JPH1151332A - 触媒燃焼式ヒータ - Google Patents
触媒燃焼式ヒータInfo
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- JPH1151332A JPH1151332A JP9220990A JP22099097A JPH1151332A JP H1151332 A JPH1151332 A JP H1151332A JP 9220990 A JP9220990 A JP 9220990A JP 22099097 A JP22099097 A JP 22099097A JP H1151332 A JPH1151332 A JP H1151332A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
- F23N5/203—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays using electronic means
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23N2235/30—Pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2237/00—Controlling
- F23N2237/12—Controlling catalytic burners
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒燃焼式ヒータにおいて、着火時および消
火時の排気エミッションを低減することである。 【解決手段】 燃焼筒２１内に燃料ポンプ５２、エアポ
ンプ３から燃料および空気よりなる混合気を流通せしめ
て燃焼体２２にて触媒燃焼せしめ、燃料および空気の供
給量等を制御する制御手段７を、着火時に、燃焼指令に
応じた量で燃料等が供給される定常燃焼期間に到る前の
予備燃焼期間を設け、予備燃焼期間における燃料等の供
給量が上記定常燃焼期間の空気燃料比よりも大なる空気
燃料比となるように設定して不完全燃焼を防止し、消火
時には燃料供給停止とともに空気のみを燃料供給停止時
よりも減じた量で供給して燃焼体２２温度を高温に保ち
残存燃料を完全燃焼せしめ、その後、パージ用空気を供
給するように設定する。
火時の排気エミッションを低減することである。 【解決手段】 燃焼筒２１内に燃料ポンプ５２、エアポ
ンプ３から燃料および空気よりなる混合気を流通せしめ
て燃焼体２２にて触媒燃焼せしめ、燃料および空気の供
給量等を制御する制御手段７を、着火時に、燃焼指令に
応じた量で燃料等が供給される定常燃焼期間に到る前の
予備燃焼期間を設け、予備燃焼期間における燃料等の供
給量が上記定常燃焼期間の空気燃料比よりも大なる空気
燃料比となるように設定して不完全燃焼を防止し、消火
時には燃料供給停止とともに空気のみを燃料供給停止時
よりも減じた量で供給して燃焼体２２温度を高温に保ち
残存燃料を完全燃焼せしめ、その後、パージ用空気を供
給するように設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒燃焼式ヒータ
に関し、特に着火時および消火時における排気エミッシ
ョンの改善に関する。
に関し、特に着火時および消火時における排気エミッシ
ョンの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】触媒燃焼式ヒータは車両の暖房用等に用
いられるもので、燃焼筒内に触媒を担持した燃焼体が配
設され、燃焼筒内にエンジン燃料の一部を気化した燃料
と空気の混合気を流通せしめて触媒燃焼による燃焼熱を
得ている。この燃焼熱により車室内エアを直接に加熱
し、あるいは車室内の放熱器への供給水を加熱し、エン
ジン冷却水が十分上昇するまでの間、補助的に使用され
る。
いられるもので、燃焼筒内に触媒を担持した燃焼体が配
設され、燃焼筒内にエンジン燃料の一部を気化した燃料
と空気の混合気を流通せしめて触媒燃焼による燃焼熱を
得ている。この燃焼熱により車室内エアを直接に加熱
し、あるいは車室内の放熱器への供給水を加熱し、エン
ジン冷却水が十分上昇するまでの間、補助的に使用され
る。
【０００３】触媒燃焼式ヒータでは、触媒を触媒燃焼可
能とするために燃焼体の予熱が行われる。予熱のための
加熱手段は、通常、燃焼体よりも上流側に設けられ、燃
焼筒内を流通する空気等のガス流が熱を燃焼体へ供給し
効率よく予熱が行われるようにしている。
能とするために燃焼体の予熱が行われる。予熱のための
加熱手段は、通常、燃焼体よりも上流側に設けられ、燃
焼筒内を流通する空気等のガス流が熱を燃焼体へ供給し
効率よく予熱が行われるようにしている。
【０００４】また別の加熱手段を用いたものとして特開
平３−１４０７０５号公報記載の触媒燃焼器のように、
燃焼筒を、炎孔を形成した燃焼板で燃焼体の配設された
下流部と、上流部とに画し、炎孔から上記下流部へ噴出
する混合気に点火用のプラグ等で点火して火炎を形成
し、その燃焼ガスの燃焼熱により燃焼体を予熱するよう
にしたものもある。この触媒燃焼器においても燃焼ガス
を燃焼体に上流側から送ることにより効率よく予熱が行
われるようにしている。触媒燃焼への移行は、触媒が活
性温度になった後、空気供給量を一時的に増加して火炎
を吹き消すことで行われる。
平３−１４０７０５号公報記載の触媒燃焼器のように、
燃焼筒を、炎孔を形成した燃焼板で燃焼体の配設された
下流部と、上流部とに画し、炎孔から上記下流部へ噴出
する混合気に点火用のプラグ等で点火して火炎を形成
し、その燃焼ガスの燃焼熱により燃焼体を予熱するよう
にしたものもある。この触媒燃焼器においても燃焼ガス
を燃焼体に上流側から送ることにより効率よく予熱が行
われるようにしている。触媒燃焼への移行は、触媒が活
性温度になった後、空気供給量を一時的に増加して火炎
を吹き消すことで行われる。
【０００５】この予熱が十分に行われず燃焼体温度が触
媒の活性温度を下回っていると着火時に不完全燃焼等を
起こして排気エミッションが悪化するおそれがあるた
め、燃焼体に温度センサを設けて触媒温度を検出した
り、タイマにより予熱時間をカウントして予熱の完了を
判断している。
媒の活性温度を下回っていると着火時に不完全燃焼等を
起こして排気エミッションが悪化するおそれがあるた
め、燃焼体に温度センサを設けて触媒温度を検出した
り、タイマにより予熱時間をカウントして予熱の完了を
判断している。
【０００６】一方、消火時には、燃料の供給を停止する
と燃焼筒内に残存する燃料により排気エミッションが悪
化するおそれがある。特開平７−２９３８６４号公報に
は、バーナーを備えた火炎燃焼式の液体燃料燃焼装置に
おいて、消火時に、燃料の供給を一度に停止するのでは
なく、燃料および空気の供給量を漸次減少せしめ、残存
燃料を低減することで排気エミッションの改善を図るも
のがあり、これを触媒燃焼式ヒータに応用することが考
えられる。
と燃焼筒内に残存する燃料により排気エミッションが悪
化するおそれがある。特開平７−２９３８６４号公報に
は、バーナーを備えた火炎燃焼式の液体燃料燃焼装置に
おいて、消火時に、燃料の供給を一度に停止するのでは
なく、燃料および空気の供給量を漸次減少せしめ、残存
燃料を低減することで排気エミッションの改善を図るも
のがあり、これを触媒燃焼式ヒータに応用することが考
えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平３−１４０７０５号公報記載の触媒燃焼器等、この
種の触媒燃焼式ヒータは、上記のごとく予熱用の加熱手
段が燃焼体よりも上流側に設けられるから、特に暖房能
力の高い大型の燃焼体では、加熱手段に近い上流部と、
下流部とで温度差が生じやすく下流部で低くなる。また
暖房能力の高い大型の燃焼体では、着火時に燃料と空気
とを燃焼指令に応じた供給量で供給する前に、燃料およ
び空気の供給量を少量から段階的に上げていく制御が行
われるが、このとき、供給量が少量なために燃焼体の下
流部において温度が上がりにくい。このため着火時に低
温の下流部において未燃燃料が生じやすく排気エミッシ
ョンが十分に防止されるとは限らない。
開平３−１４０７０５号公報記載の触媒燃焼器等、この
種の触媒燃焼式ヒータは、上記のごとく予熱用の加熱手
段が燃焼体よりも上流側に設けられるから、特に暖房能
力の高い大型の燃焼体では、加熱手段に近い上流部と、
下流部とで温度差が生じやすく下流部で低くなる。また
暖房能力の高い大型の燃焼体では、着火時に燃料と空気
とを燃焼指令に応じた供給量で供給する前に、燃料およ
び空気の供給量を少量から段階的に上げていく制御が行
われるが、このとき、供給量が少量なために燃焼体の下
流部において温度が上がりにくい。このため着火時に低
温の下流部において未燃燃料が生じやすく排気エミッシ
ョンが十分に防止されるとは限らない。
【０００８】また上記特開平７−２９３８６４号公報記
載の液体燃料燃焼装置を触媒燃焼式ヒータに応用した場
合、特に暖房能力の高い大型の燃焼体では、燃料および
空気の供給量が減少する過程で燃焼体の下流部の温度低
下が速くなる。この結果、燃焼体の下流部では燃料の供
給量が十分減少する前に正常な触媒燃焼が行えなくなる
おそれがあり、排気エミッションの低減効果は必ずしも
十分とはいえない。
載の液体燃料燃焼装置を触媒燃焼式ヒータに応用した場
合、特に暖房能力の高い大型の燃焼体では、燃料および
空気の供給量が減少する過程で燃焼体の下流部の温度低
下が速くなる。この結果、燃焼体の下流部では燃料の供
給量が十分減少する前に正常な触媒燃焼が行えなくなる
おそれがあり、排気エミッションの低減効果は必ずしも
十分とはいえない。
【０００９】そこで本発明は、暖房能力の高い大型の燃
焼体を備えた触媒燃焼式ヒータであっても着火時および
消火時における、十分な排気エミッション低減効果を得
ることのできる触媒燃焼式ヒータを提供することを目的
とする。
焼体を備えた触媒燃焼式ヒータであっても着火時および
消火時における、十分な排気エミッション低減効果を得
ることのできる触媒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、触媒を担持した燃焼体を燃焼筒内に配設し、燃焼筒
内に燃料供給手段から供給された燃料と空気供給手段か
ら供給された空気とを流通せしめて燃料および空気より
なる混合気を触媒燃焼せしめるようになし、燃料および
空気の供給および停止を、制御手段が燃料供給手段と空
気供給手段とを制御して行う触媒燃焼式ヒータにおい
て、上記制御手段を、着火時に、燃料および空気の供給
量を燃焼指令に応じた供給量で供給する定常燃焼期間に
到る前の予備燃焼期間を設定し、予備燃焼期間における
燃料および空気の供給量が上記定常燃焼期間の空気燃料
比よりも大なる空気燃料比となるように設定する。
は、触媒を担持した燃焼体を燃焼筒内に配設し、燃焼筒
内に燃料供給手段から供給された燃料と空気供給手段か
ら供給された空気とを流通せしめて燃料および空気より
なる混合気を触媒燃焼せしめるようになし、燃料および
空気の供給および停止を、制御手段が燃料供給手段と空
気供給手段とを制御して行う触媒燃焼式ヒータにおい
て、上記制御手段を、着火時に、燃料および空気の供給
量を燃焼指令に応じた供給量で供給する定常燃焼期間に
到る前の予備燃焼期間を設定し、予備燃焼期間における
燃料および空気の供給量が上記定常燃焼期間の空気燃料
比よりも大なる空気燃料比となるように設定する。
【００１１】着火時に、燃焼体には空気燃料比の大きな
混合気が送られるので、燃焼体の、低温の下流部が、よ
り早く高温となることができる。したがって、大型の燃
焼体を備えている場合、燃焼指令に応じた供給量で供給
する前に、燃料および空気の供給量を少量から段階的に
上げる制御を行っても排気エミッションは抑制される。
混合気が送られるので、燃焼体の、低温の下流部が、よ
り早く高温となることができる。したがって、大型の燃
焼体を備えている場合、燃焼指令に応じた供給量で供給
する前に、燃料および空気の供給量を少量から段階的に
上げる制御を行っても排気エミッションは抑制される。
【００１２】請求項２記載の発明では、上記予備燃焼期
間において、空気の供給量は定常燃焼期間の供給量と
し、燃料の供給量は定常燃焼期間の供給量よりも少量と
する。
間において、空気の供給量は定常燃焼期間の供給量と
し、燃料の供給量は定常燃焼期間の供給量よりも少量と
する。
【００１３】予備燃焼期間から定常燃焼期間に移行して
も空気の供給量の変更が不要なので、燃料の供給量を変
更する簡単な制御で請求項１記載の発明が実施できる。
も空気の供給量の変更が不要なので、燃料の供給量を変
更する簡単な制御で請求項１記載の発明が実施できる。
【００１４】請求項３記載の発明では、触媒を担持した
燃焼体を燃焼筒内に配設し、燃焼筒内に燃料供給手段か
ら供給された燃料と空気供給手段から供給された空気と
を流通せしめて燃料および空気よりなる混合気を触媒燃
焼せしめるようになし、燃料および空気の供給および停
止を、制御手段が燃料供給手段と空気供給手段とを制御
して行う触媒燃焼式ヒータにおいて、上記制御手段を、
消火時に、燃料の供給停止とともに、空気のみを燃料の
供給停止前よりも減じた供給量で供給し、その後、パー
ジ用の空気を供給するように設定する。
燃焼体を燃焼筒内に配設し、燃焼筒内に燃料供給手段か
ら供給された燃料と空気供給手段から供給された空気と
を流通せしめて燃料および空気よりなる混合気を触媒燃
焼せしめるようになし、燃料および空気の供給および停
止を、制御手段が燃料供給手段と空気供給手段とを制御
して行う触媒燃焼式ヒータにおいて、上記制御手段を、
消火時に、燃料の供給停止とともに、空気のみを燃料の
供給停止前よりも減じた供給量で供給し、その後、パー
ジ用の空気を供給するように設定する。
【００１５】燃料の供給が停止されると、後は燃焼筒内
に残存する燃料の弱い燃焼だけとなる。燃料の供給停止
後には空気の供給量が減少せしめられるから空気による
燃焼体からの奪熱は抑制され、燃焼体の、低温の下流部
においても触媒温度が急低下しない。しかして残存燃料
が燃焼する短時間は、触媒温度が十分高い温度を保ち、
未燃燃料が不完全燃焼したりすることなく燃焼し尽く
し、排気エミッションの発生が抑制される。燃焼後のガ
スは、その後パージされる。
に残存する燃料の弱い燃焼だけとなる。燃料の供給停止
後には空気の供給量が減少せしめられるから空気による
燃焼体からの奪熱は抑制され、燃焼体の、低温の下流部
においても触媒温度が急低下しない。しかして残存燃料
が燃焼する短時間は、触媒温度が十分高い温度を保ち、
未燃燃料が不完全燃焼したりすることなく燃焼し尽く
し、排気エミッションの発生が抑制される。燃焼後のガ
スは、その後パージされる。
【００１６】燃料の供給を停止することで、その後の燃
焼時間は短時間であるから、請求項４記載の発明のよう
に、燃料の供給停止からパージ用の空気の供給開始まで
の間、空気の供給量を一定とし、制御手段が行う供給量
の制御を簡単にすることができる。
焼時間は短時間であるから、請求項４記載の発明のよう
に、燃料の供給停止からパージ用の空気の供給開始まで
の間、空気の供給量を一定とし、制御手段が行う供給量
の制御を簡単にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に本発明の触媒燃焼式ヒータ
を示す。触媒燃焼式ヒータは、有底筒状のハウジング１
１内に高温の燃焼ガスを発生させる燃焼部２が収容さ
れ、ハウジング１１の開口端が蓋部材１２により閉鎖さ
れている。ハウジング１１には、内部に循環水の流路１
０１が形成してある。ハウジング１１壁には流路１０１
の流入口１０２と流出口１０３とが形成されて、それぞ
れ車室に設けられた図略の熱交換器と配管で接続されて
いる。循環水は流路１０１と熱交換器間を循環し、上記
燃焼ガスから受熱した熱を熱交換器に運ぶようになって
いる。ハウジング１１側壁の基部側には、循環水に放熱
した燃焼ガスが排出される排気口１０４が形成してあ
る。
を示す。触媒燃焼式ヒータは、有底筒状のハウジング１
１内に高温の燃焼ガスを発生させる燃焼部２が収容さ
れ、ハウジング１１の開口端が蓋部材１２により閉鎖さ
れている。ハウジング１１には、内部に循環水の流路１
０１が形成してある。ハウジング１１壁には流路１０１
の流入口１０２と流出口１０３とが形成されて、それぞ
れ車室に設けられた図略の熱交換器と配管で接続されて
いる。循環水は流路１０１と熱交換器間を循環し、上記
燃焼ガスから受熱した熱を熱交換器に運ぶようになって
いる。ハウジング１１側壁の基部側には、循環水に放熱
した燃焼ガスが排出される排気口１０４が形成してあ
る。
【００１８】燃焼部２は、ハウジング１１内径よりもや
や小径の燃焼筒２１が設けてあり、その一方の開口端が
蓋部材１２に固定されている。燃焼筒２１内には、上記
開口端側に、後述する燃料気化器２３の設置スペースを
残して、ハニカム状のセラミック担体に触媒を担持した
燃焼体２２が嵌着してある。
や小径の燃焼筒２１が設けてあり、その一方の開口端が
蓋部材１２に固定されている。燃焼筒２１内には、上記
開口端側に、後述する燃料気化器２３の設置スペースを
残して、ハニカム状のセラミック担体に触媒を担持した
燃焼体２２が嵌着してある。
【００１９】燃料気化器２３は燃焼体２２と一体に設け
られる。燃料気化器２３は略すり鉢状で、上端開口部が
燃焼体２２と対向している。燃料気化器２３の底部側壁
には複数の吸気口２０１が形成してあり、燃焼筒２１と
燃料気化器２３間の空間２０２と、燃料気化器２３内と
を連通せしめている。
られる。燃料気化器２３は略すり鉢状で、上端開口部が
燃焼体２２と対向している。燃料気化器２３の底部側壁
には複数の吸気口２０１が形成してあり、燃焼筒２１と
燃料気化器２３間の空間２０２と、燃料気化器２３内と
を連通せしめている。
【００２０】蓋部材１２には空気供給手段たるエアポン
プ３から送出された空気を上記空間２０２に流入させる
空気流入口１０５が設けてある。エアポンプ３からの空
気は空気流入口１０５、空間２０２、吸気口２０１を介
して燃料気化器２３内へ流入する。燃料気化器２３内に
流入した空気はハニカム状の燃焼体２２内を抜けていく
ガス流を形成する。
プ３から送出された空気を上記空間２０２に流入させる
空気流入口１０５が設けてある。エアポンプ３からの空
気は空気流入口１０５、空間２０２、吸気口２０１を介
して燃料気化器２３内へ流入する。燃料気化器２３内に
流入した空気はハニカム状の燃焼体２２内を抜けていく
ガス流を形成する。
【００２１】燃料気化器２３内には、燃料タンク５１に
満たした燃料が燃料供給手段たる燃料ポンプ５２からＬ
字の燃料供給管４を介して供給されるようになってい
る。燃料供給管４はその垂直部４１が蓋部材１２を貫通
し先端部４１１が燃料気化器２３内に突出し、先端部４
１１は燃料気化器２３の中程まで達している。この先端
部４１１には管壁に複数の噴射口４０１が形成してあ
り、これより燃料が燃料気化器２３内に噴射されるよう
になっている。
満たした燃料が燃料供給手段たる燃料ポンプ５２からＬ
字の燃料供給管４を介して供給されるようになってい
る。燃料供給管４はその垂直部４１が蓋部材１２を貫通
し先端部４１１が燃料気化器２３内に突出し、先端部４
１１は燃料気化器２３の中程まで達している。この先端
部４１１には管壁に複数の噴射口４０１が形成してあ
り、これより燃料が燃料気化器２３内に噴射されるよう
になっている。
【００２２】燃料気化器２３の周壁には、巻線状に電気
式の予熱ヒータ６が埋め込んである。予熱ヒータ６は燃
料気化器２３を熱する。その熱は燃料気化器２３の端面
と接する燃焼体２２に直接に、または燃焼筒２１を介し
て伝導する。または燃料気化器２３の内周面から燃焼体
２２に輻射される。またはエアポンプ３から送出される
空気により形成されるガス流が燃料気化器２３の内周面
において受熱し、燃焼体２２に供給される。
式の予熱ヒータ６が埋め込んである。予熱ヒータ６は燃
料気化器２３を熱する。その熱は燃料気化器２３の端面
と接する燃焼体２２に直接に、または燃焼筒２１を介し
て伝導する。または燃料気化器２３の内周面から燃焼体
２２に輻射される。またはエアポンプ３から送出される
空気により形成されるガス流が燃料気化器２３の内周面
において受熱し、燃焼体２２に供給される。
【００２３】エアポンプ３、燃料ポンプ５２および予熱
ヒータ６は、制御手段たる制御回路７と結線され、制御
回路７により通電制御されるようになっている。制御回
路７はこの通電制御により燃料および空気の供給および
停止、燃焼体２２の予熱のオンオフを行うようになって
いる。制御回路７はエンジン冷却水が十分上昇するまで
の間の暖房用として要求される燃焼能力等に応じた燃料
および空気の供給量を記憶しており、この供給量を燃焼
指令値としてエアポンプ３等を制御する。その供給量に
おける混合気の空気燃料比は通常、５０程度で、十分な
燃焼熱が得られるようになっている。
ヒータ６は、制御手段たる制御回路７と結線され、制御
回路７により通電制御されるようになっている。制御回
路７はこの通電制御により燃料および空気の供給および
停止、燃焼体２２の予熱のオンオフを行うようになって
いる。制御回路７はエンジン冷却水が十分上昇するまで
の間の暖房用として要求される燃焼能力等に応じた燃料
および空気の供給量を記憶しており、この供給量を燃焼
指令値としてエアポンプ３等を制御する。その供給量に
おける混合気の空気燃料比は通常、５０程度で、十分な
燃焼熱が得られるようになっている。
【００２４】上記触媒燃焼式ヒータの作動を説明する。
図２は着火時における制御回路７の制御フローである。
図３は消火時における制御回路７の制御フローである。
図４は触媒燃焼式ヒータの各部の作動状態を示すタイム
チャートで、（Ａ）が予熱ヒータ６のオンオフ状態を示
し、（Ｂ）がエアポンプ３から燃焼筒２１内に供給され
る空気の供給量（図中、エア供給量）を示し、（Ｃ）が
燃料ポンプ５２から燃料気化器２３内に供給される燃料
の供給量を示している。
図２は着火時における制御回路７の制御フローである。
図３は消火時における制御回路７の制御フローである。
図４は触媒燃焼式ヒータの各部の作動状態を示すタイム
チャートで、（Ａ）が予熱ヒータ６のオンオフ状態を示
し、（Ｂ）がエアポンプ３から燃焼筒２１内に供給され
る空気の供給量（図中、エア供給量）を示し、（Ｃ）が
燃料ポンプ５２から燃料気化器２３内に供給される燃料
の供給量を示している。
【００２５】図２において、着火時における制御フロー
は図略のヒータスイッチがオンするとスタートする。ス
テップＳ１０１では予熱ヒータ６に通電する（図４の
（Ａ））。またエアポンプ３をオンしエアポンプ３から
空気がエア流入口１０５を介して燃料気化器２３内に供
給され（図４の（Ｂ））、燃焼筒２１内を燃料気化器２
３から燃焼体２２へ向かうガス流が形成される。空気の
供給量は、ステップＳ１０２において燃焼指令値に対応
した値に調整される。
は図略のヒータスイッチがオンするとスタートする。ス
テップＳ１０１では予熱ヒータ６に通電する（図４の
（Ａ））。またエアポンプ３をオンしエアポンプ３から
空気がエア流入口１０５を介して燃料気化器２３内に供
給され（図４の（Ｂ））、燃焼筒２１内を燃料気化器２
３から燃焼体２２へ向かうガス流が形成される。空気の
供給量は、ステップＳ１０２において燃焼指令値に対応
した値に調整される。
【００２６】予熱ヒータ６が発生する熱により燃料気化
器２３、燃焼体２２が予熱される。この予熱は、ヒータ
スイッチオン後、時間ｔ1 行われる。予熱時間ｔ1 は、
燃焼体２２の触媒が予熱ヒータ６による加熱で活性温度
まで昇温する時間で、予め触媒温度の測定により求めて
おく。
器２３、燃焼体２２が予熱される。この予熱は、ヒータ
スイッチオン後、時間ｔ1 行われる。予熱時間ｔ1 は、
燃焼体２２の触媒が予熱ヒータ６による加熱で活性温度
まで昇温する時間で、予め触媒温度の測定により求めて
おく。
【００２７】この時間ｔ1 続く予熱の期間の後には、予
備燃焼期間が設けられている。ステップＳ１０４〜Ｓ１
０６は予熱燃焼期間における作動で、予熱時間ｔ1 が経
過すると（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に進
み燃料ポンプ５２をオンし、燃料ポンプ５２から吐出さ
れる燃料が燃料供給管４に送出され（図４の（Ｃ））噴
射口４０１より燃料気化器２３内へ噴射される。噴射し
た燃料は熱せられた燃料気化器２３から気化熱を奪って
気化し、燃焼筒２１内に、燃料気化器２３内より燃焼体
２２に向かう、燃料と空気とよりなる混合気の流れが形
成される。ステップＳ１０５では、燃料の供給量が、空
気燃料比が１００となるように調整される。
備燃焼期間が設けられている。ステップＳ１０４〜Ｓ１
０６は予熱燃焼期間における作動で、予熱時間ｔ1 が経
過すると（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に進
み燃料ポンプ５２をオンし、燃料ポンプ５２から吐出さ
れる燃料が燃料供給管４に送出され（図４の（Ｃ））噴
射口４０１より燃料気化器２３内へ噴射される。噴射し
た燃料は熱せられた燃料気化器２３から気化熱を奪って
気化し、燃焼筒２１内に、燃料気化器２３内より燃焼体
２２に向かう、燃料と空気とよりなる混合気の流れが形
成される。ステップＳ１０５では、燃料の供給量が、空
気燃料比が１００となるように調整される。
【００２８】予備燃焼期間は時間ｔ2 続く。予備燃焼期
間では、燃焼指令値に応じた供給量における燃料および
空気の空気燃料比５０に対して空気燃料比１００と空気
の割合が多い。したがって不完全燃焼等を生じにくく、
排気エミッションが防止される。またこの期間に触媒温
度は上昇し、予熱期間終了時点における温度よりもさら
に高い温度に達する。なお予備燃焼期間の時間ｔ2 は触
媒温度が十分高温に達する時間で、予め燃焼体２２の温
度を測定して求めておく。
間では、燃焼指令値に応じた供給量における燃料および
空気の空気燃料比５０に対して空気燃料比１００と空気
の割合が多い。したがって不完全燃焼等を生じにくく、
排気エミッションが防止される。またこの期間に触媒温
度は上昇し、予熱期間終了時点における温度よりもさら
に高い温度に達する。なお予備燃焼期間の時間ｔ2 は触
媒温度が十分高温に達する時間で、予め燃焼体２２の温
度を測定して求めておく。
【００２９】時間ｔ2 が経過し予備燃焼期間が終了する
と、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、
燃料供給量を燃焼指令に応じた供給量まで増加し（図４
の（Ｃ））、以降、定常燃焼期間となる。定常燃焼期間
では混合気の空気燃料比は１００から５０に低下し、こ
の燃料を多く含む混合気により十分な燃焼熱が発生す
る。
と、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、
燃料供給量を燃焼指令に応じた供給量まで増加し（図４
の（Ｃ））、以降、定常燃焼期間となる。定常燃焼期間
では混合気の空気燃料比は１００から５０に低下し、こ
の燃料を多く含む混合気により十分な燃焼熱が発生す
る。
【００３０】この予備燃焼期間から定常燃焼期間への移
行は、空気の供給量がステップＳ１０２において燃焼指
令に応じた値に調整されているから、燃料の供給量の変
更だけで行われ、制御を簡単にしている。
行は、空気の供給量がステップＳ１０２において燃焼指
令に応じた値に調整されているから、燃料の供給量の変
更だけで行われ、制御を簡単にしている。
【００３１】燃焼体２２において混合気は安定的に燃焼
する。燃焼ガスは燃焼筒２１の、ハウジング１１先端部
側より噴出し、ハウジング１１内壁面に沿って基部側へ
向かって流れる。この間に、ハウジング１１内の循環水
流路１０１を流れる循環水が燃焼ガスから受熱し、車室
内の暖房に用いられる。燃焼ガスは排気口１０４より排
気される。
する。燃焼ガスは燃焼筒２１の、ハウジング１１先端部
側より噴出し、ハウジング１１内壁面に沿って基部側へ
向かって流れる。この間に、ハウジング１１内の循環水
流路１０１を流れる循環水が燃焼ガスから受熱し、車室
内の暖房に用いられる。燃焼ガスは排気口１０４より排
気される。
【００３２】燃焼体２２において十分な燃焼熱が発生し
てハウジング１１内の燃焼体２２や燃料気化器２３が高
温雰囲気に曝されるようになれば、予熱ヒータ６による
加熱は不要であり、定常燃焼期間に入って時間ｔ3 が経
過すると（ステップＳ１０８）、予熱ヒータ６への通電
はオフする（図４の（Ａ））。
てハウジング１１内の燃焼体２２や燃料気化器２３が高
温雰囲気に曝されるようになれば、予熱ヒータ６による
加熱は不要であり、定常燃焼期間に入って時間ｔ3 が経
過すると（ステップＳ１０８）、予熱ヒータ６への通電
はオフする（図４の（Ａ））。
【００３３】また予熱期間の時間ｔ1 、予備燃焼期間の
時間ｔ2 はタイマでカウントして固定であるが、あるい
はこのようにタイマによるのではなく、触媒温度を検出
する温度センサを燃焼体２２に設け、温度センサにより
検出される検出温度を、予め設定した所定温度と比較す
ることで期間の継続と終了とを判断する構成としてもよ
い。
時間ｔ2 はタイマでカウントして固定であるが、あるい
はこのようにタイマによるのではなく、触媒温度を検出
する温度センサを燃焼体２２に設け、温度センサにより
検出される検出温度を、予め設定した所定温度と比較す
ることで期間の継続と終了とを判断する構成としてもよ
い。
【００３４】次に消火時の作動を図３、図４により説明
する。エンジンの冷却水温が上昇し、冷却水による暖房
が可能となるとヒータスイッチがオフし燃焼停止指令が
入力する（ステップＳ２０１）。これに応じて燃料ポン
プ５２の作動をオフして燃料の供給を停止する（図４の
（Ｃ））とともに、エアポンプ３への通電を減じて空気
の供給量を燃焼停止指令入力時における供給量の１／３
まで減少する（ステップＳ２０２、図４の（Ｂ））。こ
の状態は燃料供給停止後、時間ｔ4 続く。
する。エンジンの冷却水温が上昇し、冷却水による暖房
が可能となるとヒータスイッチがオフし燃焼停止指令が
入力する（ステップＳ２０１）。これに応じて燃料ポン
プ５２の作動をオフして燃料の供給を停止する（図４の
（Ｃ））とともに、エアポンプ３への通電を減じて空気
の供給量を燃焼停止指令入力時における供給量の１／３
まで減少する（ステップＳ２０２、図４の（Ｂ））。こ
の状態は燃料供給停止後、時間ｔ4 続く。
【００３５】燃料ポンプ５２のオフにより新たな燃料の
供給は停止するが、燃料気化器２３内等に噴射管４から
噴射された少量の燃料が残存している。この燃料と供給
された空気とが弱い燃焼を形成する。空気の供給量を少
なくしてあるから、燃焼体２２の触媒温度は、少量の残
存燃料が燃焼する短時間の間に急低下することはない。
しかして残存燃料は不完全燃焼等を生じることなく燃焼
し尽くす。
供給は停止するが、燃料気化器２３内等に噴射管４から
噴射された少量の燃料が残存している。この燃料と供給
された空気とが弱い燃焼を形成する。空気の供給量を少
なくしてあるから、燃焼体２２の触媒温度は、少量の残
存燃料が燃焼する短時間の間に急低下することはない。
しかして残存燃料は不完全燃焼等を生じることなく燃焼
し尽くす。
【００３６】燃料の供給停止後の燃焼は残存燃料による
短時間の燃焼であるから、特に空気の供給量を燃料の量
に合わせて減少しなくともよく、一定としてなんら問題
はない。
短時間の燃焼であるから、特に空気の供給量を燃料の量
に合わせて減少しなくともよく、一定としてなんら問題
はない。
【００３７】燃料の供給停止後、時間ｔ4 が経過する
（ステップＳ２０３）と、エアポンプ３を最高出力まで
上げて空気の供給量を最大にし（ステップＳ２０４）、
燃焼筒２１内のガスおよび熱をパージする。なお図例で
は最高出力における供給量は、１／３に減少する前の供
給量と同じである。
（ステップＳ２０３）と、エアポンプ３を最高出力まで
上げて空気の供給量を最大にし（ステップＳ２０４）、
燃焼筒２１内のガスおよび熱をパージする。なお図例で
は最高出力における供給量は、１／３に減少する前の供
給量と同じである。
【００３８】そしてエアポンプ３を最高出力まで上げた
後、時間ｔ5 が経過する（ステップＳ２０５）とエアポ
ンプ３をオフし（ステップＳ２０６）、触媒燃焼式ヒー
タの全作動が終了する。
後、時間ｔ5 が経過する（ステップＳ２０５）とエアポ
ンプ３をオフし（ステップＳ２０６）、触媒燃焼式ヒー
タの全作動が終了する。
【００３９】なお説明中に示した具体的な数値は一例で
あり、要求仕様等に応じて適宜設定する。その場合、予
備燃焼期間における空気燃料比や燃料供給停止後の空気
供給量の減少量は、実験により、より効果的な数値を求
めるのが望ましい。
あり、要求仕様等に応じて適宜設定する。その場合、予
備燃焼期間における空気燃料比や燃料供給停止後の空気
供給量の減少量は、実験により、より効果的な数値を求
めるのが望ましい。
【００４０】なお本実施形態では、制御回路７は、図２
および図３の制御フローを実行することで、着火時と消
火時との両方において排気エミッションを改善する構成
としているが、着火時もしくは消火時のいずれかの排気
エミッションの改善を図るのであれば図２または図３の
うちいずれかの制御フローのみを実行する構成とすれば
よい。
および図３の制御フローを実行することで、着火時と消
火時との両方において排気エミッションを改善する構成
としているが、着火時もしくは消火時のいずれかの排気
エミッションの改善を図るのであれば図２または図３の
うちいずれかの制御フローのみを実行する構成とすれば
よい。
【００４１】予備燃焼期間と定常燃焼期間とで空気の供
給量は同じであるが必ずしも同じである必要はなく、予
備燃焼期間の空気燃料比が燃焼指令に応じた空気燃料比
よりも大であるように設定されておればよい。例えば大
型の燃焼体を有するヒータに本発明を適用する場合、予
備燃焼期間に、空気燃料比が燃焼指令に応じた燃料およ
び空気の供給量の空気燃料比よりも大きく保ちつつ、燃
料および空気の供給量が段階的に増加するように設定
し、段階的に燃焼を大きくすることもできる。
給量は同じであるが必ずしも同じである必要はなく、予
備燃焼期間の空気燃料比が燃焼指令に応じた空気燃料比
よりも大であるように設定されておればよい。例えば大
型の燃焼体を有するヒータに本発明を適用する場合、予
備燃焼期間に、空気燃料比が燃焼指令に応じた燃料およ
び空気の供給量の空気燃料比よりも大きく保ちつつ、燃
料および空気の供給量が段階的に増加するように設定
し、段階的に燃焼を大きくすることもできる。
【００４２】燃料供給停止後の空気の供給量は、パージ
開始までの間が一定であるが、単調減少するように設定
してももちろんよい。
開始までの間が一定であるが、単調減少するように設定
してももちろんよい。
【００４３】実施形態は、車両の暖房用のものである
が、他の用途に用いられる触媒燃焼式ヒータに適用でき
る。
が、他の用途に用いられる触媒燃焼式ヒータに適用でき
る。
【図１】本発明の触媒燃焼式ヒータの全体縦断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の触媒燃焼式ヒータの作動を説明する第
１のフローチャートである。
１のフローチャートである。
【図３】本発明の触媒燃焼式ヒータの作動を説明する第
２のフローチャートである。
２のフローチャートである。
【図４】本発明の触媒燃焼式ヒータの作動を説明するタ
イムチャートである。
イムチャートである。
２１ 燃焼筒 ２２ 燃焼体 ３ エアポンプ（空気供給手段） ５２ 燃料ポンプ（燃料供給手段） ７ 制御回路（制御手段）
Claims (4)
- 【請求項１】 触媒を担持した燃焼体を燃焼筒内に配設
し、燃焼筒内に供給された燃料と空気とを流通せしめて
燃料および空気よりなる混合気を触媒燃焼せしめるよう
になした触媒燃焼式ヒータであって、燃焼筒内に燃料を
供給する燃料供給手段と、燃焼筒内に空気を供給する空
気供給手段と、これら燃料供給手段および空気供給手段
を制御して燃料および空気の供給および停止を行う制御
手段とを具備する触媒燃焼式ヒータにおいて、上記制御
手段を、着火時に、燃料および空気の供給量を燃焼指令
に応じた供給量で供給する定常燃焼期間に到る前の予備
燃焼期間を設け、予備燃焼期間における燃料および空気
の供給量が上記定常燃焼期間の空気燃料比よりも大なる
空気燃料比となるように設定したことを特徴とする触媒
燃焼式ヒータ。 - 【請求項２】 請求項１記載の触媒燃焼式ヒータにおい
て、上記予備燃焼期間において、空気の供給量は定常燃
焼期間の供給量とし、燃料の供給量は定常燃焼期間の供
給量よりも少量とした触媒燃焼式ヒータ。 - 【請求項３】 触媒を担持した燃焼体を燃焼筒内に配設
し、燃焼筒内に供給された燃料と空気とを流通せしめて
燃料および空気よりなる混合気を触媒燃焼せしめるよう
になした触媒燃焼式ヒータであって、燃焼筒内に燃料を
供給する燃料供給手段と、燃焼筒内に空気を供給する空
気供給手段と、これら燃料供給手段および空気供給手段
を制御して燃料および空気の供給および停止を行う制御
手段とを具備する触媒燃焼式ヒータにおいて、上記制御
手段を、消火時に、燃料の供給停止とともに、空気のみ
を燃料の供給停止前よりも減じた供給量で供給し、その
後、パージ用の空気を供給するように設定したことを特
徴とする触媒燃焼式ヒータ。 - 【請求項４】 請求項３記載の触媒燃焼式ヒータにおい
て、燃料の供給停止からパージ用の空気の供給開始まで
は、空気の供給量を一定とした触媒燃焼式ヒータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9220990A JPH1151332A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 触媒燃焼式ヒータ |
| US09/126,813 US6048198A (en) | 1997-07-31 | 1998-07-31 | Catalytic combustion type heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9220990A JPH1151332A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 触媒燃焼式ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151332A true JPH1151332A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16759750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9220990A Withdrawn JPH1151332A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 触媒燃焼式ヒータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6048198A (ja) |
| JP (1) | JPH1151332A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014102055A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Toyotomi Co Ltd | 石油燃焼器の点火装置 |
| CN110023681A (zh) * | 2016-11-29 | 2019-07-16 | 韦巴斯托股份公司 | 燃料运行的车辆加热器和用于运行该燃料运行的车辆加热器的方法 |
| US11161391B2 (en) | 2016-11-25 | 2021-11-02 | Webasto SE | Fuel-operated vehicle heater and method for operating a fuel-operated vehicle heater |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4401587B2 (ja) * | 2001-03-08 | 2010-01-20 | 本田技研工業株式会社 | 改質装置の掃気方法 |
| JP3750597B2 (ja) * | 2001-12-18 | 2006-03-01 | 日産自動車株式会社 | 触媒燃焼器 |
| JP3920766B2 (ja) * | 2002-12-25 | 2007-05-30 | カルソニックカンセイ株式会社 | 水素燃焼器の水素供給パイプ |
| US7908847B2 (en) * | 2004-01-13 | 2011-03-22 | Emcon Technologies Llc | Method and apparatus for starting up a fuel-fired burner of an emission abatement assembly |
| US8177545B2 (en) * | 2004-12-17 | 2012-05-15 | Texaco Inc. | Method for operating a combustor having a catalyst bed |
| SE531133C2 (sv) * | 2005-07-05 | 2008-12-23 | Zemission Ab | Katalytisk brännare och reglerförfarande |
| US20080230039A1 (en) * | 2007-03-22 | 2008-09-25 | Weiss Amanda M | Continuous liquid fuel vaporizer |
| JP6477638B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2019-03-06 | トヨタ自動車株式会社 | 熱、水素生成装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4019316A (en) * | 1971-05-13 | 1977-04-26 | Engelhard Minerals & Chemicals Corporation | Method of starting a combustion system utilizing a catalyst |
| IT1063699B (it) * | 1975-09-16 | 1985-02-11 | Westinghouse Electric Corp | Metodo di avviamento di una turbina a gas di grande potenza con un combustore catalitico |
| US4784599A (en) * | 1982-05-14 | 1988-11-15 | Garbo Paul W | Liquid fuel combustion with porous fiber burner |
| US5127822A (en) * | 1987-08-14 | 1992-07-07 | Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha | Combustion apparatus with atomizer and method of controlling same |
| JPH03140705A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Toshiba Corp | 触媒燃焼器 |
| DE4014185A1 (de) * | 1990-05-03 | 1991-11-07 | Webasto Ag Fahrzeugtechnik | Verfahren zum betreiben eines mit fluessigbrennstoff gespeisten brenners |
| EP0529368B1 (en) * | 1991-08-26 | 1998-12-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Catalytic combustion apparatus and method |
| JP3023050B2 (ja) * | 1994-04-27 | 2000-03-21 | 三菱電機株式会社 | 液体燃料燃焼装置 |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP9220990A patent/JPH1151332A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-07-31 US US09/126,813 patent/US6048198A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014102055A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Toyotomi Co Ltd | 石油燃焼器の点火装置 |
| US11161391B2 (en) | 2016-11-25 | 2021-11-02 | Webasto SE | Fuel-operated vehicle heater and method for operating a fuel-operated vehicle heater |
| CN110023681A (zh) * | 2016-11-29 | 2019-07-16 | 韦巴斯托股份公司 | 燃料运行的车辆加热器和用于运行该燃料运行的车辆加热器的方法 |
| CN110023681B (zh) * | 2016-11-29 | 2021-03-19 | 韦巴斯托股份公司 | 燃料运行的车辆加热器和用于运行该燃料运行的车辆加热器的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6048198A (en) | 2000-04-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |