JP5013130B2 - 乗物用の暖房／給湯複合システム - Google Patents

Description

本発明は、乗物用の暖房／給湯複合システム、及び暖房／給湯複合システムを備えた乗物に関する。

上述の暖房／給湯複合システムを、例えば、キャンパーバン、モーターホーム、船等における暖房及び給湯のために使用してもよい。

そのような乗物用の暖房／給湯複合システムは、例えば、特許文献１から知られている。必要に応じて、空気流を加熱するための空気加熱器を空気流体熱交換器に接続し、それを介して、ヒートシンクに熱を排出することができる。ヒートシンクは、例えば、生活用水用の装置であってもよい。これにより、使用する必要のあるエネルギー源が一つのみである乗物用の暖房／給湯複合システムを設けてもよい。
独国実用新案第２０ ２００４ ００３ ９１４ Ｕ１号明細書

本発明の目的は、動作中安全であり、エネルギー効率が高く、使用者が快適に取り扱える乗物用の暖房／給湯複合システムを提供することにある。

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に特徴付けられる。

第１の特徴によれば、本発明は、乗物用の暖房／給湯複合システムにおいて、空気加熱装置と、前記空気加熱装置と乗物の暖房される内部とを空気を介して接続する少なくとも一つのエアダクトと、前記空気加熱装置において加熱された空気を前記乗物の暖房される内部に導入し得るファンと、前記空気加熱装置の内室に配置された貯湯槽と、前記貯湯槽と前記乗物に配置された水栓とを水を媒体として接続する第１のパイプダクトと、前記貯湯槽と貯水タンクとを水を媒体として接続する第２のパイプダクトと、を備え、前記パイプダクトの少なくとも一つが前記エアダクトの一つの中に配置されていることを特徴とする。

まず、これにより、少なくとも一つのエアダクト内に配置された少なくとも一つのパイプダクトの温度制御を達成し得る。これは、一般的に、暖房／給湯複合システムが休止中であるとき、給湯システムのパイプダクト内にある水の温度が周囲温度に戻るので、特に有利である。少なくとも一つのエアダクト内へのパイプダクトの配置によって、これを回避することが可能である。なぜなら、この場合パイプダクトの外面に温度が制御された空気を流すことができるためである。更に、エアダクト及びパイプダクトの組み合わせを、場所をとらない設計とすることが可能となる。

本発明の好ましい実施形態では、前記第１のエアダクトが前記空気加熱装置の下流かつ前記乗物の暖房される内部の上流に配置され、前記パイプダクトの少なくとも一つが前記第１のエアダクトの中に配置されている。これにより、空気加熱装置からの熱によって、エアダクト内に配置されたパイプダクトの温度制御が可能となる。これは、空気加熱装置が低温加熱装置である場合、少なくとも一つのパイプダクトの温度を、空気加熱装置によって加熱された空気の温度に適合させることがとりわけ単純な方法で可能となるので、特に有利である。暖房／給湯複合システムが休止中である場合には、暖房／給湯複合システムの配置に応じて、暖房／給湯複合システムと乗物の暖房される内部との間に対流を生み出すことによって、少なくとも一つのパイプダクトの外面に暖かい空気を流すことができるので、温度を制御することができる。

本発明の特に好ましい別の実施形態では、前記第２のエアダクトが前記空気加熱装置の上流かつ前記乗物の暖房される内部の下流に配置され、前記パイプダクトの少なくとも一つが前記第２のエアダクトの中に配置されている。これにより、乗物の暖房される内部からの熱による、少なくとも一つのパイプダクトの特に均一な温度制御が可能となる。このようにして、乗物の暖房される内部からの熱が、少なくとも一つのパイプダクトの周りを流れて、前記パイプダクトの温度を制御してもよい。暖房／給湯複合システムが休止中である場合には、この実施形態では、暖房／給湯複合システムと乗物の暖房される内部との間に対流を生み出すことも可能であるので、少なくとも一つのパイプダクトの外面に高温空気を流すことができ、温度を制御することができる。

本発明の好ましい別の実施形態では、前記空気加熱装置が液体燃料によって動作し得る加熱装置を含んでいる。この場合、暖房／給湯複合システムは、乗物用の燃料としても使用される燃料、例えばガソリン又はディーゼル燃料によって動作し得るので、特に有利である。これにより、ガソリンやディーゼル燃料によって動作する暖房／給湯システムに、少なくとも一つのパイプダクトのエアダクト内への配置を使用することが可能である。

第２の特徴によれば、本発明は、暖房／給湯複合システムを備えた乗物であって、前記暖房／給湯複合システムが前記乗物の外面に配置されていることを特徴とする。これにより、特にサイズ及び形状に関して、暖房／給湯複合システムの設計の自由度を相当広げることが可能となる。更に、乗物の暖房される内部に、乗物の乗員用のスペースがよりもたらされ得る。好ましくは、暖房／給湯複合システムは、乗物の下又は乗物の上に配置される。それゆえ、暖房／給湯複合システムと乗物の暖房される内部との間に対流を生み出すことが可能となるので、少なくとも一つのエアダクト内に配置された少なくとも一つのパイプダクトの周りを高温空気が流れて、温度が制御される。

本発明の実施形態を、以下概略的な図面を参照して説明する。

同じ構成又は機能の要素には、全図にわたって同じ参照符号を付して示してある。

図１は、乗物１２用の暖房／給湯複合システム１０の第１の実施形態の概略図を示す。暖房／給湯複合システム１０は、空気加熱装置１４、第１のエアダクト２０及び第２のエアダクト２２を有し、第１のエアダクト及び第２のエアダクトにより、乗物１２、特に乗物１２の暖房される内部３０に、空気を介して接続される。空気加熱装置１４の内室１５に、貯湯槽１６、加熱装置１７及びファン１８が配置されている。貯湯槽１６は、乗物１２で用いる温水を貯蔵するために使用される。

加熱装置１７は、電気加熱装置であっても、化石燃料、特に気体燃料や液体燃料を燃焼させる加熱装置であってもよい。特に、例えばガソリンやディーゼル燃料等の、乗物１２を動作させるための原動機燃料として既に使用されている液体燃料によって加熱装置１７を動作させてもよい。

空気加熱装置１４に配置されるファン１８は、加熱装置１７の流れ方向の上流に配置されても下流に配置されてもよい。ファン１８は、空気加熱装置１４の外側、例えば乗物１２の暖房される内部３０に配置されてもよい。

第１のエアダクト２０、第２のエアダクト２２及び空気加熱装置１４は断熱層２６を備え、それによって空気加熱装置１４並びに第１のエアダクト２０及び第２のエアダクト２２の熱損失が低減されてもよい。断熱層２６は、第１のエアダクト２０、第２のエアダクト２２及び空気加熱装置１４の部分的領域にのみ配置されてもよい。

貯水タンク３２が、乗物１２に配置される。貯水タンク３２は、好ましくは生活用水を提供する働きをする。貯水タンク３２は、乗物１２の暖房される内部３０の外側又は乗物１２の外側に配置されてもよい。乗物１２には更に水栓３４が配置され、それを介して冷水又は好ましくは空気加熱装置１４によって加熱された生活用水を貯水タンク３２から出すことができる。好ましくは、水栓３４は乗物１２の暖房される内部３０に配置される。しかしながら、水栓３４は乗物１２の他の場所に配置されてもよい。

第１のパイプダクト３６によって、貯湯槽１６と乗物１２に配置された水栓３４とが水を媒体として接続される。貯湯槽１６と貯水タンク３２との間の水を媒体とする接続は、第２のパイプダクト３８がもたらす。パイプダクト３６及び３８は、第２のエアダクト２２の中に配置される。ここで説明する本発明の実施形態では、空気加熱装置１４は乗物１２の外面２８に配置される。しかしながら、その代わりに、空気加熱装置１４は、乗物１２内、特に乗物１２の暖房される内部３０に配置されてもよい。

以下、乗物１２用の暖房／給湯複合システム１０の第１の実施形態の運転モードについて詳細に説明する。

空気加熱装置１４の動作中、乗物１２の内部３０から空気がファン１８によって流れ方向４０に沿って空気加熱装置１４内に導入される。この空気は加熱装置１７を貫流して加熱され、第１のエアダクトを介して流れ方向４２に沿って乗物１２の暖房される内部３０に送られる。更に、加熱装置１７によって貯湯槽１６が加熱される。

例えば夏期等、乗物１２の暖房される内部３０を暖めるための熱が必要でない場合には、加熱装置１７は単に貯湯槽１６を加熱するために使用されてもよい。この場合、空気加熱装置１４を、外気をファン１８によって不図示のフラップを介して周囲から吸い込んで再び周囲に排出するという、外気モードで動作させてもよい。

水栓３４から温水を注ぎ出すと、新鮮な水が貯水タンク３２から貯湯槽１６に流れ、そこでその水が空気加熱装置１４によって加熱されてもよい。空気加熱装置１４の動作中、空気が乗物１２の暖房される内部３０から第２のエアダクト２２を介して空気加熱装置１４に継続的に供給されるとき、水を運ぶパイプダクト３６及び３８の温度は、少なくとも乗物１２の暖房される内部３０の温度に近い温度に維持されてもよい。

空気加熱装置１４が休止中であるとき、加熱される内部３０と空気加熱装置１４の内室１５との空気を介した接続によって、加熱される内部３０、空気加熱装置１４の内室１５、第１のエアダクト２０及び第２のエアダクト２２において同様の温度であることが確保され、空気加熱装置１４のこの動作状態においても、パイプダクト３６及び３８は乗物１２の内部３０の温度に略維持されてもよい。これは特に、この場合パイプダクト３６及び３８にある生活用水の温度が寒い季節でも急激に下がらないように、又は例え冬期でも、生活用水がパイプダクト３６及び３８内で凍結しないようにし得るので、有利である。これは、特に、空気加熱装置１４が半日又は一日という比較的短期間だけ休止中の場合に該当する。

図２に、乗物１２用の暖房／給湯システム１０の第２の実施形態を示す。第１の実施形態とは、空気加熱装置１４の内室１５と乗物１２の暖房される内部３０との間に第３のエアダクト２４が配置され、第３のエアダクト２４の中にパイプダクト３６及び３８が配置される点で、異なる。空気は、第３のエアダクト２４を積極的には、即ちファンによっては、貫流しない。

第３のエアダクト２４内へのパイプダクト３６及び３８の配置は、そのような配置において、例えば第１のエアダクト２０又は第２のエアダクト２２内の不図示の空気フラップが閉鎖されることによって第１のエアダクト２０及び第２のエアダクト２２内の空気流が遮断される場合であっても、高温空気がパイプダクト３６及び３８の外面を流れて前記パイプダクトの温度を制御してもよいので、特に有利である。空気加熱装置１４を、例えば、乗物１２の内部３０の下方に配置すると、貯湯槽１６から空気加熱装置１４の内室１５を経由して排出された熱は、対流によって第３のエアダクト２４を経由してパイプダクト３６及び３８の外面を流れて乗物１２の内部３０まで運ばれてもよい。これにより、パイプダクト３６及び３８の温度を貯湯槽１６から排出された熱によって制御し得ることを達成してもよい。例えば、乗物１２の内部３０の上方への空気加熱装置１４の配置では、乗物１２の暖房される内部３０から空気加熱装置１４の内室１５への対流が形成され得る。これにより、パイプダクト３６及び３８の温度を乗物１２の内部３０の熱によって制御し得る。

図３に示す乗物１２用の暖房／給湯複合システム１０の第３の実施形態では、第１のパイプダクト３６及び第２のパイプダクト３８が、空気加熱装置１４の下流かつ乗物１２の暖房される内部３０の上流にある第１のエアダクト２０の中に配置される。

空気加熱装置１４の動作中、ファン１８により、空気が乗物１２の暖房される内部３０から流れ方向４０に沿って空気加熱装置１４の内室１５に導入される。この空気は、加熱装置１７を貫流して加熱される。加熱された空気は、最終的に第１のエアダクト２０を経由して流れ方向４２に沿って乗物１２の暖房される内部３０に流れる。第１のエアダクト２０内に配置されたパイプダクト３６及び３８の温度が、加熱装置１７から出てくる高温空気流によって制御される。空気加熱装置１４の下流かつ乗物１２の暖房される内部３０の上流にある第１のエアダクト２０内へのパイプダクト３６及び３８の配置は、低温加熱システム、即ち特に空気加熱装置１４を出る際の空気の温度が１００℃よりも低い場合に特に好適で、パイプダクト３６及び３８内の生活用水の温度は水の沸点以下であってよい。

必要に応じてエアダクト２０、２２、２４の一つの中にパイプダクト３６、３８の一方のみが配置される暖房／給湯複合システム１０も本発明に包含されることが理解される。これにより、例えば、貯湯槽１６と乗物１２に配置された水栓３４とを水を媒体として接続する第１のパイプダクト３８のみを、エアダクト２０、２２、２４の一つの中に配置してもよい。その代わりに、貯湯槽１６と貯水タンク３２とを水を媒体として接続する第２のパイプダクト３６のみを、エアダクト２０、２２、２４の一つの中に配置してもよい。これらの場合、パイプダクト３６、３８の他方を、エアダクト２０、２２、２４内を通る案内機構なしに、例えば、貯湯槽１６から直接的に水栓３４へ又は貯水タンク３２へ案内してもよい。

乗物用の暖房／給湯複合システムの第１の実施形態の概略図である。 乗物用の暖房／給湯複合システムの第２の実施形態の概略図である。 乗物用の暖房／給湯複合システムの第３の実施形態の概略図である。

Claims (6)

1. 乗物（１２）用の暖房／給湯複合システム（１０）において、
   空気加熱装置（１４）と、
   前記空気加熱装置（１４）と乗物（１２）の暖房される内部（３０）とを空気を介して接続する少なくとも一つのエアダクト（２０、２２、２４）と、
   前記空気加熱装置（１４）において加熱された空気を前記乗物（１２）の暖房される内部（３０）に導入し得るファン（１８）と、
   前記空気加熱装置（１４）の内室（１５）に配置された貯湯槽（１６）と、
   前記貯湯槽（１６）と前記乗物（１２）に配置された水栓（３４）とを水を媒体として接続する第１のパイプダクト（３６）と、
   前記貯湯槽（１６）と貯水タンク（３２）とを水を媒体として接続する第２のパイプダクト（３８）と、
   を備え、
   前記パイプダクト（３６、３８）の少なくとも一つが前記エアダクト（２０、２２、２４）の一つの中に配置されていることを特徴とする、暖房／給湯複合システム（１０）。
2. 前記第１のエアダクト（２０）が前記空気加熱装置（１４）の下流かつ前記乗物（１２）の暖房される内部（３０）の上流に配置され、前記パイプダクト（３６、３８）の少なくとも一つが前記第１のエアダクト（２０）の中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／給湯複合システム（１０）。
3. 前記第２のエアダクト（２０）が前記空気加熱装置（１４）の上流かつ前記乗物（１２）の暖房される内部（３０）の下流に配置され、前記パイプダクト（３６、３８）の少なくとも一つが前記第２のエアダクト（２０）の中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／給湯複合システム（１０）。
4. 前記空気加熱装置（１４）が液体燃料によって動作し得る加熱装置（１７）を含んでいることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の暖房／給湯複合システム（１０）。
5. 前記加熱装置（１７）は、空気及び前記貯湯槽（１６）における水の両方を加熱することを特徴とする請求項４に記載の暖房／給湯複合システム（１０）。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の暖房／給湯複合システム（１０）を備えた乗物（１２）であって、前記暖房／給湯複合システム（１０）が前記乗物（１２）の外面（２８）に配置されていることを特徴とする、乗物（１２）。

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