JPH0584407B2

JPH0584407B2 -

Info

Publication number: JPH0584407B2
Application number: JP59281162A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1993-12-01
Also published as: JPS61160312A

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つ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て室内暖房を行
うもの、または、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、その間はヒータ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
気ダクト途中に設けられた燃焼器内に燃料を噴出
する噴出口を有する気化パイプを設けた急加熱燃
焼器において、前記空気ダクトの上流側に連通す
る第１燃焼室と、該第１燃焼室とはハニカム通路
を介して連通し前記空気ダクトの上流側から空気
の供給を受け燃焼ガスを空気ダクトの下流側に流
す第２燃焼室と、先端から気化された燃料を第１燃焼室に噴射す
るとともに第２燃焼室内に位置する燃料気化部分
を有し内部に気化用グロープラグを有する気化パ
イプと、を具備することを特徴とする急加熱燃焼
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ツク図である。

図において明らかなように、デイーゼルエンジ
ン、またはガソリンエンジン１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
の途中で、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第１燃焼
室４２、下流方向に第２燃焼室４３が構成され、
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４
１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***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４３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が傾斜をもつて貫設され、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口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燃焼室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
数個の受熱フイン９３が設けられており通常燃焼
時はできる限り受熱フイ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はセラミツ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、９５は抵
抗線９４に電流を供給する端子である。

したがつて、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、前記受熱フイン９
３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つている気化用グロー
プラグ９１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９２より第
１燃焼室４２に噴出する。そして、空気導入孔４
９より流入の空気と混合して第２燃焼室４３から
の延焼により燃焼を起こすと共に未燃ガスはハニ
カム通路４４を通過することにより、十分に空気
と混合されて可燃混合気となつて第２燃焼室４３
に流入し、未燃ガスは第２燃焼室で完全燃焼す
る。なお、点火用グロープラグ６はその先端部が
セラミツクのパイプで形成され、内部に正の温度
係数を有する抵抗線６１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つて熱
交換を行つた後の温風を、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。したがつ
て、図示してあるブロア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によつ
て駆動されるゼネレータ１８よりの発電信号GT
と、動作スイツチ１９のON・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
制御するブリツジ回路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
ブリツジ回路１７３、およびスイツチ部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、入出力インターフエイスを
有するコンピユータ構成のものである。

ブリツジ回路１７２は、気化用グロープラグ９
１を加熱する抵抗線９４を一辺とし、これを抵抗
r₁〜r₃からなるホイートストン・ブリツジと、こ
のホイートストン・ブリツ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r₃
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、ブリツジ回路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・ブリツジと、
このホイートストン・ブリツ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。

スイツチ部１７４はブロア１２のON・OFF制
御を行う開閉器１７４ａ、ブリツジ回路１７３へ
の電源の供給を制御する開閉器１７４ｂ、ブリツ
ジ回路１７２への電源の供給を制御する開閉器１
７４ｃを有する。また、２１は電源のバツテリ、
２２はキースイツチ、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ツチ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１７４
ａ〜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。キースイツチ２２をさ
らに回転させ、スターターモータ２３に電圧をか
けて回転させるとエンジン１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、ブリツジ回路１７２とブリツジ回路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、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１７
２ａ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、抵抗線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１
７２ｂと１７３ｂとはOFFとなり抵抗線９４と
６１は電圧の供給が断たれ、これら抵抗線９４と
６１の温度が低下し始める。一方、リレー１７２
ｂと１７３ｂがOFFとなつたため、比較器１７
２ａと１７３ａの出力はプラスとなり、リレー１
７２ｂと１７３ｂ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、したがつて、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つて
第１燃焼室４２に噴出した燃料は、ハニカム通路
４４を通つ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つて、熱交換器５に流入する
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１８よりの発電信号GT
と動作スイツチ２１のON信号FSとの論理積が主
制御部１７１内にてソフトウエア的にとられる。
これにより、主制御部１７１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。したがつて、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１０よりの空気は、吹出口１１より温風となつ
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
能程度に温度が上昇すると、エンジン１に設けた
水温センサ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
附随するブロア１２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、動作スイツチ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
ツチ１９のON信号FSとの論理積が主制御部１７
１内にて入力とならないためブロア１２は動作し
ない。しかし、このような場合、エンジン１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１を急速に始動させることが可能なクイ
ツク・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、例
えば、ブロア装置を１台にまとめ、空気通路をダ
ンパーの開閉によつて切換え、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。

（発明の効果）以上詳述に説明したように、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、空気ダクト途中に設
けられた燃焼器内に燃料を噴出する噴出口を有す
る気化パイプを設けた急加熱燃焼器において、前
記空気ダクトの上流側に連通する第１燃焼室と、
該第１燃焼室とはハニカム通路を介して連通し前
記空気ダクトの上流側から空気の供給を受け燃焼
ガスを空気ダクトの下流側に流す第２燃焼室と、
先端から気化された燃料を第１燃焼室に噴射する
とともに第２燃焼室内に位置する燃料気化部分を
有し内部に気化用グロープラグを有する気化パイ
プと、を具備しているので、燃料は２つの燃焼室
内で十分な空気の供給により完全燃焼し、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ツク図である。１……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……噴出口、９３……受熱フイ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】１空気ダクト途中に設けられた燃焼器内に燃料
を噴出する噴出口を有する気化パイプを設けた急
加熱燃焼器において、前記空気ダクトの上流側に連通する第１燃焼室
と、該第１燃焼室とはハニカム通路を介して連通し
前記空気ダクトの上流側から空気の供給を受け燃
焼ガスを空気ダクトの下流側に流す第２燃焼室
と、先端から気化された燃料を第１燃焼室に噴射
するとともに第２燃焼室内に位置する燃料気化部
分を有し内部に気化用グロープラグを有する気化
パイプと、を具備することを特徴とする急加熱燃焼器。