JPH03227717A - 予熱式暖房装置 - Google Patents

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、内燃機関の冷却水を熱源とする熱交換器を備
えた予熱式暖房装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、エンジンの冷却水回路より温水配管を介して
冷却水（温水）を導き、その冷却水と空気とを熱交換さ
せることにより車室内の暖房を行う温水式熱交換器を備
えた予熱式暖房装置がある。

この予熱式暖房装置は、例えばバス車両の場合、第６図
に示すように、エンジン１００のウォータジャケット（
図示しない）とラジェータ１０１とを循環する冷却水回
路１０２に、車室内の暖房を行うためのヒータコア１０
３、およびフロントガラスの曇り防止を行うためのデフ
ロスタコア１０４を温水配管１０５によって接続した温
水回路１０６を形成し、ウォータポンプ１０７によって
ヒータコア１０３、およびデフロスタコア１０４に冷却
水を供給している。

この温水回路１０６には、長期間暖房を必要としない夏
期などの場合に、温水配管１０５を閉じておくためのウ
ォータバルブ１０８が設けられているとともに、ヒータ
コア１０３の上流にエンジン１００より供給された冷却
水の温度が低い時に冷却水を加熱するための予熱機１０
９が設けられている。

なお、１１０はエンジン１００の冷却水温を一定に保つ
ためのサーモスタット、１１１はヒータコア１０３で暖
められた空気を車室内に送風するためのブロワである。

このように、エンジン１００の冷却水を熱源として車室
内の暖房を行うヒータコア１０３では、ヒータコア１０
３へ供給される冷却水量が一定で、ブロワ１１１の風量
制御を行うことでヒータコア１０３の暖房能力を制御す
る方法が一般に行われている。

（発明が解決しようとする課Ｂ］ 上記の構成においては、エンジン１００よりウォータポ
ンプ１０７によってヒータコア１０３に供給される冷却
水の温度が低い時に、冷却水を加熱する予熱機１０９が
ヒータコア１０３の上流側に設けられているものの、エ
ンジンの冷えている寒冷時の朝の始動時には、特にディ
ーゼルエンジンの場合、冷却水の温度上昇に時間がかか
るため、暖房の立ち上りが悪いという問題がある。

この問題を解決するため、予熱機１０９の能力アップが
行われているが、予熱機１０９の能力アンプは大型化を
伴うので、取付スペースの制約から限界があり、そのた
め暖房の立ち上りの向上に対して十分でなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、予熱機の大幅な能力アップを伴うこ
となく簡単な方法により暖房の立ち上りの向上を図るこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、（１）エンジ
ンよりの冷却水を予熱機で加熱して暖房用熱交換器に供
給する構成の予熱式暖房装置において、 前記予熱機及び前記暖房用熱交換器を経て前記エンジン
に戻る前記冷却水のメイン回路と、前記予熱機の上流側
に配設され、前記メイン回路を開閉するメイン開閉弁と
、 前記予熱機の上流側より分岐して前記暖房用熱交ｔｆＡ
器をバイパスし、前記エンジンに戻る前記冷却水のバイ
パス回路と、 このバイパス回路中に配設され、バイパス回路を開閉す
るバイパス開閉弁と、 前記予熱機の上流側に配設され、前記冷却水の温度を検
出する温度検出器と、 この温度検出器の検出温度により、前記予熱機の運転及
び前記バイパス開閉弁の開閉を制御する制御手段と、 を備える技術的手段を用いるものであり、（２）前記メ
イン開閉弁と前記バイパス開閉弁に代えて一個の三方弁
を前記分岐部に配設することにより置換しても、上記の
目的は達成される。

〔°作用〕

上記の手段によれば、暖房運転の開始において、予熱機
に供給されるエンジンの冷却水（温水）の温度が低い場
合には、メイン開閉弁とバイパス開閉弁が開く出共に、
予熱機が運転を始めるが、予熱機に供給される温水の大
半はバイパス回路に流れて、メイン回路を流れる温水の
流量は大幅に減少する。そのため、予熱機で加熱される
温水の温度は短時間で上昇し、暖房用熱交換器（ヒータ
コア）に高温の温水が流れてヒータコアの温度が上昇す
るので、プロワの送風によりヒータコアから温風が室内
に送られ、室内は急速に暖房される。

ここで、ヒータコアに供給される温水の流量の減少によ
るヒータコアでの暖房能力は低下するが、一方、温水の
温度の上昇によるヒータコアでの暖房能力の向上は上記
の低下分より大きくなる。

第３図は、同一の能力を有する予熱機とヒータを用いて
メイン回路に流れる温水の流量とヒータ能力（ヒータコ
アでの発熱量）との関係を示すものであるが、第３図か
らも明らかなように、メイン回路を流れる温水の流量が
少なくなるほどヒータ能力が増大している。言い換えれ
ば、ヒータコアに供給される温水の流量が減少しても、
ヒータコアでの暖房能力は増大することを意味しており
、このことより、メイン回路を流れる温水の流量を少な
（するほど暖房の立ち上りは速くなる。

なお、上記のメイン開閉弁とバイパス開閉弁に代えて、
上記のメイン回路とバイパス回路とを開閉する一個の三
方弁を前記予熱機の上流側にあるバイパス回路の分岐部
に用いても、上記と同様の作用が得られる。

〔実施例〕

次に、本発明の予熱式暖房装置を図面に示す一実施例に
基づき説明する。

第１図はバス車両に適用した予熱式暖房装置の温水回路
である。

本実施例のハス用予熱式暖房装置は、エンジン１の冷却
水（温水）を熱源として車室内の暖房およびフロントガ
ラスの曇り防止を行う暖房サイクルとを有している。

暖房サイクルは、第１図に示すように車室内の暖房を行
うための暖房用熱交換器であるヒータコア２、およびフ
ロントガラスの曇り防止を行うためのデフロスタコア３
を備えた温水のメイン回路４によって構成されている。

ヒータコア２およびデフロスタコア３は、温水と空気と
を熱交換させて空気を暖める温水式熱交換器である。

メイン回路４は、ヒータコア２およびデフロスタコア３
が温水配管４ａによってエンジン１のウォータジャケッ
ト（図示しない）とラジェータ５とを循環する冷却水回
路６と順に接続され、温水配管４ａに設けられたウォー
タポンプ７の作動によって、ヒータコア２およびデフロ
スタコア３にエンジン１の冷却水が供給される。（図中
の矢印は冷却水の流れ方向を示す） メイン回路４には、ヒータコア２の上流で温水配管４ａ
を開閉するメイン電磁弁（メイン開閉弁）８が設けられ
るとともに、そのメイン電磁弁８の上流とヒータコア２
の下流とを結んでヒータコア２をバイパスする温水のバ
イパス回路９が設けられ、バイパス回路９にはバイパス
回路９を開閉するバイパス電磁弁（バイパス開閉弁）１
０が設けられている。

メイン１４，６弁８の下流（ヒータコア２の上流）には
、ウォータジャケットより供給された冷却水の温度が低
い時に冷却水を加熱するための予熱機１１が設けられて
いる。この予熱機１１の上流側には、冷却水の温度を検
出する水温サーミスタ２５が設けられている。

なお、メイン電磁弁８およびバイパス電磁弁ＩＯは通電
時に開き、非通電時に閉じるように作動し、後述する制
御回路（第２図参照）１２によってメイン電磁弁８およ
びバイパス電磁弁ｌＯに通電制御される。

ヒータコア２は、車室内に空気を吹き出すための送風ダ
クト１４内に配設されている。送風ダクト１４の上流に
は、ヒータコア２に送風するとともに車室内に温風を吹
き出すためのプロワファン１５が配設されている。

デフロスタコア３は、バス車両のフロントガラスに向け
て開口する複数の吹出口（図示しない）を有するデフロ
スタダクト１６内に配設されている。デフロスタダクト
１６内には、デフロスタコア３に送風するとともにフロ
ントガラスに温風を吹き付けるためのデフロスタファン
１７が配設されている。

プロワファン１５およびデフロスタファン１７は、プロ
ワモータ１５ａおよびデフロスタモータ１７ａによって
駆動され、それぞれ制御回路１２により通電制御される
。

なお、冷却水回路６にはエンパ２ン１の冷却水温を一定
に保つためのサーモスクνト１８が設けられている。

Ｌ記暖房サイクルを作動さゼるための電気回路について
、第２図に示す電気回路図に基づき説明する。

制御回路工２は、車載パンテリＩ９を電源どしてエアコ
ンスイッチ２０、あるいはデフロスタスイ７・チ２Ｉの
投入により作動し、車室内温度を検出する内気温サーミ
スタ２２、外気温を検出する外気温サーミスタ２３、お
よび室内温度設定用サーミスタ２４の合成抵抗値の変化
を入力信号とし５て冷暖房サイクルの作動モードを決定
する。

制御回路】２には、予熱機】１に供給される冷却水温を
検出するための水温サーミスタ２５、車室内に吹出され
る空気温度を検出する吹出温度サーミスタ２６が接続さ
れて各検出抵抗値が入ツノされるとともに、リレー２７
，２８とよび２９，３０．３１を介してウォータポンプ
７、メイン電磁弁８およびバイパス電磁弁１０、ブロワ
モータ１５ａ、デフロスタモータ１７ａが接続されてい
る。

ブロワモータ１５ａは、Ｍｅモードレジスタ３２および
ＬＯモードレジスタ３３を介してＨｉモード（高速回転
）、Ｍｅモード（中速回転）、Ｌ。

モード（低速回転）の３段階の運転モードが設定され、
それぞれリレー３０とともにＨｉモードリレー３４、Ｍ
ｅモードリレー３５、ＬＯモードリレー３６の通電によ
り各運転モードで駆動される。

次に、本発明の予熱式暖房装置の暖房運転における制御
の作動を、第４図に示すフローチャート図によって説明
する。なお、フロントガラスの曇り防止を行うデフロス
タの作動については省略する。

エアコンスイ・ンチ２０の投入により制御回路１２が作
動し、暖房モードが選定されて暖房運転がスタートする
と、ステ・ンブ１でウォータポンプ゛７とメイン電磁弁
８に通電され、ウォータポンプ７が作動すると共にメイ
ン電磁弁８が開く。

ステップ２でバイパス電磁弁１０に通電され、バイパス
電磁弁１０が開き、ステップ３で予熱機１１に通電され
、予熱機１１が運転を始める。そのため、ウォータポン
プ７によってエンジン１より供給される冷却水は、予熱
機１１とヒータコア２に通しるメイン回路４を流れるも
の（第１図のＱ、）と、予熱機１１とヒータコア２をバ
イパスするバイパス回路９を流れるもの（第１図のＱ、
）とに分かれる。

ステップ４で水温サーミスタ２５により検出した予熱機
１１の上流側の冷却水温度Ｔが、ブロワ１５の作動温度
Ｔ、（例えば３０’Ｃ）と比較され、Ｔ、より低い場合
にはステップ５に進み、ブロワ１５は作動しないでステ
ップ４に戻り、逆にＴ。

より高い場合には、ステップ６に進みブロワ１５に通電
されてブロワ１５が作動し、ヒータコア２に送風されて
車室内に温風が吹出される。

予熱機１１の加熱およびエンジンＩの暖機により冷却水
温度Ｔは上昇していくが、ステップ７で冷却水温度Ｔが
、バイパス電磁弁１０の閉弁温度Ｔｚ（例えば７０″Ｃ
）と比較され、Ｔ２より低い場合にはステップ２に戻り
、逆にＴ２より高い場合にはステップ８に進み、バイパ
ス電磁弁ｌＯへの通電が断たれてバイパス電磁弁１０が
閉じ、バイパス回路９が遮断されるので、ウォータポン
プ７によって供給される高温の冷却水の全流量（第１図
のＱ）はメイン回路４のみに流れ、従来の温水回路の流
れとなる。

ステップ９で冷却水温度Ｔが、予熱機１１の停止温度Ｔ
、（例えば８０°Ｃ）と比較され、Ｔ３より低い場合に
は予熱機１１は運転を榊続し、逆にＴ。

より高い場合にはステップ１０に進み、予熱機１１は運
転を停止する。これによって、冷却水温度ＴはＴ、を大
幅にオーバーすることがなく、予熱機１１内での温水の
局部沸騰は防止される。

ステップ１１で、冷却水温度Ｔが予熱機１１の運転再開
温度Ｔ、（例えば７５°Ｃ）と比較され、Ｔ４より低い
場合にはステップ３に戻り、予熱機１１へ通電されて予
熱機１１が再び運転を始め、逆にＴ４より高い場合には
、予熱機１１は停止を続ける。

以上の作動は、制御回路１２の指示により自動的に行わ
れる。

次に、本実施例では、予熱式暖房装置をバス車両に通用
したが、鉄道車両、船舶あるいは工場等の暖房装置にお
いてエンジン冷却水を用いる予熱式暖房装置ならば全て
に適用できる。

また、本実施例では暖房用熱交換器２として１個のヒー
タコアを例示したが、複数個のヒータコアであってもも
ちろん良い。

なお、本実施例では予熱機１１の上流側に温度検出器２
５を設けたが、予熱機１１の温水入口付近に温度検出器
２５を内蔵する場合は、それを用いてシステムを成立さ
せることができる。さらに、温度検出器２５として水温
サーミスタの代わりに水温の変動が連続して検出できる
熱電対式、または金属抵抗式等の温度検出器を用いても
良い。

なお、本実施例では予熱機１１の上流側のメイン回路４
にメイン開閉弁８を、又、予熱機１１の上流側から分岐
したバイパス回路９にバイパス開閉弁１０を設けたが、
第５図に示すように、予熱機１１の上流側において分岐
するメイン回路４とバイパス回路９との分岐部に一個の
三方弁１３を設け、この三方弁１３の切替によってメイ
ン回路４と冷却水回路４ａは連通状態でバイパス回路９
の開閉を行うことができるため、−個の三方弁Ｉ３を用
いることにより、メイン開閉弁４とバイパス開閉弁１０
を廃止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明では、バイパス回路の開閉という簡
単な手段により、暖房の立ち上りを大幅に向上させるこ
とができるとともに、予熱機の大幅な能力アップを伴う
必要がないため、予熱式暖房装置の搭載性の向上とコス
トダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の予熱式暖房装置の一実施例を示す温水
回路図、第２図は暖房サイクルを構成する電気回路図、
第３図はメイン回路に流れる温水の流量とヒータ能力と
の関係を示す図、第４図は暖房運転における制御の作動
を示すフローチャート図、第５図は本発明の予熱式暖房
装置の他の実施例を示す温水回路図、第６図は従来の予
熱式暖房装置の温水回路図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・暖房用熱交換器（ヒータコ
ア）、４・・・メイン回路、８・・・メイン開閉弁（メ
イン電６ｆｔ弁）　、　　９・・・バイパス回路、１０
・・・バイパス開閉弁（バイパス電磁弁）、１１・・・
予熱機、１２・・・制御回路、１３・・・三方弁、２５
・・・温度検出器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンよりの冷却水を予熱機で加熱して暖房用
   熱交換器に供給する構成の予熱式暖房装置において、 前記予熱機及び前記暖房用熱交換器を経て前記エンジン
   に戻る前記冷却水のメイン回路と、前記予熱機の上流側
   に配設され、前記メイン回路を開閉するメイン開閉弁と
   、 前記予熱機の上流側より分岐して前記暖房用熱交換器を
   バイパスし、前記エンジンに戻る前記冷却水のバイパス
   回路と、 このバイパス回路中に配設され、バイパス回路を開閉す
   るバイパス開閉弁と、 前記予熱機の上流側に配設され、前記冷却水の温度を検
   出する温度検出器と、 この温度検出器の検出温度により、前記予熱機の運転及
   び前記バイパス開閉弁の開閉を制御する制御手段と、 を備えた予熱式暖房装置。
2. （２）前記メイン開閉弁と前記バイパス開閉弁に代えて
   一個の三方弁を前記分岐部に配設することにより置換し
   た請求項１記載の予熱式暖房装置。