JPS6365210A

JPS6365210A - 燃焼器

Info

Publication number: JPS6365210A
Application number: JP20944686A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1988-03-23

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、内燃機関等を搭載した車両、トレーラ等の
車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所、ビニールハウス等
の室用の間接又は直接的な暖房装置、乾燥装置、ボイラ
ー、湯沸器等に適用できる燃焼器に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、車両の室内暖房については、内燃機関の
冷却水を温水配管で取出し、これをヒータ装置に導き、
間接的に熱交換を行って温風を室内に送り込んで室内暖
房を行っているものがある。

また、内燃機関とは無関係にバーナ即ち燃焼器によって
燃料を燃焼させて発生する熱量によって室内暖房を行う
自動車用暖房装置（例えば、特開昭６０−２５２０１８
号公報参照）がある。更に、燃焼器の燃焼ガスを熱交換
器を経て機関の吸気ボートへ供給すると共に、この熱交
換器により加熱される空気を車室へ導くようにしたエン
ジンの暖機装置（例えば、特開昭６１−７９８６４号公
報参照）がある。

先行技術として、例えば、本出願人による出願である特
願昭６０−２０１８５６号に開示されたものがある。特
願昭６０−２０１８５６号に記載されたものについて、
第２図、第３図及び第４図を参照して概説する。

第２図において、多孔質の気化体４２と燃料加熱板４１
との重合せ面に燃料人口４５に連なる燃料流入溝４８を
設けた燃焼器４０が示されている。

燃焼器４０はセラミックから成るカップ状の燃焼筒４７
がハウジング４６の内部に設置されている。

燃焼筒４７の一端に気化体４２が配置され、その他端に
燃焼ガス出口４９が形成されている。燃焼用空気は空気
ダクト５１がら空気導入路５４を通じて空気流入口５２
から燃焼室５０に吹き込まれる。燃焼室５０には着火グ
ロープラグ４４が設置されている。第３図に示すように
、燃料加熱板４１には電源端子５３を有する電熱線４３
が埋め込まれている。第４図には、気化体４２に形成さ
れた複数の燃料流入１１１４８が燃料供給管５５に通じ
る燃料人口４５から伸長している。

また、温風暖房機の制御装置として、例えば、特開昭５
６−６１５３３号公報に開示されたものがある。この温
風暖房機の制御装置について、第５図を参照して概説す
る。燃焼器６１の着火時に設定時間内に着火が行われな
い時、温風暖房機の運転を自動的に停止する不着火タイ
マーを有している温風暖房機の制御装置に関するもので
ある。

燃焼器６１又はその近傍に、設定温度の低い低温側熱応
動スイッチ６３と設定温度の高い高温側熱応動スイッチ
６４とを設け、燃焼器６１の着火、燃焼が行われて燃焼
器６１又はその近傍の温度が低温側熱応動スイッチ６３
の設定温度まで上昇した時、低温側熱応動スイッチ６３
の作動により燃料着火用点火器６２の作動を停止すると
共に前記不着火タイマーの作動を解除し、且つ燃焼が継
続され燃焼器６１又はその近傍の温度が高温側熱応動ス
イッチ６４の設定温度まで上昇した時は、高温側熱応動
スイッチ６４の作動により対流用送風機６５を始動させ
て、温風を室内へ送風するようにした温風暖房機の制御
装置に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記内燃機関の冷却水を利用して室内暖
房を行うものについては、冷却水の温度上昇の速度が緩
慢であるためヒータ本体が温風を送り出すまでに長時間
を要し、その間はヒータの暖房機能はほとんどない状態
である。また、上記内燃機関とは無関係に燃焼器を用い
る自動車用暖房装置又はエンジンの暖機装置については
、燃焼の周期、排ガスの処理等に時間、手数を要し、複
雑な機構、制御装置を必要とする等の問題点を有してい
る。

また、先行技術としての上記燃焼器については、ウィッ
ク即ち爆心に相当する気化体に未気化燃料が残留するの
を抑え、燃焼停止時の白煙の発生を防止し得るが、燃料
の着火性、火炎の分布の安定性等についての技術的思想
は開示されていないものである。

また、前掲特開昭５６−６１５３３号公報Ｇこ開示され
た温風暖房機の制御装置については、不着火タイマー、
高温側熱応動スイッチ、低温側熱応動スイッチ等によっ
て温度制御は行うものの、液体燃料の急速気化、燃料へ
の急速着火、急速燃焼等についての技術的思想は全く示
唆さえされていないものであり、急速気化、急速着火、
急速燃焼等については問題点を有するものである。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、液体燃料が充分に受熱して良好に且つ急速度で気化し
、空気と気化燃料との混合気の分布を均質化状態にし、
燃料への着火が極めてスムースに且つ確実に行われ、火
炎の分布を安定化し、不完全燃焼、気化不良等が発生す
るのを防止しあるいは発生し難い構造に構成したことを
特徴とする燃料を完全燃焼させることのできる燃焼器を
提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解消し、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、燃焼室を形成し且つ多数の空気導入
孔を備えた燃焼筒の底部にプレートヒータを配置した燃
料溜部を形成し、前記燃料溜部の上方には前記燃焼室側
にフィンを備え且つグロープラグ貫通孔と気化孔とを形
成した仕切板が配置され、前記グロープラグ貫通孔には
クリアランスを有した状態でグロープラグが貫通してい
ることを特徴とする燃焼器に関し、更に具体的に詳述す
ると、前記仕切板が前記燃料溜部を遮蔽するように配置
され、前記燃焼筒の外周に環状空気通路を形成するよう
に外筒が配置され、前記仕切板に対して前記グロープラ
グ貫通孔は中央部に且つ前記気化燃料通孔は外周部に形
成され、前記空気導入孔の大多数が前記燃焼筒の上部に
形成され且つ前記空気導入孔の一部が前記気化燃料通孔
付近に形成され、前記燃料溜部に開口する燃料供給口が
設けられ、更に前記燃焼筒の上部には燃焼ガス出口が形
成されていることを特徴とする燃焼器に関する。

〔作用〕

この発明による燃焼器は、上記のように構成されており
、次のように作用する。即ち、この燃焼器は、燃焼室を
形成し且つ多数の空気導入孔を備えた燃焼筒の底部にプ
レートヒータを配置した燃料溜部を形成し、前記燃料溜
部の上方には前記燃焼室側にフィンを備え且つグロープ
ラグ貫通孔と気化孔とを形成した仕切板が配置され、前
記グロープラグ貫通孔にはクリアランスを有した状態で
グロープラグが貫通しているので、液体燃料が急速度で
気化させて気化燃料を生成することができ、その気化燃
料を直ちに燃焼させることができ、暖房等に直ちに供す
ることができることは勿論のこと、燃焼が盛んになると
前記フィンを介して前記燃焼室の燃焼熱即ち輻射熱を十
分に受熱し、その熱を前記燃料溜部に放熱して液体燃料
を急速に且つスムースに気化させることができ、更に前
記燃焼筒が竪型であるので、気化燃料と空気との混合気
を良好に生成でき、火炎の分布を安定化させることがで
きる。また、前記仕切板が前記燃料溜部を遮蔽するよう
に配置され、前記燃焼筒の外周に環状空気通路を形成す
るように外筒が配置され、前記仕切板に対して前記グロ
ープラグ貫通孔は中央部に且つ前記気化燃料通孔は外周
部に形成され、更に前記空気導入孔の大多数が前記燃焼
筒の上部に形成され且つ前記空気導入孔の一部が前記気
化燃料通孔付近に形成されているので、液体燃料の気化
が一層迅速に且つ確実に気化されて気化燃料に変換され
、更に液体燃料の気化が引き続きスムースに行われ、混
合気がホモジニアスに生成され、着火ミスもほとんど生
じることがなくスムースに且つ確実に着火することがで
き、また火炎が乱れることなく安定し、燃焼が良好に行
われる。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して、この発明による燃焼器の一実
施例を説明する。

第１図において、この発明による燃焼器が符号１によっ
て全体的に示されている。この燃焼器１については、燃
焼室６を気化室７の上方に位置させた竪型タイプのもの
であり、例えば、ディーゼルエンジン又はガソリンエン
ジンのエアクリーナ、単独のエアクリーナ等を通じて取
り入れる空気、あるいは直接的に外気又は室内から取り
入れる空気を、空気取入パイプ１２から導入し、燃焼ガ
スを燃焼ガス出口１３から燃焼ガス送出パイプ１４を通
じて直接的に室内等に送り出すか、又は下流に設置され
た熱交換器（図示省略）に送り出すものである。下流に
設置された熱交換器に送り出す場合には、熱交換器は燃
焼器１の下流に直列に設置されてもよく、又は燃焼器１
の外周に設置されてもよいことは勿論である。燃焼器１
は、燃焼筒１１及びその外周を覆う金属製の外筒２から
構成されている。燃焼筒１１の材質については、セラミ
ック製部材で構成されており、例えば、密質なセラミッ
ク、あるいはセラミック製部材の材質をコージライトを
用いて、組織を多孔質に構成し、熱膨張率の小さい材料
から作ることもできる。燃焼筒１１はほり鉛直方向即ち
竪型に設置され、この燃焼筒１１の上端部に形成された
段部２６　（言い換えれば、印部部）に頂部壁５が嵌合
されて組立てられている。この頂部壁５の中央部に燃焼
ガス出口１３が形成されている。また、燃焼筒１１の上
部に燃焼室６及び下部に気化室７が構成されている。更
に、外筒２の筒状部には金属製の空気取入パイプ１２が
側部に設けられ、燃焼筒１１と外筒２との間に環状空気
通路２５が形成されている。燃焼筒１１の下部には、気
化室７を構成する仕切板８が配置されている。仕切板８
は、燃焼筒ｌｌ内に嵌合する環状体の受熱板であり、燃
焼室６側に多数のフィン９を有し、中央部にグローブラ
グ貫通孔１０を形成するステム２３を備え、更に外周部
に多数の気化孔１５を備えている。燃焼筒１１と仕切板
８とで構成される気化室７は、下部に燃料溜部３が形成
され、その燃料溜部３にプレートヒータ１８が配置され
ている。プレートヒータ１８は液体燃料を気化させて気
化燃料を生成するための気化用グロープラグとして機能
するものである。プレートヒータ１８には端子２２が設
けられている。グロープラグ貫通孔１０には、小さなり
リアランス２０を有した状態でグロープラグ４が貫通し
ている。グロープラグ４は点火用グロープラグであり且
つ端子２１を有している。このような構成であるので、
クリアランス２０を通って吸い上げられた液体燃料は、
グロープラグ４の高温部に接触して着火することができ
る。グロープラグ４及びプレートヒータ１８は、窒化珪
素、セラミック等の材料にタングステンを埋め込んだ加
熱プラグである。これらの加熱プラグは、タングステン
から成る抵抗線を有し、その抵抗線に端子２１．２２を
通じて電流を供給するように構成されている。更に、燃
焼室６を構成している燃焼筒１１には、上部に多数の空
気導入孔１７及び気化孔１５の付近には少数の空気導入
孔１６が形成されている。燃料供給パイプ２４は、燃焼
筒１１を貫通し且つ気化室７に開口している。燃料溜部
３は燃焼筒１１の底部に構成されており、液体燃料１９
が燃料溜部３に溜まっている状態になっている。プレー
トヒータ１８は液体燃料１９に浸かった状態になってい
る。同様に、仕切板８のステム２３の下端部も液体燃料
１９に浸かった状態になっている。従って、液体燃料は
ステム２３の下端部から隙間即ちクリアランス２０を通
って毛管現象によって吸い上げられる。

この発明による燃焼器１は、以上のように構成されてお
り、次のように作用する。

まず、燃料供給ポンプ（図示省略）等を作動して液体燃
料を矢印Ｆで示すように燃料供給パイプ２４を通じて燃
料溜部３に供給すると共に、気化用グロープラグである
プレートヒータ１８の抵抗線に通電し、プレートヒータ
１８を加熱する。液体燃料１９は、加熱されたプレート
ヒータ１８によって気化され、気化燃料となって仕切板
８の外周部に多数形成された気化孔１５から矢印にで示
すように燃焼室６へと上昇する。この場合、プレートヒ
ータ１８は余り高くない温度、例えば、約５００℃に加
熱するのが好ましい。温度が高すぎると液体燃料が炭化
する現象が生じ好ましくない。

更に、点火用グロープラグであるグロープラグ４の抵抗
線に通電し、グロープラグ４を加熱する。

燃料溜部３に溜められている液体燃料１９の一部は、ス
テム２３とグロープラグ４との間のクリアランス２０を
通って毛管現象によって吸い上げられる。その液体燃料
１９は、加熱されて高温になったグロープラグ４に接触
して着火される。一方、燃焼空気は、矢印Ａで示すよう
に、空気取入パイプ１２から送り込まれ、外筒２と燃焼
筒１１との間の環状空気通路２５を旋回して空気導入孔
１７から燃焼室６に吹き込まれる。燃焼空気の一部は環
状空気通路２５から燃焼筒１１の下部に回り込み、燃焼
筒１１の下部で且つ仕切板８の気化孔ｌ５付近に形成さ
れている空気導入孔１６から燃焼室６内に吹き込まれる
。気化燃料と燃焼空気は混合され、ホモジニアス即ち均
質な状態に混合されて混合気を生成し、そこで、燃料は
点火用グロープラグであるグロープラグ４によって点火
されて燃焼される。次いで、気化燃料は着火されて燃焼
し且つ燃焼空気と混合されながら燃焼室６において完全
に燃焼されるようになる。気化燃料は燃焼して燃焼ガス
となり、燃焼筒１１の頂部壁５に形成されている燃焼ガ
ス出口１３から燃焼ガス送出パイプ１４を通って熱交換
器（図示省略）等に送出される。燃焼器１における燃焼
状態が盛んになると、グロープラグ４は勿論のことプレ
ートヒータ１８への通電を停止する。燃焼状態が盛んで
あるので、受熱板であるフィン９付の仕切板８は燃焼室
６での燃焼熱即ち輻射熱を受熱して高温になり、気化室
７内に気化熱として伝導し、液体燃料１９を気化させる
ように機能する。

以上のように、この発明による燃焼器の実施例について
詳述したが、必ずしもこれらの細部に限１１をはソ′鉛
直状態に構成しているが、この発明の目的を達成できる
範囲内である程度傾斜しても差し支えないことは勿論で
ある。また、仕切板の上面に多数のフィンを形成してい
るが、上面のみでなく仕切板の下面にもフィンを形成し
てもよいことは勿論である。フィンを仕切板の上下に形
成した場合には、燃焼室の輻射熱を効果的に受熱して、
燃料溜部に効果的に放熱することができる。

更に、仕切板に形成された気化孔の形状として、円形、
楕円、長孔、スリット等でもよく、孔の形状には限定さ
れるものではない。更に、燃焼筒に形成された空気導入
孔の形状についても同様に限定されるものではない。更
に、空気取入パイプを外筒に対して接線方向に取付けて
もよ（、その場合には外筒と燃焼筒との間の環状空気通
路で、空気の旋回は促進され、空気導入孔から燃焼筒内
に均等に導入されるように構成することができる。

また、空気取入パイプの取付位置は外筒の何れの位置で
もよく限定されるものではないが、その取付位置によっ
て通気孔及び空気導入孔を通る空気量は異なることは勿
論であり、その位置は、燃焼器、環状空気通路等の大き
さ、形状等によって最適位置を選定すればよい。更に、
燃焼筒に形成した空気導入孔及び仕切板に形成した気化
孔についても、数、穿孔位置等についても適宜に変更す
ることができることは勿論である。

（発明の効果〕この発明による燃焼器は、上記のように構成されており
、次のような効果を有する。即ち、この燃焼器は、燃焼
室を形成し且つ多数の空気導入孔を備えた燃焼筒の底部
にプレートヒータを配置した燃料溜部を形成し、前記燃
料溜部の上方には前記燃焼室側にフィンを備え且つグロ
ープラグ貫通孔と気化燃料通孔とを形成した仕切板が配
置され、前記グロープラグ貫通孔にはクリアランスを有
した状態でグロープラグが貫通しているので、液体燃料
が急速度で気化させて気化燃料を生成することができ、
その気化燃料を直ちに燃焼させることができ、暖房等に
直ちに供することができることは勿論のこと、燃焼が盛
んになると前記フィンを介して前記燃焼室の燃焼熱即ち
輻射熱を十分に受熱し、その熱を前記燃料溜部に放熱し
て液体燃料を急速に且つスムースに気化させることがで
き、更に前記燃焼筒が竪型であるので、気化燃料と空気
との混合気を良好に生成でき、火炎の分布を安定化させ
ることができる。また、前記仕切板が前記燃料溜部を遮
蔽するように配置され、前記燃焼筒の外周に環状空気通
路を形成するように外筒が配置され、前記仕切板に対し
て前記グロープラグ貫通孔は中央部に且つ前記気化燃料
通孔は外周部に形成され、更に前記空気導入孔の大多数
が前記燃焼筒の上部に形成され且つ前記空気導入孔の一
部が前記気化燃料通孔付近に形成されているので、液体
燃料の気化が一層迅速に且つ確実に気化されて気化燃料
に変換され、更に液体燃料の気化が引き続きスムースに
行われ、混合気がホモジニアスに生成され、着火ミスも
ほとんど生じることがな（スムースに且つ確実に着火す
ることができ、また火炎が乱れることなく安定し、燃焼
が良好に行われ、燃焼器そのものは、構造が極めて簡単
であり且つコンパクトに構成でき、取り扱い等も簡単で
あり、グロープラグ、加熱プラグ、燃料供給及び燃焼用
空気の制御は極めて簡単で且つ確実に行うことができ、
安全性の面からも好ましいものであり、しかもメインテ
ナンス等も容易である等、種々の効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による燃焼器の一実施例を示す断面図
、第２図は先行技術である燃焼器の一例を示す断面図、
第３図は第２図の燃料加熱板を示す平面図、第４図は第
２図の気化体の裏面図、及び第５図は従来の温風暖房機
の制御装置を示す断面図である。１−−−−−−燃焼器、２−−−外筒、３−−−ｍ−燃
料溜部、４−−−−グロープラグ、５−−一頂部壁、６
−−−−−燃焼室、７−−−−−−−気化室、８−−−
仕切板、９−一−−フィン、１０−−−グロープラグ貫
通孔、１１−一−−−−燃焼筒、１２−一一一一一空気
取入パイブ、１３−−−−燃焼ガス出口、１４−一一一
〜燃焼ガス送出パイプ、１５−−−−−気化孔、１６　
、　１７−−−−−空気導入孔、１８−−−プレートヒ
ータ、１９−−−液体燃料、２０−−−−クリアランス
、２１　、　２２−−−−一端子、２３−−−ステム、
２４−−−−−燃料供給バイブ、２５−−−一環状空気
通路、２６一一段部、Ａ−−一−−−燃焼空気の流れ方
向、Ｆ　　−液体燃料の流れ方向、Ｋ−気化燃料の流れ
方向。特許出願人　　　いす！自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗第　　２　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼室を形成し且つ多数の空気導入孔を備えた燃
焼筒の底部にプレートヒータを配置した燃料溜部を形成
し、前記燃料溜部の上方には前記燃焼室側にフィンを備
え且つグロープラグ貫通孔と気化孔とを形成した仕切板
が配置され、前記グロープラグ貫通孔にはクリアランス
を有した状態でグロープラグが貫通していることを特徴
とする燃焼器。
（２）前記仕切板は前記燃料溜部を遮蔽するように配置
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の燃焼器。
（３）前記燃焼筒の外周に環状空気通路を形成するよう
に外筒が配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の燃焼器。
（４）前記仕切板に対して前記グロープラグ貫通孔は中
央部に且つ前記気化孔は外周部に形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃焼器。
（５）前記空気導入孔の大多数は前記燃焼筒の上部に形
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の燃焼器。
（６）前記空気導入孔の一部は前記気化孔付近に形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の燃焼器。
（７）前記燃料溜部に開口する燃料供給口が設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃
焼器。
（８）前記燃焼筒の上部には燃焼ガス出口が形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の燃
焼器。