통해 대향판(4)에 도달하여 부착된다.

한편, 대향판(4)에 부착된 연료(N)는, 화염 분출구(3a)로부터 분출되는 화염에 의해 쪼여져 휘발된다.

따라서 본 실시형태의 착화장치(40)에 의하면, 연료(N)의 휘발을 촉진시킬 수 있어 착화 후의 착화장치(40) 주변의 연소를 안정시킬 수 있게 된다.

(제5 실시형태)

다음으로 본 발명의 제5 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 한편, 본 실시형태의 설명에서도, 상기 제1 실시형태와 마찬가지 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 6은, 본 실시형태의 착화장치(50)의 대략 구성을 도시한 단면도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(50)는, 둘레벽(3)에 의해 둘러싸인 웅덩이 영역(R)에 제2 글로우 플러그(5)가 설치되어 있다.

이 제2 글로우 플러그(5)는, 글로우 플러그(1)와 마찬가지로 착화장치(50) 자체의 설치부(100)로부터 아래쪽을 향해 돌출되고, 그 끝에 혼합기(Y)의 착화 온도 이상의 온도로 발열하는 발열 영역으로서 기능하는 끝단부(5a)(제2 발열 영역)를 가진다.

즉, 본 실시형태의 착화장치(50)는, 웅덩이 영역(R)에 배치되는 발열 영역으로서 기능하는 제2 글로우 플러그(5)의 끝단부(5a)를 구비하고 있다. 한편, 글로우 플러그(1) 대신에 스파크 플러그를 사용할 수도 있다.

이와 같은 구성을 채용하는 본 실시형태의 착화장치(50)에 의하면, 웅덩이 영역(R)에 유입된 혼합기(Y)가 다시 웅덩이 영역(R)내에서 착화 온도 이상으로 가열되기 때문에 단일의 글로우 플러그(1)를 구비하는 경우보다 착화성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

(제6 실시형태)

다음으로 본 발명의 제6 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 한편, 본 실시형태에서도, 상기 제1 실시형태와 마찬가지 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 7a는, 본 실시형태의 착화장치(60)의 대략 구성을 도시한 단면도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(60)는 웅덩이 영역(R)을 통해 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)에 공기(X1)를 공급하는 공기 공급부(6)를 구비하고 있다.

이와 같은 구성을 채용하는 본 실시형태의 착화장치(60)에 의하면, 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)에 공급되는 혼합기(Y)의 산소 농도를 높일 수 있게 되어 착화성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 도 7b에 도시한 바와 같이, 공기 공급부(6)를 관통공(2b)에 접속해도 좋다. 또 공기 공급부(6)를 관통공(2c)에 접속해도 좋다.

이와 같은 구성을 채용하는 경우에도 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)에 공급되는 혼합기(Y)의 산소 농도를 높일 수 있게 되어 착화성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

(제7실시형태)

다음으로 본 발명의 제7실시형태로서, 상기 실시형태의 착화장치에 대한 착화 시퀀스에 대해서 설명하기로 한다.

이 착화 시퀀스는, 타이머 기능을 구비하는 제어부(미도시)에 의해 통괄된다. 또 본 실시형태에서는, 착화장치 주위의 온도를 계측하는 온도 센서가 배치되고 이 온도 센서의 검출 신호가 제어부에 입력되는 환경에서 착화가 이루어진다.

도 8은, 본 실시형태에서의 착화 시퀀스를 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명은 도 8의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.

우선 제어부는 글로우 플러그(1)의 끝단부(1a)를 예열한다(단계S1). 아울러 상기 제5 실시형태와 같이 제2 글로우 플러그(5)를 구비하는 경우에는 이 제2 글로우 플러그(5)의 끝단부(5a)도 예열한다.

이어서, 제어부는 연료 분사 장치(200)를 제어하여 대량의 연료를 단시간 분사한다(단계S2). 아울러 단계 S2에서 분사하는 연료의 양 및 분사 시간은 미리 실험 등에 기초하여 정해지며 제어부에 기억되어 있다.

이어서, 제어부는 일정 기간, 연료의 분사를 정지한다(단계S3). 이와 같이 일정 기간 연료의 분사를 정지함으로써 단계S2에서 연료를 분사했을 때에 형성된 화염핵의 성장을 촉진할 수 있다.

이어서, 제어부는 연료의 분사를 재개한다(단계S4). 이 때 화염핵은 단계S3에서 성장하여 안정되어 있으므로, 연료가 재공급되는 것에 의해 실화될 가능성이 작다. 따라서 화염핵을 더욱 크게 성장시킬 수 있게 된다.

마지막으로 제어부는 착화장치(10) 주위의 온도를 계측하여(단계S5), 주위의 온도가 상승하고 있는 경우에는 착화가 성공한 것으로 보고 착화 시퀀스를 종료하고, 주위의 온도가 상승하지 않는 경우에는 미착화하고 하여 다시 단계S3로 되돌아온다.

아울러 연료 보유지지부(2)가 기화 전의 연료에 습윤되어 있는 경우에는, 다음 번 가열시에 연료 보유지지부(2)를 습윤되어 있는 연료가 먼저 기화되어 연료 보유지지부(2)로부터 분출된다. 그리고 습윤되어 있는 연료가 연료 보유지지부(2) 밖으로 배출될 때까지, 기화된 연료가 분출되는 기세 때문에 산소(배기 가스)가 연료 보유지지부(2) 안에 들어갈 수 없어 착화 시간이 늦어진다.

따라서 착화 시퀀스가 완료되고 또한 필터의 재생 처리가 완료되어 소화된 후에 연료 보유지지부(2)를 착화되지 않을 정도의 온도로 가열하여 연료 보유지지부(2)를 건조시키는 공정을 마련하는 것이 바람직하다.

(제8 실시형태)

다음으로 본 발명의 제8 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 아울러 본 실시형태에서도, 상기 제1 실시형태와 마찬가지 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 9a는, 본 실시형태의 착화장치(70)의 대략 구성을 도시한 사시도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(70)는 연료 보유지지부(2)를 지지하는 밴드부(71)를 구비하고 있다. 이 밴드부(71)는 둘레벽(3)에 고정되어 연료 보유지지부(2)를 아래쪽에서 지지하고 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 실시형태의 착화장치(70)에 의하면, 밴드부(71)에 의해 연료 보유지지부(2)가 지지되고 있기 때문에 연료 보유지지부(2)가 탈락하는 것을 방지할 수 있게 된다.

아울러 밴드부(71)의 형상은 일례이며 변경 가능하다. 예를 들면 밴드부(71)의 폭을 연료 보유지지부(2)의 폭과 맞추도록 설정해도 좋다.

(제9 실시형태)

다음으로 본 발명의 제9 실시형태에 대해서 설명하기로 한다. 본 실시형태의 착화장치(80)는 상기 제8 실시형태의 착화장치(70)의 변형예이다. 따라서 이하의 설명에서 착화장치(70)와의 변경점에 대해서 설명하기로 한다.

도 9b는, 본 실시형태의 착화장치(80)의 대략 구성을 도시한 사시도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(80)에서는 연료 보유지지부(2)가 4개의 작은 조각(2A)으로 분할되어 있다.

그리고 상기 제8 실시형태의 밴드부(71) 대신에, 분할된 연료 보유지지부(2)를 홀딩하기 위한 후크부(81a)를 가지는 밴드부(81)를 구비하고 있다.

또 도 9b에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 착화장치(80)는, 밴드부(81)와 연료 보유지지부(2) 사이에 내열성 쿠션재(82)가 배치되어 있다. 쿠션재(82)로서는, 예를 들면 세라믹 섬유를 사용할 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 실시형태의 착화장치(80)에 의하면, 연료 보유지지부(2)가 분할되어 있기 때문에, 연료 보유지지부(2)가 열수축에 의해 형상이 변화된 경우에도 연료 보유지지부(2)에 작용하는 응력을 줄일 수 있다.

또한 본 실시형태의 착화장치(80)에 의하면, 밴드부(81)와 연료 보유지지부(2) 사이에 내열성 쿠션재(82)가 배치되어 있기 때문에, 쿠션재(82)가 수축함으로써, 연료 보유지지부(2)가 팽창에 의한 형상 변화를 수용할 수 있어 연료 보유지지부(2)에 작용하는 응력을 줄일 수 있다.

연료 보유지지부(2)의 분할 형상은 일례로서 변경 가능하다. 예를 들면 연료 보유지지부(2)를 다수의 작은 조각으로 더 분할해도 좋다.

이상 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지는 않는다. 상술한 실시형태에서 나타낸 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양하게 변경 가능하다.

<산업상 이용 가능성>

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 산화제와 연료를 포함하는 혼합기에 착화하는 착화장치의 착화성을 향상시킬 수 있다.

10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80…착화장치
1…글로우 플러그(발열체) 1a…끝단부(발열 영역) 2…연료 보유지지부
2a…관통공 2b…관통공(제2 관통공) 2c…관통공 3…둘레벽
3a…화염 분출구 4…대향판 5…제2 글로우 플러그
5a…끝단부(제2 발열 영역) 6…공기 공급부 N…연료 X…산화제
X1…공기 Y…혼합기 R…웅덩이 영역(공간) 100…설치부
200…연료 분사 장치 71, 81…밴드부 82…쿠션재 2A…작은 조각

Claims

산화제와 연료를 포함하는 혼합기에 착화하는 착화장치로서,
설치부로부터 아래쪽을 향해 돌출된 끝에 상기 혼합기의 착화 온도 이상의 온도로 발열하는 발열 영역을 가지는 발열체와,
상기 발열 영역을 둘러쌈과 동시에 내부에 상기 발열 영역이 배치되어 상부로 개구되는 관통공을 가지는 연료 보유지지부와,
상기 관통공의 상부와 접속되는 공간을 형성함과 동시에 이 공간로부터 외부로 개구되는 화염 분출구를 가지는 둘레벽을 구비하는 착화장치.
제1항에 있어서,
상기 연료 보유지지부가, 상기 연료가 분출되는 방향으로 개구됨과 동시에 상기 발열 영역에 연통(連通)되는 제2 관통공을 구비하는 착화장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 관통공은 상기 관통공보다 큰 직경인 착화장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 관통공이, 상기 연료가 분출되는 쪽의 반대쪽까지 관통되고, 이 반대쪽에 형성되는 상기 제2 관통공의 개구부에 대향하여 배치되는 대향판을 구비하는 착화장치.
제1항에 있어서,
상기 화염 분출구가, 상기 연료 보유지지부에 대해 상기 연료가 분출되는 쪽으로 치우쳐 형성되어 있는 착화장치.
제1항에 있어서,
상기 공간에 배치되는 제2 발열 영역을 구비하는 착화장치.
제1항에 있어서,
상기 발열 영역에 공기를 공급하는 공기 공급부를 구비하는 착화장치.
제1항에 있어서,
상기 연료 보유지지부를 지지하는 밴드부를 구비하는 착화장치.
제8항에 있어서,
상기 연료 보유지지부가 복수의 작은 조각으로 분할되어 있는 착화장치.
제8항에 있어서, 상기 연료 보유지지부와 상기 밴드부 사이에 배치되는 쿠션재를 구비하는 착화장치.