JP2681910B2 - 燃焼器 - Google Patents

燃焼器

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JP2681910B2
JP2681910B2 JP60026103A JP2610385A JP2681910B2 JP 2681910 B2 JP2681910 B2 JP 2681910B2 JP 60026103 A JP60026103 A JP 60026103A JP 2610385 A JP2610385 A JP 2610385A JP 2681910 B2 JP2681910 B2 JP 2681910B2
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heating
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英男 河村
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/06Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of combustion-air by flame generating means, e.g. flame glow-plugs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関によって駆動される自動車の室内を
急速暖房する暖房装置の燃焼器に関する。 (従来技術) 自動車の室内暖房は従来より、内燃機関の冷却水を温
水配管で取り出し、これをヒータコアやブロアなどにて
構成されるヒータ本体に通じ、空気をヒータ本体に送り
込んで加熱して室内暖房を行なうもの、または、内燃機
関とは無関係にバーナにて燃料を燃焼させ、発生する熱
量により室内暖房を行なうもの(特願昭59−106869号)
が用いられている。 (従来技術の問題点) このような内燃機関の冷却水を室内暖房に利用する方
法においては、冷却水の温度上昇の速度が緩慢なため、
ヒータ本体が温風を送出するまでに時間を要し、その間
はヒータの暖房機能は失われている。特に内燃機関が暖
房機能を完了するまでには、ガソリンエンジンで10分以
上、ディーゼルエンジンで20分以上を要する。この間、
寒冷地では車内は寒く防寒具を着けなければならず、ま
た車両の窓等の霜、氷等を除去するデフロスタは十分に
作動することができない等の不都合があった。また車両
が長い下り坂等を走行中は、冷却水温度が降下し暖房用
として供与できない等の欠点もある。特にディーゼルエ
ンジンは圧縮着火タイプのエンジンであるため、エンジ
ン負荷に対する排気ガス温度または冷却水温度に敏感で
上記欠点が顕著である。また、ディーゼルエンジンは、
寒冷時の燃焼に敏感で、不完全燃焼の結果である白煙、
臭気の発生も著しい。 また、内燃機関とは別個に燃料を用いる暖房方法にて
は、燃焼の臭気や排気ガスの処理に手数を要し、複雑な
制御機構と制御装置を必要とするので、そのコストがか
さむ欠点を生じ、なお、環境汚染の点でも問題が残るこ
ととなる。 (発明の目的) 本発明の目的は、上記の如き従来の内燃機関の有する
室内暖房に関する問題点を解消し、複雑な制御機構を必
要とせず、環境汚染の問題もなく、かつエンジンの始動
後、急速に暖気が得られる自動車用暖房装置の燃焼器を
提供することにある。 (発明の概要) 上記の如き本発明の目的を達成するために、本発明
は、燃料溜より燃料を浸潤する気化体を有し、該気化体
に接して気化した燃料を燃焼せしめる円筒状の燃焼器に
おいて、空気ダクトの途中に設けられ、一端面が前記空
気ダクトの下流方向に解放され側壁の円筒面には前記吸
気管の上流部から流入する空気のスワールを形成するス
ワール形成孔を有する燃焼室と、前記燃焼室内の他端面
に設けられた燃料溜に連通し、該燃料溜に燃料を供給す
る燃料供給装置と、前記燃焼室内の他端面に設けられ、
一部が前記燃料溜に達すると共に、耐熱性で多孔状の気
化体と、前記気化体と接し前記気化体に浸潤した燃料を
気化させ着火させる加熱ヒータと、を具備して成る燃焼
器を提供する。 (実施例) 第1図は本発明に係る燃焼器の一実施例の構成断面図
であり、第2図はその実施例を用いた自動車用暖房装置
のブロック図、第3図は第1図において矢印A方向より
の構成説明図である。 図において明らかなように、ディーゼルエンジン、ま
たはガソリンエンジン1のエアークリーナ2より空気ダ
クトとなる吸気管3に至るパイプ部の途中に、燃焼器4
と、その下流に熱交換器5が設けられている。また燃焼
器4と熱交換器5と並列に吸気パイプ51が存在してもよ
い。 第1図において、燃焼器4の内部にはセラミックまた
は耐熱鋼よりなる円筒状の燃焼室41が設けられ、空気の
上流方向の底部41aは封じられ、下流方向は燃焼室出口4
2として熱交換器5に連通している。そして、該燃焼室4
1の円筒面にはスワール形成孔43が貫設され、燃焼室41
の外周の空気導入路44より、燃焼室41の内部に空気を流
入する通路を形成している。 45は耐熱鋼よりなる気化装置であり、燃焼室41の底部
41aの下部を所定の間隔をおいて袋状に三日月形に覆う
よう形成され、該間隔にて生ずる空間46の下部には燃料
入口83を設け、燃料供給装置8よりの燃料を燃焼室41に
供給することにより空間46は燃料溜を構成する。そし
て、燃焼室41の底部41aは所定の厚さに耐熱性の多孔状
の気化体47にて覆われ、その下部は前記空間46にも装入
され、燃料入口83よりの燃料が燃料溜を介して気化体47
全面に浸潤するよう構成されている。 6は外面を金属のパイプにて形成しセラミックまたは
金属チューブ内にヒータコイルを埋設したタイプで構成
した加熱ヒータであり、ヒータ部の外面が前記気化体47
に接触するよう配設され、気化体47に浸潤の燃料の気化
促進および、気化した燃料に着火せしめるよう構成され
ている。また、該加熱ヒータ6は円筒状の中心部に加熱
用抵抗線が設けられ後述するブリッジ回路を介しての通
電により、加熱ヒータ6が所定温度を保持するよう制御
されている。なお、加熱ヒータ6はそのヒータ部の全部
を気化体47内に埋め込んだ構成にすることも可能であ
る。 ここで、本実施例の燃焼器が燃料を燃焼する作動を説
明すると、燃料入口83より燃焼室41に送られた燃料は、
気化装置45と底部41aとにて形成する三日月状の空間46
の燃料溜を満たすとともに、多孔状の気化体47に浸み込
み、空間46の部分の気化体47のみでなく、毛細管現象に
より気化体47の全体を浸潤する。そして通電されて所定
温度に熱せられた加熱ヒータ6に接触する部分の気化体
47に浸み込んだ燃料は、加熱ヒータ6の熱により加熱さ
れて気化され、さらに着火される。そして、空気導入路
44よりスワール形成孔43を通じて燃焼室41に空気が流入
することにより、着火した燃料は火炎となって高温度の
燃焼ガスを生ずるとともに燃焼室41内に流入空気を熱し
て高温とし、燃焼室出口42より熱風を熱交換器5に送出
することとなる。 第2図において、熱交換器5は暖房を要する自動車の
室内に連通する吸入空気取入口10より新規空気を取入
れ、該新規空気が燃焼ガスから熱を奪って熱交換を行な
った後の温風を、吹出口11まで送風するブロア12を備え
ている。そして、該吹出口11は室内暖房のため別置され
ている冷却水ヒータコア13の出口部に開口している。し
たがって図示してあるブロア14、エアコン用エバポレー
タ15、温水通路16は、冷却水利用のヒータ装置の各部材
である。 17はコントローラであり、エンジン1によって駆動さ
れるゼネレータ18よりの発電信号GTと、動作スイッチ19
のON・OFF信号FSと、エンジンの冷却水温度を検出する
水温センサ20からの水温信号WSと、スタート信号STと、
アクセル開度信号ASが入力される主制御部171、前記加
熱ヒータ6を燃料の気化・着火温度に制御するブリッジ
回路172、およびスイッチ部174により構成されている。
そして、該主制御部171は処理装置、メモリ、入出力イ
ンターフェイスを有するコンピュータ構成のものであ
る。 ブリッジ回路172は、加熱ヒータ6の有する加熱用抵
抗線を一辺として、これに対する3個以上の抵抗器から
なるホイートストン・ブリッジと、このホイートストン
・ブリッジのバランス状態を検出する比較器と、この比
較器の出力により作動するリレー回路とにて構成され、
該ブリッジ回路172を介して加熱ヒータ6に通電時は、
該加熱ヒータ6を燃料の気化・着火に適切な所定温度に
保持するよう構成されている。 スイッチ部174はブロア12のON・OFF制御を行なう開閉
器174a、ブリッジ回路172への電源の供給を制御する開
閉器174bを有する。また、21は電源のバッテリ、22はキ
ースイッチ、23はスターターモータである。 つぎに、本発明に係る燃焼器を用いた上記の構成の自
動車用暖房装置の作動を説明する。 エンジンのキースイッチ22をONにすると、自動車の電
源はONとなるが、エンジン1が始動していないため、主
制御部171は開閉器174aをOFFに保持するので暖房装置は
作動していない。しかし174bの開閉器のみ作動し主制御
部171が開閉器174bをONとし、ブリッジ回路172を介して
急加熱ヒータ6に電流を供給し、急加熱ヒータ6の加熱
を開始する。そして、ブリッジ回路172の制御にて急加
熱ヒータ6が所定温度となる。キースイッチ22をさらに
回転しスターターモータ23に電圧をかけて回転させると
エンジン1が始動する。始動と同時に、燃料供給装置8
の駆動源81が動作して供給弁82を開き、前記燃料入口83
より燃焼室41に燃料を圧送する。このため、前述のよう
に燃焼室41の内部にて、所定温度に加熱された加熱ヒー
タ6にて燃料が気化・着火して空気と混合して火炎とな
り、高温度の燃焼ガスとなって熱風とともに熱交換器5
に流入する。 一方、エンジン1が始動動作を終了して正常運転に入
ると、ゼネレータ18よりの発電信号GTと動作スイッチ21
のON信号FSとの論理積が主制御部171内にてソフトウエ
ア的にとられる。これにより、主制御部171は開閉器174
aをONとしてブロア12に通電し、ブロア12は送風を開始
する。したがって、熱交換器5にて、前記高温度の燃焼
ガスにて加熱された吸入空気取入口10よりの空気は、吹
出口11より温風となって吹出し、エンジンスタート直後
より室内暖房を開始する。 つぎに、エンジン1が運転開始より時間を経過して、
冷却水温が室内暖房用の温水として使用可能程度に温度
が上昇すると、エンジン1に設けた水温センサ20が作動
して水温信号WSを出力し、これにより主制御部171が駆
動源81に指令して供給弁82を閉じて燃料の供給を断とす
る。さらに、燃焼器4に関連の加熱ヒータ6および熱交
換器5に附随するブロア12の作動を停止させるととも
に、別のブロア14を運転させて従来よりの冷却水ヒータ
が暖房動作を開始する。 なお、動作スイッチ19を最初からOFFの状態にしてエ
ンジン1をスタートさせた場合には、ゼネレータ18より
の発電信号GTと、動作スイッチ19のON信号FSとの論理積
が主制御部171内にて入力とならないため、ブロア12は
動作しない。しかし、このような場合、エンジン1の内
部には火炎にて暖められた空気が大量に送り込まれるた
め、冬期エンジン1が冷えている場合でもエンジン1を
急速に始動させることが可能なクイック・スタート装置
となる。 なお、本発明を一実施例により説明したが、本発明の
主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを発明
の範囲から排除するものではない。 (発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明はエンジンに至る
吸気管の途中に燃焼器と熱交換器を設け、該燃焼器に燃
料溜と、燃料を浸潤する気化体と、燃料を気化して着火
する加熱ヒータとを配設して燃料を急速に燃焼せしめ、
該燃焼ガスの熱を熱交換器にて回収して暖房熱源として
用いるので、エンジンスタート直後にても室内暖房が効
果的に行なえる。 また、本発明によれば寒冷時においてエンジンが冷え
ている場合にも、燃焼器にて加熱した暖気をエンジンに
大量に送り込むことが可能なため、エンジンを急速に始
動させることができ、排気ガスの青白煙や臭気の防止と
なり、エンジンの性能が向上する。 さらに、本発明によれば、燃焼器より排出される燃焼
ガスは直接に外部へ排出されず、エンジンの中へ導かれ
て、エンジンの排気ガスとともに排出されるので、特に
燃焼の臭気や排気ガスの処理に手数を要せず、環境汚染
の問題も少ない。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る燃焼器の一実施例の構成断面図、
第2図はその実施例を用いた自動車用暖房装置のブロッ
ク図、第3図は第1図において矢印A方向よりの構成説
明図である。 3…吸気管、4…燃焼器、6…加熱ヒータ、47…気化
体。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.燃料溜より燃料を浸潤する気化体を有し、該気化体
    に接して気化した燃料を燃焼せしめる円筒状の燃焼器に
    おいて、 空気ダクトの途中に設けられ、一端面が前記空気ダクト
    の下流方向に解放され側壁の円筒面には前記吸気管の上
    流部から流入する空気のスワールを形成するスワール形
    成孔を有する燃焼室と、 前記燃焼室内の他端面に設けられた燃料溜に連通し、該
    燃料溜に燃料を供給する燃料供給装置と、 前記燃焼室内の他端面に設けられ、一部が前記燃料溜に
    達すると共に、耐熱性で多孔状の気化体と、 前記気化体と接し前記気化体に浸潤した燃料を気化させ
    着火させる加熱ヒータと、 を具備して成る燃焼器。
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