JPH07127814A - 燃焼式ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気エミッションの改善を図る。 【構成】 バーナ２に設けられ、これに供給された燃料
を気化せしめる気化部材４と、気化部材４をバーナ２の
内壁に固定する、断熱材よりなる固定部材５と、気化部
材４に燃料を供給する燃料噴射弁３と、供給燃料量に応
じた燃焼空気をバーナ２に供給するエアポンプ８２と、
バーナ２に供給された燃料に着火するグロープラグ９と
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼式ヒータに関し、特
に不完全燃焼等を防止して排気エミッション、エバポエ
ミッションの改善を図った燃焼式ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃焼式ヒータはエンジン燃料の一部をバ
ーナで燃焼せしめて、車室内の放熱器への供給水を加熱
するもので、エンジン冷却水温が十分上昇するまでの間
の補助ヒータとして使用される。

【０００３】かかる燃焼式ヒータのバーナでは、供給さ
れた燃料を気化してこれを燃焼空気（以下、単にエアと
いう）と混合し、この混合気をヒータやグロープラグで
着火し燃焼せしめている。

【０００４】図２には従来の燃焼式ヒータの一例を示
し、放熱器への流体流路１３を形成したハウジング１内
にはバーナ２が配設してある。バーナ２の混合筒端部に
は筒内を横切ってセラミックファイバーを板状に成形し
た気化部材４が設けられ、この気化部材４は外周が筒内
壁に接して固定されている。そして、かかる気化部材４
の板面に燃料供給管７３の開口が接触している。燃料供
給管７３にはタンク７１内のポンプ７２より燃料遮断弁
７６を経て燃料が供給されており、気化部材４に至った
燃料は毛細管現象により広く気化部材全体に拡散する。
気化部材４は近接して設けたグロープラグ９により加熱
されており、気化部材４から蒸発気化した燃料は、エア
導入孔２１１より混合筒内へ導入されたエアと混合して
着火し燃焼する。

【０００５】かかる気化部材を使用した燃焼式ヒータは
例えば特開平１−２６２２１４号公報、特開平４−７３
５０３号公報、特開平４−２１４１０５号公報、ＵＳＰ
４，５３８，９８５号等がある。

【０００６】なお、特開昭６０−２９５０５号には超音
波振動子により燃料の気化を行うものが示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
燃焼式ヒータによると、気化部材は近接するグロープラ
グにより加熱されるものの、気化部材の外周部は、これ
が接する混合筒内壁への放熱のために中心部に較べて温
度が低下しがちである。そこで、特にバーナからの輻射
熱が充分得られない燃料供給開始直後は、気化部材の外
周部で燃料気化が不十分となり、燃料過小、エア過剰と
なってＨＣの排出量が多くなる。

【０００８】本発明はかかる課題を解決するもので、Ｈ
Ｃの排出を低減して、排気エミッションの改善を図った
燃焼式ヒータを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成で
は、流体流路１３を設けたハウジング１内に、供給され
た流体を加熱するバーナ２を配設した燃焼式ヒータにお
いて、バーナ２に設けられ、これに供給された燃料を気
化せしめる気化部材４と、該気化部材４を上記バーナ２
の内壁に固定する、断熱材よりなる固定部材５と、上記
気化部材４に燃料を供給する燃料供給手段３と、供給燃
料量に応じた燃焼空気を上記バーナ２に供給する空気供
給手段８２と、バーナ２に供給された燃料に着火する着
火手段９とを具備している。

【００１０】本発明の第２の構成では、上記気化部材４
を板状に成形してバーナ２内を横切るように配設し、か
つ上記固定部材５を、上記気化部材４の全周を囲む枠状
に成形してバーナ２の内壁に沿って設ける。

【００１１】本発明の第３の構成では、上記燃料供給手
段を、上記気化部材４に向けて燃料を噴射する燃料噴射
弁３で構成する。

【００１２】

【作用】上記第１の構成においては、気化部材を断熱材
よりなる固定部材でバーナの内壁に固定しているから、
気化部材が着火手段より受ける熱がバーナ内壁に逃げる
ことはない。したがって、気化部材は局部的に冷却され
ることなく全体が充分に温度上昇し、気化部材に供給さ
れた燃料は全てが良好に気化される。この結果、、エア
過剰によるＨＣの排出が避けられる。

【００１３】上記第２の構成においては、板状の気化部
材は全体が効率的に加熱されるとともに、全周を囲む枠
状に成形した固定部材により外周部の放熱が防止され
て、全体が燃料気化に充分な温度へ上昇する。

【００１４】上記第３の構成においては、燃料噴射弁に
より気化部材に均一に燃料が噴射供給されるから、気化
部材全体で燃料気化が均質になされ、さらに燃焼状態の
改善が図られる。

【００１５】

【実施例】図１において、燃焼式ヒータのハウジング１
は、左右一対の半容器体１１，１２を互いの開口縁で仕
切板１４を挟んで衝合したもので、ハウジング１の半容
器体１１部分には上壁と下壁にそれぞれ給気口１５と排
気口１６が形成され、半容器体１２部分には壁内に液流
通路１３が形成されて上壁と下壁に設けた熱伝達媒体と
しての水の流入口１８と流出口１９に通じている。

【００１６】上記ハウジング１内には中心にバーナ２が
配設され、該バーナ２の燃焼筒は仕切板１４の表裏にそ
れぞれ突設された混合筒２１および燃焼筒２２より構成
されている。燃焼筒２２は大径の円筒体で、仕切板１４
の貫通孔１４２により上記排気口１６と通じる半容器体
１２の内空間に突出している。一方、混合筒２１はやや
小径の円筒体で、給気口１５と通じる半容器体１１の内
空間に突出し、その突出端は小孔２１２に絞ってある。
これら両筒２１，２２内は、仕切板１４の中心に設けた
開口１４１により連通している。

【００１７】半容器体１１の端壁にはこれを貫通して電
磁式燃料噴射弁（インジェクタ）３が設けてあり、該イ
ンジェクタ３の先端が上記混合筒２１の小孔２１２内に
嵌着されている。上記インジェクタ３は自動車エンジン
に使用される公知のものである。上記混合筒２１内に
は、上記インジェクタ３の前方位置（図の右方）に気化
部材４が設けてある。なお、混合筒２１の筒壁には多数
のエア導入孔２１１が設けてある。

【００１８】気化部材４は焼結金属による多孔質の円板
体で、その板面がインジェクタ３の先端に対向して混合
筒２１内を横切るように配設されている。上記気化部材
４の外周にはこれを囲むようにして円形の枠状に成形さ
れた固定部材５が設けてあり、該固定部材５により気化
部材４は混合筒の内壁に位置決め固定されている。この
固定部材５はセラミックス等の断熱材により構成されて
いる。

【００１９】インジェクタ３と反対側の気化部材４の裏
面に近接して着火用のグロープラグ９が設けてあり、こ
れは混合筒２１の筒壁を貫通して先端が気化部材４の中
心部に至っている。

【００２０】上記インジェクタ３には燃料タンク７１内
に設けたポンプ７２より燃料が供給される。インジェク
タ３に至る燃料供給管７３には圧力調整弁７４を設けた
リターン管７５が接続されて、余剰燃料がタンク７１へ
戻される。

【００２１】制御装置６が設けられて、上記インジェク
タ３の開閉およびグロープラグ９への通電を行い、ま
た、上記給気口１５へ至る給気管８１に設けたエアポン
プ８２を駆動する。

【００２２】上記構成の燃焼式ヒータにおいて、着火時
にはグロープラグ９に通電して気化部材４を十分加熱す
るとともに、エアポンプ８２より少量のエアを供給して
おく。エアは給気口１５よりエア導入孔２１１を経て筒
部２１内に至る。この状態でインジェクタ３にパルス的
に通電して所定量の燃料を噴射せしめるとともに供給エ
ア量を理論空燃比まで増加せしめると、燃料は気化部材
４の全面に噴霧されて加熱気化し、エアと混合して燃焼
を開始する。

【００２３】この際、燃料は燃料噴射弁３により気化部
材４の全面に均一に供給されるとともに、気化部材４は
全周が断熱材よりなる枠状の固定部材５で囲まれている
から、外周部より放熱することなく全体が充分に温度上
昇する。これにより、気化部材４に供給された燃料は効
率的かつ均質に気化し、エア過剰によるＨＣを生じるこ
とはない。なお、放熱が抑えられていることにより、気
化部材４の加熱に要するグロープラグ９の消費電力も軽
減される。さらに、燃料噴射に先立って少量のエアを供
給していることにより、噴射開始直後の不完全燃焼も防
止される。

【００２４】燃焼開始後の定常運転時には火炎の熱によ
り気化部材４が加熱されるから、グロープラグ９への通
電は停止できる。そして、この火炎により流体流路１３
を流れる水が加熱され、温水が車室内に設けた放熱器に
供給されて暖房がなされる。

【００２５】消火時にはインジェクタ３の燃料噴射を停
止してエア供給量を低下せしめるとともに、グロープラ
グ９に再度通電する。これにより、火炎が消えても気化
部材４の温度は低下せず、気化部材４上に残った燃料は
全て気化されて完全燃焼する。また、燃料供給管７３先
端のインジェクタ３が閉じるから、供給管７３に残存す
る燃料が気化してそのまま排出されることもない。しか
して、消火時のＨＣと未燃燃料の排出という不具合が防
止される。

【００２６】なお、上記実施例において、インジェクタ
を使用せず、従来の如く燃料供給管の先端開口をそのま
ま気化部材の板面に当接せしめる構成としても、本発明
の効果は得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上の如く、本発明の燃焼式ヒータによ
れば、バーナ着火時のＨＣ排出を効果的に防止すること
ができ、排気エミッションの改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す燃焼式ヒータの全体断
面図である。

【図２】従来の燃焼式ヒータの全体断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １３ 流体流路 ２ バーナ ３ 燃料噴射弁（燃料供給手段） ４ 気化部材 ５ 固定部材 ８２ エアポンプ（空気供給手段） ９ グロープラグ（着火手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 昭和 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 高木 二郎 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体流路を設けたハウジング内に、供給
   された流体を加熱するバーナを配設した燃焼式ヒータに
   おいて、バーナに設けられ、これに供給された燃料を気
   化せしめる気化部材と、該気化部材を上記バーナの内壁
   に固定する、断熱材よりなる固定部材と、上記気化部材
   に燃料を供給する燃料供給手段と、供給燃料量に応じた
   燃焼空気を上記バーナに供給する空気供給手段と、バー
   ナに供給された燃料に着火する着火手段とを具備する燃
   焼式ヒータ。
2. 【請求項２】 上記気化部材を板状に成形してバーナ内
   を横切るように配設し、かつ上記固定部材を、上記気化
   部材の全周を囲む枠状に成形してバーナの内壁に沿って
   設けた請求項１記載の燃焼式ヒータ。
3. 【請求項３】 上記燃料供給手段を、上記気化部材に向
   けて燃料を噴射する燃料噴射弁で構成した請求項１また
   は２記載の燃焼式ヒータ。