JP5807890B2 - 燃焼ユニット - Google Patents

Description

本発明は、燃焼ユニットに係り、特に、車両の車室の内部を暖房するための燃焼ユニットに関する。

従来から、車両の車室（キャブ）の内部を暖めるものとして燃焼式ヒータが用いられていた。燃焼式ヒータは、車両側の燃料タンクから取り込んだ燃料を燃焼させて生じる燃焼ガスと、車室から吸気した空気とを熱交換するものであり、熱交換器によって暖められた空気が循環して車室内を暖める。

燃焼式ヒータを搭載する際、従来は、例えば車室内に設置された助手席を取り外し、燃焼式ヒータを設置する床面のキャブメタルを内装ごと切り欠いた後、燃焼式ヒータ本体に専用ブラケットおよび配管部品を取付けて車室に固定するとともに、吸気管および排気管（温風吹出管）を室外に配索していた。
このように燃焼式ヒータは暖房能力が高い一方、配管部品の配索など取付け工数が多く搭載が容易ではなかった。

そこで、特許文献１には、車室後部に運転席シートと助手席シートを左右に併設し、助手席シートの後方車室内に、送風機を具備した燃焼式ヒータを配置してなる運搬車両用暖房システムが提案されている。

また、燃焼式ヒータではないが、特許文献２および特許文献３には、車両の空調装置の搭載について提案されている。
特許文献２には、車室の後部にマウント用のブラケットを張り出して設け、ブラケットの上にエアコンボックスを載置して、エアコンユニットを内装した小型ブルドーザの空調装置が開示されている。
特許文献３には、温度調節された空調風を吹出開口部から送風して車室内を空調する空調ユニットを車両の屋根部に設置した車両用空調装置が開示されている。

さらに、本願出願人により、特許文献４には、車室の窓開口部にウェザーストリップでウィンドガラスの代わりに支持させてなる蓄冷パネルユニットを車室の内部に具備する車両の駐車用蓄冷式空調装置が開示されている。

特開２００５−０８２００２号公報 実用新案登録第２５８４３７４号公報 特開２００５−１２５８９６号公報 特許第３４６５４００号公報

しかしながら、特許文献１に記載された運搬車両用暖房システムでは、燃焼式ヒータを設置するために、吸気管および排気管を含む配管を遊挿する穴を車室に設けなければならず、工数がかかる。
特許文献２に記載された小型ブルドーザの空調装置では、空調機を車室に外付けするためのスペースが必要であり、車両の仕様によっては設置ができない可能性がある。

また、特許文献３に記載された車両用空調装置では、空調装置を設置するために車室の屋根もしくは天井部の強度を上げる必要があるとともに、車室の骨格であるキャブメタルの屋根もしくは天井部を加工しなければならず、工数がかかる。
さらに、特許文献４に記載された車両の駐車用蓄冷式空調装置では、燃焼式ヒータではないため、吸気管および排気管を含む多数の配管を有する燃焼式ヒータの設置に適用できるとは言えない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、燃焼式ヒータを容易に搭載することができる燃焼ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る燃焼ユニットは、車室の内側に配置され、前記車室から空気を吸い込む吸気口と、燃料を燃焼させて生じる燃焼ガスと前記吸気口から吸い込まれた空気とを熱交換して前記空気を暖める燃焼式ヒータと、前記車室の内側に配置され、前記燃焼式ヒータで暖められた空気を前記車室に送る温風吹出口と、前記車室の一部を構成するように取り付けられ、前記燃焼式ヒータが前記車室の背面に設けられた開口部の外側に配置されるように前記燃焼式ヒータを支持する支持板と、前記支持板を貫通し、前記燃焼式ヒータと前記吸気口とを連通する吸気管と、前記支持板を貫通し、前記燃焼式ヒータと前記温風吹出口とを連通する温風吹出管とを備え、前記吸気口及び前記温風吹出口は前記車室の幅方向に沿って配置され、且つ、所定間隔で設けられ、更に、前記吸気口は、前記温風吹出口が配置される反対方向に傾斜され、且つ、前記温風吹出口は、前記吸気口が配置される反対方向に傾斜されることで、前記吸気口からの吸気及び前記温風吹出口からの排気によって循環流が形成されることを特徴とする。

上記燃焼ユニットによれば、吸気管および温風吹出管を含む多数の配管が予め配索されているので、燃焼ユニットを車室の一部を構成するように取り付ければ車室のキャブメタルの加工が不要になる。よって、容易に燃焼式ヒータを搭載することが可能となる。

また、前記燃焼式ヒータは、前記燃料を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室において発生する燃焼ガスとの熱交換により前記空気を加熱する熱交換室と、前記燃焼室に前記燃料を供給する燃料ポンプと、前記燃焼室に燃焼用空気を取り込む空気取込み管と、前記燃焼室から前記燃焼ガスを排気する燃焼ガス排気管とを含むことが好ましい。
これにより、暖房能力が高い燃焼式ヒータをユニット化して容易に搭載することが可能となる。

また、前記支持板は、繊維強化プラスチックからなることが好ましい。
これにより、軽量で強度が高く、車室の重量を増加させずに燃焼式ヒータを十分に支持することができる。

本発明によれば、吸気管および温風吹出管を含む多数の配管が予め配索されているので、燃焼ユニットを車室の一部を構成するように取り付ければ車室のキャブメタルの加工が不要になる。よって、容易に燃焼式ヒータを搭載することが可能となる。

本発明に係る燃焼ユニットの正面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 燃焼ユニットを構成する燃焼式ヒータの一例を示す一部断面図である。 本発明に係る燃焼ユニットの取り付け例を示す側面図である。 本発明に係る燃焼ユニットの取り付け例を示す平面図である。

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る燃焼ユニットの正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。

燃焼ユニット１は、図１〜図３に示すように、主として、燃焼式ヒータ２と、吸気管４と、温風吹出管５と、空気取込み管６と、燃焼ガス排気管７と、支持板８とを備える。

吸気管４は、図２に示すように、先端に吸気口４ａを有しており、支持板８を貫通して燃焼式ヒータ２と吸気口４ａとを連通する。また、温風吹出管５は、先端に温風吹出口５ａを有しており、支持板８を貫通して燃焼式ヒータ２と温風吹出口５ａとを連通する。
すなわち、暖房用の空気は、吸気口４ａから吸い込まれて吸気管４を介して燃焼式ヒータ２に導入され、燃焼式ヒータ２で加熱された後に温風吹出管５を介して温風吹出口５ａから排出される。

燃焼式ヒータ２は、図１および図３に示すように、ブラケット９を介して支持板８に一体的に取り付けられる。この燃焼式ヒータ２は、燃料を燃焼させて生じる燃焼ガスと、吸気管４から吸い込まれた空気とを熱交換して空気を暖める。これにより、吸気管４を介して燃焼式ヒータ２に導入された空気は、燃焼ガスとの熱交換により加熱され、温風吹出管５を介して排気される。

空気取込み管６は、図１に示すように、先端に空気取込み口６ａを有しており、ここから燃焼用空気を取り込んで燃焼式ヒータ２に導入する。
燃焼ガス排気管７は、図１および図３に示すように、先端に燃焼ガス排気口７ａを有しており、燃焼式ヒータ２で発生した燃焼ガスを排出する。また、燃焼ガス排気管７はカバー７ｂで覆われており、排出される燃焼ガスにより熱くなった燃焼ガス排気管７が露出しないようになっている。

支持板８は、上述した燃焼式ヒータ２、吸気管４、温風吹出管５、空気取込み管６および燃焼ガス排気管７を支持する。燃焼ユニット１によれば、吸気管４、温風吹出管５、空気取込み管６および燃焼ガス排気管７が燃焼式ヒータ２に接続された状態で支持板８に支持されているので、配索時に必要だったキャブメタルの加工を行うことなく、燃焼式ヒータ２を容易に取り付けることができる。
なお、支持板８としては、繊維強化プラスチックを用いることができる。これにより、軽量で強度が高く、車室の重量を増加させずに燃焼式ヒータを十分に支持することができる。

次に、燃焼ユニット１を構成する燃焼式ヒータ２の構造について、図４を用いて説明する。図４は、燃焼ユニットを構成する燃焼式ヒータの一例を示す一部断面図である。
燃焼式ヒータ２は、図４に示すように、主に燃焼室２２と、熱交換室２４と、燃料ポンプ３４とを含む。

燃焼室２２では、燃料ポンプ３４により供給される燃料と、上述した空気取込み管６により導入される燃焼用空気とを燃焼し、燃焼ガスを発生させる。
熱交換室２４では、燃焼室２２により発生する燃焼ガスと、吸気管４を介して燃焼式ヒータ２に導入される空気とが熱交換される。熱交換室２４で空気を加熱した燃焼ガスは排ガスとして燃焼ガス排気管７から排出される。一方、熱交換室２４で加熱された空気は温風吹出管５を介して燃焼式ヒータ２から排出される。

次に、本発明に係る燃焼ユニットの取り付け状態の一例について説明する。図５は、燃焼ユニットの取り付け例を示す側面図である。図６は、燃焼ユニットの取り付け例を示す平面図である。

本発明に係る燃焼ユニット１は、車両の車室１０の任意の場所に取り付けられ、図５および図６に示すように、車室１０の一部を構成するように車室１０の開口部１２に取り付けられる。なお、ここでは燃焼ユニット１が車室１０の背面に取り付けられる例を示している。

図６に示すように、燃焼ユニット１の取り付けは、燃焼式ヒータ２が車室１０の外側に配置され、吸気口４ａおよび温風吹出口５ａが車室１０の内側に配置されるように行ってもよい。
また、燃焼ユニット１には、上述した吸気管および温風吹出管を含む多数の配管が予め配索されているので、燃焼式ヒータ２の取り付け時における車室１０のキャブメタルの加工が不要になる。よって、容易に燃焼式ヒータ２を搭載することが可能となる。

さらに、燃焼ユニット１は、図５に示すように、燃焼式ヒータ２の運転状態を制御するためのコントロールユニット（ＥＣＵ）３０を備え、ＥＣＵ３０により燃焼ユニット１の各部が制御されるようになっていてもよい。
例えば、操作パネル３２からＥＣＵ３０に入力された暖房条件（設定温度、運転時間等）に基づいて、燃焼式ヒータ２のファン（不図示）と、燃料タンク３６から燃焼式ヒータ２に燃料を供給する燃料ポンプ３４とを制御するようにしてもよい。なお、ファンは燃焼式ヒータ２の中に設けられ、暖房用空気の循環量を調節するものである。

また、図５に示すように、温度センサ３８を備え、設定温度になるようにファン（不図示）を制御することが好ましい。
ここでは車室１０内に温度センサ３８が配置される例を示しているが、温度センサ３８は吸気管、燃焼式ヒータおよび温風吹出管により形成される暖房用空気の流路内の任意の場所に配置させてもよい。

また、このようにして車室１０に取り付けられた燃焼ユニット１は、図６に示すように、車室１０に対して循環流を形成する。循環流は、車室１０の幅方向（矢印Ａの方向）に対して対称に配置される吸気口４ａからの吸気および温風吹出口５ａからの排気によって形成されている。このとき、吸気口４ａと温風吹出口５ａとは、循環流を形成することができる程度の間隔を設けて設置するとよい。また、温風吹出口５ａは、眠気防止または火傷防止の観点から、車室１０内の運転手や助手席に座っている人などに直接当らない位置に設置するとよい。
なお、吸気口４ａおよび温風吹出口５ａは、風の向きが調節可能にしてもよい。

１ 燃焼ユニット
２ 燃焼式ヒータ
４ 吸気管
５ 温風吹出管
６ 空気取込み管
７ 燃焼ガス排気管
８ 支持板
９ ブラケット
１０ 車室

Claims (3)

1. 車室の内側に配置され、前記車室から空気を吸い込む吸気口と、
   燃料を燃焼させて生じる燃焼ガスと前記吸気口から吸い込まれた空気とを熱交換して前記空気を暖める燃焼式ヒータと、
   前記車室の内側に配置され、前記燃焼式ヒータで暖められた空気を前記車室に送る温風吹出口と、
   前記車室の一部を構成するように取り付けられ、前記燃焼式ヒータが前記車室の背面に設けられた開口部の外側に配置されるように前記燃焼式ヒータを支持する支持板と、
   前記支持板を貫通し、前記燃焼式ヒータと前記吸気口とを連通する吸気管と、
   前記支持板を貫通し、前記燃焼式ヒータと前記温風吹出口とを連通する温風吹出管とを備え、
   前記吸気口及び前記温風吹出口は前記車室の幅方向に沿って配置され、且つ、所定間隔で設けられ、
   更に、前記吸気口は、前記温風吹出口が配置される反対方向に傾斜され、且つ、前記温風吹出口は、前記吸気口が配置される反対方向に傾斜されることで、前記吸気口からの吸気及び前記温風吹出口からの排気によって循環流が形成されることを特徴とする燃焼ユニット。
2. 前記燃焼式ヒータは、前記燃料を燃焼させる燃焼室と、
   前記燃焼室において発生する燃焼ガスとの熱交換により前記空気を加熱する熱交換室と、
   前記燃焼室に前記燃料を供給する燃料ポンプと、
   前記燃焼室に燃焼用空気を取り込む空気取込み管と、
   前記燃焼室から前記燃焼ガスを排気する燃焼ガス排気管とを含むことを特徴とする請求項１に記載の燃焼ユニット。
3. 前記支持板は、繊維強化プラスチックからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼ユニット。

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