JPH08282251A - 燃焼式ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼式ヒ−タにおいて、混合筒の過冷を防止
して燃焼状態を改善する。 【構成】 流体流路１１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−ナ２を配設した燃焼式ヒ−
タにおいて、バ−ナ２の、空気と燃料を混合する混合筒
２１の筒壁に空気を混合筒２１内へ導入する空気導入口
２１３を設けるとともに、混合筒２１内に至る空気供給
路１２に混合筒２１の筒壁と間隔をおいて位置するガイ
ド壁３１と、該ガイド壁３１に貫通形成され、空気流出
側の開口が空気導入口２１３に対向するガイド路３２を
設け、ガイド路３２をガイド壁３１の周方向へ傾斜する
構造とする。

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
に不完全燃焼による排気エミッションの悪化防止とパテ
ィキュレート発生量の低減を図って、広範囲の燃焼制御
を可能とした燃焼式ヒータの構造改良に関する。

【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、車室内空気を直接、あるいは車室
内の放熱器への供給水を加熱するもので、寒冷地等にお
いて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８には従来の燃焼式ヒータの一例を示
す。ヒータのハウジング１内にはバーナ２が配設されて
いる。図略のウォータポンプより送出されて給水口１４
よりハウジング１外壁内の供給水流路１１を流通する供
給水は、上記バーナ２により加熱された後、排水口１５
を経て車室内の図略の熱交換器へ送出される。上記バー
ナ２は、ハウジング１の一端部内に位置する混合筒２１
と、仕切板１７に設けた絞り口１７１を介してこれと連
通しハウジング１内を長く延びる燃焼筒２２とより構成
されており、混合筒２１の筒壁内周には全周に、焼結金
属を筒状に成形した気化部材７１が配設してある。混合
筒２１の筒壁には上方よりハウジング１壁の一部が突出
しており、この突出部１８は筒状をなして、その内部に
グロープラグ８が収納されている。該グロープラグ８の
周囲には筒状の気化部材７２が配設されて、図略の部分
で上記気化部材７１に連続している。気化部材７２の外
周面には燃料タンク４２と接続する燃料ポンプ４１に通
じる燃料供給路１６が開口している。

【０００５】ハウジング１の一端部内にはエアポンプ５
に通じる空気供給路１２が形成されて、上記混合筒２１
とハウジング１壁の間に環状に形成された給気空間１２
ａに連通している。また、空気供給路１２の一部は分岐
路１２２となって、上記気化部材７２の外周面に開口し
ている。上記混合筒２１の筒壁には周方向に等間隔で複
数のエア導入孔２１４が形成されて、給気空間１２ａよ
り混合筒２１内へエアが供給される。

【０００６】しかして、エアポンプ５より供給されるエ
アが気化部材７１より気化する燃料と混合してグロープ
ラグ８により着火され、着火した混合気は混合筒２１よ
り燃焼筒２２へと火炎を形成する。火炎が形成された後
は、その輻射熱を受ける気化部材７１から燃料が効率的
に気化蒸発し、エア導入孔２１４を経て混合筒２１内へ
供給されたエアと混合して本燃焼が開始される。燃焼筒
２２からの火炎は供給水と熱交換を行った後、排気ガス
として燃焼筒２２周りの排気流路を経て排気口１３より
排出される。なお、エアポンプ５、燃料ポンプ４１、お
よびグロープラグ８は制御装置６により、その作動が制
御されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
燃焼式ヒータでは、給気空間１２ａ内の低温エアが直接
混合筒の外周に触れているため、燃焼量を絞った場合等
に混合筒の筒壁温度が部分的に低下して燃料気化が良好
になされず、不完全燃焼による排気エミッションの悪化
やパティキュレート排出量の増加を招いていた。特に、
燃焼量を絞った状態はエアの供給量が少ないため、燃料
との混合が不均一になりがちであり、筒壁温度低下の影
響を受け易い。

【０００８】一方、例えば特開昭６３−４１７１１号公
報、特開昭６３−４１７１２号公報、特開昭６３−４１
７１３号公報等に示された燃焼式ヒータでは、混合筒の
エア導入孔を適宜傾斜させ、あるいはエア導入孔の配置
をランダムになし、さらにはガイド板を設けて、バーナ
内へのエア供給をスムーズになして、低燃焼時を含む燃
焼状態の改善を図ったものが提案されている。しかし、
上記各公報記載の構造によっても、特に低燃焼時の燃焼
状態の改善は未だ十分ではない。

【０００９】そこで、本発明はかかる課題を解決するも
ので、混合筒の筒壁温度の低下を防止して、広い燃焼範
囲で燃焼状態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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、流体流路１１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、空気と燃料を混合する混合筒２
１の筒壁に、空気を混合筒２１内へ導入する空気導入口
２１３を設けるとともに、上記混合筒２１に至る空気供
給路１２に、混合筒２１の筒壁に触れることなく上記空
気導入口２１３のみを通過するように空気流を案内する
ガイド部材３を設ける。

【００１１】請求項２記載の発明では、上記ガイド部材
３を、上記空気供給路１２内で上記混合筒２１の筒壁と
間隔をおいて位置するガイド壁３１，３５と、該ガイド
壁３１，３５に貫通形成されて、空気流出側の開口が上
記空気導入口２１３に対向しているガイド路３２とで構
成する。

【００１２】請求項３記載の発明では、上記ガイド壁３
１を、周壁に上記ガイド路３２を一体に貫通形成した筒
体となして、その周壁を、上記空気導入口２１３を設け
た混合筒２１の周壁に近接して位置せしめる。

【００１３】請求項４記載の発明では、上記ガイド壁３
５をＬ字形に屈曲成形した板体で構成して複数設け、こ
れらガイド壁３５を環状端板３３と円状端板３４の間に
周方向へ間隔をおいて配設し、かかるガイド部材３の周
面を、上記空気導入口２１３を設けた混合筒２１の周壁
に近接して位置せしめる。

【００１４】請求項５記載の発明では、上記ガイド路３
２をガイド壁３１の周方向へ傾斜せしめて設けて、ガイ
ド路３２から空気導入口２１３を経て混合筒２１内へ導
入された空気が、筒壁内周に沿う旋回流を生じるように
なす。

【００１５】請求項６記載の発明では、上記混合筒２１
を内筒２１２と外筒２１１よりなる内外二重筒となして
これらの間に混合室２１ａを形成し、かつ上記空気導入
口２１３を設けた上記内筒２１２の周壁内側に近接して
上記ガイド壁３１を位置せしめる。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明によれば、空気供給路に至
った低温の空気は、ガイド部材に案内されて、混合筒の
筒壁に触れることなく空気導入口のみを通過して混合筒
内へ導入される。したがって、空気導入時に混合筒が冷
却されることはなく、低燃焼時にも混合筒の温度は十分
高く保たれて燃焼状態の悪化が防止される。

【００１７】請求項２記載の発明によれば、ガイド部材
が簡易な構造で実現される。

【００１８】請求項３記載の発明によれば、混合筒の周
壁に設けた空気導入口を経て筒内へ効率的に燃焼空気を
供給することができる。

【００１９】請求項４記載の発明によれば、ガイド部材
を簡易に製造することができる。

【００２０】請求項５記載の発明によれば、混合筒内へ
導入された空気が旋回流を形成するから、供給燃料との
混合が良好になされ、燃焼状態が更に改善される。

【００２１】請求項６記載の発明によれば、筒状のガイ
ド壁を有するガイド部材を、内筒の内側にコンパクトに
収納することができる。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）図１には本発明の燃焼ヒータの一実施例を
示す。基本構造は従来構造と同一であり、以下、従来と
の相違点を中心に説明する。図において、混合筒２１は
同心状に配した内筒２１２と外筒２１１よりなる二重筒
となっており、外筒２１１は一端閉鎖の筒状体で、開口
端が仕切板１７により閉鎖されるとともに、閉鎖端の中
心部には上記内筒２１２が立設されている。内筒２１２
は先端が閉鎖され、かかる内筒２１２とその外側の外筒
２１１との間に混合室２１ａが形成されている。上記外
筒２１１には周壁の内周面全周に気化部材７１が配設さ
れるとともに、周方向の複数位置に小径のエア導入孔２
１４が形成されている。

【００２３】上記内筒２１２の周壁内側には、所定の間
隙をなしてガイド部材３が近接設置してある。ガイド部
材３の詳細を図２ないし図４に示し、図２は内筒２１２
とその内側に設けたガイド部材３の横断面図、図３はガ
イド部材３の全体側面図、図４はその端面図である。ガ
イド部材３のガイド壁３１は金属製の厚肉筒体であり
（図４）、その一端は閉鎖され、上記内筒２１２（図
１）の閉鎖された先端壁との間に空間が形成してある。
他端は外筒２１１の閉鎖端壁を貫通して空気供給路１２
に開口している。しかして、ガイド壁３１内は給気空間
１２ｂとなっている。

【００２４】ガイド壁３１の周壁には等間隔で４か所
に、内方より外方へ貫通するガイド路３２が形成されて
おり、これらガイド路３２は細長い長方形断面をしてい
る（図３）。各ガイド路３２は、ガイド壁３１の円形内
周からその接線方向へ延びており、ガイド壁３１の中心
軸から外方へ直線的に放射する径方向に対して、それぞ
れ一定角度αだけ周方向へ傾斜している。そして、かか
るガイド路３２の延長線上の内筒２１２周壁に、ガイド
路３２よりもやや大径のエア導入口２１３が貫通形成し
てある（図２）。

【００２５】かかる構造の燃焼式ヒータの作動を以下に
説明する。エアポンプ５（図１）から空気供給路１２に
至ったエアは、その大部分がガイド部材３内の給気空間
１２ｂに流入し、これより各ガイド路３２を経て外方へ
吹き出す。吹き出したエアは、ガイド路３２の延長線上
で、その流出側開口と対向しているエア導入口２１３を
経て混合室２１ａ内へ導入される。各ガイド路３２から
の吹き出しエア流は、ある程度拡散するものの、その殆
どが内筒２１２壁に触れることなく直接混合室２１ａ内
へ導入される。したがって、エア導入時に内筒２１２壁
が冷却されることはない。しかも、上記各ガイド路３２
が周方向へ傾斜していることにより、その延長線上へ吹
き出されたエア流は、混合室２１ａ内において内筒２１
２壁を中心に外筒２１１内周に沿って旋回する旋回流と
なり、気化部材７１から気化する燃料と良好に混合す
る。かくして、旋回流となったエアが燃料と均一かつ良
好に混合されるとともに、エア導入口２１３を設けた内
筒２１２が過度に冷却されることがないから燃料気化が
促進され、輻射熱の小さい低燃焼時においても、不完全
燃焼による排気エミッションの悪化や、パティキュレー
ト増加等の不具合が生じることはない。なお、エアは外
筒２１１の筒壁に設けたエア導入孔２１４をも通過する
が、その量は僅かであるから外筒２１１の筒壁が過度に
冷却することはなく、却って、筒壁温度の過昇が防止さ
れる。

【００２６】（実施例２）図５ないし図７には、ガイド
部材３の他の例を示す。図において、ガイド部材３は環
状端板３３と円状端板３４の間に、Ｌ字形に屈曲成形し
た４枚の板状ガイド壁３５を点対称に配して構成され、
これらガイド板３５により、中心の給気空間１２ｂとこ
れより径方向外方へ傾斜して延びる各ガイド路３５が形
成されている。かかる構造によっても、上記実施例１と
同様の効果を得ることができるとともに、ガイド部材３
の製造が容易となる。

【００２７】なお、上記各実施例において、混合筒は必
ずしも二重筒とする必要はなく、この場合には、筒状の
ガイド部材を混合筒の筒壁外方に近接して設ける構造と
することができる。また、ガイド部材は必ずしも筒状と
する必要はなく、混合筒の端面から筒内へエアを導入す
る場合には、例えば円板状とする。さらに、導入エアを
旋回流とする必要がない場合には、ガイド路を周方向へ
傾斜させて設ける必要はない。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く、本発明の燃焼式ヒータによ
れば、混合筒の筒壁温度の低下を防止して、広い燃焼範
囲で燃焼状態の改善を実現して、排気エミッションの向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における燃焼式ヒータの全体
縦断面図で、ガイド部材の断面は図２のI −I 線に沿う
ものである。

【図２】ガイド部材設置部の拡大横断面図で、図１のII
−II線に沿う断面図である。

【図３】ガイド部材の全体側面図である。

【図４】ガイド部材の端面図で、図３のＡ矢視図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例におけるガイド部材の全体
側面図である。

【図６】ガイド部材の端面図で、図５のＢ矢視図であ
る。

【図７】ガイド部材の横断面図で、図５のVII −VII 線
に沿う断面図である。

【図８】従来例を示す燃焼式ヒータの全体縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ハウジング １１ 流体流路 １２ 空気供給路 １２ｂ 給気空間 ２ バーナ ２１ 混合筒 ２１ａ 混合室 ２１１ 外筒 ２１２ 内筒 ２１３ エア（空気）導入口 ３ ガイド部材 ３１ ガイド壁 ３２ ガイド路 ３３，３４ 端板 ３５ ガイド壁

Claims (6)

【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、上記バーナの、空気と燃料を混合する混合筒の
   筒壁に、空気を混合筒内へ導入する空気導入口を設ける
   とともに、上記混合筒に至る空気供給路に、混合筒の筒
   壁に触れることなく上記空気導入口のみを通過するよう
   に空気流を案内するガイド部材を設けたことを特徴とす
   る燃焼式ヒータ。
2. 【請求項２】 上記ガイド部材を、上記空気供給路内で
   上記混合筒の筒壁と間隔をおいて位置するガイド壁と、
   該ガイド壁により形成されて、空気流出側の開口が上記
   空気導入口に対向しているガイド路とで構成した請求項
   １記載の燃焼式ヒータ。
3. 【請求項３】 上記ガイド壁を、周壁に上記ガイド路を
   一体に貫通形成した筒体となして、その周壁を、上記空
   気導入口を設けた混合筒の周壁に近接して位置せしめた
   請求項２記載の燃焼式ヒータ。
4. 【請求項４】 上記ガイド壁をＬ字形に屈曲成形した板
   体で構成して複数設け、これらガイド壁を左右の環状端
   板間に周方向へ間隔をおいて配設して、ガイド壁間に中
   心より径方向へ延びる上記ガイド路を形成し、かかるガ
   イド部材の周面を、上記空気導入口を設けた混合筒の周
   壁に近接して位置せしめた請求項２記載の燃焼式ヒー
   タ。
5. 【請求項５】 上記ガイド路をガイド壁の周方向へ傾斜
   せしめて設けて、ガイド路から空気導入口を経て混合筒
   内へ導入された空気が、混合筒壁内周に沿う旋回流を生
   じるようになした請求項３又は４記載の燃焼式ヒータ。
6. 【請求項６】 上記混合筒を内筒と外筒よりなる内外二
   重筒となしてこれらの間に混合室を形成し、かつ上記空
   気導入口を設けた上記内筒の周壁内側に近接して上記ガ
   イド壁を位置せしめた請求項３ないし５記載の燃焼式ヒ
   ータ。