JPH0245216A

JPH0245216A - カーヒーター

Info

Publication number: JPH0245216A
Application number: JP63193527A
Authority: JP
Inventors: Kosaburo Negishi; 根岸　鋼三郎
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JPH0459164B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、カーヒーターに関する。

［従来の技術］従来のカーヒーターは、第５図に示す如く、水冷式エン
ジン１との間で、この水冷式エンジン１の冷却水を循環
可能とした熱交換器５を含んでいる。

そして、水冷式エンジン１で加熱された冷却水が循環す
る熱交換器５の所を、外気或は車室内の空気をブロワ９
によって通過させ、この際にこの空気を加熱し、加熱し
た空気を車室内に吐出して、車室の暖房をするように成
っている。

［発明が解決しようとする課題］このように、従来のカーヒーターは、水冷式エンジンの
冷却水を車室の暖房に利用するので、水冷式エンジンを
始動し、この水冷式エンジンが暖まる道、車室を暖房す
ることができない、この時間は、一般に、外気が０゛Ｃ
前後の場合、５〜１５分程度程度気が一２０°Ｃ前後の
場合、２０〜３０分程度か程度、したがって、従来のカ
ーヒーターには、エンジンが暖まる間、乗員が寒い思い
をする不都合がある。

それ故に、本発明の課題は、いちはやく車室の暖房を可
能としたカーヒーターを提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、水冷式エンジ・ンとの間で該水冷式エ
ンジンの冷却水を循環可能とした熱交換器を含むカーヒ
ーターにおいて、上記水冷式エンジンとの間で上記冷却
水を循環可能とした箱体と、該箱体内に配置された過冷
却現象を利用した蓄熱材と、該蓄熱材に備えられ暖房必
要時に作動して上記蓄熱材の過冷却を解除する過冷却解
除装置とを含む蓄熱熱交換装置を上記熱交換器に接続し
、上記蓄熱材は、夫々接続口を有し間隔を置いて配置さ
れた複数の中空体及び上記各接続口間を接続する接続体
を有し、且つ上記各中空体に夫々蓄熱剤及び気体を封入
したものであることを特徴とするカーヒーターが得られ
る。

［作用］水冷式エンジンが暖まっている場合、この水冷式エンジ
ンを通過して暖められた冷却水は、蓄熱熱交換装置を通
過する際に、蓄熱材を加熱する。

この蓄熱材に封入された蓄熱剤は、加熱されると固相か
ら液相に変わり、潜熱の形で蓄熱する。

水冷式エンジンを停止させると、蓄熱材は、自然放熱に
よりその温度を下げる。

一般の物質では、融点と凝固点とが同じ温度になるが、
蓄熱材の蓄熱剤は、その温度が融点より低くなっても、
固体化せずに液相を維持し、いわゆる過冷却現象が生じ
る。蓄熱材の温度は、放熱によって最終的に外気温と同
じ温度になる。しかしながら、この時の放熱は、顕熱だ
けにとどまり、蓄熱材には、依然、潜熱の形で蓄熱され
ている。

再度、車を使用するとき、過冷却解除装置を作動させて
蓄熱材の過冷却を解除すると、蓄熱材の蓄熱剤は、液相
から固相に変わり、この際、潜熱として蓄えられていた
熱を放出する。この結果、蓄熱熱交換装置内で冷却水が
いちはやく暖められる。この加熱された冷却水は、熱交
換器に送込まれ、車室の暖房の熱源に供される。

一方、蓄熱材は、蓄熱剤を気体と共に中空体に封入しで
あるので、この蓄熱剤が加熱等によって膨脹しても、そ
の分、気体の体積が減るため、中空体が膨らむことが無
い、この結果、中空体間の間隔が狭まることが無く、こ
こを通る冷却水の流れが常にスムースに保たれる。

また、蓄熱材は、複数の中空体をそれらの接続口部分で
接続体によって接続しであるので、過冷却解除装置によ
って蓄熱剤の過冷却が一箇所解除されれば、この解除は
、接続体を伝わって、蓄熱材の全体に広がる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例によるカーヒーターを用いた
自動車用暖房システムの回路図である。

第１図を参照して、水冷式エンジン１のウォータージャ
ケット２には、冷却水路Ａによってラジェータ３が接続
されている。この冷却水路Ａには、第１のポンプ４が備
えられている。また、ウォータージャケット２には、冷
却水路Ｂによって熱交換器５が接続されている。冷却水
路Ｂは、ウォータージャケット２の流出ロアの近傍で冷
却水路Ａから分岐し、第１のポンプ４の吸入口８の手前
で冷却水ＲＡと合流している。この冷却水路Ｂには、熱
交換器５に直列に接続された蓄熱熱交換装置６が備えら
れている。熱交換器５の近傍には、ブロア９が備えられ
ている。このブロア９の吸引力によって、外気或は車室
の空気を熱交換器５の所を通過させて加熱し、温風を車
室に送り込むように成っている。冷却水路Ｂ、熱交換器
５、蓄熱熱交換装置６、及びブロア９でカーヒーターが
構成されている。

熱交換器５及び蓄熱熱交換装置６と並列に冷却水路Ｃが
冷却水路Ｂに結合されている。冷却水路Ｃには、第２の
ポンプ１１と、このポンプ１１に直列に接続された第１
の電磁弁１２とが備えられている。

一方、第２の電磁弁１３及び第３の電磁弁１４が冷却水
路Ｂに備えられている。第２の電磁弁１３は、ウォータ
ージャケット２の流出ロアと冷却水路Ｃの一端との間に
配置しである。第３の電磁弁１４は、冷却水路Ｃの他端
と第１のポンプ４の吸入口８との間に配置しである。

第２図は第１図に示すカーヒーターに用いられている蓄
熱熱交換装置の断面図である。以下、この蓄熱熱交換装
置について詳述する。

第２図をも参照して、蓄熱熱交換装置６は、箱体２０と
、蓄熱材２１と、過冷却解除装［２２とを含んでいる。

箱体２０は、内箱２３と、この内箱２３の外壁を覆う断
熱材２４と、この断熱材２４を覆う外箱２５とから成っ
ている。また、この箱体２０の正面には流入口、背面に
は流出口が夫々設けられている。これによって、水冷式
エンジン１と箱体２０との間で冷却水が循環できるよう
に成っている。

蓄熱材２１は、夫々下端に接続口２１ａを有し、一定間
隔に配置された５個の中空体２１Ａと、各接続口２１ａ
を接続する接続＃、２１Ｂを有している。この中空体２
ＬＡは、ポリエチレンをブロー成型することによって形
成されている。接続体２１Ｂの上部には、中空体２１Ａ
の接続口２１ａを受容する開口２１ｂが一定間隔に形成
されている。

また、接続体２１Ｂの右端には注入口２１ｃが形成され
ている。この注入口２ＩＣから各中空体２１Ａに夫々蓄
熱剤２１Ｃと気体２１Ｄが注入される。これらを注入後
、注入口２１ｃは、閉鎖せれる。接続ｔ＊２１　Ｂも、
ポリエチレンをブロー成型することによって形成されて
いる。

中空体２１Ａに封入する蓄熱剤としては色々あるが、酢
酸ナトリウム水和物（ＮａＣＨＪＣＯｏ・３　Ｈｚ　Ｏ
）に多糖類を添加したものを用いている。この蓄熱剤は
、６０°Ｃに加熱されるとゲル状になり、潜熱を蓄える
。−旦蓄えられた潜熱は、蓄熱剤が冷えても放出されな
い。このため蓄熱剤は、その温度が室温と同じになって
もゲル状を保つ、従って、蓄熱材は、断熱することなく
熱を潜熱の形で長期蓄えることが可能である。一方、蓄
熱材の蓄熱剤に適当な刺激を加えると、この蓄熱剤は、
活性化して固体に戻る。この際、５８゛Ｃの熱を放出す
る。

一方、中空体２１Ａに封入する気体としては、空気、窒
素ガス等が適する。

過冷却解除装置２２は、接続体２１Ｂの左端に設けられ
ている。過冷却解除装置２２として電極装置を用いてあ
り、セルモーター（図示せず）に並列に接続しである。

これによって、エンジン始動と同時に蓄熱材２１の過冷
却が解除されるように成っている。

尚、本実施例では、過冷却解除装置として電極装置を用
い、このｔ　ｆｆｉ装置の電気的刺激によって過冷却を
解除するようになっているが、これ以外に、機械的刺激
、化学的刺激、電子冷凍による低温刺激等によっても過
冷却を解除することが可能である。

第３図は他の蓄熱材の要部の斜視図である。

第３図を参照して、この蓄熱材２１の各中空体２１Ａは
、夫々両端に接続口２１ａを有している。

また、この蓄熱材２１の接続体２１Ｂは、パイプ状で、
多数あり、夫々隣り同士の接続口２１ａを接続している
。

次に、第１図に示す自動車用暖房システムの動作につい
て説明する。

第１図及び第２図を参照して、水冷式エンジン１が暖ま
っていない時、第２の電磁弁１３及び第３の電磁弁１４
が閉じられ、第１の電磁弁１２が開けられる。そして、
第２のポンプ１１が作動し、これによって、点線矢印の
如く冷却水路Ｃを循環する冷却水の流れが生じる。この
時、既に蓄熱熱交換装置６の蓄熱材２１の過冷却は、水
冷式エンジン１の始動と同時に過冷却解除装置２２によ
って解除されており、この蓄熱材２１の熱で冷却水が暖
められる。この加熱された冷却水は、熱交換器５に流入
し、ここで車室の暖房に供される。

水冷式エンジン１が暖まり、冷却水の温度が高くなると
、第１の電磁弁１２が閉じ、第２のポンプ１１が停止す
る。これと同時に第２の電磁弁１３及び第３の電磁弁１
４が開き、第１のポンプ４が作動する。これによって、
冷却水路Ａ及び冷却水路路Ｂに冷却水が循環するように
なる。冷却水路Ａでは、ラジェータ３及びラジェータフ
ァン１５によって冷却水の冷却が行われる。冷却水路Ｂ
では、蓄熱と暖房が行われる。すなわち、加熱された冷
却水が冷却水路Ｂを通って蓄熱熱交換装置６を通過する
際に、この冷却水の熱の一部が蓄熱熱交換装置６に蓄熱
される。この際、冷却水の温度は多少下がるが依然とし
て高温を保っている。

そして、蓄熱熱交換装置６を通過した冷却水は、冷却水
路Ｂを通って熱交換器５に流入し、ここで車室の暖房に
供される。熱交換器５を通過した冷却水は、冷却水路Ｂ
を通り、第１のポンプ４の手前で冷却水路Ａの冷却水と
合流する。そして、この冷却水は第１のポンプ４に吸入
され、ウォータージャケット２に戻され、これ以後、以
上の動作を繰返す。

第４図は第１図に示すカーヒーターに適用される電源回
路の一例を示す電源回路図である。

第４図に示す電源回路では、自動車のバッテリー３１に
メインスイッチ３２を介して並列にセルモータ３３が接
続されている。また、このバッテリー３１にはスイッチ
３４を介して第２のポンプ１１、第１の電磁弁・１２、
及び蓄熱材２１に刺激を与える過冷却解除袋Ｔ１２２が
並列に接続されている。

この電源回路を用いれば、水冷式エンジン１が駆動され
ているかどうかに関係なく、スイッチ３４を閉じれば、
過冷却解除装置２２によって蓄熱材２１が刺激され、蓄
熱材２１からの放熱が行われる。・この際、第２のポン
プ１１が駆動されるとともに第１の電磁弁１２が開かれ
、蓄熱熱交換装置６と熱交換器５との間で冷却水が循環
して、熱交換器５からの放熱により車室が暖房される。

［発明の効果］本発明によるカーヒーターは、エンジン始動直後でエン
ジンが［ＩＪ！よっていない場合でも、車室の暖房を行
うことができる。特に寒冷地等においては、冬期、エン
ジンが暖まるのに長時間必要とするから、エンジンが暖
まるまでの予備的暖房として極めて有用である。

また、本発明によるカーヒーターの蓄熱材は、蓄熱剤を
気体と共に中空体に封入しであるので、蓄熱剤が加熱等
によって＃脹しても、中空体が膨らむことが無い、この
ため、中空体間の間隔が狭まることが無く、ここを通る
冷却水の流れが常にスムースに保たれる。この結果、蓄
熱熱交換装置内での圧力損失が少く、さらに、蓄熱熱交
換装置内で、熱交換が効率良く行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるカーヒーターを用いた
自動車用暖房システムの回路図、第２図は第１図に示す
カーヒーターに用いられている蓄熱熱交換装置の断面図
、第３図は他の蓄熱材の要部の斜視図、第４図は第１図
に示すカーヒーターに適用される電源回路の一例を示す
電源回路図、第５図は従来のカーヒーターを用いた自動
車用暖房システムの回路図である。ャゲットの流出口、８・・・第１のポンプの吸入口、９
・・・ブロア、１０・・・カーヒーター　１１・・・第
２のポンプ、１２・・・第１の電磁弁、１３・・・第２
の電磁弁、１４・・・第３の電磁弁、１５・・・ラジェ
ータファン、２０・・・箱体、２１・・・蓄熱材、２１
Ａ・・・中空体、２１Ｂ・・・接続体、２１Ｃ・・・蓄
熱剤、２ＬＤ・・・気体、２２・・・過冷却解除装置、
２３・・・内箱、２４・・・断熱材、２５・・・外箱、
３１・・・バッテリー　３２・・・メインスイッチ、３
３・・・セルモータ、３４・・・スイッチ、Ａ、Ｂ、Ｃ
・・・冷却水路。１・・・水冷式エンジン、２・・・ウォータージャケッ
ト、３・・・ラジェータ、４・・・第１のポンプ、５・
・・熱交換器、６・・・蓄熱熱交換装置、７・・・ウォ
ータージ第１図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、水冷式エンジンとの間で該水冷式エンジンの冷却水
を循環可能とした熱交換器を含むカーヒーターにおいて
、上記水冷式エンジンとの間で上記冷却水を循環可能と
した箱体と、該箱体内に配置された過冷却現象を利用し
た蓄熱材と、該蓄熱材に備えられ暖房必要時に作動して
上記蓄熱材の過冷却を解除する過冷却解除装置とを含む
蓄熱熱交換装置を上記熱交換器に接続し、上記蓄熱材は
、夫々接続口を有し間隔を置いて配置された複数の中空
体及び上記各接続口間を接続する接続体を有し、且つ上
記各中空体に夫々蓄熱剤及び気体を封入したものである
ことを特徴とするカーヒーター。