JPS61160313A - 暖房用燃焼器の燃料供給装置 - 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□さにる自動車の室内を
□急速暖房する暖房用燃焼器の燃料供給装置に関するも
のである。

（従来技＃Ｉ） 自動車の室内暖房は従来より、内燃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ブロワなどにて構
成されるヒータ本□体に通じ、空気゛４　し’　　Ｊｙ
−４−ｌ↓＋ｗ　慢１１　！’ｌ　Ｉ　＋＋＠４ｎ　ｉ
ｌ−＋＋’　ｄａ’　ＰＩ−１ｒｐｇｌ　阿ｈ　Ａ！う
もの、または、内燃機関とは無関係に別の燃゛焼器にて
燃料を燃焼させて発生する熱量により室内暖房を行うと
ともに、燃焼ガスそのものをエンジンのインテークマニ
ホールドに導（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、為却水の温度上昇の速度が□緩慢°なため
、ヒ□−タ本体が温風を送出するまでに時間を要し、そ
の間はヒータの暖房機能は失われぞいる。特に内燃機関
が暖房Ｉ！癒の完了するまでには、ガソリンエンジン＋
１０分以上、ディーゼルエンジンで３０分以上を要する
。この間、寒冷地では車内は寒く防寒具を着けなければ
ならず。

また車両□の窓等の霜、氷等を除去するデフロスタは十
″分に作動することができない等の不都合があった。ま
た車両が長い下り坂等を走行中は、冷却水温度が降下し
暖房用として供与できない等の欠点も゛ある。特にディ
ーゼルエンジンは圧縮着火□タイプのエンジンであるた
め、エンジン負荷に対する排気ガス温度または冷却水温
度に敏感で上記欠点が顕著である。また、ディーゼルエ
ンジンは、寒冷時の燃焼に敏感で、不完全燃焼の結果で
ある白煙、臭気の発生も著しい。

また、内燃機関とは別個に燃料を用いる暖房方法にては
、燃焼の臭気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、そのコストがかさ
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。

そして、前者の暖房方法よりは早期に暖房用の温風が得
られる利点はあるが、急加熱用の燃焼器の使用を繰返す
時、即ち、暖房中上のため燃料の供給を断っても燃料の
気化装置内に燃料が残存して燃焼が継続する。一方、エ
ンジン側においてはこノ燃焼ガスがエンジンに吸入され
ると空気不足となり不完全燃焼となり、燃焼効率を減す
る欠点を生ずる。また、暖房の再開のため燃料の再供給
時には燃料弁を開いても気化装置に燃料が充満するのに
時間を要し、燃焼開始の立上りが遅延するので、暖房の
開始が遅れる欠点がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記の如き従来の欠点を解消し、エン
ジンの始動時や、暖房再開時に燃料を直ちに燃焼器に供
給し、また暖房中止時には燃料の燃焼を即時に中止可能
な暖房用燃焼器の燃料供給装置を提供するにある。

（発明の概要） 本発明では空気ダクト中に配設された燃焼器の気化装置
に供給する燃料の遮断時に該気化装置内に残留燃料を吸
引し、供給開始時には該吸引燃料を前記気化装置に押送
するピストン部を有する遮断弁を備えた暖房用燃焼器の
燃料供給装置が提供される。

（実施例） つぎに、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る暖房用燃焼器の燃料供給装置の一
実施例の構成断面図であり、第２図および第３図はその
動作説明図である。また、第４図は本実施例を用いた自
動車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、マタハ
ガソリンエンジン１のエアークリーナ２より吸気管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。なお、５１はエンジン
に燃焼用空気を供給するバイパス通路である。第１図に
おいて、急加熱用燃焼器４の外周は燃焼器ハウジング４
１にて覆われ、内部には２つの燃焼室が配設され、空気
の流れの上流方向に第１燃焼室４２、下流方向に第２燃
焼室４３が構成され１両者の間は空気の通過可能なハニ
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、エアークリーナ２よりの空気は空気取入口４
６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個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、さらに燃焼室出口４８
を経由して下流の熱交換器５に流出するように構成され
ている・ 一方、エアークリーナ２よりの空気の−ｍｔｋ、空気の
流れに直面する複数側の空気導入孔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４３に流入し、該第２燃焼
室４３に設けた点火グロープラグ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。

つぎに、水平に設けられた急加熱用燃焼器４の燃焼室出
口４Ｂ側の底部より第１燃焼室４２の中心部まで貫通す
る如くパイプ状の気化装置７が傾斜をもって貫設され、
該気化装置７の上方先端部には第１燃焼室４２内に気化
燃料を噴出させる噴出孔７１が穿設されている。そして
、該気化装置７の内部にはセラミックのパイプで形成さ
れた気化グロープラグ７２が同軸状に配設され、該気化
グロープラグ７２の中心部には正の温度係数を有する抵
抗線７３が埋設されている。さらに、気化装ｇ１７が第
２燃焼室４３内を貫通する部分には、該第２燃焼室４３
にて生ずる燃焼ガスの熱を受熱するため、気化装置７の
外周面に複数個の受熱フィン７４が設けられ、気化装置
７の内面と気化グロープラグ７２との間隙を通過する燃
料を加熱するよう構成されている。

８は燃料ポンプ２３より送出される燃料を気化装置７に
供給する燃料供給装置であり、その内部に燃料供給を調
節するコントロール室８１と、ピストン部８２ａや電磁
作動体８２ｂを有する遮断弁８２と、該遮断弁８２を作
動せめる電磁コイル８３を備え、さらに外部には連結パ
イプＡ８４を有して、前記気化装ａ１７に設けた連結パ
イプＢ７５と接続して、気化装置７の燃料をコントロー
ル室８１へ送受可能に構成されている。そして、遮断弁
８２はコイルスプリング８５にて常時は気化装置７への
燃料通路を遮断する如く作動し１．このため、遮断弁８
２と一体をなすピストン部８２ａの後部とコントロ、−
ル室８１にて形成する空間は第３図に示す如く広がる。

また、電磁コイル８３に通！することにより、強磁性体
にて構成される電磁作動体８２ｂが電磁コイル８３偏に
吸引されるので、ｉｇ断弁８２は開くとともにピストン
部８２ａとコントロール室とにて形成する空間は第２図
に示す如く狭小な空間となる。したがって、燃料通路を
遮断弁８２が開放している状態（第２図）より、遮断弁
８２が燃料通路を遮断する行程にては遮断弁８２が矢印
Ａの方向に移動するので。

ピルトン部８２ａの動きによりコントロール室の狭小な
空間は広がることとなり、連結パイプＡ８４を通じて気
化装ａｉ７の燃料は矢印Ｂの方向に移動し、気化装置７
内の燃料はコントロール室８１に吸入される。また、燃
料通路を遮断弁８２が遮断している状態（第３図）より
、遮断弁８２が燃料通路を開放する行程にては、前記と
逆に遮断弁８２は矢印Ａ′の方向に移動するので、ピス
トン１、′ 部８２ａの動きによりコントロール室の広い空間は狭く
なり、連結パイプＡ８４を通じて燃料は矢印Ｂ′の方向
に移動し、コントロール室８１より気化！＊ａ１７に流
入することとなる。

つぎに、熱交換器５は暖房を要する自動車の室内に連通
ずる吸入空気取入口９より新規空気を取入れ、該新規空
気が燃焼ガスからの熱を奪って熱交換を行った後の温風
を、吹出口ｌＯまで送風を行うブロア１１を備えている
。そして、該吹出口ｌＯは室内暖房のため別置されてい
る冷却水ヒーターコア１２の出口部に開口、している、
したがって１図示しであるプロア１３．エアコン用エバ
ポレータ１４．温水通路１５は、冷却水利用のヒータ装
置の各部材である。

１６はコントローラであり、エンジンｌによって駆動さ
れるゼネレータ１７よりの発電信号ＧＴと、動作スイッ
チ１ＢのＯＮ・ＯＦＦ信号ＦＳと、エンジンの冷却水温
度を検出する温水センサ１９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１６１２前記気化グロープラグ７２を燃料の気
化温度に制御するブリッジ回路１６２、点火グロープラ
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１６３．およびスイッチ部１６４により構成され
ている。そして、該主制御部１６１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１６２は気化グロープラグ７２を加熱する
抵抗線７３を一辺とし図示していないがこれとブリッジ
回路１６２の内部に設けた抵抗体３個とで構成するホイ
ートストン争ブリッジと、該ホイートストン・ブリッジ
のバランス状態を検出する比較器と、該比較器により駆
動されるリレーで構成され、該リレーにて抵抗線７３へ
供給する電流を制御することにより、気化グロープラグ
７２の温度を所定の温度、例えば、５００°Ｃ前後に保
持するよう構成されている。

また、ブリッジ回路１６３は点火グロープラグ６、に設
けた加熱用抵抗線６１を一辺とし、図示していないがこ
れとブリッジ回路１８３の内部に設けた抵抗体３個とで
構成するホイートストン争ブリッジと、該ホイートスト
ン・ブリッジのバランス状態を検出する比較器と、該比
較器により駆動されるリレーにて構成され、該リレーに
て抵抗線６１へ供給する電流を制御することにより１点
火グロープラグ６の温度を所定の温度１例えば、９００
６０前後に保持するように構成されている。

スイ・ンチ部１６４は前記燃料供給装置８に設けた電磁
コイル８３への電源の制御を行う開閉器１６４ｂ、ブｅ
１７１１（７）ＯＮ１０ＦＦ制御を行う開閉器１６４ａ
、ブリッジ回路１６３への電源の制御を行う開閉器１６
４ｃ、ブリッジ回路１６２、電源の制御を行う開閉器１
６４ｄを有する。なお、２０は電源のバッテリ、２１は
キースイッチ。

２２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
発明に係る暖房用燃焼器の燃料供給装置の実施例の作動
を説明する。

エンジンのキースイッチ２１をＯＮにすると、自動車の
電源はＯＮとなるが、エンジン１が始動していないため
、主制御部１６１は開閉器１Ｂ４ａ〜１６４ｄ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２１をさらに回転させ、スターターモータ２
２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ｌの始動と同時に主制御部１６１が開
閉器１６４ｄと開閉器１６４ｃとをＯＮにして。

ブリッジ回路１６２とブリッジ回路１６３とに電源が加
えられる。このため、ブリッジ回路１６２を介しての電
流により、気化グロープラグ７２に設け′た抵抗線７３
が加熱され、ざらにブリッジ回路１６２の制御により、
気化グロープラグ７２は所定温度に保持される。また、
同時にブリッジ回路１６３を介しての電流“により、点
火グロープラグ６に設けた抵抗線６１が加熱され、さら
にブリフジ回路１６３の制御により５点火グロープラグ
６は所定温度に保持されることとなる。

そして、気化グロープラグ７２と点火グロープラグ６が
所定温度になると同時に、主制御部１６１が開閉器１６
４ｂ′ｔＯＮにして、燃料供給装置８の電磁コイル８３
′に電流を流し、□遮断弁８２を吸引して′燃料通路を
開くので、気化装置ｔ７の内部に燃料が供給される。さ
らに、第３図に示す如く、遮断弁８２が矢印Ａ′の方向
に移−動するので、ピストン部８２ａが作動しコン）Ｃ
７−ル室８１の内部の燃料は矢印Ｂ′の方向に移動し、
連結バイブＡ８４と連結パイプＢ７５を介して気化装置
７に急速に圧送される。このため、燃料は気化装置７の
内部にて、所定の温度を保持する気化グロープラグ７２
により加熱され気イｉ燃料となって、気化装置７の上方
先端部の噴出孔７１より第１燃焼室４２内部に噴出する
。そして、第１燃焼室４２の前面の複数個の空気導゛入
孔４９を通過した空気と混合し、さらにハニカム通路４
４を通過することにより十分に気化燃料と空気が混和さ
れるので可燃混合気となり、第２燃焼室４３にて所定温
度を保持している”点火グロープラグ６により点火され
、火炎を生じ、高温度の燃焼ガスを生ずることとなる。

そして、下流に設けた熱交換器５に燃焼ガスは流入する
が、第２燃焼室４３を貫通する気化装置７に設けた受熱
フィン７４をも加熱することとなり、気化装置７を通過
する燃料の加熱に役立つこととなる。

一方、エンジン１が始動動作を終了して正常運転に入る
と、ゼネレータ１７薯りの発電信号ＧＴ主制御部１６１
の内部にてソフトウェア的に入力となり、主制御部１６
１は開閉−１６４ａをＯＮとしてブロア１１に通電し、
ブロア１１は送風を開始する。したがって、熱交換器５
にて高温度の燃焼ガスにて加熱された吸入空気取入口９
よりの空気は、エンジン１の始動直後より室内暖房を開
始する。

つぎに、エンジン１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上
昇すると、エンジンｌに設けた水温上ンサ１９が作動し
て水温信号ＷＳを出力し、これにより主制御部１′６１
が開閉器１６４ｂｅ。

ＦＦとして、電磁コイル８３への電流を断とする、この
−ため、電磁コイル８３は電磁作動体８２ｂを吸引する
力を失い、コイルスプリング８５の復元力により遮断弁
８２は燃料通路を断となし、気化装Ｈ７への燃料供給を
停止する。さらに、遮断弁８２が燃料通路を断とする行
程とともに、第２図に示す如く、矢印Ａの方向に遮断弁
８２が移動ナス小−−７ｋ　”／蔗交９うめ一着σト番
１１ソにロール室８１の空間が拡大するため、連結パイ
プＡ８４の燃料は矢印Ｂの方向に移動し、したがって、
気化装置７の内部の燃料は連結パイプＢ７５を介してコ
ントロール室８１に吸引され、気化装Ｍ７の内部には燃
料は残留しないこととなる。

このように、主制御部１６１が開閉器１６４ｂをＯＦＦ
にして、気化装置７への燃料供給を停止し、さらに、点
火グロープラグ６や熱交換器５に付随のブロア１１を停
止させるとともに、別のブロア１３の運転を開始させる
ので、従来よりの冷却水ヒータによる室内暖房に切り替
わることとなる。

なお、以上のようなエンジンｌの始動時や、水温センサ
１９の水温信号ＷＳの発令時のみでなく、動作スイッチ
１８をＯＮ・ＯＦＦすることにより、主制御部１６１を
介して電磁コイル８３に電流を通じ、遮断弁８２を作動
させると、遮断弁８２は単に燃料通路の開閉のみでなく
、遮断弁８２の移動により、ピストン部８２ａが作動す
るので燃焼開始時にはコントロール室８１の内部の燃料
を連結パイプＡ、Ｂを通じて気化装置７に押送して急速
な燃料供給を行い、また燃焼停止時には気化装置７に残
留の燃料をコントロール室８１に吸引して、急速に燃料
の燃焼を停止させることになる。

以上本発明の一実施例として、急加熱用燃焼器４にて発
生の燃焼ガスを熱交換器５を経由してエンジンｌに導び
く方法につき説明したが、熱交換後の排気をエンジン１
に導びくことなく、大気に放出する変形も可能である。

（発明の効果） 本発明は暖房用燃焼器の気化装置への燃料供給装置に、
ピストン部を有する遮断弁を設けて燃料の供給・停止を
行い、遮断弁が燃料の供給停止時には該ピストン部が気
化装置内部に残留の燃料を吸引するので、暖房用燃焼器
での燃焼が急速に停止し、継続することがない、したが
って、エンジン内部に燃焼ガスが送られず新鮮な空気で
エンジンは作動し、燃焼効率の低下が防とできる。また
、本発明によれば、暖房開始にて燃料の供給開始時には
、遮断弁の燃料供給とともにピストン部が気化装置内に
燃料を押送するので、暖房用燃焼器にての燃焼が急速に
開始し、立上りの早い急速な室内暖房用温風を得ること
ができるため、車内での防寒具などは不必要となり、ま
たデフロスタも早期より良好に作動する。

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、暖房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２本発明によれば、暖房用燃焼器により排出され
る燃焼ガスは直接外部に排出されず、エンジンの中に導
かれて、エンジンの排気ガスとともに排出されるので、
特に燃焼の周期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図は本発明に係る暖房用燃焼器の燃料供給装置の一
実施例の構成を示す断面図、第２図および第３図はその
遮断弁の動作説明図、第４図は本実施例を用いた自動車
暖房装置のブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　空気ダクト中に配設された燃焼器の気化装置に供給す
   る燃料の遮断時に該気化装置内の残留燃料を吸引し、供
   給開始時には該吸引燃料を前記気化装置に押送するピス
   トン部を有する遮断弁を備えたことを特徴とする暖房用
   燃焼器の燃料供給装置。