JPS61157414A - 燃焼バ−ナ装置 - 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】 （ｔｌ！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燃焼バーナ装置に関する。

（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
配管で取出し、これをヒーター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
んで加熱して室内暖房を行なうもの、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１発生する熱
量により室内暖房を行なうものが用いられている。

（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、と
−夕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。特に内燃機関が暖房
機能が完了するまでには、ガソリンエンジンで１０分以
上、ディーゼルエンジンで２０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
なる。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記の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、かつ始動後、急速に暖房が
得られる自動車用暖房装置の燃焼バーナ装置を提供する
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
の途中にて燃料を燃焼せしめ発生する熱を熱交換器にて
回収し暖房熱源として用いる車両用暖房装置の燃焼バー
ナ装置に、直列接続した抵抗を内部及び外周に持つ燃料
気化用プラグを設け、この燃料気化用プラグの温度を抵
抗の大切によって制御することを特徴とする燃焼バーナ
装置が提供される。

（実施例） 第１ｒＩｔＪは本発明に係る燃焼バーナ装置の燃焼気化
用プラグの一実施例を示す概略側面図であり。

第２図はその制御回路の概略図であり、第３図はその電
流特性を示すグラフであり、第４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、ディーゼルエンジン、ま
たはガソリンエンジン１のエアクリーナ２より吸気管３
に至るパイプ部の瘉−中に急速点火・バーナ装置４と、
その下流に熱交換器５が設けられている。第１図におい
て、燃焼気化用プラグ。

すなわちグロープラグ１００は、内部に抵抗１０工及び
外部に抵抗１０８を有している。ここで、　　　　１１
１３．１１４．及び１１５は、燃料を需要するクリアラ
ンス気化器放出通路及び点火用気化通路をそれぞれ示す
、第２図において、グロープラグ１００を加熱するため
電源２３に対して通電スイッチ２４が通電され１次にグ
ロープラグ制御スイッチ１９４ｄが制御装置１９１から
の信号により閉鎖され、正温度係数を有する微小抵抗１
０６を通してグロープラグ１００の内部の抵抗ｌｏｔに
通電される。このためグロープラグの温度が上昇し、グ
ロープラグｌＯＯが所定の温度に達すると、微小抵抗１
０６がその正温度係数により抵抗値を増し、信号を発す
る。この信号により制御装置１９１は信号を発し、その
信号により、スイッチ１９４ｄが開放されると同時にス
イッチ１９４ｂが閉鎖される。スイッチ１９４ｄの開放
とスイッチ１９４ｂの閉鎖により、抵抗１０１と抵抗ｌ
Ｏ８は直列に接続され、抵抗値が増大し電流が減少する
。このようにして、初期の燃料急速加熱−気化プロセス
は大電流を投入し、気化温度に達したときは１通電電流
を減少させ燃焼させる。

燃焼と共に、輻射熱等の熱エネルギーにより、気化グロ
ープラグが必要とする気化発生エネルギーも減少する。

このため、その後は燃焼温度センサ１０９の信号により
、温度が上昇したときは、スイッチ１９４ｂ及び１９４
４が開放されることになる。また、水温が上昇し、エン
ジン負荷が大のとき水温センサ２２及びエンジン負荷セ
ンサ１１２の信号によりスイッチ１９４ｄ及び１９４ｂ
が開放され、通電が停止される。その後温度が低下した
ときは、スイッチ１９４ｂだけが閉鎖されて再び通電さ
れる。このようにして、以後は、スイッチ１９４ｂが０
Ｎ−ＯＦＦ制御されて、温度が一定に保たれる。

第３図は、ｔｏ時に抵抗１０１に通電され、ｔ】時にス
イッチ１９４ｂが閉鎖されて抵抗１０８が抵抗１０１に
直列に接続され、ｔ２時に８通電が停止され、１３時に
通電が再開され、ｔ４時に通電が停止され、以後スイッ
チ１９４ｂの０Ｎ−ＯＦＦ制御がなされていることを表
わしている。

第４図において、前述の燃焼気化用プラグを有する加熱
装Ｍ９の下流に設けられた点火装Ｈｌ　Ｏは、その内部
には正の温度係数を有する抵抗１２０が埋設されている
。したがって前記点火用気化通路１１５より噴出する気
化した燃料は１点火裟ｆｉｌＯにより点火され火炎とな
る。また一方、気化器通路１１４から噴出する気化した
燃料は、空気と混合されて可燃混合気となるので、上記
の火炎に点火されて火炎を生じ、その高温度の燃焼ガス
は熱交換器５に送られる。

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１２より新規空気を取入れ。

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１３まで送風するプロア１４を備えてい
る。なお、該吹出口１３は、室内暖房のため別置されて
いる冷却水ヒーターコア１５の出口部に開口している。

したがって１図示のプロワｌＢ、エアコン用エバポレー
タ１７．及び温水通路１８は、冷却水利用のヒータ装置
の各部材である。

１９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２０よりの発電信号ＧＴと、動作スイ
ッチ２１の０Ｎ−ＯＦＦＱ号ＦＳと、エンジンの冷却水
温度を検出する水温スイッチ２２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と、燃焼
温度信号ＣＴＳと、エンジン負荷信号ＥＬＳとが入力さ
れる主制御Ｉｌｌ　９１．点火装置ｌＯ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１９３、−ス
イッチ部１９４により構成されている。そして・、該主
制御部１９１は、処理装置、メモリ。

入出力インター７エー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１９３は点火装置１０の抵抗１２０を一辺
とし、これと抵抗ｒ４〜ｒＢから成るホイートストン・
ブリッジと、このホイートストン拳ブリッジのバランス
状態を検出する比較器１９３ａと、この比較器１９３ｍ
の出力がプラスの時ＯＮ、マイナスの時にＯＦＦ’とな
るリレーＩＱ３ｂとを有する。なお、抵抗ｒ６の抵抗値
は抵抗１２０の抵抗値に比して非常に小さい。

スイッチ＄３１９４はブロワ１４の０Ｎ−ＯＦＦ制御を
行う開閉器１９４ａ、グロープラグ１００の抵抗１０８
の制御を行う開閉器１９４ｂ、ブリッジ回路１９３への
電源供給を制御する開閉器１９４ｃ、グロープラグ１０
０（７）抵抗１０１を制御する開閉器１９４ｄを有する
。２３は電源のバッテリ、２４はキースイッチ、すなわ
ち通電スイー２チ、２５はスタータモータである。。

つぎに、このように構成された自動車用暖房装置におけ
る本発明に係る燃焼バーナ装置の作動を説明する。

エンジンのキースイッチ２４をＯＮにすると、自動車の
電源がＯＮとなるが、エンジンｌが始動していないため
、主制御部１９１は開閉器１９４ａ−１９４ｄ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２４をさらに回転させ、スタータモータ２５
に電圧をかけて回転させると、エンジンｌが始動する。

エンジン１の始動と同時に主制御部１９１が開閉器１９
４ｃｍ１９４ｄをＯＮとする。開閉器１９４ｃの閉鎖に
より、点火装置ｌＯの抵抗１２０が加熱されることにな
る。電圧印加当初は抵抗１２０は低温なので、その抵抗
も低く、比較器１９３ａの出力もプラスであるため、リ
レー１９３ｂはＯＮのままであり、抵抗１２０には連続
して電圧が印加され急速な加熱が行われる。そして抵抗
１２０の温度がそれぞれ所定値に達すると、その抵抗値
も所定値にまで上昇することとなり、抵抗１２０に係る
電圧も上昇し、比較器１９３ｂの出力はマイナスに反転
する。したがって、リレー１９３ｂはＯＦＦとなり、抵
抗１２０への電圧の供給が停止され、これらの温度が低
下し始める。そしてリレー１９３ｂがＯＦＦのため、比
較器１９３ｂの出力はプラスとなり、リレーｌ　９３−
ｂは再びＯＮとなり、抵抗１２０は加熱される。このよ
うな動作が繰返し行なわれ、抵抗１２０は設定された所
定の温度に保たれる。

一方、開閉器１９４ａの閉鎖により、グロープラグ１０
０の抵抗１０１が加熱されることになる。

グロープラグ１００が所定の温度に達すると。

微小抵抗ｌＯ６が信号を発し、開閉器１９４ｂを閉鎖し
抵抗１０１と抵抗１０８とが直列に接続されることにな
る。さらに温度が上昇すると燃料温度センサ１０９から
の信号ＣＴＳにより開閉器１９４ｂ及び１９４ａが閉鎖
され１通電が停止上する。その後温度が低下したときは
、開閉器１９４ｂだけが閉鎖され再び通電される。この
ようにして加熱装Ｈ９の温度も設定した所定値に保たれ
る。

このうような動作により抵抗１０１と１２０は所定温度
に保たれ、したがって加熱装置９と点火装！１１０も所
定温度になると同時に、燃料供給装ｆ！Ｉ７の駆動源７
１が動作し、供給弁７２が開いて加熱装置９に燃料が供
給される。このため、抵抗１０１及び１０８にて燃料が
気化され点火装置１０にて点火され燃料室４１内にての
関連動作で燃料は火炎となって高温度の燃料ガスとなり
、吸気管３の下流の熱交換器５に流入することになる。

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２０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１９，１内
にてソフトウェア的にとられる。これにより、主制御部
１９１は開閉器１９４ａをＯＮとなし、ブロワ１４が送
風を開始する。

したがって、熱交換器５にて加熱された吸入空気取入口
１２よりの空気は、吹出口１３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１が運転開始に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に設けた水温スイッチ２２が作
動して水温信号ＷＳを出力し、主制御部１９１が駆動源
７１に指令して供給弁７２を閉じて燃料を断とする。さ
らに、急速点火バーナ装置４に関連した加熱装置９１点
火装置ｌＯ及び熱交換器５に附随するブロワ１４の作動
を停止させるとともに、別のブロワ１６を運転さ１、や
や、、７、。−ヶ７、ア、わ□、ヨオ６．１なお、動作
スイッチ２１を最初からＯＦＦの状態にしてエンジンｌ
をスタートさせた場合には。

ゼネレータ２０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１９１内にと
られないためブロワ１４は動作しない、しかし、この場
合、エンジン１内には火炎によって暖められた空気が大
量に送り込まれるため、冬季にてエンジンが冷えている
ような場合であって、エンジン１を急速に始動させるこ
とができるクイック・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、本発明の主
旨の範囲内で種々の変化が可能であり。

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） 以上詳細に説明したように１本発明は、空気ダクトの途
中にて燃料を燃焼せしめ発生する熱を熱交換器にて回収
し暖房熱源として用いる車両用暖房装置の燃焼バーナ装
置に、直列接続した抵抗を内部及び外周に持つ燃料気化
用プラグを設け、この燃料気化用プラグの温度を抵抗の
入切によって制御する燃焼バーナ装置に初期に大電流を
流して燃料を急速に燃焼させ燃焼ガスとなし、該燃焼ガ
スの熱を熱交−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、燃焼バーナ装置にて加熱した
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、燃焼バーナ装置により排出さ
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、本発明に係る燃焼バーナ装置の急加熱プラグ
の一実施例を示す概略側面図、第２図は、その制御回路
の概略図、第３図は、その電流特性を示すグラフ、第４
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。 ｌ・・・エンジン、３・・・吸気管、４・・・燃焼バー
ナ装置、５・・・熱交換器、１０・・・点火装置、ｉｏ
ｏ・・・グロープラグ、ｌｏｔ・・・抵抗、１０８・・
・抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　空気ダクトの途中にて燃料を燃焼せしめ発生する熱を
   熱交換器にて回収し曖房熱源として用いる車両用暖房装
   置の燃焼バーナ装置に、直列接続した抵抗を内部及び外
   周に持つ燃料気化用プラグを設け、この燃料気化用プラ
   グの温度を抵抗の入切によって制御することを特徴とす
   る燃焼バーナ装置。