JP2003527993A - 自動車の室内を暖める暖房システム - Google Patents

自動車の室内を暖める暖房システム

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JP2003527993A JP2001568755A JP2001568755A JP2003527993A JP 2003527993 A JP2003527993 A JP 2003527993A JP 2001568755 A JP2001568755 A JP 2001568755A JP 2001568755 A JP2001568755 A JP 2001568755A JP 2003527993 A JP2003527993 A JP 2003527993A
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シュテンムラー マルティン
ランツル イングリット
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、エンジンの熱を搬出し、熱を自動車室内に放出するための液体回路と、液体回路内の液体流れを制御するための弁ブロック（７）とが設けられている、自動車の室内を暖めるための暖房システムに関する。弁ブロック（７）内を流れる液体を暖めるために、電気的な加熱装置が弁ブロック（７）に組み込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提部分に記載した、自動車の室内を暖めるための暖房
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
温風がエンジン冷却水との熱交換によって発生する普通の自動車暖房システム
の場合の問題は、エンジンをスタートさせた後で、暖房機能を達成するために冷
却水が充分に加熱されるまでに、或る程度の時間がかかることである。ドイツ連
邦共和国特許出願公開第４４３３８１号公報により、上記種類の暖房システムが
公知である。この暖房システムの場合には、金属管によって形成された電気的な
追加加熱要素が冷却水回路に組み込まれている。管の外周面はＰＴＣ加熱要素に
直接接触している。このＰＴＣ加熱要素には自動車の電気系から電気エネルギー
が供給される。それによって、自動車エンジンによる熱供給に依存しないで、管
、ひいては管の中を流れる冷却水を暖めることができる。
【０００３】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１９４８７号公報では、自動車の冷媒
回路に加熱容器を組み込むことが提案されている。この加熱容器は、冷媒を自動
車エンジンに依存しないで暖めるために、マイクロ波源を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの公知の暖房システムの場合には、付加的な水加熱装置を設ける必要が
あるので、組み立て作業が面倒で、必要スペースが大きいという欠点がある。
【０００５】 本発明の課題は、エンジンに依存しないで冷却液回路の液体を暖めることがで
き、それにもかかわらず組み立て作業が簡単で、大きなスペースを必要としない
、暖房システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、請求項１に記載した暖房システムによって解決され
る。本発明によるこの解決策の場合、電気的な加熱装置が冷却液回路の既存の構
成要素に組み込まれ、それによってエンジンに依存しないこの冷却液暖房装置の
ための組み立て作業と必要スペースを低く抑えることができるという利点がある
。
【０００７】 本発明の有利な実施形は従属請求項に記載されている。
【０００８】 水冷エンジンを備えた自動車の場合、一般的に冷却液の温度または圧力に依存
して冷却液流れを制御するために、通常は少なくとも１個の弁ブロックが冷却液
回路内に設けられている。本発明は、弁ブロックの中を流れる冷却液を暖めるた
めに、電気的な加熱装置をこの弁ブロックに組み込む（一体化する）。これによ
り、電気的な追加加熱装置が既存の構成要素に組み込まれるので、付加的なスペ
ースが不要で、組み立てが簡単である。これはコストを低く抑える。加熱装置は
好ましくは、弁ブロックを暖めるために弁ブロックに直接的に熱接触する１個ま
たは複数のＰＴＣ（Positive Temperatur Coefficient ：正の温度係数）加熱要
素である。加熱要素は弁ブロックの外側に配置することができる。加熱要素には
自動車の電気系から電気エネルギーが供給される。この場合、配線は好ましくは
、自動車バッテリの放電を防止するために、ジェネレータが回転しているときに
のみ、電気的なエネルギーが加熱要素に供給されるように行われている。
【０００９】 従って、自動車エンジンのスタート後、冷却液弁ブロック内の電気的な追加加
熱装置によって、冷却液が迅速に暖められ、それによって自動車室内を迅速に暖
めることができる。
【００１０】 暖房システムの制御装置は好ましくは、（例えばエンジンおよびまたは自動車
追加加熱装置を運転することによって）熱媒体を暖める際に、電気的な加熱出力
が相応して低減されるかまたは全く生じないように設計されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】 図１に示した熱媒体回路１はエンジン３、エンジンから独立して運転可能な加
熱装置２および車載の熱交換器４を含んでいる。この熱交換器４には、暖められ
た空気を自動車室内２４に供給する自動車ファン５が付設されている。いわゆる
大きな熱媒体回路は実線の矢印Ａによって示してある。この熱媒体回路内には、
エンジン３から出発して液状熱媒体がこのエンジン３に付設された冷媒供給ポン
プ６によって弁ブロック７の方に供給される。熱媒体はこの弁ブロック７から、
エンジン３から独立して運転可能な加熱装置２に達し、更に車載の熱交換器４を
通って、エンジン３の入口側に設けた冷媒供給ポンプ６の吸込み側に戻る。
【００１３】 破線で示した矢印Ｂによって、いわゆる“島状回路”が示してある。この島状
回路の場合には、エンジン３は流れから切り離されている。この島状回路内で、
熱媒体はエンジン３から独立して運転可能な加熱装置２によって暖められて車内
の熱交換器４を通って流れ、エンジン３を迂回してバイパス管路８を経て弁ブロ
ック７に戻る。熱媒体はこの弁ブロック７を経て、エンジン３から独立して運転
可能な加熱装置２の入口側に再び案内される。
【００１４】 弁ブロック７によって島状回路が破線の矢印Ｂに従って生じると、熱媒体がエ
ンジン３を通過しなくなり、自動車室内２４または暖房すべき他の空間は、車載
の熱交換器４を介してエンジン３から独立して運転可能な加熱装置２と関連して
効率的に暖めることが可能である。
【００１５】 次に、図２を参照して、弁ブロック７の詳細を、第１の好ましい実施の形態に
基づいて一層詳しく説明する。図２において、弁ブロック７は放射状に配置され
たポート９，１０，１１を備えている。ポート９はエンジン３から来る管路部分
（図１参照）に接続されている。ポート１０はエンジン３から独立して運転可能
な加熱装置２に案内される管路部分に接続されている。ポート１１は車載の熱交
換器４の出口から来るバイパス管路８に接続されている。図２の弁ブロック７の
場合、球１３の形をした弁要素１２が設けられている。この弁要素１２はばね１
４によって、図２に示す位置に付勢され、この位置では弁ブロック７はエンジン
３に付設された熱媒体回路の部分を切り離す。弁要素１２は湾曲したまたは弧状
に延びる運動軌道１５に沿って、一点鎖線で示す位置に移動可能である。この位
置では、バイパス管路８に接続されたポート１１ひいてはバイパス管路８が遮断
されている。従って、一点鎖線で示す弁要素１２の位置では図１においてＡで示
した熱媒体回路が準備される一方、実線で示す弁要素１２の位置では図１の熱媒
体回路Ｂが実現される。その都度弁要素１２と協働する、弁ブロック７内のポー
ト９，１１の少なくとも端部は、弁座面１６，１７を備えている。この弁座面１
６、１７によって、弁要素１２のその都度の切換え位置で弁座と協働して確実な
閉鎖が達成される。
【００１６】 弁ブロック７をできるだけ普遍的に使用できるように設計するために、好まし
くは、エンジン３から独立して運転可能な加熱装置２に通じるポート１０は、適
切に形成された弁座面１８を備えている。弁要素１２のための弧状の運動軌道１
５は弁ブロック７の然るべき壁によって形成される。
【００１７】 弁ブロック７内には本発明に従い、電気的な加熱要素２１が設けられている。
この加熱要素は特にＰＴＣ加熱要素として形成されている。図２の実施の形態で
は、加熱要素２１が加熱装置２に通じるポート１０の範囲に設けられている。エ
ンジン３の作用を受ける大きな回路の場合にも島状回路の場合にも、熱媒体がこ
のポート１０を流通するので、この個所に配置すると特に有利である。すなわち
、両回路の場合、電気的な加熱要素２１は熱媒体を迅速に加熱するために寄与す
る。電気的な加熱要素２１はスリーブまたは複数のスリーブセグメントの形に形
成されている。しかし、加熱要素を板状に形成してもよい。加熱要素２１を弁ブ
ロック７の本体内に配置する代わりに、弁ブロック７の所属するポート９，１０
または１１に組み込むことができる。この場合、ポート１０に組み込むと有利で
ある。
【００１８】 図３，４において、前述の実施の形態と同一または類似の部品には、同じ参照
符号が付けてある。しかし、この参照符号は区別するために′または″で示して
ある。
【００１９】 両図３，４の場合、直線的に移動可能な弁要素１２′，１２″が設けられてい
る。図３の弁要素１２′はスライダ１９の形に形成されている。このスライダ１
９はばね１４によって図１に示した位置に付勢されている。弁要素１２′のその
都度の切換え位置で確実に密封閉鎖するために、スライダ１９の両端は例えば円
錐形に形成可能である。それによって、付設の弁座面１６′，１７′に対して面
での接触が行われる。
【００２０】 図４の実施の形態の場合には、弁要素１２″が図３に似た方法で、直線的に移
動可能なスライダとして形成されている。この場合、スライダの一端は熱媒体流
れを案内するために流れ抵抗の小さな輪郭２０を有する。
【００２１】 本発明において設けられた弁ブロック７は弁要素１２，１２′，１２″の切換
え位置に相応して、矢印Ａに沿った大きな熱媒体回路または矢印Ｂに沿った島状
回路を実現することができる。
【００２２】 エンジン３から来る弁ブロック７のポート９が弁要素１２，１２′，１２″に
よって遮断されていると、熱媒体は開放したバイパス管路８を経て、エンジンか
ら独立して運転可能な加熱装置２によって吸い込まれ、Ｂで示した熱媒体回路に
供給される。この場合、エンジン３は迂回され、停止状態にある。
【００２３】 エンジン３が作動すると、熱媒体が冷却媒体供給ポンプ６によって搬送され、
弁要素１２，１２′，１２″が熱媒体の搬送圧力によってバイパス管８を遮断す
る位置にもたらされる。従って、熱媒体は弁ブロック７内で、独立して運転可能
な加熱装置２に通じるポート１０に達し、それによって熱媒体が図１において矢
印Ａで示した回路を流通する。エンジン３が停止すると、弁要素１２，１２′，
１２″はばね１４による付勢によって、エンジン３から来るポート９が遮断され
、バイパス管路８が開放する位置にもたらされる。従って、弁ブロック７によっ
て、付加的な補助制御手段なしにその都度所望される弁ブロック７の切換え位置
がエンジン３の運転または停止に依存して実現可能であるように、熱媒体回路の
流体機械的な切換えが達成される。
【００２４】 図３，４には、電気的な加熱要素２２，２３，２５の他の配置構造が示してあ
る。図３の加熱要素２１はポート９の範囲において、内側に位置する加熱要素と
して形成される一方、加熱要素２５はポート１０の外側周囲に配置されている。
加熱要素２５が外側に配置されている場合、この加熱要素が外側へのエネルギー
損失を避けるために断熱層２７によって覆われていると有利である。
【００２５】 図４では、ポート９の範囲に、内側に位置する加熱要素２３と、それに付加し
てまたはその代わりに外側に位置する加熱要素２５が設けられている。この外側
に位置する加熱要素２５は外側を図示していない断熱層によって覆われていると
有利である。ポート１０の範囲には更に、内側に位置する加熱要素２２が設けら
れている。
【００２６】 すべての加熱要素２１，２２，２３または２５は好ましくは、正の温度／抵抗
特性を有するＰＴＣ加熱要素として形成され、導体を介して自動車の電気系に接
続されている。この電気系のうち、図３には自動車バッテリ２６だけが例示的に
示してある。
【００２７】 特に弁ブロック７を鋳物部品として形成する場合、内側に位置する加熱要素２
１，２２，２３または外側に位置する加熱要素２５の代わりに、１個または複数
の電気的な加熱要素が弁ブロックの壁に一体化され、それによって加熱要素が内
側に位置する場合のように液状熱媒体に対する電気的な絶縁を行う必要もないし
、加熱要素が外側に位置する場合のように熱損失または損傷しないように保護す
る必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 弁ブロックを備えた暖房システムの概略的な図である。
【図２】 弁装置を付設した弁ブロックの第１の好ましい実施の形態の概略的な図である
。
【図３】 弁装置を付設した弁ブロックの第２の好ましい実施の形態の概略的な図である
。
【図４】 本発明による弁装置の他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１…熱回路回路全体、２…エンジンから独立して運転可能な加熱装置、３…エン
ジン、４…車載の熱交換器、５…自動車ファン、６…冷媒供給ポンプ、７…弁ブ
ロック、８…バイパス管路、９…ポート、１０…ポート、１１…ポート、１２，
１２′，１２″…弁要素、１３…球、１４…ばね、１５…運動軌道、１６，１６
′…ポート９の弁座面、１７，１７′…ポート１１の弁座面、１８…ポート１０
の弁座面、１９…スライダ、２０…流れ的に所望な輪郭、２１…電気的な加熱装
置、２２…電気的な加熱装置、２３…電気的な加熱装置、２４…室内、２５…電
気的な加熱装置、２６…自動車バッテリ、２７…断熱層、Ａ…大きな熱媒体回路
、Ｂ…“島状”熱媒体回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの熱を搬出し、熱を自動車室内に放出するための液
    体回路が備えられており、液体回路内の液体流れを制御するための弁ブロック（
    ７）が設けられている、自動車の室内（２４）を暖めるための暖房システムにお
    いて、弁ブロック（７）内を流れる液体を暖めるために、電気的な加熱装置（２
    １，２２，２３，２５）が弁ブロックに組み込まれていることを特徴とする暖房
    システム。
  2. 【請求項２】 加熱装置（２１，２２，２３，２５）が１個または複数のＰ
    ＴＣ加熱要素であることを特徴とする請求項１記載の暖房システム。
  3. 【請求項３】 加熱装置（２１，２２，２３，２５）が弁ブロック（７）を
    暖めるために、弁ブロックに直接的に熱接触していることを特徴とする請求項１
    または２記載の暖房システム。
  4. 【請求項４】 加熱装置（２５）が弁ブロック（７）の外側に配置されてい
    ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の暖房システム。
  5. 【請求項５】 加熱装置（２１，２２，２３，２５）が自動車の電気系（２
    ６）から給電されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の暖房
    システム。
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