JPH03102114A - 燃焼式ヒータの熱交換器 - 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】 （産業上の利川分野） 本発明は、エンジン冷却水を加熱する車両に搭載される
のに適した燃焼式ヒータの熱交換器に関する。

（従来の技術） 従来の燃焼式ヒータの熱交換器としては、内側を燃焼ガ
スが通るガス導入管と、このガス導入管の外側に設けら
れた外側ケースと、前記ガス導入管の外周面及び前記外
側ケースの内周面間に形成された流体通路とを備え、前
記ガス導入管の内周面及び外周而には受熱フィン及び放
熱フィンが夫々設けられており、且つ前記流体通路に流
体を流入させる流入口と該流体通路内を通る間に受熱し
た流体を流出させる流出口とが前記外側ケースに設けて
ある技術がある（特開昭６　２−７　７　５　２　２号
公報）。

そして、この従来技術では、流体通路内を通る流体が燃
焼ガスとの熱交換により熱くなったガス導入管から効率
的に受熱して温められるようにするために、前記ガス導
入管の外周面に１本の螺旋状の放熱フィンを該ガス導入
管と一体に設けてある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来技術では、１木の螺旋状の放熱
フィンが一体化したガス導入管をダイキャスト鋳造で一
体成形しなければならないので、複雑な威形型が必要と
なって製造コストが増大してしまうと共に、流体通路が
１木であるため熱交換効率が悪く、沸騰の虞れがあると
いう問題点があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目して為された
もので、製造コストの低減を図ると共に熱交換効率の良
い燃焼式ヒータの熱交換器を１是供することを目的とし
ている。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明は、内側を燃焼ガ
スが通るガス導入管と、このガス導入管の外側に設けら
れた外側ケースと、前記ガス導入管の外周而及び前記外
側ケースの内周面問に形成された流体通路とを備え、前
記ガス導入管の内周而及び外周而には受熱フィン及び放
熱フィンが夫々設けられており、且つ前記流体通路に流
体を流入させる流入口と該流体通路内を通る間に受熱し
た流体を流出させる流出口とが前記外側ケースに設けて
ある燃焼式ヒータの熱交換器において、前記ガス導入管
の外周而に、少なくとも１本の棒状の放熱フィンを前記
流入口側から前記流出口側に向けて螺旋状に巻いてあり
、且つ該棒状の放熱フィンの少なくとも両端をボｊ記ガ
ス導入管の外周面に固定してある。

（作用） そして、上記燃焼式ヒータの熱交換器では、棒状の放熱
フィンをガス導入管の外周而に螺旋状に巻き、該棒状の
放熱フィンの少なくとも両端をガス導入管の外周面に固
定するだけで、螺旋状の放熱フィンがガス導入管の外周
面に形成され、これによって少なくとも１本の流体通路
が形成される。

（実施例） 以下、図面に基いて本発明の各実施例を説明す第１図は
、本発明の第１実施例に係る熱交換器を備えた燃焼式ヒ
ータを示す縦断面図である。この燃焼式ヒータは、ポン
プから送られる水を燃焼ガスとの熱交換により温める方
式のヒータで、エンジン冷却水を加熱するホ両に搭載さ
れるものである。この燃焼式ヒータは、燃焼器ｌと熱交
換器２とから構成されている。

燃焼器１には、一端側内部が燃焼室３となる燃焼筒４と
、セラミック繊維で成形された円板状の燈芯５と、保持
部材６と、ケース７とが設けられている。

燃焼筒４は、その外周に形成されたフランジ４ｂを介し
て前記ケース７に固定されている。燃焼筒４の一端は燈
芯５で閉塞され、その他端側は熱交換器２の内部まで延
びてガス案内筒部４ａを形威している。燃焼筒４の内周
には、燃焼室３内で発生する火炎及び燃焼ガスが通る開
口部８ａを有する開口部形成部材８が固定されており、
燃焼室３内で発生する火炎及び燃焼ガスが開口部８ａを
通ってガス案内的部４ａ内に入るようになっている。ま
た、燃焼筒４の一端側周壁には多数の空気流入孔９が穿
設されており、燃焼筒４の外側にある空気通路１０に導
入される燃焼用空気が、空気流入孔９を通って燃焼室３
内に導入されるようになっている。

前記保持部材６はケース７の一端側に固定されており、
この保持部材６に，前記燈芯５が固定されている。この
保持部材６には、燃料通路６ａ及び開口部６ｂが形成さ
れている。

ケース７の一端側には別のケース１１が固定されている
。このケース２には、液体燃料を燃料供給管ｌ２及び前
記燃料通路６ａを介して燈芯５に送る燃料供給用ボンブ
ｌ３と、燃焼用空気をケース１１内の空気通路ｌｅａ及
び保持部材６の開口部６ｂを介して８；１記空気通路１
０に送る燃焼用空気供給用の渦巻送風機ｌ４が取付けら
れている。

さらに、前記ケース７の周壁にはグローブラグｌ５が着
脱自在に取付けられており、このグローブラグ１５の着
火部１５ａは燃焼室３内に突き出ている。

前記熱交換器２には、前記燃焼筒４のガス案内筒部４ａ
の外側に位置し且つ一端側が前記ケース７の他端側に固
定された円筒状のガス導入管２０と、該ガス導入管２０
の外側に位置し且つ一端側がケース７の他端側に固定さ
れた外側ケース２ｌとが設けられている。ガス導入’１
２０の外周面２０ａと外側ケース２ｌの内周面２１ａと
の間には、流体通路２２が形或されている。

第１図乃至１３図に示すように、ガス導入菅２０の他端
側には底燕２３が溶接等により固定されており、燃焼室
３内で発生し且つ燃焼筒４のガス案内筒部４ａ内を通っ
てくる燃焼ガスが底蓋２３によりＵターンし、該ガス案
内筒部４ａとガス導入管２０との間の燃仇ガス通路２４
内に導入されるようになっている。ガス導入管２０の内
周而には、周方向に等ｔｌＨ隔おきに多数の吸熱フィン
２５が突設されている。このように両端が開口し、内周
面に多数の吸熱フィン２５を有する筒状のガス導入管２
０は、例えば押出し成形により作ることができる。

前記外側ケース２ｌには、第１図に示すように、不図示
のボンブから送られる水を前記流体通路２２に流入させ
る流入口２６と、該流体通路２２内を通る間に受熱した
水を流出させる流出口２７とが設けられている。

前記燃焼ガス通路２４内を通った燃焼ガスを排出させる
排出口２８が、前記ケース７に設けられている。

さらに、第１図乃至第３図に示すように、６；１記ガス
導入管２０の外周面２０ａには、丸棒状の放熱フィン３
０が流入口２６側から流出口２７側に向けて螺旋状に巻
いてある。この丸棒状の放熱フィン３０は、少なくとも
その両端３　０　ａ，　　３　０　ｂをガス導入管２０
の外周面２０ａにローイ」け又は溶接により固定されて
いる（第２図を参照）。

次に、上記構成を有する燃焼式ヒータの作動について説
明する。

図示しない操作部をオンにして暖房を開始させると、燃
焼用空気供給用の渦巻送風機１４によリ燃焼用空気がケ
ースＪｌ内の空気通路１１ａ、保持部材６の開口部６ｂ
、前記空気通路１０及び燃焼筒４の空気流入子９を介し
て燃焼室３内に導入される。一方、燃料供給用ボンプ１
３により液体燃ｔ１が燃料供給管１２及び前記燃料通路
６ａを介して燈芯５に供給され、この燈芯５に一時含浸
される。

そして、グローブラグｌ５に電圧が印加されてその着火
部］５ａが高温になると、燈芯５に含浸された液体燃料
が気化し、この気化した液体燃料と燃焼用空気との混合
気が燃焼室３内で着火して火炎が発生する。

燃焼室３内で発生した火炎及びその高温の燃焼ガスは、
開口部８ａ及びガス案内向部４ａ内を通り、底蓋２３に
よりＵ夕一ンして燃焼ガス通路２４内に導入され、該燃
焼ガス通路２４内を通って排出口２８から排出される。

燃焼ガスが燃焼ガス通路２４内を通る間に、燃焼ガスか
ら吸熱フィン２５に伝熱されてガス導入管２０が熱くな
る。

一方、流入口２６から流入した水は、丸棒状の放熱フィ
ン３０に案内されて流体通路２２内を旋回しながら流出
口２７に向かって流れる。このようにして水が流体通路
２２内を流れる間に、この水は放熱フィン３０及びガス
導入管２０から熱を吸入して温まり、流出口２７から流
出してエンジン冷却水が加熱され、それにより車室内に
設置された不図示のヒータコアで空気を熱交換させてＩ
ｌｔ室内が暖房される。

上記第１実施例によれば、両端が開口し、内周面に多数
の吸熱フィン２５を有する筒状のガス導入管２０を例え
ば押出し成形により作り、このガス導入管２０の外周面
２０ａに丸棒状の放熱フィン３０を螺旋状に巻き、該放
熱フィン３０の少なくとも両端３０ａ，３０ｂを外周而
２０ａに固定するだけで、螺旋状の放熱フィン３０がガ
ス導入管２０の外周面２０ａに形成される。従って、螺
旋状の放熱フィン３０をガス導入管２０の外周而２０ａ
に簡単に設けることができ、製造コストを低減すること
ができる。

次に、第４図に基いて本発明の第２実施例を説明する。

この第２実施例は、前記丸棒状の放熱フィンを複数本（
この実施例では、２木の丸棒状の放熱フィン３０，３］
）を、前記ガス導入管２０の外周面２０ａに略等間隔で
螺旋状に巻いて固定したものである。その他の構成は、
上記第１実施例と同様である。

この第２実施例によれば、２木の丸棒状の放熱フィン３
０．３１をガス導入管２０の外周而２０ａに略等間隔で
螺旋状に巻いて設けたことにより、放熱フィン３０，３
］の伝熱表面積が増え、該放熱フィン３０．３１及びガ
ス導入管２ｏの外周而２０ａの１ｉｉ位面積当りの伝熱
ｍ（熱流速）が減少する。これによって、前記流体通路
２２内を通る水がガス導入管２０の外周面２０ａで沸騰
しにくくなり、その結果、水の沸騰により前記流出口２
７に接続される配管が振動するのが防止されると共に、
ガス導入管２ｏ及び外側ケース２１が水の沸騰により溶
融したりするのが防止される。このように水の沸騰を回
避できることにより、安定した効率の高い熱交換器２を
得ることができる。

なお、上記各実施例においては、熱源である燃焼ガスと
して燃焼器１の燃焼ガスを利用すると共に、燃ｆｆ６ガ
スとの熱交換により温められる流体として水を用いる場
合について述べたが、燃焼ガスに代えて排気ガスを用い
たり、水に代えて空気を用いたりするようにしても、上
記各実施例と同様の効果を得ることができる。

また、上記各実施例においては、燃焼筒４のガス案内筒
部４ａ内を通ってくる燃焼ガスが底蓋２３によりＵター
ンし、該ガス案内筒部４ａとガス導入管２０との間の燃
焼ガス通路２４内に導入されるようにし、このガス導入
管２ｏの外周而２０ａに丸棒状の放熱フィン３０．３１
を螺旋状に巻いたものについて述べたが、本発明におい
て放熱フィンが設けられるガス導入管は前記ガス導入管
２０に限られず、内側を燃焼ガスが通り、内周而に受熱
フィンがあるガス導入管であれば、上記各実施例と同様
の効果を得ることができる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係る燃焼式ヒータの熱交
換器によれば、内側を燃焼ガスが通るガス導入管と、こ
のガス導入管の外側に設けられた外側ケースと、前記ガ
ス導入管の外周面及び前記外側ケースの内周面間に形成
された流体通路とを備え、前記ガス導入管の内周而及び
外周而には受熱フィン及び放熱フィンが夫々設けられて
おり、且つ前記流体通路に流体を流入させる流入口と該
流体通路内を通る間に受熱した流体を流出させる流出｛
コとが前記外側ケースに設けてある燃焼式ヒータの熱交
換器において、前記ガス導入管の外周面に、少なくとも
１本の棒状の放熱フィンを前記流入口側から前記流出口
側に向けて螺旋状に巻いてあり、且つ該棒状の放熱フィ
ンの少なくとも両端を前記ガス導入管の外周面に固定し
てある構威により、少なくとも１本の棒状の放熱フィン
をガス導入管の外周面に螺旋状に巻き、該棒状の放熱フ
ィンの少なくとも両端をガス導入管の外周面に固定する
だけで、螺旋状の放熱フィンがガス導入管の外周面に形
威される。従って、螺旋状の放熱フィンをガス導入管の
外周面に簡単に設けることができ、製造コストを低減す
ることができる。また、複数の棒状フィンにより複数の
流体通路を設けることにより、熱交換効率が良くなり、
沸騰を回避し、配管の振動を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は第１実施例に係る熱交換器を備えた燃焼式ヒータを示
す縦断面図、第２図は外周面に放熱フィンが巻かれたガ
ス導入管を示す平面図、第３図は第２図のＩＪ−１１線
に沿う断面図、第４図は本発明の第２実施例に係る熱交
換３３のガス導入管を示す平面図である。 ２・・・熱交換器、２０・・・ガス導入管、２０ａ・・
・外周而，２１・・・外側ケース、２１ａ・・・内周面
、２２・・・流体通路、２５・・・受熱フィン、２６・
・流入口、２７・・・流出口、３０．３１・・・放熱フ
ィン、３０ａ，３０ｂ・・・両端。 為２図 爲３図 地４区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内側を燃焼ガスが通るガス導入管と、このガス導入
   管の外側に設けられた外側ケースと、前記ガス導入管の
   外周面及び前記外側ケースの内周面間に形成された流体
   通路とを備え、前記ガス導入管の内周面及び外周面には
   受熱フィン及び放熱フィンが夫々設けられており、且つ
   前記流体通路に流体を流入させる流入口と該流体通路内
   を通る間に受熱した流体を流出させる流出口とが前記外
   側ケースに設けてある燃焼式ヒータの熱交換器において
   、前記ガス導入管の外周面に、少なくとも１本の棒状の
   放熱フィンを前記流入口側から前記流出口側に向けて螺
   旋状に巻いてあり、且つ該棒状の放熱フィンの少なくと
   も両端を前記ガス導入管の外周面に固定してあることを
   特徴とする燃焼式ヒータの熱交換器。