JPH0729527B2 - 自動車用室内暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、バーナによる自動車用室内暖房装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来より自動車の室内暖房は、第６図に示すように、エ
ンジン41の冷却水を温水配管42で取り出し、これをヒー
タ本体43（内部にヒータコア、電動ブロワが設置されて
いる）に循環させて空気を加熱することによって温風を
供給していた。なお、図中、44はデフロスタ用ノズル、
45はコントロールパネルを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年熱効率の優れたエンジン、特に小型
直噴式エンジンでは、熱効率が向上した分だけ冷却水が
緩まり難くなっており、その結果、冬期において室内が
暖まるまでに今まで以上の時間を要し、その間、運転者
は非常に不快な状態で運転をしなければならないという
問題があった。暖かくなるまでの時間を短縮するため
に、冷却水の量を少なくするとか、吸気を絞ってエンジ
ンの作動温度を高くする等、種々の対策を実施している
が、どれも十分に上記問題を解決するに至るものではな
かった。

この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、
エンジン回転数、エンジン燃料流量及び冷却水温度につ
いてのエンジンの運転状態に応答してバーナの燃料流量
を制御すると共に、切換弁の切り換えを制御し、それに
よってエンジンの始動直後でも室内を直ちに暖房すると
共に、効率的に室内を暖房する自動車用室内暖房装置を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成されている。即ち、この発明は、エンジンへ通じる
吸気管路、該吸気管路に配設したバーナ、該バーナの下
流側の前記吸気管路に配設した熱交換器、該熱交換器に
室内暖房用被加熱媒体を流通させる室内へ通じる配管、
前記媒体を前記熱交換器に流すか又はバイパスさせるか
の切換えを行う切換弁、エンジン回転数、エンジン燃料
流量及びエンジン冷却水温度を検出する各センサー、並
びに各センサーの検出信号に応答して前記バーナの燃料
流量を制御すると共に、前記切換弁を切り換える制御を
する制御装置を有する自動車用室内暖房装置に関する。

〔作用〕

この発明による自動車用室内暖房装置は、上記のように
構成されており、次のように作用する。即ち、この自動
車用室内暖房装置は、吸気管路の途中に設けた暖房用空
気を加熱するためのバーナの燃焼について、制御装置に
よってエンジン回転数とエンジン燃料流量のエンジンの
運転状態に応じてバーナ燃料を制御したので、前記バー
ナで直ちに高温の燃焼ガスを発生でき、しかもエンジン
の冷却水温に応じて直ちに燃料噴射ポンプの燃料流量を
調節してその燃焼を制御して最適の燃焼状態を得ること
ができ、エンジンの始動直後でも室内暖房を直ちに行
い、室内を短時間で快適温度にすることができる。

また、温度センサーで検出された冷却水温度が設定温度
に達すると、前記バーナによる加熱を停止し、切換弁の
切換えて室内暖房用被加熱媒体を熱交換器をバイパスさ
せて室内を暖房することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による自動車用室内暖
房装置の一実施例を説明する。

第１図は、この発明による自動車用室内暖房装置の一実
施例の説明図である。

この室内暖房装置において、ディーゼルエンジン又はガ
ソリンエンジン１に通じる吸気管路４の途中には、バー
ナ装置即ちバーナ10が設けられており、吸気管路４のバ
ーナ10の下流側直後には熱交換器20が設けられている。

この実施例では、熱交換器20は自動車の運転室５内を暖
房する室内暖房用の空気管路６の一部区間に、三方切換
弁7,7を介して接続されている。そして、三方切換弁7,7
が熱交換器20の媒体流入管21及び媒体流出管22を空気管
路６に接続している時には、ヒータ本体３から送られて
くる空気は、熱交換器20内の被加熱媒体通路を通って運
転室５内に送られるようになっている。

なお、図中、符号２はヒータ本体３に冷却水を循環させ
る温水配管、符号11はバーナ10に燃料タンク12から燃料
を供給する燃料通路である。

また、バーナ10の燃焼作動及び三方切換弁7,7の切換作
動は、これらに接続する制御装置30により行われるよう
になっている。制御装置30は、エンジン１の燃料噴射ポ
ンプ（図示せず）の燃料流量を検出する燃料流量センサ
ー31からの入力及びエンジン１の回転数を検出する回転
数センサー32からの入力によりエンジン１の運転状態を
検知し、運転状態に応じてバーナ用燃料を制御すること
ができるものである。

更に、制御装置30には、エンジン１の冷却水温度を検出
する温度センサー33が接続しており、冷却水温度が設定
温度に達した時は、エンジン１の暖機が終了したとして
バーナ10による加熱を停止し、三方切換弁7,7を切り換
えて熱交換器20をバイパスして室内暖房用の空気が流れ
るように、制御装置30は作動するようになっている。

第２図は第１図の熱交換器20の一実施例の具体的な内部
構成を示すものである。本体ケーシング23にはその両端
部近傍に環状流路24,25が膨出して設けられており、こ
れらの環状流路24,25はその内側が本体ケーシング23内
に開口していると共に、その外側にはそれぞれ媒体流入
管21、媒体流出管22が接続している。そして、本体ケー
シング23内には該本体ケーシング23内を内外に区分する
ステンレス製等の熱交換筒26が収納されている。

熱交換筒26は、内部を流れる媒体と、その外部と本体ケ
ーシング23との間に形成される被加熱媒体通路28を流れ
る媒体との熱交換が効率良く行われるように筒部がひだ
状或いは波状の形状に形成されており、接触面積ができ
るだけ広くなるように形成されている。また、熱交換筒
26の内部の環状流路24,25の間の部分には、熱交換筒26
内を流れる媒体が熱交換筒26の内壁側を流れるように邪
魔棒27が設けられている。

第３図はバーナ10の具体例の断面図である。吸気管路４
の途中に設けられるバーナ10は、燃料通路11の吸気管路
４内開口部に設けられた燃料気化用ヒータ13と、その下
流側に設けられた点火用ヒータ14とから構成されてお
り、これらのヒータは制御装置30からの電流により発熱
する。これらのヒータ13,14には通電後直ちに加熱され
て燃料の気化温度及び点火温度（900℃）に達するセラ
ミックス製ヒータを用いればよい。

この構成によりエンジンが始動されると、前記気化用ヒ
ータ13と点火用ヒータ14が直ちに加熱され、燃料通路11
から供給されるバーナ用燃料Ｆが気化した後、吸気管路
４内に導入されて点火される。エンジンの始動と共に、
吸気管路４内には空気が流入するため、バーナ用燃料Ｆ
は燃焼し、高温となった燃焼ガスＧが熱交換器20に導入
される。

従って、この発明の自動車用室内暖房装置に適用された
熱交換器20では、吸気管路４から熱交換器20内に流入し
たバーナ10による燃焼ガスＧは、第４図の実線の矢印で
示すように、熱交換筒26内の内壁部を分散して流れ、媒
体流入管21から環状流路24内に流入した室内暖房用の空
気Ａは、本体ケーシング23と熱交換筒26との間の被加熱
媒体通路28に分散され、燃焼ガスＧの下流側から上流側
に向かって鎖線の矢印で示すように流れて燃焼ガスＧと
熱交換を行って加熱されるのである。

なお、熱交換器20における本体ケーシング23の外側は、
断熱材で被覆して熱放散を避けることが望ましい。

以上のように構成された自動車用室内暖房装置では、エ
ンジン始動後の暖機運転時にはバーナ10で発生した燃焼
ガスＧが熱交換器20に導入される。そして、ヒータ本体
３から送られる空気Ａ（エンジン１の冷却水が冷えてい
るため温風ではない）は、三方切換弁７を経て媒体流入
管21から熱交換器20の下流側に導入される。そして、熱
交換器20内を燃焼ガスＧの流れと逆に流れて加熱され、
媒体流出管22、三方切換弁７を経て室内暖房用空気管路
６から運転室５内に放出される。従って、エンジン始動
直後であっても運転室５内に導入される空気Ａは、十分
に暖かく、冬期でも運転室５内は短時間で快適温度にな
る。

また、熱交換器20は吸気管路４の途中にあるため、室内
暖房用空気Ａに奪い取られた熱量を除いて、残りの高温
の燃焼ガスＧがエンジン１内に導入されるので、エンジ
ンの始動性が改良されるばかりでなく、シリンダボディ
周囲の冷却水との熱交換も促進され、エンジン本体の暖
機性も改善される。

更に、上述のように、燃焼ガスＧにより冷却水が早期に
暖まれば、ヒータ本体３で空気Ａは一度暖められ、熱交
換器20で再加熱されるので、室内暖房効果は一層高ま
る。

なお、上記のようにしてエンジン１が暖機され、冷却水
温度が室内暖房用空気を加熱するのに十分な温度に達し
た時は、温度センサー33によりそれが検出され、制御装
置30によりバーナ10の作動が停止され、且つ室内暖房空
気Ａの熱交換器20はバイパスされることは前述の通りで
ある。

第５図はこの発明による自動車用室内暖房装置の別の実
施例を示すものである。この実施例では、冷却水循環通
路、例えば、ヒータ本体（図示せず）に冷却水を循環さ
せる温水配管２の一部区間に、前記と同様に、吸気管路
４に設置した熱交換器20を三方切換弁7,7を介して接続
している。そして、エンジン１の暖機運転時に、バーナ
10と熱交換器20を用いて冷却水を加熱するようにしてエ
ンジンの始動性及び暖機性を高めている。この実施例の
他の部品の構成及び機能は、第１図の実施例のものと同
じであるので、同じ符号を付してその説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明による自動車用室内暖房
装置は、エンジンに通じる吸気管路に配設したバーナ、
該バーナの下流側の前記吸気管路に配設した熱交換器、
該熱交換器に室内暖房用被加熱媒体を流通させる室内へ
通じる配管、前記媒体を前記熱交換器に流すか又はバイ
パスさせるかの切り換えを行う切換弁を有し、制御装置
によってエンジン回転数、エンジン燃料流量及びエンジ
ン冷却水温度を検出する各センサーの検出信号に応答し
て前記バーナの燃焼流量を制御すると共に、前記切換弁
を切り換える制御をするので、前記バーナで直ちに高温
の燃焼ガスを発生でき、しかも前記センサーによる検出
信号、即ち、エンジンの回転数及びエンジンの冷却水温
に応じて直ちに燃料噴射ポンプからの燃料流量を調節し
てその燃焼を制御し、最適の燃焼状態を得ることがで
き、エンジンの始動直後でも室内暖房を直ちに行い、室
内を短時間で快適温度にすることができる。

従って、例えば、エンジンの冷却水温度が室内暖房用空
気を加熱するのに十分な温度に達した時は、冷却水温を
検出する検出手段即ち温度センサーによってその状態を
検出し、制御装置により前記バーナの作動を停止し、室
内暖房空気は熱交換器をバイパスするように制御でき
る。

しかも、前記吸気管路の途中に設けた前記バーナよりエ
ンジン側の前記吸気管路に熱交換器を配設し、燃焼ガス
を前記吸気管路に吸入することにより、熱効率の優れた
エンジンにおいても冷間始動後の暖機性が向上するとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による自動車用室内暖房装置の一実施
例を示す構成説明図、第２図は第１図の熱交換器の一例
を示す一部破断の斜視図、第３図は第１図のバーナの一
例を示す断面図、第４図は第２図の熱交換器内の熱交換
媒体の流れを示す熱交換器の断面図、第５図はこの発明
による自動車用室内暖房装置の別の実施例を示す構成説
明図、及び第６図は従来の自動車の温水式ヒータの一例
を示す説明図である。 １……エンジン、２……温水配管、４……吸気管路、６
……空気管路、７……三方切換弁、10……バーナ、20…
…熱交換器、30……制御装置、31……燃料流量センサ
ー、32……回転数センサー、33……温度センサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンへ通じる吸気管路、該吸気管路に
   配設したバーナ、該バーナの下流側の前記吸気管路に配
   設した熱交換器、該熱交換器に室内暖房用被加熱媒体を
   流通させる室内へ通じる配管、前記媒体を前記熱交換器
   に流すか又はバイパスさせるかの切り換えを行う切換
   弁、エンジン回転数、エンジン燃料流量及びエンジン冷
   却水温度を検出する各センサー、並びに各センサーの検
   出信号に応答して前記バーナの燃料流量を制御すると共
   に、前記切換弁を切り換える制御をする制御装置を有す
   る自動車用室内暖房装置。