JPH0478715A - 排気熱を利用する自動車用暖房装置 - 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） この発明に係る排気熱を利用する自動車用暖房装置は、
ヒートバイブの原理を利用する事で、エンジンから排出
される排気の熱により、車室内の暖房を行なうものであ
る。

（従来の技術） 排気熱を利用して車室内の暖房を行なう暖房装置の場合
、冷却水の熱を利用して暖房を行なう装置に比べて立ち
上がりが早く（暖房感を得られる迄に要する時間が短く
）、又、寒冷地等に於いて、冷却水の熱を利用するだけ
では十分な暖房感を得られない場合にも、これを十分に
補助する事が出来る為、従来から各種構造のものが研究
されている。この内、ヒートパイプの原理を利用して排
気熱を回収し、車室内の暖房を行なう自動車用暖房装置
として従来から、実開昭６３−１１４８０６号公報、同
６３−１５４３１２号公報、同６３−１８１５１１号公
報に開示されたものが知られている。

この様な、ヒートパイプの原理を応用した、排気熱を利
用する自動車用暖房装置は、例えば第３図に示す様に構
成される。

この第３図に於いて１は、自動車用エンジン２から排出
される排気を流通させる排気管で、この排気管１の途中
には、第一、第二の排気流路３．４を、互いに並列に設
けている。この内の第一の排気流路３内には、純水等の
作動流体を加熱蒸発させる為の加熱器５を設けており、
この加熱器５の蒸気出口に、蒸気送り出し管６の一端を
接続している。

排気管１の途中で、上記第一、第二の排気流路３．４の
上流側には、加熱器５を配置した第一の排気流路３への
排気の送り込みとその停止とを制御する、排気流路切換
ドア７を設けて、加熱器５での、作動流体の加熱量の調
節を自在としている。

一方、送風機８によって、暖房用の空気を流通させるダ
クト内には、温水（エンジン用冷却水）を循環させるヒ
ータコア９と直列に、コンデンサ１０を配置している。

このコンデンサ１ｏの蒸気入口は、上記蒸気送り出し管
６の他端に接続しており、このコンデンサ１０の出口に
一端を接続し、途中に貯液器１１、仕切弁１２を設けた
戻し管１３の他端を、前記蒸気送り出し管６の一部を介
して加熱器５に通じさせ、コンデンサ１ｏ内で凝縮液化
した作動流体を、上記加熱器５に戻す様にしている。

１４は、排気流路切換ドアフ駆動用のアクチュエータ、
１５は、蒸気送り出し管６の途中に設けた安全弁、１６
は、蒸気送り出し管６内をコンデンサ１０に向けて送ら
れる、蒸気の温度を検出する為の温度センサ、１７は、
コンデンサ１０の頂部の温度を検出する為の温度センサ
、１８は、前記ヒータコア９に送り込まれる温水の温度
を検出する為の温度センサ、１９は、ヒータコア９とコ
ンデンサ１０とを通過した後の空気の温度を検出する温
度センサ、２０は、作動流体中に混入した空気を排出す
る為、コンデンサ１０の頂部に設けた電磁開閉弁、２１
は、この電磁開閉弁２０と直列に設けたリリーフ弁であ
る。

前記排気流路切換ドア７の切り換えと、仕切弁１２の開
閉とを制御する為の制御器（図示せず）は、上記各温度
センサ１６ん１９からの信号に応じて、排気流路切換ド
ア７の切り換えと、仕切弁１２の開閉とを行なわせる。

上述の様に構成される、従来の排気熱を利用する自動車
用暖房装置により、車室内の暖房を行なう場合、排気流
路切換ドア７を第３図に鎖線で示す様に切り換えると共
に、仕切弁１２を開か、送風機８を運転する。

この結果、加熱器５内に存在する作動流体が蒸発し、蒸
気送り出し管６を通じて、コンデンサ１０に送り込まれ
る。そして、このコンデンサｌ。

内で作動流体の蒸気は、送風機８によってダクト（図示
せず）内に吸引され、このダクト内を流れる空気との間
で、熱交換を行なって凝縮し、戻し管１３、貯液器１１
、仕切弁１２、蒸気送り出し管６の一部を通じて前記加
熱器５に戻され、再び蒸発するサイクルを繰り返し行な
う、ダクト内での熱交換によって温度上昇した空気は、
ダクトの下流端に設けた、適当な吹き出し口から車室内
に吹き出し、この車室内の暖房に供される。

暖房装置を使用しない場合、或はヒータコア９による暖
房で十分な場合には、排気流路切換ドア７を、第３図の
実線で示す状態に切り換えると共に、仕切弁１２を閉じ
る。

この結果、加熱器５に高温の排気が送り込まれなくなる
と共に、作動流体が貯液器１１に溜められたまま、加熱
器５には送り込まれない状態となって、コンデンサ１０
の温度が上昇する事もなくなる為、ダクト内を流通する
空気の温度が過度に上昇する事もなくなる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述の様に構成され作用する、排気熱を利用
する自動車用暖房装置を、現実の自動車用暖房装置に組
み込む場合、次に述べる様な、解決しなければならない
問題点が存在する。

即ち、排気管１の途中に設けられた加熱器５には、排気
流路切換ドア７を第二の排気流路４に向けて開いた（第
一の排気流路３に排気を直接送らない）場合に於いても
、若干の排気熱が伝わるのは避けられない為、排気熱を
利用する暖房装置を作動させない場合に於いて、加熱器
Ｓ内に作動流体が存在した場合には、この加熱器５内の
作動流体が蒸発する事が避けられない。

この場合に於いては、コンデンサ１０での作動流体の放
熱は行なわれない為、自動車用暖房装置の内部の圧力が
高くなり、作動流体が安全弁１５から噴出して、次に使
用するのに先立って作動流体の再充填をする必要が生じ
る。

又、コンデンサ１０による放熱を行なっている場合に於
いても、排気の温度が高い等の原因により、加熱器５で
の作動流体の加熱量が過大となった場合には、同様の問
題が生じる。

本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置は、上述の
様な不都合を解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置は、自動車
用エンジンから排出される排気を流通させる排気管の途
中に、互いに並列に設けられた第一、第二の排気流路と
、第一の排気流路内に設けられた加熱器と、この加熱器
の蒸気出口に一端を接続した蒸気送り出し管と、上記第
一、第二の排気流路の上流側に設けられ、上記加熱器を
設けた第一の排気流路内への排気の送り込みとその停止
とを制御する、排気流路切換ドアと、暖房用の空気を流
通させるダクト内に配置され、蒸気人口を上記蒸気送り
出し管の他端に接続したコンデンサと、このコンデンサ
の出口に一端を接続し、コンデンサ内で凝縮液化した作
動流体を、上記加熱器に戻す戻し管と、この戻し管の途
中に、コンデンサの側から順に設けられた貯液器及び仕
切弁とから構成されている。

更に、本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置に於
いては、上記排気管を送られて来る排気の温度を検出し
て、排気温度信号として送り出す排気温度センサと、上
記加熱器から送り出される蒸気温度を検出して、蒸気温
度信号として送り出す蒸気温度センサと、これら排気温
度信号と・蒸気温度信号と暖房装置の作動、停止状態を
表わす信号とを人力して、上記排気流路切換ドアの切り
換えと上記仕切弁の開閉とを行なう制御器とを有する。

そして、この制御器は、排気温度が一定値以上の場合に
、上記第二の排気流路に排気を流す状態に、排気流路切
換ドアを切り換え、蒸気温度が一定値以上の場合で、且
つ暖房装置が停止状態にある場合に、仕切弁を閉じる。

（作　用） 上述の様に構成される、本発明の排気熱を利用する自動
車用暖房装置は、作動停止時で蒸気温度が比較的低くな
っている場合には、仕切弁を閉じ、加熱器に作動流体を
送り込まない状態とする為、自動車用暖房装置の内部の
圧力が高くなる事を防止し、作動流体が安全弁から噴出
して、次に使用するのに先立って作動流体の再充填をす
る必要が生じる事を有効に防止出来る。

又、排気温度が高い等により、加熱器での蒸発量が多く
なり過ぎる恐れのある場合には、排気流路切換ドアを、
第二の排気流路に排気を流す状態に切り換える事により
、加熱器に於ける作動流体の加熱量を少なく抑える為、
作動流体が安全弁から噴出する事を防止出来る。

（実施例） 次に、図面を参照しつつ、本発明を更に詳しく説明する
。

′ｓ１図は本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置
の制御部を示すブロック図、第２図はこの装置の作用を
示すフローチャートである。

尚、本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置の基本
的構造自体は、前述の第３図に示した自動車用暖房装置
と同様である為、重複する説明は省略し、以下本発明の
特徴部分に就いて説明する。

本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置に於いては
、第１図のブロック図に示す様に、排気管１（第３図参
照）を送られて来る排気の温度を検出して、排気温度信
号ａとして送り出す排気温度センサ２２と、加熱器５か
ら送り出される蒸気温度を検出して、蒸気温度信号すと
して送り出す蒸気温度センサ２３と、これら排気温度信
号ａと蒸気温度信号すとを入力すると共に、暖房装置の
作動、停止状態を表わす信号（図示省略）を入力して、
第一の排気流路３と第二の排気流路４との上流側に設け
た排気流路切換ドア７の切り換え、及び貯液器１１と加
熱器５との間に設けた仕切弁１２の開閉を行なう制御器
２４とを有する。

そして、この制御器２４は、排気温度信号ａによって知
れる排気温度が一定値以上の場合に、加熱器５をバイパ
スさせる為の第二の排気流路４に排気を流す状態に、排
気流路切換ドア７を切り換え、蒸気温度信号すによって
知れる蒸気温度が一定値以下の場合で、且つ暖房装置の
作動、停止状態を表わす信号によって知れるＩｔ！！装
置の状態が、停止状態にある場合に、仕切弁１２を閉じ
る。

上述の様に構成される、本発明の排気熱を利用する自動
車用暖房装置は、第２図のフローチャートに示す様に作
用する。

即ち、暖房装置の作動停止時で蒸気温度が比較的低くな
っている場合には、仕切弁１２を閉じ、加熱器５内に作
動流体を送り込まない状態とする。この為、作動流体が
加熱器５内で蒸発する事がなくなり、自動車用暖房装置
の内部の圧力が高くなる事が防止されて、作動流体が安
全弁１５（第３図）から噴出して、次に使用するのに・
先立って作動流体の再充填をする必要が生じる事が防止
される。

又、排気管１を通じて送られて来る排気温度が高く、こ
の排気を加熱器５に送り込んだ場合に、この加熱器５内
での作動流体の蒸発量が多くなり過ぎる恐れのある場合
には、アクチュエータ１４により排気流路切換ドア７を
、加熱器５をバイパスさせる為の第二の排気流路４に排
気を流す状態に切り換える事により、加熱器５に於ける
作動流体の加熱量を少なく抑える。この為、やはり作動
流体が安全弁１５から噴出する事を防止出来る。

（発明の効果） 本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置は、以上に
述べた通り構成され作用するが、装置の不使用時や、排
気の温度が高い場合に、装置内部に過剰の蒸気が充満し
て、この装置内の圧力が過大になる事が防止される為、
作動流体を再充填する面倒を確実に防止出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排気熱を利用する自動車用暖房装置の
制御部を示すブロック図、第２図はこの装置の作用を示
すフローチャート、第３図は本発明の対象となる、排気
熱を利用する自動車用暖房装置の１例を示す断面図であ
る。 １：排気管、２：自動車用エンジン、３：第一の排気流
路、４：第二の排気流路、５：加熱器、６：蒸気送り出
し管、７：排気流路切換ドア、８：送風機、９：ヒータ
コア、１ｏ：コンデンサ、１１：貯液器、Ｉ２：仕切弁
、１３：戻し管、１４：アクチュエータ、１５：安全弁
、１６．１７．１８．１９：温度センサ、２０：電磁開
閉弁、２１：リリーフ弁、２２：排気温度センサ、２３
：蒸気温度センサ、２４：制御器、２５：蒸気温度セン
サ、２６：制御器。 特許出願人　カルソニック株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　自動車用エンジンから排出される排気を流通さ
   せる排気管の途中に、互いに並列に設けられた第一、第
   二の排気流路と、第一の排気流路内に設けられた加熱器
   と、この加熱器の蒸気出口に一端を接続した蒸気送り出
   し管と、上記第一、第二の排気流路の上流側に設けられ
   、上記加熱器を設けた第一の排気流路内への排気の送り
   込みとその停止とを制御する、排気流路切換ドアと、暖
   房用の空気を流通させるダクト内に配置され、蒸気入口
   を上記蒸気送り出し管の他端に接続したコンデンサと、
   このコンデンサの出口に一端を接続し、コンデンサ内で
   凝縮液化した作動流体を、上記加熱器に戻す戻し管と、
   この戻し管の途中に、コンデンサの側から順に設けられ
   た貯液器及び仕切弁とから成る、排気熱を利用する自動
   車用暖房装置に於いて、上記排気管を送られて来る排気
   の温度を検出して、排気温度信号として送り出す排気温
   度センサと、上記加熱器から送り出される蒸気温度を検
   出して、蒸気温度信号として送り出す蒸気温度センサと
   、これら排気温度信号と蒸気温度信号と暖房装置の作動
   、停止状態を表わす信号とを入力して、上記排気流路切
   換ドアの切り換えと上記仕切弁の開閉とを行なう制御器
   とを有し、この制御器は、排気温度が一定値以上の場合
   に、上記第二の排気流路に排気を流す状態に排気流路切
   換ドアを切り換え、蒸気温度が一定値以下の場合で、且
   つ暖房装置が停止状態にある場合に仕切弁を閉じる事を
   特徴とする、排気熱を利用する自動車用暖房装置。