WO2013176184A1 - 排気浄化装置用バーナー - Google Patents

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Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to a burner used in an exhaust purification device that purifies exhaust from an engine with a filter or a catalyst.
  • Patent Document 1 an exhaust purification device for an engine that captures particulates in exhaust gas with a diesel particulate filter (hereinafter referred to as a filter) has been widely used.
  • a filter diesel particulate filter
  • exhaust gas is purified by trapping particulates in the exhaust gas, while it is necessary to remove particulates from the filter in order to maintain the function of the filter.
  • an exhaust purification device that can remove particulates from a filter
  • a device having a burner that heats exhaust gas supplied to the filter through combustion of fuel for driving the engine is known.
  • an exhaust emission control device equipped with a burner if the amount of particulates deposited on the filter exceeds a predetermined amount, the exhaust is heated by the combustion of fuel by the burner, and soot that is the main component of particulates is oxidized to the extent that the soot is oxidized. The temperature is increased. As a result, the fine particles accumulated on the filter are removed, so that the regenerated filter can capture the fine particles in the exhaust gas again.
  • the temperature of the burner where the fuel is combusted becomes lower because the temperature of the engine and the temperature of the exhaust gas are lower than when the operation of the engine is continued.
  • the fuel / air mixture is less likely to be ignited as compared with a state in which the temperature in the burner is high, so that the fuel consumption increases in order to increase the temperature of the filter by the same amount.
  • Such a problem is not only the burner that regenerates the filter as described above, but also raises the temperature of another burner that uses part of the fuel for driving the engine, for example, the catalyst provided in the exhaust purification device. This also occurs in the burner for the purpose. Further, it is desirable to suppress the fuel consumption not only when the engine is started as described above, but also when the engine is continuously operated.
  • An object of the technology of the present disclosure is to provide a burner for an exhaust purification device that can increase the efficiency with which fuel is burned.
  • One aspect of the burner in the present disclosure is a burner used in an exhaust purification device that purifies exhaust with an exhaust pipe of an engine.
  • This burner has a cylindrical flame holder having a jet outlet at the tip thereof from which a fluid generated by combustion is jetted, a communication path communicating the inside of the flame holder and the outside of the flame holder, And a circulating portion disposed outside the flame holder.
  • the circulating portion includes a receiving portion that receives the fluid ejected from the ejection port, and a guide portion that guides the fluid received by the receiving portion from the receiving portion to the communication path.
  • a part of the fluid generated by the combustion of the fuel in the flame holder is received by the receiving portion of the circulating portion, and then guided to the communication path formed in the flame holder. Guided by the department. Therefore, the high-temperature fluid produced
  • the flow receiving portion is formed in an annular shape so as to face the edge of the ejection port in the central axis direction of the flame holder.
  • the fluid ejected from the ejection port includes a fluid that diffuses around the ejection port and a fluid that travels substantially straight from the ejection port.
  • the fluid diffusing around the ejection port usually reaches the heating target in the ejection direction after colliding with the piping surrounding the ejection port and increasing the temperature of the piping.
  • the fluid that travels substantially straight along the central axis of the flame stabilizer from the outlet reaches the object to be heated without colliding with the piping or the like. Therefore, from the viewpoint of increasing the heating rate of the object to be heated, it is preferable that a fluid that travels substantially straight from the outlet is used for the heating.
  • the receiving portion facing the edge of the outlet in the central axis direction of the flame stabilizer guides the fluid that travels substantially straight from the outlet to the object to be heated. Therefore, the heating rate of the object to be heated is increased as compared with the configuration in which the receiving portion is arranged at a position facing the ejection port, in other words, a position facing the radially inner portion of the edge of the ejection port. It becomes possible.
  • the annular receiving part receives the fluid diffusing from the ejection port and guides it to the guide part.
  • the guide portion is formed so as to surround the flame holder. If it is the guide part in said other aspect, since a guide part surrounds a flame holder, it is possible to raise the temperature of a flame holder around a flame holder, and it flows around the flame holder. It is also possible to guide most of the fluid into the flame holder.
  • the guide portion includes a cylindrical outer guide portion that surrounds the flame holder, and a cylindrical inner guide portion that extends from an inner edge of the flow receiving portion toward the outlet.
  • Most of the fluid received at the receiving part flows either in the direction toward the inner edge of the receiving part or in the direction toward the outer edge of the receiving part.
  • most of the fluid flowing toward the inner edge of the flow receiving portion flows from the inner guide portion toward the outer edge of the flow receiving portion by collision with the inner guide portion. .
  • most of the fluid received at the receiving part is biased toward the outer edge of the receiving part, so that the fluid can be easily guided to the inside of the flame holder.
  • the communication path is disposed closer to the proximal end of the flame holder with respect to the center in the central axis direction of the flame holder.
  • the path of the fluid flowing into the flame holder is longer in the flame holder than in the configuration in which the communication path is formed near the tip of the flame holder. Therefore, the temperature inside the flame holder is easily increased, and as a result, the fuel is easily burned in the flame holder.
  • the flame holder in another aspect of the burner according to the present disclosure, includes an inner cylinder part and an outer cylinder part surrounding the inner cylinder part.
  • the flame holder is connected to an air supply pipe that supplies air to a gap between the inner cylinder part and the outer cylinder part, and the inner cylinder part and the outer cylinder are connected to the inner cylinder part.
  • An air supply hole is formed to communicate a gap between the inner cylinder portion and the inner cylinder portion.
  • the air used for the combustion of the fuel is supplied to the inside of the inner cylinder portion through the gap between the inner cylinder portion and the outer cylinder portion.
  • the flame holder receives heat from the fluid flowing in the gap between the outer tube portion of the flame holder and the guide portion, and thereby The air passing through the gap between the tube portion and the outer tube portion also receives heat. Therefore, higher temperature air is supplied to the inside of the inner cylinder part. As a result, the temperature inside the inner cylinder portion is further increased, and as a result, the fuel is easily combusted.
  • the tip of the flame holder is enlarged. According to the other aspect described above, the fluid from the ejection port is easily received by the flow receiving portion, so that more fluid is guided to the inside of the flame holder by the circulating portion.
  • an ignition unit is further provided inside the flame holder.
  • the fuel itself or components contained in the fuel may adhere to the ignition part of the burner. Since these deposits contain carbon, in the ignition part, the insulating properties of the portions other than those required by the deposits also deteriorate. Thereby, the ignition with respect to the mixture of the fuel and air by an ignition part becomes unstable.
  • the temperature of the ignition unit is increased by flowing a high-temperature fluid into the flame holder, fuel and fuel components are less likely to adhere to the ignition unit. As a result, the ignition of the air-fuel mixture by the ignition unit is less likely to become unstable, and the fuel is likely to be burned.
  • the inside of the flame holder is partitioned into a premixing chamber that generates an air-fuel mixture composed of fuel and air, and a combustion region in which the air-fuel mixture is combusted.
  • the fuel is premixed with air in the premixing chamber and supplied to the combustion region, and the supplied air-fuel mixture is combusted in the combustion region. Therefore, the fuel is easily burned as compared with the configuration in which the fuel and air are not mixed and supplied to the combustion region.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG.
  • the cylinder block 11 of the diesel engine 10 is formed with six cylinders 11a arranged in a row.
  • the six cylinders 11a are connected to an intake manifold 12 for supplying intake air to each cylinder 11a and an exhaust manifold 16 into which exhaust from each cylinder 11a flows.
  • the intake manifold 12 is provided with an intake pipe 13 as a passage for intake air.
  • An air cleaner 14 is attached to the upstream end of the intake pipe 13, and a compressor 15 of the turbocharger TC is attached to the middle of the intake pipe 13.
  • An exhaust pipe 18 and an EGR pipe 17 which are exhaust passages are connected to the exhaust manifold 16.
  • the EGR pipe 17 connects the intake pipe 13 and the exhaust manifold 16 to cause the exhaust to flow into the intake pipe 13.
  • a turbine 19 connected to the above-described compressor 15 is connected to an upstream portion of the exhaust pipe 18.
  • An exhaust purification device 20 that purifies exhaust gas by removing particulates, for example, soot, in the exhaust pipe 18 is mounted on a downstream portion of the exhaust pipe 18.
  • the exhaust gas purification device 20 is equipped with a filter 21 that collects particulates contained in the exhaust gas, and an upstream of the filter 21 is an exhaust gas purification treatment device burner for heating the exhaust gas supplied to the filter 21 (hereinafter referred to as “burner”). , Burner 30) is mounted.
  • the filter 21 has a honeycomb structure formed of, for example, a porous ceramic, and captures particulates in the exhaust gas on the inner wall surfaces of a large number of columns constituting the honeycomb structure.
  • the downstream portion of the compressor 15 in the intake pipe 13 and the burner 30 are connected by an air supply pipe 13a.
  • An air valve 13b is attached in the middle of the air supply pipe 13a. When the air valve 13b is opened, intake air flows from the intake pipe 13 through the air supply pipe 13a into the exhaust purification device 20, and when the air valve 13b is closed, the intake pipe 13 connects to the exhaust purification device 20. The inflow of intake air is stopped.
  • An exhaust pipe 18 extending along the radial direction of the casing 20h is connected to an upstream end (base end) of the casing 20h formed in a cylindrical shape. Inside the housing 20h, a burner 30 and a filter 21 are accommodated in order from upstream to downstream.
  • the burner 30 has a flame holder 31 formed in a cylindrical shape concentric with the housing 20h.
  • the flame holder 31 is fixed to the upstream side wall 20a which is the base end wall of the housing 20h.
  • a circulating portion 32 formed in a cylindrical shape concentric with the flame holder 31 is arranged with a gap between the flame holder 31 and the circulating portion 32. It is fixed to the upstream side wall 20a.
  • two spark plugs 33 a and 33 b as ignition portions are fixed to the upstream side wall 20 a.
  • one fuel injection nozzle 34 is fixed to the upstream side wall 20a inside the flame holder 31 and between the two spark plugs 33a and 33b.
  • the flame stabilizer 31 is formed in a double cylinder shape including an inner cylinder part 41 and an outer cylinder part 51 extending from the upstream side wall 20a toward the filter 21, and a part of the base end thereof is the upstream side wall 20a. It is connected to.
  • the inner cylinder part 41 is formed in a cylindrical shape concentric with the housing 20 h, and an ejection port 42 is formed at the tip of the inner cylinder part 41. That is, the inner cylinder part 41 in the flame holder 31 forms an ejection port 42 by the tip edge thereof.
  • the base end of the inner cylinder part 41 is separated from the upstream side wall 20a by a passage forming part 43 which is a part of the inner cylinder part 41 in the circumferential direction, and the upstream side wall 20a at the remaining part of the inner cylinder part 41 in the circumferential direction. It is connected to.
  • the inner cylinder portion 41 includes a constant diameter portion 44 that is a portion closer to the base end and a diameter-expanded portion 45 that is a portion closer to the distal end.
  • the air supply hole 46 is formed.
  • the plurality of air supply holes 46 are formed, for example, at a predetermined interval in the circumferential direction of the constant diameter portion 44, and are formed at a predetermined interval in the circumferential direction of the enlarged diameter portion 45.
  • the outer cylinder portion 51 is formed in a cylindrical shape concentric with the housing 20h, and surrounds the inner cylinder portion 41 with a gap (air passage 52) between the outer cylinder portion 51 and the inner cylinder portion 41. .
  • the distal end of the outer cylinder part 51 is connected to the distal end of the inner cylinder part 41 over the entire circumferential direction of the outer cylinder part 51, whereby an air passage that is a gap between the outer cylinder part 51 and the inner cylinder part 41. 52 is blocked.
  • the base end of the outer cylinder part 51 is a part of the outer cylinder part 51 in the circumferential direction, is connected to the passage forming part 43 of the inner cylinder part 41, and is fixed to the upstream side wall 20a with the remaining part of the outer cylinder part 51 in the circumferential direction. Has been.
  • the air passage 52 which is a gap between the inner cylinder part 41 and the outer cylinder part 51, communicates with the air supply pipe 13a through the upstream side wall 20a. .
  • the inner cylinder part 41 and the outer cylinder part 51 are penetrated to radial direction, The inside of the inner cylinder part 41, the exterior of the outer cylinder part 51, and A communication passage 53 that communicates with each other is formed.
  • the circulation portion 32 is formed in a cylindrical shape so as to extend from the upstream side wall 20 a toward the filter 21 and surround the entire flame holder 31, and at the tip located closer to the filter 21 with respect to the flame holder 31, the upstream side wall. It is folded back toward 20a.
  • the circulating portion 32 has an outer guide portion 61 as a guide portion, and the outer guide portion 61 is formed in a cylindrical shape extending from the upstream side wall 20a toward the filter 21, and the outer guide portion 61, the flame stabilizer 31, and the like. A gap communicating with the communication path 53 is formed between the two.
  • the length of the outer guide portion 61 in the central axis direction is set as the outer cylinder length L2, and the outer cylinder length L2 is set longer than the flame holder length L1.
  • the circulating portion 32 also has an annular receiving portion 62 that faces the edge of the ejection port 42 in the central axis direction of the flame stabilizer 31.
  • the flow receiving portion 62 extends inward in the radial direction of the outer guide portion 61 over the entire circumferential direction of the outer guide portion 61 at the tip of the outer guide portion 61.
  • the circulating portion 32 further includes a cylindrical inner guide portion 63 that extends from the inner edge of the receiving portion 62 toward the ejection port 42.
  • the length of the inner guide portion 63 in the central axis direction is set as the inner cylinder length L3, and the inner cylinder length L3 is set shorter than the length obtained by subtracting the flame holder length L1 from the outer cylinder length L2. ing.
  • the fuel injection nozzle 34 is connected to, for example, a fuel pump for supplying fuel to the cylinder 11a.
  • the fuel injection nozzle 34 injects fuel into a region surrounded by the flame holder 31 at a predetermined frequency and a predetermined pressure.
  • the spark plugs 33a and 33b include an anode bar 33a and a cathode bar 33b.
  • a voltage is applied between the anode bar 33a and the cathode bar 33b, a spark discharge is generated between the anode bar 33a and the cathode bar 33b.
  • the fuel in the flame holder 31 is burned by igniting the mixture of fuel and air, so that the flame F is generated in the flame holder 31.
  • FIG. 3 the flow of the exhaust gas supplied from the exhaust pipe 18 to the exhaust gas purification device 20 is indicated by a white arrow, the flow of the air supplied from the air supply pipe 13a is indicated by a two-dot chain line arrow, The flow of combustion gas generated by the combustion of fuel is indicated by solid arrows.
  • the combustion gas referred to here includes the gas generated by the combustion of the fuel and the inside of the flame holder 31 heated by the flame F generated inside the flame holder 31 although it does not contribute to the combustion of the fuel. Gas.
  • the circulation part 32 is heated by the flame F generated in the region surrounded by the flame holder 31 and the circulation part 32, the temperature of the exhaust gas in contact with the circulation part 32 is increased.
  • the flame F is generated beyond the tip of the circulating portion 32, the exhaust passing between the tip of the circulating portion 32 and the filter 21 is heated by the flame F.
  • the temperature of the filter 21 is raised to the extent that the soot accumulated on the filter 21 is oxidized.
  • the fuel gas generated in the flame holder 31 is supplied to the filter 21 together with the heated exhaust gas, whereby the temperature of the filter 21 is increased.
  • the outer guide part 61 surrounds the entire circumferential direction of the outer cylinder part 51, it is possible to increase the temperature of the flame holder 31 from around the flame holder 31. It becomes possible to guide most of the combustion gas flowing around to the inside of the inner cylinder portion 41. Moreover, since the enlarged diameter part 45 is formed in the inner cylinder part 41 of the flame holder 31, compared with the structure in which the enlarged diameter part 45 is not formed, the combustion gas as a fluid produced
  • the air used for such combustion is supplied to the inside of the inner cylinder part 41 through the air passage 52 which is a gap between the inner cylinder part 41 and the outer cylinder part 51.
  • the air flowing through the air passage 52 receives heat from the combustion gas flowing through the gap between the outer guide portion 61 and the outer cylinder portion 51. Accordingly, air having a higher temperature is supplied to the inside of the inner cylinder portion 41 than the configuration in which the air of the air supply pipe 13 a is directly supplied to the inside of the inner cylinder portion 41.
  • the temperature inside the inner cylinder part 41 is raised, and this facilitates the combustion of fuel.
  • the inner guide portion 63 of the circulating portion 32 is formed in a cylindrical shape extending from the inner edge of the receiving portion 62 toward the ejection port 42.
  • Most of the combustion gas received by the receiving portion 62 flows in either the direction toward the inner edge of the receiving portion 62 or the direction toward the outer edge of the receiving portion 62.
  • most of the fluid flowing toward the inner edge of the flow receiving portion 62 flows from the inner guide portion 63 toward the outer edge of the flow receiving portion 62 due to the collision with the inner guide portion 63, and as a result, the flow receiving portion.
  • Most of the combustion gas received at 62 is guided to the communication path 53 by the outer guide portion 61. That is, most of the combustion gas received by the receiving portion 62 is biased toward the outer edge of the receiving portion 62, so that the fluid can be easily guided to the inside of the inner cylindrical portion 41.
  • the communication path 53 is disposed at a portion closer to the proximal end with respect to the center in the central axis direction of the flame holder 31, particularly at the proximal end of the flame holder 31, the communication path 53 is located at a position closer to the distal end. Compared to the formed configuration, the flow path of the combustion gas inside the inner cylinder portion 41 becomes longer. Therefore, the temperature of the combustion region can be easily increased.
  • the filter 21 when the filter 21 is regenerated immediately after the diesel engine 10 is started, the temperature of the exhaust gas supplied into the exhaust gas purification device 20 is not increased.
  • the temperature in the combustion region is also low enough to prevent the ignition of fuel. In such a state, when the combustion gas is returned to the combustion region, the temperature of the combustion region is increased, so that the fuel is easily combusted.
  • the combustion gas ejected from the ejection port 42 includes a combustion gas that diffuses around the ejection port 42 and a combustion gas that travels substantially straight from the ejection port 42.
  • the combustion gas that diffuses around the ejection port 42 normally collides with the housing 20h that surrounds the ejection port 42 to increase the temperature of the housing 20h, and then ejects the combustion gas. Collides with direction exhaust and filter 21.
  • the combustion gas that travels substantially straight from the ejection port 42 collides with the exhaust gas and the filter 21 without colliding with the housing 20h or the like. From the viewpoint of increasing the temperature increase rate of the filter 21, it is preferable that combustion gas that travels substantially straight from the outlet 42 is used for heating.
  • the receiving portion 62 that faces the edge of the ejection port 42 in the central axis direction of the flame holder 31 directs the combustion gas that travels substantially straight from the ejection port 42 toward the filter 21. Lead. Therefore, a configuration in which a shielding portion such as the receiving portion 62 is disposed at a position facing the ejection port 42, in other words, compared to a configuration in which the receiving portion 62 is disposed radially inside the edge of the ejection port 42. It becomes possible to increase the rate of temperature rise in the filter 21.
  • the annular flow receiving portion 62 guides the combustion gas that can diffuse from the outlet 42 and collide with the housing 20h to the outer guide portion 61 before the collision. Therefore, for example, the combustion gas guided to the combustion region is increased as compared with the configuration in which the receiving portion 62 is formed only in a part of the circumferential direction of the ejection port 42. As a result, it is possible to increase the temperature of the combustion region while suppressing the temperature increase rate of the filter 21 from being lowered.
  • the flow receiving portion 62 facing the edge of the ejection port 42 in the central axis direction of the flame stabilizer 31 guides the combustion gas that travels substantially straight from the ejection port 42 to the filter 21, while the flow receiving portion 62
  • the combustion gas diffusing from the ejection port 42 is received and guided to the outer guide portion 61. Accordingly, it is possible to increase the temperature inside the flame holder 31 while suppressing the temperature increase rate of the filter 21 from being lowered.
  • the outer guide portion 61 surrounds the flame holder 31, the temperature of the flame holder 31 can be increased around the flame holder 31, and the fluid flowing around the flame holder 31 can be increased. It is also possible to introduce a large amount into the flame holder 31.
  • FIGS. 4 to 6 show a cross-sectional structure taken along line 5-5 in FIG. 4, and FIG. 6 shows a cross-sectional structure taken along line 6-6 in FIG.
  • the burner according to the second embodiment differs from the burner according to the first embodiment in the configuration related to the fuel supply in the burner and the configuration related to the air supply. Therefore, in the following, such differences will be described in detail, and other descriptions will be omitted.
  • the burner 70 includes a base body 70b formed in a disk shape, and a base end of a flame holder 31 formed in a cylindrical shape is fixed to the base body 70b.
  • a circulating portion 32 is disposed outside the flame holder 31 with a gap between the flame holder 31 and a proximal end of the circulating portion 32 is fixed to the base body 70b.
  • the flame holder 31 is formed in a double cylindrical shape including an inner cylinder part 41 and an outer cylinder part 51 extending from the base body 70 b toward the filter 21.
  • the inner cylinder portion 41 of the flame stabilizer 31 is formed in a cylindrical shape concentric with the circulating portion 32, and an ejection port 42 is formed at the tip of the inner cylinder portion 41.
  • the outer cylinder part 51 of the flame holder 31 is formed in a cylindrical shape concentric with the circulating part 32 and surrounds the inner cylinder part 41 with a gap between the outer cylinder part 51 and the inner cylinder part 41. .
  • the tip of the inner cylinder part 41 and the tip of the outer cylinder part 51 are closed by a closing plate 54 formed in an annular shape.
  • An air supply pipe 13 a is connected to an air passage 52 that is a gap between the inner cylinder portion 41 and the outer cylinder portion 51.
  • a guide plate 55 formed in a plate shape facing the opening of the air supply pipe 13 a is fixed to the inner peripheral surface of the outer cylinder portion 51.
  • a communication passage 53 that penetrates between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the outer cylinder portion 51 is formed at the proximal end of the outer cylinder portion 51.
  • the circulating portion 32 includes an outer guide portion 61, a flow receiving portion 62, and an inner guide portion 63, and is formed in a cylindrical shape surrounding the entire flame holder 31.
  • the outer guide portion 61 is formed in a cylindrical shape extending from the base body 70b toward the filter 21.
  • a receiving portion 62 formed in an annular shape facing the edge of the ejection port 42 is provided at the tip of the outer guide portion 61 at a portion closer to the filter 21 with respect to the flame holder 31.
  • the flow receiving portion 62 extends inward in the radial direction over the entire circumferential direction of the outer guide portion 61, and is bent toward the proximal end of the outer guide portion 61 on the way inward in the radial direction.
  • An inner guide portion 63 is provided on the inner edge of the flow receiving portion 62, and the inner guide portion 63 is formed in a cylindrical shape extending from the inner edge of the flow receiving portion 62 toward the base body 70b.
  • an end portion (base end portion) close to the base body 70b is provided with a plurality of inner communication passages 71 for flowing air from the air supply pipe 13a into the inner cylinder portion 41. It is formed at intervals along the direction.
  • the inner communication path 71 and the communication path 53 constitute a communication path.
  • the inner cylinder part 41 is formed with a cut-and-raised piece 72 in which a part of the peripheral wall is cut and raised from the edge of each inner communication path 71 toward the inner side in the radial direction of the inner cylinder part 41.
  • a plurality of air supply holes 46 penetrating the inner cylinder part 41 are formed in a portion of the inner cylinder part 41 close to the ejection port 42 with respect to the inner communication path 71.
  • Each of the plurality of air supply holes 46 guides the air in the air passage 52 into the inner cylinder portion 41.
  • a fuel supply part 35 for supplying fuel into the inner cylinder part 41 is fixed to the base body 70b.
  • a fuel supply port is formed at the tip of the fuel supply unit 35, and the supply port is disposed in the inner cylinder portion 41.
  • a fuel pump for supplying fuel to the engine is connected to the fuel supply unit 35, and the fuel supply unit 35 supplies the fuel supplied by the fuel pump into the inner cylinder portion 41 in a vaporized state.
  • a connecting wall portion 73 is fixed between the inner communication path 71 and the air supply hole 46 in the inner peripheral surface of the inner cylinder portion 41.
  • the connecting wall portion 73 is formed in an annular shape, and is bent toward the tip of the inner cylinder portion 41 while extending radially inward.
  • the outer edge of the connecting wall 73 is connected to the inner cylinder 41 over the entire circumferential direction.
  • a space surrounded by the inner cylinder portion 41 is partitioned into a first mixing chamber 81, a second mixing chamber 82, a third mixing chamber 83, a fourth mixing chamber 84, and a fifth mixing chamber 85.
  • the space between the base body 70 b and the connecting wall portion 73 is a first mixing chamber 81, and air enters the first mixing chamber 81 from each inner communication passage 71, In addition, fuel enters from the fuel supply unit 35.
  • the air swirling around the central axis of the flame holder 31 and the fuel injected toward the center of the air swirling are mixed.
  • the base end portion of the mixing inner cylinder portion 74 formed in a cylindrical shape is connected to the distal end of the connection wall portion 73 in a state where the base end portion is passed through the connection wall portion 73. That is, of the two end portions of the mixed inner cylinder portion 74, the base end portion that is the end portion close to the base body 70 b is joined to the connection wall portion 73, and the connection wall portion 73 is connected to the inner peripheral surface of the inner cylinder portion 41. A gap between the mixing inner cylinder portion 74 is blocked. Of the two ends of the mixing inner cylinder 74, the tip, which is the end close to the ejection port 42, is open.
  • An annular support plate 75 is fixed to a portion of the inner peripheral surface of the inner cylinder portion 41 that is close to the ejection port 42 with respect to the fixed portion of the connection wall portion 73.
  • the mixing outer cylinder part 76 which is formed in a cylindrical shape and surrounds the mixing inner cylinder part 74 is connected. The distal end of the mixing outer cylinder part 76 is located closer to the ejection port 42 of the inner cylinder part 41 than the distal end of the mixing inner cylinder part 74, and a closing plate 77 that closes the opening is provided at the distal end of the mixing outer cylinder part 76. It is attached.
  • the support plate 75 is formed with a plurality of air-fuel mixture supply ports 75a penetrating between the surface of the support plate 75 on the base 70b side and the surface on the ejection port 42 side.
  • a wire net 78 that covers the plurality of air-fuel mixture supply ports 75 a is attached to the surface of the support plate 75 on the side of the ejection port 42.
  • a second mixing chamber 82 which is a space surrounded by the inner peripheral surface of the mixing inner cylinder portion 74, is formed, and the second mixing chamber 82 exits from the first mixing chamber 81.
  • the mixed gas enters.
  • a third space which is surrounded by the inner peripheral surface of the mixing outer cylinder portion 76 and the closing plate 77 is located at a position closer to the ejection port 42 with respect to the second mixing chamber 82.
  • a mixing chamber 83 is formed, and the air-fuel mixture that has come out of the second mixing chamber 82 enters the third mixing chamber 83.
  • a fourth mixing chamber 84 is formed as a gap between the mixing inner cylinder portion 74 and the mixing outer cylinder portion 76, and the third mixing chamber 83 exits the fourth mixing chamber 84. Mixture enters.
  • a fifth mixing chamber 85 is formed as a space surrounded by the inner peripheral surface of the inner cylinder portion 41, the support plate 75, and the connecting wall portion 73. Enters the mixed gas from the fourth mixing chamber 84.
  • the first mixing chamber 81, the second mixing chamber 82, the third mixing chamber 83, the fourth mixing chamber 84, and the fifth mixing chamber 85 constitute one premixing chamber 80.
  • a spark plug 33 is attached to the outer guide portion 61 of the circulating portion 32, and an ignition portion 33c formed at the tip of the spark plug 33 is near the tip of the flame holder 31 in the axial direction with respect to the support plate 75, and Further, it is disposed between the mixed outer cylinder portion 76 and the inner cylinder portion 41 in the radial direction.
  • the clearance between the inner peripheral surface of the flame holder 31 and the outer peripheral surface of the mixed outer cylinder portion 76 and the space closer to the ejection port 42 than the closing plate 77 in the inner cylinder portion 41 are in the combustion region 90.
  • the guide plate 55 is fixed to the inner peripheral surface of the outer cylinder portion 51, and is formed in a plate shape that covers a part of the opening of the air supply pipe 13a.
  • the guide plate 55 is inclined inward in the radial direction from a fixed portion with respect to the inner peripheral surface, and thus has a slope closer to the outer peripheral surface of the inner cylinder portion 41 at a portion closer to the tip.
  • the air flow from the air supply pipe 13 a into the outer cylinder portion 51 is changed from a flow inward in the radial direction to a flow along the outer peripheral surface of the inner cylinder portion 41 by colliding with the guide plate 55. Thereby, a swirl flow swirling around the inner cylinder part 41 is formed between the outer cylinder part 51 and the inner cylinder part 41.
  • the plurality of cut and raised pieces 72 formed on the peripheral wall of the inner cylinder portion 41 are bent at an angle covering a part of the inner communication path 71.
  • the cut-and-raised piece 72 forms a swirling flow in the inner cylinder portion 41 by guiding the air flowing from the inner communication passage 71 into the inner cylinder portion 41.
  • the swirl flow formed by the guide plate 55 of the outer cylinder portion 51 and the swirl flow formed by the cut and raised piece 72 have the same swirling direction.
  • the air from the inner communication path 71 and the fuel from the fuel supply unit 35 are mixed in the first mixing chamber 81. Then, an air-fuel mixture composed of air and fuel is generated.
  • the air-fuel mixture generated in the first mixing chamber 81 sequentially passes from the second mixing chamber 82 to the fifth mixing chamber 85 and passes through the plurality of air-fuel supply ports 75a formed in the support plate 75 to the combustion region 90. enter.
  • the fuel since the fuel previously mixed with air is supplied to the combustion region 90, the fuel is easily ignited as compared with the configuration in which air and fuel are separately supplied to the combustion region. Further, since the air heated in the air passage 52 is supplied to the premixing chamber 80, the temperature of the air-fuel mixture supplied to the combustion region 90 is increased as compared with a configuration in which the air is not heated. As a result, the air-fuel mixture is easily ignited.
  • the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 33, thereby generating a flame F extending toward the ejection port 42 of the flame holder 31.
  • the air supplied to the combustion region 90 from the air supply hole 46 is mixed with the air-fuel mixture, it is possible to suppress the air-fuel mixture from becoming difficult to burn due to a lack of air.
  • a part of the high-temperature fluid generated by the combustion of the air-fuel mixture is guided toward the receiving part 62 by the inner guide part 63, and the fluid guided to the receiving part 62 is the inner peripheral surface of the outer guide part 61.
  • Flowing toward the base body 70b The fluid that reaches the vicinity of the base body 70 b flows from the communication passage 53 of the outer cylinder portion 51 into the air passage 52, and the fluid is mixed with air in the air passage 52. Since the high-temperature fluid mixed with air enters the first mixing chamber 81 from the inner communication path 71 of the inner cylinder portion 41, the mixture gas generated in the premixing chamber 80 is compared with a configuration in which no fluid flows. The temperature is increased.
  • the effects listed below can be obtained.
  • the fuel is premixed with air in the premixing chamber 80 before entering the combustion zone 90. Therefore, the air-fuel mixture is easily ignited as compared with the configuration in which the air-fuel mixture is not generated. Therefore, the fuel supplied to the combustion region 90 is easily burned.
  • each said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
  • the receiving portion 62 may not be opposed to the edge of the ejection port 42 as long as it can receive the combustion gas ejected from the ejection port 42.
  • the flow receiving portion 62 may be opposed to a region surrounded by the edge of the ejection port 42 in the central axis direction of the flame holder 31, that is, a region radially inward of the edge of the ejection port 42. Good.
  • the flow receiving portion 62 may face the outer space in the radial direction with respect to the edge of the ejection port 42 in the central axis direction of the flame holder 31.
  • the combustion gas ejected from the ejection port 42 is at least more radial than the edge of the ejection port 42. Combustion gas spreading outside is received by the receiving part. In this way, if the receiving part is configured to receive the combustion gas outside the ejection port 42, a part of the combustion gas ejected from the ejection port 42 is received by the receiving part, and then the outer guiding unit 61 receives the combustion gas. It is guided to the communication path 53 along.
  • the flow receiving portion 62 may not be circular, and the outer edge of the flow receiving portion 62 may be, for example, a ring formed in a polygonal shape, or an elliptical ring. It may be.
  • the receiving portion 62 may not be annular, and may be configured to correspond to only a part of the ejection port 42 in the circumferential direction. Even in such a configuration, the combustion gas is returned to the combustion region by receiving a considerable amount of the combustion gas by the receiving portion 62.
  • the shape of the receiving portion 62 is appropriately designed to be a shape suitable for a position for receiving the combustion gas ejected from the ejection port 42, and is also suitably adapted to a shape suitable for returning the received combustion gas to the communication path. It only has to be designed.
  • the outer side guide part 61 does not need to be cylindrical, for example, the cross section orthogonal to an axial direction may be square tube shape with a polygonal shape.
  • the outer side guide part 61 does not need to be the cylinder shape which surrounds the flame holder 31, and is the structure formed so that it might correspond only to a part in the circumferential direction of the flame holder 31. Good.
  • the structure which consists of a some board member formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the flame holder 31 may be sufficient. Even in such a configuration, the combustion gas received by the flow receiving portion 62 is guided to the flame holder 31 along the outer guide portion 61.
  • the inner side guide part 63 does not need to be cylindrical shape, and the cross section orthogonal to an axial direction may be polygonal square tube shape.
  • the inner side guide part 63 does not need to be a cylinder shape, and the structure formed so that it might respond
  • the inner guide portion 63 may be formed at a position closer to the outer edge of the flow receiving portion 62 with respect to the inner edge of the flow receiving portion 62. Even in such a configuration, compared with a configuration in which the inner guide portion is not formed, the combustion gas flows not only radially outward in the flow receiving portion 62, but therefore the combustion gas guide into the flame holder 31. Becomes easier.
  • the circulating portion 32 may have a configuration in which the inner guide portion 63 is omitted. Even in such a configuration, the combustion gas that collides with the receiving portion 62 is returned to the combustion region, whereby the temperature of the combustion region is raised.
  • the position of the communication path 53 is not limited to the position near the base end with respect to the center in the central axis direction of the flame holder 31, but from the center of the flame holder 31 in the central axis direction or from the center. May also be close to the tip. Even in such a configuration, the combustion gas flows into the combustion region not a little via the communication path, and therefore, the temperature in the combustion region is increased as compared with a configuration in which such combustion gas does not flow. Also in the second embodiment, the position of the communication path 53 does not have to be the end portion (base end portion) close to the base body 70 b in the outer cylinder portion 51, but may be formed in a portion closer to the ejection port 42.
  • a plurality of passage forming portions 43 may be formed at the base end of the inner cylindrical portion 41 at intervals in the circumferential direction. According to such a configuration, the upstream side wall 20a and the inner cylindrical portion are formed. A plurality of communication passages 53 are formed by the portion 41. In the second embodiment, a plurality of communication passages 53 may be formed in the outer cylinder portion 51 at intervals in the circumferential direction.
  • a plurality of communication passages 53 may be formed in the flame holder 31.
  • a plurality of communication paths may be formed at a predetermined interval at the proximal end of the flame holder 31, and the proximal end of the flame holder 31 and a position closer to the distal end with respect to the proximal end
  • a plurality of communication paths may be formed.
  • the air passage 52 may not be formed in the flame holder 31. That is, the flame holder 31 may have a single cylindrical shape, and air may be directly supplied to the combustion region from the air supply pipe 13a. Even in such a configuration, the temperature in the combustion region is increased by the combustion gas returned to the flame holder 31 by the circulating portion 32, so that the fuel is easily combusted.
  • the flame holder 31 may have a configuration in which the enlarged diameter portion 45 is omitted. Even in such a configuration, a part of the combustion gas ejected from the ejection port formed in the constant diameter portion 44 collides with the receiving portion 62. Therefore, a part of the fuel gas is returned to the combustion region by the circulating portion 32.
  • the ignition source for burning the fuel is not limited to the ignition plugs 33a and 33b, but may be a glow plug, a laser ignition device, a plasma ignition device, or the like. Alternatively, it may be embodied as a combination of two or more of these. In short, any ignition unit capable of igniting an air-fuel mixture of fuel and air may be used.
  • the housing 20h, the inner cylinder part 41, the outer cylinder part 51, and the circulation part 32 are not limited to a cylindrical shape, and are, for example, rectangular prisms having a polygonal cross section perpendicular to the axial direction.
  • the inner cylinder portion 41 and the outer cylinder portion 51 may have a polygonal square tube cross section perpendicular to the axial direction.
  • the air supply hole 46 formed in the inner cylinder portion 41 may be omitted, that is, air used for fuel combustion is supplied to the combustion region 90 only through the premixing chamber 80. It may be configured.
  • the air supply pipe 13a may be connected to the base body 70b. That is, air used for fuel combustion may be put into the premixing chamber 80 without passing through the air passage 52 formed in the flame holder 31. In this case, the outer cylinder part 51 and the closing plate 54 of the flame holder 31 can be omitted.
  • the position of the ejection port 42 of the flame holder 31 and the tip of the outer guide portion 61 may be further apart in the axial direction of the flame holder 31.
  • the tip of the flame holder 31 may be expanded in diameter. According to such a configuration, it is possible to obtain an effect according to the above (7) which is an effect of the first embodiment.
  • occlusion board 77 which are the division parts which divide the premixing chamber 80 and the combustion area
  • a flat plate disposed inside the inner cylinder portion 41 and orthogonal to the axial direction of the inner cylinder portion 41 may be used.
  • the connecting wall portion 73 and the mixing inner cylinder portion 74 may be omitted, and the partition portion may be configured by only the support plate 75, the mixing outer cylinder portion 76, and the closing plate 77.
  • the partition section that partitions the premixing chamber 80 and the combustion region 90 partitions the space in which the air-fuel mixture is generated and the space in which the air-fuel mixture is ignited in the space partitioned by the inner cylinder portion 41. Any member may be used.
  • the partition part comprised from the connection wall part 73, the mixing inner cylinder part 74, the support plate 75, the mixing outer cylinder part 76, and the obstruction
  • the partition portion is preferably configured as described above.
  • various catalysts used for purifying exhaust gas instead of the filter 21 may be provided on the downstream side of the burner 30.
  • the filter 21 and the catalyst are connected in parallel to the downstream side of the burner 30, and combustion gas generated by combustion in the burner 30 or heated exhaust gas is supplied to both the filter 21 and the catalyst. But you can.
  • the burners 30 and 70 are not limited to the front stage of the filter 21 in the exhaust pipe 18, and may be arranged in the rear stage of the filter 21 in the exhaust pipe 18.
  • the fuel injection nozzle 34 may inject vaporized fuel.
  • the fuel injected from the fuel injection nozzle 34 may be supplied from the common rail instead of from the fuel pump.
  • a configuration in which a fuel pump for supplying fuel to the fuel injection nozzle 34 is separately mounted may be used.
  • the fuel supply unit 35 may inject fuel that has not been vaporized.
  • the air used for the combustion of fuel in the burners 30 and 70 may not be the air flowing through the intake pipe 13, but flows through a pipe connected to an air tank of the brake, for example. Air or air supplied from a blower for the burners 30 and 70 may be used.
  • the engine on which the exhaust emission control device 20 is mounted is not limited to the diesel engine 10 but may be a gasoline engine.

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Abstract

ディーゼルエンジンの排気管（１８）で排気を浄化する排気浄化装置に用いられるバーナー（３０）は、燃焼によって生じた流体が噴き出される噴き出し口（４２）を有する筒状の保炎器（３１）を備えている。保炎器（３１）には、該保炎器（３１）の内部と該保炎器（３１）の外部とを連通する連通路（５３）が形成され、保炎器（３１）の外側には環流部（３２）が配置されている。環流部（３２）は、噴き出し口（４２）から噴き出される流体を受ける受流部（６２）と、受流部（６２）の受ける流体を連通路（５３）へ案内する外側案内部（６１）とを備える。

Description

排気浄化装置用バーナー
　本開示の技術は、エンジンからの排気をフィルターや触媒によって浄化する排気浄化装置に用いられるバーナーに関する。
　従来から、例えば特許文献１に記載のように、排気中の微粒子をディーゼル微粒子捕集フィルター（以下、フィルター）によって捕らえるエンジンの排気浄化装置が広く用いられている。この排気浄化装置では、排気中の微粒子がフィルターに捕らえられることで排気が浄化される一方で、フィルターの機能を保つために、フィルターから微粒子を取り除くことが必要とされる。
　フィルターから微粒子を取り除くことのできる排気浄化装置の一つとして、フィルターに供給される排気をエンジン駆動用の燃料の燃焼を通じて加熱するバーナーを備える装置が知られている。バーナーを備える排気浄化装置では、フィルターに堆積した微粒子の量が所定量を超えると、バーナーによる燃料の燃焼によって排気が加熱され、微粒子の主成分である煤が酸化される程度にまで、フィルターの温度が高められる。これにより、フィルターに堆積した微粒子が取り除かれるため、再生されたフィルターは、排気中の微粒子を再び捕らえることが可能になる。
特開２０１１－１５７８２４号公報
　ところで、エンジンが始動された直後は、エンジンの運転が継続しているとき等と比べて、エンジンの温度や排気の温度が低いため、燃料が燃焼されるバーナー内の温度も低くなる。結果として、バーナー内の温度が高い状態と比べて、燃料と空気との混合気が着火されにくくなるため、フィルターの温度を同じだけ高めるためには、燃料の消費量が多くなる。
　こうした問題は、上述のようなフィルターの再生を行うバーナーだけでなく、エンジン駆動用の燃料の一部を使用して加熱を行う他のバーナー、例えば、排気浄化装置に備えられる触媒の温度を高めるためのバーナーにおいても同様に生じる。また、燃料の消費量を抑えることは、上述のようなエンジンの始動時のみに限らず、エンジンの運転が継続して行われているときであっても同様に望まれることである。
　本開示の技術は、燃料が燃焼される効率を高めることの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。
　本開示におけるバーナーの一態様は、エンジンの排気管で排気を浄化する排気浄化装置に用いられるバーナーである。このバーナーは、燃焼によって生成される流体が噴き出される噴き出し口をその先端に有する筒状の保炎器と、前記保炎器の内部と前記保炎器の外部とを連通する連通路と、前記保炎器の外側に配置された環流部とを備える。そして、前記環流部は、前記噴き出し口から噴き出される前記流体を受ける受流部と、前記受流部の受ける流体を前記受流部から前記連通路へ案内する案内部とを備える。
　上記一態様によれば、保炎器内での燃料の燃焼によって生成される流体の一部は、環流部の受流部で受けられた後に、保炎器に形成された連通路へと案内部によって案内される。したがって、燃焼によって生成された高温の流体が、保炎器によって囲まれる領域に流れ込み、保炎器内の温度が高められる。結果として、保炎器の内部で燃料の燃焼される効率が高められる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記受流部は、前記保炎器の中心軸方向において前記噴き出し口の縁と対向するように環状に形成されている。
　噴き出し口から噴き出される流体には、噴き出し口の周囲に拡散する流体と噴き出し口から略直進する流体とが含まれる。噴き出し口の周囲に拡散する流体は、通常、噴き出し口を囲む配管等に衝突して配管の温度を高めた後に、噴き出し方向の加熱対象物に到達する。一方で、噴き出し口から保炎器の中心軸に沿って略直進する流体は、配管等に衝突することなく、加熱対象に到達する。それゆえに、加熱対象物の昇温速度が高められる観点では、噴き出し口から略直進する流体がその加熱に用いられることが好ましい。
　上記他の態様における受流部であれば、保炎器の中心軸方向において噴き出し口の縁に対向する受流部は、噴き出し口から略直進する流体を加熱の対象物へ導く。それゆえに、噴き出し口に対向する位置、換言すると、噴き出し口の縁の径方向内側の部分と対向する位置に受流部が配置される構成に比べて、加熱の対象物における昇温速度を高めることが可能になる。一方で、上記の環状の受流部は、噴き出し口から拡散する流体を受けて案内部へ導く。それゆえに、例えば、噴き出し口の周方向の一部にのみ対応する受流部が形成される構成と比べて、保炎器の内部に案内される流体が多くなる。結果として、加熱対象の昇温速度が低くなることを抑えつつ、保炎器の内部の温度を高めることが可能ともなる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記案内部は、前記保炎器を囲むように形成されている。
　上記他の態様における案内部であれば、案内部が保炎器を囲むため、保炎器の周囲にて保炎器の温度を高めることが可能であり、また、保炎器の周囲に流れる流体の多くを保炎器の内部へ導くことが可能にもなる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記案内部は、前記保炎器を囲む筒状の外側案内部と、前記受流部の内縁から前記噴き出し口に向けて延びる筒状の内側案内部とを備える。
　上記受流部で受けられた流体の殆どは、受流部の内縁に向かう方向と受流部の外縁に向かう方向とのいずれかに流れる。この際に、上記他の態様における案内部によれば、受流部の内縁に向けて流れる流体の殆どは、内側案内部との衝突によって、内側案内部から受流部の外縁に向けて流れる。結果として、受流部のみを備える環流部に比べて、受流部で受けられた流体の多くが、受流部の外縁寄りに偏るため、保炎器の内部への流体の案内が容易になる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記連通路は、前記保炎器における中心軸方向の中央に対して、前記保炎器の基端寄りに配置されている。
　上記他の態様によれば、保炎器の先端寄りに連通路が形成される構成に比べて、保炎器の内部では、保炎器の内部に流れ込んだ流体の経路が長くなる。それゆえに、保炎器の内部の温度が高められやすくなり、ひいては、保炎器内にて燃料が燃焼されやすくなる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記保炎器は、内筒部と該内筒部を囲む外筒部とを含む。そして、前記保炎器には、前記内筒部と前記外筒部との間の隙間に空気を供給する空気供給管が接続され、前記内筒部には、前記内筒部と前記外筒部との間の隙間を前記内筒部の内部に連通させる空気供給孔が形成されている。
　上記他の態様によれば、燃料の燃焼に用いられる空気は、内筒部と外筒部との間の隙間を通って内筒部の内部に供給される間、燃焼により生成された流体の熱を受け得る。そのため、空気供給管の空気が内筒部の内部に直接供給される構成に比べて、温度の高い空気が内筒部の内部に供給される。特に、案内部が保炎器を囲むように形成されている構成では、保炎器の外筒部と案内部との間の隙間を流れる流体から保炎器が熱を受け、これにより、内筒部と外筒部との間の隙間を通る空気も熱を受ける。それゆえに、温度のより高い空気が内筒部の内部に供給される。結果として、内筒部の内部の温度がより高められ、ひいては、燃料が燃焼されやすくなる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記保炎器の先端は、拡径されている。
　上記他の態様によれば、噴き出し口からの流体が受流部によって受けられやすくなるため、環流部によって保炎器の内部に案内される流体がより多くなる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記保炎器の内部に、点火部をさらに備える。
　バーナーの点火部には、燃料の燃焼に伴い、燃料そのものや燃料に含まれる成分が付着することがある。こうした付着物には炭素が含まれているため、点火部では、付着物によって必要とされる以外の部分においても絶縁性が低下する。これにより、点火部による燃料と空気との混合気に対する着火が不安定になる。この点で、上述の態様では、高温の流体が保炎器の内部に流れ込むことで点火部の温度が高められるため、点火部には、燃料や燃料の成分が付着しにくくなる。結果として、点火部による混合気に対する着火が不安定になりにくくなるため、燃料が燃焼されやすくなる。
　本開示におけるバーナーの他の態様にて、前記保炎器の内部は、燃料と空気とから構成される混合気を生成する予混合室と、前記混合気が燃焼される燃焼領域とに区画される。
　上記他の態様によれば、燃料が予混合室で空気と予め混合されて燃焼領域に供給されるとともに、こうして供給された混合気が燃焼領域にて燃焼される。そのため、燃料と空気とが混合されない状態で燃焼領域にそれぞれ供給される構成と比べて、燃料が燃焼されやすくなる。
第１施形態におけるバーナーが搭載されるディーゼルエンジンの全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態におけるバーナーの断面図である。 第１実施形態におけるバーナーでの流体の流れを示す図である。 第２実施形態におけるバーナーの断面図である。 図４の５－５線に沿った断面図である。 図４の６－６線に沿った断面図である。
　［第１実施形態］
　図１から図３を参照して、本開示におけるバーナーを具体化した第１実施形態を説明する。まず、バーナーが搭載されるディーゼルエンジンの全体構成について、図１を参照して説明する。なお、ここでは、ディーゼルエンジンに吸入される空気の通路、及び、ディーゼルエンジンから排出される排気の通路を中心に説明することとし、その他の構成については割愛する。以下では、「上流」及び「下流」は、ディーゼルエンジンにおける空気及び排気の流れ方向に関して規定される。
　［ディーゼルエンジンの概略構成］
　図１に示されるように、ディーゼルエンジン１０のシリンダーブロック１１には、一列に並んだ６つのシリンダー１１ａが形成されている。６つのシリンダー１１ａには、各シリンダー１１ａに吸入空気を供給するための吸気マニホールド１２と、各シリンダー１１ａからの排気が流入する排気マニホールド１６とが接続されている。
　吸気マニホールド１２には、吸入空気の通路である吸気管１３が取り付けられている。吸気管１３の上流端には、エアクリーナー１４が取り付けられ、吸気管１３の途中には、ターボチャージャーＴＣのコンプレッサー１５が取り付けられている。排気マニホールド１６には、排気の通路である排気管１８及びＥＧＲ配管１７が接続されている。ＥＧＲ配管１７は、吸気管１３と排気マニホールド１６とを接続することで排気を吸気管１３に流入させる。排気管１８における上流の部分には、上述したコンプレッサー１５に連結されるタービン１９が接続されている。排気管１８における下流の部分には、排気管１８中の微粒子、例えば煤を取り除くことで排気を浄化する排気浄化装置２０が搭載されている。
　排気浄化装置２０には、排気中に含まれる微粒子を捕集するフィルター２１が搭載され、フィルター２１の上流には、フィルター２１に供給される排気を加熱するための排気浄化処理装置用バーナー（以下、バーナー３０）が搭載されている。フィルター２１は、例えば多孔質のセラミック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多数の柱体の内壁面に排気中の微粒子を捕らえる。
　吸気管１３におけるコンプレッサー１５の下流の部分とバーナー３０とは、空気供給管１３ａで接続されている。空気供給管１３ａの途中には、空気バルブ１３ｂが取り付けられている。空気バルブ１３ｂが開弁されると、吸気管１３から空気供給管１３ａを通じて排気浄化装置２０へ吸入空気が流入し、空気バルブ１３ｂが閉弁されると、吸気管１３から排気浄化装置２０への吸入空気の流入が止められる。
　［バーナーの構成］
　図２を参照して、バーナー３０のより詳しい構成について、排気浄化装置２０の構成の一部とともに説明する。
　円筒形状に形成された筐体２０ｈの上流寄りの端部（基端）には、筐体２０ｈの径方向に沿って延びる排気管１８が接続されている。筐体２０ｈの内部には、バーナー３０とフィルター２１とが、上流から下流に順に収容されている。
　バーナー３０は、筐体２０ｈと同心の円筒形状に形成された保炎器３１を有している。保炎器３１は、筐体２０ｈにおける基端の壁である上流側側壁２０ａに固定されている。保炎器３１の外側には、保炎器３１と同心の円筒形状に形成された環流部３２が、保炎器３１との間に隙間がある状態で配置されるとともに、該環流部３２は、上流側側壁２０ａに固定されている。保炎器３１の内側では、点火部としての２つの点火プラグ３３ａ，３３ｂが、上流側側壁２０ａに固定されている。さらに、保炎器３１の内側であって、２つの点火プラグ３３ａ，３３ｂの間の上流側側壁２０ａには、１つの燃料噴射ノズル３４が固定されている。
　保炎器３１は、上流側側壁２０ａからフィルター２１に向かって延びる内筒部４１と外筒部５１とを備えた二重の筒形状に形成され、その基端の一部が上流側側壁２０ａに連結されている。
　内筒部４１は、筐体２０ｈと同心の円筒形状に形成され、内筒部４１の先端には、噴き出し口４２が形成されている。すなわち、保炎器３１における内筒部４１は、その先端縁によって噴き出し口４２を形成している。内筒部４１の基端は、内筒部４１の周方向の一部である通路形成部４３にて上流側側壁２０ａから離間し、内筒部４１の周方向の残部にて上流側側壁２０ａに連結されている。
　内筒部４１は、基端寄りの部分である一定径部４４と、先端寄りの部分である拡径部４５とを備え、一定径部４４及び拡径部４５には、それぞれを貫通する複数の空気供給孔４６が形成されている。複数の空気供給孔４６は、例えば、一定径部４４の周方向に所定の間隔をあけて形成され、また、拡径部４５の周方向に所定の間隔をあけて形成されている。
　外筒部５１は、筐体２０ｈと同心の円筒形状に形成され、外筒部５１と内筒部４１との間に隙間（空気通路５２）がある状態で、内筒部４１を囲っている。外筒部５１の先端は、外筒部５１の周方向の全体にわたり、内筒部４１の先端に連結され、これにより、外筒部５１と内筒部４１との間の隙間である空気通路５２が塞がれている。外筒部５１の基端は、外筒部５１の周方向の一部で、内筒部４１の通路形成部４３に連結され、外筒部５１の周方向の残部で上流側側壁２０ａに固定されている。
　こうした内筒部４１と外筒部５１との連結によって、内筒部４１と外筒部５１との間の隙間である空気通路５２は、上流側側壁２０ａを通じて空気供給管１３ａに連通している。また、通路形成部４３と上流側側壁２０ａとの間には、内筒部４１と外筒部５１とを径方向に貫通することで、内筒部４１の内部と外筒部５１の外部とを連通する連通路５３が形成される。
　環流部３２は、上流側側壁２０ａからフィルター２１に向けて延び保炎器３１の全体を囲むように円筒形状に形成され、保炎器３１に対しフィルター２１寄りに位置する先端において、上流側側壁２０ａに向けて折り返されている。
　環流部３２は案内部としての外側案内部６１を有し、同外側案内部６１は、上流側側壁２０ａからフィルター２１に向けて延びる円筒形状に形成され、外側案内部６１と保炎器３１との間に上記連通路５３に連通する隙間を形成している。外側案内部６１における中心軸方向の長さは、外筒長さＬ２として設定され、外筒長さＬ２は、保炎器長さＬ１よりも長く設定されている。
　環流部３２はまた、保炎器３１の中心軸方向において噴き出し口４２の縁に対向する円環状の受流部６２を有する。受流部６２は、外側案内部６１における先端にて、外側案内部６１の周方向の全体にわたり、外側案内部６１の径方向の内方に延びている。
　環流部３２はさらに、受流部６２の内縁から噴き出し口４２に向けて延びる円筒形状の内側案内部６３を有する。内側案内部６３における中心軸方向の長さは、内筒長さＬ３として設定され、内筒長さＬ３は、外筒長さＬ２から保炎器長さＬ１を減じた長さよりも短く設定されている。
　燃料噴射ノズル３４は、例えば、上述のシリンダー１１ａに燃料を供給するための燃料ポンプに接続されている。燃料噴射ノズル３４は、所定の周波数、及び所定の圧力で、保炎器３１によって囲まれた領域内に燃料を噴射する。
　点火プラグ３３ａ，３３ｂは、陽極棒３３ａと陰極棒３３ｂとを備えている。陽極棒３３ａと陰極棒３３ｂとの間に電圧が印加されると、陽極棒３３ａと陰極棒３３ｂとの間に火花放電が生じる。これにより、燃料と空気との混合気が着火されることによって、保炎器３１内の燃料が燃焼されることで、保炎器３１内に火炎Ｆが生成される。
　［バーナーの作用］
　次に、上記バーナー３０によるフィルター２１の再生について図３を参照して説明する。なお、図３では、排気管１８から排気浄化装置２０に供給される排気の流れが白抜き矢印で示され、空気供給管１３ａから供給される空気の流れが二点鎖線の矢印で示され、燃料の燃焼によって生成される燃焼ガスの流れが実線矢印で示されている。ここでいう燃焼ガスには、燃料の燃焼によって生成されたガスと、燃料の燃焼には寄与していないものの、保炎器３１の内部に生成された火炎Ｆによって加熱された保炎器３１内の気体とが含まれる。
　図３に示されるように、上記バーナー３０では、フィルター２１の再生が行われる際に、まず、空気供給管１３ａからの空気が、保炎器３１の空気通路５２と空気供給孔４６とを通って、内筒部４１に囲まれた領域である燃焼領域に供給される。これにより、燃焼領域に供給された空気は、上流側側壁２０ａからフィルター２１に向かう方向に供給される。この際に、排気管１８から排気浄化装置２０内に供給される排気は、上流側側壁２０ａからフィルター２１に向かう方向に、環流部３２と筐体２０ｈとの間の隙間を流れる。そして、環流部３２の全体は、排気によって昇温される。
　次いで、燃料噴射ノズル３４からの燃料の噴射が開始された後に、点火プラグ３３ａ，３３ｂに電圧が印加される。これにより、燃料と空気との混合気が着火されることで、内筒部４１の内部で火炎Ｆが生成され、燃焼によって生成される流体が燃焼ガスとして噴き出し口４２から噴き出される。
　このとき、保炎器３１及び環流部３２によって囲まれた領域に生成された火炎Ｆによって、環流部３２が加熱されるため、環流部３２に接した排気の温度が高められる。また、環流部３２の先端を越えて火炎Ｆが生成されるときには、環流部３２の先端とフィルター２１との間を通る排気が、火炎Ｆによって加熱される。こうして加熱された排気が、フィルター２１に供給されることによって、フィルター２１の温度は、フィルター２１に堆積された煤が酸化される程度に高められる。また、加熱された排気とともに、保炎器３１内で生じた燃料ガスがフィルター２１に供給されることによっても、フィルター２１の温度が高められる。
　ここで、燃焼ガスの多くは、保炎器３１に囲まれた領域からフィルター２１に向かって流れるものの、その一部は、噴き出し口４２から拡散して受流部６２に衝突することにより、保炎器３１に向かう流れに変えられる。そして、保炎器３１に向かって流れる燃焼ガスの一部は、外側案内部６１の内周面に沿って、外側案内部６１と外筒部５１との間を流れ、連通路５３を通じて燃焼領域に流れ込む。結果として、燃焼ガスが燃焼領域に戻されない構成と比べて、燃焼領域の温度が高められる。この際に、外側案内部６１が外筒部５１の周方向の全体を囲むため、保炎器３１の周囲から保炎器３１の温度を高めることが可能でもあり、また、保炎器３１の周囲に流れる燃焼ガスの多くを内筒部４１の内部へ導くことが可能にもなる。また、保炎器３１の内筒部４１に拡径部４５が形成されているため、拡径部４５が形成されていない構成と比べて、燃料の燃焼によって生成される流体としての燃焼ガスが環流部３２に案内されやすくなる。
　また、こうした燃焼に用いられる空気は、内筒部４１と外筒部５１との間の隙間である空気通路５２を通って内筒部４１の内部に供給される。この際に、空気通路５２を流れる空気は、外側案内部６１と外筒部５１との間の隙間を流れる燃焼ガスから熱を受ける。したがって、空気供給管１３ａの空気が内筒部４１の内部に直接供給される構成に比べて、より温度の高い空気が内筒部４１の内部に供給される。結果として、内筒部４１の内部の温度が高められ、これにより、燃料が燃焼されやすくなる。
　そのうえ、環流部３２の内側案内部６３は、受流部６２の内縁から噴き出し口４２に向けて延びる円筒形状に形成されている。受流部６２で受けられた燃焼ガスの殆どは、受流部６２の内縁に向かう方向と受流部６２の外縁に向かう方向とのいずれかに流れる。この際に、受流部６２の内縁に向けて流れる流体の殆どは、内側案内部６３との衝突によって、内側案内部６３から受流部６２の外縁に向けて流れ、結果として、受流部６２で受けられた燃焼ガスの殆どが外側案内部６１によって連通路５３に案内される。すなわち、受流部６２で受けられた燃焼ガスの殆どが受流部６２の外縁寄りに偏るため、内筒部４１の内部への流体の案内が容易にもなる。
　しかも、保炎器３１の中心軸方向の中央に対して基端寄りの部分、特に、保炎器３１の基端に連通路５３が配置されているため、先端により近い位置に連通路５３が形成されている構成に比べて、内筒部４１の内部における燃焼ガスの流通経路が長くなる。したがって、燃焼領域の温度が高められやすくなる。
　特に、ディーゼルエンジン１０が始動された直後にフィルター２１の再生が行われた場合には、排気浄化装置２０内に供給される排気の温度が高められていないため、保炎器３１の温度、ひいては、燃焼領域の温度も燃料の着火が起こりにくい程度に低い。こうした状態にて、燃焼ガスが燃焼領域に戻されると、燃焼領域の温度が高められるため、燃料が燃焼されやすくなる。
　また、ディーゼルエンジン１０が暖機されて以降にフィルター２１の再生が行われた場合にも、排気よりも温度の高い燃焼ガスが燃焼領域に戻されるため、保炎器３１の温度及び燃焼領域の温度がより高められる。したがって、燃料が燃焼されやすくなる。
　なお、噴き出し口４２から噴き出される燃焼ガスには、噴き出し口４２の周囲に拡散する燃焼ガスと噴き出し口４２から略直進する燃焼ガスとが含まれる。環流部３２が配置されていない場合には、噴き出し口４２の周囲に拡散する燃焼ガスは、通常、噴き出し口４２を囲む筐体２０ｈ等に衝突して筐体２０ｈの温度を高めた後に、噴き出し方向の排気やフィルター２１に衝突する。一方で、噴き出し口４２から略直進する燃焼ガスは、筐体２０ｈ等に衝突することなく、排気やフィルター２１と衝突する。フィルター２１の昇温速度が高められる観点では、噴き出し口４２から略直進する燃焼ガスがその加熱に用いられることが好ましい。
　ここで、上述の環流部３２であれば、保炎器３１の中心軸方向において噴き出し口４２の縁に対向する受流部６２は、噴き出し口４２から略直進する燃焼ガスをフィルター２１に向けて導く。したがって、噴き出し口４２に対向する位置に受流部６２のような遮蔽部が配置される構成、換言すると、噴き出し口４２の縁の径方向内側に受流部６２が配置される構成に比べて、フィルター２１における昇温速度を高めることが可能になる。一方で、上記の環状の受流部６２は、噴き出し口４２から拡散して筐体２０ｈに衝突し得る燃焼ガスをその衝突の前に外側案内部６１へ導く。したがって、例えば、噴き出し口４２の周方向の一部にのみ受流部６２が形成される構成と比べて、燃焼領域に案内される燃焼ガスが多くなる。結果として、フィルター２１の昇温速度が低くなることを抑えつつ、燃焼領域の温度を高めることが可能となる。
　点火プラグ３３ａ，３３ｂには、燃料の燃焼に伴い、燃料そのものや燃料に含まれる成分が付着する。こうした付着物には炭素が含まれているため、点火プラグ３３ａ，３３ｂでは、付着物によって、必要とされる以外の部分においても絶縁性が低下する。これにより、点火プラグ３３ａ，３３ｂによる燃料と空気との混合気に対する着火が不安定になる。この点で、燃焼ガスが保炎器３１内に流れ込むことで点火プラグ３３ａ，３３ｂの温度が高められるため、点火プラグ３３ａ，３３ｂには、上述のような燃料そのものや燃料の成分が付着しにくくなる。結果として、点火プラグ３３ａ，３３ｂによる混合気に対する着火が不安定になりにくくなるため、燃料が燃焼されやすくなる。
　以上説明したように、第１実施形態のバーナーによれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
　（１）保炎器３１内での燃料の燃焼によって生成された燃焼ガスの一部は、受流部６２に衝突して外側案内部６１に案内されることで、保炎器３１からフィルター２１に向かう流れから、フィルター２１から保炎器３１に向かう流れに変えられる。そして、燃焼ガスが燃焼領域に流れ込むことで、燃焼領域の温度が高められる。結果として、保炎器３１内では燃料が燃焼されやすくなる。
　（２）保炎器３１の中心軸方向において噴き出し口４２の縁と対向する受流部６２は、噴き出し口４２から略直進する燃焼ガスをフィルター２１へ導く一方で、同受流部６２は、噴き出し口４２から拡散する燃焼ガスを受けて外側案内部６１へ導く。したがって、フィルター２１の昇温速度が低くなることを抑えつつ、保炎器３１の内部の温度を高めることが可能ともなる。
　（３）外側案内部６１が保炎器３１を囲むため、保炎器３１の周囲にて保炎器３１の温度を高めることが可能であり、また、保炎器３１の周囲に流れる流体の多くを保炎器３１の内部へ導くことが可能にもなる。
　（４）受流部６２で受けられた燃焼ガスの一部は、内側案内部６３に衝突して外側案内部６１に案内される。これにより、環流部３２が外側案内部６１と受流部６２とのみを備える構成と比べて、フィルター２１から保炎器３１に向かう流れに変えられる燃焼ガスがより多くなる。したがって、燃焼領域には、より多くの燃焼ガスが流入するため、保炎器３１に囲まれた内部の温度がより高められる。
　（５）燃料の燃焼に用いられる空気は、保炎器３１内の空気通路５２を通って燃焼領域に供給される間に燃焼ガスから熱を受けるため、保炎器３１に囲まれた空間の燃焼領域には、空気供給管１３ａから燃焼領域に直接空気が供給される構成に比べて、温度のより高い空気が供給される。結果として、燃焼領域の温度が高められ、ひいては、燃料が燃焼されやすくなる。
　（６）保炎器３１の基端に連通路５３が配置されているため、先端により近い位置に連通路５３が形成されている構成に比べて、内筒部４１の内部における燃焼ガスの流通経路が長くなる。それゆえに、燃焼領域の温度が高められやすくなる。
　（７）噴き出し口４２から噴き出される燃焼ガスは、拡径部４５の案内によって受流部６２に衝突しやすくなるため、燃焼ガスの一部は、フィルター２１から保炎器３１に向かう流れに、より確実に変えられる。
　（８）燃焼ガスが保炎器３１内に流れ込むことで点火プラグ３３ａ，３３ｂの温度が高められるため、点火プラグ３３ａ，３３ｂには、燃料そのものや燃料の成分が付着しにくくなる。結果として、点火プラグ３３ａ，３３ｂによる混合気に対する着火が不安定になりにくくなるため、燃料が燃焼されやすくなる。
　［第２実施形態］
　図４から図６を参照して本開示におけるバーナーの第２実施形態を説明する。なお、図５には、図４における５－５線に沿った断面構造が示され、図６には、図４における６－６線に沿った断面構造が示されている。第２実施形態のバーナーは、第１実施形態のバーナーと比べて、バーナーにおける燃料の供給に関わる構成、及び、空気の供給に関わる構成が異なる。そのため、以下では、こうした相違点を詳しく説明し、その他の説明を省略する。
　［バーナーの構成］
　図４に示されるように、バーナー７０は、円板状に形成された基体７０ｂを備え、基体７０ｂには、円筒状に形成された保炎器３１の基端が固定されている。保炎器３１の外側には、保炎器３１との間に隙間がある状態で環流部３２が配置されるとともに、該環流部３２の基端は、基体７０ｂに固定されている。
　保炎器３１は、基体７０ｂからフィルター２１に向けて延びる内筒部４１と外筒部５１とを備えた二重の円筒状に形成されている。保炎器３１の内筒部４１は、環流部３２と同心の円筒状に形成され、該内筒部４１の先端には、噴き出し口４２が形成されている。
　保炎器３１の外筒部５１は、環流部３２と同心の円筒状に形成され、外筒部５１と内筒部４１との間に隙間がある状態で、内筒部４１を囲んでいる。内筒部４１の先端と外筒部５１の先端との間は、環状に形成された閉塞板５４によって塞がれている。内筒部４１と外筒部５１との間の隙間である空気通路５２には、空気供給管１３ａが接続されている。外筒部５１の内周面には、空気供給管１３ａの開口と向かい合う板状に形成された案内板５５が固定されている。外筒部５１の基端には、外筒部５１の外周面と内周面との間を貫通する連通路５３が形成されている。
　環流部３２は、外側案内部６１、受流部６２、及び内側案内部６３を有し、保炎器３１の全体を囲む円筒状に形成されている。外側案内部６１は、基体７０ｂからフィルター２１に向けて延びる円筒状に形成されている。外側案内部６１の先端であって、保炎器３１に対しフィルター２１に近い部分には、噴き出し口４２の縁に対向する円環状に形成された受流部６２が設けられている。詳しくは、受流部６２は、外側案内部６１の周方向の全体にわたって径方向の内方に延び、この径方向の内方に向かう途中で、外側案内部６１の基端に向けて曲げられている。受流部６２の内縁には、内側案内部６３が設けられ、内側案内部６３は、受流部６２の内縁から基体７０ｂに向けて延びる円筒状に形成されている。
　内筒部４１における２つの端部のうち、基体７０ｂに近い端部（基端部）には、空気供給管１３ａからの空気を内筒部４１内に流す複数の内側連通路７１が、周方向に沿って間隔を空けて形成されている。本実施形態では、内側連通路７１と連通路５３とが、連通路を構成している。内筒部４１には、各内側連通路７１の縁から内筒部４１の径方向の内方に向けて周壁の一部が切り起こされた切り起こし片７２が形成されている。
　内筒部４１において内側連通路７１に対し噴き出し口４２に近い部位には、内筒部４１を貫通する複数の空気供給孔４６が形成されている。複数の空気供給孔４６の各々は、空気通路５２内の空気を内筒部４１内に導く。
　基体７０ｂには、内筒部４１内に燃料を供給する燃料供給部３５が固定されている。燃料供給部３５の先端には燃料の供給口が形成され、供給口が内筒部４１内に配置されている。燃料供給部３５には、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、燃料供給部３５は、燃料ポンプによって供給された燃料を気化した状態で内筒部４１内に供給する。
　内筒部４１の内周面のうち、内側連通路７１と空気供給孔４６との間には、連結壁部７３が固定されている。連結壁部７３は、環状に形成され、径方向の内方に延びる途中で内筒部４１の先端に向けて曲げられている。連結壁部７３の外縁は、内筒部４１に対して周方向の全体にわたって連結されている。
　内筒部４１に囲まれる空間は、第１混合室８１、第２混合室８２、第３混合室８３、第４混合室８４、及び第５混合室８５に区画されている。
　内筒部４１に囲まれる空間のうち基体７０ｂと連結壁部７３とに挟まれる空間は、第１混合室８１であり、第１混合室８１には、空気が各内側連通路７１から入り、且つ、燃料が燃料供給部３５から入る。第１混合室８１では、保炎器３１の中心軸を中心として旋回する空気と、空気の旋回する中心に向けて噴射される燃料とが混ざり合う。連結壁部７３の先端には、円筒状に形成された混合内筒部７４の基端部が、連結壁部７３内に通された状態で連結されている。すなわち、混合内筒部７４の２つの端部のうち基体７０ｂに近い端部である基端部は、連結壁部７３に接合され、連結壁部７３は、内筒部４１の内周面と混合内筒部７４との間の隙間を塞いでいる。混合内筒部７４の２つの端部のうち噴き出し口４２に近い端部である先端部は開放されている。
　内筒部４１の内周面であって、連結壁部７３の固定箇所に対し噴き出し口４２に近い部位には、環状に形成された支持板７５が固定され、支持板７５の内周縁には、円筒状に形成されて混合内筒部７４を囲む混合外筒部７６が連結されている。混合外筒部７６の先端は、混合内筒部７４の先端に対し内筒部４１の噴き出し口４２のより近くに位置し、混合外筒部７６の先端には、開口を塞ぐ閉塞板７７が取り付けられている。支持板７５には、支持板７５における基体７０ｂ側の面と噴き出し口４２側の面との間を貫通する複数の混合気供給口７５ａが形成されている。支持板７５における噴き出し口４２側の面には、複数の混合気供給口７５ａを覆う金網７８が取り付けられている。
　内筒部４１によって囲まれる空間には、混合内筒部７４の内周面によって囲まれる空間である第２混合室８２が形成され、第２混合室８２には、第１混合室８１から出た混合気が入る。内筒部４１によって囲まれた空間において、第２混合室８２に対し噴き出し口４２により近い位置には、混合外筒部７６の内周面、及び、閉塞板７７によって囲まれる空間である第３混合室８３が形成され、第３混合室８３には、第２混合室８２から出た混合気が入る。
　内筒部４１によって囲まれる空間には、混合内筒部７４と混合外筒部７６の隙間として第４混合室８４が形成され、第４混合室８４には、第３混合室８３を出た混合気が入る。内筒部４１によって囲まれる空間には、内筒部４１の内周面、支持板７５、及び、連結壁部７３によって囲まれる空間として第５混合室８５が形成され、第５混合室８５には、第４混合室８４から出た混合気が入る。バーナー７０では、第１混合室８１、第２混合室８２、第３混合室８３、第４混合室８４、及び、第５混合室８５によって１つの予混合室８０が構成されている。
　環流部３２の外側案内部６１には点火プラグ３３が取り付けられ、点火プラグ３３の先端に形成された着火部３３ｃは、支持板７５に対し保炎器３１の軸方向先端寄りであって、且つ、径方向における混合外筒部７６と内筒部４１との間に配置されている。バーナー７０では、保炎器３１の内周面と混合外筒部７６の外周面との隙間、及び、内筒部４１内にて閉塞板７７よりも噴き出し口４２に近い空間が、燃焼領域９０を構成する。
　図５に示されるように、案内板５５は、外筒部５１の内周面に固定され、空気供給管１３ａの開口の一部を覆う板状に形成されている。案内板５５は、内周面に対する固定部位から径方向の内方に折り曲げられることにより、その先端に近い部位ほど内筒部４１の外周面に近づく傾斜を有している。空気供給管１３ａから外筒部５１内に向けた空気の流れは、案内板５５に衝突することで、径方向の内方に向かう流れから内筒部４１の外周面に沿う流れに変えられる。これにより、外筒部５１と内筒部４１との間には、内筒部４１の周りを旋回する旋回流が形成される。
　図６に示されるように、内筒部４１の周壁に形成された複数の切り起こし片７２は、内側連通路７１の一部を覆う角度に折り曲げられている。切り起こし片７２は、内側連通路７１から内筒部４１内に流れる空気を案内することによって、内筒部４１内に旋回流を形成する。外筒部５１の案内板５５が形成する旋回流と、切り起こし片７２が形成する旋回流とは、それら旋回の方向が同じである。
　［バーナーの作用］
　バーナー７０にて燃料が燃焼されるときには、まず、空気バルブ１３ｂが開かれることによって、吸気管１３内を流れる空気が、空気供給管１３ａから空気通路５２に供給される。空気は、内筒部４１の外周面に沿いながら、内筒部４１の先端から基端に向けて流れ、内側連通路７１から第１混合室８１に入る。これにより、空気通路５２を流れる空気が加熱される。
　第１混合室８１には、気化された燃料が燃料供給部３５から供給されるため、第１混合室８１では、内側連通路７１からの空気と、燃料供給部３５からの燃料とが混合され、空気と燃料とから構成される混合気が生成される。第１混合室８１で生成された混合気は、第２混合室８２から第５混合室８５までを順に通り、支持板７５に形成された複数の混合気供給口７５ａを通って燃焼領域９０に入る。
　このように、燃焼領域９０には、空気と予め混合された燃料が供給されるため、燃焼領域に対して空気と燃料とが個別に供給される構成と比べて、燃料が着火されやすい。また、予混合室８０には、空気通路５２にて加熱された空気が供給されるため、空気が加熱されない構成と比べて、燃焼領域９０に供給される混合気の温度が高められる。結果として、混合気が着火されやすくなる。
　燃焼領域９０では、点火プラグ３３によって混合気が着火されることで、保炎器３１の噴き出し口４２に向けて延びる火炎Ｆが生成される。燃焼領域９０では、空気供給孔４６から燃焼領域９０に供給された空気が、混合気と混合されるため、空気の不足によって混合気が燃焼されにくくなることが抑えられる。
　混合気の燃焼によって生成された高温の流体の一部は、内側案内部６３によって受流部６２に向けて案内され、受流部６２に案内された流体は、外側案内部６１の内周面に沿いながら基体７０ｂに向けて流れる。基体７０ｂの近くに達した流体は、外筒部５１の連通路５３から空気通路５２内に流れ、流体は、空気通路５２内で空気と混合される。空気と混合された高温の流体は、内筒部４１の内側連通路７１から第１混合室８１に入るため、流体が流れ込まない構成と比べて、予混合室８０内に生成される混合気の温度が高められる。
　以上説明したように、第２実施形態のバーナーによれば、上述した（１）から（６）、及び、（８）の効果に加えて、以下に列挙する効果を得ることができる。
　（９）燃料は、燃焼領域９０に入る前に、予混合室８０で空気と予め混合される。そのため、混合気が生成されない構成と比べて、混合気が着火されやすくなる。したがって、燃焼領域９０に供給された燃料が燃焼されやすくなる。
　（１０）空気通路５２を流れる空気は、第１混合室８１に入る前に、内筒部４１の外周面に接することで燃焼領域９０内の火炎Ｆや燃焼ガスによって加熱される。そのため、空気の加熱が行われない構成と比べて、混合気の温度が高められることによって、混合気が着火されやすくなる。
　なお、上記各実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
　第１実施形態及び第２実施形態において、受流部６２は、噴き出し口４２から噴き出される燃焼ガスを受けることのできる構成であれば、噴き出し口４２の縁に対向していなくてもよい。詳しくは、受流部６２は、保炎器３１の中心軸方向において、噴き出し口４２の縁に囲まれた領域、すなわち、噴き出し口４２の縁よりも径方向の内側の領域と対向してもよい。あるいは、受流部６２は、保炎器３１の中心軸方向において、噴き出し口４２の縁よりも径方向の外側の空間と対向してもよい。受流部６２が、噴き出し口４２の縁よりも径方向の外側に配置された構成であっても、噴き出し口４２から噴き出された燃焼ガスのうち、少なくとも噴き出し口４２の縁よりも径方向の外側に拡がった燃焼ガスが、受流部によって受けられる。このように、受流部が噴き出し口４２の外側で燃焼ガスを受ける構成であれば噴き出し口４２から噴き出された燃焼ガスの一部が受流部によって受けられた後、外側案内部６１に沿って連通路５３に案内される。
　第１実施形態及び第２実施形態において、受流部６２が円環状でなくてもよく、受流部６２の外縁が、例えば、多角形状に形成された環状であってもよいし、楕円環状であってもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、受流部６２が環状でなくともよく、噴き出し口４２の周方向における一部にのみ対応するように形成された構成でもよい。こうした構成であっても、受流部６２によって少なからず燃焼ガスが受けられることで、燃焼ガスが燃焼領域に戻される。要は、受流部６２の形状は、噴き出し口４２から噴き出される燃焼ガスを受け止める位置に適した形状に適宜設計され、また、受け止めた燃焼ガスを連通路に戻すことに適した形状に適宜設計されればよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、外側案内部６１は円筒状でなくともよく、例えば、軸方向に直交する断面が多角形状の角筒状であってもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、外側案内部６１は保炎器３１を囲む筒状でなくともよく、保炎器３１の周方向における一部にのみ対応するように形成された構成でもよい。例えば、保炎器３１の周方向において所定の間隔をあけて形成された複数の板部材からなる構成でもよい。こうした構成であっても、受流部６２によって受けられた燃焼ガスは少なからず外側案内部６１に沿って保炎器３１に案内される。
　第１実施形態及び第２実施形態において、内側案内部６３は円筒状でなくともよく、軸方向と直交する断面が多角形状の角筒状であってもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、内側案内部６３は筒状でなくともよく、受流部６２の周方向の一部にのみ対応するように形成された構成でもよい。こうした構成であっても、内側案内部が形成されていない構成と比べて、内側案内部が形成された部位では、燃焼ガスが受流部６２の外縁寄りに偏るため、保炎器３１内への燃焼ガスの案内が容易になる。
　第１実施形態及び第２実施形態において、内側案内部６３は、受流部６２の内縁に対して受流部６２の外縁により近い位置に形成されてもよい。こうした構成であっても、内側案内部が形成されていない構成と比べて、燃焼ガスが受流部６２における径方向の外方に少なからず流れるため、保炎器３１内への燃焼ガスの案内が容易になる。
　第１実施形態及び第２実施形態において、環流部３２は、内側案内部６３が割愛された構成でもよい。こうした構成であっても、受流部６２に衝突した燃焼ガスが燃焼領域に戻されることによって、燃焼領域の温度が高められる。
　第１実施形態において、連通路５３の位置は、保炎器３１における中心軸方向の中央に対して基端に近い位置に限らず、保炎器３１における中心軸方向の中央、あるいは、中央よりも先端に近い位置であってもよい。こうした構成であっても、燃焼ガスが連通路を介して少なからず燃焼領域内に流れ込むため、こうした燃焼ガスの流れ込みがない構成と比べて、燃焼領域内の温度が高められる。また、第２実施形態においても、連通路５３の位置は、外筒部５１における基体７０ｂに近い端部（基端部）でなくともよく、噴き出し口４２により近い部位に形成されてもよい。
　第１実施形態において、内筒部４１の基端には、複数の通路形成部４３が、周方向において間隔を空けて形成されてもよく、こうした構成によれば、上流側側壁２０ａと内筒部４１とによって複数の連通路５３が形成される。また、第２実施形態では、外筒部５１には複数の連通路５３が周方向において間隔を空けて形成されてもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、保炎器３１には、複数の連通路５３が形成されてもよい。こうした構成であれば、保炎器３１の基端に複数の連通路が所定の間隔をあけて形成されてもよいし、保炎器３１の基端と、基端に対し先端により近い位置とに、複数の連通路が形成されてもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、保炎器３１内には、空気通路５２が形成されていなくてもよい。すなわち、保炎器３１が一重の筒状であって、燃焼領域に、空気供給管１３ａから直接空気が供給される構成でもよい。こうした構成であっても、環流部３２によって保炎器３１に戻された燃焼ガスによって燃焼領域内の温度は高められるため、燃料は燃焼されやすくなる。
　第１実施形態において、保炎器３１は拡径部４５が割愛された構成でもよい。こうした構成であっても、一定径部４４に形成された噴き出し口から噴き出された燃焼ガスの一部は、受流部６２に衝突する。そのため、燃料ガスの一部は、環流部３２によって燃焼領域に戻されることになる。
　なお、第１実施形態、第２実施形態または変形例にて説明した保炎器の構成、及び環流部の構成は適宜組み合わせが可能である。
　第１実施形態及び第２実施形態において、燃料を燃焼するための着火源は、点火プラグ３３ａ，３３ｂに限らず、グロープラグ、レーザー点火装置、及び、プラズマ点火装置等であってもよく、あるいは、これらの２つ以上の組合せとして具体化されてもよい。要は、燃料と空気との混合気に着火が可能な点火部であればよい。
　第１実施形態において、筐体２０ｈ、内筒部４１、外筒部５１、及び、環流部３２は、円筒状に限らず、例えば、軸方向に直交する断面が多角形状の角筒状であってもよく、第２実施形態では、内筒部４１及び外筒部５１における軸方向と直交する断面が多角形状の角筒状であってもよい。
　第２実施形態において、内筒部４１に形成された空気供給孔４６が割愛されてもよい、すなわち、燃料の燃焼に用いられる空気が、予混合室８０のみを通って燃焼領域９０に供給される構成でもよい。
　第２実施形態において、空気供給管１３ａが基体７０ｂに接続されてもよい。すなわち、燃料の燃焼に用いられる空気は、保炎器３１に形成された空気通路５２を通ることなく、予混合室８０に入れられてもよい。この場合には、保炎器３１の外筒部５１と閉塞板５４とを省略することができる。
　第２実施形態において、保炎器３１の噴き出し口４２の位置と、外側案内部６１の先端部との間が、保炎器３１の軸方向においてより離れていてもよい。
　第２実施形態においても、第１実施形態と同様、保炎器３１の先端が拡径されていてもよい。こうした構成によれば、第１実施形態の効果である上記（７）に準じた効果を得ることができる。
　第２実施形態において、予混合室８０と燃焼領域９０とを区画する区画部である、連結壁部７３、混合内筒部７４、支持板７５、混合外筒部７６、及び、閉塞板７７は、例えば、内筒部４１の内側に配置されて、内筒部４１の軸方向と直交する平板であってもよい。あるいは、区画部が、例えば、連結壁部７３と混合内筒部７４とが省略され、支持板７５、混合外筒部７６、及び、閉塞板７７のみから構成されてもよい。
　要は、予混合室８０と燃焼領域９０とを区画する区画部が、内筒部４１によって区画される空間に、混合気が生成される空間と、混合気が着火される空間とを区画する部材であればよい。
　なお、上述のように連結壁部７３、混合内筒部７４、支持板７５、混合外筒部７６、及び、閉塞板７７から構成される区画部によれば、混合気が生成される空間と、混合気を着火する空間とを繋ぐ通路が複雑になる。これにより、燃料と空気とが混合される度合いが高められるため、区画部は上述のような構成とされることが好ましい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、バーナー３０の下流側には、フィルター２１ではなく、排気の浄化に用いられる各種の触媒が設けられていてもよい。あるいは、バーナー３０の下流側には、フィルター２１と触媒とが並列に接続され、バーナー３０での燃焼によって生じた燃焼ガスや加熱された排気が、フィルター２１と触媒との両方に供給される構成でもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、バーナー３０，７０が、排気管１８におけるフィルター２１の前段に限らず、排気管１８におけるフィルター２１の後段に配置されてもよい。
　第１実施形態において、燃料噴射ノズル３４が、気化された燃料を噴射する構成でもよい。
　第１実施形態において、燃料噴射ノズル３４から噴射される燃料が、燃料ポンプからではなく、コモンレールから供給される構成であってもよい。あるいは、燃料噴射ノズル３４に燃料を供給するための燃料ポンプが別途搭載された構成でもよい。
　第２実施形態において、燃料供給部３５が、気化されていない燃料を噴射する構成でもよい。
　第１実施形態及び第２実施形態において、バーナー３０，７０での燃料の燃焼に用いられる空気が、吸気管１３を流れる空気でなくともよく、例えば、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、バーナー３０，７０用のブロワから供給される空気であってもよい。
　排気浄化装置２０の搭載されるエンジンはディーゼルエンジン１０に限らず、ガソリンエンジンでもよい。
　１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１１ａ…シリンダー、１２…吸気マニホールド、１３…吸気管、１３ａ…空気供給管、１３ｂ…空気バルブ、１４…エアクリーナー、１５…コンプレッサー、１６…排気マニホールド、１７…ＥＧＲ配管、１８…排気管、１９…タービン、２０…排気浄化装置、２０ａ…上流側側壁、２０ｈ…筐体、２１…フィルター、３０，７０…バーナー、３１…保炎器、３２…環流部、３３，３３ａ，３３ｂ…点火プラグ、３３ｃ…着火部、３４…燃料噴射ノズル、３５…燃料供給部、４１…内筒部、４２…噴き出し口、４３…通路形成部、４４…一定径部、４５…拡径部、４６…空気供給孔、５１…外筒部、５２…空気通路、５３…連通路、５４，７７…閉塞板、５５…案内板、６１…外側案内部、６２…受流部、６３…内側案内部、７０ｂ…基体、７１…内側連通路、７２…切り起こし片、７３…連結壁部、７４…混合内筒部、７５…支持板、７５ａ…混合気供給口、７６…混合外筒部、７８…金網、８０…予混合室、８１…第１混合室、８２…第２混合室、８３…第３混合室、８４…第４混合室、８５…第５混合室、９０…燃焼領域、Ｆ…火炎、ＴＣ…ターボチャージャー。

Claims (9)

  1. 　エンジンの排気管で排気を浄化する排気浄化装置に用いられるバーナーであって、
    　燃焼によって生成される流体が噴き出される噴き出し口をその先端に有する筒状の保炎器と、
    　前記保炎器の内部と前記保炎器の外部とを連通する連通路と、
    　前記保炎器の外側に配置された環流部とを備え、
    　前記環流部は、
    　前記噴き出し口から噴き出される前記流体を受ける受流部と、
    　前記受流部の受ける流体を前記受流部から前記連通路へ案内する案内部とを備える
    　バーナー。
  2. 　前記受流部は、
    　前記保炎器の中心軸方向において前記噴き出し口の縁と対向するように環状に形成されている
    　請求項１に記載のバーナー。
  3. 　前記案内部は、
    　前記保炎器を囲むように形成されている
    　請求項２に記載のバーナー。
  4. 　前記案内部は、
    　前記保炎器を囲む筒状の外側案内部と、
    　前記受流部の内縁から前記噴き出し口に向けて延びる筒状の内側案内部とを備える
    　請求項２または３に記載のバーナー。
  5. 　前記連通路は、
    　前記保炎器における中心軸方向の中央に対して、前記保炎器の基端寄りに配置されている
    　請求項１から４のいずれか一項に記載のバーナー。
  6. 　前記保炎器は、内筒部と該内筒部を囲む外筒部とを含み、
    　前記保炎器には、
    　前記内筒部と前記外筒部との間の隙間に空気を供給する空気供給管が接続され、
    　前記内筒部には、
    　前記内筒部と前記外筒部との間の隙間を前記内筒部の内部に連通させる空気供給孔が形成されている
    　請求項１から５のいずれか一項に記載のバーナー。
  7. 　前記保炎器の先端は、拡径されている
    　請求項１から６のいずれか一項に記載のバーナー。
  8. 　前記保炎器の内部に、点火部をさらに備える
    　請求項１から７のいずれか一項に記載のバーナー。
  9. 　前記保炎器の内部は、
    　燃料と空気とから構成される混合気を生成する予混合室と、
    　前記予混合室から供給された前記混合気が燃焼される燃焼領域とに区画される
    　請求項１から８のいずれか一項に記載のバーナー。
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