JPH0422214Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、内燃機関等を搭載した車両、トレ
ーラ等の車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所等の
室内を暖房するための燃焼器及び熱交換器を備え
た暖房装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の室内暖房については、内燃機関の
冷却水を温水配管で取出し、これをヒータ装置に
導き、間接的に熱交換を行つて温風を室内に送り
込んで室内暖房を行つているものがある。また、
エンジンの吸気通路にバーナ即ち燃焼器及び熱交
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
まつた温風を車両室内に導入する装置、言い換え
れば、内燃機関とは無関係に燃焼器によつて燃料
を燃焼させて発生する熱量によつて室内暖房を行
う自動車用暖房装置（例えば、特開昭60−252018
号公報参照）が開示されている。更に、燃焼器の
燃焼ガスを熱交換器を経て機関の吸気ポートへ供
給すると共に、この熱交換器により加熱される空
気を車室内へ導くようにしたエンジンの暖房装置
（例えば、特開昭61−79864号公報参照）が開示さ
れている。

先行技術として、例えば、本出願人による出願
である特願昭60−026578号（特開昭61−188216号
公報）に開示されているような車両暖房用熱交換
器がある。この車両暖房用熱交換器について、第
４図及び第５図を参照して概説する。

第４図において、車両暖房用熱交換器５０につ
いては、吸熱通路内に熱流通路が配置されている
ものである。前記熱流通路は第１円筒５１及び第
２円筒５２によつて構成され、前記吸熱通路は第
３円筒５３によつて構成されている。第１円筒５
１、第２円筒５２及び第３円筒５３は同軸上に配
置されている。第１円筒５１の一端に燃焼器５５
が連結され、燃焼器５５の燃焼ガスが第１円筒５
１内に送り込まれる。第１円筒５１の他端は折り
返しガイド５４を介して第２円筒５２の一端と連
通し、第２円筒５２の他端にはガス出口５６が連
結されている。前記吸熱通路を構成する第３円筒
５３の一端には冷風である空気を取り入れる空気
入口５７が形成され、その他端には温風である空
気を送り出す空気出口５９が形成されている。通
常、空気入口５７にはブロワ６１から冷気Ｃが吹
き込まれ、空気出口５９からの温風Ｈは下流に設
置された空調装置６２に送り込まれる。次いで、
温風Ｈは空調装置６２から車両室内に送り込まれ
る。第５図は第４図の線−における断面図で
ある。第５図に示すように、第１円筒５１と第２
円筒５２との間には熱伝達用フイン５８が設けら
れ、第２円筒５２と第３円筒５３との間には熱交
換用フイン６０が設けられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記内燃機関の冷却水を利用し
て室内暖房を行うものについては、冷却水の温度
上昇の速度が緩慢であるためヒータ本体が温風を
送り出すまでに長時間を要し、その間はヒータの
暖房機能はほとんどない状態である。即ち、エン
ジンの暖機が完了するまでは、ガソリンエンジン
で約10分間以上、デイーゼルエンジンで約20分間
以上を要している現状である。この間、特に寒冷
地、冬季等では車内は寒く、また車両の窓等の
霜、氷等を除去するデフロスタは充分に機能する
ことができないという問題点を有している。

また、上記内燃機関とは無関係に燃焼器を用い
る自動車用暖房装置又はエンジンの暖機装置につ
いては、燃焼の周期、排ガスの処理等に時間、手
数を要し、複雑な機構、制御装置等を必要とする
という問題点を有している。

また、先行技術としての上記熱交換器について
は、エンジンとは別の燃焼器を設け、急速着火シ
ステムと急速気化システムによつて速やかに液体
燃料を燃焼させ、この燃焼熱から効率的に且つ迅
速に暖房用空気を生成して車内に送り込み、排気
ガスが混入していないクリーンな暖房空気を送り
込むことができるが、その反面この熱交換器の構
造上、暖房空気即ち温風の流れ抵抗が大きく、温
風側の圧力損失が生じるという点でなお満足でき
るというものではない。

この考案の目的は、上記の問題点を解消するこ
とであり、エンジンとは別に独立して、燃料を気
化して気化燃料を燃焼させる燃焼器を設け、急速
着火システムと急速気化システムによつて速やか
に液体燃料を気化燃料に気化して燃焼させ、この
燃焼熱から効率的に且つ迅速に暖房用空気を生成
して、排気ガスが混入していないクリーンな暖房
空気を車両、部屋等の室内に送り込むと共に、特
に、空気の流れ抵抗を小さくするような配管装置
を使用して温風側の圧力損失を低減させ、更に室
内に送り込む空気の送風通路にバイパス通路を取
付け、それを前記燃焼器の燃焼空気取入パイプに
構成して暖房装置自体の構造を簡素化した暖房装
置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、上記の問題点を解消し、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、送風機の出口に連通した
送風通路、該送風通路が接続する空気導入口と温
風を送り出す空気送出口を備えた吸熱通路筒体、
及び該吸熱通路筒体内に配置された燃焼ガスが通
る熱流通路筒体を有する暖房装置において、前記
熱流通路筒体を燃焼器に連通した熱流往路筒体と
その外周に配置した熱流復路筒体から構成し、前
記燃焼器へ燃焼空気を送り込むため前記送風通路
と前記燃焼器とをバイパス通路で連通し、更に該
バイパス通路に逆止弁を設けたことを特徴とする
暖房装置に関する。

また、この暖房装置において、前記送風機の吸
込口へ空気を導入する空気導入通路は前記吸込口
へと段々に収束する集合管で構成されている。

〔作用〕

この考案による暖房装置は、上記のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この暖
房装置は、熱流通路筒体を燃焼器に連通した熱流
往路筒体とその外周に配置した熱流復路筒体から
構成し、前記燃焼器へ燃焼空気を送り込むため前
記送風通路と前記燃焼器とをバイパス通路で連通
したので、暖められる空気の流れは極めて流暢に
流れることができ、空気に対して低抵抗の配管を
提供でき、温風の圧力損失は大きく低減でき、空
気の流入ベクトルを弱めることがなく、空気をス
ムースに前記放熱フインの間に流入させることが
でき、効率的に熱交換を行わせることができると
共に、燃焼空気を送風通路からバイパスさせて取
り入れるように構成したので、送風機を１基のみ
で済み、構造を簡素化することができる。

しかも、前記バイパス通路に逆止弁を設けたの
で、燃焼空気の逆流を防止することができ、前記
熱交換器は熱流通路筒体の外周に空気導入口と空
気送出口とを備えた吸熱通路筒体を配置し且つ前
記熱流通路筒体は熱流往路筒体とその外周の熱流
復路筒体から成る二重筒体であるので、燃焼ガス
と導入される空気とを効率的に熱交換することが
できる。

更に、前記空気導入通路は段々に収斂する集合
管であるので、温風の流れを妨げることなく一層
スムースに流すことができ、更に前記空気導入通
路は段々に収斂する集合管であるので、例えば、
狭い車両等でも空気を導入することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案による暖房装
置の一実施例を詳述する。

第１図において、この考案による暖房装置が符
号２０によつて全体的に示されている。この暖房
装置２０については、例えば、デイーゼルエンジ
ン又はガソリンエンジンのエアクリーナ、単独の
エアクリーナ等を通じて取り入れる空気、あるい
は直接的に外気又は室内から取り入れる空気を遠
心式送風機２４によつて送風通路２８に送り込
み、送風通路２８に設けられたバイパス通路３０
を通じて燃焼空気を燃焼器３に取り入れ、燃焼器
３で発生した燃焼ガスを下流に設置された熱交換
器１に送り込んで熱交換させて、暖房に供するも
のである。

熱交換器１の上流には、送風通路２８を通じて
送風機２４が設置されている。この送風通路２８
は、送風機２４と熱交換器１とをほゞ直線的に連
通しており、送風機２４に対しては送風機２４の
スクロール出口２１にほゞ直線的に連通してい
る。

特に、送風通路２８にはバイパス通路３０が設
けられているが、このバイパス通路３０には逆止
弁３１が設置されている。逆止弁３１は燃焼空気
が送風通路２８に逆流するのを防止する機能を有
するものである。送風機２４の吸込口２２に対し
て空気導入通路２９における空気導入集合管２３
がほゞ垂直に取付けられている。空気導入通路２
９は下流になるにしたがつて段々に狭くなるよう
に形成して空気導入集合管２３に集合するように
構成してもよく、場合によつてはストレート形状
に構成してもよい。

したがつて、例えば、車両にこの暖房装置２０
を適用する場合には、車両の隙間等を利用して空
気導入通路２９及び空気導入集合管２３を設置し
て取付ければ、外気又は室内空気を有効に取り入
れることができ、しかもストレート即ち直線的に
送風機２４、送風通路２８及び熱交換器１が配置
されているので、温風の流れを妨げることがな
い。また、熱交換器１は、円筒状の吸熱通路筒体
２内に円筒状の熱流通路筒体を配置した構成を有
する。熱流通路筒体は、二重筒体であり、円筒状
の熱流往路筒体９とその外周囲に配置された円筒
状の熱流復路筒体８から成る。燃焼器３は、熱流
往路筒体９の一端部に直線状態に取付けられてい
る。

したがつて、熱交換器１は、中央部に燃焼器３
からの燃焼ガスが通る熱流通路１０、中間部に燃
焼ガスの燃焼熱を外周側に伝達する熱伝達通路１
１、及び外側部に燃焼熱を放熱して冷風を温風に
する吸熱通路１２から構成されている。しかも、
熱流通路１０、熱伝達通路１１及び吸熱通路１２
は、互いに同軸上に配置されている。吸熱通路筒
体２は、熱交換器１の外側ケースを構成してお
り、断熱材等（図示省略）で覆われている。外側
ケースの両端部は、一端部に燃焼器３が取付けら
れ、他端部に空気送出口１４が形成されている。

熱流復路筒体８の端部には、内側に多数の受熱
フイン（図示省略）及び外側に多数の放熱フイン
１７を備えたカツプ状の蓋体７が固定されてい
る。この構造によつて、燃焼ガスの流れ通路即ち
熱流通路１０及び熱伝達通路１１と加熱されて暖
房に供される空気の流れ通路即ち吸熱通路１２と
は、端部において完全に遮断されている。

また、熱流往路筒体９の他端部と熱流復路筒体
８の一端部とは導通しており、熱流復路筒体８の
他端部には燃焼ガス排出パイプ等を介して燃焼ガ
ス排出口６が設けられている。更に、熱流復路筒
体８には多数の受熱フイン１５が配置されてい
る。また、吸熱通路筒体２には多数の放熱フイン
５が配置されている。

放熱フイン５については、場合によつては空気
導入口１３の付近即ち放熱フイン５の先導端部
が、符号２７で示すように、空気流入方向に対し
てほゞ垂直になるように切欠くこともできる。そ
の場合には、空気は放熱フイン５に妨げられるこ
となくスムースに放熱フイン５の間に流入され
る。更に、熱流通路パイプ及び燃焼ガス排出パイ
プ（図示省略）の温風の流れの下流側の一部を切
欠くこともでき、場合によつては放熱フイン５に
孔を穿孔することもできる（図示省略）。これら
の切欠き及び／又は孔を設けた場合に、温風の流
れをスムースにすることができる。

したがつて、温風は熱流通路パイプ及び燃焼ガ
ス排出パイプの下流に位置する放熱フイン５に妨
げられずにスムースに放熱フイン５の間を流れる
ことができる。これらの受熱フイン１５及び放熱
フイン５は、熱流復路筒体８に一体的に設けられ
ることが熱伝導の点から好ましい。言い換える
と、熱流復路筒体８の内側には受熱フイン１５が
形成され、熱流復路筒体８の外側には放熱フイン
５が形成されている。各々の受熱フイン及び放熱
フインを整合状態に配置すれば、燃焼ガスの流れ
は受熱フイン１５によつて妨げられることなくス
ムースに流れることができる。また、燃焼ガスに
よつて暖められる空気の流れも放熱フイン５，１
７によつて妨げられることなくスムースに流れる
ことができる。

また、燃焼器３の構造については、図示されて
いないが、例えば、次のような構成を有している
ものを使用することができる。燃焼器３は燃焼筒
から成り、前記燃焼筒を連通孔を有する仕切板に
よつて気化室と燃焼室とに仕切り、気化用グロー
プラグを内蔵した気化装置を前記燃焼室を貫通し
て配置し、前記気化装置によつて気化された気化
燃料を噴出する噴出口を前記気化室に開口し、更
に、前記気化室には点火用のグロープラグを設置
する。前記気化用グロープラグによつて液体燃料
を気化させて気化燃料にすると共に、燃焼空気を
取り入れて気化燃料と混合気を生成し、僅かに存
在する油滴あるいは混合気に前記点火用グロープ
ラグによつて点火し、前記燃焼室において混合気
を燃焼させる。

このような燃焼器３を使用することによつて、
液体燃料は急速に気化して気化燃料となり、気化
燃料は迅速に点火即ち着火され、迅速な燃焼が可
能になる。その結果、燃焼器３は直ちに燃焼ガス
を熱交換器１に送り込むことができ、熱交換器１
の機能を果たすことができ、迅速に暖房に供する
ことができるようになる。

この考案による暖房装置１は、以上のように構
成されており、次のように作用する。

まず、送風機２４が作動され、空気が送風通路
２８、次いでバイパス通路３０から逆止弁３１を
経て、燃焼器３の空気導入口から燃焼器３に送り
込まれ、燃焼器３が点火され、燃焼状態にされ
る。上記のように燃焼器３によつて発生した燃焼
ガスは熱流往路筒体９内の熱流通路１０に吹き込
まれる。熱流通路１０に吹き込まれた燃焼ガス
は、熱流往路筒体９の熱流通路１０から蓋体７に
よつて矢印方向にガイドされてＵターンし、次い
で熱流復路筒体８内の熱伝達通路１１に送り込ま
れる。熱伝達通路１１には受熱フイン１５が半径
方向に多数設置されているので、燃焼ガスは受熱
フイン１５によつて燃焼熱を奪われ、最後に燃焼
ガス排出口６から放出される。

例えば、熱交換器１が車両に適用された場合に
は、放出された排気ガスをエンジンに送り込んで
更に完全に燃焼することができる。一方、暖めら
れる空気は送風機２４によつて空気導入通路２９
及び空気導入集合管２３から吸込まれ、送風機２
４から送風通路２８を通つて空気導入口１３から
吸熱通路筒体２内に吹込まれる。送り込まれた空
気は、吸熱通路１２内に設置されている放熱フイ
ン５の間を通つて流れる。吸熱通路１２には多数
の半径方向の放熱フイン５が熱流復路筒体８の外
周に固定して配置されており、空気は放熱フイン
５の間を通つて放熱フイン５から燃焼熱を吸熱し
て即ち奪つて暖められる。暖められた空気は温風
となつて、次いで蓋体７の外周に半径方向に多数
設けられた放熱フイン１７の間を通つて更に一層
暖められて流れる。最後に、暖められた空気は空
気送出口１４から所定の暖房するべき室又は乾燥
室等に送り出される。

以上のように、この考案による暖房装置の実施
例について詳述したが、必ずしもこれらの細部に
限定されるものではない。例えば、図では、熱流
往路筒体、熱流復路筒体及び吸熱通路筒体につい
ては、流量面積、流れ抵抗、流速、フインの取付
け、数及び形状等を考慮して最も好ましい円筒状
に形成されているが、場所の制約がある場合に
は、その他の形状、例えば角筒状、楕円筒状であ
つてもよい。

また、送風通路が熱交換器の空気取入口付近で
曲管となつているが、空気取入口に向かつて真直
ぐ即ちストレートに伸長してもよく、また送風通
路と熱交換器とが同一方向に配置されているが、
必ずしもこのようは配置に限られるものでないこ
とは勿論である。燃焼器を熱交換器に対して熱交
換器の一端にストレートに配置しているが、取付
け角度については何ら限定されるものでないこと
は勿論である。

空気導入通路について、その入口が長方形に構
成され、その長方形が段々狭くなつて空気導入集
合管へと連通してもよく、図示のような形状に限
定されることなく、例えば、車両等の隙間を利用
して多くの空気を導入できるように形成できれば
よく、場合によつては単なる同一流量面積を有す
る温風の循環パイプであつてもよいことは勿論で
ある。更に、受熱フイン及び放熱フインを中間に
位置する熱流復路筒体に一体的に固定して設けて
いるが、例えば、中央部に位置する熱流往路筒体
の外周に半径方向に受熱フインを取付け、吸熱通
路筒体即ち外側ケースの内周に半径方向に放熱フ
インを取付けてもよいことは勿論である。

更に、蓋体に受熱フイン及び放熱フインを一体
的に設けているが、受熱フインに関しては熱流復
路筒体の受熱フインを延長させてもよく、また、
蓋体の受熱フイン及び放熱フインの数についても
必ずしも熱流復路筒体内及び吸熱通路内に設けた
受熱フイン及び放熱フインの数と同数にする必要
もないことは勿論である。両者の受熱フイン及び
放熱フインを整合状態に配置させてもよく、場合
によつてはその必要もない。更に、受熱フイン及
び放熱フインの状態についても種々に形成できる
ことも勿論である。

〔考案の効果〕

この考案による暖房装置は、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
の暖房装置は、熱流通路筒体を燃焼器に連通した
熱流往路筒体とその外周に配置した熱流復路筒体
から構成し、前記燃焼器へ燃焼空気を送り込むた
め前記送風通路と前記燃焼器とをバイパス通路で
連通したので、暖められる空気の流れは極めて流
暢に流れることができ、空気に対して低抵抗の配
管を提供でき、温風の圧力損失は大きく低減で
き、空気の流入ベルクを弱めることがなく、空気
をスムースに前記放熱フインの間に流入させるこ
とができ、効率的に熱交換を行わせることがで
き、それ故に、送風機は送風能力の小さいもので
済み、小型にすることができると共に、燃焼空気
を送風通路からバイパスさせて取り入れるように
構成したので、送風機を１基のみで済み、構造を
簡素化することができる。

また、前記バイパス通路に逆止弁を設けたの
で、燃焼空気の逆流を防止することができる。ま
た、前記熱交換器は熱流通路筒体の外周に空気導
入口と空気送出口とを備えた吸熱通路筒体を配置
し且つ前記熱流通路筒体は熱流往路筒体とその外
周の熱流復路筒体から成る二重筒体であるので、
燃焼ガスと導入される空気とを効率的に熱交換す
ることができる。

更に、前記空気導入通路は段々に収束する集合
管であるので、例えば、狭い車両等でも空気を導
入することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による暖房装置の一実施例を
示す一部断面図、第２図は第１図の上面図、第３
図は第１図の空気導入通路及び空気導入集合管の
側面図、第４図は先行技術である熱交換器の一例
を示す断面図、及び第５図は第４図の線−に
於ける断面図である。 １……熱交換器、２……吸熱通路筒体、３……
燃焼器、８……熱流復路筒体、９……熱流往路筒
体、１３……空気導入口、１４……空気送出口、
２０……暖房装置、２１……スクロール出口、２
２……送風機吸込口、２４……送風機、２８……
送風通路、２９……空気導入通路、３０……バイ
パス通路、３１……逆止弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 送風機の出口に連通した送風通路、該送風通
   路が接続する空気導入口と温風を送り出す空気
   送出口を備えた吸熱通路筒体、及び該吸熱通路
   筒体内に配置された燃焼ガスが通る熱流通路筒
   体を有する暖房装置において、前記熱流通路筒
   体を燃焼器に連通した熱流往路筒体とその外周
   に配置した熱流復路筒体から構成し、前記燃焼
   器へ燃焼空気を送り込むため前記送風通路と前
   記燃焼器とをバイパス通路で連通し、更に該バ
   イパス通路に逆止弁を設けたことを特徴とする
   暖房装置。 (2) 前記送風機の吸込口へ空気を導入する空気導
   入通路は、前記吸込口へと段々に収束する集合
   管で構成されている実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の暖房装置。