説明

バーナ装置

【課題】別途冷却機構を設置することなく燃料供給装置の過熱を抑制する。
【解決手段】排気ガスと燃料との混合気を燃焼させる燃焼領域Nに助燃空気Aを供給する助燃空気供給部9と、燃焼領域Nに燃料Yを供給すると共に助燃空気Aの流路9bに接続される燃料供給装置5とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排気ガスに含まれる微粒子を前記排気ガス中から除去するフィルタに対して高温ガスを供給するバーナ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ディーゼルエンジン等の排気ガス中には、微粒子(パティキュレートマター)が含まれている。当該微粒子を大気中に放出することによる環境への影響が懸念されることから、近年は、ディーゼルエンジン等を搭載する車両には、排気ガス中の微粒子を除去するためのフィルタ(DPF)が設置されている。
このフィルタは、上記微粒子よりも小さな孔を複数備える多孔質体であるセラミックス等によって形成されており、上記微粒子の通過を阻止することによって微粒子の捕集を行っている。
【0003】
ところが、このようなフィルタを長時間使用していると、捕集した微粒子が蓄積されてフィルタが目詰まり状態となる。
このようなフィルタの目詰まりを防止するために、例えば特許文献1に示されるように、フィルタに対して高温ガスを供給することによって、フィルタに捕集された微粒子を燃焼させて除去する方法が用いられている。
【0004】
具体的には、特許文献1ではディーゼルエンジンとフィルタとの間にバーナ装置を設置し、排気ガスと燃料とが混合された混合気を燃焼させて高温ガスを発生させ、当該高温ガスをフィルタに供給することによって微粒子を燃焼させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−154772号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、バーナ装置では、燃焼領域に燃料を供給する必要があることから、燃焼領域の近傍に、燃焼領域に燃料を供給するための燃料供給装置を設置する必要がある。
【0007】
しかしながら、燃焼領域において活発に燃焼が行われているため、その周囲は当然のことながら高温状態となる。例えば、燃焼領域を囲う壁部の温度は400℃程度まで上昇する。
これに対して、燃料供給装置の耐熱温度は、一般的に200℃以下である。このため、従来のバーナ装置においては、燃焼領域を囲う壁部や燃焼供給装置の設置領域を冷却するための冷却機構を設置し、これによって、燃料供給装置の過熱を抑制する構成を採用している。
【0008】
ところが、燃料供給装置の過熱の抑制を目的として別途冷却機構を設置することは、バーナ装置の複雑化及び大型化を招き、バーナ装置の装置コストの増大に繋がる。
【0009】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、微粒子を除去するフィルタに高温ガスを供給するバーナ装置において、別途冷却機構を設置することなく燃料供給装置の過熱を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
第1の発明は、排気ガスに含まれる微粒子を上記排気ガス中から除去するフィルタに対して高温ガスを供給するバーナ装置であって、上記排気ガスと燃料との混合気を燃焼させる燃焼領域に助燃空気を供給する助燃空気供給部と、上記燃焼領域に上記燃料を供給すると共に上記助燃空気の流路に接続される燃料供給装置とを備えるという構成を採用する。
【0011】
第2の発明は、上記第1の発明において、上記助燃空気が外気であるという構成を採用する。
【0012】
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、上記燃料供給装置が、上記助燃空気の流路途中に上記燃料の噴き出し口を備えるという構成を採用する。
【0013】
第4の発明は、上記第1〜第3いずれかの発明において、上記排気ガスを上記フィルタに供給する供給流路と、該供給流路に接続されると共に内部に上記燃焼領域を有する燃焼部とを備え、上記助燃空気の流路が上記燃焼部の内部に接続されているという構成を採用する。
【0014】
第5の発明は、上記第1〜第4いずれかの発明において、上記燃料供給装置が、上記燃焼領域に向けて上記燃料を噴き出すことによって上記燃焼領域に上記燃料を供給するという構成を採用する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、燃焼領域に助燃空気を供給するための助燃空気供給部を備え、燃料供給装置が助燃空気の流路に接続されている。
助燃空気は、燃焼領域における燃焼を安定化させるために供給されるものであり、その温度は、燃焼領域や排気ガスの温度と比較して遥かに低い。このため、このような助燃空気が流れる流路は、助燃空気によって冷却されることとなる。
そして、本発明においては、助燃空気によって冷却される流路に燃料供給装置が接続されている。このため、燃料供給装置を間接的に助燃空気によって冷却することが可能となる。
したがって、本発明によれば、微粒子を除去するフィルタに高温ガスを供給するバーナ装置において、別途冷却機構を設置することなく燃料供給装置の過熱を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態におけるバーナ装置の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して、本発明に係るバーナ装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材の認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【0018】
図1は、本実施形態のバーナ装置S1の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態のバーナ装置S1は、供給流路1と、燃焼部2と、インジェクタ5(燃料供給装置)と、助燃空気供給部9とを備えている。
【0019】
供給流路1は、ディーゼルエンジン等の装置から供給される排気ガスXを直接フィルタに対して供給するための流路であり、一方の端部がディーゼエンジン等の装置の排気口と接続され、他方の端部がフィルタに接続された円筒形状の配管によって構成されている。
【0020】
燃焼部2は、供給流路1と接続されると共に、内部において供給流路1を流れる排気ガスXの一部と燃料とを混合させて燃焼させることによって高温ガスを生成するものである。そして、この燃焼部2は、管体部4と、グロープラグ7と、衝突板8とを備えている。
【0021】
管体部4は、燃焼部2の外形を形成する管状の部材であり、内部が中空とされている。そして、管体部4は、供給流路1の延在方向と直交する方向から供給流路1と接続されている。
【0022】
グロープラグ7は、先端部が燃料Yと排気ガスXとの混合気の着火温度以上に加熱されるヒータであり、先端部が燃料Yの噴射領域に晒されるように管体部4の底部に設置されている。
【0023】
衝突板8は、インジェクタ5から噴射された燃料Yが管体部4の内壁面に付着することを抑制するものであり、グロープラグ7と管体部4の内壁面との間に配置されている。
また、衝突板8の先端部は、燃料Yと排気ガスXとの混合気が燃焼される燃焼領域Nに晒されている。また、衝突板8は、少なくとも先端部が、燃焼領域Nに晒されることによって混合気の燃焼温度と同程度まで加熱される材料によって形成されている。
【0024】
助燃空気供給部9は、管体部4の内部に燃焼領域Nにおける燃焼を安定化させるための助燃空気Aを供給するものであり、空気を供給する空気供給装置9a、該空気供給装置9aと管体部4の内部とを接続する配管9bを備えている。つまり、配管9bは、管体部4の内部に接続されており、内部が助燃空気Aの流路とされている。
この配管9bは、燃焼領域Nに供給される排気ガスXの流れ方向に向かうように噴き出し口が配置されている。
そして、本実施形態のバーナ装置S1において当該助燃空気供給部9は、上記助燃空気Aとして外気を用いる。このため、配管9bには外気が助燃空気Aとして流れることとなり、配管9bは、燃焼部2に対して低温に冷却される。
【0025】
インジェクタ5は、管体部4の内部に向けて燃料Yを噴射するものであり、助燃空気供給部9の配管9bに接続されて設置されている。
そして、インジェクタ5は、噴射ノズル5a(噴き出し口)が配管9bの途中部位に露出して配置されている。つまり、本実施形態のバーナ装置S1において、インジェクタ5は、助燃空気Aの流路途中に燃料Yを噴出する噴射ノズル5aを備える。
また、インジェクタ5は、噴射ノズル5aから管体部4内部の燃焼領域Nに向けて燃料Yを噴き出すことによって燃焼領域Nに燃料Yを供給する。
【0026】
このような構成を有する本実施形態のバーナ装置S1においては、供給流路1を介して供給される排気ガスXの一部が燃焼部2に入り込む。そして、車両等に搭載される不図示の制御装置下においてインジェクタ5から例えば間欠的に燃料Yがグロープラグ7に向けて噴射される。インジェクタ5から噴射された燃料Yは、燃焼部2に導入された排気ガスXと混合されて混合気とされ、助燃空気Aと共にグロープラグ7において加熱されることによって燃焼領域Nにおいて燃焼される。
このような混合気の燃焼によって高温ガスZが生成され、バーナ装置S1の下流側に設置されるフィルタに高温ガスZが供給される。
【0027】
ここで、本実施形態のバーナ装置S1においては、燃焼領域Nに助燃空気Aを供給するための助燃空気供給部9を備え、インジェクタ5が助燃空気Aの流路(配管9b)に接続されている。
助燃空気Aは、燃焼領域Nにおける燃焼を安定化させるために供給されるものであり、その温度は、燃焼領域Nや排気ガスXの温度と比較して遥かに低い。このため、このような助燃空気Aが流れる流路は、助燃空気Aによって冷却されることとなる。
そして、本実施形態のバーナ装置S1においては、助燃空気Aによって冷却される流路にインジェクタ5が接続されている。このため、インジェクタ5を間接的に助燃空気Aによって冷却することが可能となる。
したがって、本実施形態のバーナ装置S1によれば、別途冷却機構を設置することなくインジェクタ5の過熱を抑制することが可能となる。
【0028】
また、本実施形態のバーナ装置S1においては、助燃空気Aとして外気を用いる構成を採用する。このため、助燃空気Aを別途冷却することなく用いることが可能となる。
【0029】
また、本実施形態のバーナ装置S1においては、助燃空気Aの流路(配管9b)途中に噴射ノズル5aが配置された構成を有する。
このため、インジェクタ5の最も加熱されやすい箇所を確実に冷却することが可能となる。
【0030】
また、本実施形態のバーナ装置S1においては、インジェクタ5から燃焼領域Nに向けて燃料Yが直接噴射可能に構成されている。
したがって、本実施形態のバーナ装置S1によれば、燃焼領域Nに確実に燃料Yを供給することが可能となる。
【0031】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0032】
例えば、上記実施形態においては、本発明の燃料供給装置としてインジェクタ5を用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、燃料供給装置として、燃焼領域Nに液体の燃料を連続的に供給する装置等を用いることも可能である。
【0033】
また、上記実施形態においては、助燃空気として外気を用いる構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、助燃空気として、外部の他の装置から供給される圧縮空気等を用いることも可能である。
【0034】
また、上記実施形態においては、助燃空気の流路途中に噴射ノズルが配置された構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、インジェクタ5の他の部位が助燃空気供給部9に接続され、噴射ノズルが燃焼部2の内部に露出される構成を採用することもできる。
このような場合であっても、インジェクタ5の上記他の部位を介してインジェクタ5の冷却を図ることができるため、上記実施形態と同様に、インジェクタ5の過熱を抑制することが可能となる。
【0035】
また、上記実施形態においては、排気ガスの流路とは別体で設けられた燃焼部に助燃空気を供給する構成を採用した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、排気ガスの流路内において混合気を燃焼し、上記排気ガスの流路に直接助燃空気を供給するバーナ装置に適用することも可能である。
【0036】
また、上記実施形態においては、燃焼領域Nに向けて燃料Yを噴き出すことによって燃焼領域Nに燃料Yを供給する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の領域に向けて噴き出した燃料によって混合気を生成し、当該混合気を燃焼領域Nに供給するようにしても良い。
【符号の説明】
【0037】
S1……バーナ装置、1……供給流路、2……燃焼部、5……インジェクタ(燃料供給装置)、9……助燃空気供給部、9b……配管(助燃空気の流路)、4……管体部、A……助燃空気、N……燃焼領域、X……排気ガス、Y……燃料、Z……高温ガス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
排気ガスに含まれる微粒子を前記排気ガス中から除去するフィルタに対して高温ガスを供給するバーナ装置であって、
前記排気ガスと燃料との混合気を燃焼させる燃焼領域に助燃空気を供給する助燃空気供給部と、
前記燃焼領域に前記燃料を供給すると共に前記助燃空気の流路に接続される燃料供給装置と
を備えることを特徴とするバーナ装置。
【請求項2】
前記助燃空気は外気であることを特徴とする請求項1記載のバーナ装置。
【請求項3】
前記燃料供給装置は、前記助燃空気の流路途中に前記燃料の噴き出し口を備えることを特徴とする請求項1または2記載のバーナ装置。
【請求項4】
前記排気ガスを前記フィルタに供給する供給流路と、該供給流路に接続されると共に内部に前記燃焼領域を有する燃焼部とを備え、
前記助燃空気の流路が前記燃焼部の内部に接続されていることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のバーナ装置。
【請求項5】
前記燃料供給装置は、前記燃焼領域に向けて前記燃料を噴き出すことによって前記燃焼領域に前記燃料を供給することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のバーナ装置。

【図1】
image rotate