JPH0886411A - 燃焼式ヒータ - Google Patents

燃焼式ヒータ

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JPH0886411A
JPH0886411A JP6251199A JP25119994A JPH0886411A JP H0886411 A JPH0886411 A JP H0886411A JP 6251199 A JP6251199 A JP 6251199A JP 25119994 A JP25119994 A JP 25119994A JP H0886411 A JPH0886411 A JP H0886411A
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JP
Japan
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exhaust gas
combustion
fuel
burner
air
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Withdrawn
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JP6251199A
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English (en)
Inventor
Sadahisa Onimaru
貞久 鬼丸
Takashi Inoue
孝 井上
Hiroshi Okada
弘 岡田
Masanori Yasuda
真範 安田
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D3/00Burners using capillary action
    • F23D3/40Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖房能力を絞った場合にも、燃焼の不安定や
排気エミッションの悪化を生じない。 【構成】 バーナ2に燃料を供給する燃料供給手段3
と、燃焼空気をバーナ2に供給する空気供給管41を含
む空気供給手段4と、バーナ2で燃焼した後の排気ガス
を空気供給管41に還流せしめる排気ガス還流手段5
と、燃料供給手段3による供給燃料量の減少に応じて排
気ガス還流手段5による排気ガス還流量を増加せしめる
制御装置7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
に暖房能力を小さく絞った場合にも燃焼の安定性が損な
われない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5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21の
閉鎖端部にはセラミックファイバーを板状に成形した板
状気化部材81が筒内を横切るように設けられ、この気
化部材81に燃料供給管33の開口が接触している。燃
料供給管33にはタンク31内の燃料ポンプ32より燃
料が供給されており、気化部材81に至った燃料は毛細
管現象により広く気化部材81全体に拡散する。気化部
材81は近接して設けたグロープラグ82により加熱さ
れており、気化部材81から蒸発気化した燃料は、エア
導入孔211より混合筒21内へ導入されたエアと混合
して着火し燃焼する。
【0005】エアは、上記バーナ混合筒21を内設した
ハウジング半容器体11の、その上壁に開口するエア供
給管41よりハウジング1内へ流入する。混合筒21内
で気化燃料と混合し燃焼筒22内で燃焼したエアは、排
気ガスとなって上記半容器体11の下壁に開口する排気
口15より排気管61へ流出する。
【0006】上記燃料ポンプ32、およびエア供給管4
1に設けたエアポンプ42は、所望の暖房能力を得るべ
く制御装置7により駆動制御される。
【0007】かかる燃焼式ヒータは例えば特開平1−2
62214号公報、特開平4−73503号公報、特開
平4−214105号公報、USP4,538,985
号等に示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車室内の温
度上昇等により燃焼式ヒータの暖房能力を絞る場合、従
来は図6に示す如く、燃料ポンプの燃料供給量を低下せ
しめるとともに(図の(1))、最適な空燃比を維持す
べくエアポンプのエア供給量も同時に低下せしめている
(図の(2))。
【0009】しかし、エア供給量を減らすと、その流速
や圧力が低下するため、バーナの燃焼圧やエアポンプ上
流のラム圧の影響を受けてバーナへのエア供給量が変動
し、燃焼の安定性が損なわれる。そこで、これを避ける
ために、バーナの着火と消火を繰り返すON−OFF制
御によりバーナの暖房能力を調整することが行われる
が、これによると、着火および消火の際の不完全燃焼に
よるHCの排出量が増加するという問題がある。
【0010】本発明はかかる課題を解決するもので、暖
房能力を絞った場合にも、燃焼の不安定や排気エミッシ
ョンの悪化を生じることのない燃焼式ヒータを提供する
ことを目的とする。
【0011】
【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、該流体流
路13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に燃料を供給する
燃料供給手段3と、燃焼空気を上記バーナ2に供給する
空気供給管41を含む空気供給手段4と、バーナ2で燃
焼した後の排気ガスを上記空気供給管41に還流せしめ
る排気ガス還流手段5と、上記燃料供給手段3による供
給燃料量の減少に応じて上記排気ガス還流手段5による
排気ガス還流量を増加せしめる還流量制御手段7とを具
備している。
【0012】本発明の第2の構成では、上記排気ガス還
流手段5を、排気ガスを流出せしめる排気管61を上記
空気供給管41に連結する還流管51と、該還流管51
に設けた開閉弁52とで構成する。
【0013】本発明の第3の構成では、燃焼空気の酸素
濃度を検出する酸素濃度検出手段9をさらに設け、上記
還流量制御手段7は、上記燃料供給手段3による供給燃
料量の減少に応じた所望の酸素濃度を実現すべく、上記
排気ガス還流手段5による排気ガス還流量を増加せしめ
るように設定されている。
【0014】
【作用】上記第1および第2の構成においては、供給燃
料量の減少に応じて空気供給管への排気ガス還流量を増
加せしめているから、暖房能力を絞ってもバーナへの全
体としての燃焼空気供給量は減少せず、供給空気の流速
や圧力の低下が避けられる。したがって、バーナ燃焼圧
やラム圧の影響を受けて燃焼が不安定になることはな
い。
【0015】そして、排気ガスはその酸素量が極めて少
ないから、供給燃料量の減少に応じて増加せしめられる
排気ガスにより、バーナへの供給酸素量は燃料量の減少
に応じて減少し、最適な燃焼状態が維持される。
【0016】上記第3の構成においては、バーナへの供
給酸素濃度(酸素量)を直接検出して、所望の酸素濃度
を実現すべく排気ガスの還流量が調節されるから、さら
に良好な燃焼状態が確保される。
【0017】
【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18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14と
排気口15が形成され、半容器体12部分には壁内に流
体流路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16と流出口17に通じている。
【0018】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は仕切板18の表裏にそれぞれ突
設された混合筒21と燃焼筒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18の貫通孔18
2により上記排気口15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14と通じる半容器体11の内空間に突出
し、その突出端部には筒内を横切って板状の気化部材8
1が設けてある。そして、この気化部材81に近接して
筒端壁との間にグロープラグ82が設けてある。混合筒
21と燃焼筒22は、仕切板18の中心に設けた開口1
81により互いに連通している。
【0019】半容器体11の端壁にはこれを貫通して燃
料供給手段3を構成する燃料供給管33が設けてあり、
その先端は混合筒21の端壁を貫通して筒内に設けた上
記気化部材81の板面に接触している。燃料供給管33
はタンク31内に設けた燃料ポンプ32に至っており、
また上記混合筒21の筒壁には多数のエア導入孔211
が設けてある。
【0020】給気口14に接続されるエア供給管41に
は空気供給手段4を構成するエアポンプ42が設けら
れ、該エアポンプ42は上記燃料ポンプ32と共に制御
装置7からの出力により回転制御される。
【0021】エア供給管41にはエアポンプ42の上流
位置で、還流手段5を構成する還流管51の一端が連結
してあり、その他端はハウジング1の排気口15より延
びる排気管61に連結されている。上記還流管51の、
排気管61との連結部にはダンパ52が設けてあり、該
ダンパ52は上記制御装置7の出力信号を受けて作動す
るアクチュエータ53により開閉駆動される。しかし
て、ダンパ52を図示の全開に近い位置に回動せしめる
と、バーナ2からの排気ガスは殆どが還流管51を経て
エア供給管41へ流入せしめられる。
【0022】上記構成において、暖房能力を大きくする
場合には、制御装置7は、図2の左半部に示すように、
燃料ポンプ32の回転数を上げて充分な燃料を供給する
(図の(1))。この時、エアポンプ42は供給燃料量
に見合うエアを供給すべく(図の(2))所定の回転数
で回転せしめられる。ダンパ52は閉じて(図の
(3))排気ガスのエア供給管41への還流はなされ
ず、バーナ2に供給されるエア中の酸素濃度は供給燃料
を適正に燃焼せしめるに充分な値となっている(図の
(4))。
【0023】暖房能力を小さく絞る場合には制御装置7
は、図2の右半部に示すように、燃料ポンプ32の回転
数を下げて供給燃料量を小さくするが、エアポンプ42
の回転数は変更しない。したがって、バーナ2には暖房
能力が大きい時のエア量が供給される。一方、この時、
ダンパ52は燃料供給量の低減に応じて開放され、還流
管51を経て排気管61中の排気ガスがエア供給管41
へ流入せしめられる。排気ガス中には酸素が僅かしか含
まれないから、かかる排気ガスの混入により、バーナ2
へ供給されるエア中の酸素濃度は、減少した燃料供給量
に応じた濃度まで低下する。
【0024】これにより、減少した供給燃料量に対して
エア過剰(酸素過剰)とならない適正な燃焼状態が実現
されるとともに、全体としてのエア供給量は低下しない
から、エアの流速や圧力の低下による燃焼の不安定を生
じることが避けられる。
【0025】
【実施例2】本発明は図3に示すように、燃料供給管3
3の先端に電磁式燃料噴射弁(インジェクタ)34を設
けた燃焼式ヒータにも適用できる。図において、半容器
体11の端壁を貫通してインジェクタ34が設けられ、
その先端は混合筒21の端壁に設けた小孔より筒内に臨
んで、気化部材81の板面に対向している。インジェク
タ34に至る燃料供給管33からは途中で圧力調整弁3
5を設けたリターン管36が分岐している。インジェク
タ34は制御装置7のデューティパルス信号により作動
せしめられて、必要量の燃料が気化部材81に均一に噴
射供給される。かかる構造によっても上記実施例と同様
の効果がある。
【0026】
【実施例3】本実施例では、実施例1の構成に加えて、
エアポンプ42の下流位置のエア供給管43に酸素濃度
センサ9が設けてあり、その出力信号が制御装置7へフ
ィードバックされている。かくして制御装置7は、バー
ナ2への燃料供給量に応じて最適な酸素量を供給すべく
ダンパ52を開閉制御して、排気ガスの還流量を調節す
る。
【0027】かかる構成によれば、供給エアの酸素濃度
を直接検出してフィードバックしているから、バーナ2
の燃焼状態をさらに適正に維持することができる。
【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、暖房能力を絞った場合にもバーナへ供給される燃
焼空気の圧力および流速は変化しないから、燃焼の不安
定や排気エミッションの悪化を生じることはない。
【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】バーナへの燃料供給量等のタイムチャートであ
る。
【図3】本発明の実施例2における燃焼式ヒータの全体
断面図である。
【図4】本発明の実施例3における燃焼式ヒータの全体
断面図である。
【図5】従来の燃焼式ヒータの全体断面図である。
【図6】バーナへの燃料供給量等のタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
1 ハウジング 13 流体流路 2 バーナ 3 燃料供給手段 32 燃料ポンプ 33 燃料供給管 4 空気供給手段 41 エア供給管 42 エアポンプ 5 排気ガス還流手段 51 還流管 52 ダンパ(開閉弁) 53 アクチュエータ 61 排気管 7 制御装置(還流量制御手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 真範 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、該流
    体流路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、上記バーナに燃料を供給する燃
    料供給手段と、燃焼空気を上記バーナに供給する空気供
    給管を含む空気供給手段と、バーナで燃焼した後の排気
    ガスを上記空気供給管に還流せしめる排気ガス還流手段
    と、上記燃料供給手段による供給燃料量の減少に応じて
    上記排気ガス還流手段による排気ガス還流量を増加せし
    める還流量制御手段とを具備する燃焼式ヒータ。
  2. 【請求項2】 上記排気ガス還流手段を、排気ガスを流
    出せしめる排気管を上記空気供給管に連結する還流管
    と、該還流管に設けた開閉弁とで構成した請求項1記載
    の燃焼式ヒータ。
  3. 【請求項3】 燃焼空気の酸素濃度を検出する酸素濃度
    検出手段をさらに設け、上記還流量制御手段は、上記燃
    料供給手段による供給燃料量の減少に応じた所望の酸素
    濃度を実現すべく、上記排気ガス還流手段による排気ガ
    ス還流量を増加せしめるように設定されている請求項1
    または2記載の燃焼式ヒータ。
JP6251199A 1994-09-19 1994-09-19 燃焼式ヒータ Withdrawn JPH0886411A (ja)

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