JPH07223426A - 燃焼式ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 火炎当接面近傍の熱媒体通路における熱媒体
の淀みの形成を抑制することにより、熱交換効率の高い
燃焼式ヒータを提供する。 【構成】 インジェクタ１より噴射された燃料は気化プ
レート１３に付着し、エアポンプ１２より供給された空
気と混合され、着火グロープラグ２により着火し、火炎
が形成される。火炎の周囲に設けられた燃焼筒１１の外
周にはケーシング１０が設けられ、さらにその外にハウ
ジング９が設けられる。ケーシング１０とハウジング９
との間には熱媒体が流入し、火炎により発生した燃焼ガ
スの熱量との熱交換を行う。火炎先端部におけるケーシ
ング１０の隔壁１０ｃには、その部分を流れる熱媒体を
迂回させる板状のガイド１０ｅが設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業用の利用分野】本発明は、例えば車両における車
室内を暖房するための燃焼式ヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の燃焼式ヒータとして、ＵＳＰ４，
５９０，８８８に示されるように、燃料及び空気の混合
気を燃焼させ、本体の長手方向に火炎が形成され、この
火炎先端部に設けられた隔壁により高温ガスが逆方向に
反転させられるタイプの燃焼器と、この燃焼器の周囲に
隔壁を有し、この燃焼器の周囲の隔壁及び火炎先端部に
設けられた隔壁の外周に水などの熱媒体が流れる通路を
有し、水などの熱媒体の流入孔を火炎先端部に設けられ
た隔壁付近に設けたものがある。

【０００３】燃焼により生じた高温ガスは、燃焼器の周
囲の隔壁と火炎先端部に設けられた隔壁で囲まれた燃焼
ガス通路を通過して排気孔に達するまでに、燃焼器の周
囲の隔壁及び火炎先端部に設けられた隔壁を挟んで熱媒
体通路を通過する水などの熱媒体との間で熱交換が行わ
れる。この際、熱交換の長さをできるだけ長くして効率
を上げたり、水などの熱媒体が淀みを形成しないよう
に、熱交換器の内側のケーシングの燃焼器の周囲の隔壁
に螺旋状にガイドを設けたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この様な熱
交換器形状においては、水などの熱媒体の主な流れは熱
媒体流入孔と熱媒体吐出孔をなめらかに結ぶ螺旋状の流
れとなり、内側ケーシング１の最前面すなわち火炎先端
に設けられた隔壁に接する熱媒体通路内では、流路が面
全体を広く渡ってゆっくり流れるか、もしくは部分的に
流体が流れるだけで淀みが形成されやすくなる。このた
め、この熱媒体通路での熱交換効率は低下したり、この
部分の隔壁や水などの熱媒体が異常高温となる場合があ
る。

【０００５】本発明は、このような問題点を鑑みてなさ
れたもので、その課題は火炎当接面近傍の熱媒体通路に
おける水などの熱媒体の淀みの形成を抑制することによ
り、熱交換効率を高く、異常高温を起こさない燃焼式ヒ
ータを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明は、燃焼器の先端面及び外周に熱媒体が流
通する熱媒体通路を設けて熱交換を行う燃焼式ヒータに
おいて、前記先端面付近の熱媒体通路と外周上の熱媒体
通路を隔てる隔壁を設けるとともに、前記隔壁の一部に
前記熱媒体が連通する切り欠きを設け、さらに前記先端
面付近の熱媒体通路内に、前記熱媒体の流れを迂回させ
る仕切りを設けるという技術的手段を採用する。

【０００７】

【作用及び効果】本発明は上記のような構成を有するの
で、燃焼器の先端面付近に位置している通路内を流通す
る熱媒体は、外周上の熱媒体通路と隔てられる隔壁と、
通路内に設けられた仕切りよって通路内を淀むことなく
流通することができ、この流路内での熱交換効率は向上
し、異常高温となることを防止するとともに、熱交換率
の向上から、燃焼式ヒータ全体を小型化することが可能
となる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の第１の実施例を図面に基づい
て説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る車両用
燃焼式ヒータの縦断面図である。燃料タンク５内に貯蔵
された燃料はポンプ４により、燃料を噴霧状に噴射する
インジェクタ１に供給される。ポンプ４により吐出され
る燃料は、プレッシャレギュレータ３により一定圧に保
たれ、インジェクタ１が制御手段１４により閉塞した際
は、吐出された燃料を燃料タンク５に戻す。

【０００９】混合器カバー６には、インジェクタ１が保
持され、エアポンプ１２により、混合器カバー６に設け
られた空気導入孔６ａを通じて燃焼用空気が、混合器カ
バー６内に供給される。インジェクタ１から噴射された
燃料は、インジェクタ１の噴射口に対向して立設される
気化プレート１３に付着、保持される。気化プレートに
は、着火用グロープラグ２が設けられており、気化プレ
ート１３に付着した燃料を、着火時において気化し着火
する。また、定常燃焼時は、発生する火炎の輻射熱によ
り気化プレート１３に付着した燃料の気化が起こる。

【００１０】混合器カバー６内には、インジェクタ１の
先端から気化プレート１３を覆うように形成された混合
筒７が設けられている。燃焼用空気は、外気をエアポン
プ１２により吸入し、混合器カバー６に設けられた空気
導入孔６ａを通じて混合器カバー６内に供給され、さら
に混合筒７に設けられた空気流入孔７ａから混合筒７内
に流入し、気化プレート１３から気化された燃料と混合
される。混合された燃料は、グロープラグ２により着火
され、火炎を形成する。

【００１１】この火炎は混合筒７の前面に取り付けられ
たプレート８に設けられた穴を通過してプレート８に取
り付けられた筒状に延設された燃焼筒１１内に放出され
る。燃焼筒１１の先端部は開放されている。燃焼筒１１
の開放された先端部に対向した位置には燃焼したガスを
燃焼筒１１の外周へ反転させるための隔壁１０ｂが設け
られており、燃焼筒１１の外周には、隔壁１０ｂと一体
的に形成された円筒状の本体を有するケーシング１０が
設けられており、燃焼筒１１との間に燃焼したガスを流
通するための燃焼ガス通路１０ａを形成している。従っ
て火炎により発生した燃焼ガスは、燃焼筒１１の先端の
開口部からその外周に設けられた燃焼ガス通路１０ａに
向けて流れ、プレート８を通過し、混合筒カバー６に設
けられた排気孔６ｂより外部へ放出され、燃焼器２０が
形成される。

【００１２】ケーシング１０の円筒状の本体の外周及び
隔壁１０ｂの外面に循環水を流通する循環水流路９ａ，
９ｂを形成するようハウジング９が設けられている。ハ
ウジング９の先端付近には循環水を流入する流入孔９が
設けられ、プレート８側の末端には吐出孔９ｆが設けら
れている。ケーシング１０の円筒面外周には、循環水が
螺旋状に流れるように円周方向に向けて立設する螺旋状
の板状のガイド１０ｈが形成されている。さらにこの円
筒面外周の燃焼筒１１の先端部付近には、円周方向に垂
直に立設する板状のガイド１０ｃが設けられ、隔壁１０
ｂには、隔壁１０ｂとハウジング９の先端面９ｄとの間
に形成された循環水通路９ａの流れを迂回させるよう２
枚の平行な板状の水流ガイド１０ｅを設けている。ケー
シング１０の円筒面外周に設けられた円周方向に垂直に
立設する板状のガイド１０ｃには、循環水流路９ａと循
環水流路９ｂを連通する切欠孔１０ｄが形成されてい
る。

【００１３】従って、流入孔９ｅより流入した循環水
は、循環水流路９ａにおいて、最初に先端部全体を流れ
るように水流ガイド１０ｅにより区画された流水路１０
ｇを経由し、切欠孔１０ｄを通過して螺旋状の流路９ｂ
へ流入し、吐出孔９ｆより排出される。従って火炎によ
り燃焼したガスが燃焼ガス通路１０ａを経由して排気孔
６ｂより排出される際、燃焼ガスが保有する熱量が、最
初に、水流ガイド１０ｅにより区画された流水路１０ｇ
を通過して熱交換を行った後に、ガイド１０ｃの切欠孔
１０ｄから円筒状の循環水流路９ｂを螺旋状のガイドフ
ィン１０ｈに沿って通過しながら熱交換を行い、循環水
吐出孔９ｆから吐出される。

【００１４】その後、熱を吸収した循環水は、車両に搭
載されたヒータ（図示せず）へ供給され、さらに温風に
変換され、車室内へと供給される。熱を奪われた循環水
は、再び吸入孔９ｅへ供給され、燃焼ガスからの熱量を
吸収する。以上の循環を繰り返すことにより、暖房装置
としての機能を果たす。尚、インジェクタ１、エアポン
プ１２、着火用グロープラグ２は、車室内の温度が一定
となるよう、制御手段１４により制御される。

【００１５】このような燃焼式ヒータの場合、燃焼筒１
１内の火炎は燃焼筒の中心軸方向に形成されるため、燃
焼筒１１前面部の隔壁１０ｂの燃焼ガスの温度が最も高
くなりやすいが、以上の様な構成により、燃焼筒１１内
に発生する火炎先端部付近における熱媒体の流れを淀む
ことなく流通するようにしたので、燃焼ガス通路１０ａ
内の燃焼筒１１前面部に隔壁をはさんで接する部分の熱
媒体通路９ａにおける熱交換効率を高くでき、全体の熱
交換効率を高くするとともに、燃焼ヒータの小型化にも
大きな影響を与える。

【００１６】さらに、本発明の第２の実施例を図面に基
づいて説明する。図３は、本発明の第２の実施例に係る
車両用燃焼式ヒータの全体構成を示すもので、燃焼器部
を縦断面図で示してある。尚、第２の実施例は、燃焼器
の他の構成に関する実施例であり、第１の実施例と同一
の構成のものについては同一の符号を付してその詳細な
説明は省略する。

【００１７】燃料は燃料タンク５内のポンプ４により燃
料供給管２３を通過して燃料吸収体２１に供給される。
燃焼用空気は、外気からエアポンプ１２により、燃料吸
収体カバー２７に設けられた空気導入孔２７ａから供給
される。着火には、着火用グロープラグ２を用いる。ポ
ンプ４、エアポンプ１２、着火用グロープラグ２は、制
御手段１４により制御される。

【００１８】燃料供給管２３から燃料吸収体２１に供給
された燃料は、着火時は、着火時用グロープラグ２によ
り、定常燃焼時は火炎の輻射熱により燃料の気化が起こ
る。この気化された燃料は、燃料流入孔２７ｂから流入
し、燃焼用空気と混合された後、グロープラグ２により
着火され、火炎を形成する。この火炎は燃焼筒３１の内
部に形成され、燃焼ガス通路１０ａ内の燃焼ガスと、こ
の燃焼ガス通路と隔壁をはさんで接する循環水流路９
ａ、９ｂ内の循環水との間で熱交換が行われる。尚、燃
焼ガスは、熱交換器カバー２８に設けられた排気孔２８
ａから排気されることにより燃焼器３０を形成する。

【００１９】ケーシング１０、ハウジング９の構成につ
いては、第１の実施例と同様である。次に、燃焼器先端
部における循環水流路を区画する板状ガイドの変形例を
図４乃至図１０における図面に基づいて説明する。な
お、燃焼式ヒータにおける他の部分の構成については、
前述の第１の実施例もしくは第２の実施例と同様であ
る。

【００２０】図４は、燃焼器外周の循環水流路部分のみ
を示した部分断面図である。第１もしくは第２の実施例
と同様に、火炎は燃焼筒の内部に形成され、燃焼ガス通
路１０ａ内の燃焼ガスと、この燃焼ガス通路と隔壁をは
さんで接する循環水流路４１ａ、４１ｂ内の循環水との
間で熱交換が行われる。ケーシング４２にこのケーシン
グの中心軸に垂直な板状のガイド４２ｃと、さらに３枚
の板状の水流ガイド４２ｅを図４（ｂ）に示すように、
お互いに水平となるよう設けることによって、循環水流
入孔４１ｅから流入した循環水は、必ず最初に、燃焼筒
前面部の隔壁４２ｂをはさんで接する循環水流路４１ａ
内の３枚の板状の水流ガイド４２ｅの間の部分４２ｇを
通過して熱交換を行った後に、ガイド４２ｃの切欠孔４
２ｄから円筒状の循環水流路４１ｂを螺旋状のガイドフ
ィン４２ｈに沿って通過しながら熱交換を行い、循環水
吐出孔４１ｆから吐出される。

【００２１】図５においてはさらに他の実施例を示し、
図５（ａ）は、図４（ｂ）のケーシング４２に相当する
部分のみを描いた図であり、図５（ｂ）は、その部分的
な縦断面図である。以下、図６乃至図１０においても同
様である。図５に示す実施例おいては、４枚の平板ガイ
ドを水流入方向に平行に設けたもので、矢印方向から流
入してきた水は各平板ガイドの間を通過してから円筒状
の循環水通路へと流入する。

【００２２】同様に、５枚以上の平板ガイドを設ける構
成としてもよい。また、図６に示すように２枚の平板と
２枚の半円状の板の組み合わせによる水流ガイドとして
もよいし、図７に示すように水流入方向と平行な２枚の
平板と水流入方向と４５度の角度をなす２枚の平板の組
み合わせによる水流ガイド、図８に示すように４枚の平
板と２枚の半円状の板の組み合わせによる水流ガイド、
図９に示すように、３枚の平板と１枚の３／４円状の板
の組み合わせによる水流ガイドとしてもよい。これら図
６乃至図９に示す実施例においても、図５に示す実施例
と同様に矢印方向から流入してきた水は各平板ガイドの
間を通過してから円筒状の循環水通路へと流入する。

【００２３】また、図１０に示す実施例のように、２枚
の平板を水流入方向と平行に設け、さらに２枚の平板を
水流入方向と垂直に設けることにより、水流速の速い場
合に生じやすい空気泡たまりの形成を抑制できる。尚、
上記実施例においては、熱媒体の流れを円滑にする板状
ガイドを循環水通路の燃焼器側の部材、即ちケーシング
１０、４２等に設けたが、外側の部材即ちハウジング
９、４１等に設けるようにしても同様の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における燃焼式ヒータの
全体構成を示す図である。

【図２】図１の熱交換器部分におけるＡ−Ａ断面図であ
る。

【図３】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図４】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図５】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図６】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図７】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図８】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図９】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付近
の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図１０】（ａ）は他の実施例における燃焼器先端部付
近の循環水流路を示す図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断
面図である。

【符号の説明】

１ インジェクタ ２ 着火用グロープラグ ４ ポンプ ５ 燃料タンク ６ 混合筒カバー ７ 混合筒 ８ プレート ９ ハウジング １０ ケーシング １１ 燃焼筒 １２ エアポンプ １３ 気化プレート １４ 制御装置 ２０ 燃焼器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼器の先端面及び外周に熱媒体が流通
   する熱媒体通路を設けて熱交換を行う燃焼式ヒータにお
   いて、 前記先端面付近の熱媒体通路と外周上の熱媒体通路を隔
   てる隔壁を設けるとともに、前記隔壁の一部に前記熱媒
   体が連通する切り欠きを設け、 さらに前記先端面付近の熱媒体通路内に、前記熱媒体の
   流れを迂回させる仕切りを設けた事を特徴とする燃焼式
   ヒータ。