JPS61160312A - 急加熱用燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関によって駆動される自動車の室内を急
速暖房する暖房装置の急加熱用燃焼器に関する。″ （従来技術） 自動車の室内暖房は従来より、内−機関の冷却水を温水
配管で取り出し、これをヒータコアやプロアなどにて構
成されるヒータ本体に通じ、空気をヒータ本体に送り込
んで加熱し七室内暖門を行うもの、ｉだ、は、内燃機関
とは無関係にバーナにて燃料を燃焼させ、発生する熱量
により室内暖房を行うもの（特願昭５９−１０６８６９
号）が用いられている。

（従来技術の問題点） このような内燃機関の冷却水を室内暖房に利用する方法
においては、冷却水の温度上昇の速度が緩慢なため、ヒ
ータ本体が温風を送出するまでに時間を要し、その間は
ヒー・夕の暖房機能は失われている。また、内燃機関と
は別個に燃料を用いる暖房方法にては、燃焼の周期や排
気ガスの処理に手数を要し、複雑な制御機構と制御装置
を必要とするので、そのコストが嵩む欠点を生じ、なお
、環境汚染の点でも問題が残ることとなる。

（発明の目的） 本発明の目的は、゛上記の如き従来の内燃機関の有する
室内暖房に関する問題点を解消し、複雑な制御機構を必
要とせず、環境汚染の問題もなく。

かつエンジンの始動後、急速に暖気が得られる自動車用
暖房装置の急加熱用燃焼器を提供することにある。

（発明の概要） 上述の如き本発明の目的を達成するために、空気ダクト
中に設けられた燃焼器内に、斜めに配設され上部より燃
料を噴出せしめる噴出口を有する気化パイプを設けた急
加熱用燃焼器が提供される（実施例） 第１図は本発明に係る急加熱用燃焼器の一実施例の構成
断面図であり、第２図はその実施例を用いた自動車用暖
房装置のブロック図である。

図において明らかなように、ディゼルエンジン、または
ガソリンエンジンｌのエアークリーナ２より空気ダクト
となる吸気管３に至るパイプ部の途中に、急加熱用燃焼
器４と、その下流に熱交換器５が設けられている。また
燃焼器４と熱交換器５と並列に吸気パイプ５１が存在′
してもよい、第１図において、急加熱用燃焼器４の外側
は燃焼器ハウジング４１で覆われ、内部には２つの燃焼
室が設けられ、空気の流れの上流方向にＭｌ燃焼室４２
、下流方向に第２燃焼室４３が構成され１両者の間には
空気の流通可能なハニカム通路４４が形成されている。

さらに、燃焼器ハウジング４１と２つの燃焼室との間に
は空気通路４５が設けられ、エアクリーナ２よりの空気
は空気取入口４６より流入し、該空気通路４５を経て第
２燃焼室４３の周壁に穿設した複数イ■の小穴よりなる
空気導入路４７を通過して第２燃焼室４３に入り、さら
に、燃焼１室出口４８を経由して下流の熱交換器５へ流
出するよう構成されている。一方、エアクリーナ２より
の空気の一部は、空気の流れに直面する複数個の空気導
入孔４９を通過して第１燃焼室４２に入り、後述する気
化燃料と混合し、ハニカム通路４４を経て第２燃焼室４
３に流入し、該第２燃焼室４３に設けた点火用グロープ
ラグ６により点火され、高温度の燃焼ガスを生じて、前
記空気通路４５経由の空気とともに熱交換器５に向う、
　また、急加熱用燃焼器４は、燃料ポンプ７より燃料供
給装置８を経由してくる燃料を加熱気化する気化用グロ
ープラグ９１を中心部に設けた気化パイプ９を有してい
る。そして、水平に設けられた急加熱用燃焼器４の燃焼
室出口４８側の底部より、第１燃焼室４２の中心部まで
貫通する如く、気化パイプ９が傾斜をもって貫設され、
未気化燃料が噴出口９２から流出しないよう該気化パイ
プ９の先端部に穿設した噴出孔９２が上向きとなるよう
構成されている。また、気化パイプ９が第２燃蝉室４３
内を通過して、該第２燃焼室４３にて生ずる燃焼ガスと
接するパイプ外周面には複数個の受熱フィン９３が設け
られており通常燃焼時はできる限り受熱フィンにより燃
料を気化せしめ電気エネルギの消費を少くするよう構成
し、気化パイプ９の内部を通過する燃料を加熱するよう
構成されている。

気化パイプ９と同軸をなす気化用グロープラグ９１はセ
ラミックのヒータで形成され、気化パイプ９の内面との
間は燃料や気化したガスを通す間隔を有し、パイプの内
部には正の温度係数を有す抵抗線９４が埋設されている
ので、該抵抗線９４に通電し加熱することにより、気化
パイプ９の内面を流通する燃料は加熱される。なお、９
５は抵抗線９４に電流を供給する端子である。

したがって、燃料供給装置８より流入されて気化パイプ
９を通過する燃料は、前記受熱フィン９３にて第２燃焼
室４３の燃焼ガスの高熱を受けている気化パイプ９より
の加熱と、特に燃焼はじめには通電されて高温度となっ
ている気化用グｏ　−プラグ９Ｌよりの加熱にて気化燃
料となり、気化パイプ９の先端部上方に設けた噴出孔９
２より第１燃焼室４２に噴出する。そして、空気導入孔
４９より流入の空気と混合してハニカム通路４４を通過
することにより、十分に空気と混和されて可燃混合気と
なって第２燃焼室４３に流入し、点火用グロープラグ６
により点火されることとなる。

なお、点火用グロープラグ６はその先端部がセラミック
のパイプで形成され、内部に正の温度係数を有する抵抗
＆１６１が埋設されている。

つぎに、熱交換器５は暖房を要する自動車の室内に通過
する吸入空気取入口１０より新規空気を取入れ、該新規
空気が燃焼ガスから熱を奪って熱交換を行った後の温風
を、吹出口１１まで送風を行うブロア１２を備えている
。そして、該吹出口１１は室内暖房のため別置されてい
る冷却水ヒータコア１３の出口部に開口している。した
がって、図示しであるブロア１４、エアコン用エバポレ
ータ１５．温水通路１６は、冷却水利用のヒータ装置の
各部材である。　　　　　　′ １７はコントローラであり、エンジン１によって駆動さ
れるゼネレータ１８よりの発電信号ＧＴと、動作スイッ
チ１９の０Ｎ−ＯＦＦ信号ＦＳと、エンジンの冷却水温
度を検出する水温センサ２０からの水温信号ＷＳと、ス
タート信号ＳＴと、アクセル開度信号Ａｓが入力される
主制御部１７１、前記気化用グロープラグ９１を燃料の
気化温度に制御するブリッジ回路１７２、点火用グロー
プラグ６を気化した燃料の着火温度に常に保持させるブ
リッジ回路１７３、およびスイッチ部１７４により構成
されている。そして、該主制御部１７１は処理装置、メ
モリ、入出力インターフェイスを有するコンピュータ構
成のものである。

ブリッジ回路１７２は、気化用グロープラグ９１を加熱
する抵抗線９４を一辺とし、これと抵抗ｒ１〜ｒ５から
なるホイートストン拳ブリッジとこのホイートストン赤
ブリッジのバランス状態を検出する比較器１７２ａと、
この比較器１７２ａの出力がプラスの時にＯＮ、マイナ
スの時にＯＦＦとなるリレー１７２ｂとを有する。そし
て。

抵抗ｒ５の抵抗値は抵抗線９４の抵抗値に比して非常に
小さく構成されている。

また、ブリッジ回路１７３は点火用グロープラグ６の加
熱用の抵抗線６１を一辺とし、これと抵抗ｒ４〜ｒ６か
らなるホイートストン拳ブリッジと、このホイートスト
ン・ブリッジのバランス状態を検出する比較器１７３ａ
と、この比較器１７３ａの出力がプラスの時にＯＮマイ
ナスの時にＯＦＦとなるリレー１７３ｂとを有する。な
お、抵抗ｒ６の抵抗値は抵抗線６１の抵抗値に比して非
常に小さく構成されている。

スイッチ部１７４はブロワ１２のＯＮ・ＯＦＦ制御を行
う開閉器１７４ａ、ブリッジ回路１７３への電源の供給
を制御する開閉器１７４ｂ、ブリッジ回路１７２への電
源の供給を制御する開閉器１７４ｃを有する。また、２
１は電源のバッテリ、２２はキースイッチ、２３はスタ
ーターモータである。

つぎに、このような構成の自動車用暖房装置における本
発明に係る急加熱用燃焼器の作動を説明する。

エンジンのキースイッチ２２をＯＮにすると、自動車の
電源がＯＮとなるが、エンジン１が始動していないため
、主制御部１７１は開閉器１７４ａ〜１７４ｃをすべて
ＯＦＦのままに保持するので暖房装置は作動しない、キ
ースイッチ２２をさらに回転させ、スターターモータ２
３に電圧をかけて回転させるとエンジンｌが始動する。

そして、エンジン１の始動と同時に主制御部１７１が開
閉器１７４Ｃと開閉器１７４ｂとをＯＮとして、ブリッ
ジ回路１７２とブリッジ回路１７３とに電圧が加えられ
る。このため、気化用グロープラグ９１に設けた抵抗線
９４と１点火用グロープラグ６に設けた抵抗線６１が加
熱されることとなる。

電圧印加当初は抵抗線９４と６１とはともに低温のため
、それらの抵抗値も低く、比較器１７２ａと１７３ａの
出力もプラスであるので、リレー１７２ｂと１７３ｂは
ＯＮのままであり、抵抗線９４と６１には連続して電圧
が印加されて急速に加熱が行われる。そして、これらの
抵抗線９４と６１の温度がそれぞれの所定値にまで上昇
すると。

それら抵抗線９４と６１の抵抗値もそれぞれ所定値に上
昇することとなり、抵抗値９４と６１に係る電圧も上り
、比較器１７２ａと１７３ａの出力はマイナスに反転す
る。このため、リレー１７２ｂと１７３ｂとはＯＦＦと
なり抵抗線９４と６１はＱ電圧の供給が断たれ、これら
抵抗線９４と串、・ｌの温度が低下し始める。一方、リ
レー１７２ｂと１７３ｂがＯＦＦとなったため、比較器
１７２ａと１７３ａの出力はプラスとなり、リレー１７
２ｂ１７３ｂと再びＯＮとなり、抵抗線９４と６１は再
加熱となる。このような動作が繰返し行われ、これら抵
抗線９４と６１はそれぞれ設定された所定の温度に保た
れることとなる。

このような動作により抵抗線９４と６１とは所定温度に
保たれ、したがって、気化用グロープラグ９１と点火用
グロープラグ６も所定温度となると同時に、燃料供給装
置８の駆動源８１が動作して供給弁８２が開いて、前記
気化パイプ９に燃料が供給される。このため、前述のよ
うに、気化用グロープラグ９１にて熱せられている気化
パイプ９を燃料が通過することにより気化燃料となって
第１燃焼室４２に噴出した燃料は、ハニカム通路４４を
通って可燃混合気となり、点火用グロープラグ６にて点
火されて第２燃焼室４３の内部で高温度の燃焼ガスとな
って、熱交換器５に流入することとなる。

一方、エンジンｌが始動動作を終了して正常運転に入る
と、ゼネレータ１８よりの発電信号ＧＴと動作スイッチ
２１のＯＮ信号ＦＳとの論理積が主制御部１７１内にて
ソフトウェア的にとられる、これにより、主制御部１７
１は開閉器１７４ａをＯＮとしてブロア１２に通電し、
ブロア１２は送風を開始する。したがって、熱交換器５
にて。

前記高温度の燃焼ガスにて加熱された吸入空気取入口１
０よりの空気は、吹出口１１より温風となって吹出し、
エンジンスタート直後より室内暖房を開始する。

つぎに、エンジンｌが運転開始より時間を経過して、冷
却水温が室内暖房用の温水として使用可能程度に温度が
上昇すると、エンジンｌに設けた水温センナ２０が作動
して水温信号ＷＳを出力し、これにより主制御部１７１
が駆動源８１に指令して供給弁８２を閉じて燃料の供給
を断とする。

さらに、急加熱用燃焼器４に関連の気化パイプ９、点火
用グロープラグ６および熱交換器５に附随するブロワ１
２の作動を停止させるとともに、別のブロア１４を運転
させて従来よりの冷却水ヒータが暖房動作を開始する。

なお、動作スイッチ１９を最初からＯＦＦの状態にして
エンジン１をスタートさせた場合には。

ゼネレータ１８よりの発電信号ＧＴと、動作スイッチ１
９のＯＮ信号ＦＳとの論理積が主制御部１７１内にて入
力とならないためブロワ１２は動作しない、しかし、こ
のような場合、エンジンｌの内部には火炎にて暖められ
た空気が大量に送り込まれるため、冬期エンジン１が冷
えている場合でもエンジンｌを急速に始動させることが
可能なりイック・スタート装置となる。

なお、本発明を一実施例により説明したが１例えば、ブ
ロア装置を１台にまとめ、空気通路をダンパーの開閉に
よって切換え、熱交換器５よりの空気と従来よりの冷却
水ヒータの送風とを切換える構成にするように、本発明
の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを発
明の範囲から排除するものではないφ （発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明はエンジンに至る吸
気管の途中に急加熱用燃焼器と熱交換器を設け、該急加
熱用燃焼器に燃料を気化する気化パイプと点火用グロー
プラグを設けた燃焼室とを配設して燃料を急速に燃焼せ
しめ、該燃焼ガスの熱を熱交換器にて回収して暖房熱源
として用いるので、エンジンスタート直後にても室内暖
房が効果的に行える。

また、本発明によれば寒冷時においてエンジンが冷えて
いる場合にも、急加熱用燃焼器にて加熱した暖気をエン
ジンに大量に送り込むことが可能なため、エンジンを急
速に始動させることができ、排気ガスの青白煙や臭気の
防止となり、エンジンの性能が向上する。

さらに、本発明によれば、急加熱用燃焼器より排出され
る燃焼ガスは直接に外部へ排出されず。

エンジンの中へ導びかれて、エンジンの排気ガスととも
に排出されるので、特に燃焼の臭気や排気ガスの処理に
手数を要せず、環境汚染の問題も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る急加熱用燃焼器の一実施例の構成
断面図、第２図はその実施例を用いた自動車用暖房装置
のブロック図である。 ■・・・エンジン、３・・・吸気管、４・・・急加熱用
燃焼器、５・・・熱交換器、６・・・点火用グロープラ
グ、９・・・気化パイプ、９１・・・気化用グロープラ
グ、９２・・・噴出孔、９３・・・受熱フィン第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気ダクト中に設けられて燃焼器内にななめに配設され
   上部より燃料を噴出させる噴出口を有した気化パイプを
   設けたことを特徴とする急加熱用燃焼器。