JPH0246851B2

JPH0246851B2 - Sharyoyodanbosochinobaanaa

Info

Publication number: JPH0246851B2
Application number: JP15121485A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Kaneko; Masao Tanaka; Shigetoshi Hayashi
Original assignee: SHINTACHIKAWA KOKUKI KK
Current assignee: SHINTACHIKAWA KOKUKI KK
Priority date: 1985-07-11
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1990-10-17
Anticipated expiration: 2005-07-11
Also published as: JPS6213913A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両用エンジンの冷却水の循環路中
に燃焼式の温水ボイラーを設けて冷却水を昇温し
て循環する燃焼式の車両用暖房装置のバーナーに
関するものである。

（従来の技術）内燃機関を有する車両の車室内暖房方式とし
て、エンジン冷却後の温まつた循環水を車室内放
熱器に供給して暖房するものがあるが、この方式
の車両は厳寒時のエンジン始動時とか、アイドル
運転時とか、長い降坂路のエンジン出力の少ない
時に冷却水が温まらないので車室内の暖房効果が
充分に得られない。このためにエンジン冷却水の
循環路に燃焼式の温水ボイラーを設けて、冷却水
の温度を暖房効果が満たされる温度まで昇温する
燃焼式車両用温水ボイラーがある。

第７図はこのような従来装置の一例を示すもの
である。図中１は車両のエンジン、２はラジエタ
ー、３はラジエターキヤツプ、４は冷却水用サー
モスタツト、５は車室内放熱器、６はブロワー、
７は燃焼式温水ボイラー、８は燃焼送風機、９は
燃料ポンプ、１０はバーナー、１１は温水循環ポ
ンプ、１２は高温水スイツチである。

上述した従来のボイラーは、燃料として軽油が
使われており、バーナーの底に設けた蒸発材に燃
料を浸み込ませると共に蒸発させて燃焼させる構
造のものが多用されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら上述した従来装置では、寒冷時に
おける使用開始時に、最初から多量の燃料をバー
ナーに供給すると、バーナー部が冷えきつている
ため、点火栓コイルを赤熱して着火することによ
つて火焔が生じても、バーナーの底の温度が直ぐ
には上昇しないから、燃料の蒸発量が燃料の供給
量より少ない状態が続くため、余つた燃料がバー
ナーの底に溜る結果、煤煙を発生したり、燃料が
ドレンとして外部に流出するので火災が発生する
危険がある上に、燃焼が遅々として進展しないの
で循環水の昇温速度が遅くなるという問題点があ
つた。

（問題点を解決するための手段）上述の問題点を解決するため本発明において
は、エンジンの冷却水の循環回路を車室内放熱器
に連通して車室内の暖房を行う回路の途中に燃焼
式温水ボイラーを設けて冷却水の温度を昇温させ
る装置において、前記燃焼式温水ボイラーの円筒
形の燃焼筒に点火栓取付筒を燃焼筒の接線方向に
挿入して固着すると共に、その挿入した点火栓取
付筒の外周面と燃焼筒の内周面との間に隙間を設
け、燃料の蒸発部材を上面に添設したライナーを
燃焼筒の底部内周面に沿つてわずかに浮かせた状
態で設けると共に、このライナーの一部を前記隙
間に挿入し、前記点火栓取付筒の外表面を保温材
により被覆し、燃料ポンプの吐出側配管を燃焼筒
に接続した排気パイプに巻き付けると共に、その
先を点火栓取付筒の内部にのぞませて車両用暖房
装置のバーナーを構成する。

（作用）上述のように本発明においては、バーナーに燃
料を供給する燃料パイプを燃焼筒の排気パイプに
巻き付けたから、この部分で予熱されるためバー
ナー内に入る燃料が昇温するから燃料が蒸発し易
くかつ燃焼し易くなる。

また本発明においては燃焼筒に挿入した点火栓
取付筒の外周面と燃焼筒の内周面との間に隙間を
設け、燃料の蒸発部材を上面に添設したライナー
を燃焼筒の底部内周面に沿つてわずかに浮かせた
状態で設けたから、前記燃料パイプによつてライ
ナー上の蒸発部材に供給された燃料が、燃焼筒の
外部から直接冷却されることがない。すなわちラ
イナーと燃焼筒の内壁面との間には空隙があるた
め熱がうばわれるおそれが少ない。さらに点火栓
取付筒の外表面も保温材によつて被覆されている
ため、この部分も保温効果がすぐれている。

したがつて本発明によれば、厳寒時において、
全くバーナーが冷えきつている場合でも、電熱な
どの予熱を行うことなく、灯油よりも蒸発温度が
高くて蒸発しにくいデイーゼルエンジンの燃料で
ある軽油でも、上述したようにまず排気熱で予熱
して保温された点火栓取付筒内に供給し、燃焼筒
から浮かせたライナー上で有効に加熱することに
より、完全に蒸発ガス化して完全燃焼させること
ができる。

したがつて本発明によれば、従来装置のよう
に、燃料がバーナーの底に溜つて煤煙を発生した
り、燃料がドレンとして外部に流出して危険を招
くおそれがなくなる。

（実施例）以下、第１図〜第６図について本発明の一実施
例を説明する。図中１（第３図参照）は車両のエ
ンジン、２はラジエター、３はラジエターキヤツ
プ、４は冷却水用サーモスタツト、５は車室内放
熱器、６はブロワー、１３は燃焼式温水ボイラ
ー、１４は燃焼送風フアン、１５は燃料ポンプ、
１６はバーナー、１７は温水循環ポンプである。

１８は左右に出力軸を有するモータで、このモ
ータ１８の一方の軸に燃焼送風フアン１４を固着
し、他方の出力軸に燃料ポンプ駆動用プーリー１
９と、ポンプ駆動用プーリー２０を固着してあ
る。前記燃焼送風フアン１４はボイラー１３のモ
ータ側のケースの中に入れてある。

燃料ポンプ１５はその軸にプーリー２１が固着
してあり、プーリー１９とプーリー２１にかけ渡
したベルト２２を介してモータ１８により駆動さ
れる。また温水循環ポンプ１７はその軸にプーリ
ー２３が固着してあり、プーリー２０とプーリー
２３にかけ渡したベルト２４を介してモータ１８
により駆動される。２５は燃料ポンプ１５吸入側
の配管で途中に燃料遮断弁２６が介装されてい
る。２７は燃料ポンプ１５の吐出側の配管で、ボ
イラー１３の排気パイプ２８に巻き付けると共
に、その先をボイラー１３のバーナー１６に接続
してある（第１図参照）。２９は燃料ポンプ１５
に設けたソレノイドである。

３０は円筒形のケース外周に四つの配管接続口
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有すると共に、その隣接する接
続口を連通する一つの溝を有する回転弁を内蔵す
る四方切換弁である。この四方切換弁３０の配管
接続口Ａは配管３１を介して温水循環ポンプ１７
の水吸入口に接続しており、配管接続口Ａと隣接
している配管接続口Ｄは配管３２を介してエンジ
ン１の冷却水の吐出口に接続している。またボイ
ラー１３の吐出配管３３を二つに分岐して、その
一方の配管３４を車室内放熱器５の冷却水入口に
接続すると共に、他方の配管３５を四方切換弁３
０の接続口Ａと面対称の位置にある接続口Ｃに接
続してある。また車室内放熱器５の水吐出配管３
６を二つに分岐して、その一方の配管３７をエン
ジン１の水戻り口に接続すると共に、他方の配管
３８を四方切換弁３０の前記接続口Ｄと面対称の
位置にある接続口Ｂに接続してある。

またボイラー１３の上方の水出口付近に、T₁
（例えば87℃）以上で電気接点が開となる高温水
スイツチ３９が設けてあり、このスイツチ３９は
前記燃料遮断弁２６と電気的に接続している。ま
たほぼ同位置にT₂（例えば82℃）以上で電気接点
が閉となる低温水スイツチ４０が設けてあり、前
記ソレノイド２９と電気的に接続している。なお
T₁＞T₂である。４１はボイラー１３のバーナー
部の壁面に設けたバーナー温度スイツチで、設定
温度T₃（例えば130℃）以下で開となるものであ
る。

第１図および第２図は燃焼式温水ボイラー１３
の本発明バーナー部分の詳細図である。４２は燃
焼筒で、４３は燃焼筒４２のほぼ接線方向に挿入
して固着した点火栓取付筒、４４はこの取付筒４
３内に挿入してねじ止めした点火栓で、この点火
栓４４には電熱コイル４４ａが巻きつけてある。
そして点火栓取付筒４３の外周部には保温材４５
を嵌着してある。４６はフアン１４と燃焼室との
間の仕切板で、この仕切板４６には第１図に示す
ように開口４７が設けてある。４８はこの開口４
７に沿つて仕切板４６に突設した湾曲案内板、４
９は燃焼空気吹出口、５０は点火栓取付筒４３内
への空気を導入する空気孔、５１（第２図参照）
は燃焼筒４２内における燃焼ガスの旋回流を旋回
縮流にするためのバツフルである。

前記点火栓取付筒４３は第１図に示すように、
その筒体の外周面と燃焼筒４２の内周面との間に
隙間ａが設けてあり、第１図に示す正面形状が円
弧状で、第２図に示す側断面形状がチヤンネル状
のライナー５２を、前記隙間ａの間に一部を挿入
すると共に、燃焼筒４２の底部内周面に対して隙
間ｂだけ浮かせた状態で燃焼筒４２の底部内周面
に沿わせて設け、シリカウール等の繊維を層状に
した蒸発部材５３を、点火栓取付筒４３の内面の
下半部およびライナー５２の上面に添設してあ
る。

また第１図に示す２７は、前記したように燃料
ポンプ１５の吐出側の配管で、ボイラー１３の燃
焼筒４２に接続した排気パイプ２８に巻き付ける
と共に、その先をバーナー１６の前記保温材４
５、点火栓取付筒４３、および蒸発部材５３に挿
通してバーナー１６の内部に燃料を供給するよう
にしてある。

また第４図および第５図は燃料ポンプ１５の詳
細を示すもので、５４はポンプケース本体、５５
はケース蓋である。ポンプケース本体５４の内部
には円柱状のピストン５６が回転自在であると共
に、軸方向に摺動自在に設けてあり、このピスト
ン５６の下部の一側面には平らな切欠部５６ａが
形成されている。５７はピストン５６の下端面と
ケース本体５４の孔底面との間に挿入したコイル
ばねである。ピストン５６の上端部にはウオーム
歯車５８が固着されており、このウオーム歯車５
８の上面には第４図に示すように高部５９ａと低
部５９ｂとの間に段差ｃがあるカム面５９が形成
されている。そしてウオーム歯車５８はケース本
体５４内に回転自在に設けたウオーム６０と噛合
しており、このウオーム６０の軸６０ａは前記し
たプーリー２１とベルト２２を介してモータ１８
によつて駆動されるようになつている。

６１はケース蓋５５の下面に突出したカム受け
であり、このカム受６１の下端面が前記カム面５
９と衝合するようになつている。６２はケース蓋
５５上に固定したプレートで、このプレート６２
上には前記したソレノイド２９が固定されてお
り、またブラケツト６３が突設されている。６４
はこのプレート６２とケース蓋５５を貫通すると
共に、その下端面がピストン５６の上端面と衝合
するピンで、このピン６４の上端面は、ソレノイ
ド２９が消磁している時、第４図に示すようにプ
レート６２上よりｄ（ｄ＜ｃ）だけ突出している。
６５はブラケツト６３に軸６６を介して回動自在
に枢支したＬ形アームで、このアーム６５の上端
部はピン６７を介してソレノイド２９の作動杆２
９ａと連結しており、アーム６５の他方の端部は
前記ピン６４の上面と接合している。したがつて
ソレノイド２９が付勢した時、作動杆２９ａが引
込むと共に、アーム６５が第４図において時計方
向に回動することにより、ピン６４をｄだけ下降
させるようになつている。

また５４ａはケース本体５４に設けた吸入口
で、前記した配管２５が接続しており、５４ｂは
吐出口で、前記した配管２７が接続されている。

さらに第６図は本実施例の制御回路を示すもの
で、Ｅは電源バツテリー、Ｆはヒユーズである。
バーナー温度スイツチ４１はリレーＲ１、手動ス
イツチSWの接点SW−１およびヒユーズＦを介
して電源Ｅに接続しており、モータ１８はリレー
Ｒ１とバーナー温度スイツチ４１に並列接続して
おり、ソレノイド２９と低温水スイツチ４０の直
列回路、およびタイマーリレーTRはそれぞれモ
ータ１８と並列接続している。またタイマーリレ
ーTRの常開接点TR−１は低温水スイツチ４０
と並列接続しており、リレーＲ１の常開接点Ｒ１
−１が前記接点SW−１と並列接続されている。
また接点Ｒ１−１とタイマーリレーTRの直列回
路に対して手動スイツチSWのもう一つの接点
SW−２と、リレーＲ１の常閉接点Ｒ１−３と、
リレーＲ２と、高温水スイツチ３９との直列回路
が並列に接続されていると共に、リレーＲ１の常
閉接点Ｒ１−２と、リレーＲ２の常開接点Ｒ２−
１と、点火栓４４との直列回路が、接点Ｒ１−１
とタイマーリレーTRの直列回路に対して並列接
続されている。さらに燃料遮断弁２６はリレーＲ
２と並列接続されており、リレーＲ２の常開接点
Ｒ２−２は常閉接点Ｒ１−３に並列接続されてい
る。

つぎに上述のように構成した本実施例の作用を
説明する。

四方切換弁３０の接続口Ａと接続口Ｄを連通状
態にすると、エンジン１と水ポンプ１７とが四方
切換弁３０を介して連通する。この時四方切換弁
３０の接続口Ｂと接続口Ｃとは閉止されているの
で、冷却水の循環回路はエンジン１からボイラー
１３を通つて放熱器５からエンジン１に戻る循環
路が形成される。この水回路において循環水の温
度が高温水スイツチ３９および低温水スイツチ４
０の設定温度よりも低く、バーナー温度がバーナ
ー温度スイツチ４１の設定温度よりも低いとき
に、制御回路の手動スイツチSWをONにすると、
モータ１８が回転し、フアン１４で生起された風
が仕切板４６の開口４７を通つて燃焼空気吹出口
４９から燃焼室内に吹き込まれ、点火栓取付筒４
３の空気孔５０から入つた空気も点火栓取付筒４
３から燃焼室内に吹き出して合流し、燃焼室内で
旋回してバツフル５１で縮流になり、熱交換器を
経て排気パイプ２８より排出される。この場合燃
料遮断弁２６は開いているので燃料を通すことが
できる。

水ポンプ１７も水ポンプ駆動用プーリー２３と
水ポンプ駆動ベルト２４を介してモータ１８の回
転と連動しているから循環水をボイラー１３→放
熱器５→エンジン１→四方切換弁３０→ボイラー
１３の回路で循環させる。

また燃料ポンプ１５も燃料ポンプ駆動用プーリ
ー１９と燃料ポンプ駆動ベルト２２を介してモー
タ１８と連動しているから、ウオーム６０と噛合
しているピストン５６と一体のウオーム歯車５８
が回転するので、カム受６１とカム面５９の段差
ｃの効果で、ピストン５６が回転しながら軸方向
に往復動をくり返し、燃料遮断弁２６側から燃料
を吸引して、排気パイプ２８に巻き付けた燃料パ
イプ２７を通つてバーナー１６の蒸発部材５３に
浸み込み、浸み込みきれない液は皿状のライナー
５２の上に溜まる。

次に時間が経過してタイマーリレーTRが動作
して同接点TR−１が閉じると、ソレノイド２９
の作動杆２９ａが引込む結果、アーム６５と燃料
ポンプ１５のピン６４を介してピストン５６を下
方にｄの距離だけ押してピストン５６の往復動距
離を（ｃ−ｄ）と少なくして、燃料ポンプ１５の
吐出能力を減少させる。またスイツチSWを閉じ
た時点火栓４４が通電してそのコイル４４ａが赤
熱するので、蒸発部材５３に浸透している燃料が
蒸発し、点火栓取付筒４３の空気孔５０から吹き
込まれた空気と混合して着火する。

本実施例では熱交換器を兼ねた燃焼筒４２から
皿状のライナー５２をｂだけ浮かしてあり、その
上に蒸発部材５３が載せてあるので、着火した火
焔の熱により蒸発部材５３と皿状のライナー５２
は急速に加熱されるから燃料も急速に蒸発してガ
ス化するため燃焼が短時間に活発となる。その結
果バーナー壁が熱くなりバーナー温度スイツチ４
１が作動すると、リレーＲ１がONとなり、常閉
接点Ｒ１−２が開となつて点火栓４４がOFFと
なるもバーナー１６は勢いよく燃焼を継続する。
そしてタイマーリレーTRが時間が来て停止する
と、接点TR−１が開となり、ソレノイド２９が
消磁して燃料ポンプ１５のピン６４を押し付けな
くなるので、燃料ポンプ１５は能力いつぱいにバ
ーナー１６に燃料を供給して強燃焼となり、燃焼
ガスはボイラー１３内の熱交換器で循環水と熱交
換して、循環水を一気に昇温する。熱交換した燃
焼ガスは排気パイプ２８から排出される。この際
排気ガスで排気パイプ２８は熱せられて熱くなつ
ているから排気パイプ２８に巻き付けた燃料パイ
プ２７内の燃料は加熱されて蒸発しやすい状態で
蒸発部材５３に供給される。また点火栓取付筒４
３の外部は保温材４５で覆つてあるので冷気にさ
らされないから高温となりやすい。

ボイラー１３内の循環水の温度が低温水スイツ
チ４０の設定温度T₂より高温になると、低温水
スイツチ４０が閉となり、ソレノイド２９を作動
させて燃料ポンプ１５の吐出能力を減少させて弱
燃焼にする。循環水温度がT₂より低くなると、
低温水スイツチ４０が開となつてソレノイド２９
を停止させる結果、燃料ポンプ１５が能力いつぱ
いにバーナー１６に燃料を供給するため強燃焼で
循環水を勢いよく昇温する。このように低温水ス
イツチ４０の設定温度T₂を境にして強燃焼と弱
燃焼をくり返す。この間モータ１８の回転は一定
にしてあるので、循環水量は一定である。低温水
スイツチ４０が作動した弱燃焼状態で水温が上昇
して、高温水スイツチ３９の設定温度T₁以上に
なると、高温水スイツチ３９が開となり燃料遮断
弁２６が閉止して燃焼を停止する。水温が高温水
スイツチ３９の設定温度T₁以下に下がり、かつ
バーナー温度がバーナー温度スイツチ４１の設定
温度T₃以下に下ると、点火栓４４および燃料遮
断弁２６に通電して自動的に着火を再開する。し
かしこの際はバーナーが温まつているのでタイマ
ーリレーTRは作動させないようになつている。

循環水はボイラー１３で加熱され高温水となつ
て、車室内放熱器５を通過するので、ブロワー６
を廻すと車室内空気は車室内放熱器５と熱交換し
て温度上昇する。車室内放熱器５で放熱して温度
の下つた循環水はエンジン１から四方切換弁３０
を経てボイラー１３に戻る。

次に循環水温がエンジン１の発熱だけで車室内
が充分に温められる場合にはボイラー１３のスイ
ツチSWをOFFとし、四方切換弁３０の弁を廻し
て接続口Ｄと接続口Ｃを連通すると、エンジン１
の循環水は、ボイラー１３を通過しないので流量
も減ることなく温度も下ることなく四方切換弁３
０の接続口ＤからＣを通つて、車室内放熱器５で
空気と熱交換した後エンジン１に戻る。この四方
切換弁３０の接続口Ａは弁で閉まつているので、
ボイラー１３内の水は静止した状態となる。又四
方切換弁３０の接続口Ｂも閉じているので、車室
内放熱器５から出た循環水はエンジン１のみに流
れるのである。

次に四方切換弁３０の弁を廻して接続口ＡとＢ
を連通すると共に、接続口ＤとＣを閉じてボイラ
ー１３をスイツチSWをONにして運転すると、
ボイラー１３で循環水は加熱され、車室内放熱器
５で放熱して再び四方切換弁３０の接続口Ｂから
Ａを経てボイラー１３に戻る。すなわちこの場合
は、車室内放熱器５とボイラー１３の水回路だけ
を循環して、エンジン１を停止したまま、効率よ
く車室内を暖房することができる。

ボイラー１３を停止する場合にスイツチSWを
OFFにすると、燃料遮断弁２６が閉じて燃焼は
停止するが、バーナー温度スイツチ４１が設定温
度以下になるまでの間はモータ１８が廻つてバー
ナー１６内の炉内ガスを掃気する。

（発明の効果）上述のように本発明においては、バーナー１６
に燃料を供給する燃料パイプ２７を燃焼筒４２の
排気パイプ２８に巻き付けたから、この部分で燃
料が予熱されてバーナー内に入る燃料が昇温する
ため、燃料が蒸発し易くかつ燃焼し易くなる。

また本発明においては、燃焼筒４２に挿入した
点火栓取付筒４３の外周面と燃焼筒４２の内周面
との間に隙間ａを設け、燃料の蒸発部材５３を上
面に添設したライナー５２を燃焼筒４２の底部内
周面に沿つてわずかに浮かせた状態で設けたか
ら、前記燃料パイプ２７によつてライナー５２上
の蒸発部材５３に供給された燃料が、燃焼筒４２
の外部から直接冷却されることがない。すなわち
ライナー５２と燃焼筒４２の内壁面との間には空
隙ｂがあるため熱がうばわれるおそれが少ない。

さらに点火栓取付筒４３の外表面も保温材４５
によつて被覆されているため、この部分も保温効
果がすぐれている。

したがつて本発明によれば、厳寒時において、
全くバーナーが冷えきつている場合でも、電熱な
どの予熱を行うことなく、灯油よりも蒸発温度が
高くて蒸発しにくいデイーゼルエンジンの燃料で
ある軽油でも、上述したようにまず排気熱で予熱
して保温された点火栓取付筒４３内に供給し、燃
焼筒４２から浮かせたライナー５２上で有効に加
熱することにより、完全に蒸発ガス化して完全燃
焼させることができるという効果が得られる。

また本発明によれば、従来装置のように、燃料
がバーナーの底に溜つて煤煙を発生したり、燃料
がドレンとして外部に流出して危険を招くおそれ
がなくなるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼式温水ボイラーのバーナ
ー部の断面図、第２図は第１図の−線による
断面矢視図、第３図は本発明装置を付した車両用
暖房装置を一部断面で示す説明図、第４図は燃料
ポンプの縦断面図、第５図は第４図の−線に
よる断面矢視図、第６図は制御回路図、第７図は
従来の車両用暖房装置を一部断面で示す説明図で
ある。１……エンジン、５……車室内放熱器、１３…
…燃焼式温水ボイラー、１５……燃料ポンプ、１
６……バーナー、１７……温水循環ポンプ、１８
……モータ、２６……燃料遮断弁、２７……配管
（燃料パイプ）、２８……排気パイプ、２９……ソ
レノイド、３０……四方切換弁、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
……配管接続口、３９……高温水スイツチ、４０
……低温水スイツチ、４１……バーナー温度スイ
ツチ、４２……燃焼筒、４３……点火栓取付筒、
４４……点火栓、４５……保温材、５２……ライ
ナー、５３……蒸発部材、５４……ポンプケース
本体、５５……ケース蓋、５６……ピストン、５
８……ウオーム歯車、５９……カム面、６０……
ウオーム、６１……カム受、６４……ピン、６５
……Ｌ形アーム。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジンの冷却水の循環回路を車室内放熱器
に連通して車室内の暖房を行う回路の途中に燃焼
式温水ボイラーを設けて冷却水の温度を昇温させ
る装置において、前記燃焼式温水ボイラーの円筒
形の燃焼筒に点火栓取付筒を燃焼筒の接線方向に
挿入して固着すると共に、その挿入した点火栓取
付筒の外周面と燃焼筒の内周面との間に隙間を設
け、燃料の蒸発部材を上面に添設したライナーを
燃焼筒の底部内周面に沿つてわずかに浮かせた状
態で設けると共に、このライナーの一部を前記隙
間に挿入し、前記点火栓取付筒の外表面を保温材
により被覆し、燃料ポンプの吐出側配管を燃焼筒
に接続した排気パイプに巻き付けると共に、その
先を点火栓取付筒の内部にのぞませたことを特徴
とする車両用暖房装置のバーナー。