JPH027692Y2 - - 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、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。

ところで、密閉型のヒートパイプを用いた車両
暖房装置においては、何らかの理由でエンジン排
気管内温度が過度に上昇した場合には、ヒートパ
イプ内の作動流体の蒸気圧が大幅に上昇し、ヒー
トパイプが破壊するおそれがある。

そこで本出願人は、先に特願昭61−297494号に
おいて、ヒートパイプの受熱側を開放型サーモサ
イフオンとして形成した車両暖房装置を提案し
た。

第３図は、この種の車両暖房装置を示すもの
で、図中、符号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２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いる。

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。このタンク１０内には、孔
１１ａのある蓋１１が装着されている。

（考案が解決しようとする問題点） 開放型サーモサイフオンを用いた前記車両暖房
装置においては、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
されて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
押えられるが、ヒートパイプを完全に停止させる
手段を有していないため、暖房のON／OFFを瞬
時かつ完全に行なうことができないという問題が
ある。

また作動流体に、エチレングリコール等を含む
不凍液が使用されている場合には、受熱部２内に
エチレングリコールなどが最後まで残り、排気ガ
スの熱でエチレングリコールなどが分解されるお
それがある。

本考案は、かかる現況に鑑みなされたもので、
暖房のON／OFFを瞬時かつ完全に行なうことが
でき、また作動流体に不凍液が添加されている場
合でも、不凍液が受熱部に残り排気ガスの熱で分
解されるおそれがない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、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受熱
側部分と放熱側部分とを、作動流体管の途中で熱
交換可能に隔離するとともに、前記受熱側部分の
放熱側部分寄りの端部を、大気開放された作動流
体貯留タンクに大気圧連通管を介し連通させてヒ
ートパイプの受熱側を開放型サーモサイフオンと
して形成し、かつ前記受熱側部分に制御バルブを
設け、この制御バルブの気化作動流体の出側位置
と前記受熱部の底部とを、リリーフバルブを有す
るバイパス管により連通させたことを特徴とす
る。

（作用） 本考案に係る車両暖房装置においては、作動流
体管の受熱側部分の受熱部寄りの部位に設けた制
御バルブを閉じることにより、受熱部で発生した
作動流体蒸気が作動流体室へ送られるのが阻止さ
れるとともに、受熱部への作動流体の戻りが阻止
される。一方、受熱部内で蒸発した作動流体は、
その圧力がリリーフバルブの設定圧力を超えた際
に、バイパス管を介し制御バルブの気化作動流体
の出側位置に戻されてこの部分に貯留され、受熱
部内に作動流体がなくなる。このため、ヒートパ
イプの熱輸送は完全にストツプし、暖房を瞬時か
つ完全に停止させることが可能となる。

また、バイパス管の一端は、受熱部の底部に接
続されており、したがつて、受熱部内の作動流体
は、底部に溜まつている作動流体の液体分から先
に排出される。このため、作動流体に不凍液が使
用されている場合でも、受熱部内に最後まで不凍
液が残り、不凍液が排気ガスの熱で分解されると
いつた不具合がない。

（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。

第１図において、符号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２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に直線連なる管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。このタンク１０には、孔１
１ａのある蓋１１が装着されている。

一方、前記作動流体管７の管７ａの中間部に
は、受熱部２で発生した作動流体蒸気が作動流体
室７ｃへ送られるのを阻止し、かつ作動流体室７
ｃでの熱交換により凝縮した作動流体の受熱部２
への戻りを阻止するための制御バルブ１２が設け
られており、この制御バルブ１２の気化作動流体
の出側位置、すなわち管７ａの第１図における制
御バルブ１２の左側部分Ａと前記受熱部２の底部
とは、リリーフバルブ１４を有するバイパス管１
３により連通されている。

このリリーフバルブ１４は、第２図に示すよう
に弁ケース１４ａと、この弁ケース１４ａの底部
に設けられた弁座部１４ｂに離着座する球体弁１
４ｃと、この球体弁１４ｃを押圧して弁座部１４
ｂに着座させ所定の設定圧力を得るスプリング１
４ｄとを備えており、このリリーフバルブ１４
は、受熱部２内の蒸気圧が設定圧力を超えた際に
開となり、受熱部２内の作動流体を前記部分Ａに
導くようになつている。

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
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内に冷風は加熱され、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作動して暖房
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
により、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を受熱部と放熱側
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。

一方、暖房を切り場合には、通常全開となつて
いる制御バルブ１２を閉じる。これにより、受熱
部２で発生した作動流体蒸気が作動流体室７ｃへ
送られるのが阻止されるとともに、作動流体室７
ｃでの熱交換により凝縮した作動流体の受熱部２
への戻りが阻止される。また、受熱部２で蒸発し
た作動流体の蒸気は、受熱部２の底部に溜まつて
いる液状の作動流体をバイパス管１３を通じてリ
リーフバルブ１４の方へ押出す。そして、蒸気圧
がリリーフバルブ１４の設定圧力を超えると、リ
リーフバルブ１４の球体弁１４ｃが弁座部１４ｂ
から離座してリリーフバルブ１４が開となり、第
１図に示す管７ａの部分Ａに、受熱部２内の作動
流体が貯留されていき、受熱部２内に作動流体が
なくなる。このため、ヒートパイプの熱輸送は完
全に停止され、暖房を瞬時かつ完全に停止させる
ことができる。

なお、暖房を開始する場合には、制御バルブ１
２を開くことにより、管７ａの部分Ａに貯留され
ていた作動流体が受熱部２に戻され、ヒートパイ
プの熱輸送が即座に開始される。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案は、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
結ぶ作動流体管における受熱側部分に制御バルブ
を設け、この制御バルブの気化作動流体の出側位
置と受熱部の底部とを、リリーフバルブを有する
バイパス管により連通させているので、暖房の
ON／OFFを瞬時かつ完全に行なうことができ、
また作動流体に不凍液が添加されている場合で
も、不凍液が受熱部に残つて排気ガスの熱で分解
されるおそれがない。

【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
の配管構成図、第２図は第１図に示すリリーフバ
ルブの詳細図、第３図は従来の車両暖房装置を示
す配管構成図である。 １……排気管、２……受熱部、４……エアダク
ト、５……放熱部、７……作動流体管、７ａ，７
ｂ……管、７ｃ……作動流体室、７ｄ……可撓
管、８……閉鎖端部、９……大気圧連通管、１０
……作動流体貯留タンク、１２……制御バルブ、
１３…バイパス管、１４……リリーフバルブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 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
   熱部と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
   管の受熱側部分と放熱側部分とを、作動流体管
   の途中で熱交換可能に隔離するとともに、前記
   受熱側部分の放熱側部分寄りの端部を、大気開
   放された作動流体貯留タンクに大気圧連通管を
   介して連通させ、かつ前記受熱側部分に制御バ
   ルブを設け、こ、制御バルブの気化作動流体の
   出側位置と前記受熱部の底部とを、リリーフバ
   ルブを有するバイパス管により連通させたこと
   を特徴とする車両暖房装置。 ２ リリーフバルブは、球体弁と、この球体弁を
   閉側に押圧して設定圧力を得るスプリングとを
   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。