JPH04314613A - Vehicle heating method, vehicle heater device using the same, catalyst used in this device, and vehicle with vehicle heater device - Google Patents

Vehicle heating method, vehicle heater device using the same, catalyst used in this device, and vehicle with vehicle heater device

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Publication number
JPH04314613A
JPH04314613A JP7964491A JP7964491A JPH04314613A JP H04314613 A JPH04314613 A JP H04314613A JP 7964491 A JP7964491 A JP 7964491A JP 7964491 A JP7964491 A JP 7964491A JP H04314613 A JPH04314613 A JP H04314613A
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JP
Japan
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vehicle
catalyst
heating
combustion
fuel
Prior art date
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Pending
Application number
JP7964491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhide Ohashi
克英 大橋
Seigo Miyamoto
宮本 誠吾
Yuichi Kitahara
雄一 北原
Takeshi Tanmachi
健 反町
Kazumi Iwai
岩井 一躬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To perform the function as an auxiliary heater device by using a catalyst in combustion of fuel, utilizing the heat by activation of the catalyst, and raising the cooling water temperature of a vehicle by a safe and effective means. CONSTITUTION:An electric fan 7 is integrally disposed, and a protective cover 17 is mounted in such a manner as to enclose the whole outer circumferential part of a combustion chamber in which a heat exchanger 2 having an evaporator 8, a heating element 5, a combusting catalyst 1, and circulating water inlet and outlet pipes 3, 4 is disposed. By using the catalyst and the heating element as a combustion device, the number of parts can be reduced, the evaporated fuel can be easily combusted, and the safety can be further improved, compared with a conventional device.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は燃焼装置に係わり、特に
車両用暖房装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to combustion devices, and more particularly to heating devices for vehicles.

【0002】0002

【従来の技術】従来の車両用暖房装置における燃焼装置
の構造は、特開昭62−87714 号に記載のように
噴霧バーナ,点火火花発生器等により燃料を燃焼させ、
燃焼装置内部に設けられた熱交換器により冷却水を温め
て温水とし、この温水を車室内熱交換器に送り、車室内
へ供給する空気との間で熱交換させて車室内を暖房する
構造になっていた。
BACKGROUND OF THE INVENTION The structure of a combustion device in a conventional vehicle heating system is such that fuel is combusted by a spray burner, an ignition spark generator, etc., as described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-87714.
A structure that heats the cooling water using a heat exchanger installed inside the combustion device to make hot water, sends this hot water to the cabin heat exchanger, and heats the cabin by exchanging heat with the air supplied to the cabin. It had become.

【0003】また、特開昭60−29505 号で知ら
れる触媒燃焼式の車両用暖房装置では、燃焼空気と気化
燃料との混合気を送風機で触媒により、そこで燃焼させ
、その熱で車空への供給空気を加熱するものが知られて
いる。
In addition, in a catalytic combustion vehicle heating system known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-29505, a mixture of combustion air and vaporized fuel is combusted by a catalyst in a blower, and the resulting heat is transferred to the vehicle air. It is known to heat the supply air of

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】上記前者の従来技術の
燃焼装置は、噴霧バーナ,点火火花発生器等部品、点数
が多く又、燃料を燃焼させ火炎するので、安全性の確保
及び安全性を向上させる上で問題があった。更にこの燃
焼により燃焼ガス中に有害な一酸化炭素やNOx等の含
有量が多いという問題や、バーナ燃焼による燃焼騒音が
大きく、又未燃発生の可能性が高い等、多くの問題点に
対し配慮がなされていなかった。また、後者の触媒式の
ものでは触媒を活性化することについて考慮されておら
ず、十分な燃焼が得られなかった。また故障時の安全性
が悪かった本発明の目的は、上記問題点を解決しうる暖
房装置を提供することである。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned former prior art combustion device has many parts such as a spray burner and an ignition spark generator, and also burns fuel to produce a flame, so it is difficult to ensure safety. There were problems in improving it. Furthermore, this combustion has many problems such as the high content of harmful carbon monoxide and NOx in the combustion gas, the large combustion noise caused by burner combustion, and the high possibility of unburned gas. No consideration was given. Furthermore, in the latter catalytic type, no consideration was given to activating the catalyst, and sufficient combustion could not be obtained. Further, the object of the present invention is to provide a heating device that can solve the above-mentioned problems, which have poor safety in the event of failure.

【0005】本発明の別の目的は、エンジンの発生熱に
よって加温された温水を熱源とする車両用温水式ヒータ
の他に、速暖性のある補助暖房装置を備えた暖房装置付
車両を提供する点にある。
Another object of the present invention is to provide a vehicle equipped with a heating system which is equipped with an auxiliary heating system capable of rapid heating in addition to a vehicle hot water type heater that uses hot water heated by the heat generated by the engine as a heat source. It is in the point of providing.

【0006】本発明の更に別の目的は、車両暖房装置に
用いるに好適な触媒装置を提供する点にある。
Still another object of the present invention is to provide a catalyst device suitable for use in a vehicle heating system.

【0007】本発明の更に別の目的は、触媒燃焼式暖房
装置の保安装置を提供する点にある。
Still another object of the present invention is to provide a safety device for a catalytic combustion heating system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記各々の目的を達成す
るために本発明は、前記燃焼装置の替りに燃焼用空気と
気化燃料を燃焼させる触媒を用いたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve each of the above objects, the present invention uses a catalyst for combusting combustion air and vaporized fuel in place of the combustion device.

【0009】触媒を活性化させるために、燃焼用空気を
加熱する発熱体を燃焼用空気通路部に設けたものである
。また燃焼用空気と気化燃料の混合気を燃焼させるため
に、触媒に白金またはパラジウムや銅の活性金属を含む
触媒部材を用いたものである。
[0009] In order to activate the catalyst, a heating element for heating the combustion air is provided in the combustion air passage. Further, in order to combust a mixture of combustion air and vaporized fuel, a catalyst member containing an active metal such as platinum, palladium, or copper is used as a catalyst.

【0010】また、触媒において容積あたりの触媒活性
化の向上や熱容量を小さく同一流路断面積あたりの通気
抵抗低減,触媒容器構造の簡素化等のために、セラミッ
クス製の蜂の巣状ガス通路を有する一体構造担体のモノ
リス触媒又は耐久性,安全性及びコスト面で有利な粒状
担体のペレット触媒の少なくともいずれか1種類を使用
したものである。
[0010] In addition, the catalyst has a honeycomb-shaped gas passage made of ceramics in order to improve the catalyst activation per volume, reduce the heat capacity, reduce the ventilation resistance per the same flow passage cross-sectional area, and simplify the structure of the catalyst container. At least one of a monolithic catalyst having an integral structure carrier or a pellet catalyst having a granular carrier which is advantageous in terms of durability, safety and cost is used.

【0011】更に燃料としては、車両用燃料のガソリン
か軽油を燃料とするものである。
[0011] Further, as fuel, gasoline or light oil, which is a vehicle fuel, is used.

【0012】更にまた、燃料量を調整する燃料ポンプや
触媒に触媒の温度を検出して異常時には混合気や、車室
内への空気供給を停止する様にした。
Furthermore, the temperature of the catalyst and the fuel pump that adjusts the amount of fuel are detected, and when an abnormality occurs, the air mixture and the air supply to the vehicle interior are stopped.

【0013】また、エンジン冷却水の流通通路の1つで
あるエンジンと温水式車両ヒータの途中に補助暖房装置
の熱交換器を設置したものである。
[0013] Furthermore, a heat exchanger of an auxiliary heating device is installed between the engine, which is one of the engine cooling water circulation passages, and the hot water type vehicle heater.

【0014】更には、温水式車両ヒータとは独立して補
助暖房装置を設け、前者が能力不足,使用不能時に後者
を作動させるようにしたものである。
Furthermore, an auxiliary heating device is provided independently of the hot water type vehicle heater, and the latter is activated when the former is insufficient in capacity or cannot be used.

【0015】[0015]

【作用】前記燃焼用空気通路部に設置した発熱体は、触
媒を活性化させるために燃焼用空気を約200℃〜25
0℃迄加熱する。また、燃料を気化するために設置した
蒸発器は、加熱された燃焼用空気が通過することにより
燃料を気化する。その後、燃焼用空気と気化燃料の混合
気は触媒内部を通過する。その際、触媒に含まれている
白金またはパラジウムや銅の活性金属が混合気と化学反
応を起し、約800℃の高温な燃焼ガスを発生する。前
記燃焼ガスは熱交換器に送られ、熱交換器内部の冷却水
と熱交換され冷却水水温を上昇させる。温度上昇した冷
却水は、車室内に設けられた別の熱交換器に送られブロ
ワモータにより車室内に温風が送られ車室内温度は上昇
する。また、熱交換した燃焼ガスは、排気ガスとして燃
焼室内から外気に放出される。
[Operation] The heating element installed in the combustion air passage section generates combustion air at approximately 200°C to 25°C in order to activate the catalyst.
Heat to 0°C. Further, the evaporator installed to vaporize the fuel vaporizes the fuel by passing heated combustion air therethrough. Thereafter, the mixture of combustion air and vaporized fuel passes inside the catalyst. At this time, the active metals such as platinum, palladium, and copper contained in the catalyst cause a chemical reaction with the air-fuel mixture, generating a high-temperature combustion gas of approximately 800°C. The combustion gas is sent to the heat exchanger, where it exchanges heat with the cooling water inside the heat exchanger to increase the temperature of the cooling water. The coolant whose temperature has increased is sent to another heat exchanger provided in the vehicle interior, and a blower motor blows warm air into the vehicle interior, thereby increasing the temperature in the vehicle interior. Furthermore, the heat-exchanged combustion gas is released from the combustion chamber to the outside air as exhaust gas.

【0016】触媒の燃焼量を調整する為の制御装置は、
車両に設けられた別の制御システムより信号が送られ前
記制御装置により発熱体に通電及び加熱の信号が送られ
る。次に燃焼ファンに作動の信号が送られ燃焼用温度セ
ンサにより燃料気化可能温度を検知後、燃料ポンプに作
動の信号が送られる。又、暖房装置の循環水出口部に設
けられた冷却水用温度センサにより循環水温度を検知し
、危険温度に達した時、混合気の燃焼を停止するもので
ある。
[0016] The control device for adjusting the combustion amount of the catalyst is
A signal is sent from another control system installed in the vehicle, and the control device sends a signal to energize and heat the heating element. Next, an activation signal is sent to the combustion fan, and after the combustion temperature sensor detects the temperature at which fuel can be vaporized, an activation signal is sent to the fuel pump. Further, the temperature of the circulating water is detected by a cooling water temperature sensor provided at the circulating water outlet of the heating device, and when the temperature reaches a critical temperature, combustion of the air-fuel mixture is stopped.

【0017】ガソリン車及びディーゼル車に用いること
で補助暖房装置として使用出来ると共に、エンジンと別
にすることで車両の主力暖房装置とすることができる。
When used in gasoline vehicles and diesel vehicles, it can be used as an auxiliary heating device, and by being separate from the engine, it can be used as the main heating device of the vehicle.

【0018】その他、セラミックス製の蜂の巣状ガス通
路を有する一体構造担体のモノリス触媒と粒状担体のペ
レット触媒は、性能,耐久性,安全性,コスト面におい
て使い分けすることができる。
[0018] In addition, a monolithic catalyst having a monolithic support having honeycomb-shaped gas passages made of ceramics and a pellet catalyst having a granular support can be selectively used in terms of performance, durability, safety, and cost.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜10により
説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10.

【0020】図1において、電動ファン7は燃焼室左上
部に一体的に設置されており蒸発器8は燃焼室内左中央
部に設けられ、蒸発器8外周と燃焼室外壁内側との間の
全周に渡り発熱体5が設置されている。又、燃焼室中央
部に粒状の燃焼触媒1が燃焼室部を密封する状態に設置
されており燃焼触媒1右隣に循環水入口パイプ3と循環
水出口パイプ4を具備した非鉄製からなる熱交換器2が
設置されている。尚、循環水出入口パイプ3,4は燃焼
室外周部に密着するように配置されている。又、燃焼室
全外周部を取り囲む様に保護カバー17が取り付けられ
ている。以上の部品から構成されている暖房装置9の断
面図を図1に示す。
In FIG. 1, the electric fan 7 is installed integrally in the upper left part of the combustion chamber, and the evaporator 8 is installed in the left center part of the combustion chamber, and the entire area between the outer periphery of the evaporator 8 and the inner side of the outer wall of the combustion chamber is A heating element 5 is installed around the circumference. In addition, a granular combustion catalyst 1 is installed in the center of the combustion chamber to seal the combustion chamber, and a non-ferrous heat exchanger is provided with a circulating water inlet pipe 3 and a circulating water outlet pipe 4 on the right side of the combustion catalyst 1. Exchanger 2 is installed. Note that the circulating water inlet/outlet pipes 3, 4 are arranged so as to be in close contact with the outer periphery of the combustion chamber. Further, a protective cover 17 is attached to surround the entire outer periphery of the combustion chamber. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a heating device 9 composed of the above-mentioned parts.

【0021】本構造により燃焼用空気10は電動ファン
7右部からモータ及びファン等により燃焼室内部に送風
される。燃焼室内左部より送風された燃焼用空気10は
発熱体5により約200℃〜250℃に加熱され、蒸発
器8先端部の蒸発部を通ることにより燃料導入パイプ6
で蒸発器8に送られた燃料6が気化し該加熱空気11と
混合して混合気13を生成する。混合気13は燃焼触媒
1内部を通風することにより燃焼触媒1が活性化し混合
気13と触媒部材に含まれている白金またはパラジウム
や銅の活性金属が化学反応を起して高温な燃焼ガス(8
00℃)14を発生する。燃焼ガス14は冷却水19を
循環している、熱交換器2により熱交換された燃焼ガス
14は排気ガス15として二重構造にされた燃焼室内を
循環させ、該燃焼触媒を予熱とドレン水の発生しない温
度(100〜150℃)にコントロールして、外部に放
出される。以上により従来の噴霧バーナ,点火火花発生
器等からなる燃焼装置の替りに燃焼触媒1と発熱体5を
用いることで従来と同等な燃焼量を満たす暖房装置9と
することができる。
With this structure, the combustion air 10 is blown into the combustion chamber from the right side of the electric fan 7 by a motor, fan, etc. Combustion air 10 blown from the left side of the combustion chamber is heated to approximately 200°C to 250°C by the heating element 5, and is then passed through the evaporation section at the tip of the evaporator 8 to the fuel introduction pipe 6.
The fuel 6 sent to the evaporator 8 is vaporized and mixed with the heated air 11 to generate an air-fuel mixture 13. The mixture 13 is activated by ventilation inside the combustion catalyst 1, and the mixture 13 and active metals such as platinum, palladium, and copper contained in the catalyst member cause a chemical reaction, resulting in high-temperature combustion gas ( 8
00°C) 14. The combustion gas 14 is circulated through cooling water 19.The combustion gas 14, which has been heat exchanged by the heat exchanger 2, is circulated as exhaust gas 15 in the double-structured combustion chamber, and the combustion catalyst is preheated and drained. It is controlled at a temperature (100 to 150 degrees Celsius) that does not cause the generation of gas, and is released to the outside. As described above, by using the combustion catalyst 1 and the heating element 5 in place of the conventional combustion device consisting of a spray burner, ignition spark generator, etc., the heating device 9 can satisfy the same amount of combustion as the conventional heating device.

【0022】前記構造の燃焼装置にすることで点火系器
具を使用せず容易に気化燃料12を燃焼させることがで
きると共に気化燃料12が生成されなければ火炎要因が
無い為、安全性の面において従来の装置に対し、遥かに
向上させることができる。又、部品点数の削減も図れる
[0022] By using a combustion device having the above structure, it is possible to easily burn the vaporized fuel 12 without using an ignition system, and since there is no flame factor unless the vaporized fuel 12 is generated, it is safe in terms of safety. It can be significantly improved over conventional devices. Furthermore, the number of parts can be reduced.

【0023】更に本構造に触媒を使用することで燃料の
燃焼に伴う燃焼ガス中に含まれる有害な一酸化炭素及び
NOx等の含有量を従来のバーナ式燃焼方式に対し遥か
に低減することが出来ることが最も大きなメリットとな
る。
Furthermore, by using a catalyst in this structure, the content of harmful carbon monoxide, NOx, etc. contained in the combustion gas accompanying fuel combustion can be far reduced compared to the conventional burner type combustion method. The biggest benefit is being able to do it.

【0024】次に燃焼触媒1において、図2,3に示す
ようにセラミックス製の蜂の巣状ガス通路を有する一体
構造担体のモノリス触媒16と粒状担体のペレット触媒
1aの2種類の触媒を設定し、性能,耐久性,安全性,
コスト面において使い分けをしたものである。モノリス
触媒の長所としては、容積あたりの触媒活性率が良く同
一流通断面積あたりの通気抵抗が低い一体構造の為、コ
ンバータ容器構造が簡単等があり、ペレット触媒におい
ては外部からの衝撃による担体破損が招きずらく、燃料
などの中にある触媒害にモノリス触媒に比べ強く使用中
に経時劣化が小さい等である。
Next, in the combustion catalyst 1, as shown in FIGS. 2 and 3, two types of catalysts are set: a monolithic catalyst 16 having an integral structure carrier having honeycomb gas passages made of ceramics, and a pellet catalyst 1a having a granular carrier. performance, durability, safety,
They are used differently in terms of cost. Advantages of monolithic catalysts include a simple converter container structure due to the monolithic structure, which has high catalyst activity per volume and low ventilation resistance per same flow cross-sectional area, while pellet catalysts are less prone to carrier damage due to external impact. It is more resistant to catalyst damage from fuel, etc. than monolith catalysts, and suffers less deterioration over time during use.

【0025】更に燃焼部を別の構造にしたものを図4に
示す。図4の燃焼部において燃焼触媒1cを図5に示す
。燃焼用空気10と気化燃料12の混合気13を生成し
、その混合気13を触媒により燃焼させる原理は図1の
暖房装置9と同じである。図4の燃焼触媒1cは、蜂の
巣状のモノリス触媒16を六角形又は多角形に構成し、
中央の空間部に、先に生成された混合気13を送り、燃
焼触媒1cの内側から外側に向い混合気13を流通する
。又、その流通の際、混合気13と触媒活性金属が化学
反応をして高温な燃焼ガス(約800℃)14を発生す
るものである。燃焼触媒1cの外周を覆うような形の熱
交換器2が設けられ、更に熱交換器2の外周を密封する
ように保護カバー17が設置されている。その密封され
た空間部には冷却水19が流入されている。燃焼ガス1
4は熱交換器2に噴き付けられ、その熱交換器2により
燃焼ガス14と冷却水19が熱交換し、熱交換した燃焼
ガス14は排気ガス15として外気に排出される。又、
冷却水19は図4の密封された空間部の下部循環水入口
パイプ3より導入され、熱交換した冷却水14は、上部
循環水出口パイプ4より導出される。尚、本構造の暖房
装置18にすることで、暖房装置9と比較し独立した熱
交換器を停止し一体化したことが大きな特徴であり、ホ
ットスポットが無く、より高率よく冷却水19と熱交換
することが可能となる。又、燃焼部外周を冷却水19で
覆う為、安全性の面でより向上させることができること
が最も大きなメリットとなる。それに伴い安全装置及び
制御装置において冷却水19温度センサで容易に制御す
ることができる。更に図4に示すように燃焼触媒1c部
をネジ止めにより脱着可能にすることで燃焼触媒1cの
交換時のサービス性向上に貢献することができる。
FIG. 4 shows a combustion section with a different structure. The combustion catalyst 1c in the combustion section of FIG. 4 is shown in FIG. The principle of generating a mixture 13 of combustion air 10 and vaporized fuel 12 and combusting the mixture 13 using a catalyst is the same as that of the heating device 9 of FIG. 1. The combustion catalyst 1c in FIG. 4 has a honeycomb-shaped monolithic catalyst 16 configured in a hexagonal or polygonal shape,
The air-fuel mixture 13 previously generated is sent to the central space, and the air-fuel mixture 13 flows from the inside to the outside of the combustion catalyst 1c. Further, during the flow, the air-fuel mixture 13 and the catalytically active metal undergo a chemical reaction to generate a high-temperature combustion gas (approximately 800° C.) 14. A heat exchanger 2 is provided to cover the outer periphery of the combustion catalyst 1c, and a protective cover 17 is further provided to seal the outer periphery of the heat exchanger 2. Cooling water 19 is flowing into the sealed space. combustion gas 1
4 is sprayed onto the heat exchanger 2, the heat exchanger 2 exchanges heat between the combustion gas 14 and the cooling water 19, and the heat-exchanged combustion gas 14 is discharged to the outside air as exhaust gas 15. or,
The cooling water 19 is introduced from the lower circulating water inlet pipe 3 of the sealed space shown in FIG. 4, and the heat-exchanged cooling water 14 is led out from the upper circulating water outlet pipe 4. By using the heating device 18 of this structure, compared to the heating device 9, the main feature is that the independent heat exchanger is stopped and integrated, there are no hot spots, and the cooling water 19 is exchanged with a higher efficiency. It becomes possible to exchange heat. Furthermore, since the outer periphery of the combustion part is covered with cooling water 19, the greatest advantage is that safety can be further improved. Accordingly, it is possible to easily control the temperature sensor of the cooling water 19 in the safety device and the control device. Furthermore, as shown in FIG. 4, by making the combustion catalyst 1c section removable by screwing, it is possible to contribute to improved serviceability when replacing the combustion catalyst 1c.

【0026】図6は車両へ暖房装置9もしくは18を取
付けた車載状態を示す透視図である。通常、エンジン2
0から流出された冷却水19は図示していないエンジン
ルーム前方に設置されているラジエータと車室内を温た
めるために設けてあるヒータ21に送られる。該暖房装
置9,18は、エンジンから流出されヒータ21に導入
するパイプ24の途中に挿入し、冷却水19を加熱する
ものである。加熱された冷却水は、車室内のヒータ21
に送られ車室内に設けてあるブロワモータ22により熱
交換用空気が該ヒータ21に送風される。熱交換用空気
はヒータ21と熱交換し、温風23として各ダクト35
により車室内に送風される。又、ヒータ21によって熱
交換した冷却水19はパイプ24によりエンジン20内
部に戻される。図6は一般のガソリン車25における暖
房装置9,18の設置方法を示したものであり、図9及
び図10は、ディーゼル車のトラック33やバス34等
の乗合自動車に取付ける時の設置方法及び取付け位置を
示したものである。前記設置方法とすることで、車両の
補助暖房装置として暖房能力不足の補助やエアコンの付
加機能としての急速暖房、又は冬期の窓晴れ性の向上と
して大きく貢献することになる。
FIG. 6 is a perspective view showing the state in which the heating device 9 or 18 is mounted on a vehicle. Usually engine 2
Cooling water 19 flowing out from the vehicle is sent to a radiator (not shown) installed in the front of the engine room and a heater 21 provided to warm the interior of the vehicle. The heating devices 9 and 18 are inserted in the middle of a pipe 24 that flows out from the engine and is introduced into the heater 21, and heats the cooling water 19. The heated cooling water is supplied to the heater 21 in the vehicle interior.
Heat exchange air is sent to the heater 21 by a blower motor 22 provided inside the vehicle interior. The heat exchange air exchanges heat with the heater 21 and is sent to each duct 35 as warm air 23.
The air is blown into the vehicle interior. Further, the cooling water 19 with which heat has been exchanged by the heater 21 is returned to the inside of the engine 20 through a pipe 24. FIG. 6 shows how to install the heating devices 9 and 18 in a general gasoline vehicle 25, and FIGS. 9 and 10 show how to install them in a passenger car such as a diesel truck 33 or a bus 34. This shows the mounting position. By using the above installation method, it can greatly contribute as an auxiliary heating device for a vehicle to assist in cases where heating capacity is insufficient, to provide rapid heating as an additional function of an air conditioner, or to improve window clearness in winter.

【0027】又、別の設置方法として、図7にエンジン
20もしくはエンジン20の冷却水19とラジェータ2
6等を含む構成部品とは別に暖房装置9,18と車室内
のヒータ21とを直に接続及び構成し、温水27が暖房
装置9,18とヒータ21の間で循環させたものである
。本構成にすることで、エンジンの暖気運転により冷却
水19,水温を上昇させることが不必要となり、エンジ
ン20の付加機能として、削除することができる。 又、車両用暖房装置として構成することで、ガソリン車
25及びディーゼル車33,34を問わず多車種に渡り
、容易に設置できると共に汎用性を持たせることができ
る。更に将来的に、電気自動車・セラミックエンジン等
により冷却水19が廃止された時、車室内の暖房として
エンジンとは別に暖房装置を構成しなければならない。 よって本構成の暖房装置が必要不可欠になる。
Another installation method is shown in FIG. 7 in which the engine 20 or the cooling water 19 of the engine 20 and the radiator
The heating devices 9, 18 and the heater 21 in the vehicle interior are directly connected and configured separately from the components including the heating devices 9, 18, etc., and hot water 27 is circulated between the heating devices 9, 18 and the heater 21. With this configuration, it becomes unnecessary to increase the water temperature of the cooling water 19 by warming up the engine, and it can be omitted as an additional function of the engine 20. Moreover, by configuring it as a vehicle heating device, it can be easily installed and has versatility in many types of vehicles, regardless of whether it is a gasoline vehicle 25 or a diesel vehicle 33, 34. Furthermore, in the future, when the cooling water 19 is abolished due to electric vehicles, ceramic engines, etc., a heating device must be configured separately from the engine to heat the vehicle interior. Therefore, a heating device with this configuration is indispensable.

【0028】その他、暖房装置9の制御装置を図8に示
す。制御システム30としては、燃焼用空気量を調整す
る電動ファン7と燃料16を供給し調整する燃料ポンプ
28と燃焼ガス温度及び冷却水水温を検知する温度セン
サ29等をコントロール制御するものである。尚、車室
内に補助暖房スイッチ31を設置し、バッテリー32を
電源に作動するものである。
In addition, a control device for the heating device 9 is shown in FIG. The control system 30 controls the electric fan 7 that adjusts the amount of combustion air, the fuel pump 28 that supplies and adjusts the fuel 16, the temperature sensor 29 that detects the combustion gas temperature and the cooling water temperature, and the like. Note that an auxiliary heating switch 31 is installed in the vehicle interior, and is operated using a battery 32 as a power source.

【0029】該制御システム30の作動制御としては、
最初に補助暖房スイッチからONの信号が送られ、制御
システム30から電動ファン及び発熱体5にONの信号
を送る。次に燃料ポンプに供給(ON)の信号が送られ
、混合気13が生成された後、触媒1により燃焼するも
のである。尚、燃焼温度検知用温度センサ29により燃
焼が確認され、冷却水用温度センサ29で温度上昇を確
認する。又、燃焼ガス14が必要以上に上昇したり混合
気13が燃焼しない時に制御システム30より燃料ポン
プ28にOFFの信号が送られ、次に電動ファン7及び
発熱体5にもOFFの信号が送られる。その後、運転者
に何らかの方法で暖房装置の不具合を表示するものであ
る。冷却水用温度センサ29においても、冷却水19水
温が上昇しない場合や必要以上に上昇した時、同様に制
御システム30が作動する。
The operation control of the control system 30 is as follows:
First, an ON signal is sent from the auxiliary heating switch, and an ON signal is sent from the control system 30 to the electric fan and heating element 5. Next, a supply (ON) signal is sent to the fuel pump, and after a mixture 13 is generated, it is combusted by the catalyst 1. Incidentally, combustion is confirmed by the combustion temperature detection temperature sensor 29, and temperature rise is confirmed by the cooling water temperature sensor 29. Further, when the combustion gas 14 rises more than necessary or the air-fuel mixture 13 does not burn, the control system 30 sends an OFF signal to the fuel pump 28, and then also sends an OFF signal to the electric fan 7 and heating element 5. It will be done. Thereafter, the malfunction of the heating system is displayed to the driver in some way. Regarding the cooling water temperature sensor 29, the control system 30 is similarly activated when the temperature of the cooling water 19 does not rise or rises more than necessary.

【0030】該制御システム30と暖房装置9を組合せ
ることにより車両用補助暖房装置としての機能を果すこ
とになる。
By combining the control system 30 and the heating device 9, it functions as an auxiliary heating device for a vehicle.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、燃焼用空気と気化燃料
の混合気を触媒部材に含まれる白金またはパラジウムや
銅の活性金属との化学反応により容易に燃焼させること
ができるので別途に点火装置を設置しなくて済む。それ
に伴い燃焼装置の部品点数の削減や安全性の向上を図る
ことができる。
According to the present invention, the mixture of combustion air and vaporized fuel can be easily combusted by a chemical reaction with the active metals such as platinum, palladium, and copper contained in the catalyst member, so that it is not necessary to ignite it separately. No need to install equipment. Accordingly, it is possible to reduce the number of parts of the combustion device and improve safety.

【0032】更に本構造に触媒を使用することで燃料の
燃焼に伴う燃焼ガス中に含まれる有害な一酸化炭素やN
Ox等の含有量を低減することができる。
Furthermore, by using a catalyst in this structure, harmful carbon monoxide and N contained in the combustion gas accompanying the combustion of fuel can be removed.
The content of Ox, etc. can be reduced.

【0033】機能的には、燃焼触媒と発熱体を用いるこ
とで従来と同じ燃焼量を満たす燃焼装置にすることがで
きる。
Functionally, by using a combustion catalyst and a heating element, it is possible to create a combustion device that achieves the same amount of combustion as the conventional combustion device.

【0034】又、燃焼装置において、セラミックス製の
蜂の巣状通路を有する一体構造担体のモノリス触媒と粒
状担体のペレット触媒の2種類を設定することにより性
能,耐久性,安全性,コスト面で使い分けをすることが
できる。
[0034] Furthermore, in the combustion device, two types of catalysts are available: a monolith catalyst with an integral structure carrier having ceramic honeycomb passages, and a pellet catalyst with a granular carrier, which can be used selectively in terms of performance, durability, safety, and cost. can do.

【0035】燃焼用通路部に発熱体を設けることにより
燃焼用空気を加熱し、触媒を活性化させることができる
と共に気化燃料を生成させることができる。
[0035] By providing a heating element in the combustion passage, the combustion air can be heated, the catalyst can be activated, and vaporized fuel can be generated.

【0036】燃料ポンプや温度センサ等、触媒の燃焼を
制御する制御装置を組付けることで車両用暖房装置とし
て構成することができる。
[0036] By assembling a control device for controlling the combustion of the catalyst, such as a fuel pump and a temperature sensor, it can be configured as a heating system for a vehicle.

【0037】本構造により車両用燃料のガソリン及び軽
油の両方において使用できると共に車の急速暖房及び暖
房能力不足の補助として用いることができると共に冬期
の窓晴れ性の向上として貢献することができる。
[0037] With this structure, it can be used with both gasoline and diesel fuel for vehicles, and can also be used as an aid for rapid heating of cars and when heating capacity is insufficient, and can contribute to improving window clearness in winter.

【0038】ガソリン車又はディーゼル車(トラック,
バス等)において、冷却水の流通通路の1つであるエン
ジンと車両ヒータの途中に該暖房装置を設置することで
車両の補助暖房装置として冷却水水温を上昇させ機能を
果すことができる。
[0038] Gasoline or diesel vehicle (truck,
By installing the heating device between the engine and the vehicle heater, which is one of the cooling water distribution passages, in a bus, etc., it can function as an auxiliary heating device for the vehicle by increasing the temperature of the cooling water.

【0039】更に、エンジンの冷却水又はエンジンを構
成する部品とは別に車両ヒータと対に暖房装置を構成す
ることで、エンジンとは別体の車両用暖房装置として多
車種に渡り、容易に設定でき汎用性を持たせることがで
きる。又、今後エンジン冷却水の廃止に伴い、車室内の
暖房機能として該暖房装置を構成することができる。更
に触媒の異常時に保護装置を作動させることにより、安
全性の高い暖房装置が得られる。尚、この時、車室内へ
の空気の供給も停止すれば、暖房器故障時に冷風が吹き
出すという不具合も解消できる。
Furthermore, by configuring the heating device in conjunction with the vehicle heater separately from the engine cooling water or the parts that make up the engine, it can be easily set up for many vehicle models as a vehicle heating device separate from the engine. It is possible to provide versatility. Furthermore, with the discontinuation of engine cooling water in the future, the heating device can be configured as a heating function for the vehicle interior. Furthermore, by activating the protection device when the catalyst is abnormal, a highly safe heating system can be obtained. Furthermore, if the supply of air to the vehicle interior is also stopped at this time, the problem of cold air blowing out when the heater malfunctions can be resolved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例の暖房装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a heating device according to an embodiment of the present invention.

【図2】燃焼触媒であるペレット触媒の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a pellet catalyst that is a combustion catalyst.

【図3】燃焼触媒であるモノリス触媒の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a monolithic catalyst that is a combustion catalyst.

【図4】本発明の他の一実施例の暖房装置の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a heating device according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4に設置されている燃焼触媒の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of the combustion catalyst installed in FIG. 4.

【図6】該暖房装置をガソリン車に設置した時の透視図
FIG. 6 is a perspective view of the heating device installed in a gasoline vehicle.

【図7】エンジンとは別に暖房装置を構成した時の構成
図。
FIG. 7 is a configuration diagram when a heating device is configured separately from the engine.

【図8】図1の暖房装置の制御システム構成図。FIG. 8 is a control system configuration diagram of the heating device in FIG. 1.

【図9】該暖房装置をディーゼル車(トラック)に設置
した時の透視図。
FIG. 9 is a perspective view of the heating device installed in a diesel vehicle (truck).

【図10】該暖房装置をディーゼル車(バス)に設置し
た時の透視図。
FIG. 10 is a perspective view of the heating device installed in a diesel vehicle (bus).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃焼触媒、2…熱交換器、3…循環水入口パイプ、
4…循環水出口パイプ、5…発熱体、6…燃料導入パイ
プ、7…電動ファン、8…蒸発器、9…暖房装置、10
…燃焼用空気、11…加熱空気(200℃)、12…気
化燃料、13…混合気、14…燃焼ガス(800℃)、
15…排気ガス、16…燃料、17…保護カバー、1a
…ペレット触媒、1b…モノリス触媒、1c…燃焼触媒
、18…暖房装置、19…冷却水、20…エンジン、2
1…ヒータ、22…ブロワモータ、23…温風、24…
パイプ、25…ガソリン車、26…ラジエータ、27…
温水、28…燃料ポンプ、29…温度センサ、30…制
御システム、31…補助暖房スイッチ、32…バッテリ
ー、33…ディーゼル車(トラック)、34…ディーゼ
ル車(バス)、35…ダクト。
1... Combustion catalyst, 2... Heat exchanger, 3... Circulating water inlet pipe,
4... Circulating water outlet pipe, 5... Heating element, 6... Fuel introduction pipe, 7... Electric fan, 8... Evaporator, 9... Heating device, 10
... Combustion air, 11... Heated air (200°C), 12... Vaporized fuel, 13... Air mixture, 14... Combustion gas (800°C),
15...Exhaust gas, 16...Fuel, 17...Protection cover, 1a
... Pellet catalyst, 1b... Monolith catalyst, 1c... Combustion catalyst, 18... Heating device, 19... Cooling water, 20... Engine, 2
1...Heater, 22...Blower motor, 23...Warm air, 24...
pipe, 25...gasoline car, 26...radiator, 27...
Hot water, 28...Fuel pump, 29...Temperature sensor, 30...Control system, 31...Auxiliary heating switch, 32...Battery, 33...Diesel vehicle (truck), 34...Diesel vehicle (bus), 35...Duct.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼用空気を送風する電動ファンと、燃焼
用空気を加熱する発熱体と、燃料を気化して燃焼室内に
送る燃料供給手段と、前記燃焼室内にあって前記燃焼用
空気と気化燃料との混合気を燃焼させる触媒と、この混
合気の燃焼による発熱を利用して車室内への供給空気を
温める熱交換手段とから成ることを特徴とする車両用暖
房装置。
1. An electric fan for blowing combustion air, a heating element for heating the combustion air, a fuel supply means for vaporizing fuel and feeding it into the combustion chamber, and a fan for supplying the combustion air to the combustion chamber. A heating device for a vehicle, comprising a catalyst that burns a mixture with vaporized fuel, and a heat exchange means that uses heat generated by the combustion of this mixture to warm air supplied into a vehicle interior.
【請求項2】触媒の化学反応により燃焼用空気と気化燃
料との混合気を燃焼させることを特徴とする請求項1の
車両用暖房装置。
2. The heating system for a vehicle according to claim 1, wherein a mixture of combustion air and vaporized fuel is combusted by a chemical reaction of a catalyst.
【請求項3】触媒を活性化させるために燃焼用空気を加
熱する発熱体を燃焼用空気通路部内に設けたことを特徴
とする請求項1,2に記載の車両用暖房装置。
3. The heating device for a vehicle according to claim 1, further comprising a heating element provided in the combustion air passage for heating the combustion air to activate the catalyst.
【請求項4】車両のエンジンと車室内暖房用ヒータとの
間を循環する冷却水通路の途中に請求項1〜3の1つに
記載の車両用暖房装置の熱交換器を設置し、この熱交換
器で生成される温水を熱源として車室内へ供給する空気
を温める補助ヒータを有することを特徴とする暖房装置
付車両。
4. A heat exchanger for a vehicle heating system according to any one of claims 1 to 3 is installed in a cooling water passage circulating between a vehicle engine and a heater for heating a vehicle interior; A vehicle with a heating device characterized by having an auxiliary heater that warms air supplied into a vehicle interior using hot water generated by a heat exchanger as a heat source.
【請求項5】エンジンの冷却水を利用した温水式車両ヒ
ータとは独立して、前記請求項1〜3の1つに記載の車
両用暖房装置を設置し前記冷却水が所望の温度になるま
での間この暖房装置を優先的に使用することを特徴とす
る車両の暖房方法。
5. The vehicle heating device according to claim 1 is installed independently of a hot water type vehicle heater that uses engine cooling water, and the cooling water is brought to a desired temperature. A heating method for a vehicle characterized by using this heating device preferentially for a period of time.
【請求項6】燃焼空気を供給する電動送風機、燃焼空気
と混合される燃料を供給する燃料供給手段、燃焼空気と
燃料との混合気を燃焼させる触媒、混合気の燃焼によっ
て発生する熱を利用して車室内へ供給する空気を加熱す
る加熱手段、前記触媒の温度を検出する温度センサ、前
記混合気供給状態にもかかわらず、前記温度センサの出
力が所定値以下のとき、混合気の供給を停止する保護装
置とから成る車両用暖房装置。
6. An electric blower that supplies combustion air, a fuel supply means that supplies fuel to be mixed with combustion air, a catalyst that combusts a mixture of combustion air and fuel, and uses heat generated by combustion of the mixture. heating means for heating the air supplied into the vehicle interior; a temperature sensor for detecting the temperature of the catalyst; supplying the air-fuel mixture when the output of the temperature sensor is below a predetermined value despite the air-fuel mixture supply state; A vehicle heating system consisting of a protection device that stops the heating.
【請求項7】請求項6に記載のものにおいて、前記保護
装置の動作時に車室内への空気の供給を停止する空気供
給停止手段を設けたことを特徴とする車両用暖房装置。
7. The heating system for a vehicle according to claim 6, further comprising an air supply stop means for stopping the supply of air into the vehicle interior when the protection device is activated.
【請求項8】セラミックス製の蜂の巣状ガス通路を有す
る一体構造担体モノリス触媒又は粒状担体のペレット触
媒の少なくともいずれか1種類の担体を使用した請求項
1〜3記載の車両用暖房装置の触媒。
8. The catalyst for a heating device for a vehicle according to claim 1, wherein at least one type of carrier is used: a monolithic monolith catalyst having a honeycomb-shaped gas passage made of ceramic or a pellet catalyst having a granular carrier.
【請求項9】車両駆動用燃料の一部を気化する気化器,
加熱空気と前記気化された車両駆動用燃料とを混合する
混合器、この混合気と化学反応して燃焼させる触媒、こ
の燃焼に伴なう発熱を利用して、車室への供給空気を加
熱する加熱手段とより成る車両用暖房装置。
Claim 9: A carburetor that vaporizes a portion of fuel for driving a vehicle;
A mixer that mixes the heated air and the vaporized fuel for driving the vehicle, a catalyst that chemically reacts with this mixture and burns it, and heats the air supplied to the passenger compartment using the heat generated by this combustion. A heating device for a vehicle, comprising heating means for heating the vehicle.
【請求項10】請求項9において、触媒が白金,パラジ
ウムまたは銅のうち少なくとも一つの活性金属を主成分
とする触媒であることを特徴とする車両用暖房装置。
10. The heating device for a vehicle according to claim 9, wherein the catalyst is a catalyst containing at least one active metal selected from platinum, palladium, and copper as a main component.
【請求項11】燃焼用空気を加熱する発熱体によって燃
料気化用の蒸発器を加熱することを特徴とする請求項1
〜3記載の車両用暖房装置。
Claim 11: Claim 1 characterized in that the evaporator for fuel vaporization is heated by the heating element that heats the combustion air.
3. Vehicle heating device according to item 3.
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