JPH027689Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車等の車両暖房装置に係り、特
にサーモサイフオンの作動停止制御機構の改良に
関する。

（従来の技術） 従来、走行用エンジンからの排気ガスの熱を利
用して車内の暖房を行なうようにした車両暖房装
置としては、エンジンのエキゾーストパイプ内に
ヒートパイプ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）。

一方、ヒートパイプ受熱部を直接エキゾースト
パイプ内に配置せず、サーモサイフオン受熱部を
エキゾーストパイプ内に配置するとともに、サー
モサイフオン熱交換器内にヒートパイプ受熱部を
配置し、サーモサイフオンとヒートパイプとを用
いて車内暖房を行なうようにした車両暖房装置も
特願昭61−297494号で本出願人により提案されて
いる。そして、この種の車両暖房装置では、サー
モサイフオン熱交換器での熱交換量を一定にする
ため、接続配管等を介して復水器およびリザーブ
タンクを順次接続し、サーモサイフオン内の圧力
が上昇した場合には、サーモサイフオン熱交換器
内の気化作動流体を復水器に導いて液化させ、こ
れをリザーブタンクに貯留するとともに、サーモ
サイフオン内の圧力が低下した場合には、リザー
ブタンク内の液化作動流体を、サイフオン作用に
より復水器を介してサーモサイフオン内に戻すよ
うにしている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、この種の車両暖房装置においては、
復水器における作動流体の液化に、エンジン冷却
水を用いるのが通例であるが、長時間走行等によ
り冷却水温が上昇した場合には、サーモサイフオ
ン熱交換器からの気化作動流体が、復水器で液化
されずにそのままリザーブタンク内に送られ、リ
ザーブタンク内で沸騰してリザーブタンク内の作
動流体がサーモサイフオン内に戻つてしまい、サ
ーモサイフオン熱交換器での熱交換量を一定にす
ることができないという問題がある。

また、暖房が不要な時期に、サーモサイフオン
を停止させることが容易でないという問題もあ
る。

本考案は、かかる現況に鑑みなされたもので、
サーモサイフオン熱交換器での熱交換量を一定に
維持することができ、また暖房が不要な時期に
は、サーモサイフオンを容易に停止させることが
できる車両暖房装置を提供することを目的とす
る。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案は、復水器とリザーブタンクとを接続す
る接続配管の中間部に、制御装置からの開指令に
より接続配管の中間部を大気開放する開閉機構を
設けたことを特徴とする。

（作用） 本考案に係る車両暖房装置においては、例えば
エンジン冷却水温が設定値を超えたり、あるいは
暖房が不要な場合に、制御装置から開指令が出力
され、この開指令により開閉機構が作動して接続
配管の中間部が大気に開放される。そして、エン
ジン冷却水温が設定値を超えた際に接続配管の中
間部が大気開放されると、リザーブタンク内での
沸騰がなくなる。また、暖房が不要な時期に、作
動流体の全量をリザーブタンクに貯留した状態で
接続配管の中間部が大気開放されると、作動流体
のサーモサイフオン内への戻りがなくなり、サー
モサイフオンを完全に停止させて暖房を切ること
が可能となる。

（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。

第１図において、符号１は図示しない自動車の
走行エンジンからの燃焼排気ガスを排出するエキ
ゾーストパイプを示し、このエキゾーストパイプ
１内には、サーモサイフオン受熱部２が挿入配置
されている。そして、サーモサイフオン内の水等
の作動流体は、このサーモサイフオン受熱部２に
おいてエキゾーストパイプ１内の排気ガスと熱交
換して蒸発し、連結管３および振動吸収ベローズ
４の軸心部を通つてサーモサイフオン熱交換器５
に導かれるようになつている。

このサーモサイフオン熱交換器５内には、ヒー
トパイプ受熱部６が挿入配置されており、ヒート
パイプ内に封入された作動流体は、このヒートパ
イプ受熱部６においてサーモサイフオン熱交換器
５内の気化作動流体と熱交換して蒸発し、通路管
７を通つてヒートパイプ放熱部８に導かれるよう
になつている。

一方、サーモサイフオン熱交換器５内でヒート
パイプ受熱部６と熱交換して液化した作動流体
は、前記振動吸収ベローズ４および連結管３の内
周面にそつて流れてサーモサイフオン受熱部２に
戻されるようになつている。

前記ヒートパイプ放熱部８は、フアン９からの
エアを車内（図示せず）に送給するためのエアダ
クト１０内に挿入配置されており、前記ヒートパ
イプ受熱部６で蒸気となつた作動流体は、ヒート
パイプの通路管７の軸心部を通つてヒートパイプ
放熱部８に導かれ、ここで放熱し凝縮して液化し
た作動流体は、前記通路管７の内周面にそつて流
下してヒートパイプ受熱部６に戻されるようにな
つている。

前記サーモサイフオン熱交換器５には、接続配
管１１を介して復水器１２が接続されており、サ
ーモサイフオン熱交換器５からの気化作動流体
を、エンジン冷却水により凝縮して液化させるよ
うになつている。

すなわち、復水器１２は、第２図に示すよう
に、密閉容器状の本体ケース１２ａと、この本体
ケース１２ａ内に配された熱交換チユーブ１２ｂ
とから構成されており、前記接続配管１１の先端
は、熱交換チユーブ１２ｂの一端に接続されてい
る。また、前記本体ケース１２ａには、エンジン
冷却水の入口管１３および出口管１４がそれぞれ
接続されており、入口管１３から本体ケース１２
ａ内に流入したエンジン冷却水は、熱交換チユー
ブ１２ｂにおける熱交換により気化作動流体を液
化させた後、出口管１４から外部に排出されるよ
うになつている。

熱交換チユーブ１２ｂの他端には、接続配管１
５の一端が接続されており、この接続配管１５の
他端は、空気孔１６ａを介し大気開放されたリザ
ーブタンク１６内に挿入され、その先端は、リザ
ーブタンク１６内に貯留された液化作動流体１７
中に没入している。そして、前記復水器１２で液
化した作動流体は、サーモサイフオン熱交換器５
内の圧力により復水器１２から押し出され、リザ
ーブタンク１６内に液化作動流体１７として貯溜
されるととも、この液化作動流体１７は、サーモ
サイフオン熱交換器５内の圧力低下に伴うサイフ
オン作用により、復水器１２を介してサーモサイ
フオン内に戻されるようになつている。

前記接続配管１５の中間部には、先端が大気開
放された分岐管１８の基端が接続されており、こ
の分岐管１８の中間部には、制御装置１９からの
開指令２０により開となる常閉の制御弁２１が設
けられている。

前記制御装置１９には、前記入口管１３に設け
た水温センサ２２からのエンジン冷却水温度信号
２３および暖房ON／OFF信号２４がそれぞれ入
力されるようになつており、この制御装置１９
は、エンジン冷却水温が設定値を超えた際および
暖房OFFにした際に、前記開指令２０を出力す
るようになつている。そして、この開指令２０に
より制御弁２１が開となると、リザーブタンク１
６内の液化作動流体１７のサーモサイフオン内へ
の戻りが阻止されるようになつている。

次に、本実施例の作用について説明する。

エキゾーストパイプ１内に配されたサーモサイ
フオン受熱部２は、エキゾーストパイプ１内を流
れるエンジン排気ガスにより加熱され、サーモサ
イフオン受熱部２内の作動流体は、その熱を吸収
して蒸気となる。

ところで、サーモサイフオン内は、リザーブタ
ンク１６を介して大気開放されているので、サー
モサイフオン受熱部２内の作動流体は大気圧で蒸
気となり、気化した作動流体は、連結管３および
振動吸収ベローズ４の軸心部を通つてサーモサイ
フオン熱交換器５に導かれる。そして、サーモサ
イフオン熱交換器５内のヒートパイプ受熱部６と
熱交換される。熱交換により液化した作動流体
は、振動吸収ベローズ４および連結管３の内周面
にそつて流れ、サーモサイフオン受熱部２に戻さ
れる。

一方、ヒートパイプ受熱部６での熱交換により
気化した作動流体は、通路管７の軸心部を通つて
ヒートパイプ放熱部８に導かれ、エアダクト１０
内を流れるエアとの熱交換により、エアを暖める
とともに凝縮して液化する。液化した作動流体
は、通路管７の内周面にそつて流れてヒートパイ
プ受熱部６に戻される。

車内暖房は、以上の動作を繰返すことにより行
なわれるが、エンジンが暖まり排気ガス温度が高
くなると、これに伴いサーモサイフオン受熱部２
の温度が次第に上昇する。すると、サーモサイフ
オン内の圧力が高くなり、サーモサイフオン熱交
換器５内の気化作動流体は、やがて接続配管１１
を通つて復水器１２まで到達するようになる。

気化作動流体が復水器１２に導かれると、この
気化作動流体は、エンジン冷却水との熱交換によ
り凝縮し液化する。そして、液化した作動流体
は、サーモサイフオン熱交換器５内の圧力により
復水器１２から押し出され、液化作動流体１７と
してリザーブタンク１６に貯留される。これによ
り、サーモサイフオン内の作動流体の量が減少
し、その分熱交換量が少なくなるので、排気ガス
温度が上がつても、サーモサイフオン熱交換器５
での熱交換量を一定に維持することが可能とな
る。

次に、排気ガス温度が、走行条件の変化によ
り、例えば高速走行から停止してアイドリングす
ることにより下がつた場合には、サーモサイフオ
ン内の圧力が大気圧以下に低下する。すると、サ
イフオン作用によりリザーブタンク１６内の液化
作動流体１７が復水器１２を介してサーモサイフ
オン熱交換器５に戻される。これにより、サーモ
サイフオン内の作動流体の量が増加し、その分熱
交換量が多くなつて、サーモサイフオン熱交換器
５での熱交換量が一定に維持される。

ところで、例えば短時間の走行停止の後再び高
速走行する等、エンジン冷却水温が下がる前に排
ガス温度が再び上昇した場合には、排ガス温度の
上昇により、サーモサイフオン内の余分な作動流
体は、復水器１２を介してリザーブタンク１６に
送られることになるが、前述のようにエンジン冷
却水温が高いので、サーモサイフオン熱交換器５
からの気化作動流体は、復水器１２で液化するこ
となく蒸気のままでリザーブタンク１６に送られ
る。このため、リザーブタンク１６内で沸騰が起
る。

ところが本実施例では、このような場合に制御
弁２１を開いて蒸気を逃がすようにしているの
で、リザーブタンク１６内の液化作動流体１７の
沸騰を防止することができる。

すなわち、復水器１２に供給されるエンジン冷
却水温は、入口管１３に設けた水温センサ２２で
常時検出され、そのエンジン冷却水温信号２３
は、暖房ON／OFF信号２４とともに制御装置１
９に与えられる。制御装置１９は、エンジン冷却
水温信号２３によりエンジン水温が設定値を超え
ていると判断した場合、および暖房ON／OFF信
号２４により暖房が不要であると判断した場合
に、開指令２０を出力し制御弁２１を開制御す
る。

エンジン冷却水温が設定値を超えたことにより
制御弁２１が開となると、復水器１２からの気化
作動流体は、リザーブタンク１６に戻されること
なく分岐管１８を介して大気放出される。このた
め、リザーブタンク１６内での沸騰が防止され
る。

また、暖房が不要であることを理由に制御弁２
１が開となると、リザーブタンク１６内の液化作
動流体１７のサーモサイフオンへの戻りが防止さ
れ、暖房を完全に切ることができる。なお、この
場合、サーモサイフオン内の作動流体を予め完全
に抜いておくことが好ましい。

このように、サーモサイフオン熱交換器５に復
水器１２およびリザーブタンク１６を順次接続す
るとともに、復水器１２とリザーブタンク１６と
の間の接続配管１５の中間部に制御弁２１を有す
る分岐管１８を接続し、前記制御弁を、制御装置
１９からの開指令２０で開くようにしているの
で、エンジン冷却水温が高くなつて復水器１２で
気化作動流体が液化されない場合でも、リザーブ
タンク１６内での沸騰を防止できる。

また、暖房が不要な時期には、サーモサイフオ
ンを完全に停止させ、暖房を切ることができる。

なお、前記実施例では、接続配管１５の中間部
を開閉する開閉機構として、分岐管１８と制御弁
２１とを用いるようにしたが、例えば接続配管１
５の壁面に設けた開口を直接開閉する構造等、他
の構造のものでもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案は、復水器とリザ
ーブタンクとを接続する接続配管の中間部に、制
御装置からの開指令により接続配管の中間部を大
気開放する開閉機構を設けているので、サーモサ
イフオン熱交換器からの気化作動流体のリザーブ
タンク内での沸騰を防ぐことができ、また暖房が
不要な時期には、サーモサイフオンを容易に停止
させて暖房を切ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す車両暖房装置
の全体構成図、第２図は復水器の詳細を示す部分
断面図である。 １……エキゾーストパイプ、２……サーモサイ
フオン受熱部、５……サーモサイフオン熱交換
器、６……ヒートパイプ受熱部、８……ヒートパ
イプ放熱部、１０……エアダクト、１２……復水
器、１５……接続配管、１６……リザーブタン
ク、１７……液化作動流体、１８……分岐管、１
９……制御装置、２０……開指令、２１……制御
弁、２２……水温センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ エンジンのエキゾーストパイプ内に配置さ
   れ、排気ガスにより内部の作動流体が加熱され
   るサーモサイフオン受熱部と、このサーモサイ
   フオン受熱部で加熱されて蒸発した作動流体と
   の熱交換により、ヒートパイプ受熱部の作動流
   体を加熱するサーモサイフオン熱交換器と、暖
   房用エアダクト内に配置され、前記ヒートパイ
   プ受熱部で加熱されて蒸発した作動流体が供給
   されるヒートパイプ放熱部と、前記サーモサイ
   フオン熱交換器に接続され、サーモサイフオン
   熱交換器からの作動流体をエンジン冷却水によ
   り凝縮し液化する復水器と、この復水器に接続
   配管を介して接続され、サーモサイフオン内の
   圧力上昇により復水器から送出された液化作動
   流体を貯留するとともに、サーモサイフオン内
   の圧力低下に伴うサイフオン作用により液化作
   動流体を復水器を介しサーモサイフオンに戻す
   大気開放型のリザーブタンクと、前記接続配管
   に設けられ、制御装置からの開指令により接続
   配管を大気開放する開閉機構と、を具備するこ
   とを特徴とする車両暖房装置。 ２ 制御装置は、エンジン冷却水温が設定値を超
   えた際に開指令を出力する手段を備えているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の車両暖房装置。