JPH0214964Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動車等の排熱を用いる室内暖房装置
に係り、特にヒートパイプを用い排気ガスの排熱
により暖房するようにした室内暖房装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、自動車のエンジン排気ガスの熱を利用し
て自動車内の暖房を行なうようにした車内暖房装
置としては、エンジンの排気管内にヒートパイプ
の受熱部を配置するとともに、暖房用エアダクト
内にヒートパイプの放熱部を配置し、排気ガスの
熱をヒートパイプを用いてエアダクト内の空気に
伝えるようにしたものが知られている（特開昭52
−24617号公報）。

この形式のヒートパイプ式暖房装置では、ヒー
トパイプの内部に非凝縮性ガスが発生すると、こ
のガスはヒートパイプ内部の作動流体の蒸気流に
より上昇し、放熱部とその上部の上ヘツダー部に
溜まるようになる。ところで、従来のヒートパイ
プ式暖房装置では、上ヘツダー部に開閉弁が設け
られていて、この開閉弁は、温度が所定温度以下
になつた時に開くようになつており、開閉弁の開
放時にガスの放出が行われる。

（考案が解決しようとする課題） ところが、上記従来の構成は、ヒートパイプが
作動中にその内部に非凝縮性ガスが溜まり、放熱
部の温度が下つた場合に開閉弁が開いてガスが放
出される点で有効であるが、ヒートパイプが非作
動状態で放熱部の温度が下つた場合にも開閉弁が
開いて作動流体が放出されてしまうことがあり好
ましくない。

本考案は上述の問題点を解決するためになされ
たもので、その目的は、ヒートパイプの非作動状
態でヒートパイプの内部が外部に連通してしまう
ことがなく、ヒートパイプの作動中に非凝縮性ガ
ス発生のために放熱部温度が低下した時にのみヒ
ートパイプ内部を外部に連通させてガスの放出を
行うことができるヒートパイプ式室内暖房装置を
得ることにある。

（課題を解決するための手段） 本考案によれば、排気管内に配置され、排気管
内を流れる排気の排熱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、この受熱部で
加熱されて蒸発した作動流体を暖房用エアダクト
内に配したヒートパイプの放熱部に導くヒートパ
イプの蒸気通路管とを備えたヒートパイプ式室内
暖房装置において、前記放熱部に放出管を接続
し、この放出管に、所定温度以下の温度を放熱部
内で検出した時に開放される開閉弁と、放熱部内
の圧力が所定圧以上になつた時に開放されるリリ
ーフ弁とが直列に接続される。

（作用） 以上の構成により、非凝縮性ガスがヒートパイ
プ内に溜まつて熱輸送量が少なくなり放熱部温度
が所定温度以下になり、しかもヒートパイプが差
動中でヒートパイプ内に所定値以上の圧力が存在
している場合にのみ、開閉弁とリリーフ弁の両方
が開いてガスが放出され、ガスの放出により熱輸
送量が増加して放熱部温度が上昇すると開閉弁が
閉じてヒートパイプ内部が外気との連通を断たれ
る。また、ヒートパイプの非作動中は、放熱部温
度が低下しても、ヒートパイプ内圧力低下のため
リリーフ弁が閉じ続け、ヒートパイプは外気に連
通しない。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

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を示し、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フイン３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等
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し、受熱部２の軸心
部を通つて後述する放熱部５側に送出されるよう
になつている。

一方、図示しない自動車室内に暖房空気を送給
するエアダクト４内には、熱交換用の多数のフイ
ン６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で蒸気となつた作動流
体は、ヒートパイプの蒸気通路管７を通つてこの
放熱部５に導かれるようになつている。そして、
この放熱部５において放熱し凝縮して液化した作
動流体は、前記蒸気通路管７の下流端下面に形成
した作動液溜り８に集められるようになつてい
る。

この作動液溜り８の下端には、ヒートパイプの
作動液戻り管９の上端部が接続されており、この
作動液戻り管９の下端部は、前記蒸気通路管７の
上流端に接続され、液化した作動流体を前記受熱
部２内の周面部に戻すようになつている。そし
て、この作動液戻り管９の上下方向中央部よりも
下方位置には、液化した作動流体の受熱部２への
戻り量を制御する制御弁１０が設けられており、
また前記蒸気通路管７の途中の作動液戻り管９が
接続された部位よりも下側の部分には、前記排気
管１の振動を蒸気通路管７および作動液戻り管９
に伝えないようにするための振動吸収ベローズ１
１が設けられている。

放熱部５の上部には上ヘツダー１２が接続され
て放熱部５と連通しており、上ヘツダー１２には
放出管１３が接続されている。この放出管１３に
は開閉弁１４およびリリーフ弁１５が直列に挿入
されている。開閉弁１４は、放熱部５内温度、す
なわち上ヘツダー１２内温度が、例えば90℃以下
になつた時にそれをセンサー１６により検出して
開くように構成されている。また、リリーフ弁１
５は、放熱部５内圧力、すなわち上ヘツダー１２
内圧力が、例えば２Kg／cm²以上に上昇した時に内
外の圧力差により開くように構成されている。そ
して、開閉弁１４、リリーフ弁１５の両方が開く
と、ヘツダー１２内は大気に連通するようになつ
ている。

次に作用を説明する。

排気管１内に配されたヒートパイプの受熱部２
は、排気管１内を流れる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、受熱部２の軸心部を通つて送出さ
れ、蒸気通路管７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
凝縮降圧し、液化した作動流体は、その自重によ
り放熱部５を流下し作動液溜り８に集められる。
作動液溜り８に集められた作動流体は、作動液戻
り管９を通つて受熱部２内の周面部に戻される。

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。これにより、エアダクト４内を
通つて車内に吐出される温風の温度は次第に上昇
することになる。

以上のようにして、ヒートパイプが受熱部２か
ら放熱部５へ熱を輸送してエアダクト４内の空気
に熱を与えるように作動している間に、ヒートパ
イプ内に非凝縮性ガスが発生すると、それは作動
流体の蒸気流により放熱部５へ送られ、主として
上ヘツダー部１２内に溜まる。このように非凝縮
性ガスが溜まると、それにより熱輸送が妨げられ
るため、放熱部５および上ヘツダー部１２の温度
が低下する。

このようにして上ヘツダー部１２の温度が例え
えば90℃以下に下降すると、センサー１６がそれ
を検知して開閉弁１４を開放させる。この時、ヒ
ートパイプは作動中のため、その内部の圧力（絶
対圧力）は例えば２Kg／cm²以上に達し、したがつ
て内外の圧力差によりリリーフ弁１５は開放して
いる。このため、放出管１３は大気に連通し、ヒ
ートパイプ内の非凝縮性ガスは放出管１３を経て
大気に放出される。これによつて、ヒートパイプ
内での放熱部５への熱輸送が盛んになり、放熱部
５の温度が上昇して90℃を超え、センサー１６か
らの信号で開閉弁１４は閉じてヒートパイプ内部
は外気との連通を断たれる。以上のように、放出
管１３が開放するためにヒートパイプ内部に所定
値以上の外気との圧力差が存在し、ヒートパイプ
が作動していることが必要条件となる。

すなわち、ヒートパイプが非作動状態にある時
は、それによつて上ヘツダー１２内の温度が90℃
以下に低下して開閉弁１４が開いても、ヒートパ
イプ内圧力の不足によりリリーフ弁１５は閉じた
ままで、放出管１３は閉じたままに保たれ、ヒー
トパイプ内部は大気に連通せず、内部の作動流体
が外部へ放出されることがない。

なお、上ヘツダー１２内の温度の検知は種々の
手段で行うことができる。例えば、開閉弁１４
は、形状記憶合金、バイメタル、ワツクス等を用
いる弁とすることができる。

以上のように構成することにより、ヒートパイ
プはボイルオフ機能を有することになり、ヒート
パイプ内を真空引きした後に作動流体を充填した
り、ヒートパイプ内の作動流体をボイルさせて空
気を押し出した後ヒートパイプのシールを行う等
の作業は不要となる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は、ヒートパイプ
を用いて排気管内の排気ガスの熱を暖房用エアダ
クト内の空気に伝えるようにしているので、効率
よく車内を暖房することができる。

また、ヒートパイプが作動中であつて、しかも
ヒートパイプ内部に非凝縮性ガスが発生して温度
低下が起きた時にのみ開閉弁とリリーフ弁が同時
に開いて非凝縮性ガスの排出を行うことができ、
ヒートパイプの非作動中にはリリーフ弁の内外圧
力差不足によりヒートパイプの放出管は閉じたま
まに保たれ、ヒートパイプ内の作動流体の放出が
なされることがない。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示す全体構成図であ
る。 １……排気管、２……ヒートパイプ受熱部、４
……暖房用エアダクト、５……ヒートパイプ放熱
部、７……蒸気通路管、９……作動液戻り管、１
０……制御弁、１１……振動吸収ベローズ、１２
……上ヘツダー、１３……放出管、１４……開閉
弁、１５……リリーフ弁、１６……温度センサ
ー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気管内に配置され、排気管内を流れる排気の
   排熱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、この受熱部で加熱されて蒸発し
   た作動流体を暖房用エアダクト内に配したヒート
   パイプの放熱部に導くヒートパイプの蒸気通路管
   とを備えたヒートパイプ式室内暖房装置におい
   て、前記放熱部に放出管を接続し、この放出管
   に、所定温度以下の温度を放熱部内で検出した時
   に開放される開閉弁と、放熱部内の圧力が所定圧
   以上になつた時に開放されるリリーフ弁とを直列
   に接続したことを特徴とする室内暖房装置。