JPH045901Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、内燃機関等を搭載した車両、トレ
ーラ等の車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所等の
室用の暖房装置、乾燥装置等に適用できる熱交換
器に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の室内暖房については、内燃機関の
冷却水を温水配管で取出し、これをヒータ装置に
導き、間接的に熱交換を行つて温風を室内に送り
込んで室内暖房を行つているものがある。また、
エンジンの吸気通路にバーナ即ち燃焼器及び熱交
換器を設け、エンジン始動直後に燃焼器に点火
し、その熱を利用して熱交換器で空気を暖め、暖
まつた温風を車両室内に導入する装置、言い換え
れば、内燃機関とは無関係に燃焼器によつて燃料
を燃焼させて発生する熱量によつて室内暖房を行
う自動車用暖房装置（例えば、特開昭60−252018
号公報参照）が開示されている。更に、燃焼器の
燃焼ガスを熱交換器を経て機関の吸気ポートへ供
給すると共に、この熱交換器により加熱される空
気を車室内へ導くようにしたエンジンの暖機装置
（例えば、特開昭61−79864号公報参照）が開示さ
れている。

先行技術として、例えば、本出願人による出願
である特願昭60−026578号（特開昭61−188216号
公報）に開示されているような車両暖房用熱交換
器がある。この車両暖房用熱交換器について、第
３図及び第４図を参照して概説する。

第３図において、車両暖房用熱交換器５０につ
いては、吸熱通路内に熱流通路が配置されている
ものである。前記熱流通路は第１円筒５１及び第
２円筒５２によつて構成され、前記吸熱通路は第
３円筒５３によつて構成されている。第１円筒５
１、第２円筒５２及び第３円筒５３は同軸上に配
置されている。第１円筒５１の一端に燃焼器５５
が連結され、燃焼器５５の燃焼ガスが第１円筒５
１内に送り込まれる。第１円筒５１の他端は折り
返しガイド５４を介して第２円筒５２の一端と連
通し、第２円筒５２の他端にはガス出口５６が連
結されている。前記吸熱通路を構成する第３円筒
５３の一端には冷風である空気を取り入れる空気
入口５７が形成され、その他端には温風である空
気を送り出す空気出口５９が形成されている。通
常、空気入口５７にはブロワ６１から冷気Ｃが吹
き込まれ、空気出口５９からの温風Ｈは下流に設
置された空調装置６２に送り込まれる。次いで、
温風Ｈは空調装置６２から車両室内に送り込まれ
る。第４図は第３図の線−における断面図で
ある。第４図に示すように、第１円筒５１と第２
円筒５２との間には熱伝達用フイン５８が設けら
れ、第２円筒５２と第３円筒５３との間には熱交
換用フイン６０が設けられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記内燃機関の冷却水を利用し
て室内暖房を行うものについては、冷却水の温度
上昇の速度が緩慢なためヒータ本体が温風を送り
出すまでに時間がかかり、その間はヒータの暖房
機能はほとんどない状態である。即ち、エンジン
の暖機が完了するまでは、ガソリンエンジンで約
10分間以上、デイーゼルエンジンで約20分間以上
を要しているのが現状である。この間、特に寒冷
地、冬季等では車内は寒く、また車両の窓等の
霜、氷等を除去するデフロスタは充分に機能する
ことができないという問題点を有している。

また、前記内燃機関とは無関係に燃焼器を用い
る自動車用暖房装置又はエンジンの暖機装置につ
いては、燃焼の周期、排ガスの処理等に時間、手
数を要し、複雑な機構、制御装置等を必要とする
という問題点を有している。

また、先行技術としての上記熱交換器について
は、エンジンとは別の燃焼器を設け、急速着火シ
ステムと急速気化システムによつて速やかに液体
燃料を燃焼させ、この燃焼熱から効率的に且つ迅
速に暖房用空気を生成して車内に送り込み、排気
ガスが混入していないクリーンな暖房空気を送り
込むことができるが、その反面この熱交換器の構
造上、暖房空気即ち温風の流れ抵抗が大きく、温
風側の圧力損失が生じるという点でなお満足でき
るというものではない。

この考案の目的は、上記の問題点を解消するこ
とであり、エンジン等とは独立して、軽油、灯油
等の液体燃料を気化燃料に気化してそれを燃焼さ
せる燃焼器を設け、急速着火システムと急速気化
システムとによつて速やかに気化燃料を燃焼さ
せ、この燃焼熱から効率的に且つ迅速に暖房用空
気を生成し、排気ガスが混入していないクリーン
な暖房空気を車両、部屋等の室内に送り込むと共
に、特に、熱交換効率を向上させると共に、耐久
性に富んでいる熱交換器を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、上記の問題点を解消し、上記の目
的を達成するために、次のように構成されてい
る。即ち、この考案は、吸熱通路筒体内に熱流往
路筒体と熱流復路筒体とから成る熱流通路筒体を
配置し、前記熱流復路筒体の内周に受熱フイン且
つ外周に放熱フインを設け、更に前記熱流復路筒
体の端部には内側に受熱フイン及び外側に放熱フ
インを備えたカツプ状の蓋体が固定されているこ
とを特徴とする熱交換器に関し、更に具体的に詳
述すると、前記蓋体の内側には前記熱流往路筒体
の空間と導通した空間が形成されており、前記熱
流復路筒体の前記受熱フインと前記蓋体の前記放
熱フインとは整合状態に配置され、また前記吸熱
通路筒体の前記放熱フインと前記蓋体の前記放熱
フインとは整合状態に配置され、更に前記蓋体に
はセラミツク等のコーテイング、アルマイト処理
等の耐熱処理が施されていることを特徴とする熱
交換器に関する。

〔作用〕

この考案による熱交換器は、上記のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この熱
交換器は、吸熱通路筒体内に熱流往路筒体と熱流
復路筒体とから成る熱流通路筒体を配置し、前記
熱流復路筒体の内周に受熱フイン且つ外周に放熱
フインを設け、更に前記熱流復路筒体の端部には
内側に受熱フイン及び外側に放熱フインを備えた
カツプ状の蓋体を固定しているので、前記吸熱通
路筒体即ち外側ケースの形状に合わせて前記放熱
フインの形状を最適形状に構成することができ、
前記熱流通路筒体全長にわたつて熱伝達面積を有
効に広くすることができ、熱伝達即ち熱交換を良
好にすることができる。更に、前記熱流往路筒体
及び前記熱流復路筒体との導通部分を前記蓋体に
よつてガイドしてＵターンできるように構成で
き、前記蓋体にはセラミツク等のコーテイングを
施した耐熱処理がされており、また腐食し易い部
位にある前記蓋体のみを耐久性、耐火性等に富ん
だ材質、例えば、酸化アルミニウム等で製作した
り、アルマイト処理を行うこともできる。更に、
前記蓋体の内側には前記熱流往路筒体の空間と導
通した空間が形成されているので、燃焼ガスの流
れがスムースにＵターンでき、次いで熱伝達通路
を流暢に流れることができ、熱交換効率を向上さ
せることができる。更に、前記熱流復路筒体の前
記受熱フインと前記蓋体の前記受熱フインとは整
合状態に配置し、また前記吸熱通路筒体の前記放
熱フインと前記蓋体の前記放熱フインとは整合状
態に配置することができるので、熱流通路の燃焼
ガスの流れ及び吸熱通路の温風の流れを極めてス
ムースに流すことができ、それ故に、フインを広
い範囲にわたつて設けることができ、高効率の熱
交換器を提供することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案による熱交換
器の一実施例を詳述する。

第１図において、この考案による熱交換器が符
号１によつて全体的に示されている。この熱交換
器１については、例えば、デイーゼルエンジン又
はガソリンエンジンのエアクリーナ、単独のエア
クリーナ等を通じて取り入れる空気、あるいは直
接的に外気又は室内から取り入れる空気を、空気
取入パイプ（図示省略）から燃焼器（図示省略）
に導入し、燃焼器で発生した燃焼ガスを熱流通路
パイプを通じて取入れるため燃焼器の下流に設置
されたものである。熱交換器１は、円筒状の吸熱
通路筒体２内に円筒状の熱流通路筒体を配置した
構成を有する。熱流通路筒体は、二重筒体であ
り、即ち円筒状の熱流往路筒体９とその外周囲に
配置された円筒状の熱流復路筒体８から成る。そ
れによつて、熱交換器１は、中央部に燃焼器から
の燃焼ガスが通る熱流通路１０、中間部に燃焼ガ
スの燃焼熱を外周側に伝達する熱伝達通路１１、
及び外側部に燃焼熱を放熱して冷風を温風にする
吸熱通路１２から構成される。しかも、第２図に
示すように、熱流通路１０、熱伝達通路１１及び
吸熱通路１２は、互いに同軸上に配置されてい
る。吸熱通路筒体２は、熱交換器１の外側ケース
を構成しており、断熱材等（図示省略）で覆われ
ている。外側ケースの両端部は、一端部に空気取
入口（図示省略）及び他端部に空気送出口１４が
形成されている。熱流往路筒体９の一端部と燃焼
器とを熱流通路パイプ（図示省略）等によつて導
通即ち連通している。熱流復路筒体８の端部に
は、内側に多数の受熱フイン１６及び外側に多数
の放熱フイン１７を備え且つ内側に空間１８を形
成したカツプ状の蓋体７が固着又は分解可能に固
定されている。この蓋体７については、燃焼ガス
が方向変換する部位であり、燃焼ガス、熱ガス流
速等によつて影響を受け易く、耐蝕性、耐久性、
耐熱性等を要求されるものである。そこで、この
蓋体７の必要箇所のみをアルマイト処理を施した
り、セラミツク等のコーテイングを施したり、酸
化アルミニウム等に材料変更を行う。蓋体７を熱
流復路筒体８の端部に取付けることにいよつて、
燃焼ガスの流れ通路即ち熱流通路１０及び熱伝達
通路１１と、加熱されて暖房に供される空気の流
れ通路即ち吸熱通路１２とは完全に遮断されるこ
とになる。また、熱流往路筒体９の他端部と熱流
復路筒体８の一端部とは連通しており、熱流復路
筒体８の他端部には燃焼ガス排出口（図示省略）
が形成されている。更に、熱流復路筒体８には多
数の受熱フイン１５が配置されている。また、吸
熱通路筒体２には多数の放熱フイン５が配置され
ている。第２図に示すように、これらの受熱フイ
ン１５及び放熱フイン５は、熱流復路筒体８に一
体的に設けられることが熱伝導の点から好まし
い。言い換えると、熱流復路筒体８の内側には受
熱フイン１５が形成され、熱流復路筒体８の外側
には放熱フイン５が形成されている。更に、熱流
復路筒体８の受熱フイン１５と蓋体７の受熱フイ
ン１６とは互いに整合状態に配置され、また、吸
熱通路筒体２の放熱フイン５と蓋体７の放熱フイ
ン１７とは互いに整合状態に配置されている。し
たがつて、燃焼ガスの流れは受熱フイン１５，１
６によつて妨げられることなくスムースに流れる
ことができる。また、燃焼ガスによつて暖められ
る空気の流れも放熱フイン５，１７によつて妨げ
られることなくスムースに流れることができる。

また、燃焼器の構造については、図示されてい
ないが、例えば、次のような構成を有しているも
のを使用することができる。燃焼器は燃焼筒から
成り、前記燃焼筒を連通孔を有する仕切板によつ
て気化室と燃焼室とに仕切り、気化用グロープラ
グを内蔵した気化装置を前記燃焼室を貫通して配
置し、前記気化装置によつて気化された気化燃料
を噴出する噴出口を前記気化室に開口し、更に、
前記気化室には点火用グロープラグを設置する。
前記気化用グロープラグによつて液体燃料を気化
させて気化燃料にすると共に、燃焼空気を取り入
れて気化燃料と混合気を生成し、僅かに存在する
油滴あるいは混合気に前記点火用グロープラグに
よつて点火し、前記燃焼室において混合気を燃焼
させる。このような燃焼器を使用することによつ
て、液体燃料は急速に気化して気化燃料となり、
気化燃料は急速に点火即ち着火され、急速燃焼が
可能になる。その結果、燃焼器は直ちに燃焼ガス
を熱交換器１に送り込むことができ、熱交換器１
の機能を迅速に且つ効果的に果たすことができ
る。

この考案による熱交換器１は、以上のように構
成されており、次のように作用する。

先ず、燃焼器が点火され、燃焼状態にされる。
上記のように燃焼器によつて発生した燃焼ガスは
熱流通路パイプ等を通じて熱流往路筒体９内の熱
流通路１０に吹き込まれる。熱流通路１０に吹き
込まれた燃焼ガスは矢印Ａ方向に進み、蓋体７の
受熱フイン１６の間を通つて蓋体７によつて矢印
方向にガイドされてＵターンされ、熱流復路筒体
８内の熱伝達通路１１に送り込まれる。熱伝達通
路１１には受熱フイン１５が半径方向に多数設置
されているので、燃焼ガスは受熱フイン１５によ
つて燃焼熱を奪われ、最後に燃焼ガス排出口（図
示省略）から放出される。熱交換器１が例えば車
両に適用された場合には、放出された排気ガスを
エンジンの吸気系に送り込むことができる。一
方、送風機（図示省略）等によつて空気取入口
（図示省略）から送り込まれた空気は、吸熱通路
筒体２内の吸熱通路１２を矢印Ｂ方向に流れる。
吸熱通路１２には多数の半径方向の放熱フイン５
が熱流復路筒体８の外周に固定して配置されてお
り、空気は放熱フイン５の間を通つて放熱フイン
５から燃焼熱を奪つて熱交換されて暖められる。
次いで、相当に暖められた空気即ち温風は、蓋体
７の外周に半径方向に多数設けられた放熱フイン
１７の間を通つて流れ、そこで温風は更に一層暖
められ、最後に空気は所望の温風となつて空気送
出口１４から送り出される。

以上のように、この考案による熱交換器の実施
例について詳述したが、必ずしもこれらの細部に
限定されるものではない。例えば、図では、熱交
換して温められる空気が図の左方から右方へ向け
て流れるように矢印Ｂによつて示されているが、
右方から左方へ逆方向に流れるように構成しても
よいことは勿論である。熱流往路筒体、熱流復路
筒体及び吸熱通路筒体については、流量面積、流
形、流速、フインの取付け及び形状等の点から最
も好ましい円筒体に形成されているが、取付け場
所等の制約がある場合には、角筒体、楕円筒体等
の形状に構成されてもよい。また、吸熱通路を構
成する外側ケースの両端をストレートに構成して
いるが、必ずしもストレートである必要はなく側
方、上向き、下向き等に向けて構成してもよいこ
とは勿論である。また、受熱フイン及び放熱フイ
ンを中間に位置する熱流復通路筒体に一体的に固
定して設けているが、例えば、中央部に位置する
熱流往路筒体の外周面に半径方向に伸長する受熱
フインを取付け、吸熱通路筒体即ち外側ケースの
内周面に半径方向に伸長する放熱フインを取付け
てもよいことは勿論である。更に、蓋体に受熱フ
イン及び放熱フインを一体的に設けているが、受
熱フインに関しては熱流復路筒体の受熱フインを
延長させてもよく、また、蓋体の受熱フイン及び
放熱フインの数についても必ずしも熱流復路筒体
内及び吸熱通路内に設けた受熱フイン及び放熱フ
インの数と同数にする必要もないことは勿論であ
る。両者の受熱フイン及び放熱フインを整合状態
に配置しているが、場合によつてはその必要もな
く、更に、受熱フイン及び放熱フインの形状につ
いても種々に形成できることも勿論である。

〔考案の効果〕

この考案による熱交換器は、上記のように構成
されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の熱交換器は、熱流往路筒体及び熱流復路筒体か
ら成る吸熱通路筒体の外周に空気取入口と空気送
出口とを備えた吸熱通路筒体を配置し、前記熱流
復路筒体の内筒に受熱フインを且つ外周に放熱フ
インを設け、更に前記熱流復路筒体の端部には内
側に受熱フイン及び外側に放熱フインを備えたカ
ツプ状の蓋体が固定されているので、前記吸熱通
路筒体即ち外側ケース、前記熱流復路筒体及び前
記熱流往路筒体の形状に合わせて前記放熱フイン
の形状を最適形状に構成することができ、前記熱
流通路筒体全長にわたつて熱伝達面積を有効に広
くすることができ、熱伝達を良好にすることがで
きる。前記熱流往路筒体及び前記熱流復路筒体と
の連通部分を前記蓋体によつてＵターンできるよ
うに構成でき、また前記蓋体の必要箇所のみを耐
久性、耐火性、耐熱性等に富んだ材質、例えば、
酸化アルミニウム等で製作したり、アルマイト処
理を行つたり、セラミツク等のコーテイングを施
したりすることもできる。しかも、必要箇所のみ
であるためコストダウンを計ることができる。更
に、前記蓋体の内側には前記熱流往路筒体の空間
と連通した空間が形成されているので、燃焼ガス
の流れもよく、スムースにガイドされてＵターン
ができ、熱交換効率を向上させることができる。
更に、前記熱流復路筒体の前記受熱フインと前記
蓋体の前記受熱フインとは整合状態に配置し、ま
た前記吸熱通路筒体の前記放熱フインと前記蓋体
の前記放熱フインとは整合状態に配置することが
できるので、熱流通路の燃焼ガスの流れ及び吸熱
通路の温風の流れを極めてスムースに流すことが
でき、高効率の熱交換器を提供できる。しかも、
構造が極めて簡単であり、取り扱も容易であり、
故障等も少なく、メインテナンス等も容易である
等、種々の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による熱交換器の一実施例を
示す断面図、第２図は第１図の線−における
断面図、第３図は先行技術である熱交換器の一例
を示す断面図、及び第４図は第３図の線−に
於ける断面図である。 １……熱交換器、２……吸熱通路筒体、５……
放熱フイン、７……蓋体、８……熱流復路筒体、
９……熱流往路筒体、１０……熱流通路、１１…
…熱伝達通路、１２……吸熱通路、１４……空気
送出口、１５……受熱フイン、１６……受熱フイ
ン、１７……放熱フイン、１８……空間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吸熱通路筒体内に熱流往路筒体と熱流復路筒
   体とから成る熱流通路筒体を配置し、前記熱流
   復路筒体の内周に受熱フイン且つ外周に放熱フ
   インを設け、更に前記熱流復路筒体の端部には
   内側に受熱フイン及び外側に放熱フインを備え
   たカツプ状の蓋体が固定されていることを特徴
   とする熱交換器。 (2) 前記蓋体の内側には前記熱流往路筒体の空間
   と導通した空間が形成されていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項に記載の熱
   交換器。 (3) 前記熱流復路筒体の前記受熱フインと前記蓋
   体の前記放熱フインとは整合状態に配置され、
   また前記吸熱通路筒体の前記放熱フインと前記
   蓋体の前記放熱フインとは整合状態に配置され
   ていることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の熱交換器。 (4) 前記蓋体は耐熱処理が施されていることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   の熱交換器。