JPH0278808A - 噴霧式燃焼装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、噴霧式燃焼装置、特に小型の噴霧式燃焼装置
に関する。

〈従来の技術〉 自動車に搭載されて暖房用ヒータとして使用される小型
の噴霧式燃焼装置は、特開昭６２−２４５０１１号公報
に開示されているように、円筒状の燃焼室の基端部の外
回りに円環状の燃焼用空気通路を設け、燃焼室の基端部
の周壁の複数個所にそれぞれその個所の内周面の接線方
向にほぼ沿って空気孔を貫設し、燃焼用空気通路の燃焼
用空気が空気孔を経て燃焼室に流入して燃焼室の軸芯の
回りに旋回する構成にしている。

燃焼室の基端には、燃料供給路に供給された液体燃料を
空気供給路に供給された微粒化用空気によって微粒化し
て噴射口から噴霧する二流体噴射弁を取り付け、二流体
噴射弁の噴射口を燃焼室の先端の出口側に向けて開口し
、二流体噴射弁の燃料供給路に燃料供給装置を接続して
いる。

二流体噴射弁の空気供給路と燃焼用空気通路には、同一
の空気供給装置を接続している。

燃焼室内には、点火栓の点火部を二流体噴射弁の燃料噴
霧領域に配置して突出している。

燃焼室の先端の出口には、熱交換器の放熱通路を接続し
、熱交換器の受熱通路に暖房用空気を流通する構成にし
ている。

この噴霧式燃焼装置を作動すると、燃焼室に燃焼用空気
が流入して軸芯の回りに旋回し、燃料噴射弁の噴射口か
ら液体燃料が噴霧され、燃焼室に噴霧燃料と燃焼用空気
の混合気流が形成され、点火栓が一定時間点火され、燃
焼室の混合気流が点火栓の点火によって着火して燃焼す
る。

そして、燃焼熱量を調整するときは、空気供給装置の出
力を増減して、二流体噴射弁に供給する微粒化用空気の
流量と燃焼室に供給する燃焼用空気の流量を増減し、ま
た、燃料供給装置の出力を増減して、二流体噴射弁に供
給する液体燃料の流量を増減する。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記の噴霧式燃焼装置においては、点火栓を
点火する際、燃焼室に形成される噴霧燃料と燃焼」空気
の混合気流は、着火後の運転継続時の空燃比になり、着
火し易い小さい空燃比にはならない。

従って、燃焼室の混合気流が点火栓の点火によって着火
しないことがある。

特に、燃焼熱量が少量に設定されていて、燃焼室の混合
気流の空燃比が大きいときに、燃焼室の混合気流が点火
栓の点火によって着火しないことがある。

また、燃焼熱量を調整する際、二流体噴射弁に供給する
液体燃料の流量を増減する一方、二流体噴射弁に供給す
る微粒化用空気の流量を増減するので、微粒化用空気に
よって微粒化されて二流体噴射弁の噴射口から噴霧され
る液体燃料の噴霧状態が不安定になり、燃焼室の混合気
流の燃焼が悪化し、消火することがある。

特に、燃焼熱量を少量に調整するときに、燃焼室の混合
気流の燃焼が悪化し、消火することがある。

本発明の目的は、上記のような従来の課題を解決するこ
とである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者は、上記のような噴霧式燃焼装置において、点
火栓を点火する際、燃焼室の噴霧燃料と燃焼用空気の混
合気流が着火し易くするため、燃焼室に形成される混合
気流の空燃比を小さくすることを考え付いたのである。

また、燃焼熱量を調整する際、燃焼室の混合気流の燃焼
が悪化し難くするため、二流体噴射弁に供給する微粒化
用空気の流量を増減しないことを考え付いたのである。

即ち、本発明は、筒状の燃焼室の外側に、空気供給装置
に接続した燃焼用空気通路を設け、燃焼室の周壁に空気
孔を設け、燃焼用空気通路の燃焼用空気が空気孔を経て
燃焼室に流入して燃焼室の軸芯の回りに旋回する構成に
し、 燃焼室の一端に、燃料供給路に供給された液体燃料を空
気供給路に供給された微粒化用空気によって微粒化して
噴射口から噴霧する二流体噴射弁を設け、二流体噴射弁
の噴射口を燃焼室の他端側に向けて開口し、二流体噴射
弁の燃料供給路に燃料供給装置を接続し、二流体噴射弁
の空気供給路に空気供給装置を接続し、 燃焼室内の二流体噴射弁の燃料噴霧領域に点火栓の点火
部を配置し、 燃焼室に流入して旋回する燃焼用空気に二流体噴射弁の
噴射口から液体燃料が噴霧され、噴霧燃料と燃焼用空気
の混合気流が点火栓の点火によって着火して燃焼する構
成にした噴霧式燃焼装置において、 燃焼用空気通路の空気供給装置と二流体噴射弁の空気供
給路の空気供給装置を別々の燃焼用空気供給装置と微粒
化用空気供給装置にし、点火栓を点火する際、微粒化用
空気供給装置から二流体噴射弁の空気供給路を経て二流
体噴射弁の噴射口に供給する微粒化用空気の流量を増減
させずに、燃料供給装置から二流体噴射弁の燃料供給路
と噴射口を経て燃焼室に噴霧する液体燃料の流量を増加
させると共に、燃焼用空気供給装置から燃焼用空気通路
を経て燃焼室に供給する燃焼用空気の流量を減少させて
、燃焼室に形成する噴霧燃料と燃焼用空気の混合気流の
空燃比を小さくする構成にし、 また、燃焼熱量を調整する際、微粒化用空気供給装置か
ら二流体噴射弁の空気供給路を経て二流体噴射弁の噴射
口に供給する微粒化用空気の流量を増減させずに、燃料
供給装置から二流体噴射弁の燃料供給路と噴射口を経て
燃焼室に噴霧する液体燃料の流量を増減させる構成にし
たことを特徴とする噴霧式燃焼装置である。

く作　用〉 本発明の噴霧式燃焼装置においては、点火栓を点火する
際、微粒化用空気供給装置から二流体噴射弁の噴射口に
供給される微粒化用空気の流量が増減せずに、燃料供給
装置から二流体噴射弁の噴射口を経て燃焼室に噴霧する
液体燃料の流量が増加すると共に、燃焼用空気供給装置
から燃焼室に供給される燃焼用空気の流量が減少して、
燃焼室に形成される噴霧燃料と燃焼用空気の混合気流の
空燃比が小さくなる。

また、燃焼熱量を調整する際、微粒化用空気供給装置か
ら二流体噴射弁の噴射口に供給される微粒化用空気の流
量が増減せずに、燃料供給装置から二流体噴射弁の噴射
口を経て燃焼室に噴霧する液体燃料の流量が増減する。

〈発明の効果〉 本発明の噴霧式燃焼装置においては、点火栓を点火する
際、燃焼室に形成される噴霧燃料と燃焼用空気の混合気
流の空燃比が小さいので、燃焼室の混合気流が着火し易
く、確実に着火する。

また、本発明の噴霧式燃焼装置においては、燃焼熱量を
調整する際、微粒化用空気供給装置から二流体噴射弁の
噴射口に供給される微粒化用空気の流量が増減しないの
で、微粒化用空気によって微粒化されて二流体噴射弁の
噴射口から噴霧される液体燃料の噴霧状態が不安定にな
らず、燃焼室の混合気流の燃焼が悪化し難く、消火し難
い。

〈実施例〉 本例の噴霧式燃焼装置は、自動車に搭載されて暖房用ヒ
ータとして使用されるカーヒータであり、暖房熱量が３
　、０００　Ｋｃａｌ／ｈ以下の小型のものである。

このカーヒータは、第１図と第２図に示すように、円筒
形状の第１燃焼室１と第２燃焼室２及び第３燃焼室３を
同芯状に連通して設け、第１燃焼室１の後半部の外回り
位置に円環状の燃焼用空気通路４を形成し、第１燃焼室
ｌの後半部の周壁の複数個所にそれぞれその個所の内周
面の接線方向にほぼ沿って空気孔５を貫設して、燃焼用
空気通路４を第１燃焼室ｌに接続している。

即ち、燃焼用空気通路４の燃焼用空気が第１燃焼室ｌの
周壁の各空気孔５を経て第１燃焼室１に流入して第１燃
焼室１の軸芯の回りに旋回する構成にしている。

第１燃焼室１の後端の開口には、第１図に示すように、
二流体噴射弁６の先端部を嵌合して同芯状に取り付け、
二流体噴射弁６の先端面の中心位置に噴射ロアを第１燃
焼室１の前端の開口側に向けて開口している。

二流体噴射弁６は、第１図に示すように、燃料供給路８
に供給された液体燃料を、空気供給路９に供給された微
粒化用空気によって微粒化して噴射ロアから先広の円錐
筒状に噴霧する燃料噴射弁である。

二流体噴射弁６の燃料供給路８は、第１図に示すように
、電！ｌｙ機付きの燃料ポンプと燃料タンクからなる燃
料供給装ＮＩＯに接続している。

二流体噴射弁６の空気供給路９は、第１図に示すように
、電動機付きの送風機からなる微粒化用空気供給装置１
１に接続している。

二流体噴射弁６の後方位置には、第１図に示すように、
電動機１２を同芯状に設け、電動＠１２の回転軸の前端
に羽根を取り付けて送風４１！１３を構成し、送風機１
３によって空気を燃焼用空気通路４に供給する送風路１
４を設けている。

即ち、燃焼用空気通路４は、送風機１３からなる燃焼用
空気供給装置に接続している。

第１燃焼室１の前半部には、第１図に示すように１点火
栓１５を取り付け、点火栓１５の先端の点火部を第１燃
焼室ｌに突出して二流体噴射弁６の燃料噴霧領域に配置
し、点火栓１５の基端の端子に点火装置１６を接続して
いる。

第２燃焼室２と第３燃焼室３には、第１図に示すように
、熱交換器１７を嵌合して取り付けている。

熱交換器１７は、第１図に示すように、第２燃焼室２と
第３燃焼室３に円筒容器形状の器体１８を同芯状に被嵌
し、器体１８の内側に、第３燃焼室３の前端の出口に連
通した放熱通路の排ガス通路１９を形成し、器体１８の
内周面に図示しない熱交換用フィンを設け、器体１８の
後端に排ガス通路１９の出口２０を設けている。

器体１８の外側には、第１図に示すように、受熱通路の
流体通路２１を設け、器体１８の外周面に図示しない熱
交換用フィンを設け、流体通路２１の前端に出０２２を
設けている。

また、第１図に示すように、上記の電動機１２の回転軸
の後端に羽根を取り付けて送風ｍ２３を構成し、送風機
２３によって暖房用空気を熱交換器１７の流体通路２１
の後端の入口に供給する送風路２４を設けている。

即ち、熱交換器１７の流体通路２１の入口は、送風＠２
３からなる暖房用空気供給装置に接続している。

また、制御装置２５を設け、二流体噴射弁６の燃料供給
装置１０と微粒化用空気供給装置１１゜及び、燃焼用空
気供給装置１３と暖房用空気供給装置２３の電動機１２
、並びに、点火装置１６を次に説明するように制御する
構成にしている。

本例の噴霧式燃焼装置は、制御装置２５に着火信号が入
力すると、電動Ｉｌ！１２が最小の速度で回転駆動して
燃焼用空気供給装置１３と暖房用空気供給装置２３が作
動し、燃焼用空気が最小の流量で第１燃焼室１に流入し
て第１燃焼室ｌの軸芯の回りに旋回し、一方、暖房用空
気が最小の流量で熱交換器１７の流体通路２１に流通す
る。

また、同時に、微粒化用空気供給装置１１が作動し、微
粒化用空気が予め設定されている一定の流量で二流体噴
射弁６の空気供給路９に供給される。

その後、予め設定されている一定の短い時９間が経過す
ると、燃料供給装ｆｉｌＯが作動し、軽油や灯油のよう
な液体燃料が最大の流量で二流体噴射弁６の燃料供給路
８に供給される。

また、同時に、点火装置１６が作動して、点火栓１５が
点火する。

すると、二流体噴射弁６の噴射ロアから最大流量の液体
燃料が一定流量の微粒化用空気によって微粒化された状
態で第１燃焼室ｌの旋回中の最小流量の燃焼用空気に噴
霧され、第１燃焼室１に、空燃比の小さい噴霧燃料と燃
焼用空気の混合気流が形成され、この混合気流が第１燃
焼室１から第２燃焼室２と第３燃焼室３に流入し、また
、第１燃焼室１の空燃比の小さい混合気流が点火栓１３
の点火によって着火して燃焼し、第１燃焼室ｌ、第２燃
焼室２と第３燃焼室３に燃焼の火炎と排ガスが発生する
。

第１燃焼室１、第２燃焼室２と第３燃焼室３に発生した
燃焼の排ガスは、第３燃焼室３の出口から熱交換器１７
の排ガス通路１９に流入し、熱交換器１７の流体通路２
１を流通する暖房用空気を加熱して、排ガス通路１９の
出口２０から自動車の室外に流出する。

一方、熱交換器１７の流体通路２１を流通する暖房用空
気は、熱交換器１７の排ガス通路１９を流通する燃焼の
排ガスによって加熱され、高温になって、゛流体通路２
１の出口２２から自動車の室内に流入する。

第１燃焼室ｌの空燃比の小さい混合気流が点火栓１３の
点火によって着火して燃焼した後・には、点火装置ｉ１
６の作動が停止する一方、燃焼用空気供給装置１３と暖
房用空気供給装置２３の電動機１２は、増速して、予め
設定した暖房熱量即ち燃焼熱量に応じた速度になり、第
１燃焼室１に流入する燃焼用空気と熱交換器１７の流体
通路２１に流入する暖房用空気は、流量が増加して、予
め設定した燃焼熱量に応じた流量になる。

また、同時に、燃料供給装置ｌＯは、出力が減少し、二
流体噴射弁６の燃料供給路８に供給される液体燃料は、
流量が減少して、予め設定した燃焼熱量に応じた流量に
なる。

なお、微粒化用空気供給装置１１は、出力が変化せず、
二流体噴射弁６の空気供給路９に供給される微粒化用空
気は、流量が増減しない。

即ち、第１燃焼室ｌの混合気流が着火した後には、第１
燃焼室１に形成される混合気流は、空燃比が太きくなっ
て、着火用の小さい空燃比、例えば１３〜１６、から、
予め設定した燃焼熱量に応じた空燃比、例えば２０〜２
４、になる。

従って、本例の噴霧式燃焼装置においては、点火栓１５
を点火する際、第１燃焼室ｌに形成される噴霧燃料と燃
焼用空気の混合気流の空燃比が小さいので、第１燃焼室
ｌの混合気流が点火栓１５の点火によって着火し易く、
確実に着火する。

また、本例の噴霧式燃焼装置は、制御装置２５に、燃焼
熱量を増加又は減少する信号が入力すると、電動機１２
が増速又は減速し、第１燃焼室１に流入する燃焼用空気
の流量と熱交換器１７の流体通路２１に流入する暖房用
空気の流量が増加又は減少する。

また、同時に、燃料供給装置１０の出力が増加又は減少
し、二流体噴射弁６の燃料供給路８に供給される液体燃
料の流量が増加又は減少する。

しかル、微粒化用空気供給装置１１の出力は変化せず、
二流体噴射弁６の空気供給路９に供給される微粒化用空
気の流量は増減しない。

従って、本例の噴霧式燃焼装置においては、燃焼熱量を
調整する際、微粒化用空気供給装置１１から二流体噴射
弁６の空気供給路９を経て二流体噴射弁６の噴射ロアに
供給される微粒化用空気の流量が増減しないので、微粒
化用空気によって微粒化されて二流体噴射弁６の噴射ロ
アから噴霧される液体燃料の噴霧状態が不安定にならな
い。

即ち、噴霧燃料と燃焼用空気の混合気流の燃焼が悪化し
難く、消火し難い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の噴霧式燃焼装置の縦断側面
図である。 第２図は、第１図の■−■線断面の拡大図である。 ｌ：第１燃焼室　　　　２：第２燃焼室３：第３燃焼室
　　　　４：燃焼用空気通路５：空気孔　　　　　　６
：二流体噴射弁７：噴射口　　　　　　８：燃料供給路
９：空気供給路　　　ｌＯ：燃料供給装置１１：微粒化
用空気供給装置 １３：送風機、燃焼用空気供給装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 筒状の燃焼室の外側に、空気供給装置に接続した燃焼用
   空気通路を設け、燃焼室の周壁に空気孔を設け、燃焼用
   空気通路の燃焼用空気が空気孔を経て燃焼室に流入して
   燃焼室の軸芯の回りに旋回する構成にし、 燃焼室の一端に、燃料供給路に供給された液体燃料を空
   気供給路に供給された微粒化用空気によって微粒化して
   噴射口から噴霧する二流体噴射弁を設け、二流体噴射弁
   の噴射口を燃焼室の他端側に向けて開口し、二流体噴射
   弁の燃料供給路に燃料供給装置を接続し、二流体噴射弁
   の空気供給路に空気供給装置を接続し、 燃焼室内の二流体噴射弁の燃料噴霧領域に点火栓の点火
   部を配置し、 燃焼室に流入して旋回する燃焼用空気に二流体噴射弁の
   噴射口から液体燃料が噴霧され、噴霧燃料と燃焼用空気
   の混合気流が点火栓の点火によって着火して燃焼する構
   成にした噴霧式燃焼装置において、 燃焼用空気通路の空気供給装置と二流体噴射弁の空気供
   給路の空気供給装置を別々の燃焼用空気供給装置と微粒
   化用空気供給装置にし、 点火栓を点火する際、微粒化用空気供給装置から二流体
   噴射弁の空気供給路を経て二流体噴射弁の噴射口に供給
   する微粒化用空気の流量を増減させずに、燃料供給装置
   から二流体噴射弁の燃料供給路と噴射口を経て燃焼室に
   噴霧する液体燃料の流量を増加させると共に、燃焼用空
   気供給装置から燃焼用空気通路を経て燃焼室に供給する
   燃焼用空気の流量を減少させて、燃焼室に形成する噴霧
   燃料と燃焼用空気の混合気流の空燃比を小さくする構成
   にし、 また、燃焼熱量を調整する際、微粒化用空気供給装置か
   ら二流体噴射弁の空気供給路を経て二流体噴射弁の噴射
   口に供給する微粒化用空気の流量を増減させずに、燃料
   供給装置から二流体噴射弁の燃料供給路と噴射口を経て
   燃焼室に噴霧する液体燃料の流量を増減させる構成にし
   たことを特徴とする噴霧式燃焼装置。