JP2521351B2 - ヒ―トパイプシステムを有する車両用空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は排気熱を利用したヒートパイプシステムを
有する車両用空調装置に関する。

（従来の技術） 従来、エンジンの排気熱を利用したヒートパイプシス
テムを車両用空調装置に備えるものが提案されている
（実開昭59−16211号公報参照）。このものは温水暖房
装置とヒートパイプシステムとを併用し、車室温の上昇
時に弁手段によりヒートパイプを閉じシステムをオフに
し空調効果を高めるようにしてある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のものは、弁手段によ
る完全な遮断ができないため、システムオフ状態でも排
気管設置の受熱部内の水（蒸留水）がなくなるまで、前
記弁手段の間隙をくぐって車室内の放熱器に向って蒸気
が流れ続け、すぐに暖房が止まらず応答性が悪いという
問題点があった。

また、夏場等の外気温が高い状態では、ヒートパイプ
の管壁を伝わる排気熱の伝熱により車室内での放熱が続
けられ冷房性能に悪影響を与えるという問題点があっ
た。

そこで、この発明は、ヒートパイプシステムがオフ状
態のときの応答性を向上させると共に夏場等の外気温の
高いときでも車室内の冷房性能に悪影響を与えないヒー
トパイプシステム付き車両用空調装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は前記の課題を解決するため、車室内に設け
られ、車室内の空気と熱交換して放熱する車室内の放熱
器と、 該放熱器の入口側に一端が接続され他端が車両の発熱
部側に配置されたヒートパイプ及び該放熱器の出口側に
一端が接続され他端が前記ヒートパイプに接続された戻
り管と、 該ヒートパイプに一端が接続されると共に該一端より
も蒸気下流側で他端が切換弁を介して前記放熱器の入口
側に接続され、且つ、車室外に配置されて車室外の空気
と熱交換して放熱する第２の放熱器を介設した分岐管
と、 前記切換弁を制御してヒートパイプから車室内への放
熱器の通路を開きヒートパイプから第２の放熱器への通
路を閉じる状態と、ヒートパイプから車室内への放熱器
の通路を閉じヒートパイプから第２の放熱器への通路を
開く状態とに切換えるコントローラと、 車室外の外気温を検出する外気温センサと、 前記車室内の放熱器へ空調風を送る送風器をオン、オ
フしてシステムをオン状態、オフ状態とするヒートパイ
プスイッチとを有するヒートパイプシステムであって、 前記コントローラは、前記ヒートパイプスイッチによ
りシステムがオン状態からオフ状態に切り換わるとき又
は外気温センサが所定値以上の外気温を検出したとき前
記ヒートパイプ及び車室内の放熱器の通路を閉じ、ヒー
トパイプ及び第２の放熱器の通路を開くように前記切換
弁を制御することを特徴とする。

（作用） 車室内の放熱器側が閉じ、車室外、例えばエンジンル
ーム設置の第２の放熱器側の通路が開くので受熱部から
の蒸気熱及び伝熱の大部分が第２の放熱器側で放出さ
れ、車室内には放出されない。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図及び第２図により
説明する。

まず、構成を第１図により説明する。図において、ダ
ッシュパネル８とフード９と前面部10とに囲まれたエン
ジンルーム11内にエンジン12があり、その排気は車両の
発熱部である排気管13により外気に排出されるようにな
っている。前面部10の後部にラジエータ14と電動フアン
３がありエンジン12を冷却すると共にエンジンルーム11
内の熱気をルーム外に追出すようにしてある。

排気管13にはドア13aが開くことにより排気熱を受け
るヒートパイプ６の他端の受熱部５が配置され、これか
らヒートパイプ６にて車室内の放熱器４にシステム内の
水（全容量の10％程度の蒸留水）の蒸気熱を輸送するよ
うになっている。ヒートパイプ６の一端は配管15を介し
て放熱器４の入口側に接続されている。ヒートパイプ６
の配管15のエンジンルーム11に露出している途中に切換
弁１を設け、その分岐管22に第２の放熱器２を介設し、
第２の放熱器２は車室外としてエンジンルーム11内にあ
るよう設置する。すなわち、分岐管22の一端はピートパ
イプ６に接続され、該一端よりも蒸気下流側で他端が切
換弁１を介して放熱器４の入口側の配管15に接続されて
いる。尚、車室内の放熱器４の出口側には戻り管16が接
続され、戻り管16の他端はヒートパイプ６に接続されて
いる。

コントローラ17には、ヒートパイプスイッチ18、吐気
温センサ19、蒸気温センサ20及び外気温センサ21の信号
が入力され、これから切換弁１及び電動フアン３に出力
されるよう配線されている。なお、第１図では、通常の
温水暖房装置、冷房装置などは説明の都合上、省略して
ある。

次に前記実施例の作用を説明する。まず、ヒートパイ
プスイッチ18のオンによりヒートパイプシステムがオン
状態の場合は、切換弁１がヒートパイプ６から車室内の
放熱器４の側への通路を開いており、ヒートパイプ６か
ら第２の放熱器２つの側への通路を閉じる。受熱部５か
ら熱を受けた蒸気はヒートパイプ６の中空部を流れ切換
弁１を経て車室内の放熱器４に流れ込む。ここで図示せ
ざる送風器としてのブロアの空気流に放熱し室内を暖房
する。一方、冷えた蒸気は凝縮して水となり戻り管16を
経てヒートパイプ６の内面に供給されて付着し、受熱部
５側の蒸発に基づいてヒートパイプ６の内面の付着水は
受熱部５側に導かれて戻る。戻った水は、また蒸発して
以上のことを繰返し暖房に供される。

次に、システムオフ又は高温時の作用を第２図のフロ
ーチャートを参照して説明する。

第１ステップでヒートパイプシステムがオン状態の場
合、第２ステップへ進み、このシステムのオン状態でヒ
ートパイプスイッチ18をオフにする。即ち、システムを
オン状態からオフ状態に切り換えると第３ステップに進
み切換弁１を第２の放熱器２側へ切換え、ヒートパイプ
６及び車室内の放熱器４の通路を閉じ、ヒートパイプ６
及び第２の放熱器２の通路を開くと共に電動フアン３を
オン作動する。

これにより車室内の放熱器４の放熱がなくなり専らエ
ンジンルーム11内の第２の放熱器２から放熱し又電動フ
アン３によりエンジンルーム11外へと熱気を追い出すこ
とになる。従って、受熱部５にて受熱した熱がヒートパ
イプ６の管壁により伝熱され、また切換弁１の隙間と
か、戻り管16からの蒸気の熱が車室内の放熱器４に流れ
たとしても、積極的な放熱が第２の放熱器２により行な
われ、又、その放熱が車室外にて行なわれるため、前述
の車室内の放熱量は微々たるものとなる。尚、ステップ
１及びステップ２の判断処理により、ステッチ18をオフ
にした時のみステップ３に進むようにしている。

第２ステップでヒートパイプスイッチ18をオフにしな
くとも、第４ステップで吐気温センサ19が80℃以上の吐
気温を検出したときはステップ３へ進み、又、第４ステ
ップでNOの場合でも、第５ステップで蒸気温センサ20が
130℃以上の蒸気温を検出したときは同様にステップ３
に進み切換弁１を切換えるなどの対策を行なう。なお、
外気温センサ21が15℃以上の外気温を検出したときはス
テップ６からステップ７へと進み、ここで蒸気温センサ
20が50℃以上の蒸気温を検出したときステップ３へと進
み、夏場等の高温時の切換対策を行なう。

かくして、ヒートパイプシステムの不要な場合又は夏
場等の高外気温時は車室内の放熱をできる限り小さくし
て車室外のエンジンルームに放出しそのエンジンルーム
の高温空気をフアンによりエンジンルーム外に追出すた
め、不要な暖房を直ちに取止めることができ、又、夏場
等の冷房時の悪影響を防止することができる。

なお、以上の実施例においては、第２の放熱器をエン
ジンルームに設置するようにしたが、これは床下に設置
するようにしてもよい。その場合走行風が当るようにす
れば専用のフアンを必要としない。

［発明の効果］ 以上に説明してきたように、この発明によればその構
成を車室内に設けられ、車室内の空気と熱交換して放熱
する車室内の放熱器と、該放熱器の入口側に一端が接続
され他端が車両の発熱部側に配置されたヒートパイプ及
び該放熱器の出口側に一端が接続され他端が前記ヒート
パイプに接続された戻り管と、該ヒートパイプに一端が
接続されると共に該一端よりも蒸気下流側で他端が切換
弁を介して前記放熱器の入口側に接続され、且つ、車室
外に配置されて車室外の空気と熱交換して放熱する第２
の放熱器を介設した分岐管と、前記切換弁を制御してヒ
ートパイプから車室内の放熱器への通路を開きヒートパ
イプから第２の放熱器への通路を閉じる状態と、ヒート
パイプから車室内の放熱器への通路を閉じヒートパイプ
から第２の放熱器への通路を開く状態とに切換えるコン
トローラと、車室外の外気温を検出する外気温センサ
と、前記車室内の放熱器へ空調風を送る送風器をオン、
オフしてシステムをオン状態、オフ状態とするヒートパ
イプスイッチとを有するヒートパイプシステムであっ
て、前記コントローラは、前記ヒートパイプスイッチに
よりシステムがオン状態からオフ状態に切り換わるとき
又は外気温センサが所定値以上の外気温を検出したとき
前記ヒートパイプから車室内の放熱器への通路を閉じ、
ヒートパイプから第２の放熱器への通路を開くように前
記切換弁を制御することを特徴とするものであるから、
システムの応答性を向上させることができると共に、夏
場等の冷房装置への悪影響を防止することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の車両前方内部を示す側面
図、第２図は同じくフローチャート図である。 図面に現われた符号の説明 １……切換弁、２……第２の放熱器 ３……電動フアン、４……車室内の放熱器 ５……受熱部、６……ヒートパイプ ７……配管、８……ダッシュパネル ９……フード、10……前面部 11……エンジンルーム、12……エンジン 13……排気管、14……ラジエータ 15……配管、16……戻り管 17……コントローラ 18……ヒートパイプスイッチ 19……吐気温センサ、20……蒸気温センサ 21……外気温センサ、22……分岐管

フロントページの続き (72)発明者 清水 譲二 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−46211（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−181511（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車室内に設けられ、車室内の空気と熱交換
   して放熱する車室内の放熱器と、 該放熱器の入口側に一端が接続され他端が車両の発熱部
   側に配置されたヒートパイプ及び該放熱器の出口側に一
   端が接続され他端が前記ヒートパイプに接続された戻り
   管と、 該ヒートパイプに一端が接続されると共に該一端よりも
   蒸気下流側で他端が切換弁を介して前記放熱器の入口側
   に接続され、且つ、車室外に配置されて車室外の空気と
   熱交換して放熱する第２の放熱器を介設した分岐管と、 前記切換弁を制御してヒートパイプから車室内の放熱器
   への通路を開きヒートパイプから第２の放熱器への通路
   を閉じる状態と、ヒートパイプから車室内への放熱器の
   通路を閉じヒートパイプから第２の放熱器への通路を開
   く状態とに切換えるコントローラと、 車室外の外気温を検出する外気温センサと、 前記車室内の放熱器へ空調風を送る送風器をオン、オフ
   してシステムをオン状態、オフ状態とするヒートパイプ
   スイッチとを有するヒートパイプシステムであって、 前記コントローラは、前記ヒートパイプスイッチにより
   システムがオン状態からオフ状態に切り換わるとき又は
   外気温センサが所定値以上の外気温を検出したとき前記
   ヒートパイプ及び車室内の放熱器の通路を閉じ、ヒート
   パイプ及び第２の放熱器の通路を開くように前記切換弁
   を制御することを特徴とするヒートパイプシステムを有
   する車両用空調装置。