(57)【要約】【課題】燃焼器で発生した熱を効率よく室内に吹き出す空気に与える。【解決手段】燃焼器３０で加熱されて気化した媒体と室内に吹き出す空気とを熱交換させて気化した媒体を凝縮させる第２ヒータ１５を設け、かつ、燃焼器３０を第２ヒータ１５より下方側に配置する。これにより、熱媒体の相変化、つまり蒸発による吸熱及び凝縮による放熱にて燃焼器３０で発生した熱を室内に移動させることができるので、燃焼器３０で発生した熱を効率よく室内に吹き出す空気に与えることができる。延いては、効率よく車室内温度を短時間で快適な温度まで上昇させる。また、燃焼器３０が第２ヒータ１５より下方側に配置されているので、ポンプや圧縮機等のポンプ手段を用いることなく、熱媒体を循環させることができ、燃焼器３０を含む補助暖房装置の構成を簡素、かつ、小型なものとすることができる。【選択図】        図１
2004224068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させることにより、熱を発生させる燃焼器（３０）と、
前記燃焼器（３０）にて発生した熱により気化した媒体と室内に吹き出す空気とを熱交換して気化した媒体を凝縮させる室内熱交換器（１５）とを備えることを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
前記燃焼器（３０）は、前記室内熱交換器（１５）より下方側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房装置に関するもので、車両用暖房装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用暖房装置では、ヒータに流入するエンジン冷却水を加熱する燃焼器を設けるとともに、エンジンとヒータとの間でエンジン冷却水を循環させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許２９１３４８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の発明では、エンジンとヒータとの間でエンジン冷却水を循環させているので、燃焼器からエンジン冷却水に与えられた熱は、室内に吹き出す空気に加えて、エンジンにも与えられてしまう。
【０００５】
しかも、エンジンは比較的大きな熱容量を有しているので、特許文献１に記載の発明では、ヒータに流れ込むエンジン冷却水の温度を早期に上昇させることができず、車室内温度を短時間で快適な温度まで上昇させることが難しい。
【０００６】
この問題に対しては、燃焼器とヒータとの間のみで温水を循環させれば改善することができるものの、温水回路内に充満するエンジン冷却水の温度を上昇させることが必要であので、車室内温度を短時間で快適な温度まで上昇させることは難しい。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な暖房装置を提供し、第２には、燃焼器で発生した熱を効率よく室内に吹き出す空気に与えることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、燃料を燃焼させることにより、熱を発生させる燃焼器（３０）と、燃焼器（３０）にて発生した熱により気化した媒体と室内に吹き出す空気とを熱交換して気化した媒体を凝縮させる室内熱交換器（１５）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、熱媒体の相変化、つまり蒸発による吸熱及び凝縮による放熱にて燃焼器（３０）で発生した熱を室内に移動させるので、燃焼器（３０）で発生した熱を効率よく室内に吹き出す空気に与えることができる。延いては、効率よく車室内温度を短時間で快適な温度まで上昇させる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、燃焼器（３０）は、室内熱交換器（１５）より下方側に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、沸騰式冷却装置のごとく、ポンプや圧縮機等のポンプ手段を用いることなく、熱媒体を循環させることができ、燃焼器（３０）を含む補助暖房装置の構成を簡素、かつ、小型なものとすることができる。
【００１２】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る暖房装置を車両用補助暖房装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両用補助暖房装置の模式図であり、図２は燃焼器の搭載状態を示す模式図であり、図３は燃焼器の構造を示す模式図である。
【００１４】
図１中、エンジン１０は走行用動力源をなすディーゼル式の内燃機関であり、ラジエータ１１はエンジン１０から流出したエンジン冷却水と大気との間で熱交換させてエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。
【００１５】
サーモスタット１２はラジエータ１１を迂回させて冷却水を流すバイパス回路１３及びラジエータ１１を流れる冷却水量を調節する流量制御弁であり、ポンプ１４はエンジン冷却水を循環させるポンプ手段である。なお、本実施形態では、ポンプ１４として、エンジン１０から動力を得てエンジン１０と機械的に同期して稼動する機械式ポンプが採用されている。
【００１６】
第１ヒータ１４は冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱する熱交換器であり、この第１ヒータ１４の空気流れ下流側には、燃焼器３０で加熱されて気化した媒体（例えば、水にエチレングリコールの不凍液が混入された流体）と室内に吹き出す空気とを熱交換させて気化した媒体を凝縮させる室内熱交換器をなす第２ヒータ１５が設けられている。
【００１７】
また、吹出空気温度センサ１８は、第２ヒータ１５を通過後の空気温度を検出する温度検出手段であり、この吹出空気温度センサ１８の検出値は、後述する電子制御装置に入力されている。
【００１８】
そして、第１、２ヒータ１４、１５を収納して室内に吹き出す空気の通路を構成する空調ケーシング１６、及び室内に吹き出す空気を送風する送風機１７は車室内に搭載され、燃焼器３０は、図２に示すように、第２ヒータ１５より下方側に位置するように車室外（エンジンルーム内）に搭載されている。
【００１９】
次に、燃焼器３０の概略構造を図３に基づいて延べる。
【００２０】
燃焼部３１は、燃料を着火燃焼させる第１燃焼室３１ａ及び第１燃焼室３１ａにて着火した火炎を成長させる第２燃焼室３１ｂから構成されたもので、第１燃焼室３１ａと第２燃焼室３１ｂとを、両燃焼室３１ａ、３１ｂの断面積より小さな通路断面積を有するオリフィス３１ｃを介して連通させることにより、第１燃焼室３１ａ内の火炎が吹き消えてしまうことを防止している。
【００２１】
また、第１燃焼室３１ａを構成する円筒状の第１燃焼筒３１ｄの円筒部には、第１燃焼室３１ａに燃焼用空気を供給する空気穴３１ｅが設けられており、第１燃焼筒３１ｄの周りには空気溜め室３２が設けられ、電動式のエアポンプ３３は空気流入口３２ａから空気を吸引して空気溜め室３２内に吐出することにより空気溜め室３２の気圧を所定圧力に維持している。
【００２２】
なお、図３に示されたエアポンプ３３は模式的なものであり、実際はウェスコ（渦流）式のエアポンプであり、本実施形態では、エアポンプ３３と燃焼器３０とは一体化されている。
【００２３】
また、燃焼部３１の外周側には燃焼ガスが流れる排気通路３４が設けられているとともに、この排気通路３４を外側から覆うように冷却水が流れる冷却水通路３５が設けられている。
【００２４】
そして、排気通路３４を流れる燃焼ガスと冷却水通路３５を流れる冷却水とを熱交換することにより燃焼器３０で発生した熱、つまり燃焼ガスと熱媒体とを熱交換させて熱媒体を気化させる。なお、本実施形態では、排気通路３４及び冷却水通路３５に燃焼ガスと冷却水との熱交換効率を高めるフィン３４ａ、３５ｃを設けている。
【００２５】
なお、排気口３４ｂは熱交換を終えた燃焼ガスを排出するためのものであり、流入口３５ａは冷却水を冷却水通路３５に導くものであり、流出口３５ｂは熱交換を終えた冷却水を排出するものである。
【００２６】
また、ウィック３６は燃料ポンプから燃焼器３０に供給された燃料を一時的に保持することにより燃料の気化を促すもので、本実施形態では、略円盤状の金属メッシュ製で、その空隙に燃料を一時的に保持する。
【００２７】
グロープラグ３７は通電することによりウィック３６に保持された燃料を加熱して気化させて着火させる加熱手段であり、排気口３４ｂ近傍には、燃焼ガスの温度を検出するフレームセンサ３８が配設されている。なお、フレームセンサ３８は、電気抵抗値の変化を利用して着火及び失火を検出する温度センサの一種である。
【００２８】
水温センサ３９ａは燃焼ガスにて加熱された冷却水の温度を検出する温度検出手段であり、壁温センサ３９ｂは燃焼ガスに直接に晒される燃交換器の壁面温度を検出するものである。
【００２９】
そして、各センサ３８、３９ａ、９ｂの検出信号は電子制御装置（ＥＣＵ）に入力されており、ＥＣＵは各センサ３８、３９ａ、３９ｂの検出信号、乗員が希望する室内温度、及び室内空気温度センサ等の空調センサの検出値等に基づいて予め設定されたプログラムに従って燃焼器３０、つまりエアポンプ３３、グロープラグ３７及び燃料ポンプ等を制御して燃焼器３０の燃焼能力を制御する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る車両用補助暖房装置の作動を述べる。
【００３１】
ＥＣＵは、乗員が希望する室内温度、及び室内空気温度センサ等の空調センサの検出値等に基づいて目標とする吹出空気温度（ＴＡＯ）を算出するとともに、目標吹出温度ＴＡＯに対してエンジン冷却水の温度が低く、第１ヒータ１４のみでは室内に吹き出す空気の温度を目標吹出温度ＴＡＯまで加熱することができないものと判定したときには、燃焼器３０を稼動させる。
【００３２】
そして、ＥＣＵは、吹出空気温度センサ１８の検出温度が、目標吹出温度ＴＡＯとなるように燃焼器３０の能力を制御する。なお、壁温センサ３９ｂの検出温度が所定温度（例えば、１２０℃）以上となった時には、燃焼器３０が異常燃焼している可能性が高いので、燃焼器３０を停止させる。
【００３３】
このとき、燃焼器３０が第２ヒータ１５より下方側に配置されているので、燃焼器３０にて気化した熱媒体は、密度が低下して浮力が増大し、その浮力により第２ヒータ１５に流れ込む。また、第２ヒータ１５にて放熱して凝縮した熱媒体は、密度が増大して浮力が低下するので、自重により燃焼器３０に戻ってくる。
【００３４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３５】
本実施形態では、沸騰式冷却装置のごとく、熱媒体の相変化、つまり蒸発による吸熱及び凝縮による放熱にて燃焼器３０で発生した熱を室内に移動させるので、燃焼器３０で発生した熱を効率よく室内に吹き出す空気に与えることができる。延いては、効率よく車室内温度を短時間で快適な温度まで上昇させる。
【００３６】
また、燃焼器３０が第２ヒータ１５より下方側に配置されているので、ポンプや圧縮機等のポンプ手段を用いることなく、熱媒体を循環させることができ、燃焼器３０を含む補助暖房装置の構成を簡素、かつ、小型なものとすることができる。
【００３７】
また、燃焼器３０と第２ヒータ１５とがファイヤウォールを挟んで近接配置されているので、燃焼器３０で発生した熱を室内に移動させる際に発生する熱ロスを低減することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、第２ヒータ１５と燃焼器３０との間で循環する熱媒体の量を冷却水通路３５の容積と同等とすることにより、第２ヒータ１５と燃焼器３０との間で循環する熱媒体の量を少なくして熱媒体全体の熱容量が小さくし、短時間で第２ヒータ１５の温度を上昇させることができるようにしているので、早期に快適な温度の空気を車室内に吹き出すことができる。
【００３９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、燃焼器３０の空気流入口３２ａ及び排気口３４ｂがエンジンルーム内に直接的に連通していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば空気流入口３２ａをエンジン１０の吸気管に繋ぎ、排気口３４ｂをエンジン１０の排気管に繋いでも良い。
【００４０】
また、上述の実施形態では、燃焼器３０が第２ヒータ１５より下方側に配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、燃焼器３０が第２ヒータ１５より下方側に配置しない場合には、ポンプや圧縮機等のポンプ手段を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用補助暖房装置の模式図である。
【図２】燃焼器と第２ヒータとの配置関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る燃焼器の模式図である。
【符号の説明】
１０…エンジン、１４…第１ヒータ、１５…第２ヒータ、３０…燃焼器。
【図１】
2004224068.tif 000003
【図２】
2004224068.tif 000004
【図３】
2004224068.tif 000005