JPS62294847A - 暖房装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内燃機関等を搭載した車両、トレーラ等の
車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所等の室内を暖房する
ための燃焼器及び熱交換器を（ｌｉｆｔえた暖房装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の室内暖房については、内燃機関の冷却水を
温水配管で取出し、これをヒータ装；；ｔに導き、間接
的に熱交換を行って、Ｗ風を室内に送り込んで室内暖房
を行っているものがある。まｆこ、丁ソ、・；・ノ畠１
１１％帽；ｉＩ玖Ｉ−ｌマーキロｎ艮（械（＆緊乃７ド
くにン下換器を設け、エンジン始動直後に燃焼器に点火
し、その熱を利用して熱交換器で空気を暖め、暖まった
温風を車両室内に導入する装置、言い換えれば、内燃機
関とは無関係に燃焼器によって燃料を燃焼させて発生す
る熱量によって室内暖房を行う自動車用暖房装置（例え
ば、特開昭６０−２５２０１８号公報参照）が開示され
ている。更に、燃焼器の燃焼ガスを熱交換器を経て機関
の吸気ポートへ供給すると共に、この熱交換器により加
熱される空気を車室内へ導くようにしたエンジンの１１
１機装置（例えば、特開昭６１−７９８６４号公報参照
）が開示されている。

先行技術として、例えば、本出願人による出願である特
願昭６０−０２６５７８号に開示されているような車両
暖房用熱交換器がある。この車両暖房用熱交換器につい
て、第４図及び第５図を参照して概説する。第４図にお
いて、車両暖房用熱交換器５０については、吸熱通路内
に熱流通路が配置されているものである。前記熱流通路
は第１円筒５１及び第２円筒５２によって構成され、前
記吸熱通路は第３円筒５３によって構成されている。第
１円筒５１、第２円筒５２及び第３円筒５３は同軸上に
配置されている。第１円筒５１の一端に燃焼器５５が連
結され、燃焼器５５の燃焼ガスが第１円筒５１内に送り
込まれる。第１円筒５１の他端は折り返しガイド５４を
介して第２円筒５２の一端と連通し、第２円筒５２の他
端にはガス出口５６が連結されている。前記吸熱通路を
構成する第３円筒５３の一端には冷風である空気を取り
入れる空気人口５７が形成され、その他端には温風であ
る空気を送り出す空気出口５９が形成されている。通常
、空気人口５７にはブロワ６１から冷気Ｃが吹き込まれ
、空気出口５９からの温風Ｈは下流に設置された空調装
置６２に送り込まれる。次いで、温風Ｈは空調装置６２
からの車両室内に送り込まれる。第５図は第４図の線Ｉ
Ｖ−ＩＶにおける断面図である。第５図に示すように、
第１円筒５１と第２円筒５２との間には熱伝達用フィン
５８が設けられ、第２円筒５２と第３円筒５３との間に
は熱交換用フィン６０が設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記内燃機関の冷却水を利用して室内暖
房を行うものについては、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り出すまでに時間がかか
り、その間はヒータの暖房機能はほとんどない状態であ
る。即ち、エンジンの暖機が完了するまでは、ガソリン
エンジンで約１０分間以上、ディーゼルエンジンで約２
０分間以上を要しているのが現状である。この間、特に
寒冷地、冬季等では車内は寒（、また車両の窓等の霜、
氷等を除去するデフロスタは充分に機能することができ
ないという問題点を有している。

また、上記内燃機関とは無関係に燃焼器を用いる自動車
用暖房装置又はエンジンの暖機装置については、燃焼の
ｒ１朋、排ガスの処理等に時間、手数を要し、複雑な機
構、制御装置等を必要とするという問題点を有している
。

また、先行技術としての上記熱交換器についてステムと
急速気化システムによって速やかに液体燃料を燃焼させ
、この燃焼熱から効率的に且つ迅速に暖房用空気を生成
して車内に送り込み、排気ガスが混入していないクリー
ンな暖房空気を送り込むことができるが、その反面この
熱交換器の構造上、暖房空気即ち温風の流れ抵抗が大き
く、温風側の圧力損失が生じるという点でなお満足でき
るというものではない。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、エンジンとは別に独立して、燃料を急速度で気化して
気化燃料を燃焼させる燃焼器を設け、急速着火ンステム
と急速気化システムによって速やかに液体燃料を気化燃
料にして燃焼させ、この燃焼熱から効率的に且つ迅速に
暖房用空気を生成して、排気ガスが混入していないクリ
ーンな暖房空気を車両、部屋等の室内に送り込むと共に
、特に、空気の流れ抵抗を小さくするような配管装置を
使用して温風側の圧力損失を低減させることができる暖
房装置を提供することである。

：　ｐ！！頴、に；　１　ｔ！２４＋ｈ　−？　　ｚ　
　、）−＋　Ｍギｒ４）この発明は、上記の問題点を解
消し、上記の目的を達成するために、次のように構成さ
れている。

すなわち、この発明は、空気導入通路を送風機の吸込口
に連結し、筒状熱交換器の一端に空気導入口を設け、前
記送風機のスクロール出口と前記空気導入口とを送風通
路によってはり直線的に連通し、更に前記熱交換器の側
方に燃焼器を設置したことを特徴とする暖房装置に関し
、更に具体的に詳述すると、前記熱交換器が空気４人口
と空気送出口とを備えたフィン付き吸熱通路筒体内に熱
流通路筒体を配置し且つ前記熱流通路筒体に燃焼器の熱
流通路パイプ及び燃焼ガス排出パイプを例えばはソ゛垂
直状態の屈折状態に連結し、また前記熱流通路筒体は熱
流往路筒体とその外周の熱流復路筒体から成る二重筒体
であり、前記吸熱通路筒体内に形成されている前記フィ
ンは前記熱流通路パイプ及び前記燃焼ガス排出パイプの
下流側領域において一部切欠かれており、更に前記空気
導入通路は段々に収斂する集合管であることを特徴とす
るに記載の暖房装置に関する。

〔作用〕

この発明による暖房装置は、上記のように構成されてお
り、次のように作用する。即ち、空気導入通路を送風機
の吸込口に連結し、筒状熱交換器の一端に空気導入口を
設け、前記送風機のスクロール出口と前記空気導入口と
を送風通路によってはり直線的に連通し、更に前記熱交
換器の側方に燃焼器を設置したので、暖められる空気の
流れは極めて流暢に流れることができ、空気に対して低
抵抗の配管を提供でき、温風の圧力損失は大きく低減で
き、空気の流入ベクトルを弱めることがなく、空気をス
ムースに前記フィン即ち放熱フィンの間に流入させるこ
とができ、効率的に熱交換を行わせることができる。ま
た、前記熱交換器は空気導入口と空気送出口とを備えた
吸熱通路筒体内に熱流通路筒体を配置し且つ前記熱流通
路筒体に燃焼器の熱流通路パイプ及び燃焼ガス排出パイ
プを屈折状態に連通し、且つ前記熱流通路筒体は熱流往
路筒体とその外周の熱流復路筒体から成る二重筒体であ
るので、前記熱流通路パイプ及び前記燃焼ガス排出パイ
プが空気の流れをほとんど妨げることがなく、燃焼ガス
と導入される空気とを効率的に熱交換することができる
。前記吸熱通路筒体内に形成されている放熱フィンは前
記熱流通路パイプ及び前記燃焼ガス排出パイプの下流側
領域において一部切欠かれているので、温風の流れを妨
げることなく一部スムースに流すことができ、更に前記
空気導入通路は段々に収束する集合管であるので、例え
ば、狭い車両等でも空気を導入することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による暖房装置の一実
施例を詳述する。

第１図において、この発明による暖房装置が符号２０に
よって全体的に示されている。この暖房装置２０につい
ては、例えば、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジ
ンのエアクリーナ、単独のエアクリーナ等を通じて取り
入れる空気、あるいは直接的に外気又は室内から取り入
れる空気を、空気取入パイプ（図示省略）から燃焼器３
に導入し、燃焼器３で発生した燃焼ガスを熱流通路パイ
プ４を通じて取入れるため燃焼器３の下流に熱交換器１
を設置したものである。熱交換器１の上流には、送風通
路２８を通じて送風機２４が設置されている。この送風
通路２８は、送風機２４と熱交換器ｌとをは譬゛直線的
に連通しており、送風機２４に対しては送風機２４のス
クロール出口２１にはソ直線的に連通している。送風機
２４の吸込口２２に対して空気導入通路２９における空
気導入集合管２３がはソ゛垂直に取付けられている。空
気導入通路２９は下流になるにしたがって段々に狭くな
るようにテーパ状に形成され、空気導入集合管２３に集
合するように構成されている。したがって、例えば、車
両にこの暖房装置２０を適用する場合には、車両の隙間
等を利用して空気尋人通路２９及び空気導入集合管２３
を設置して取付ければ、外気又は室内空気を有効に取り
入れるごとができ、しかもストレート即ち直線的に送風
機２４、送風通路２８及び熱交換器１が配置されている
ので、温風の流れを妨げることがない。また、熱交換器
１は、円筒状の吸熱通路筒体２内に円筒状の熱流通路筒
体を配置した構成を有する。熱流通路筒体は、二重筒体
であり、円筒状の熱流往路筒体９とその外周囲に配置さ
れた円筒状の熱流復路筒体８から成る。燃焼器３は、熱
流往路筒体９の一端部に屈折状態、例えば、垂直状態に
取付けられている。したがって、熱交換器１は、中央部
に燃焼器３からの燃焼ガスが通る熱流通路ＩＯ１中間部
に燃焼ガスの燃焼熱を外周側に伝達する熱伝達通路１１
、及び外側部に燃焼熱を放熱して冷風を温風にする吸熱
通路１２から構成されている。

しかも、第２図に示すように、熱流通路ＩＯ１熱伝達通
路１１及び吸熱通路１２は、互いに同軸上に配置されて
いる。吸熱通路筒体２は、熱交換器１の外側ケースを構
成しており、断熱材（図示省略）で覆われている。外側
ケースの両端部は、一端部に空気専大口１３及び他端部
に空気送出口１４が形成されている。熱流復路筒体８の
端部には、内側に多数の受熱フィン１６及び外側に多数
の放熱フィン１７を備えたカップ状の蓋体７が固定され
ている。この構造によって、燃焼ガスの流れ通路と加熱
されて暖房に供される空気とは完全に遮断されている。

また、熱流往路筒体９の他端部と熱流復路筒体８の一端
部とは連通しており、第２図に示すように、熱流復路筒
体８の他端部には燃焼ガス排出パイプ２５を介して燃焼
ガス排出口６が設けられている。更に、熱流復路筒体８
には多数の受熱フィン１５が配置されている。また、吸
熱通路筒体２には多数の放熱フィン５が配置されている
。放熱フィン５については、熱流通路パイプ４及び燃焼
ガス排出パイプ２５の温風の流れの下流側の一部が、切
欠かれており、場合によっては放熱フィン５に孔を穿孔
している（図示省略）。

これらの切欠き及び／又は孔によって、温風の流れをス
ムースにすることができる。したがって、温風は熱流通
路パイプ４及び燃焼ガス排出パイプ２５の下流に位置す
る放熱フィン５に妨げられずにスムースに放熱フィン５
の間を流れることができる。第２図に示すように、これ
らの受熱フィン１５及び放熱フィン５は、熱流復路筒体
８に一体的に設けられることが熱伝導の点から好ましい
。

言い換えると、熱流復路筒体８の内側には受熱フィン１
５が形成され、熱流復路筒体８の外側には放熱フィン５
が形成されている。各々の受熱フィン及び放熱フィンを
整合状態に配置すれば、燃焼ガスの流れは受熱フィン１
５．１６によって妨げられることなくスムースに流れる
ことができる。

また、燃焼ガスによって暖められる空気の流れも放熱フ
ィン５．１７によって妨げられることなくスムースに流
れることができる。

また、燃焼器３の構造については、図示されていないが
、例えば、次のような構成を有しているものを使用する
ことができる。燃焼器３は燃焼筒から成り、前記燃焼筒
を連通孔を有する仕切板によって気化室と燃焼室とに仕
切り、気化用グロープラグを内蔵した気化装置を前記燃
焼室を貫通して配置し、前記気化装置によって気化され
た気化燃料を噴出する噴出口を前記気化室に開口し、更
に、前記気化室には点火用グロープラグを設置すス　　
品ｉ５憤ル田力’　ｌ”ｌ　−−１’ニカ２１ν　ト　
−プ・濾ｌ斎）被電コ【地気化さ妙て気化燃料にすると
共に、燃焼空気を取り入れて気化燃料と混合気を生成し
、僅かに存在する油滴あるいは混合気に前記点火用グロ
ープラグによって点火し、前記燃焼室において混合気を
燃焼させる。このような燃焼器３を使用することによっ
て、液体燃料は急速に気化して気化燃料となり、気化燃
料は急速に点火即ち着火され、急速燃焼が可能になる。

その結果、燃焼器３は直ちに燃焼ガスを熱交換器ｌに送
り込むことができ、熱交換器ｌの機能を迅速に果たすこ
とができ、暖房に供することができるようになる。

この発明による暖房装置ｌは、以上のように構成されて
おり、次のように作用する。

まず、燃焼器３が点火され、燃焼状態にされる。

上記のように燃焼器３によって発生した燃焼ガスは熱流
往路筒体９内の熱流通路１０に吹き込まれる。熱流通路
ｌＯに吹き込まれた燃焼ガスは、熱流往路筒体９の熱流
通路１０から蓋体７によって矢印方向にガイドされてＵ
ターンし、熱流復路筒体８内の弧イ云達蒲路１１をン老
れる。り＾イ云１ｋｉ引路ｌ１には受熱フィン１５が半
径方向に多数設置されているので、燃焼ガスは受熱フィ
ン１５によって燃焼熱を奪われ、最後に燃焼ガス排出口
６から放出される０例えば、熱交換器ｌが車両に適用さ
れた場合には、放出された排気ガスをエンジンの吸気系
に送り込むことができる。一方、暖められる空気は送風
機２４によって空気導入通路２９及び空気導入集合管２
３から吸込まれ、送風［２４から送風通路２８を通って
空気導入口１３から吸熱通路筒体２内に吹込まれる。送
り込まれた空気は、吸熱通路１２内に設置されている放
熱フィン５の間を通って流れる。吸熱通路１２には多数
の半径方向の放熱フィン５が熱流復路筒体８の外周に固
定して配置されており、空気は放熱フィン５の間を通っ
て放熱フィン５から燃焼熱を吸熱して即ち奪って暖めら
れる。暖められた空気は温風となって、次いで蓋体７の
外周に半径方向に多数設けられた放熱フィン１７の間を
通って更に暖められて流れる。最後に、暖められた空気
は空気送出口１４から所定の暖房するべき室又は乾燥室
等に送り出される。

以上のように、この発明による暖房装置の実施例につい
て詳述したが、必ずしもこれらの細部に限定されるもの
でない０例えば、熱流往路筒体、熱流復路筒体及び吸熱
通路筒体については、流量面積、流れ抵抗、流速、フィ
ンの取付け、数及び形状等を考慮して最も好ましい円筒
状に形成されているが、その他の形状、例えば角筒状、
楕円筒状であってもよい。また、燃焼器を熱交換器に対
して熱交換器の側方には鵞垂直に配置しているが、即ち
、熱流通路パイプ及び燃焼ガス排出パイプが吸熱通路筒
体に対しては■垂直に貫通し且つ熱流通路筒体に対して
はり垂直に配置されているが、取付は角度については何
ら限定されるものでないことは勿論である。空気導入通
路について、その入口が長方形に構成され、その長方形
が段々狭くなって空気導入集合管へと連通しているが、
このような形状に限定されることなく、例えば、車両等
の隙間を利用して多くの空気を導入できるように形成で
きればよく、場合によっては単なる同一流量面積を有す
る温風の循環パイプであってもよいことは勿論である。

更に、受熱フィン及び放熱フィンを中間に位置する熱流
復路筒体に一体的に固定して設けているが、例えば、中
央部に位置する熱流往路筒体の外周に半径方向に受熱フ
ィンを取付け、吸熱通路筒体即ち外側ケースの内周に半
径方向に放熱フィンを取付けてもよいことは勿論である
。更に、蓋体に受熱フィン及び放熱フィンを一体的に設
けているが、受熱フィンに関しては熱流復路筒体の受熱
フィンを延長させてもよく、また、蓋体の受熱フィン及
び放熱フィンの数についても必ずしも熱流復路筒体内及
び吸熱通路内に設けた受熱フィン及び放熱フィンの数と
同数にする必要もないことは勿論である。両者の受熱フ
ィン及び放熱フィンを整合状態に配置させているが、場
合によってはその必要もない。更に、受熱フィン及び放
熱フィンの形状についても種々に形成できることも勿論
である。

〔発明の効果〕

この発明による軌憂漁ｎは−ト５Ｐのよろに構成されて
おり、次のような効果を有する。即ち、この暖房装置は
、空気導入通路を送風機の吸込口に連結し、筒状熱交換
器の一端に空気導入口を設け、前記送風機のスクロール
出口と前記空気導入口とを送風通路によっては！直線的
に連通し、更に前記熱交換器の側方に燃焼器を設置して
いるので、暖められる空気の流れは極めて流暢に流れる
ことができ、空気に対して低抵抗の配管を提供でき、温
風の圧力損失は大きく低減でき、空気の流入ベクトルを
弱めることがなく、空気をスムースに前記放熱フィンの
間に流入させることができ、効率的に熱交喚を行わせる
ことができる。それ故に、送風機は送風能力の小さいも
ので済み、小型にすることができる。また、前記熱交換
器は熱流通路筒体の外周に空気導入口と空気送出口とを
備えた吸熱通路筒体を配置し且つ前記熱流通路筒体に燃
焼器の熱流通路パイプ及び燃焼ガス排出パイプを屈折状
態に連通し、且つ前記熱流通路筒体は熱流往路筒体とそ
の外周の熱流復路筒体から成る二重筒体であるので、空
気は前記熱流通路パイプ及び前記燃焼ガス排出パイプに
妨げられることなく、燃焼ガスと導入される空気とを効
率的に熱交換することができる。前記吸熱通路筒体内に
形成されている放熱フィンは前記熱流通路パイプ及び前
記燃焼ガス排出パイプの下流側領域において一部切欠い
であるので、温風の流れを妨げることなく一部スムース
に流すことができ、更に前記空気導入通路は段々に収束
する集合管であるので、例えば、狭い車両等でも空気を
導入することができる。また、前記熱流復路筒体の端部
には内側に受熱フィン及び外側に放熱フィンを備えたカ
ップ状の蓋体が固定されているので、前記熱流通路筒体
全長にわたって熱伝達面積を効果的に広くすることがで
き、熱伝達が良好に行われる。しかも、構造が極めてＹ
Ｍ車であり、取り扱いも容易であり、故障等も少なく、
メインテナンス等も容易である等、種々の効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による暖房装置の一実施例を示す一部
断面図、第２図は第１図の線ｎ−ｎにおける断面図、第
３図は第１図の空気導入通路及び空気導入集合管の側面
図、第４図は先行技術である熱交換器の一例を示す断面
図、及び第５図は第４図の線ＩＶ−ＴＶに於ける断面図
である。 １・・−・・・・熱交換器、２・・−・−・−吸熱通路
筒体、３−・−燃焼器、４−・−・−熱流通路バイブ、
５−・−・放熱フィン、６−・−・−・燃焼ガス排出口
、７−・−・−・・蓋体、８−・・・・・・熱流復路筒
体、９・−・・−熱流往路筒体、ｌ　Ｏ−−一−・・熱
流通路、１１−・−・熱伝達通路、１２−・・−・吸熱
通路、１３−−−・−・空気導入口、１４−・・・−・
・空気送出口、１５−−−−−−・受熱フィン、１６・
−・・−・受熱フィン、１７−・−・放熱フィン、２０
−・−・暖房装置、２１・・・−スクロール出口、２２
−・・・・・送風機吸込口、２３−・−集合管、２４・
−・〜・−送風機、２５−・・・・−・燃焼ガス排出パ
イプ、２８−・・・−・送風通路、２９−・・・−・−
空気導入通路。 特許出願人　　　いすソ自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−家 弟　　１　　図 ■ 第　　２　　図　　　　　　　　　　　　第　　３　　
同第　　４　　図 ６フ ｔＩ！、５ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気導入通路を送風機の吸込口に連結し、筒状の
   熱交換器の一端に空気導入口を設け、前記送風機のスク
   ロール出口と前記空気導入口とを送風通路によってほゞ
   直線的に連通し、更に前記熱交換器の側方に燃焼器を設
   置したことを特徴とする暖房装置。
2. （２）前記熱交換器は空気導入口と空気送出口とを備え
   たフィン付き吸熱通路筒体内に熱流通路筒体を配置し且
   つ前記熱流通路筒体に前記燃焼器の熱流通路パイプ及び
   燃焼ガス排出パイプを屈折状態に連結したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の暖房装置。
3. （３）前記熱流通路筒体は熱流往路筒体とその外周のフ
   ィン付き熱流復路筒体から成る二重筒体であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の暖房装置。
4. （４）前記吸熱通路筒体内に形成されている前記フィン
   は前記熱流通路パイプ及び前記燃焼ガス排出パイプの下
   流側領域において一部切欠かれていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の暖房装置。
5. （５）前記空気導入通路は段々に収束する集合管である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の暖房装
   置。