JP3033300B2 - 燃焼式ヒータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等の暖房に用いら
れる燃焼式ヒータにおいて、火炎の着火と消火の検出に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の暖房に用いられる燃焼式ヒータに
おける火炎の着火と消火の検出として、例えば特開平２
−２２５９１０号公報に開示されているものがある。

【０００３】これは、図６に示すように、燃焼室８に燃
焼空気を送り込む燃焼空気送風ファン４の上流側に、応
答性の優れたＣｄＳ等より成る炎センサー１１を設け、
炎センサー１１と燃焼室８とを結ぶ線Ｌ上にある燃焼空
気送風ファン４のファンプレート４ａに開けられた小穴
を通して、炎センサー１１により燃焼室８内における火
炎の着火と消火を検出するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、燃焼式ヒータに
おいて、燃焼空気の送風能力を挙げて燃焼能力を向上す
るため、２枚のファンプレートを有するターボ式の燃焼
空気送風ファンが用いられるようになって来た。

【０００５】ところが、上記の火炎の検出方式を用いる
場合、燃焼室内の火炎を炎センサーで受光するために
は、燃焼空気送風ファンの２枚のファンプレートに、垂
直方向で同軸上に夫々の小穴を開ける必要があるが、夫
々の小穴は燃焼空気送風ファンの製作時に若干ずれる場
合があるので、夫々の小穴が同径であると、炎センサー
の受光量が減少して検出力が低下し、遂には燃焼室内に
おける火炎の着火と消火を的確に検出できなくなる。

【０００６】そのようになると、燃焼式ヒータの運転
中、電圧の低下や燃料への空気の混入等による燃焼の変
化により、受光量が減少し失火であるとの誤検出を生じ
たり、或いは暖房運転のスイッチを入れても、暖房運転
が行われないという問題を生じる。

【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、燃焼空気送風ファンの２枚のファンプレートに夫
々開けられた小穴から燃焼室内の火炎を炎センサーに確
実に受光できるようにすることにより、上記の問題の解
消を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために（１）燃焼室の上流側にあって供給され
る液体燃料を小滴状に噴霧する燃料噴霧器と、この燃料
噴霧器の上流側にあって小滴状に噴霧された燃料に燃焼
空気を送り込む燃焼空気送風ファンを有する燃焼式ヒー
タにおいて、前記燃焼空気送風ファンに設けられた２枚
のファンプレートと、この２枚のファンプレートに対し
て垂直方向で同軸上に夫々開けられた小穴と、前記燃焼
空気送風ファンの上流側に設けられ、前記燃焼室内の燃
焼火炎を前記小穴を通して受光検出する炎センサーとを
備え、前記小穴のうち、前記炎センサーに近い側の小穴
を前記炎センサーに遠い側の小穴よりも大きく開設した
構成の技術的手段を用いるものであり、（２）また、前
記小穴は間隔をおいて複数個開設するのが効果的であ
る。

【０００９】

【作用】上記の手段によれば、燃焼空気送風ファンの２
枚のファンプレートに垂直方向で同軸上に夫々開けられ
た小穴のうち、炎センサーに近い側の小穴を炎センサー
に遠い側の小穴よりも大きくしているため、夫々の小穴
の位置が若干ずれても、燃焼室内の火炎は炎センサーに
受光され、且つ炎センサーへの入射光に対する受光領域
も広くなるため、炎センサーの検出力の低下は抑えられ
る。

【００１０】なお、上記の小穴は間隔をおいて複数個開
設することにより、炎センサーの受光量が増えて検出力
は維持される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図１は、本発明による燃焼式ヒータへの炎センサ
ー取付の一実施例を示す断面図である。

【００１２】図１において、１はモータで、２は燃料タ
ンク（図示せず）より軽油等の燃料を汲み上げ、後述の
燃料噴霧器５に供給する燃料ポンプである。３は暖房用
の空気を取入れ車室内に送風する暖房空気送風ファン
（以下暖房ファンと呼ぶ）で、４は後述の燃焼室８に燃
焼用の空気を送風する燃焼空気送風ファン（以下燃焼フ
ァンと呼ぶ）であり、５は燃料ポンプ２より供給された
燃料を小滴状に分散させる燃料噴霧器である。

【００１３】以上の燃料ポンプ２，暖房ファン３，燃焼
ファン４及び燃料噴霧器５は、モータ１によって回転駆
動される。６は燃料噴霧器５より噴霧された燃料に着火
するグロープラグで、８は燃料噴霧器５によって噴霧さ
れる小滴状の燃料に燃焼ファン４より空気を送風して燃
焼させる燃焼室であり、燃焼用の空気は図の矢印Ａで示
す方向に流れる。９は燃焼室８での燃焼によって生じる
高温の燃焼ガスの熱を、暖房ファン３によって送られる
暖房用空気に熱交換する熱交換器で、暖房用空気は、図
の矢印Ｂで示す方向に流れる。

【００１４】なお、１０は燃料タンク（図示せず）と燃
料ポンプ２との間にあって、燃料の流路を開閉する燃料
バルブで、１２は燃料ポンプ２から燃料噴霧器５へ燃料
を導くための燃料パイプである。

【００１５】１１は燃焼室８で発生する燃焼火炎を検出
する炎センサーで、例えばｃｄｓ等の光電素子より検出
部が構成されていて、燃焼ファン４と燃料ポンプ２の間
に設けられた仕切壁１３に取付けられる。

【００１６】炎センサー１１は、図に示すように燃焼フ
ァン４よりも上流側に設置され、炎センサー１１と燃焼
室８とを結ぶ線Ｌ上にある燃焼ファン４の２枚のファン
プレート４ａに、燃焼室８の燃焼火炎が炎センサー１１
で検出できる後述の小穴４ａ１と４ａ２が開設されてい
る。

【００１７】図２は、上記実施例における要部の電気回
路図で、バッテリーの電源１０５からリレーの接点１０
１ａ，１０２ａ，１０３ａが並列に接続され、接点１０
１ａはグロープラグ６に、接点１０２ａは燃料バルブ１
０に、接点１０３ａはモータ１に夫々接続されている。
１０４は電源１０５から導かれるヒータスイッチで、ヒ
ータスイッチ１０４からリレー１０１，１０２，１０３
が並列に接続され、リレー１０１，１０２，１０３及び
炎センサー１１が制御ユニット１００に接続され、以上
により電気回路が構成されている。

【００１８】ここで、ヒータスイッチ１０４は投入する
と、制御ユニット１００の指示によりまずリレー１０１
が入り、一定時間経過してからリレー１０２，１０３が
入り、炎センサー１１が着火を検出すると、リレー１０
１が切れるように制御される。一方、この状態でヒータ
スイッチ１０４を解除すると、制御ユニット１００の指
示によりまずリレー１０２が切れ、それから炎センサー
１１が消火を検出すると、一定時間経過してからリレー
１０３が切れるように制御される。

【００１９】次に、上記構成における本実施例の作動を
図１と図２に基づいて説明する。まず、暖房運転を行う
場合は、ヒータスイッチ１０４を投入する。ヒータスイ
ッチ１０４を投入すると、制御ユニット１００の指示に
よりリレー１０１に通電されて接点１０１ａが閉じ、グ
ロープラグ６に通電され、グロープラグ６が十分に赤熱
するだけの一点の時間が経過後、リレー１０２，１０３
に通電されて接点１０２ａ，１０３ａが閉じ、燃料バル
ブ１０が開弁し、モータ１が回転する。モータ１の回転
によって、燃料ポンプ２，暖房ファン３，燃焼ファン４
及び燃料噴霧器５が回転駆動される。

【００２０】燃焼ポンプ２の駆動により、燃料タンク
（図示せず）から燃料が開弁している燃料バルブ１０を
通って汲み上げられ、燃料ポンプ２から燃料パイプ１２
を経て燃料噴霧器５に供給される。燃料噴霧器５に供給
された燃料は、ここで小滴状に噴霧されて十分に赤熱し
たグロープラグ６に触れて着火し、燃焼ファン４によっ
て送られる燃焼用の空気と混合して燃焼室８に燃焼を始
める。

【００２１】この場合、燃焼室８の燃焼火炎から発する
光は、燃焼ファン４の２枚のファンプレート４ａに設け
られた小穴を通して炎センサー１１により検出され、そ
れによって制御ユニット１００の指示によりリレー１０
１の通電が断たれて接点１０１ａが開き、グロープラグ
６への通電が遮断される。

【００２２】燃焼室８での燃焼により熱交換器９に高温
の燃焼ガスが流れるが、暖房ファン３によって熱交換器
９の周囲に送られる暖房用の空気は、この燃焼ガスの熱
により熱交換されて温風となり、車室内へ送られて車室
内を暖房する。

【００２３】次に、暖房運転を停止する場合は、ヒータ
スイッチ１０４を解除する。ヒータスイッチ１０４を解
除すると、制御ユニット１００の指示によりリレー１０
２への通電が断たれて接点１０２ａが開き、制御バルブ
１０は閉弁して、燃料ポンプ２への燃料流路が遮断され
る。そのため、燃料ポンプ２による燃料の汲み上げは行
われないので、その後は一部の残留燃料が燃えつきるま
で燃焼は継続する。

【００２４】燃焼が尽きると、燃焼火炎の消火が炎セン
サー１１により検出され、それによって、制御ユニット
１００の指示により燃焼室８と熱交換器９を冷却する掃
気運転が一定の時間だけ行われてから、リレー１０３へ
の通電が断たれて接点１０３ａが開き、モータ１の停止
により燃料ポンプ２，暖房ファン３，燃焼ファン４及び
燃料噴霧器５の回転が停止して、燃焼式ヒータの運転は
停止する。

【００２５】ここで、図３（Ａ）に示すように、２枚の
ファンプレート４ａに設けられた炎センサー１１に遠い
側の小穴４ａ１の径Ｄ１と炎センサー１１に近い側の小
穴４ａ２の径Ｄ２が同径の場合は、小穴４ａ１と４ａ２
が図のようにずれていると、炎センサー１１の受光量は
少なくなり、それによって炎センサー１１の検出力は低
下する。

【００２６】また、図３（Ｂ）に示すように、ファンプ
レート４ａの回転により、小穴４ａ１と４ａ２が炎セン
サー１１の受光領域に差し掛かった場合、小穴４ａ１と
４ａ２は同径のため、炎光が炎センサー１１に入射する
量は図のように少ないので、炎センサー１１の検出力は
低い。

【００２７】これに対し、図４（Ａ）に示すように、２
枚のファンプレート４ａに設けられた炎センサー１１に
遠い側の小穴４ａ１の径Ｄ１よりも、炎センサー１１に
近い側の小穴４ａ２の径Ｄ２を大きくしておけば、小穴
４ａ１と４ａ２が図のようにずれても、炎センサー１１
の受光量は少なくならないため、炎センサー１１の検出
力は低下しない。

【００２８】また、図４（Ｂ）に示すように、ファンプ
レート４ａの回転により、小穴４ａ１と４ａ２が炎セン
サー１１の受光領域に差し掛かった場合、小穴４ａ２の
径Ｄ２は小穴４ａ１の径Ｄ１より大きいため、炎光が光
センサー１１に入射する量は図のように多いので、炎セ
ンサー１１の検出力は高い。

【００２９】図５（Ａ），（Ｂ）は、炎センサー１１を
仕切壁１３に設けられた突起部１４に取付けて用いる場
合を示すもので、２枚のファンプレート４ａに設けられ
た炎センサー１１に遠い側の小穴４ａ１の径Ｄ１より
も、炎センサー１１に近い側の小穴４ａ２の径Ｄ２を大
きくすることにより、この場合も前述と同じ理由によ
り、炎センサー１１の検出力は維持される。

【００３０】次に、本実施例では、２枚のファンプレー
ト４ａに、夫々１個の小穴４ａ１と４ａ２を開けたが、
図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ファンプレート４ａ
に間隔をおいて複数個の小穴４ａ１と４ａ２を開けるこ
とが、炎センサー１１の受光量を増やし検出力を維持す
るために望ましい。

【００３１】なお、上記の小穴４ａ１と４ａ２が同径で
も、穴径を大巾に大きくすれば、炎センサー１１の受光
量は増大するが、燃料噴霧器５側に開口するファンプレ
ート４ａの小穴４ａ１の径Ｄ１を大きくすると、燃焼空
気送風ファン４の送風能力が低下するため、径Ｄ１を大
きくすることは制約（本事例では最大で８ｍｍ）され
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、送風能力アップのために２枚のファンプレ
ートを有する燃焼空気送風ファンを用いても、炎センサ
ーによる火炎の検出力の低下は抑えられるので、炎セン
サーの検出力の低下に伴う燃焼式ヒータの燃焼変化によ
る失火であるとの誤検出や、或いは暖房運転スイッチを
入れても暖房されないという問題は無くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃焼式ヒータにおける炎センサーの本発明の取
付を示す断面図である。

【図２】燃焼式ヒータの要部の電気回路図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）は図１の炎センサーの受光を示
す改良前の要部断面図である。

【図４】（Ａ），（Ｂ）は図１の炎センサーの受光を示
す改良後の要部断面図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は図１の炎センサーの受光を示
す改良後の別の要部断面図である。

【図６】燃焼式ヒータにおける炎センサーの従来の取付
を示す断面図である。

【図７】（Ａ），（Ｂ）は図４のファンプレートに開設
された小穴の別の実施例を示す正面図と断面図である。

【符号の説明】

４ 燃焼空気送風ファン ４ａ ファンプレート ４ａ１，４ａ２ 小穴 ５ 燃料噴霧器 ８ 燃焼室 １１ 炎センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/08 F23D 11/04 621 F23M 11/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室の上流側にあって供給される液体
   燃料を小滴状に噴霧する燃料噴霧器と、この燃料噴霧器
   の上流側にあって小滴状に噴霧された燃料に燃焼空気を
   送り込む燃焼空気送風ファンを有する燃焼式ヒータにお
   いて、 前記燃焼空気送風ファンに設けられた２枚のファンプレ
   ートと、 この２枚のファンプレートに対して垂直方向に同軸上に
   夫々開けられた小穴と、 前記燃焼空気送風ファンの上流側に設けられ、前記燃焼
   室内の燃焼火炎を前記小穴を通して受光検出する炎セン
   サーとを備え、 前記小穴のうち、前記炎センサーに近い側の小穴を前記
   炎センサーに遠い側の小穴よりも大きく開設したことを
   特徴とする燃焼式ヒータ。
2. 【請求項２】 前記小穴は間隔をおいて複数個開設する
   ことを特徴とする請求項１記載の燃焼式ヒータ。