WO2015182694A1 - バーナー及び燃料気化装置 - Google Patents

Abstract

　バーナー（２０）は、燃焼部（２１）と、燃料供給部（２２）と、気化器（３０）と、空気供給部（４５）と、制御部（５０）とを含む。燃料供給部（２２）は燃焼部（２１）に燃料を供給する。気化器（３０）は、燃料供給部（２２）が燃焼部（２１）に供給する燃料を電気ヒーター（３２）で加熱して燃料を気化させる。空気供給部（４５）は気化器（３０）に空気を供給する。制御部（５０）は、燃料供給部（２２）による燃料の供給、電気ヒーター（３２）に対する電力の供給、及び、空気供給部（４５）による空気の供給を制御する。制御部（５０）は、燃料供給部（２２）による燃料の供給を停止した状態で、空気供給部（４５）による空気の供給を行う。制御部（５０）は、電気ヒーター（３２）に対して電力を供給して電気ヒーター（３２）の温度を燃料が燃焼可能な燃焼可能温度に制御する。

Description

バーナー及び燃料気化装置

　本発明は、燃料を気化する気化器を備えたバーナー、及び、燃料を気化する燃料気化装置に関する。

　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では、ＤＰＦの前段に配設されたバーナーにおいて燃料と空気との混合気を燃焼させた燃焼ガスを生成し、その生成された燃焼ガスを排気通路に供給することにより、ＤＰＦに流入する排気を昇温させる再生処理が開示されている。

　また、排気通路に燃焼ガスを供給するバーナーとして、燃料を加熱する電気ヒーターを有する気化器で予め燃料を気化させ、その気化した燃料で混合気を生成するバーナーも知られている。

特開２０１１－１８５４９３号公報

　ところで、気化器においては、燃料の気化にともなう未揮発成分が変質することによりデポジットが生成される。こうしたデポジットが堆積すると、気化器内の流路が狭くなったり、燃料に対する電気ヒーターの伝熱性能が低下したりする。なお、こうしたデポジットの堆積は、電気ヒーターを用いた気化器に限らず、燃料を気化する気化器に共通する。

　本発明は、燃料を気化させる気化器におけるデポジットの堆積を抑えることが可能なバーナー及び燃料気化装置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、燃料が燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、燃料を供給する燃料供給部と、前記燃料供給部が供給した燃料を加熱部で加熱して当該燃料を気化させた気化燃料を前記燃焼室に供給する気化器と、前記気化器に空気を供給する空気供給部と、前記燃料供給部による燃料の供給、前記加熱部の加熱、及び、前記空気供給部による空気の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記空気供給部による空気の供給と前記加熱部の加熱とを行い、前記加熱部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する。

　上記課題を解決する燃料気化装置は、燃料を燃焼する燃焼室を有する燃焼部に燃料を供給する燃料供給部と、前記燃料供給部が供給した燃料を加熱部で加熱して気化させた気化燃料を前記燃焼室に供給する気化器と、前記気化器に空気を供給する空気供給部と、前記燃料供給部による燃料の供給、前記加熱部の加熱、及び、前記空気供給部による空気の供給を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記空気供給部による空気の供給と前記加熱部の加熱とを行い、前記加熱部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する。

　上記構成によれば、燃料の供給が停止した状態において、気化器に対する空気の供給と加熱部の加熱とが行われる。これにより、気化器の内部空間が空気雰囲気、すなわち酸素雰囲気下に置かれた状態にて加熱部の温度が燃焼可能温度に制御される。その結果、気化器内のデポジットを燃焼させることが可能であることから、気化器におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　上記バーナーにおいて、前記空気供給部は、エンジンの吸気通路の中で過給機を構成するコンプレッサーの下流に位置する部分に通じる空気通路と、前記空気通路を開閉する空気弁と、を備え、前記制御部は、前記空気弁を開状態に制御することにより前記気化器に空気を供給し、前記空気弁を閉状態に制御することにより前記気化器への空気の供給を停止することが好ましい。

　上記構成によれば、エンジンの吸気を圧縮する機能と、気化器に供給される空気を圧縮する機能とを１つのコンプレッサーが兼ね備えるため、気化器に供給される空気の圧力を高めるうえでの構成が簡素化される。

　上記バーナーは、前記燃焼部に空気を供給する燃焼用空気供給部を備え、前記燃焼用空気供給部は、前記燃焼部と前記吸気通路とを接続する燃焼用空気通路と、前記燃焼用空気通路を開閉する燃焼用空気弁とを備え、前記空気通路は、前記燃焼用空気弁の上流にて前記燃焼用空気通路から分岐することが好ましい。

　上記構成によれば、燃料の燃焼に用いられる空気と、デポジットの燃焼に用いられる空気とが、共通する燃焼用空気通路を流れるため、燃焼部と気化器とに空気を供給するうえでの構成が簡素化される。

　上記バーナーにおいて、前記加熱部が電気ヒーターであり、前記制御部は、前記燃料供給部による燃料の供給が終了した直後に、前記電気ヒーターの温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成することが好ましい。

　上記構成によれば、燃焼部に対する燃料の供給が終了した直後、すなわち気化器に残存した燃料を変質前に燃焼させることができる。これにより、デポジットの生成そのものを抑えることができる。

　上記バーナーにおいて、前記加熱部が電気ヒーターであり、前記制御部は、前記電気ヒーターの温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成したのちに、前記燃料供給部による燃料の供給を開始することが好ましい。

　上記構成によれば、デポジットの除去が行われてから燃焼部に対する燃料の供給が開始されることから、燃料の気化を効率的に行うことができる。
　上記バーナーにおいて、前記気化器は、前記燃焼室を区画する区画部材で構成され、前記加熱部は、前記区画部材に形成された流路を流れる燃料を前記燃焼室の燃焼熱で気化させる熱交換部であり、前記燃料供給部は、前記燃焼室に燃料を供給する第１燃料供給部と前記燃焼室に前記熱交換部を通じて燃料を供給する第２燃料供給部とを備え、前記制御部は、前記第１燃料供給部による燃料の供給、前記第２燃料供給部による燃料の供給、前記燃焼室における燃料の燃焼、及び、前記空気供給部による空気の供給を制御し、前記第２燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記第１燃料供給部が供給する燃料を前記燃焼室で燃焼させながら前記空気供給部による空気の供給を行い、前記熱交換部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成してもよい。

　上記構成によれば、第２燃料供給部が停止した状態において、第１燃料供給部が供給した燃料を燃焼室で燃焼させながら気化器に対する空気の供給が行われる。これにより気化器の内部空間が空気雰囲気、すなわち酸素雰囲気下に置かれた状態にて熱交換部の温度が燃焼可能温度に制御される。その結果、気化器内のデポジットを燃焼させることが可能であることから、気化器におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　上記バーナーにおいて、前記加熱部は、前記第１燃料供給部が供給した燃料を加熱する第１加熱部と前記第２燃料供給部が供給した燃料を加熱する第２加熱部とを備え、前記第１加熱部は、電気ヒーターであり、前記第２加熱部は、前記熱交換部であり、前記気化器は、前記電気ヒーターを有する第１気化器と前記熱交換部を有する第２気化器とを備え、前記空気供給部は、前記第１気化器に空気を供給する第１空気供給部と前記第２気化器に空気を供給する第２空気供給部とを備え、前記制御部は、前記電気ヒーターに対する電力の供給を制御し、前記第２燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記電気ヒーターによって気化された気化燃料を前記燃焼室で燃焼させながら前記第２空気供給部による空気の供給を行い、前記熱交換部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成し、続けて、前記第１燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記電気ヒーターに対する電力の供給を継続したまま前記第１空気供給部による空気の供給を行い、前記電気ヒーターの温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成することが好ましい。

　上記構成によれば、第２気化器におけるデポジットを燃焼させたのち、続けて、第１気化器の内部空間が空気雰囲気、すなわち酸素雰囲気下に置かれた状態にて電気ヒーターの温度が燃焼可能温度に制御される。これにより、第１気化器内のデポジットを燃焼させることが可能であることから、第１気化器内のデポジットの堆積が抑えられる。また、熱交換部の加熱には電気ヒーターによる気化燃料の燃焼熱が利用されることから、第１気化器におけるデポジットの燃焼を開始する際に電気ヒーターが昇温した状態にある。その結果、電気ヒーターの温度が燃焼可能温度に到達するまでに要する時間を短縮することができる。

　上記バーナーにおいて、前記燃焼部は、混合気を燃焼させた燃焼ガスが噴き出す噴出し口が形成された筒端を有する第１筒部と、開放された筒端である開放端と、閉塞された筒端である閉塞端とを有する第２筒部であって、前記第１筒部内を前記開放端から前記噴出し口に向かって延び、前記開放端に対する前記噴出し口側に前記閉塞端が位置する前記第２筒部と、前記第１筒部の内周面と前記第２筒部の外周面とを接続するバーナーヘッドとを備え、前記区画部材は、前記第２筒部と前記バーナーヘッドとを備え、前記第１筒部内の空間を前記第２筒部内の空間を含む予混合室と前記第２筒部の外側であって前記噴出し口に通じる燃焼室とに区画し、前記バーナーヘッドには、前記予混合室の混合気を前記燃焼室へ通過させる連通路が形成され、前記熱交換部は、前記第２筒部に形成され、前記第２筒部は、前記第２筒部の外表面を受熱面として有し、かつ、前記流路を有するものとすることができる。

第１実施形態におけるバーナーの概略構成を示す概略構成図であって、バーナーが搭載されるエンジンとともに示す図である。 第１実施形態において、燃焼前処理の手順の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態において、燃焼後処理の手順の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるバーナーの概略構成を示す概略構成図である。 第２実施形態において、受熱筒とカバーの斜視構造を示す斜視図である。 第２実施形態において、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。 変形例において、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。

　（第１実施形態）
　図１～図３を参照して、バーナー及び燃料気化装置を具体化した第１実施形態について説明する。

　図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０（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。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。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は、燃料を燃焼する燃焼部２１を備える。燃焼部２１は、燃料と空気との混合気を生成し、その生成した混合気を燃焼させる。これにより燃焼部２１は、ＤＰＦ１２に流入する排気を昇温させる燃焼ガスを生成する。

　燃焼部２１に燃料を供給する燃料供給部２２は、燃料タンク２３内の燃料を燃料通路２４及び供給ノズル２５を通じて燃焼部２１の内部空間に供給する。燃料供給部２２は、エンジン１０を動力源とする機械式のポンプであって、燃料通路２４を通じて燃料タンク２３内の燃料を燃焼部２１へと圧送する燃料ポンプ２６を有する。燃料ポンプ２６は、吐出圧力が所定圧力を超えると余剰な燃料を燃料ポンプ２６の上流側に還流させるリリーフ弁を内蔵している。燃料供給部２２は、燃料通路２４における燃料ポンプ２６の下流に位置し、燃料通路２４を通る燃料の圧力である燃料圧力Ｐｆを検出する燃料圧力センサー２７、及び、燃料通路２４を通る燃料の温度である燃料温度Ｔｆを検出する燃料温度センサー２８を有する。燃料供給部２２は、燃料通路２４における燃料温度センサー２８の下流に位置し、燃料通路２４を開閉する燃料弁２９を有する。燃料供給部２２は、燃料弁２９が開状態にあるときに燃焼部２１に対して燃料を供給し、燃料弁２９が閉状態にあるときに燃焼部２１に対する燃料の供給を停止する。燃料通路２４には、燃料弁２９と供給ノズル２５との間に位置し燃焼部２１に供給される燃料を気化する気化器３０が設けられている。

　気化器３０は、電気ヒーター３２（以下、単にヒーター３２という。）と、ヒーター３２を収容するケース３３と、を有する。気化器３０は、ヒーター３２とケース３３との隙間によって形成された燃料の流路を有している。ヒーター３２は、温度調整器３５を介して電源装置３１に電気的に接続されており、電源装置３１から電力を供給されることで発熱する。電源装置３１は、所定の出力電圧を有する直流電源である。温度調整器３５は、電源装置３１が入力する直流電圧を任意の直流電圧に変換したうえでヒーター３２に出力する。

　燃焼部２１に空気を供給する燃焼用空気供給部４０は、燃焼用空気通路４１を有する。燃焼用空気通路４１の下流端は、燃焼部２１に接続されている。燃焼用空気通路４１の上流端は、エンジン１０の吸気通路１３、詳細にはコンプレッサー１５の下流に位置する吸気通路１３の部位に接続されている。コンプレッサー１５は、排気通路１１に配設されるタービン１４とともに回転する。燃焼用空気供給部４０は、燃焼用空気通路４１の途中に位置し、燃焼用空気通路４１の流路断面積を変更可能な燃焼用空気弁４２を有する。燃焼用空気供給部４０は、燃焼用空気通路４１における燃焼用空気弁４２の下流の部位に位置し、空気の圧力である空気圧力Ｐａを検出する空気圧力センサー４３、及び、空気の温度である空気温度Ｔａを検出する空気温度センサー４４を有する。燃焼用空気供給部４０は、燃焼用空気弁４２が開状態にあるとき、コンプレッサー１５によって圧縮された空気の一部を燃焼部２１に供給する。

　バーナー２０は、気化器３０に空気を供給する空気供給部４５を備える。空気供給部４５は、空気通路４６を有する。空気通路４６の下流端は、気化器３０に接続されている。空気通路４６の上流端は、燃焼用空気弁４２よりも上流にて燃焼用空気通路４１に接続されている。すなわち、空気通路４６は、燃焼用空気弁４２の上流にて燃焼用空気通路４１から分岐する通路である。空気供給部４５は、空気通路４６を開閉する空気弁４７を有する。空気供給部４５は、空気弁４７が開状態にあるとき、コンプレッサー１５によって圧縮された空気の一部を気化器３０に供給する。

　バーナー２０では、燃料供給部２２による燃料の供給、燃焼用空気供給部４０による燃焼部２１への空気の供給、ヒーター３２に対する電力の供給、空気供給部４５による気化器３０への空気の供給、これらが制御部５０によって制御される。制御部５０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。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。再生処理では、燃焼部２１において燃焼ガスを生成する燃焼処理の他、燃焼処理に先行して気化器３０で行われる燃焼前処理と、燃焼処理の終了後に気化器３０で行われる燃焼後処理と、が行われる。

　制御部５０は、燃料圧力センサー２７から燃料圧力Ｐｆ、燃料温度センサー２８から燃料温度Ｔｆ、空気圧力センサー４３から空気圧力Ｐａ、空気温度センサー４４から空気温度Ｔａを取得する。また、制御部５０は、ヒーター３２の温度を検出するためのセンサー５１からの検出信号に基づき、ヒーター３２の温度を示す温度検出値Ｔｈを取得する。このセンサー５１としては、例えば、ヒーター３２の温度を直接測定する温度センサー、ヒーター３２に供給される電流値を検出する電流センサー、これらが挙げられる。

　この他、制御部５０は、各種のセンサー５２から各種情報を取得する。各種のセンサー５２から取得される情報には、ＤＰＦ１２の上流における排気の流量である上流側排気流量Ｑｅ１、ＤＰＦ１２の上流における排気の圧力である上流側排気圧力Ｐｅ１、ＤＰＦ１２の上流における排気の温度である上流側排気温度Ｔｅ１が含まれる。また、各種のセンサー５２から取得される情報には、ＤＰＦ１２の温度であるＤＰＦ温度Ｔｄ、ＤＰＦ１２の下流における排気の圧力である下流側排気圧力Ｐｅ２、コンプレッサー１５に流入する空気の量である吸入空気量Ｑａ、燃焼用空気弁４２の開度Ａが含まれる。

　制御部５０は、上流側排気圧力Ｐｅ１と下流側排気圧力Ｐｅ２との差圧ΔＰと、上流側排気流量Ｑｅ１とに基づいて、ＤＰＦ１２における微粒子の堆積量Ｍを所定の周期で算出する。制御部５０は、その算出した堆積量Ｍが予め設定された閾値αよりも高くなると、ＤＰＦ１２の再生処理を開始する。すなわち、制御部５０は、堆積量Ｍが閾値αよりも高くなると燃焼前処理を開始し、燃焼前処理が終了すると続けて燃焼処理を実行する。一方、制御部５０は、燃焼処理の実行中に算出される微粒子の堆積量Ｍが、予め設定された閾値β（＜α）よりも低くなると燃焼処理を終了して燃焼後処理を開始する。閾値βは、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である。なお、再生処理の開始時、燃料弁２９、燃焼用空気弁４２、及び、空気弁４７は閉状態にあり、また、ヒーター３２に対する電力の供給が遮断された状態にある。

　制御部５０は、燃料弁２９の開閉を制御することで、燃料供給部２２による燃焼部２１への燃料の供給を制御する。
　燃焼前処理において、制御部５０は、燃料弁２９を閉状態に維持することで、燃料供給部２２による燃焼部２１への燃料の供給が停止されている状態を維持する。

　燃焼処理において、制御部５０は、燃料弁２９の開閉を制御することにより燃料供給部２２による燃料の供給を行う。制御部５０は、例えば、上流側排気流量Ｑｅ１、上流側排気温度Ｔｅ１、ＤＰＦ温度Ｔｄ、ＤＰＦ１２の目標温度、これらに基づいて、燃焼部２１に供給する単位時間あたりの燃料の質量流量である燃料供給量を算出する。燃料供給量Ｑｆは、ＤＰＦ１２に流入する排気を昇温させることでＤＰＦ１２を目標温度まで昇温させるために必要な燃料量であって、気化器３０を通って燃焼部２１に供給される燃料の量である。そして、制御部５０は、燃料圧力Ｐｆと燃料温度Ｔｆとに基づいて、燃料供給量Ｑｆの分だけの燃料が気化器３０に供給されるように燃料弁２９の開閉を制御する。制御部５０は、燃焼処理の実行中に算出される微粒子の堆積量Ｍが閾値βよりも低くなると、燃料弁２９を閉状態に制御して燃料供給部２２による燃料の供給を停止する。

　燃焼後処理において、制御部５０は、燃料弁２９を閉状態に維持することで、燃料供給部２２による燃焼部２１への燃料の供給が停止されている状態を維持する。
　制御部５０は、温度調整器３５の出力を制御することでヒーター３２への電力の供給を制御する。

　燃焼前処理において、制御部５０は、燃料と空気との混合気（言い換えるとデポジット及び空気）が燃焼可能な温度である燃焼可能温度Ｔｈ１、例えば４００℃程度に温度検出値Ｔｈが維持されるように温度調整器３５の出力を制御する。

　燃焼処理において、制御部５０は、燃料供給量Ｑｆに基づいて、燃料供給量Ｑｆの分の燃料が気化するのに十分な電力がヒーター３２に供給されるように温度調整器３５の出力を制御する。また制御部５０は、堆積量Ｍが閾値βよりも低くなってもヒーター３２に対する電力の供給を継続する。

　燃焼後処理において、制御部５０は、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に維持されるように温度調整器３５の出力を制御する。また制御部５０は、温度検出値Ｔｈが燃料の燃焼を示す閾値Ｔｈ２未満の状態が所定期間だけ継続すると、温度調整器３５の出力を制御してヒーター３２に対する電力の供給を遮断する。

　制御部５０は、燃焼用空気弁４２の開度を制御することで燃焼用空気供給部４０による燃焼部２１への空気の供給を制御する。
　燃焼前処理において、制御部５０は、燃焼用空気弁４２を閉状態に維持して、燃焼用空気供給部４０による空気の供給が停止されている状態を維持する。

　燃焼処理において、制御部５０は、燃焼用空気供給部４０による燃焼部２１への空気の供給を行う。制御部５０は、例えば、燃料供給量Ｑｆに応じた空気量、すなわち、燃料供給量Ｑｆ分の燃料を燃焼させるのに必要な単位時間あたりの空気量である空気供給量Ｑｓを算出する。制御部５０は、例えば、燃焼用空気弁４２の開度Ａ、空気圧力Ｐａ、空気温度Ｔａに基づいて、空気供給量Ｑｓの分だけの空気が燃焼部２１に供給されるように燃焼用空気弁４２の開度を制御する。制御部５０は、燃焼処理の実行中に算出される微粒子の堆積量Ｍが閾値βよりも低くなると、燃焼用空気弁４２を閉状態に制御して燃焼用空気供給部４０による燃焼部２１への空気の供給を停止する。

　燃焼後処理において、制御部５０は、燃焼用空気弁４２を閉状態に維持して、燃焼用空気供給部４０による空気の供給が停止されている状態を維持する。
　制御部５０は、空気弁４７の開閉を制御することにより、空気供給部４５による気化器３０への空気の供給を制御する。燃焼前処理及び燃焼後処理において、制御部５０は、空気弁４７を予め定めた期間だけ開状態に維持しその後閉状態となるように制御する空気供給動作を行う。燃焼処理において、制御部５０は、空気弁４７を閉状態に制御し、空気供給部４５による気化器３０への空気の供給を停止する。なお、燃料気化装置は、燃料供給部２２、気化器３０、温度調整器３５、空気供給部４５、制御部５０によって構成される。

　図２を参照して燃焼処理に先行して行われる燃焼前処理の手順の一例について説明する。
　図２に示されるように、制御部５０は、最初のステップＳ１１において、空気供給動作を行う。次に、制御部５０は、ヒーター３２への電力の供給を開始する（ステップＳ１２）。以後、制御部５０は、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に維持されるように温度調整器３５の出力を制御する。

　次のステップＳ１３において制御部５０は、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達したか否かを判断する（ステップＳ１３）。温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達していない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御部５０は、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達するまでステップＳ１３の処理を繰り返し実行する。

　一方、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達すると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御部５０は、ステップＳ１４の処理を実行する。ステップＳ１４において制御部５０は、ステップＳ１４に移行してからの所定期間中に、閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈを検出するか否かを判断する。すなわち、制御部５０は、気化器３０において燃焼が生じたか否かを判断する。

　所定期間中に閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈが検出された場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御部５０は、空気供給動作を行ったのち（ステップＳ１５）、再びステップＳ１４の処理に移行する。

　一方、所定期間中に閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈが検出されなかった場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御部５０は、ヒーター３２に対する電力の供給を維持したまま燃焼前処理を終了する。

　制御部５０は、燃焼前処理を終了すると燃焼処理を実行し、燃焼処理が終了すると燃焼後処理を連続して行う。
　図３を参照して燃焼後処理の手順の一例について説明する。なお、燃焼後処理の開始時、ヒーター３２は、燃焼処理から継続して電源装置３１から電力が供給されている。

　図３に示されるように、制御部５０は、最初のステップＳ２１において、空気供給動作を行う。次のステップＳ２２にて制御部５０は、ステップＳ２２に移行してからの所定期間中に、閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈを検出するか否かを判断する。すなわち、制御部５０は、気化器３０の内部空間において燃料が燃焼したか否かを判断する。

　所定期間中に閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈが検出された場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部５０は、空気供給動作を行ったのち（ステップＳ２３）、再びステップＳ２２の処理に移行する。

　一方、所定期間中に閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈが検出されなかった場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部５０は、温度調整器３５の出力を制御してヒーター３２に対する電力の供給を遮断し（ステップＳ２４）、燃焼後処理を終了する。これにより、再生処理が終了する。

　次に、上述した構成のバーナー２０の作用について説明する。
　上述したバーナー２０では、燃焼前処理及び燃焼後処理において、燃焼部２１に対する燃料の供給が停止した状態で、気化器３０に対する空気の供給とヒーター３２に対する電力の供給とが行われる。これにより、気化器３０の内部空間が酸素雰囲気下に置かれた状態でヒーター３２の温度が燃焼可能温度Ｔｈ１に制御される。これにより、気化器３０の内部空間にあるデポジットを燃焼させることが可能であることから、気化器３０におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　また、気化器３０に空気が供給されることによって、気化器３０の内部空間、及び、気化器３０よりも下流における燃料通路２４、これらに残存している燃料を供給ノズル２５から燃焼部２１に排出することが可能である。これにより、気化器３０におけるデポジットの堆積が抑えられるとともに、気化器３０と供給ノズル２５との間における燃料通路２４でのデポジットの堆積が抑えられる。

　上記第１実施形態によれば、以下に列挙する効果（利点）を得ることができる。
　（１）気化器３０におけるデポジットの堆積が抑えられる。
　（２）気化器３０と供給ノズル２５とを繋ぐ燃料通路２４におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　（３）燃焼部２１は排気通路１１に連通するため、気化器３０に供給される空気の圧力は高い方が好ましい。この点、空気供給部４５の空気通路４６は、コンプレッサー１５の下流における吸気通路１３に通じている。すなわち、気化器３０には、コンプレッサー１５によって加圧された空気が供給される。その結果、気化器３０に供給される空気の圧力を高めるうえでの構成が簡素化される。

　（４）空気通路４６は、燃焼用空気通路４１から分岐した通路である。そのため、気化器３０及び燃焼部２１の双方に対して吸気通路１３を流れる空気を供給するうえでの構成が簡素化される。

　（５）燃焼処理に続けて燃焼後処理が行われることで、気化器３０に残存した燃料を変質前に燃焼させることができる。その結果、デポジットの生成そのものを抑えることができる。

　（６）燃焼処理に先行して燃焼前処理が行われることで、前回の再生処理において燃焼されなかったデポジットや前回の再生処理から今回の再生処理までの間に気化器３０に混入した異物を除去してから、燃料供給部２２による燃料の供給を開始することが可能である。その結果、ヒーター３２による燃料の気化を効率的に行うことができる。

　（７）燃焼前処理では、空気供給動作が行われてからヒーター３２に対する電力の供給が開始される。すなわち、気化器３０の内部空間に残存している燃料のうちで燃焼部２１に排出可能な燃料を燃焼部２１に排出してからヒーター３２の昇温が開始される。これにより、気化器３０に残存している燃料に奪われる熱が減少することから、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達するまでに要する時間を短くすることができる。

　（８）また、ヒーター３２に対する電力の供給が開始される前に空気供給動作を行った後は、気化器３０には、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達するまでに新たな空気が供給されることがない。その結果、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達するまでに要する時間をさらに短くすることができる。

　（９）閾値Ｔｈ２よりも高い温度検出値Ｔｈが検出された場合には、新たに空気供給動作が行われる。これにより、気化器３０に新たな酸素が供給されることから、気化器３０に残存している燃料が燃焼しやすくなる。

　なお、上記第１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。
　・制御部５０は、燃料の供給を停止した状態で気化器３０に対して空気を供給するとともにヒーター３２の温度を燃焼可能温度Ｔｈ１に制御するうえでは、上記再生処理において、燃焼前処理だけを行ってもよいし、燃焼後処理だけを行ってもよい。

　・また、制御部５０は、燃焼前処理と同様の処理を再生処理と再生処理との間に行ってもよい。こうした構成であっても、気化器３０の内部空間にあるデポジットを燃焼させることができる。

　・空気通路４６は、燃焼用空気通路４１から分岐する通路に限らず、例えば気化器３０と吸気通路１３とを接続する通路であってもよい。
　・空気通路４６は、気化器３０に対して空気を供給するうえでは、燃料弁２９と気化器３０との間における燃料通路２４に接続されていてもよい。

　・気化器３０に対して供給される空気は、吸気通路１３を流れる空気に限らず、ブレーキ用のエアタンクに貯留されている空気やバーナー用に設置されるブロワーが供給する空気であってもよい。

　・酸素雰囲気下にあるヒーター３２の温度が燃焼可能温度以上である状態が形成されればよい。そのため、空気供給部４５は、例えば、燃料の供給を停止した状態で気化器３０に対して空気を供給し続けてもよい。

　・バーナー２０は、ＤＰＦ１２の再生処理に限らず、例えば排気を浄化する触媒を昇温させるために排気を昇温する触媒昇温処理を実行してもよい。そして、この触媒昇温処理において、上記燃焼前処理及び燃焼後処理の少なくとも一方が実行されてもよい。

　（第２実施形態）
　図４～図６を参照して、バーナー及び燃料気化装置を具体化した第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分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。また、第２実施形態では、第１実施形態にて説明した燃料供給部２２を第１燃料供給部２２、燃料弁２９を第１燃料弁２９、気化器３０を第１気化器３０、空気供給部４５を第１空気供給部４５、空気通路４６を第１空気通路４６、空気弁４７を第１空気弁４７という。また、ヒーター３２は、第１加熱部として機能する。

　図４に示すように、第２実施形態のバーナー５５は、ヒーター３２で燃料を気化する第１燃料供給部２２に加えて、燃焼部６０における燃料の燃焼熱を利用して燃料を気化する第２燃料供給部１２２を備えている。

　まず、第２実施形態のバーナー５５の燃焼部６０について説明する。
　燃焼部６０の基板６１には、第１筒部の一例である円筒状を有した内筒７０が固定されている。内筒７０の基端である筒端は、基板６１によって閉塞されている。内筒７０の先端部には、環状の噴出し板７１が固定され、噴出し板７１の内側縁によって噴出し口７２が区画されている。

　内筒７０の内側には、円筒状の筒部８０が位置し、内筒７０の内側面と筒部８０の外側面とが、筒部８０と一連である環状の連結壁部８１によって連結されている。連結壁部８１の外周縁は、内筒７０の基板６１寄りの位置に固定されている。これにより、連結壁部８１は、内筒７０の内側面と筒部８０の外側面との隙間を閉塞している。連結壁部８１は、筒部８０に近い部位ほど噴出し口７２寄りに位置する形状を有している。筒部８０は、連結壁部８１と連結する部分から噴出し口７２へ向けて延び、噴出し口７２に近い筒端は、開口している。筒部８０の内径は、筒部８０の内側面に付着した燃料が噴出し口７２に向かって排出されやすいように、噴出し口７２に向けて徐々に拡径している。

　内筒７０は、内筒７０と連結壁部８１とが連結する部分から基板６１に向かって延出する延出部７３を有する。延出部７３には、第１空気導入口７４が周方向に沿って所定間隔を隔てて形成されている。第１空気導入口７４は、延出部７３によって囲まれる空間である混合室１０１内に燃焼用空気を導入する。延出部７３には、第１空気導入口７４の開口縁から延出部７３の周壁の一部を内側へ切り起こした切り起こし片７５が形成されている。この切り起こし片７５は、内筒７０の中心軸線の周りを旋回する旋回流を混合室１０１に生成する。混合室１０１に導入された空気は、噴出し口７２寄りに位置した筒部８０内の空間によって構成された混合室１０２に流入する。内筒７０には、内筒７０の内側に燃焼用空気を導入するための複数の第２空気導入口７６が形成されている。複数の第２空気導入口７６の各々は、着火部９９よりも噴出し口７２寄りに位置している。

　内筒７０の内側には、第２筒部を構成する受熱筒９０が位置している。受熱筒９０は、開放された筒端である開放端を備え、受熱筒９０には、開放端を通じて筒部８０が内挿されている。受熱筒９０は閉塞部９１を備える。受熱筒９０が有する２つの筒端のなかで筒部８０よりも噴出し口７２寄りに位置する筒端は、閉塞部９１によって閉塞された閉塞端である。すなわち、閉塞部９１は、第２筒部の閉塞端を構成している。受熱筒９０の内部には混合室１０２，１０３，１０４が形成される。混合室１０２，１０３，１０４は、延出部７３によって囲まれ連結壁部８１より基板６１寄りに位置する混合室１０１と連続している。受熱筒９０開放端は、内筒７０の内周面と受熱筒９０の外周面とを接続する環状のバーナーヘッド９５に固定されている。

　図５に示すように、受熱筒９０の外周面は、第２筒部を構成するカバー９２によって被覆されている。この第２筒部は、受熱筒９０とカバー９２とで構成されている。受熱筒９０とカバー９２とは、バーナーとして機能し得るように耐熱性に優れ、さらに熱伝導性に優れたＳＵＳ３１０といった金属材料で形成されている。受熱筒９０の外周面とカバー９２とは、第１燃焼室１０８の燃焼熱を液体燃料の気化熱に変換する熱交換部９３を構成する。受熱筒９０及びカバー９２で構成される第２筒部は第２気化器として機能し、熱交換部９３は第２加熱部として機能する。

　受熱筒９０の外周面９０ａには、互いに平行に形成された複数の溝部９３ａが周回方向に沿って形成されている。互いに平行な複数の溝部９３ａは、連結溝部９３ｂによって連結されている。複数の溝部９３ａ、及び、連結溝部９３ｂが、第２筒部の閉塞端から開放端に亘って連続する溝部を構成している。

　受熱筒９０の外表面のなかで閉塞部９１と対向する先端面には、受熱筒９０の中心から径方向に沿って延在し溝部９３ａに接続される流入溝部９３ｃが設けられている。流入溝部９３ｃの一端部は液体燃料供給通路１２３と接続される。液体燃料供給通路１２３は、受熱筒９０の内部空間である混合室１０２，１０３を受熱筒９０の中心軸線方向に延在する。流入溝部９３ｃの他端部は、複数の溝部９３ａのなかで最も先端に位置する溝部９３ａに接続される。

　さらに、受熱筒９０の外周面９０ａにおいて、複数の溝部９３ａのなかで最も基端に位置する溝部９３ａには、受熱筒９０の外周壁を厚さ方向に貫通した流出口９３ｄが設けられている。すなわち、受熱筒９０の開放端は、第２筒部における流出端の一例であり、流出口９３ｄは、熱交換部９３の内部と受熱筒９０の内部における混合室１０４とを連通する。流出口９３ｄは、外周面９０ａの周回方向に、例えば等間隔に設けられ、混合室１０２の周回方向に均等に気化燃料を流出するように構成されている。勿論、流出口９３ｄの間隔や数はこれに限定されるものではない。

　以上のような受熱筒９０には、有底筒状のカバー９２が嵌合される。このカバー９２は、円筒状の周壁で受熱筒９０の外周面９０ａを覆い、かつ、カバー９２の先端壁である底壁９２ａは、第２筒部の閉塞端を構成し、受熱筒９０の閉塞部９１を覆う。カバー９２は、受熱筒９０に嵌合されると、円筒状の周壁９２ｂの内面が溝部９３ａを構成する溝壁９３ｅの外側端部と当接し、受熱筒９０とカバー９２との間に液体燃料の流路を構成する。また、カバー９２の底壁９２ａは、流入溝部９３ｃを閉塞し、溝部９３ａへの流入路を構成する。すなわち、受熱筒９０の閉塞端、及び、カバー９２の先端壁は、第２筒部における流入端の一例であり、流入溝部９３ｃと流出口９３ｄとの間には、溝部９３ａと連結溝部９３ｂとによって閉塞された流路が構成される。

　以上のように構成された熱交換部９３において第１燃焼室１０８で火炎が生成されると、カバー９２の外表面が受熱面として機能し、第１燃焼室１０８における燃焼熱でカバー９２及び受熱筒９０が加熱される。一方で、液体燃料供給通路１２３からは、流入溝部９３ｃを経て溝部９３ａに液体燃料が供給される。この液体燃料は、図５中矢印に示すように、流入溝部９３ｃから順に溝部９３ａ及び連結溝部９３ｂを伝って流出口９３ｄへと流れる。この過程で、熱交換部９３は、第１燃焼室１０８の燃焼熱を液体燃料の気化熱に変換し、液体燃料を気化燃料に変える。これにより、流出口９３ｄからは、気化燃料が受熱筒９０内部の混合室１０４に流出される。溝部９３ａを流れる液体燃料は、溝部９３ａの構成面やカバー９２の内面に直に接触するので、熱交換効率を高めることができる。

　図４に示すように、バーナーヘッド９５の内周縁は、受熱筒９０の外周面９０ａの全周にわたって受熱筒９０と連結し、バーナーヘッド９５の外周縁は、内筒７０の内側面の全周に亘って内筒７０と連結されている。バーナーヘッド９５、受熱筒９０、及び、カバー９２は、内筒７０の内部空間を２つの空間に区画する区画部材である。２つの空間のなかの一方は、バーナーヘッド９５と受熱筒９０とを境にした噴出し口７２寄りの空間である燃焼室１０７であり、２つの空間のなかの他方は、バーナーヘッド９５と受熱筒９０とを境にした基板６１寄りの空間である予混合室１００である。バーナーヘッド９５には、これら燃焼室１０７と予混合室１００とを連通する複数の連通路９６が形成されている。バーナーヘッド９５の混合室１０５寄りの面には、複数の連通路９６を覆う金網９７が取り付けられている。

　バーナーヘッド９５に対して噴出し口７２寄りの箇所には、点火プラグ９８の着火部９９が位置している。点火プラグ９８は、受熱筒９０が内挿される円筒状の外筒１１０に固定されている。着火部９９は、外筒１１０及び内筒７０に形成された貫通孔を通じて内筒７０内に位置している。

　バーナー５５には、筒部８０よりも噴出し口７２寄りに位置する混合室１０３が形成されている。混合室１０３は、受熱筒９０及び閉塞部９１に囲まれる空間であって混合室１０２と連通する。さらに、筒部８０と受熱筒９０との隙間には、混合室１０３と連通する混合室１０４が形成される。この混合室１０４には、熱交換部９３で気化した気化燃料が流出口９３ｄを通じて流入する。さらに、連結壁部８１とバーナーヘッド９５との間には、混合室１０４に連なる混合室１０５が形成される。これら混合室１０１，１０２，１０３，１０４，１０５によって、予混合室１００が形成される。

　バーナー５５には、内筒７０と受熱筒９０との隙間である第１燃焼室１０８と、内筒７０によって囲まれる空間の中で閉塞部９１よりも噴出し口７２寄りに位置する第２燃焼室１０９とが形成される。これら第１燃焼室１０８と第２燃焼室１０９とによって燃焼室１０７が形成される。

　バーナー５５は、混合室１０１に対して燃料を供給する第１燃料供給部２２と、混合室１０４に対して燃料を供給する第２燃料供給部１２２とを備える。基板６１の中央部分には、第１燃料供給部２２の供給ノズル２５と、第２燃料供給部１２２の液体燃料供給通路１２３とが固定されている。

　第１燃料供給部２２の供給ノズル２５の先端は、混合室１０１に位置している。第１燃料供給部２２が供給した液体燃料は第１気化器３０にて気化される。供給ノズル２５から混合室１０１に供給された気化燃料は、第１空気導入口７４を通じて混合室１０１に流入した燃焼用空気と混ざることで混合気を生成する。混合気は、混合室１０２を噴出し口７２に向かって流れたのち、混合室１０３にて転回されて混合室１０４を混合室１０２とは反対方向に向かって流れる。その後、混合気は、混合室１０５にて再び転回した後、バーナーヘッド９５の連通路９６を通じて燃焼室１０７に流入する。

　第２燃料供給部１２２は、燃料通路２４における燃料温度センサー２８と燃料弁２９との間から分岐する分岐通路１２４を有する。分岐通路１２４は、燃料通路２４と液体燃料供給通路１２３とを接続する。液体燃料供給通路１２３は、混合室１０１，１０２，１０３を通り閉塞部９１の中心部まで延び、流入溝部９３ｃと接続されている。分岐通路１２４には、分岐通路１２４を開閉する第２燃料弁１２５が配設されている。第２燃料弁１２５は、デューティ制御により分岐通路１２４を開閉するノーマリークローズ型の電磁弁である。第２燃料供給部１２２は、第２燃料弁１２５を通過した液体燃料を液体燃料供給通路１２３を通じて熱交換部９３に供給する。液体燃料は、液体燃料供給通路１２３が受熱筒９０の中心軸線方向に延在していることから、流入溝部９３ｃに至る前段でも加熱される。そして、液体燃料は、熱交換部９３の先端に位置する流入溝部９３ｃから溝部９３ａを経て連結溝部９３ｂを伝わり、熱交換部９３の基端に位置する流出口９３ｄへと流れる。この際、第１燃焼室１０８における燃料の燃焼によって熱交換部９３が加熱されていると、液体燃料は、流入溝部９３ｃから流出口９３ｄまでの間において、燃料の燃焼熱によって気化する。熱交換部９３で生成された気化燃料は、流出口９３ｄから混合室１０４へ流入する。混合室１０４，１０５では、この気化燃料と燃焼用空気とが混合した混合気が生成される。その後、混合気は、混合室１０５にて転回した後、バーナーヘッド９５の連通路９６を通じて燃焼室１０７に流入する。

　燃焼室１０７に流入した混合気が着火部９９によって着火されることで、燃焼室１０７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。受熱筒９０及びカバー９２は、噴出し口７２に向かって流れる燃焼反応ガスによって加熱され、熱交換部９３内を流れる燃料と混合室１０３，１０４内の混合気とを加熱する。

　また、バーナー５５の基板６１には、内筒７０が内挿される外筒１１０が固定される。外筒１１０の２つの筒端のうち、基端側の筒端は、基板６１によって閉塞されている。外筒１１０の先端側の筒端には環状の閉塞板１３１が設けられ、閉塞板１３１は外筒１１０と受熱筒９０との隙間を閉塞する。

　外筒１１０の噴出し口７２寄りの端部には燃焼用空気通路４１の下流端が接続されている。燃焼用空気弁４２が開状態にあるとき、内筒７０と外筒１１０との隙間の空気流通室１３２には、燃焼用空気通路４１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、複数の第２空気導入口７６を通じて燃焼室１０７に供給され、複数の第１空気導入口７４を通じて混合室１０１に導入される。

　また、バーナー５５は、液体燃料供給通路１２３に空気を供給する第２空気供給部１２６を備える。第２空気供給部１２６は、第１空気通路４６から分岐する第２空気通路１２７と、第２空気通路１２７を開閉する第２空気弁１２８とを有する。第２空気弁１２８は、デューティ制御により第２空気通路１２７を開閉するノーマリークローズ型の電磁弁である。第２空気供給部１２６は、第２空気弁１２８が開状態にあるとき、コンプレッサーによって圧縮された空気の一部を液体燃料供給通路１２３に供給する。

　上述した第１燃料供給部２２による燃料の供給、ヒーター３２に対する電力の供給、燃焼用空気供給部４０による燃焼部６０への空気の供給、第１空気供給部４５による第１気化器３０への空気の供給、及び、点火プラグ９８の駆動は、制御部５０によって制御される。また、第２燃料供給部１２２による燃料の供給、及び、第２空気供給部１２６による液体燃料供給通路１２３への空気の供給は、制御部５０によって制御される。

　なお、第２実施形態において、制御部５０は、燃料を気化可能な温度であって燃焼可能温度Ｔｈ１以上の温度である気化温度Ｔｈ３に温度検出値Ｔｈが維持されるようにヒーター３２に対する電力の供給を行う。そのため、第１気化器３０については、単位時間あたりに気化可能な燃料の最大量である最大気化量Ｑｆ１が設定されている。

　図６を参照して、バーナー５５の作動態様について、ＤＰＦの再生処理を例にとって説明する。図６に示すように、再生処理では、ＤＰＦ１２に付着した微粒子を焼却する燃焼処理の他、燃焼処理の終了後に行われる燃焼後処理とが行われる。

　制御部５０は、上流側排気圧力Ｐｅ１と下流側排気圧力Ｐｅ２との差圧ΔＰと、上流側排気流量Ｑｅ１とに基づく堆積量Ｍが閾値αよりも高くなると、ＤＰＦ１２の再生処理を開始する。すなわち、制御部５０は、燃焼処理を開始する。一方、制御部５０は、燃焼処理の実行中に算出される微粒子の堆積量Ｍが、閾値β（＜α）よりも低くなると燃焼処理を終了して燃焼後処理を開始する。閾値βは、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である。なお、再生処理の開始時、第１燃料弁２９、燃焼用空気弁４２、第１空気弁４７、第２燃料弁１２５、第２空気弁１２８は閉状態にあり、また、ヒーター３２に対する電力の供給が遮断された状態にある。

　燃焼処理において、制御部５０は、再生処理の開始時刻ｔ１にてヒーター３２への電力の供給を開始する。制御部５０は、温度検出値Ｔｈが気化温度Ｔｈ３に到達した時刻ｔ２において、第１燃料弁２９の開閉を制御することにより第１燃料供給部２２による燃料の供給を開始する。これにより、混合室１０１には供給ノズル２５から気化燃料が供給される。また制御部５０は、時刻ｔ２において、燃焼用空気弁４２の開度を制御することにより燃焼部６０に対する燃焼用空気の供給を開始する。そして制御部５０は、点火プラグ９８を制御することで混合気に着火し、バーナー５５を燃焼状態に制御する。なお、図６において、バーナー５５は、燃焼用空気弁４２が開状態のときに燃焼状態にあり、燃焼用空気弁４２が閉状態のときに非燃焼状態にある。

　制御部５０は、燃料圧力Ｐｆと燃料温度Ｔｆとに基づいて第１燃料供給部２２による燃料の供給量を徐々に増量し、時刻ｔ３において第１気化器３０に対して最大気化量Ｑｆ１の分の燃料を供給する。また制御部５０は、燃焼用空気弁４２の開度Ａ、空気圧力Ｐａ、空気温度Ｔａに基づいて燃焼用空気弁４２を制御することで、第１燃料供給部２２が供給する燃料量に応じた空気供給量Ｑｓを燃焼部６０に供給する。時刻ｔ４において、熱交換部９３での燃料の気化が可能となる燃料量を第１燃料供給部２２から供給し終える。制御部５０は、時刻ｔ４において、第２燃料供給部１２２による燃料の供給を開始する。なお、この時刻ｔ４は、受熱筒９０に取り付けた温度センサーの検出値に基づいて判断されてもよい。

　時刻ｔ４から次の時刻ｔ５までの期間、制御部５０は、ヒーター３２に対する電力の供給を継続しながら第１及び第２燃料弁２９，１２５の開閉を制御して最大気化量Ｑｆ１の分の燃料を燃焼部６０に供給する。このとき、制御部５０は、時間の経過とともに、第１燃料供給部２２による燃料供給量を少なくしつつ、かつ、第２燃料供給部１２２による燃料供給量を多くしながら最大気化量Ｑｆ１の分の燃料を燃焼部６０に供給する。第２燃料供給部１２２が供給した燃料は、熱交換部９３にて気化されたのち混合室１０４に気化燃料として流入する。そして制御部５０は、時刻ｔ５において、第１燃料弁２９を閉状態に制御するとともにヒーター３２への電力の供給を遮断する。このとき、バーナー５５は、第２燃料供給部１２２による燃料の供給により燃焼状態が維持される。

　続けて制御部５０は、燃料供給量Ｑｆを演算するとともに空気供給量Ｑｓを演算する。制御部５０は、燃料供給量Ｑｆの分の燃料が燃焼部６０に供給されるように第２燃料弁１２５の開閉を制御するとともに、空気供給量Ｑｓの分の空気が燃焼部６０に供給されるように燃焼用空気弁４２の開閉を制御する。このとき、第２燃料供給部１２２が供給した燃料は、熱交換部９３にて気化されたのち混合室１０４に気化燃料として流入し、やがて燃焼室１０７にて燃焼する。

　このように燃料を気化させる熱交換部９３では、燃料の気化にともなう未揮発成分が変質することによりデポジットが生成される。そのため、第１気化器３０だけでなく、熱交換部９３においてもデポジットの堆積が抑えられることが好ましい。制御部５０は、時刻ｔ６において燃焼処理の実行中に算出される微粒子の堆積量Ｍが閾値βよりも低くなると燃焼処理を終了し、続けて燃焼後処理を実行する。燃焼後処理は、第１気化器３０及び熱交換部９３におけるデポジットの堆積を抑える処理である。

　燃焼後処理において、制御部５０は、最大気化量Ｑｆ１の分の燃料を第２燃料供給部１２２から燃焼部６０に供給するとともに、ヒーター３２に対する電力の供給を開始する。次の時刻ｔ７において温度検出値Ｔｈが気化温度Ｔｈ３に到達すると、制御部５０は、時刻ｔ７から次の時刻ｔ８までの期間、ヒーター３２に対する電力の供給を継続しながら第１及び第２燃料弁２９，１２５の開閉を制御して最大気化量Ｑｆ１の分の燃料を燃焼部６０に供給する。このとき、制御部５０は、時間の経過とともに、第２燃料供給部１２２による燃料供給量を少なくしつつ、かつ、第１燃料供給部２２による燃料供給量を多くしながら最大気化量Ｑｆ１の分の燃料を燃焼部６０に供給する。時刻ｔ８において制御部５０は、第２燃料弁１２５を閉状態に制御する。そして制御部５０は、時刻ｔ８から所定時間経過後の時刻ｔ９までの期間、第１燃料供給部２２及び第１気化器３０による気化燃料を用いてバーナー５５を燃焼状態に維持しつつ、第２空気弁１２８を開状態に制御して液体燃料供給通路１２３に空気を供給する。

　液体燃料供給通路１２３に対する空気の供給により、液体燃料供給通路１２３及び熱交換部９３内のうちで混合室１０４に排出可能な燃料が混合室１０４に排出される。これにより、熱交換部９３内に付着しているデポジット及び熱交換部９３内に残存している残存燃料は空気雰囲気下に置かれる。また、熱交換部９３は、燃料が排出された状態で燃焼熱を受熱するため、燃焼可能温度Ｔｈ１よりも高い温度まで昇温する。すなわち、熱交換部９３内のデポジット及び残存燃料は、空気雰囲気下において、燃焼可能温度Ｔｈ１よりも高い温度の雰囲気下に置かれる。これにより、熱交換部９３内にあるデポジット及び残存燃料を燃焼させることが可能であることから、熱交換部９３におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　時刻ｔ９において、制御部５０は、第１燃料弁２９及び燃焼用空気弁４２を閉状態に制御することでバーナー５５を非燃焼状態に制御する。そして制御部５０は、ヒーター３２に対する電力の供給を継続しながら、予め定めた期間だけ経過した時刻ｔ１０までの期間、第１空気弁４７を開状態に制御する。これにより、第１気化器３０の内部空間にあるデポジットが酸素雰囲気下において燃焼除去されることから、第１気化器３０におけるデポジットの堆積が抑えられる。なお、燃料気化装置は、第２燃料供給部１２２、受熱筒９０及びカバー９２、熱交換部９３、第１燃料供給部２２、第２空気供給部１２６、及び、制御部５０によって構成される。

　上記第２実施形態によれば、以下に列挙する効果（利点）を得ることができる。
　（１）第２燃料供給部１２２による燃料の供給を停止し、かつ、バーナー５５を燃焼状態に制御した状態で熱交換部９３に空気が供給される。これにより、熱交換部９３におけるデポジット及び残存燃料が燃焼する。その結果、熱交換部９３におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　（２）熱交換部９３におけるデポジット及び残存燃料を燃焼させたのち、続けて、第１燃料弁を閉状態に制御し、第１気化器３０に空気を供給した状態でヒーター３２の温度が燃焼可能温度以上に制御される。これにより、第１気化器３０におけるデポジット及び残存燃料が燃焼することから、第１気化器３０におけるデポジットの堆積が抑えられる。また、熱交換部９３の加熱にはヒーター３２による気化燃料が利用されることから、第１気化器３０におけるデポジットの燃焼を開始する際、ヒーター３２は、既に昇温した状態にある。その結果、ヒーター３２の温度が燃焼可能温度に到達するまでに要する時間を短縮することもできる。

　（３）燃焼後処理において、熱交換部９３におけるデポジット及び残存燃料の燃焼を第１気化器３０よりも先に行うことで、燃焼処理にともなって昇温した熱交換部９３を有効的に利用することができる。その結果、熱交換部９３におけるデポジット及び残存燃料の燃焼に要する時間を短縮することができる。

　（４）第２空気通路１２７は、コンプレッサー１５の下流における吸気通路１３に通じている第１空気通路４６から分岐している。これにより、熱交換部９３には、コンプレッサー１５によって加圧された空気が供給される。その結果、熱交換部９３に供給される空気の圧力を高めるうえでの構成が簡素化される。

　（５）また、第１空気通路４６が燃焼用空気通路４１から分岐した通路である。そのため、第１気化器３０、燃焼部６０、及び、熱交換部９３に対して吸気通路１３を流れる空気を供給するうえでの構成が簡素化される。

　（６）燃焼処理に続けて燃焼後処理が行われることで、熱交換部９３及び第１気化器３０に残存した燃料を変質前に燃焼させることができる。その結果、デポジットの生成そのものを抑えることができる。

　（７）バーナー５５が燃焼状態に維持された状態で熱交換部９３に空気が供給される。その結果、空気の供給にともなう熱交換部９３の温度低下が抑えられることで、熱交換部９３におけるデポジット及び残存燃料をより確実に燃焼させることができる。

　（８）ここで、ヒーター３２のみで燃料を気化させるとなれば、燃料供給量Ｑｆによっては多大な電力が必要とされる。この点、バーナー５５においては、熱交換部９３が加熱されると、第２燃料供給部１２２による燃料の供給を開始し、第１燃料供給部２２による燃料の供給とヒーター３２に対する電力の供給とを停止する。その結果、燃焼反応ガスの熱を有効的に利用しつつ、ヒーター３２における消費電力を抑えることができる。

　なお、上記第２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。
　・第２空気通路１２７は、第１空気通路４６から分岐した通路に限らず、燃焼用空気通路４１に対して直接接続された通路であってもよい。

　・バーナー５５は、第１燃料供給部２２が供給した燃料を気化する第１気化器３０を備えていなくともよい。すなわち、バーナー５５は、例えば第１燃料供給部２２が供給する液体燃料を混合室１０１に噴霧する構成であってもよい。こうした構成によれば、バーナー５５の全体構成の簡素化が図られる。

　・加熱部である熱交換部９３は、燃焼室１０７の燃焼熱で燃料を気化させるものであればよく、例えば、流路が内筒７０の外周面に接触する構成であってもよいし、流路が燃焼室１０７内を通る構成であってもよい。

　・図７に示すように、燃焼処理中においてもヒーター３２に対する電力の供給、及び、第１燃料供給部２２による燃料の供給が行われてもよい。
　この場合、制御部５０は、再生処理の開始時刻ｔ１１にてヒーター３２への電力の供給を開始する。制御部５０は、温度検出値Ｔｈが気化温度Ｔｈ３に到達した時刻ｔ１２において、第１燃料供給部２２による燃料の供給を開始する。これにより、混合室１０１には供給ノズル２５から気化燃料が供給される。また制御部５０は、時刻ｔ１２において、燃焼用空気弁４２の開度を制御することにより燃焼部６０に対する燃焼用空気の供給を開始する。そして制御部５０は、点火プラグ９８を制御することで混合気に着火し、バーナー５５を燃焼状態に制御する。制御部５０は、熱交換部９３での燃料の気化が可能となる所定量の燃料を第１燃料供給部２２から供給し終えた時刻ｔ１３から第２燃料供給部１２２による燃料の供給を開始する。

　第２燃料供給部１２２による燃料の供給を開始すると、制御部５０は、燃料供給量Ｑｆを演算するとともに空気供給量Ｑｓを演算する。制御部５０は、ヒーター３２に対する電力の供給を維持しつつ、燃料供給量Ｑｆのうちで最大気化量Ｑｆ１を第１燃料供給部２２から燃焼部６０に供給し、残りの分を第２燃料供給部１２２から燃焼部６０に供給する。また制御部５０は、空気供給量Ｑｓの分の空気が燃焼部６０に供給されるように燃焼用空気弁４２の開閉を制御する。このように制御部５０は、第１燃料供給部２２による気化燃料の供給を継続して行う。そして制御部５０は、時刻ｔ１４において堆積量Ｍが閾値βよりも低くなると燃焼処理を終了し、続けて燃焼後処理を実行する。

　燃焼後処理において、制御部５０は、ヒーター３２に対する電力の供給、及び、第１燃料供給部２２による燃料の供給を維持することでバーナー５５を燃焼状態に維持するとともに、第２燃料供給部１２２による燃料の供給を停止する。そして制御部５０は、時刻ｔ１４から次の時刻ｔ１５までの期間、第２空気弁１２８を開状態に制御して液体燃料供給通路１２３に空気を供給する。これにより、熱交換部９３におけるデポジット及び残存燃料が酸素雰囲気下において燃焼除去されることから、熱交換部９３におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　時刻ｔ１５において、制御部５０は、第２空気弁１２８を閉状態に制御するとともに、第１燃料弁２９及び燃焼用空気弁４２を閉状態に制御することでバーナー５５を非燃焼状態に制御する。そして制御部５０は、ヒーター３２に対する電力の供給を継続しながら、予め定めた時間が経過した時刻ｔ１６まで第１空気弁４７を開状態に制御する。これにより、第１気化器３０の内部空間にあるデポジットが酸素雰囲気下において燃焼除去されることから、第１気化器３０におけるデポジットの堆積が抑えられる。

　このようにヒーター３２に対する電力の供給を継続して行うことで燃焼後処理の開始時にヒーター３２を昇温させる必要がなくなる。その結果、燃焼後処理に要する時間を短縮することができる。

　・熱交換部９３に対して供給される空気は、吸気通路１３を流れる空気に限らず、ブレーキ用のエアタンクに貯留されている空気やバーナー用に設置されるブロワーが供給する空気であってもよい。

　・制御部５０は、バーナー５５を燃焼状態に制御したのちに第２空気供給部１２６から熱交換部９３に空気を供給する処理を再生処理と再生処理との間に行ってもよい。このとき、制御部５０は、まず、ヒーター３２に対する電力の供給を開始し、温度検出値Ｔｈが燃焼可能温度Ｔｈ１に到達すると第１燃料供給部２２による燃料の供給を開始する。次に、制御部５０は、燃焼用空気弁４２を開状態に制御するとともに点火プラグ９８を制御し、バーナー５５を燃焼状態に制御する。制御部５０は、熱交換部９３での燃料の燃焼が可能となる燃料量を第１燃料供給部２２から供給すると、第２空気弁１２８を開状態に制御して液体燃料供給通路１２３に空気を供給する。そして、制御部５０は、バーナー５５の燃焼状態、および、第２空気供給部１２６による空気の供給が所定時間だけ継続すると、第１燃料弁２９、燃焼用空気弁４２、および、第２空気弁１２５を閉状態に制御するとともにヒーター３２に対する電力の供給を遮断する。こうした構成であっても、熱交換部９３デポジットを燃焼させることができる。

　・バーナー５５は、ＤＰＦ１２の再生処理に限らず、例えば排気を浄化する触媒を昇温させるために排気を昇温する触媒昇温処理を実行してもよい。そして、この触媒昇温処理において、上述した燃焼処理及び燃焼後処理が実行されてもよい。

　１０…ディーゼルエンジン、１１…排気通路、１２…ディーゼルパティキュレートフィルター、１３…吸気通路、１４…タービン、１５…コンプレッサー、２０…バーナー、２１…燃焼部、２２…燃料供給部、２３…燃料タンク、２４…燃料通路、２５…供給ノズル、２６…燃料ポンプ、２７…燃料圧力センサー、２８…燃料温度センサー、２９…燃料弁、３０…気化器、３１…電源装置、３２…電気ヒーター、３３…ケース、３５…温度調整器、４０…燃焼用空気供給部、４１…燃焼用空気通路、４２…燃焼用空気弁、４３…空気圧力センサー、４４…空気温度センサー、４５…空気供給部、４６…空気通路、４７…空気弁、５０…制御部、５１，５２…センサー、５５…バーナー、６０…燃焼部、６１…基板、７０…内筒、７１…噴出し板、７２…噴出し口、７３…延出部、７４…第１空気導入口、７５…切り起こし片、７６…第２空気導入口、８０…筒部、８１…連結壁部、９０…受熱筒、９０ａ…外周面、９１…閉塞部、９２…カバー、９２ａ…底壁、９２ｂ…周壁、９３…熱交換部、９３ａ…溝部、９３ｂ…連結溝部、９３ｃ…流入溝部、９３ｄ…流出口、９３ｅ…溝壁、９５…バーナーヘッド、９６…連通路、９７…金網、９８…点火プラグ、９９…着火部、１００…予混合室、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５…混合室、１０７…燃焼室、１０８…第１燃焼室、１０９…第２燃焼室、１１０…外筒、１２２…第２燃料供給部、１２３…液体燃料供給通路、１２４…分岐通路、１２５…第２燃料弁、１２６…第２空気供給部、１２７…第２空気通路、１２８…第２空気弁、１３１…閉塞板、１３２…空気流通室。

Claims (9)

1. 　燃料が燃焼する燃焼室を有する燃焼部と、
   　燃料を供給する燃料供給部と、
   　前記燃料供給部が供給した燃料を加熱部で加熱して当該燃料を気化させた気化燃料を前記燃焼室に供給する気化器と、
   　前記気化器に空気を供給する空気供給部と、
   　前記燃料供給部による燃料の供給、前記加熱部の加熱、及び、前記空気供給部による空気の供給を制御する制御部とを備え、
   　前記制御部は、
   　前記燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記空気供給部による空気の供給と前記加熱部の加熱とを行い、前記加熱部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する
   　バーナー。
2. 　前記空気供給部は、
   　エンジンの吸気通路の中で過給機を構成するコンプレッサーの下流に位置する部分に通じる空気通路と、
   　前記空気通路を開閉する空気弁と、を備え、
   　前記制御部は、
   　前記空気弁を開状態に制御することにより前記気化器に空気を供給し、前記空気弁を閉状態に制御することにより前記気化器への空気の供給を停止する
   　請求項１に記載のバーナー。
3. 　前記燃焼部に空気を供給する燃焼用空気供給部をさらに備え、
   　前記燃焼用空気供給部は、
   　前記燃焼部と前記吸気通路とを接続する燃焼用空気通路と、
   　前記燃焼用空気通路を開閉する燃焼用空気弁と、を備え、
   　前記空気通路は、前記燃焼用空気弁の上流にて前記燃焼用空気通路から分岐する
   　請求項２に記載のバーナー。
4. 　前記加熱部が電気ヒーターであり、
   　前記制御部は、
   　前記燃料供給部による燃料の供給が終了した直後に、前記電気ヒーターの温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する
   　請求項１～３のいずれか一項に記載のバーナー。
5. 　前記加熱部が電気ヒーターであり、
   　前記制御部は、
   　前記電気ヒーターの温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成したのちに、前記燃料供給部による燃料の供給を開始する
   　請求項１～４のいずれか一項に記載のバーナー。
6. 　前記気化器は、前記燃焼室を区画する区画部材で構成され、
   　前記加熱部は、前記区画部材に形成された流路を流れる燃料を前記燃焼室の燃焼熱で気化させる熱交換部であり、
   　前記燃料供給部は、
   　前記燃焼室に燃料を供給する第１燃料供給部と前記燃焼室に前記熱交換部を通じて燃料を供給する第２燃料供給部とを備え、
   　前記制御部は、
   　前記第１燃料供給部による燃料の供給、前記第２燃料供給部による燃料の供給、前記燃焼室における燃料の燃焼、及び、前記空気供給部による空気の供給を制御し、
   　前記第２燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記第１燃料供給部が供給する燃料を前記燃焼室で燃焼させながら前記空気供給部による空気の供給を行い、前記熱交換部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する
   　請求項１～３のいずれか一項に記載のバーナー。
7. 　前記加熱部は、前記第１燃料供給部が供給した燃料を加熱する第１加熱部と前記第２燃料供給部が供給した燃料を加熱する第２加熱部とを備え、
   　前記第１加熱部は、電気ヒーターであり、前記第２加熱部は、前記熱交換部であり、
   　前記気化器は、前記電気ヒーターを有する第１気化器と前記熱交換部を有する第２気化器とを備え、
   　前記空気供給部は、前記第１気化器に空気を供給する第１空気供給部と前記第２気化器に空気を供給する第２空気供給部とを備え、
   　前記制御部は、
   　前記電気ヒーターに対する電力の供給を制御し、
   　前記第２燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記電気ヒーターによって気化された気化燃料を前記燃焼室で燃焼させながら前記第２空気供給部による空気の供給を行い、前記熱交換部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成し、続けて、前記第１燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記電気ヒーターに対する電力の供給を継続したまま前記第１空気供給部による空気の供給を行い、前記電気ヒーターの温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する
   　請求項６に記載のバーナー。
8. 　前記燃焼部は、
   　混合気を燃焼させた燃焼ガスが噴き出す噴出し口が形成された筒端を有する第１筒部と、
   　開放された筒端である開放端と、閉塞された筒端である閉塞端とを有する第２筒部であって、前記第１筒部内を前記開放端から前記噴出し口に向かって延び、前記開放端に対して前記噴出し口寄りに前記閉塞端が位置する前記第２筒部と、
   　前記第１筒部の内周面と前記第２筒部の外周面とを接続するバーナーヘッドとを備え、
   　前記区画部材は、
   　前記第２筒部と前記バーナーヘッドとを備え、前記第１筒部内の空間を前記第２筒部内の空間を含む予混合室と前記第２筒部の外側であって前記噴出し口に通じる燃焼室とに区画し、
   　前記バーナーヘッドには、前記予混合室の混合気を前記燃焼室へ通過させる連通路が形成され、
   　前記熱交換部は、前記第２筒部に形成され、
   　前記第２筒部は、前記第２筒部の受熱面として機能する外表面を有し、かつ、前記流路を有する
   　請求項６または７に記載のバーナー。
9. 　燃料が燃焼する燃焼室を有する燃焼部に燃料を供給する燃料供給部と、
   　前記燃料供給部が供給した燃料を加熱部で加熱して気化させた気化燃料を前記燃焼室に供給する気化器と、
   　前記気化器に空気を供給する空気供給部と、
   　前記燃料供給部による燃料の供給、前記加熱部の加熱、及び、前記空気供給部による空気の供給を制御する制御部とを備え、
   　前記制御部は、
   　前記燃料供給部による燃料の供給を停止した状態で、前記空気供給部による空気の供給と前記加熱部の加熱とを行い、前記加熱部の温度が燃料の燃焼可能な燃焼可能温度以上である状態を空気雰囲気下にて形成する
   　燃料気化装置。

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