JP2996450B2

JP2996450B2 - 自動車用暖房システム

Info

Publication number: JP2996450B2
Application number: JP3131418A
Authority: JP
Inventors: 啓三櫛引
Original assignee: カルソニック株式会社
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JPH04358921A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車において、エン
ジンの放熱エネルギにより室内を暖房するための自動車
用暖房システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車には、ラジエータの冷却
液をエンジンに循環させ、エンジンを冷却するために、
例えば、特開昭６２−２３７０２５号公報，特開昭６３
−１５０４１４号公報等に開示されるようなエンジン冷
却システムが配置されており、このようなエンジン冷却
システムにヒーターコアを付加することにより自動車用
暖房システムが形成されている。

【０００３】図８は、この種の自動車用暖房システムを
示すもので、図において符号１１はエンジンを、符号１
３はラジエータを示している。ラジエータ１３のアウト
レットパイプ１５には、ラジエータ１３で冷却された冷
却液をウオーターポンプ１７を介してエンジン１１に供
給する冷却液供給管路１９が接続されている。

【０００４】また、ラジエータ１３のインレットパイプ
２１には、エンジン１１を冷却した冷却液をラジエータ
１３に循環させる冷却液戻り管路２３が接続されてい
る。冷却液戻り管路２３には、サーモスタット２５が介
挿されており、このサーモスタット２５から分岐して、
ヒーターコア２７の介挿されるヒーター管路２９が、冷
却液供給管路１９のウオーターポンプ１７上流側に接続
されている。

【０００５】このように構成された自動車用暖房システ
ムでは、ラジエータ１３で冷却された冷却液は、ウオー
ターポンプ１７により吸引され、冷却液供給管路１９か
らエンジン１１内に流入し、エンジン１１を冷却した
後、サーモスタット２５を通り、冷却液戻り管路２３か
らラジエータ１３に循環する。そして、エンジン１１を
冷却した後の高温の冷却液の一部が、ヒーター管路２９
からヒーターコア２７に導かれ、ヒーターコア２７にお
いて室内側の空気と熱交換され、ウオーターポンプ１７
の上流側に循環する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自動車用暖房システムでは、エンジン１１に
よりウオーターポンプ１７が駆動されているため、エン
ジン１１の回転数の急激な変化により、ヒーターコア２
７に流入する冷却液の量が急激に増大し、ヒーターコア
２７の内圧が通常の数倍になるため、ヒーターコア２７
に高い耐圧性が要求され、ヒーターコア２７の製造コス
トが増大するという問題があった。

【０００７】また、このような自動車用暖房システムに
配置される従来のウオーターポンプ１７では、ウオータ
ーポンプ１７の能力が低く、流量を増大すると、例え
ば、キャビテーションが発生するため、ヒーターコア２
７に、充分な量の冷却液を流入させることができず、充
分な暖房熱量を得ることが困難であるという問題があっ
た。

【０００８】本発明は、上記のような問題を解決したも
ので、ヒーターコアに必要な耐圧強度を低下することが
できるとともに、ヒーターコアへの冷却液の供給量を増
大することができる自動車用暖房システムを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる自動車用
暖房システムは、ラジエータで冷却された冷却液をウオ
ーターポンプを介してエンジンに供給する冷却液供給管
路と、前記エンジンを冷却した冷却液を前記ラジエータ
に循環させる冷却液戻り管路と、前記エンジンを冷却し
た冷却液をヒーターコアを介して前記ウオーターポンプ
の上流側に循環させるヒーター管路とを備えた自動車用
暖房システムにおいて、前記ウオーターポンプに、高流
量型のウオーターポンプを使用するとともに、前記冷却
液供給管路の前記ウオーターポンプ上流側に、噴流ポン
プのノズル側通路を介挿し、前記噴流ポンプのノズルバ
イパス側通路入口側に前記ヒーター管路の下流側端を接
続し、さらに、前記冷却液戻り管路と、前記冷却液供給
管路の前記噴流ポンプ上流側とを接続して、バイパス制
御弁の介挿されるバイパス管路を形成してなるものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明の自動車用暖房システムでは、バイパス
制御弁を開にすると、冷却液戻り管路の冷却液の一部が
バイパス管路側に流れ、バイパス制御弁，冷却液供給管
路を通り噴流ポンプに流入し、噴流ポンプ内において、
ヒーターコアで熱交換された比較的低温の冷却液と混合
される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例に
ついて説明する。図１および図２は、本発明の自動車用
暖房システムの一実施例を示しており、図において符号
３１はエンジンを、符号３３はラジエータを示してい
る。ラジエータ３３のアウトレットパイプ３５には、ラ
ジエータ３３で冷却された冷却液を、ウオーターポンプ
３７を介して、エンジン３１に供給する冷却液供給管路
３９が接続されている。

【００１２】また、ラジエータ３３のインレットパイプ
４１には、エンジン３１を冷却した冷却液をラジエータ
３３に循環させる冷却液戻り管路４３が接続されてい
る。冷却液戻り管路４３には、サーモスタット４５が介
挿されている。そして、サーモスタット４５から分岐し
て、ヒーターコア４７の介挿されるヒーター管路４９
が、冷却液供給管路３９のウオーターポンプ３７上流側
に接続されている。

【００１３】しかして、この実施例では、冷却液供給管
路３９のウオーターポンプ３７上流側に、図３および図
４に示すように、噴流ポンプ５１のノズル側通路５３が
介挿されている。また、噴流ポンプ５１のノズルバイパ
ス側通路５５の入口側に、ヒーター管路４９の下流側端
が接続されている。

【００１４】そして、冷却液戻り管路４３と、冷却液供
給管路３９の噴流ポンプ５１上流側とを接続して、バイ
パス制御弁５７の介挿されるバイパス管路５９が形成さ
れている。また、この実施例では、ウオーターポンプ３
７には、本出願人等が先に特願平３−９８９４１号とし
て出願した高流量，高揚程型の高効率ウオーターポンプ
が使用されている。

【００１５】このウオーターポンプ３７は、図５に示す
ように、吸入口１１１を有するエンジンブロック側の壁
１１２に取り付けられている。ポンプハウジング１１４
は、ボリュートケーシング１１３を有しており、ポンプ
ハウジング１１４の円筒状突出部に、回転軸１１５が、
ベアリング１１６により回転可能に支持されている。

【００１６】ポンプハウジング１１４内の回転軸１１５
の一端には、羽根１２５を有する羽根車１２０が固定さ
れている。この羽根車１２０とベアリング１１６との間
の回転軸１１５の外周に、メカニカルシール１１８が装
着されている。回転軸１１５の他端には、プーリー取付
けフランジ１１９が固定されており、回転軸１１５に
は、このフランジ１１９に取りつけたプーリー（図示省
略）を介してエンジン３１のクランシャフトから回転力
が伝達される。

【００１７】図６および図７は、上述したウオーターポ
ンプの羽根車１２０の詳細を示すもので、この羽根車１
２０は、回転軸１１５に嵌合するボス１２３に連なるシ
ュラウド１２４の子午面形状が凹形の円弧状回転面とし
て形成されている。そして、各羽根１２５の入口形状
は、次のように形成されている。すなわち、羽根入口縁
１２６が取りつくボスシュラウド１２４ａは回転軸線Ｌ
にほぼ平行な円筒状に形成され、そしてボスシュラウド
側羽根入口縁１２６ａはこの入口側ボスシュラウド面１
２４ａへなめらかに連続し、かつ羽根目玉部（羽根入口
径r _io）へ大きく張り出すようにすると共に、ケーシン
グ側または羽根入口チップ側の羽根入口縁１２６ｂは回
転軸線に対しほぼ直角の状態にされている。

【００１８】さらに、羽根入口縁１２６は、これらのボ
ス側羽根入口縁１２６ａとケーシング側羽根入口縁１２
６ｂの間を上流側に凸形をなす円弧状のなめらかな曲線
によって形成されている。この羽根入口縁１２６の入口
角は、ボスシュラウド１２４ａに取りつく羽根入口縁１
２６ａでほぼ０°であり、ケーシング側１２６ｂではほ
ぼ従来の設計で計算される角度に設定され、その際ボス
側とチップ側の間の入口角はなめらかに変化した形状に
なっている。

【００１９】そして、このような羽根入口１２６の形状
から羽根出口端１２７までなめらかな曲面で結んで羽根
１２５が形成されている。このようなウオーターポンプ
３７では、キャビテーション特性を従来より大幅に改善
することができ、羽根車内損失を最小として最良のポン
プ特性を得ることができる。

【００２０】上述したように構成された自動車用暖房シ
ステムでは、バイパス制御弁５７が開とされている時に
は、ラジエータ３３で冷却された冷却液は、ウオーター
ポンプ３７により吸引され、冷却液供給管路３９を通
り、噴流ポンプ５１において、ヒーターコア４７側から
の冷却液と混合され、エンジン３１内に流入し、エンジ
ン３１を冷却した後、サーモスタット４５を通り、冷却
液戻り管路４３からその一部がラジエータ３３に循環
し、残りがバイパス管路５９から噴流ポンプ５１に循環
される。

【００２１】そして、エンジン３１の起動時のように、
冷却液の温度が低い時には、サーモスタット４５により
冷却液戻り管路４３が閉じられ、冷却液は、バイパス管
路５９を通り冷却液供給管路３９に循環される。なお、
バイパス制御弁５７の開度の調整は、エンジン３１から
流出する冷却液の温度に基づいて行われ、冷却液の温度
が高い時には、バイパス制御弁５７の開度が絞られ、ラ
ジエータ３３側に流れる冷却液の量が増大され、冷却液
の温度が低い時には、バイパス制御弁５７の開度が大き
くされ、ラジエータ３３側に流れる冷却液の量が減少さ
れる。

【００２２】そして、バイパス制御弁５７の開度が大き
くされ、ラジエータ３３側に流れる冷却液の量が減少さ
れると、ヒーター管路４９側への冷却液の流量が増大
し、暖房熱量が増大される。しかして、以上のように構
成された自動車用暖房システムでは、ウオーターポンプ
３７に、高流量型のウオーターポンプを使用するととも
に、冷却液供給管路３９のウオーターポンプ３７上流側
に、噴流ポンプ５１のノズル側通路５３を介挿し、噴流
ポンプ５１のノズルバイパス側通路５５入口側にヒータ
ー管路４９の下流側端を接続し、さらに、冷却液戻り管
路４３と、冷却液供給管路３９の噴流ポンプ５１上流側
とを接続して、バイパス制御弁５７の介挿されるバイパ
ス管路５９を形成したので、ヒーターコア４７に必要な
耐圧強度を低下することができるとともに、ヒーターコ
ア４７への冷却液の供給量を増大することが可能とな
る。

【００２３】すなわち、以上のように構成された自動車
用暖房システムでは、バイパス制御弁５７を開にする
と、冷却液戻り管路４３の冷却液の一部がバイパス管路
５９側に流れ、バイパス制御弁５７，冷却液供給管路３
９を通り噴流ポンプ５１に流入し、噴流ポンプ５１内に
おいて、ヒーターコア４７で熱交換された比較的低温の
冷却液と混合されるため、エンジン３１とウオーターポ
ンプ３７とを循環する閉回路が形成され、従って、エン
ジン３１の回転数が急激に変化した時にも、ヒーターコ
ア４７に流入する冷却液の量が急激に増大することがな
くなり、ヒーターコア４７の内圧の異常上昇が解消され
る。

【００２４】この結果、ヒーターコア４７に必要な耐圧
強度を低下することができ、ヒーターコア４７の製造コ
ストを低減することが可能となる。また、上述した実施
例では、図５ないし図７に示した高流量型のウオーター
ポンプ３７を使用したので、キャビテーションを発生す
ることなくヒーターコア４７に、充分な量の冷却液を流
入させることができ、充分な暖房熱量を容易に得ること
が可能となる。

【００２５】なお、以上述べた実施例において、バイパ
ス制御弁５７の開度調整は、エンジン３１の流出側の冷
却液の温度に基づいて自動的に調整するように構成して
も良く、また、手動操作により必要暖房熱量に応じて調
整するようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の自動車用暖
房システムでは、ヒーターコアに必要な耐圧強度を低下
することができるとともに、ヒーターコアへの冷却液の
供給量を増大することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用暖房システムの一実施例を示
す配管系統図である。

【図２】図１の自動車用暖房システムを示す側面図であ
る。

【図３】図１の噴流ポンプを示す断面図である。

【図４】図２のウオーターポンプおよび噴流ポンプ近傍
の詳細を示す説明図である。

【図５】図１のウオーターポンプを示す断面図である。

【図６】図５のウオーターポンプの羽根車を示す正面図
である。

【図７】図６の羽根車の中心軸線に沿う断面図である。

【図８】従来の自動車用暖房システムを示す配管系統図
である。

【符号の説明】

３１エンジン３３ラジエータ３７ウオーターポンプ３９冷却液供給管路４３冷却液戻り管路４７ヒーターコア４９ヒーター管路５１噴流ポンプ５３ノズル側通路５５ノズルバイパス側通路５７バイパス制御弁５９バイパス管路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ラジエータ（３３）で冷却された冷却液
をウオーターポンプ（３７）を介してエンジン（３１）
に供給する冷却液供給管路（３９）と、前記エンジン
（３１）を冷却した冷却液を前記ラジエータ（３３）に
循環させる冷却液戻り管路（４３）と、前記エンジン
（３１）を冷却した冷却液をヒーターコア（４７）を介
して前記ウオーターポンプ（３７）の上流側に循環させ
るヒーター管路（４９）とを備えた自動車用暖房システ
ムにおいて、前記ウオーターポンプ（３７）に、高流量
型のウオーターポンプ（３７）を使用するとともに、前
記冷却液供給管路（３９）の前記ウオーターポンプ（３
７）上流側に、噴流ポンプ（５１）のノズル側通路（５
３）を介挿し、前記噴流ポンプ（５１）のノズルバイパ
ス側通路（５５）入口側に前記ヒーター管路（４９）の
下流側端を接続し、さらに、前記冷却液戻り管路（４
３）と、前記冷却液供給管路（３９）の前記噴流ポンプ
（５１）上流側とを接続して、バイパス制御弁（５７）
の介挿されるバイパス管路（５９）を形成してなること
を特徴とする自動車用暖房システム。