JPH07215043A

JPH07215043A - 燃焼式ヒータ

Info

Publication number: JPH07215043A
Application number: JP6030898A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inoue; 孝井上; Akikazu Kojima; 昭和小島; Yukikatsu Ozaki; 幸克尾崎
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】ＨＣや未燃燃料の排出を防止して排気エミッ
ションの改善を図る。【構成】流体流路１３を設けたハウジング１内にバー
ナ２を配設する。バーナ２の燃焼筒２１，２２の閉鎖端
にインジェクタ３が設けられ、噴射燃料が飛来するその
前方位置に、板面をインジェクタ３に向けて多孔性の気
化プレート４が設けられる。気化プレート４にはその最
下位置に、筒壁に沿って燃焼室２ａ内へ延びる延出部４
１が形成される。延出部４１が燃焼室２ａ内の火炎で加
熱され、その熱が上記最下位置に伝達されて燃料溜まり
の発生が防止される。

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、車室内エアを直接、あるいは車室
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。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エアと混合し、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。

【０００３】図１２には従来の燃焼式ヒータの一例を示
し、放熱器への供給水流路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の燃焼筒端部
にはセラミックファイバーを板状に成形した気化プレー
ト４が設けられ、この気化プレート４に燃料供給管７３
の開口が当接している。燃料供給管７３にはタンク７１
内のポンプ７２より遮断弁７６を経て燃料が供給されて
おり、気化プレート４に至った燃料は毛細管現象により
広くプレート全体に拡散する。気化プレート４は近接し
て設けた棒状ヒータ９により加熱されており、気化プレ
ート４から蒸発気化した燃料は、エア導入孔２１１より
筒内へ導入されたエアと混合して着火し燃焼する。

【０００４】かかる気化プレート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−
７３５０３号公報、特開平４−２１４１０５号公報、Ｕ
ＳＰ４，５３８，９８５号等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の燃焼式ヒー
タにおいて、燃料供給管７３より気化プレート４に供給
される燃料は毛細管現象によりプレート全体に拡散する
が、気化しきれない燃料が重力によって次第に気化プレ
ート４の下部に降下する。このため、気化プレート４の
下部で燃料濃度が高くなって燃料溜まりを生じ、甚だし
い場合は溜まった燃料が燃焼筒２の燃焼室内へ流れ出す
ことがある。燃料溜まりを生じると、溜まった燃料がヒ
ータ消火後に漸次気化プレート４に浸透拡散し蒸発し
て、未燃燃料のままで排出されるおそれがある。また、
燃焼室内へ燃料が流れ出すと、燃焼時の空燃比がリッチ
となって排気エミッションが悪化するという問題を生じ
る。本発明はかかる課題を解決するもので、気化プレー
ト下部に燃料溜まりが生じるのを効果的に防止して、排
気エミッションの改善を実現した燃焼式ヒータを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成による
と、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、上記バーナ２の燃焼筒２１，２２の閉鎖端に燃料
供給手段３を設けるとともに、該燃料供給手段３の前方
位置に板状気化部材４を、燃焼筒２１，２２の内空間を
横断するように設けて、上記気化部材４により燃焼筒２
１，２２の筒内空間を軸方向へ区画して閉鎖端側の燃料
供給室２ｂと開口側の燃焼室２ａとなし、かつ上記気化
部材４の外周縁のうち少なくとも最下位置を、燃焼筒２
１，２２の内壁に沿って少なくとも燃焼室２ａ内へ延出
する延出部４１となしたものである。請求項２の構成で
は、上記燃料供給手段を、上記気化部材４の板面に向け
て燃料を噴射供給する燃料噴射弁３とする。請求項３の
構成では、燃焼室２ａ内へ延出する上記延出部４１の先
端４１１を、燃焼室２ａの軸心方向へ屈曲せしめる。請
求項４の構成では、上記延出部４１を燃焼筒２１，２２
の内壁面より離して設ける。請求項５の構成では気化部
材４の外周縁の最下位置を、燃焼筒２１，２２の内壁に
沿って燃料供給室２ｂ内へ延出する延出部４１としてあ
る。

【０００７】

【作用】請求項１の構成において、気化部材４に浸透し
て気化しきれない燃料は重力により下降して、気化部材
４の最下位置へ最も良く集まる。しかして、少なくとも
この最下位置には燃焼室２ａ内へ延出する延出部４１が
設けてあり、これは燃焼室２ａの火炎より常に輻射熱を
受けて加熱されているから、その熱が気化部材４の最下
位置へ凝集された燃料に伝達されてこれを加熱し、その
気化を促進する。これにより、燃料溜まりの発生は防止
され、未燃燃料の排出や排気エミッションの悪化が回避
される。請求項２の構成においては、燃料が燃料噴射弁
３により気化部材４の板面に均一に噴射されるから、気
化部材４の全面より燃料が効率的に気化せしめられ、気
化部材４の最下位置における燃料溜まりの発生は最小限
に抑えられる。この時、燃料圧が高いと燃料の一部が気
化部材４の板面ではじかれて落下し、燃料溜まりを生じ
るおそれがあるが、これは上記延出部４１の存在により
防止される。請求項３の構成において、燃焼室２ａの軸
心方向へ屈曲せしめた延出部４１の先端４１１は、燃焼
室２ａ内の火炎よりさらに効率的に熱を受けるから、こ
の熱が延出部４１本体より気化部材４最下位置の燃料に
伝達されて、燃料溜まりの発生がさらに効果的に防止さ
れる。請求項４の構成においては、延出部４１を燃焼筒
２１，２２の内壁面より離して設けてあるから、火炎よ
り受けた熱が内壁面に逃げることがなく、効率的に気化
部材４最下位置の燃料に伝達される。請求項５の構成に
おいては、特に燃焼噴射弁３を使用した場合に気化部材
４の板面ではじかれて落下した燃料が延出部４１に燃料
が浸透して気化プレート４本体へ移動し、燃料供給室２
ｂ内に燃料溜まりが生じることはない。

【０００８】

【実施例１】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１７と流出口１８に通じている。

【０００９】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
れぞれ突設された筒部２１，２２より構成されている。
筒部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、筒部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。これら両筒部２
１，２２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。

【００１０】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の先端が上記筒部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、その噴射圧は３Ｋｇ／ｃｍ2
程度である。

【００１１】上記筒部２１内には、インジェクタ３の前
方位置（図の右方）に気化プレート４が設けてある。気
化プレート４は純ニッケルやニッケル・クロム等のニッ
ケル系発泡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の先端に対向して筒部２１内を横切るよう
に設けられており、その最下位置の部分は燃焼筒の内壁
面に接して開口方向へ延びる一定幅の延出部４１となっ
ている。なお、気化プレートの径は４０〜５０ｍｍφ、
板厚は３ｍｍ程度である。

【００１２】かかる気化プレート４によりバーナ２内
は、開口に面する燃焼室２ａと、インジェクタ３を設け
た閉鎖端に面する燃料供給室２ｂとに軸方向で区画され
る。なお、筒部２１の筒壁には多数のエア導入孔２１１
が設けてある。

【００１３】燃焼室内の気化プレート４に近い位置には
筒壁より突出して着火用のグロープラグ５が設けてあ
り、これは自動車エンジンに使用する公知のものであ
る。

【００１４】上記構成の燃焼式ヒータにおいて、着火時
には、グロープラグに通電してこれを熱するとともに、
給気口１５よりエア導入孔２１１を経て燃焼室１ａ内へ
少量のエアを供給しておく。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
は気化プレート４の全面に噴霧されて気化し、エアと混
合して燃焼を開始する。

【００１５】この際、燃料はインジェクタ３により気化
プレート４の全面に均一に供給されて効率的に気化され
るから、不完全燃焼によるＨＣを生じることはない。な
お、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。

【００１６】気化プレート４上の気化しきれない燃料は
僅かではあるが、これらは重力によって漸次降下して気
化プレート４の最下位置に集まる。また、高圧で噴射さ
れた燃料のうち一部は気化プレート４に浸透することな
く、はじかれて落下し、燃料供給室２ｂの底壁上に溜ま
る。ここにおいて、気化プレート４は最下位置の部分が
燃焼室２ａ内へ延びる延出部４１となっており、この延
出部４１には燃焼室２ａに生じた火炎の輻射熱が効率的
に伝達する。延出部４１を伝達した熱は気化プレート４
の最下位置に至り、この部分と燃料供給室２ｂの底壁上
に集まった燃料を加熱して気化せしめる。かくして、気
化プレート４内を下降する燃料、および気化プレート４
の板面ではじかれて落下する燃料はいずれも燃料溜まり
を生じることなく良好に気化せしめられ、この結果、燃
料溜まりから燃焼室２ａ内へ燃料が流出して空燃比が過
小となり、排気エミッションが悪化することや、あるい
は消火後に燃料溜まりから未燃燃料が気化し排出される
等の不具合は回避される。

【００１７】

【実施例２】図２に示す如く、燃焼室２ａ内へ延びる延
出部４１の先端４１１を、上方の軸心方向へ屈曲せしめ
ておくと、燃焼室２ａに生じる火炎の輻射熱がこの先端
部４１１にさらに効率的に伝熱して、気化プレート４の
最下位置をより効果的に加熱し、燃料気化を促進するこ
とができる。

【００１８】

【実施例３】図３に示す如く、延出部４１を筒部２１の
内周壁に接する筒状に成形して、気化プレート４の外周
縁全周に接合する構造となせば、ヒータがどのような姿
勢で設置されても、気化プレート４の最下位置に延出部
４１が存在するようにできる。

【００１９】

【実施例４】図４に示す如く、延出部４１を燃焼室２ａ
のみならず、燃料供給室２ｂへも延出せしめておくと、
気化プレート４の板面ではじかれて落下した燃料が延出
部４１に浸透して気化プレート４本体へ移動するから、
さらに効率的な燃料気化が行われる。

【００２０】

【実施例５】実施例４の延出部４１を図５に示す如く筒
状に成形して、気化プレート４の外周全周に設けるよう
にすれば、実施例３と同様にヒータがどのような姿勢で
設置されても、気化プレート４の最下位置に延出部４１
が存在するようにできる。

【００２１】

【実施例６】図６に示す如く、燃焼室２ａへ延びる延出
部４１を筒部２１の内壁から離しておくと、輻射熱が筒
部２１に逃げることなく効率的に気化プレート４へ伝達
される。この場合の延出部４１と内壁との間隔ｄは、気
化プレート４の最下位置に至った燃料を表面張力で保持
できる程度のものとする。

【００２２】

【実施例７】実施例６に示す延出部４１を図７に示すよ
うに燃料供給室２ｂへも延ばしておくと、上記実施例６
の効果に加えて、実施例４の効果も得ることができる。

【００２３】

【実施例８】上記各実施例は燃料供給手段としてインジ
ェクタ３を使用することを前提としたが、図８に示す如
く、従来技術で説明したのと同様の燃料供給管６を使用
した場合にも、本発明の延出部４１を設けた気化プレー
ト４が有用である。この場合は、インジェクタ使用時の
如き、気化プレート４板面ではじかれて直接落下する燃
料は少ないが、気化プレート４上の燃料密度が不均一に
なり易いので、気化プレート４内を下降して最下位置に
至る燃料が比較的多い。

【００２４】

【実施例９〜１１】なお、インジェクタを使用した際に
直接落下する燃料を浸透せしめて気化プレート４本体へ
移動せしめる用途のみならば、図９〜図１１に示す如
く、延出部４１を燃料供給室２ｂの方向へのみ延ばす構
造とすることができる。この場合、延出部４１を気化プ
レート４の最下位置にのみ設ける構造（図９）、気化プ
レート４の外周全周に設ける構造（図１０）、あるいは
延出部４１を筒部内壁より離す構造（図１１）等が採用
できる。

【００２５】

【発明の効果】以上の如く、本発明の燃焼式ヒータによ
れば、気化部材の最下位置に燃料が気化することなく溜
まることを効果的に防止することができ、未燃燃料の排
出や排気エミッションの悪化を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における燃焼式ヒータの全体
断面図である。

【図２】本発明の実施例２における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図３】本発明の実施例３における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図４】本発明の実施例４における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図５】本発明の実施例５における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図６】本発明の実施例６における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図７】本発明の実施例７における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図８】本発明の実施例８における燃焼式ヒータの全体
断面図である。

【図９】本発明の実施例９における気化プレート設置部
の拡大断面図である。

【図１０】本発明の実施例１０における気化プレート設
置部の拡大断面図である。

【図１１】本発明の実施例１１における気化プレート設
置部の拡大断面図である。

【図１２】従来例を示す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２バーナ２ａ燃焼室２ｂ燃料供給室２１，２２筒部（燃焼筒）３燃料噴射弁（燃料供給手段）４気化プレート（気化部材）４１延出部４１１先端６燃料供給管（燃料供給手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【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、上記バーナの燃焼筒の閉鎖端に燃料供給手段を
設けるとともに、該燃料供給手段の前方位置に板状気化
部材を、燃焼筒の内空間を横断するように設けて、上記
気化部材により燃焼筒の筒内空間を軸方向へ区画して閉
鎖端側の燃料供給室と開口側の燃焼室となし、かつ上記
気化部材の外周縁のうち少なくとも最下位置を、燃焼筒
の内壁に沿って少なくとも燃焼室内へ延出する延出部と
なしたことを特徴とする燃焼式ヒータ。
【請求項２】上記燃料供給手段は、上記気化部材の板
面に向けて燃料を噴射供給する燃料噴射弁である請求項
１記載の燃焼式ヒータ。
【請求項３】燃焼室内へ延出する上記延出部の先端
を、燃焼室の軸心方向へ屈曲せしめた請求項１又は２記
載の燃焼式ヒータ。
【請求項４】上記延出部を燃焼筒の内壁面より離して
設けた請求項１、２又は３記載の燃焼式ヒータ。
【請求項５】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、上記バーナの燃焼筒の閉鎖端に燃料供給手段を
設けるとともに、該燃料供給手段の前方位置に板状気化
部材を、燃焼筒の内空間を横断するように設けて、上記
気化部材により燃焼筒の筒内空間を軸方向へ区画して閉
鎖端側の燃料供給室と開口側の燃焼室となし、かつ上記
気化部材の外周縁のうち少なくとも最下位置を、燃焼筒
の内壁に沿って燃料供給室内へ延出する延出部となした
ことを特徴とする燃焼式ヒータ。