JPH0729526B2 - 自動車用室内暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、気化用ヒータと点火用ヒータとを有するバ
ーナにより室内を暖房する自動車用室内暖房装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来より自動車の室内暖房は、第６図に示すように、エ
ンジン41の冷却水を温水配管42で取り出し、これをヒー
タ本体43（内部にヒータコア、電動ブロワが設置されて
いる）に循環させて空気を加熱することによって温風を
供給していた。なお、図中、44はデフロスタ用ノズル、
45はコントロールパネルを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年熱効率の優れたエンジン、特に小型
直噴式エンジンでは、熱効率が向上した分だけ冷却水が
暖まり難くなっており、その結果、冬期において室内が
暖まるまでに今まで以上の時間を要し、その間、運転者
は非常に不快な状態で運転をしなければならないという
問題があった。暖かくなるまでの時間を短縮するため
に、冷却水の量を少なくするとか、吸気を絞ってエンジ
ンの作動温度を高くする等、種々の対策を実施している
が、どれも十分に上記問題を解決するに至るものではな
かった。

この発明の目的は、上記の室内暖房の課題を解決するこ
とであり、気化用ヒータと点火用ヒータとを有するバー
ナを用いて直ちに燃焼ガスを発生させ、エンジンの始動
直後でも熱交換器によって燃焼ガスと室内空気とを効率
的に熱交換して自動車の室内の暖房を直ちに行える自動
車用室内暖房装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、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、この発明は、エンジンに吸気を
送り込む吸気管路、該吸気管路の途中に配設したバーナ
及び該バーナで生じた燃焼ガスを室内暖房用被加熱媒体
と熱交換するため前記吸気管路に配設した熱交換器を有
する自動車用室内暖房装置において、前記バーナは燃料
通路を接続するバーナ本体に形成した通路、該通路を通
って前記吸気管路に開口する開口部へと伸長して表面を
前記通路に露出するように前記バーナ本体に配置した気
化用ヒータ及び該気化用ヒータの下流側に位置して前記
吸気管路に表面を露出するように前記バーナ本体に配置
した点火用ヒータを有する自動車用室内暖房装置に関す
る。

また、この自動車用室内暖房装置において、前記気化用
ヒータ及び前記点火用ヒータはセラミックス製ヒータに
よって構成されている。

〔作用〕

この発明による自動車用室内暖房装置は、上記のように
構成されており、次のように作用する。即ち、この自動
車用室内暖房装置は、エンジンの吸気管路に配置された
セラミックス製ヒータから構成された気化用ヒータと点
火用ヒータを備えたバーナで生じた燃焼ガスを、前記吸
気管路に配置された熱交換器によって室内暖房用被加熱
媒体と熱交換し、加熱された室内暖房用被加熱媒体を車
室内に放出したので、前記気化用ヒータと前記点火用ヒ
ータとは直ちに加熱され、燃料通路から供給されるバー
ナ用燃料が気化した後に、該気化燃料は着火して燃焼
し、直ちに高温の燃焼ガスを発生させ、しかも前記熱交
換器によって室内暖房用被加熱媒体と燃焼ガスとは極め
て効率的に熱交換され、エンジン始動直後であっても自
動車の室内に導入される室内暖房用被加熱媒体は直ちに
十分に暖かくなり、自動車の室内暖房を直ちに行い、冬
期でも自動車の室内は短時間で快適温度になる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による自動車用室内暖
房装置の一実施例を説明する。

第１図は、この発明による自動車用室内暖房装置の一実
施例の説明図、第２図は第１図の熱交換器の一例を示す
一部破断の斜視図、第３図は第１図のバーナの一例を示
す断面図及び第４図は第２図の熱交換器内の熱交換媒体
の流れを示す熱交換器の断面図である。

この自動車用室内暖房装置において、ディーゼルまたは
ガソリンエンジン１に吸気を送り込む吸気管路４の途中
には、燃焼器即ちバーナ10が設けられており、吸気管路
４のバーナ10の下流側直後には熱交換器20が設けられ、
該熱交換器20によってバーナ10で生じた燃焼ガスは室内
暖房用被加熱媒体である室内暖房用空気と熱交換され
る。

この自動車用室内暖房装置については、第３図に示すよ
うに、バーナ10はバーナ本体８を有し、該バーナ本体８
は吸気管路４に配設されている。バーナ10は、燃料通路
11を接続するバーナ本体８に形成した通路９、該通路９
を通って吸気管路４に開口する開口部14へと伸長して表
面を通路９に露出するようにバーナ本体８に配置した気
化用ヒータ13及び該気化用ヒータ13の下流側に位置して
吸気管路４に表面を露出するようにバーナ本体８に配置
した点火用ヒータ14を有している。

この実施例では、熱交換器20は自動車の運転室５内を暖
房する室内暖房用の空気管路６の一部区間に、三方切換
弁7,7を介して接続されている。そして、三方切換弁7,7
が熱交換器20の媒体流入管21及び媒体流出管22を空気管
路６に接続している時には、ヒータ本体３から送られて
くる空気は、熱交換器20内の被加熱媒体通路を通って運
転室５内に送られるようになっている。なお、図中、符
号２はヒータ本体３に冷却水を循環させる温水配管、符
号11はバーナ10に燃料タンク12から燃料を供給する燃料
通路を示す。

また、バーナ10の燃焼作動及び三方切換弁7,7の切換作
動は、これらに接続する制御装置30により行われるよう
に構成されている。この制御装置30は、エンジン１の燃
料噴射ポンプ（図示省略）の燃料流量を検出する燃料流
量センサー31からの入力及びエンジン１の回転数を検出
する回転数センサー32からの入力によりエンジン１の運
転状態を検知し、運転状態に応じてバーナ10を制御する
ことができるものである。

更に、制御装置30には、エンジン１の冷却水温度を検出
する温度センサー33が接続しており、冷却水温度が設定
温度に達した時は、エンジン１の暖機が終了したとし
て、バーナ10による加熱を停止し、三方切換弁7,7を切
り換えて熱交換器20をバイパスして室内暖房用の空気が
流れるように、制御装置30は作動するようになってい
る。

第２図に示すように、本体ケーシング23には、その両端
部近傍に環状流路24,25が膨出して設けられており、こ
れらの環状流路24,25はその内側が本体ケーシング23内
に開口していると共に、その外側にはそれぞれ媒体流入
管21、媒体流出管22が接続している。そして、本体ケー
シング23内には該本体ケーシング23内を内外に区分する
ステンレス製等の熱交換筒26が収納されている。

熱交換筒26は、内部を流れる媒体と、その外部と本体ケ
ーシング23との間に形成される被加熱媒体通路28を流れ
る媒体との熱交換が効率良く行われるように筒部がひだ
状或は波状に形成されており、接触面積ができるだけ広
くなるように形成されている。また、熱交換筒26の内部
の環状流路24,25の間の部分には、熱交換筒26内を流れ
る媒体が熱交換筒26の内壁側を流れるように邪魔棒27が
設けられている。

第３図に示すように、吸気管路４の途中に設けられるバ
ーナ10は、燃料通路11の吸気管路４内開口部に設けられ
た燃料気化用ヒータ13と、その下流側に設けられた点火
用ヒータ14とから構成されており、これらのヒータは制
御装置30からの電流により発熱する。これらのヒータ1
3,14には、通電後直ちに加熱されて燃料の気化温度及び
点火温度（900℃）に達するセラミックス製ヒータを用
いればよい。

この構成によりエンジンが始動されると、気化用ヒータ
13と点火用ヒータ14が直ちに加熱され、燃料通路11から
供給されるバーナ用燃料Ｆが気化した後、吸気管路４内
に導入されて着火される。エンジンの始動と共に、吸気
管路４内には空気が流入するため、バーナ用燃料Ｆは燃
焼し、高温となった燃焼ガスＧが熱交換器20に導入され
る。

従って、この発明の自動車用室内暖房装置に適用された
熱交換器20では、吸気管路４から熱交換器20内に流入し
たバーナ10による燃焼ガスＧは、第４図の実線の矢印で
示すように、熱交換筒26内の内壁部を分散して流れ、媒
体流入管21から環状流路24内に流入した室内暖房用の空
気Ａは、本体ケーシング23と熱交換筒26との間の被加熱
媒体通路28に分散され、燃焼ガスＧの下流側から上流側
に向かって鎖線の矢印で示すように流れて燃焼ガスＧと
熱交換を行って加熱されるのである。

なお、熱交換器20における本体ケーシング23の外側は、
断熱材で被覆して熱放散を避けることが望ましい。

以上のように構成された自動車用室内暖房装置では、エ
ンジン始動後の暖機運転時にはバーナ10で発生した燃焼
ガスＧが熱交換器20に導入される。そして、ヒータ本体
３から送られる空気Ａ（エンジン１の冷却水が冷えてい
るため温風ではない）は、三方切換弁７を経て媒体流入
管21から熱交換器20の下流側に導入される。そして、熱
交換器20内を燃焼ガスＧの流れと逆に流れて加熱され、
媒体流出管22、三方切換弁７を経て室内暖房用空気管路
６から運転室５内に放出される。従って、エンジン始動
直後であっても運転室５内に導入される空気Ａは、十分
に暖かく、冬期でも運転室５内は短時間で快適温度にな
る。

また、熱交換器20は吸気管路４の途中にあるため、室内
暖房用空気Ａに奪い取られた熱量を除いて、残りの高温
の燃焼ガスＧがエンジン１内に導入されるので、エンジ
ンの始動性が改良されるばかりでなく、シリンダボディ
周囲の冷却水との熱交換も促進され、エンジン本体の暖
機性も改善される。

更に、上述のように、燃焼ガスＧにより冷却水が早期に
暖まれば、ヒータ本体３で空気Ａは一度暖められ、熱交
換器20で再加熱されるので、室内暖房効果は一層高ま
る。

なお、このようにしてエンジン１が暖機され、冷却水温
度が室内暖房用空気を加熱するのに十分な温度に達した
時は、温度センサー33によりその温度が検出され、制御
装置30により燃焼器10の作動が停止され、且つ室内暖房
用空気Ａの熱交換器20はバイパスされることは前述の通
りである。

第５図はこの発明による自動車用室内暖房装置の別の実
施例を示すものである。この実施例では、冷却水循環通
路、例えば、ヒータ本体（図示せず）に室内暖房用被加
熱媒体である冷却水を循環させる温水配管２の一部区間
に、上記と同様に、吸気管路４に設置した熱交換器20を
三方切換弁7,7を介して接続している。そして、エンジ
ン１の暖機運転時に、バーナ10と熱交換器20を用いて冷
却水を加熱するようにしてエンジンの始動性及び暖機性
を高めている。この実施例の他の部品の構成及び機能は
第１図の実施例のものと同じであるので、同じ符号を付
してその説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による自動車用室内暖房
装置は、セラミックス製ヒータによって構成された気化
用ヒータと点火用ヒータとを有するバーナで生じた燃焼
ガスを熱交換器によって室内暖房用被加熱媒体と熱交換
し、該室内暖房用被加熱媒体を車室へと送り込むので、
前記気化用ヒータと前記点火用ヒータとは直ちに加熱さ
れ、燃料通路から供給されるバーナ用燃料が気化した後
に、着火して気化燃料は燃焼し、直ちに高温の燃焼ガス
を発生させることができる。

しかも、前記熱交換器によって室内空気又は冷却水であ
る室内暖房用被加熱媒体と燃焼ガスとは極めて効率的に
熱交換され、エンジン始動直後であっても室内に導入さ
れる室内暖房用被加熱媒体は、十分に直ちに暖かくな
り、室内暖房を直ちに行うことができ、冬期でも室内は
短時間で快適温度になる。それ故、始動直後でも室内暖
房が行えて運転者が不快感を感じなくなるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による自動車用室内暖房装置の一実施
例を示す構成説明図、第２図は第１図の熱交換器の一例
を示す一部破断の斜視図、第３図は第１図のバーナの一
例を示す断面図、第４図は第２図の熱交換器内の熱交換
媒体の流れを示す熱交換器の断面図、第５図はこの発明
による自動車用室内暖房装置の別の実施例を示す構成説
明図、及び第６図は従来の自動車の温水式ヒータの一例
を示す説明図である。 １……エンジン、２……温水配管、３……ヒータ本体、
４……吸気管路、５……運転室、６……空気管路、７…
…三方切換弁、８……バーナ本体、９……通路、10……
バーナ、11……燃料通路、12……燃料タンク、13……気
化用ヒータ、14……点火用ヒータ、15……開口部、20…
…熱交換器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに吸気を送り込む吸気管路、該吸
   気管路の途中に配設したバーナ、及び該バーナで生じた
   燃焼ガスを室内暖房用被加熱媒体と熱交換するため前記
   吸気管路に配設した熱交換器を有する自動車用室内暖房
   装置において、前記バーナは燃料通路を接続するバーナ
   本体に形成した通路、該通路を通って前記吸気管路に開
   口する開口部へと伸長して表面を前記通路に露出するよ
   うに前記バーナ本体に配置した気化用ヒータ、及び該気
   化用ヒータの下流側に位置して前記吸気管路に表面を露
   出するように前記バーナ本体に配置した点火用ヒータを
   有する自動車用室内暖房装置。
2. 【請求項２】前記気化用ヒータ及び前記点火用ヒータは
   セラミックス製ヒータによって構成されている請求項１
   に記載の自動車用室内暖房装置。