JPH0126887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は車両暖房装置に係り、特にエンジンの
排熱をヒートパイプにより暖房用エアダクト内に
送つて空気を暖める形式の車両暖房装置に関す
る。

（従来の技術） エンジン排気管内のヒートパイプ受熱部で排気
ガスの熱を吸収し、吸収した熱を暖房用エアダク
ト内のヒートパイプ放熱部で空気に与える形式の
ヒートパイプ式車両暖房装置は公知である（特開
昭52−24617号公報参照）。

この形式の車両暖房装置では、ヒートパイプ自
体は密封型となつており、ヒートパイプ内部には
真空引き後、水、その他の作動流体が封入されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） このようにヒートパイプが密封型であると、何
らかの理由でエンジン排気管内温度が過度に上昇
し、ヒートパイプ内の作動流体の蒸気圧力が過度
に上昇した場合には、ヒートパイプが被壊するこ
とがありうる。

本発明はこのような問題点を解消することを目
的としてなされたものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の車両暖房装
置では、エンジン排気管内の受熱部と暖房用エア
ダクト内の放熱部とを結ぶ作動流体管の途中部分
で受熱側と放熱側を熱交換可能に隔離し、受熱側
を、大気に開放された作動流体貯留タンクに、大
気圧連通管を介して前記途中部分で連通させ、ヒ
ートパイプの受熱側を開放型サーモサイホンとし
て形成する。

（作用） 以上の構成により、エンジン排気管内温度の過
度の上昇によりヒートパイプ内作動流体の蒸気圧
力が過大になる前に、作動流体管の受熱側内の作
動流体が、大気圧連通管を経て作動流体貯留タン
ク内へ流出するので、ヒートパイプの内圧が過大
になることが防止される。なお、作動流体貯留タ
ンク内に貯留された作動流体は、ヒートパイプの
内圧が大気圧以下になると、適当な手段でヒート
パイプ内へ逆流する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図において、１は図示しないエンジンから
の燃焼排気ガスを排出する排気管であり、この排
気管１内には、ヒートパイプの受熱部２が挿入配
置され、その外周面には、外表面積を増大させて
熱交換効率を向上させるために図示を省略したフ
インが設けられている。そして、ヒートパイプ内
に封入された水、その他の作動流体は、この受熱
部２において排気管１内の排気ガスと熱交換して
蒸発するようになつている。

一方、図示しない車内にフアン３により暖房空
気を送給するエアダクト４内には、図示を省略し
た熱交換用フインを有するヒートパイプの放熱部
５が挿入配置されており、前記受熱部２で取入れ
た熱は、受熱部５と放熱部５を結ぶ作動流体管７
を通つてこの放熱部５に導かれるようになつてい
る。

作動流体管７は、受熱部２に直接連なる管７ａ
と、放熱部５に直接連なる管７ｂと、この管７ｂ
の閉鎖端部８を囲む作動流体室７ｃと、作動流体
室７ｃの一端と管７ａの開放端部とを接続する可
撓管７ｄとにより構成されている。可撓管７ｄ
は、例えばゴム、合成樹脂等からなる単なる直管
でもよいし、またはベローズの形態をなしていて
もよい。作動流体管７は、このように受熱側と放
熱側が途中の前記閉鎖端部８と作動流体室７ｃの
部分で熱交換可能に隔離されており、受熱側と放
熱側の作動流体が互いに混じり合うことはない。

作動流体室７ｃには大気圧連通管９の一端が接
続されており、その他端は作動流体貯留タンク１
０内に開放している。大気圧連通管９は例えば細
管により構成するのがよい。このタンク１０には
孔のある蓋１０ａを施しておくのが好ましい。

次に、作用について説明する。

エンジン排気管１内に配されたヒートパイプの
受熱部２は、エンジン排気ガスにより加熱され、
受熱部２内の作動流体はその熱を吸収して蒸気と
なる。そして、蒸気となつて昇圧した作動流体
は、作動流体管７の軸心部を通つて送出され、作
動流体室７ｃ内に送られ、ここで放熱側の閉鎖端
部の閉鎖端部８内の作動流体を加熱し、これによ
り、放熱側の作動流体は蒸気となつて管７ｂの軸
心部を通つて放熱部５に導かれる。

放熱部５に導かれた作動流体は、ここでエアダ
クト４内を流れる冷風との間で熱交換を行なつて
凝縮し、液化した作動流体は、その自重により管
７ｂの閉鎖端部８にまで流下し、そこで作動流体
室７ｃ内の蒸気と熱交換する。一方、作動流体室
７ｃ内で凝縮した作動流体は、可撓管７ｄおよび
管７ａの周壁内面に沿つてさらに流下し受熱部２
内に戻される。

以後、前記するサイクルが繰返されてエアダク
ト４内の冷風は加熱され、温風となつて図示しな
い車内に吐出される。そして、車内に吐出された
温風は、所要の通路を介してエアダクト４の上流
端に戻され、エアダクト４内を通つて再び放熱部
５で加熱される。

以上のようにしてヒートパイプが動作して暖房
が行われている時に、エンジン排気管１内の温度
が異常に上昇する等の事態が起き、これに伴つて
ヒートパイプ受熱部２への入熱量が多くなり、ヒ
ートパイプの内圧が過度に上昇したとする。

このような場合、作動流体室７ｃ内の蒸気圧力
は大気圧連通管９の内部の流通抵抗に打勝ち、作
動流体の蒸気は大気圧連通管９を通つて作動流体
貯留タンク１０内へ流出する。これにより、ヒー
トパイプ内の圧力が過度に上昇するのを防ぐこと
ができる。そして、作動流体貯留タンク１０内で
は作動流体が液化し、大気圧連通管９の先端を塞
ぐ。したがつて、大気圧連通管９の内部に大気が
流入することはない。

以上のようにして、過度の圧力上昇が防止さ
れ、しかもエンジン排気管１内の異常な温度上昇
が停止すると、ヒートパイプの内圧が下つてく
る。そして、エンジンの運転停止によりその内圧
が大気圧以下になると、作動流体は貯留タンク１
０内から大気圧連通管９を経て逆流し、再びヒー
トパイプ内へ戻る。

以上のような作用により、受熱部２での受熱が
過大になつた場合でも、自動的にヒートパイプの
内圧が調整され、その破壊が防止され、しかも作
動流体の流出により放熱部５での放熱量が過大に
なることが抑えられる。また、ヒートパイプ内部
はその受熱側が大気圧連通管９の流通抵抗により
圧力が調節され、これに伴い放熱側の圧力も調整
される。

一方、ヒートパイプの受熱側内部が大気圧に連
通可能となつているので、従来の真空密封型ヒー
トパイプの場合に比し、組立てが容易である。ま
た、図示のように作動流体管７を受熱側と放熱側
に分割して構成することにより車への組込みが容
易になり、可撓管７ｄにより、排気管１の側から
の振動を断つことができる。

第２図および第３図には本発明の他の実施例を
示す。この実施例では、第１図の大気連通管９の
代りに逆止弁１１を有する大気圧連通管９Ａが用
いられている。

逆止弁１１は、例えば第３図に示すように、作
動流体貯留タンク１０へ向かう方向にのみ開く逆
止弁体１１ａと、作動流体室７ｃへ向かう方向に
のみ小さな圧力差で開く逆止弁体１１ｂを並列に
接続して構成することができる。逆止弁体１１ａ
は、作動流体管７の作動流体室７ｃ内の作動流体
圧力が例えば１気圧を超えた時に開放するように
設定することができる。逆止弁体１１ａの開放圧
力は例えば1.5気圧、２気圧等任意の値に設定す
ることもできる。

この実施例においては、ヒートパイプ受熱部２
の入熱量が多くなりヒートパイプの内圧が過度に
上昇した場合、作動流体室７ｃ内の蒸気圧力によ
り、逆止弁１１の逆止弁体１１ａが開き、作動流
体の蒸気は大気圧連通管９を通つて作動流体貯留
タンク１０内へ流出する。これにより、ヒートパ
イプ内の圧力が過度に上昇するのを防ぐことがで
きる。そして、作動流体貯留タンク１０内では作
動流体が液化し、大気圧連通管９の先端を塞ぐ。
したがつて、大気圧連通管９の内部に大気が流入
することはない。

以上のようにして、過度の圧力上昇が防止さ
れ、しかもエンジン排気管１内の異常な温度上昇
が停止すると、ヒートパイプの内圧が下つてく
る。そして、エンジンの運転停止によりその内圧
が大気圧以下になると、逆止弁体１１ｂが開き、
作動流体は貯留タンク１０内から逆流し、再びヒ
ートパイプ内へ戻る。

この実施例では、ヒートパイプ内部はその受熱
側が逆止弁１１により圧力が調節され、これに伴
い放熱側の圧力も調整される。例えば逆止弁体１
１ａの開放圧力を１気圧に設定した場合には、作
動流体が水であればその温度は100℃を超えるこ
とがない。そして、このようにヒートパイプの内
圧調整ができることによつて、受熱側作動流体の
最高温度（蒸発温度）を調整することができ、し
たがつて、放熱側の入熱部温度を上昇させてヒー
トパイプの性能を向上させたり、最高温度を抑え
て熱分解し易いフロン系やアルコール系の流体や
不凍液を作動流体として自由に用いることができ
るようになる。

以上に述べた実施例では、ヒートパイプの内圧
が下つた時に、作動流体は貯留タンク１０から大
気圧連通管９または９Ａを経てヒートパイプ内へ
戻るようになつているが、それに代つて、第２図
に示すように、貯留タンク１０からヒートパイプ
内へ専用の逆流管１２を用いて作動流体を戻すよ
うにしてもよい。逆流管１２には貯留タンクへの
逆留を防ぐ逆止弁１３を設ける。逆流管１２は受
熱部２の近傍へ直接接続するのがよい。なお、こ
の実施例では逆止弁１１の逆止弁体１１ｂは省略
する。

第４図は本発明の変形実施例を示す。この例で
は、大気連通管９Ａの途中に冷却器１４が設けら
れている。放出蒸気量が多い時には、この冷却器
１４で放出蒸気が凝縮する。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、暖房用ヒートパイ
プの受熱側の内部を大気圧連通管により作動流体
貯留タンクに接続したことにより、ヒートパイプ
内圧が所定値以上になつた時に、作動流体を外部
へ逃してヒートパイプの破壊を防ぐとともに放熱
部での放熱量の過度の増加を防ぐことができ、し
かもヒートパイプ内の圧力を任意に設定できるこ
とにより、使用する作動流体を任意に選んだり、
ヒートパイプの性能を向上させたりすることが可
能となる。また、本発明では、作動流体貯留タン
クがあるため、大気がヒートパイプ内に侵入する
のを防ぎつつ、一旦流出した作動流体をヒートパ
イプ内へ逆流により戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両暖房装置の一実施例の配
管図、第２図は本発明の他の実施例の配管図、第
３図は第２図に示す逆止弁の説明図、第４図は第
２図の変形例の部分図である。例の配管図であ
る。 １……エンジン排気管、２……受熱部、３……
フアン、４……エアダクト、５……放熱部、７…
…作動流体管、７ｃ……作動流体室、７ｄ……可
撓管、８……閉鎖端部、９，９Ａ……大気圧連通
管、１０……作動流体貯留タンク、１１，１３…
…逆止弁、１２……逆流管、１４……冷却器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン排気管内に配置され排気ガスにより
   内部の作動流体が加熱されるヒートパイプの受熱
   部と、暖房用エアダクト内に設けたヒートパイプ
   の放熱部と、受熱部で加熱されて蒸発した作動流
   体を放熱部に導き、放熱部で放熱して凝縮した作
   動流体を受熱部に戻すように受熱部と放熱部を接
   続するヒートパイプの作動流体管とを有する車両
   暖房装置において、前記作動流体管の途中部分で
   受熱側と放熱側を熱交換可能に隔離し、受熱側
   を、大気に開放された作動流体貯留タンクに、大
   気圧連通管を介して前記途中部分で連通させたこ
   とを特徴とする車両暖房装置。 ２ 大気圧連通管が逆止弁を有し、逆止弁が、作
   動流体貯留タンクへ向かう方向にのみ開く第１の
   逆止弁体と、その逆方向にのみ開く第２の逆止弁
   体とを並列に有している特許請求の範囲第１項記
   載の車両暖房装置。 ３ 大気圧連通管が細管である特許請求の範囲第
   １項記載の車両暖房装置。 ４ エンジン排気管内に配置され排気ガスにより
   内部の作動流体が加熱されるヒートパイプの受熱
   部と、暖房用エアダクト内に設けたヒートパイプ
   の放熱部と、受熱部で加熱されて蒸発した作動流
   体を放熱部に導き、放熱部で放熱して凝縮した作
   動流体を受熱部に戻すように受熱部と放熱部を接
   続するヒートパイプの作動流体管とを有する車両
   暖房装置において、前記作動流体管の途中部分で
   受熱側と放熱側を熱交換可能に隔離し、受熱側
   を、大気に開放された作動流体貯留タンクに、該
   貯留タンクへ向かう方向にのみ開く逆止弁を有す
   る大気圧連通管を介して前記途中部分で連通さ
   せ、作動流体貯留タンクを逆止弁を有する逆流管
   を介してヒートパイプの受熱部近傍と接続したこ
   とを特徴とする車両暖房装置。