JP2530863Y2

JP2530863Y2 - 燃焼装置

Info

Publication number: JP2530863Y2
Application number: JP708290U
Authority: JP
Inventors: 英雄太田; 一浩畠中; 健朗中島
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1997-04-02
Anticipated expiration: 2005-01-30
Also published as: JPH03104606U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、例えば、エンジン搭載の車両、トレーラ
の移動体等に搭載する暖房器等に適用して好ましい燃焼
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両用暖房装置には、エンジンの吸気通路に燃
焼器及び熱交換器を設け、エンジン始動直後に燃焼器に
点火し、その熱を利用して熱交換器で空気を暖め、暖ま
った温風を車室内に導入する急加熱型暖房器があり、燃
焼器に燃焼用空気を送込むための送風機及び暖房用空気
を室内に循環させるための送風機を備えている。例え
ば、特開昭61-211118号公報には、車両用保温庫の燃焼
装置が開示されている。

また、実開昭63-110852号公報には、車両用付加暖房
装置が開示されている。該車両用付加暖房装置は、水平
に保持した管状燃焼室の一端で燃料を燃焼させ、その燃
焼ガスを熱交換器に送るものであり、管状燃焼室と熱交
換器とを水平同軸上に、またファンを前記水平同軸と平
行に各配置し、ファンと管状燃焼室の底部とをダクトで
連結したものである。

更に、本出願人に係わる出願である実願平1-126507号
には、燃焼装置が開示されている。該燃焼装置は、多数
の空気導入孔を周面に備えた燃焼筒と該燃焼筒外周に配
置して環状空気通路を形成する外筒を有する燃焼器、該
燃焼器の軸方向に平行な軸上にインペラ回転軸を配置し
且つインペラの径方向への吹出し空気を旋回流としてガ
イドするスクロールを備えたターボ型送風機、及び前記
スクロールの出口を前記環状空気通路の空気取入口に接
線方向に連通したことを特徴とする燃焼装置に関するも
のである。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、気化式燃焼器の燃焼室にて気化燃料を燃焼
させて燃焼ガスを発生させ、該燃焼ガスを熱交換器にて
暖房用空気と熱交換するタイプの急加熱型暖房器につい
て、暖房用空気の送風量は相当量の暖房用空気を車室内
等の室内に送り込まなければ、冬季、寒冷地においての
暖房効率の向上にはならない。しかも、車両等のスペー
スは狭く、該スペース内に暖房器を配置するには、暖房
器自体をコンパクトに構成しなければならないという課
題がある。また、燃焼器の発熱量を大きくするには、十
分な燃焼用空気を燃焼器に送り込み、燃焼状態を盛んに
しなければならない。

しかしながら、上記実開昭63-110852号公報に開示さ
れた車両用付加暖房装置のように、燃焼器に対してファ
ンを接触させて配置しただけでは、コンパクトに構成で
きたとしても気圧変化に応答して適正な燃焼用空気を燃
焼器に送り込むことができず、良好な燃焼状態を確保で
きず、燃焼器の燃焼効率をアップすることはできない。
特に、燃焼装置に供給される燃焼空気は、モータで駆動
される送風機によって送り込まれるが、その送風量は、
通常、平地で最良の燃焼状態となるように設定されてい
る。このような燃焼装置を暖房器に利用して車両等の移
動体に搭載した場合には、特に、車両が高地に移動した
時に、寒冷状態となり、該暖房器を作動することが多く
なる。しかしながら、高地では気圧が低くなり空気は希
薄状態になる。このような外気が希薄な状態では、燃焼
装置に十分な燃焼空気が供給されなくなり、燃焼状態は
悪化し、排気ガス中の一酸化炭素COが多くなり、着火ミ
ス等も発生し、良好な燃焼状態を継続できなくなるとい
う問題が発生する。

そこで、燃焼装置については、気圧に変化が生じても
燃焼状態を最良にして一酸化炭素（CO）の排出量を低減
するためには、燃料に対する空気の供給量を適正な値に
する必要がある。ところで、燃焼装置におけるモータの
特性、送風機とスクロールケースとのクリアランス等の
条件のバラツキがあるが、該燃焼装置に気圧の変化に応
じてモータの送風能力を調整するため、モータの適正な
値の印加電圧に調整するため、コントローラのCPUデー
タを変更して適正な値の印加電圧に制御しなければなら
ず、そのような制御はコントローラで行うと、コストア
ップになり、或いは量産上問題を有していた。

この考案の目的は、上記の課題を解決することであ
り、燃焼器によって急速着火システムと急速気化システ
ムによって速やかに液体燃料を気化燃料に気化して着火
燃焼させ、特に、高地では空気希薄状態になって燃焼装
置に供給される燃焼空気が不十分になって不完全燃焼の
現象が発生することを防止するため、燃焼装置のコント
ローラを高度に応答してモータ回転を制御する必要な
く、高度の変化に応じて燃焼装置の供給燃料に対する燃
焼空気の流量を適正に調節するものであり、即ち、送風
機から供給される燃焼空気の一部を空気吸込口側へ戻す
即ち回収する手段を設けて燃焼空気の戻し量を、高度の
変化に感応して変更調整し、燃料に対する空気の供給量
を適正な値に常に調整して燃焼状態を最良にして一酸化
炭素（CO）の排出量を低減することができる燃焼装置を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成されている。即ち、この考案は、燃焼筒と該燃焼
筒外側に形成した空気通路を有する燃焼器、空気送出用
スクロールと空気吸込口を備えた送風機、前記空気通路
に空気を供給するため前記スクロールに連通する空気供
給通路、前記空気供給通路と前記空気吸込口側とを連通
して前記スクロールからの送出空気の一部を前記空気吸
込口側へ戻す連絡通路、及び高度に感応して前記連絡通
路の通路断面積を変更する空気流量調整手段を有する燃
焼装置に関する。

また、この燃焼装置において、前記空気流量調整手段
は高度に比例して膨張する高度感応ベローズから成り、
該高度感応ベローズの先端部は前記高度感応ベローズの
伸縮に応答して前記連絡通路に突出入可能に構成したも
のである。

更に、この燃焼装置において、前記送風機は前記燃焼
器の軸方向に平行な軸上にインペラ回転軸を配置し且つ
インペラの径方向への吹出し空気を旋回流としてガイド
するターボ型である。

〔作用〕

この考案による燃焼装置は、上記のように構成されて
おり、次のように作用する。即ち、この燃焼装置は、送
風機のスクロールに連通する空気供給通路と送風機の空
気吸込口側とを連通する連絡通路を形成し、該連絡通路
に高度の変化に感応して前記連絡通路の通路断面積を変
更する空気流量調整手段を設け、前記連絡通路を通じて
前記送風機からの送出空気の一部を高度の変化に応じて
常に調整変更して戻すので、例えば、燃焼装置が車両等
に搭載された場合に、車両の移動で高度が変化した時に
は、前記空気流量調整手段によって前記連絡通路の通路
断面積を高度に応じて自動的に変更し、送風機の空気吸
込口側へ戻される空気流量が調整でき、従って、前記送
風機から前記燃焼器に供給される燃焼空気流量は前記燃
焼装置に適正量供給されることになる。

しかるに、前記空気流量調整手段は高度感応ベローズ
であり、該高度感応ベローズは密封された室を有し、該
室内に所定の圧力の気体が封入されているので、外気の
高度が変化すれば、外気は濃厚或いは希薄状態に変化す
るが、その外気に感応して高度感応ベローズの室内の気
体が膨張或いは収縮する。従って、前記高度感応ベロー
ズの膨張或いは収縮に応じて前記連絡通路の通路断面積
が増減させられることになる。

また、前記送風機からの空気を前記空気吸込口側に戻
すので、前記送風機で得た送風エネルギーを維持して再
び前記送風機へ吸い込むので、送風エネルギーの損失を
最小限に低減できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案による燃焼装置の実
施例を詳述する。

この考案による燃焼装置は、燃焼器で発生した燃焼ガ
スを熱交換器において空気と熱交換させて温風を発生さ
せるものであり、例えば、エンジンを搭載した車両、ト
レーラ等の車両等の移動体の室内を暖房する暖房装置等
に適用して好ましいものである。

この考案による燃焼装置の一実施例を、第１図及び第
２図を参照して説明する。第１図はこの考案による燃焼
装置の一実施例を示す断面図、及び第２図は第１図の線
II-IIにおける断面図である。

この燃焼装置は、主として、気化式の燃焼器２、及び
ターボ型送風機１から成り、しかも、ターボ型送風機１
からの燃焼用空気を燃焼器２に多量に且つスムースに導
入すると共に、該送風機１から燃焼器２に供給される燃
焼空気の流量を高度の変化に感応して調整可能な手段を
有する点に特徴を有しているものである。

この燃焼装置において、燃焼器２からの燃焼ガスを暖
房用空気と熱交換する熱交換器は図示されていないが、
該熱交換器は例えば燃焼器２の軸線上に配置することが
できるものである。図では、ターボ型送風機１が燃焼器
２の側方に該燃焼器２の軸方向に平行な軸上に配置され
ている。燃焼器２は、多数の空気導入孔13を周面に備え
た燃焼筒16と該燃焼筒16の外周に配置して環状空気通路
29を形成する外筒20を有している。ターボ型送風機１
は、燃焼器２の軸方向に平行な軸上にモータ４の駆動軸
と一体のインペラ回転軸37を配置し且つインペラ５の径
方向への吹出し空気を旋回流としてガイドするスクロー
ル31を備えている。この燃焼装置において、燃焼器２の
環状空気通路29に燃焼用空気を取り入れる空気取入口39
を外筒20と燃焼筒16との間に形成しており、この空気取
入口39とターボ型送風機１のスクロール31の出口28と
を、空気供給通路６で環状空気通路29の空気取入口39に
接線方向に連通している。

この考案による燃焼装置に適用されるターボ型送風機
１は、モータ４、該モータ４のモータ駆動軸と一体のイ
ンペラ回転軸37、該インペラ回転軸37に固定されたブレ
ードから成るインペラ５、及び該インペラ５を収容して
スクロール31を形成するケース即ちハウジング７から構
成されている。ハウジング７は、燃焼器２の外筒20の側
面に配置されている。ターボ型送風機１については、モ
ータ４の駆動でインペラ５が回転され、インペラ５の回
転で空気がハウジング７に形成した空気取入口39から空
気吸込口９を通じて送風機１に吸い込まれ、該空気をイ
ンペラ５の径方向へ吹き出し、吹き出された空気はスク
ロール31にガイドされて旋回流となり、スクロール31の
出口28から空気供給通路６を通じて燃焼器２の空気取入
口39へ送り込まれる。

この燃焼装置については、特に、空気供給通路６を送
風機１の空気吸込口９側に連絡通路３を通じて連絡さ
せ、該連絡通路３に通路断面積を変更する空気流量調整
手段である高度感応ベローズ11を設け、高度の変化に感
応して高度感応ベローズ11を伸縮させ、該高度感応ベロ
ーズ11の先端部を連絡通路３に突出入させて連絡通路３
の通路断面積を調整制御し、送風機１からの送出空気の
一部を送風機１の空気吸込口９側に所定量だけ戻すよう
に構成したことを特徴とするものである。連絡通路３を
形成するケース８に連絡通路３へ貫通する貫通孔15を形
成し、該貫通孔15に高度感応ベローズ11を貫通させ、高
度感応ベローズ11の先端部が連絡通路３に突出入可能な
状態に位置設定する。従って、高度感応ベローズ11が高
度の変化に感応し、例えば、高地になって空気が希薄に
なれば、高度感応ベローズ11が膨張し、高度感応ベロー
ズ11の先端部が連絡通路３の一部を塞ぐようになる。連
絡通路３の一部が塞がれることによって、連絡通路３の
通路断面積が小さくなる。

この考案による燃焼装置に適用される燃焼器２につい
ての一例を説明する。この燃焼器２は、外筒20内にセラ
ミック材料から成る燃焼筒16を配置したものである。こ
の燃焼筒16は、連通口を備えたプレート12によって一次
燃焼室18と二次燃焼室17に区分され、一次燃焼室18には
着火グロープラグ26が配置され且つ燃料気化装置10の燃
料噴口30が開口している。二次燃焼室17には、燃料気化
装置10の受熱部及び燃焼制御のため火炎を検出するフレ
ームセンサー14が配置されている。また、燃焼筒16の底
部には、板状の断熱板41が配置されている。燃焼筒16の
側壁には多数の空気導入孔13が形成されており、また、
燃焼筒16の頂部には燃焼ガス出口19が形成されている。
外筒20の空気取入口39は、ターボ型送風機１のスクロー
ル31の出口28が空気供給通路６を通じて連通している。
また、外筒20の空気取入口39の部位には、通孔34を備え
た空気ガイド板35が設けられ、外筒20と燃焼筒16との間
に形成された環状空気通路29に燃焼用空気を分流させて
スムースに導入するように構成されている。

燃焼器２は、液体燃料を燃料タンク等なら成る燃料供
給手段から燃料供給パイプ32を通って燃料気化装置10に
導入し、該燃料気化装置10において液体燃料を気化させ
て気化燃料を生成し、該気化燃料をセラミック製の燃焼
筒16内の一次燃焼室18で着火し燃焼させる気化式燃焼器
である。燃焼筒16内における二次燃焼室17には、燃料気
化装置10の受熱部が配置されている。燃料気化装置10の
燃料噴口30は、一次燃焼室18に開口している。一次燃焼
室18は壁面を断熱材25等で保温された室に形成され、燃
料噴口30から噴射された気化燃料が再液化するのを防止
できるように構成されている。燃焼用空気は、燃焼器２
の空気取入口39から取入れられ、空気ガイド板35で分流
され、一方は、空気ガイド板35の通孔34から外筒20と燃
焼筒16とで形成される環状空気通路29に送り込まれ、次
いで該環状空気通路29から燃焼筒16に多数形成した空気
導入孔13を通じて燃焼筒16の二次燃焼室17に吹込まれ、
他方は、空気ガイド板35の通孔34から一次燃焼室壁部に
形成した通孔38を通って一次燃焼室18に吹き込まれる。
燃焼用空気は、気化燃料と混合して混合気を生成し、着
火グロープラグ26によって着火して燃焼する。二次燃焼
室17は燃焼筒16の出口19に連結した燃焼ガス送出管即ち
熱交換器の燃焼筒に通じており、混合気は一次燃焼室18
及び二次燃焼室17で燃焼すると共に、火炎は燃焼筒16の
出口19から熱交換器の燃焼筒へと伸びて更に完全に燃焼
される。

この考案による燃焼装置は、以上のように構成されて
おり、次のように作用する。この考案による燃焼装置に
ついては、高度感応ベローズ11が連絡通路３に設置され
ているので、燃焼装置を車両等の移動体に搭載した場
合、車両が高地の場所へ移動すると、該高度に高度感応
ベローズ11が感応して膨張し、連絡通路３の通路断面積
を小さくし、送風機１の空気吸込口９側へ戻される空気
量を低減し、燃焼器２に供給される燃焼空気の流量を多
くするように調整される。即ち、高度感応ベローズ11は
高度に比例して膨張するものであり、高度感応ベローズ
11は高度に応じて膨張収縮が行われ、該膨張収縮によっ
て該高度感応ベローズ11に先端部を連絡通路３に対して
出入させ、該連絡通路３の通路断面積を変更させる。連
絡通路３の通路断面積が変更されると、送風機１のスク
ロール31から空気供給通路６に送り出された空気は、一
部が連絡通路３を通じて再び空気吸込口９側に回収され
るが、その回収される空気流量が調節される。それ故
に、空気供給通路６から空気取入口39を通じて燃焼器２
の環状空気通路29に導入される空気流量が調節されるこ
とになる。従って、燃焼装置を車両等の移動体に搭載し
た場合に、高度の変化に感応して高度感応ベローズ11が
膨張或いは収縮し、燃焼装置の燃焼器２への空気供給量
を適正の量に自動的に調整制御される。従って、高度の
変化に応答して燃焼装置のコントローラによる送風機の
モータ回転数を制御させる必要がなく、送風機１から供
給される燃焼空気の回収量を、高度変化に感応して調整
制御でき、燃料に対する空気の供給量を適正な値に常に
自動的に調整して燃焼状態を最良にして一酸化炭素（C
O）の排出量を低減することができる。

この燃焼装置の作動は、コントローラによって、燃焼
器２の着火グロープラグ26、燃料気化装置10の気化グロ
ープラグへの電流を制御し、気化装置10へ燃料を供給す
るための燃料供給ポンプを作動して気化装置10への燃料
供給量を制御する。更に、モータ４を駆動してターボ型
送風機１を駆動し、燃焼用空気を燃焼器２へ供給し、次
いで、暖房用空気を熱交換器へ供給して空気を加熱す
る。燃焼用空気は、ハウジング７に形成した多数の細孔
等の空気吸込口36からターボ型送風機１に吸い込まれ、
該ターボ型送風機１のスクロール31を通ってスクロール
出口28から空気供給通路６を通って燃焼器２の空気取入
口39にスワールとして吹き込まれる。次いで、該スワー
ル状態の燃焼用空気は環状空気通路29に吹き込まれ、次
いで、該燃焼用空気の一部は燃焼器２に設けた通孔38か
ら一次燃焼室18に導入されると共に、多量の燃焼用空気
は通孔34を通って燃焼筒16の空気導入孔13から二次燃焼
室17に導入される。一次燃焼室18及び二次燃焼室17に吹
き込まれた燃焼用空気は、気化装置10から噴出された気
化燃料と混合されて混合気を生成し、着火グロープラグ
26で着火燃焼される。従って、燃焼器２の混合気への着
火が極めてスムースに行われ、次いで燃焼は盛んになる
ことができる。

〔考案の効果〕

この考案による燃焼装置は、上記のように構成されて
おり、次のような効果を有する。即ち、この燃焼装置
は、燃焼筒と該燃焼筒外側に形成した空気通路を有する
燃焼器、空気送出用スクロールと空気吸込口を備えた送
風機、前記空気通路に空気を供給するため前記スクロー
ルに連通する空気供給通路、前記空気供給通路と前記空
気吸込口側とを連通して前記スクロールからの送出空気
の一部を前記空気吸込口側へ戻す連絡通路、及び高度に
感応して前記連絡通路の通路断面積を変更する空気流量
調整手段を有するので、例えば、燃焼装置が車両等に搭
載された場合に、車両の移動で高度が変化した時には、
前記空気流量調整手段によって前記連絡通路の通路断面
積を高度に応じて自動的に変更し、送風機の空気吸込口
側へ戻される空気流量が調整でき、従って、前記送風機
から前記燃焼器に供給される燃焼空気流量は前記燃焼装
置に適正量供給されることになる。しかるに、高地では
空気希薄状態になって燃焼装置に供給される燃焼空気が
不十分になって不完全燃焼の現象が発生するが、この燃
焼装置は、高度に感応して前記連絡通路の通路断面積を
変更する空気流量調整手段によって、燃焼装置のコント
ローラを高度に応答してモータ回転を制御する必要な
く、高度の変化に応じて燃焼装置の供給燃料に対する燃
焼空気の流量を適正に調節することができる。従って、
送風機から燃焼器へ供給される燃焼空気を、高度の変化
に感応して、燃料に対する空気の供給量を適正な値に常
に自動的に変更調整でき、燃焼状態を最良にして一酸化
炭素（CO）の排出量を低減することができる。

前記空気流量調整手段は高度感応ベローズであり、該
高度感応ベローズは密封された室を有し、該室内に所定
の圧力の気体が封入されているので、外気の高度が変化
すれば、外気は濃厚或いは希薄状態に変化するが、その
外気に感応して高度感応ベローズの室内の気体が膨張或
いは収縮する。従って、前記高度感応ベローズの膨張或
いは収縮に応じて前記連絡通路の通路断面積が増減させ
られることになる。

また、この燃焼装置において、前記送風機は前記燃焼
器の軸方向に平行な軸上にインペラ回転軸を配置し且つ
インペラの径方向への吹出し空気を旋回流としてガイド
するターボ型であるので、前記送風機から吹き出される
空気流を、そのベクトルを通風抵抗で低減されることな
く、前記スクロールの出口から旋回流となって前記燃焼
器の環状空気通路に多量に導入することができる。ま
た、前記送風機によって風量の制御を容易に行うことが
でき、レスポンスの良好な燃焼装置を提供できる。しか
も、この燃焼装置は、前記燃焼器に対して上記配置で前
記ターボ型送風機を取付けるだけで、燃焼用空気に旋回
流を与えるような特別の旋回手段を設けることなく、前
記燃焼器に導入する燃焼用空気に十分なスワールを与え
ることができ、該旋回流を与えられて前記燃焼器に送り
込まれた燃焼用空気は、前記燃焼器に気化装置から噴出
される気化燃料、或いは燃料油滴と極めて良好に且つ迅
速に混合気が生成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による燃焼装置の一実施例を示す断面
図、及び第２図は第１図の線II-IIにおける断面図であ
る。１……ターボ型送風機、２……燃焼器、３……連絡通
路、４……モータ、５……インペラ、６……空気供給通
路、7,8……ケース、９……空気吸込口、11……高度感
応ベローズ、16……燃焼筒、28……スクロール出口、29
……環状空気通路、31……スクロール、37……インペラ
回転軸、39……空気取入口。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】燃焼筒と該燃焼筒外側に形成した空気通路
を有する燃焼器、空気送出用スクロールと空気吸込口を
備えた送風機、前記空気通路に空気を供給するため前記
スクロールに連通する空気供給通路、前記空気供給通路
と前記空気吸込口側とを連通して前記スクロールからの
送出空気の一部を前記空気吸込口側へ戻す連絡通路、及
び高度に感応して前記連絡通路の通路断面積を変更する
空気流量調整手段を有する燃焼装置。
【請求項２】前記空気流量調整手段は高度に比例して膨
張する高度感応ベローズから成り、該高度感応ベローズ
の先端部は前記高度感応ベローズの伸縮に応答して前記
連絡通路に突出入可能に構成した請求項１に記載の燃焼
装置。
【請求項３】前記送風機は前記燃焼器の軸方向に平行な
軸上にインペラ回転軸を配置し且つインペラの径方向へ
の吹出し空気を旋回流としてガイドするターボ型である
請求項１に記載の燃焼装置。