JP2009001147A - Vehicular snow melting device and vehicular snow melting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のボンネット部やルーフ部といった箇所に堆積する雪を溶解せしめる車両用融雪装置に関する。 The present invention relates to a snow melting device for a vehicle that melts snow accumulated in a part such as a bonnet part and a roof part of the vehicle.
日本国内の場合、北海道や東北地方に代表される積雪の多いエリアにおいて、屋根のない駐車場に車両を駐車して一定時間放置した場合、車両に雪が堆積するため、いわゆる「雪かき」という作業を実施しなければならない。雪かき作業は、発車までに時間がかかるだけでなく、特に高齢者には肉体的な負担がかかるものである。また、当該作業時に転倒したりする場合もあり、安全上の問題もある。 In Japan, in a snowy area represented by Hokkaido and Tohoku region, when a vehicle is parked in a parking lot without a roof and left for a certain period of time, snow accumulates on the vehicle. Must be implemented. Snow shoveling not only takes time to depart, but also places physical burdens especially on elderly people. Moreover, it may fall over at the time of the said work, and there also exists a safety problem.
一方、車両の安全な運行を行うためには、運転者の視界を確保することが重要なのは言うまでもない。多くの車両はフロントガラス用にデフロスターを備えており、リアガラスは熱線入りのものが使用されており、それぞれ温風と発熱によって融雪することが行われており、これらの装置によって融雪を行い、前後の視野を確保している。
ガラス部以外の箇所で、融雪が必要な典型的な箇所はボンネット部やルーフ部である。例えば、ボンネット部に積雪したものが走行中に吹き上がって、運転者の視界を悪化させる場合がある。また、ルーフ部に積雪した場合は、車両の加速等によってフロントガラスに移動したり流れ出してきたりする場合がある。走行中にそうなった場合には、運転者の視界が確保されず、事故につながる可能性があり、安全上の問題となる。
以上より、車両のガラス部以外の融雪・除雪も、車両走行の安全性の上で重要なものである。そして、車両のそういった箇所を融雪する装置が使用できれば、雪かき作業から開放される自動車ユーザーにとっても好ましいものとなる。
On the other hand, it goes without saying that it is important to secure the driver's field of view in order to operate the vehicle safely. Many vehicles are equipped with a defroster for the windshield, and the rear glass contains a hot wire that melts snow with hot air and heat, respectively. To ensure a clear view.
Typical locations other than the glass portion where snow melting is necessary are the bonnet portion and the roof portion. For example, there is a case in which snow that has accumulated on the bonnet part blows up while traveling and deteriorates the driver's visibility. In addition, when snow has accumulated on the roof portion, it may move to the windshield or flow out due to acceleration of the vehicle or the like. If this happens while driving, the driver's view is not secured, which may lead to an accident, which is a safety issue.
From the above, snow melting / snow removal other than the glass portion of the vehicle is also important in terms of vehicle traveling safety. If a device for melting snow in such a part of the vehicle can be used, it will be preferable for automobile users who are freed from snow shoveling work.
車両用融雪装置に関する従来技術として、例えば、特許文献1には、自動車のホイルハウスの融雪装置が開示されている。また、特許文献2には、フェンダ部の融雪装置が開示されている。さらに、特許文献3には、フロントガラス部融雪及び融氷装置が開示されている。しかしながら、これらの特許文献1〜3に開示された装置は、エンジンが稼働してから融雪効果を発揮するものばかりであり、エンジンが停止している状態、いわゆる駐車状態で融雪するものではない。
As a conventional technique related to a snow melting device for a vehicle, for example,
一方、ヒートパイプは既に上市されている工業製品であり、特許文献4に開示されるように、半導体の放熱器(たとえば、パソコンのCPUの冷却)として、かなり以前から用いられている。近年、車両用にヒートパイプを導入する技術開発が行われている。例えば、車両用ステアリングホイールを冷却する従来技術として、特許文献5に開示されているようなヒートパイプによる冷却装置が提案されている。さらに、ダッシュパネルを冷却する装置として特許文献6、排気ガスの浄化装置として特許文献7、廃熱の回収装置として特許文献8、排気消音装置として特許文献9などに開示されているように、車両向けにヒートパイプを導入して、当該箇所を放熱・冷却する技術が数多く提案されている。しかしながら、ヒートパイプを融雪に使用する公知文献は見られない。
前述したように、雪かき作業を低減するために、エンジンが稼働していない長時間の駐車車両の融雪について記載している公知文献は見当たらない。また、融雪箇所が運転者の視界確保に重要なボンネット部やルーフ部であることを記載した公知文献も見当たらない。さらに、ヒートパイプを車両の融雪に使用する公知文献は見られない。 As described above, in order to reduce snow shoveling work, there is no known document describing snow melting for a long time parked vehicle in which the engine is not operating. In addition, there is no known document describing that the snow melting point is a bonnet part or a roof part important for ensuring the driver's view. Furthermore, there is no known literature using heat pipes for melting snow in vehicles.
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、ヒーターによる発熱とヒートパイプによる熱輸送を用いてエンジンが稼働していない駐車車両の融雪を可能とする融雪装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a snow melting device that enables snow melting of a parked vehicle in which an engine is not operating by using heat generation by a heater and heat transport by a heat pipe.
前記目的を達成するため、本発明は、ハイブリット車の電池を電源として間欠的に発熱するヒータと、該ヒータの発熱を車両の鋼板に伝導するヒートパイプとを有することを特徴とする車両用融雪装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a heater that intermittently generates heat using a battery of a hybrid vehicle as a power source, and a heat pipe that conducts heat generated by the heater to a steel plate of the vehicle. Providing equipment.
また本発明は、ハイブリット車の電池を電源としてヒーターを間欠的に発熱し、その発熱をヒートパイプにて車両の鋼板に伝えて該鋼板の温度を上昇させることによって車両に堆積する雪を融雪することを特徴とする車両の融雪方法を提供する。 Further, the present invention melts snow accumulated on the vehicle by intermittently generating heat from the battery of the hybrid vehicle as a power source, and transmitting the generated heat to the steel plate of the vehicle through a heat pipe to raise the temperature of the steel plate. A vehicle snow melting method is provided.
本発明の装置と方法は、ヒートパイプとヒーターによって鋼板の温度を外気温度以上にすることによって、融雪が可能となる。
一般に、融雪に十分な電力を連続的に通電させれば融雪できる、ということは当業者であれば容易に想定できるものである。
本発明は、間欠的にヒーターを加温する手法であり、断電後も鋼板の予熱を利用することにより、鋼板の最低温度を外気温度以上に保つことが特徴である。従って、連続通電に比べ、消費電力を低減することが可能である。
The apparatus and method of the present invention enables snow melting by setting the temperature of the steel sheet to the outside air temperature or higher with a heat pipe and a heater.
In general, those skilled in the art can easily assume that snow can be melted by continuously supplying sufficient power to melt snow.
The present invention is a method of intermittently heating a heater, and is characterized by keeping the minimum temperature of a steel plate at or above the outside air temperature by utilizing preheating of the steel plate even after power interruption. Therefore, it is possible to reduce power consumption compared to continuous energization.
本発明は、エンジンが稼働していない駐車車両の融雪を可能とする手法を提案するものである。また、融雪箇所がボンネット部やルーフ部といった運転者の視野確保に必要なガラス部以外の箇所であり、ヒートパイプを用いることを特徴とするものである。 The present invention proposes a technique that enables snow melting of a parked vehicle in which the engine is not operating. Further, the snow melting point is a point other than the glass part necessary for securing the driver's visual field, such as a bonnet part or a roof part, and a heat pipe is used.
一般的に、ヒートパイプ単体は特別な電源を必要としないパッシブな工業製品であることが知られている。従って、力学的な応力や衝撃による変形や破損がない限り、ドライアウトのような限界を超える状況下にならない限り、長期にわたって複数回の熱輸送が可能なものである。 Generally, it is known that a single heat pipe is a passive industrial product that does not require a special power source. Therefore, as long as there is no deformation or breakage due to mechanical stress or impact, heat transport can be performed a plurality of times over a long period of time as long as the situation does not exceed the limit such as dryout.
また、特許文献10には、ヒートパイプ内での熱交換速度は非常に速く、蒸気流は音速に達することが記載されている。すなわち、ヒートパイプの吸熱部に与えられた熱は、短時間で放熱部に輸送されることが知られている。 Patent Document 10 describes that the heat exchange rate in the heat pipe is very fast, and the steam flow reaches the speed of sound. That is, it is known that the heat given to the heat absorption part of the heat pipe is transported to the heat dissipation part in a short time.
近年、ハイブリッド車と称する車両が上市されている。これは従来のガソリンエンジンに加え、電池(主にニッケル水素電池)によるモーター駆動を併用した車両である。最近のものでは、モーター出力で150kWクラスのものもある。このハイブリッド車はガソリンエンジンが停止している場合(駐車している場合)にも電気エネルギーを提供できる能力を有している。 In recent years, vehicles called hybrid vehicles have been put on the market. This is a vehicle that uses a motor driven by a battery (mainly nickel metal hydride battery) in addition to a conventional gasoline engine. Some recent models have a motor output of 150 kW. This hybrid vehicle has the ability to provide electrical energy even when the gasoline engine is stopped (when parked).
本発明は、ハイブリッド車の電池を電源として間欠的に発熱するヒータと、該ヒータの発熱を車両の鋼板に伝導するヒートパイプとを有する車両用融雪装置である。
また本発明は、ハイブリット車の電池を電源としてヒーターを間欠的に発熱し、その発熱をヒートパイプにて車両の鋼板に伝えて該鋼板の温度を上昇させることによって車両に堆積する雪を融雪する車両の融雪方法である。
The present invention is a snow melting device for a vehicle having a heater that intermittently generates heat using a battery of a hybrid vehicle as a power source, and a heat pipe that conducts heat generated by the heater to a steel plate of the vehicle.
Further, the present invention melts snow accumulated on the vehicle by intermittently generating heat from the battery of the hybrid vehicle as a power source, and transmitting the generated heat to the steel plate of the vehicle through a heat pipe to raise the temperature of the steel plate. This is a method for melting snow in a vehicle.
本発明は、上述したボンネット部やルーフ部だけに適用可能なものではない。ガラス部以外の箇所でヒートパイプやヒーター等の配線ができるスペースがあれば、例えばフェンダ部やトランク部などに、任意の箇所に適用できるものであって、特に制限を設けるわけではない。 The present invention is not applicable only to the bonnet part and the roof part described above. If there is a space where wiring such as a heat pipe or a heater can be provided at a place other than the glass part, it can be applied to an arbitrary place, such as a fender part or a trunk part, and there is no particular limitation.
ヒートパイプの形状には、円形・楕円形・平型など、様々な形状が知られているが、本発明ではヒートパイプの形状を規定しているわけではなく、特に制限するものではない。
また、ヒートパイプの材質には銅・アルミニウム・ステンレスなど、さまざまな形状が知られているが、本発明ではヒートパイプの材質を規定しているわけではなく、特に制限するものではない。
さらに、ヒートパイプの作動液には、水・アルコール・有機溶媒など、さまざまな種類のものが知られているが、本発明ではヒートパイプの作動液種を規定しているわけではなく、特に制限するものではない。
また、ヒートパイプの構造には、ウィック型・焼結型・コンポジェット型など、さまざまな構造のものが知られているが、本発明ではヒートパイプの構造を規定しているわけではなく、特に制限するものではない。
以下、実施例にて詳細に説明する。
Various shapes such as a circle, an ellipse, and a flat shape are known as the shape of the heat pipe, but the shape of the heat pipe is not defined in the present invention and is not particularly limited.
In addition, various shapes such as copper, aluminum, and stainless steel are known as the material of the heat pipe, but in the present invention, the material of the heat pipe is not defined and is not particularly limited.
Furthermore, various types of heat pipe hydraulic fluids are known, such as water, alcohol, and organic solvents. However, the present invention does not specify the type of hydraulic fluid for the heat pipe, and is not particularly limited. Not what you want.
In addition, various heat pipe structures such as a wick type, a sintered type, and a composite jet type are known, but in the present invention, the structure of the heat pipe is not specified. It is not limited.
Hereinafter, the embodiment will be described in detail.
次の材料を用い、図1に底面図で示す構造の融雪装置を作製した。
・ヒートパイプ;外径φ8mm、銅製、作動液を純水としたウィック型を自作した。
・熱拡散シート;大塚電機株式会社製、商品名;グラファイトシート。
・ヒーター;日本ヒーター株式会社製、アルミ鋳込みヒーター、型番ALC型。
・電源;株式会社高砂製作所製、交流電源(200V)、型番AA/Fシリーズ。
A snow melting device having the structure shown in the bottom view of FIG. 1 was produced using the following materials.
-Heat pipe; made wick type with outer diameter φ8mm, made of copper, pure water as working fluid.
-Thermal diffusion sheet; manufactured by Otsuka Electric Co., Ltd., trade name: graphite sheet.
・ Heater: Nippon Heater Co., Ltd., cast aluminum heater, model ALC type.
-Power supply: manufactured by Takasago Seisakusho Co., Ltd., AC power supply (200V), model number AA / F series.
図1の底面図に示すように、1辺が1mの正方形で厚さ0.5mmの鋼板4に対し、裏面の全面に熱拡散シート5を貼り、さらに約10cm間隔でヒートパイプ3を取り付け、ヒートパイプ3の末端部(受熱部)は束ねてヒーター2に接続した。ヒーター2は電源1と接続されている。図2は作製した融雪装置の側面断面図、図3は平面図である。
As shown in the bottom view of FIG. 1, a
<試験1>
図3中に符号(1)〜(9)で示すように、鋼板4の表面の9箇所に市販の熱電対を取り付け、さらに市販のレコーダーに接続して当該箇所の温度測定を行った。
<
As indicated by reference numerals (1) to (9) in FIG. 3, commercially available thermocouples were attached to nine locations on the surface of the
図4に示すように、作業台7の上に架台6を設置し、架台6の上に作製した融雪装置を搭載した。架台6は、作製した融雪装置の四隅を4本のステンレス製パイプで支える構造となっている。
図4の状態は、エスペック株式会社製のビルトインチャンバー(型番;TBE)内にて実施したものであり、試料・架台・作業台・ヒーター・電源・熱電対などはすべてチャンバー内にあり、レコーダー等の測定器はチャンバー外に設置した。また、鋼板4の床面からの高さは、ボンネット部やルーフ部の高さを想定して1.5mとした。
As shown in FIG. 4, the
The state shown in FIG. 4 is performed in a built-in chamber (model number: TBE) manufactured by Espec Co., Ltd. The sample, mount, workbench, heater, power supply, thermocouple, etc. are all in the chamber, such as a recorder. The measuring instrument was installed outside the chamber. Moreover, the height from the floor surface of the
試験1では、ビルトインチャンバーの設定温度を0℃とし、2時間放置してから開始した。ヒーター2への電力投入条件は、以下の条件1〜条件7の通りとした。投入電力はすべての条件で2kWとした。
条件1;5分間の電力投入と1分間の電力非投入。以降は繰り返し。
条件2;5分間の電力投入と5分間の電力非投入。以降は繰り返し。
条件3;5分間の電力投入と10分間の電力非投入。以降は繰り返し。
条件4;5分間の電力投入と15分間の電力非投入。以降は繰り返し。
条件5;5分間の電力投入と30分間の電力非投入。以降は繰り返し。
条件6;5分間の電力投入と60分間の電力非投入。以降は繰り返し。
条件7;電力投入なし。
In
Condition 1: Power on for 5 minutes and power off for 1 minute. Repeat thereafter.
Condition 2: Power on for 5 minutes and power off for 5 minutes. Repeat thereafter.
Condition 3: Power on for 5 minutes and power off for 10 minutes. Repeat thereafter.
Condition 4: Power on for 5 minutes and power off for 15 minutes. Repeat thereafter.
Condition 5: Power on for 5 minutes and power off for 30 minutes. Repeat thereafter.
Condition 6: Power on for 5 minutes and power off for 60 minutes. Repeat thereafter.
Condition 7: No power input.
熱電対による9箇所の温度測定は、試験開始後から1分間隔で実施した。試験開始から終了までの時間は、夜間の駐車時間を想定して12時間とした。9箇所の温度データは、12時間での最大値、平均値、最小値を用いた。結果を表1に記す。 Nine temperature measurements with thermocouples were performed at 1 minute intervals from the start of the test. The time from the start to the end of the test was set to 12 hours assuming a night parking time. As the temperature data at nine locations, the maximum value, average value, and minimum value at 12 hours were used. The results are shown in Table 1.
<試験2>
ビルトインチャンバーの設定温度を−5℃とした以外は、試験1と同じとした。結果を表2に記す。
<
It was the same as
表1に記した試験1の結果より、条件7は当然であるが、条件5や6でも最低温度が0℃になっていることから、融雪の効果が期待できないと考えられる。条件5や6では、電力を投入した時間とその予熱で鋼板の温度が上がっている時間では0℃を超えているものの、それ以外の時間帯では外気温(=ビルトインチャンバーの設定温度)と同じになってしまっている。
条件1,2,3,4では、最低温度が0℃を超えていることから、融雪の効果が期待できる。但し、あまりに過剰な電力投入は、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。さらに、鋼板の温度が過度に高温になると、誤って人が当該箇所に触ってしまった場合に火傷(やけど)してしまうという問題のある。
従って、投入電力や投入時間、休止時間は、それらを考慮して設定する必要がある。
From the results of
Under
Therefore, it is necessary to set the input power, the input time, and the downtime in consideration of them.
表2に記した試験2の結果より、条件4,5,6,7は、最低温度が外気温と同じになってしまっているので、融雪の効果が期待できないと考えられる。これらの条件の時は、試験1と同様に、電力を投入した時間とその余熱で鋼板の温度が上がっている時間以外の時間帯では、外気温(=ビルトインチャンバーの設定温度)と同じになった。
条件1,2,3では、最低温度が0℃を超えていることから融雪の効果が期待できる。但し、試験1と同様に、あまりに過剰な電力投入には問題がある。
従って、投入電力や投入時間、休止時間は、それらを考慮して設定する必要がある。それらは設計者が適宜選択すればよく、本発明では特に制限するものではない。
From the results of
Under
Therefore, it is necessary to set the input power, the input time, and the downtime in consideration of them. These may be selected as appropriate by the designer, and are not particularly limited in the present invention.
前述した実施例では、200Vの交流電源を用いたが、他の電圧でもよいし、直流電源を用いても良い。また、直流と交流の変換機(直交変換機)を用いたものでも良いし、投入電力のワット数を変えてもよい。本発明はヒートパイプを用いた融雪を行うものであり、電流や電圧・ワット数等は設計者が適宜選択すればよいものであって、特に制限するものではない。 In the above-described embodiment, the 200V AC power supply is used, but another voltage may be used, or a DC power supply may be used. Further, a DC / AC converter (orthogonal converter) may be used, or the wattage of input power may be changed. The present invention performs snow melting using a heat pipe, and the current, voltage, wattage, and the like may be appropriately selected by a designer and are not particularly limited.
1…電源、2…ヒーター、3…ヒートパイプ、4…鋼板、5…熱拡散シート、6…架台、7…作業台。
DESCRIPTION OF
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JP2007163701A JP2009001147A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Vehicular snow melting device and vehicular snow melting method |
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Cited By (1)
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JP2019169083A (en) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | Determination device and method |
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2007
- 2007-06-21 JP JP2007163701A patent/JP2009001147A/en not_active Withdrawn
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