JPH027691Y2 - - 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、自動車等の車両の暖房装置に係り、
特に暖房用エアダクト内を流れるエアをエンジン
冷却水で加熱するヒータコアを備えたヒートパイ
プ方式の車両暖房装置に関する。

（従来の技術） 従来、エンジンからの排気ガスの熱を利用して
車両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が
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、また暖房効率を向上させるため、エアダク
トのヒートパイプ放熱部上流側に、エンジン冷却
水によりエアを加熱するヒータコアを設け、この
ヒータコアからのエンジン冷却水を前記復水器に
導くようにしている。

（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、
ヒータコアでの熱交換量を調節するためヒータコ
アの入口側に制御弁を設け、ヒータコアへのエン
ジン冷却水の供給量を制御するようにしている
が、車内の室温調節レバーをフルクールに設定す
ると、前記制御弁が全閉作動し、エンジン冷却水
がヒータコアを介して復水器に供給されなくな
る。そして、復水器に新たなエンジン冷却水が供
給されなくなつて復水器内のエンジン冷却水が昇
温すると、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
ーブタンクに送られ、リザーブタンク内で沸騰し
てしまうという問題がある。

本考案は、かかる現況に鑑みなされたもので、
ヒータコア入口側の制御弁が全閉となつてヒータ
コアにエンジン冷却水が供給されなくなつても、
サーモサイフオン熱交換器からの気化作動流体を
復水器で確実に液化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、ヒータコアのエンジン冷却水の供給
量を制御する制御弁の全閉時に、エンジン冷却水
をヒータコアをバイパスして復水器に供給するバ
イパス装置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、制御弁
が全閉となつてヒータコアにエンジン冷却水が供
給されなくなつた際に、バイパス装置によりエン
ジン冷却水がヒータコアをバイパスして復水器に
直接供給される。このため、復水器内にエンジン
冷却水が滞留することがなくなつて常に安定した
復水効果が得られ、高温の気化作動流体がそのま
まリザーブタンクに導かれることがなくなる。

（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
ゾーストパイプであり、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作動
流体は、このサーモサイフオン受熱部においてエ
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、作動流
体通路管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
パイプの作動流体通路管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、前記作動流体通路管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、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
た蛇行チユーブ１２ｂとから構成されており、前
記接続配管１１の先端は、チユーブ１２ｂの一端
に接続される。また、前記本体ケース１２ａに
は、後に詳述するヒータコア１８からのエンジン
冷却水を本体ケース１２ａ内に導く入口管１３お
よび本体ケース１２ａ内のエンジン冷却水を図示
しないエンジン側に戻す出口管１４がそれぞれ接
続されており、入口管１３から本体ケース１２ａ
内に流入したエンジン冷却水は、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てエンジン
（図示せず）側に戻されるようになつている。

前記チユーブ１２ｂの他端には、接続配管１５
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として貯留さ
れるとともに、この液化作動流体１７は、サーモ
サイフオン熱交換器５内の圧力低下に伴つて、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。

一方、前記ヒータコア１８は、前記エアダクト
１０内におけるヒートパイプ放熱部８の上流側に
設置されており、図示しないエンジン側からのエ
ンジン冷却水が供給されてエアダクト１０内のエ
アと熱交換されるようになつている。

このヒータコア１８の入口配管１９には、第１
図および第２図に示すようにヒータコア１８への
エンジン冷却水の供給量を制御してヒータコア１
８での熱交換量を調節する二方弁２０が設けられ
ており、この二方弁２０は、図示しない車内の室
温調節レバーをフルクールに設定した際に、全閉
制御されるようになつている。

前記入口配管１９の二方弁２０の入口側位置に
は、第２図に示すようにバイパス配管２１の一端
が接続されており、このバイパス配管２１の他端
は、ヒータコア１８の出口配管２２および前記復
水器１２の入口管１３とともに、三方弁２３に接
続されている。そして、この三方弁２３と前記バ
イパス配管２１とにより、前記二方弁２０が全閉
した際に、エンジン冷却水をヒータコア１８をバ
イパスして復水器１２に供給するバイパス装置を
構成している。

すなわち、前記三方弁２３は、第３図に示すよ
うに前記各管１３，２１，２２が接続される弁箱
２４と、この弁箱２４内に上下動自在に配された
弁体２５およびプランジヤ２６の一体品とから構
成されており、前記二方弁２０が開となつてい
て、エンジン冷却水が第２図および第３図に実線
矢印で示すようにヒータコア１８を介して流れて
いる場合には、第３図に実線で示すようにプラン
ジヤ２６が水圧で押し上げられてバイパス配管２
１が弁体２５により閉止されるとともに、二方弁
２０が全閉されてエンジン冷却水がヒータコア１
８の出口配管２２から送出されなくなつた場合に
は、第３図に破線で示す位置まで弁体２５および
プランジヤ２６が下降し、第２図および第３図に
破線矢印で示すようにエンジン冷却水が流れて復
水器１２に供給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。

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、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。そし
て、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、作動流体通路管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。そして、液
化した作動流体は、作動流体通路管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。

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、作動流体通路管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。そして、液
化した作動流体は、作動流体通路管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。

また、エンジンの起動により昇温したエンジン
冷却水は、開状態の二方弁２０を通つてヒータコ
ア１８に導かれ、エアダクト１０内を流れるエア
と熱交換を行なつた後、三方弁２３を通つて復水
器１２に導かれ、さらにその出口管１４からエン
ジン側に戻される。

ところで、ヒートパイプ放熱部８は、即応性に
は優れているが大きな熱量を取出すことはでき
ず、一方ヒータコア１８は、即応性には劣るが大
きな熱量を取出すことができる。このため、ヒー
トパイプ放熱部８とヒータコア１８とをエアダク
ト１０内に配することにより、エンジン始動直後
から車内暖房を行なうことができ、しかも充分な
暖房を行なうことができる。

車内暖房は、以上のようにして行われるが、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
での熱交換量は一定に維持される。

次に、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排気ガ
ス温度が下がつた場合には、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、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に房され
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、二方弁２０は、前述のように車内の
室温調節レバーをフルクールに設定すると全閉制
御される。すると、ヒータコア１８にはエンジン
冷却水が供給されず、したがつて復水器１２にも
エンジン冷却水が供給されなくなるので、エンジ
ン冷却水が復水器１２内で滞留して次第に昇温
し、サーモサイフオン熱交換器５からの気化作動
流体を復水器１２で液化させることができないお
それがある。

ところが、本実施例では、二方弁２０が全閉さ
れた際には、バイパス装置によりエンジン冷却水
をヒータコア１８をバイパスして復水器１２に供
給するようにしているので、気化作動流体を復水
器１２で供給するようにしているので、気化作動
流体を復水器１２で液化させることができないと
いつた不具合が全くない。

すなわち、二方弁２０が全閉となつてヒータコ
ア１８の出口配管２２からエンジン冷却水が送出
されなくなると、弁体２５およびプランジヤ２６
が、第３図に破線で示す位置まで下降する。する
と、バイパス配管２１が開放され、エンジン冷却
水が第２図および第３図に示す破線矢印のように
流れて復水器１２に供給される。

以上のように、二方弁２０の全閉時にも復水器
１２にはエンジン冷却水が供給されるので、サー
モサイフオン熱交換器５からの気作動流体を、復
水器１２で確実に液化させることができる。この
ため、気化作動流体が直接リザーブタンク１６に
送られてリザーブタンク１６内で突沸するといつ
た不具合が全くない。そしてこれにより、サーモ
サイフオン熱交換器５での熱交換量を常に一定に
維持することが可能となる。

なお、前記実施例では、三方弁２３として、水
圧で流路を切換える構造のものを用いているが、
二方弁２０に連動して流路を切換える構造の三方
弁２３を用いてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明明したように本考案は、ヒータコアへ
のエンジン冷却水の供給量を制御する制御弁の全
閉時に、エンジン冷却水をヒータコアをバイパス
して復水器に供給するバイパス装置を設けるよう
にしているので、サーモサイフオン熱交換器から
の気化作動流体を、復水器で確実に液化させ、リ
ザーブタンク内での突沸を防ぐことができる。

【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図はバイパス装置設置部の構
成図、第３図は三方弁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、１３……入口管、１４……出口管、１６……
リザーブタンク、１６ａ……空気孔、１７……液
化作動流体、１８……ヒータコア、１９……入口
配管、２０……二方弁、２１……バイパス配管、
２２……出口配管、２３……三方弁。

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、暖房用エアダク
   ト内のヒートパイプ放熱部上流側に配置され、
   エンジン冷却水と暖房用エアダクト内のエアと
   の熱交換を行なうヒータコアと、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、前記ヒータコア
   からのエンジン冷却水により凝縮し液化する復
   水器と、この復水器の出口側に接続され、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つて液化作動
   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、前記ヒータコア
   へのエンジン冷却水の供給量を制御する制御弁
   と、エンジン冷却水をヒータコアをバイパスし
   て前記復水器に供給するバイパス装置と、を具
   備することを特徴とする車両暖房装置。 ２ バイパス装置は、一端が制御弁の入口側に接
   続されるバイパス配管と、このバイパス配管の
   他端、ヒータコアの出口管、および復水器の入
   口管を相互に接続する三方弁とを有しているこ
   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。