JPH10238406A

JPH10238406A - エンジン冷却水循環装置

Info

Publication number: JPH10238406A
Application number: JP9057008A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kato; 昌弘加藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン熱の有効利用と、エアコン用冷却系
のコンプレッサ及びフロンの廃止。【解決手段】冷却水の循環路１を備えると共に、この
循環路に第１のポンプ５７を装備する。また、循環路１
の一部に開閉弁２を設け、当該開閉弁の上流側と下流側
とを結ぶ第１の流路３を併設する。更に、第１の流路に
は、熱電素子５を付設する。この熱電素子は冷却水から
熱入力を受けると電力を出力し外部の電源から電力を供
給されると冷却水から吸熱する。また、第１の流路に
は、熱電素子の上流側と下流側とを結ぶ冷却水の第２の
流路７を併設し、この第２の流路に、エアコン風と熱交
換を行う熱交換手段８と、第２のポンプ９とを装備す
る。更に、第１の流路を循環路から遮断する開閉弁１
１，１２と、第１の流路を第２の流路から遮断する開閉
弁１３，１４とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン冷却水循
環装置に係り、特に、エンジンで発生する熱を冷却水を
介し外部に放熱するためのエンジン冷却水循環装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１２に従来例を示す。エンジン冷却系
５０は、ラジエター５１と、乗用車の室内を温める温水
式のヒータ５２とを備え、これらが冷却水の充填された
循環路５３を介し環状に接続されている。エンジン５５
に併設されたウォータポンプ５７は、ラジエター５１と
ヒータ５２との間で冷却水を循環させる他、エンジン５
５のウォータジャケットにも冷却水を直接流し込むよう
になっている。エンジン５５のウォータジャケットに流
れ込んだ冷却水は、マニホールド５６から排出され、バ
イパス管５４又はサーモスタット５８を通じて再び本流
に帰還するようになっている。ここで、サーモスタット
５８は、循環路５３を開閉することで温度調整を行うも
のである。また、符号５９は、リザーバタンクを示す。
エンジン５５で発生した熱は、冷却水を通じ一部がヒー
タ５２の温度上昇に利用され、他はラジエター５１で放
熱される。

【０００３】また、エンジン冷却系５０には、エアコン
用冷却系６０が併設されている。このエアコン用冷却系
６０は、コンプレッサ６１と、エバポレータ６２と、コ
ンデンサ６３とを備え、これらフロンの充填されたフロ
ン環路６４を介し環状に接続されている。符号６５は、
フロン圧縮時の開閉バルブを示す。また、符号７０は、
それぞれファンを示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
エンジン冷却系では、エンジンで発生した熱量をヒータ
に利用するだけで、他は捨てており、エネルギーの無駄
が指摘されていた。

【０００５】また、エアコン用冷却系では、コンプレッ
サを採用するため、静粛性、寿命やメンテナンスの面で
不都合があった。更に、冷媒にフロンを用いており環境
面での問題もあった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、エンジン熱を有効利用すると共に、エ
アコン用冷却系のコンプレッサ及び冷媒としてのフロン
を不要としたエンジン冷却水循環装置を提供すること
を、その目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、エンジンと放熱手段とを
結ぶ冷却水の循環路を備えると共に、この循環路に冷却
水を巡らせる第１のポンプを装備する。循環路の一部に
は開閉弁を設け、当該開閉弁の上流側と下流側とを結ぶ
冷却水の第１の流路を循環路に併設する。また、第１の
流路には、熱電素子を付設する。この熱電素子は冷却水
から熱入力を受けると電力を出力し外部の電源から電力
を供給されると冷却水から吸熱する機能を備える。更
に、第１の流路には、熱電素子の上流側と下流側とを結
ぶ冷却水の第２の流路を併設し、この第２の流路に、エ
アコン風として車室内に送り込まれる空気との間で熱交
換を行う熱交換手段と、冷却水を巡らせる第２のポンプ
とを装備する。そして、第１の流路を循環路から遮断す
る開閉弁と、第１の流路を第２の流路から遮断する開閉
弁とを、それぞれ設けた、という構成を採っている。

【０００８】本発明では、車室内の冷房中は、第１の流
路を循環路から遮断すると共に第２の流路を第１の流路
に接続し、第１及び第２のポンプの駆動により冷却水を
巡らせる。このとき、熱電素子には電力を供給する。す
ると、循環路では、エンジンの発熱が冷却水を介し放熱
手段において放熱又は消費される。ここで、放熱手段に
は、ラジエターや車室内温調用のヒータ等が含まれる。
一方、第１の流路と第２の流路が形成する環路では、冷
却水の熱が熱電素子に吸熱され、冷えた冷却水が熱交換
手段に流れ込む。これにより、熱交換手段はエアコン風
の温度を下げるので、冷房として機能する。

【０００９】一方、冷房の停止中は、循環路を第１の流
路に接続すると共に第２の流路を第１の流路から遮断す
る。このとき、熱電素子への電力供給は行わない。そし
て、循環路に装備された第１のポンプのみを駆動する
と、エンジンでの発熱は、冷却水を介し放熱手段に加え
熱電素子にも運ばれる。冷却水から熱電素子に対しエン
ジン熱の入力が行われると、熱電素子は種々の用途に利
用可能な電力を発電する。

【００１０】請求項２記載の発明では、上記第２の流路
に冷却水が流れるときの、第１の流路における冷却水の
流れ方向に沿って、熱電素子よりも上流側に開閉弁を設
ける。また、この開閉弁の上流側と下流側とを結ぶ冷却
水の第３の流路を併設すると共に、この第３の流路に、
当該第３の流路を第１の流路から遮断する開閉弁と、リ
ザーバタンクとを設けた、という構成を採っている。

【００１１】本発明では、車室内の冷房中において、第
１の流路から第３の流路に給水し、リザーバタンクに冷
水を溜めてゆく。その後、冷房が停止されたこと又は第
１の流路を流れる冷却水の温度が車室内の温度以下とな
ったことを条件に、第３の流路を第１の流路から遮断す
る。そして、次に冷房が停止から運転に切り替えられた
時に、第１の流路から第３の流路に給水することで、リ
ザーバタンク内の冷水を直ちに第１の流路に送り出す。
これにより、それまで熱水が流れていた第１の流路に直
ちに冷水が流れ込み、熱交換手段での冷房機能が速やか
に発揮される。

【００１２】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図１１に基づいて説明する。従来例と同一部分につ
いては同一符号を付して重複説明を省略する。

【００１４】図１は、本実施形態に係るエンジン冷却水
循環装置の配管構成図を示す。エンジン５５と放熱手段
としてのラジエター５１及びヒータ５２とが冷却水の循
環路１により結ばれている。この循環路１には、冷却水
を巡らせる第１のポンプ５７が装備されている。また、
循環路１の一部には開閉弁２が設けられ、その上流側と
下流側とが循環路１に併設された冷却水の第１の流路３
により結ばれている。

【００１５】第１の流路３には、複数の熱電素子を組み
合わせた熱電モジュール５が付設されている。ここで、
熱電素子は、冷却水から熱入力を受けると電力を出力
し、外部電源としてのエアコン用発電機３６から電力を
供給されると冷却水から吸熱する機能を備えている。熱
電素子及び熱電モジュール５の構成については、後述す
る。

【００１６】第１の流路３には、熱電モジュール５の上
流側と下流側とを結ぶ冷却水の第２の流路７が併設され
ている。この第２の流路７には、エアコン風として車室
内に送り込まれる空気との間で熱交換を行う熱交換手段
８と、冷却水を巡らせる第２のポンプ９とが装備されて
いる。

【００１７】また、第１の流路３には、当該流路３を循
環路１から遮断する開閉弁１１，１２が設けられ、第２
の流路７には、第１の流路３を第２の流路７から遮断す
る開閉弁１３，１４が設けられている。

【００１８】更に本実施形態では、上記第２の流路７に
冷却水が流れるときの、第１の流路３における冷却水の
流れ方向において、熱電モジュール５よりも上流側に開
閉弁１５が設けられ、この開閉弁１５の上流側と下流側
とが冷却水の第３の流路１６によって結ばれている。こ
の第３の流路１６には、該流路１６を第１の流路３から
遮断する開閉弁１７，１８と、リザーバタンク１９とが
設けられている。

【００１９】これを更に詳述すると、循環路１におい
て、符号１ａはサーモスタット、符号１ｂはエンジン５
５に併設されたマニホールド、符号１ｃはマニホールド
１ｂから送り出された冷却水を本流に戻すバイパス管を
それぞれ示す。この他、符号５１ａはラジエター用のフ
ァンを示す。また、第１のポンプ５７は、図１の矢印方
向に冷却水の流れを作るようになっている。

【００２０】一方、循環路１に併設された第１の流路３
は、一端がラジエター５１と開閉弁２との間で分岐さ
れ、他端が開閉弁２とサーモスタット１ａとの間で分岐
されている。この第１の流路３に付設された熱電モジュ
ール５は、２つの開閉弁１１，１２の間に配置されてい
る。開閉弁１１，１２は、循環路１との分岐点の近傍に
配置されている。

【００２１】熱電モジュール５は、図２に示すように、
Ｐ形半導体２１とＮ形半導体２２とを金属電極２３を介
し交互に直列接続した複数のΠ形素子の結合として構成
される。この種の熱電モジュールは熱電冷却用として一
般に市販されている。Π形素子の結合にて形成される理
由は、熱負荷や直流電源電圧及び電流容量等を考慮した
ためである。この熱電モジュールは、発電用としても用
いることができるが、熱電モジュール５による冷却原理
と発電原理については後述する。

【００２２】ここで、熱電モジュールを構成する各素子
にそれぞれ均等に熱変換を行わせ、機能を十分発揮させ
るためには、各金属電極２３は熱を授受する相手方の固
体面と熱的にまんべんなく接触させる必要がある。そこ
で、熱電モジュール５の上下両面はうねりの少ない精度
の良い平行な平面に加工されている。

【００２３】また、実際に熱電モジュールを使用する場
合、接合電極が露出したモジュールの上下面に、金属性
の冷却対象物又は加熱対象物及び放熱器を直接接触させ
ると、電極間が電気的に短絡し素子に電流が流れず、熱
電素子としての機能を失うので、絶縁層の介装が必要と
なる。そこで、熱電モジュール５を第１の流路３に実際
に付設するにあたっては、図３に示す構造を採る。

【００２４】まず、２つの熱電モジュール５，５は、上
下面から絶縁層を成すセラミック板２４，２４によって
挟み込む。これら２枚のセラミック板２４，２４の外面
には、それぞれ熱伝導性グリスを薄く塗布し、これらを
更にタンク２５と放熱器２６との間に挟み込む。そし
て、放熱器２６の底面からタンク２５の方向へボルト２
７をねじ入れ、２つの熱電モジュール５，５をタンク２
５と放熱器２６との間に固定する。この際、ボルト２７
の頭と放熱器２６との間に断熱ワッシャー２８を介装す
る。符号２４ａは、セラミック板間に装填された断熱材
を示す。この断熱材２４ａは、熱電モジュール５の高温
側から低温側への熱リークを抑制する。

【００２５】図４は、タンク２５の斜視図である。全体
として内部中空の箱形に形成され、セラミック板２４と
の接触面の四隅にボルト２７と螺合するタップ穴２５ａ
が形成されている。また、側面には、第１の流路３を成
す配管と接続されるインレットパイプ２５ｂとアウトレ
ットパイプ２５ｃとが設けられ、第１の流路３の一部と
してタンク２５内を冷却水が流通するようになってい
る。インレットパイプ２５ｂ及びアウトレットパイプ２
５ｃは、アルミ等の材質で形成されても良い。ここで、
符号２５ｄは着脱可能なキャップを示す。

【００２６】このタンク２５は、熱電モジュール５の発
電時において、該熱電モジュール５への熱供給源とな
り、また、冷却時は熱交換手段８に冷水を送る冷水供給
源となるものであるから、その材質には熱伝導性の良い
アルミ等の採用が望ましく、更には、図３に示すように
タンク２５全体を断熱材２９で覆い込む構造が好まし
い。

【００２７】一方、放熱器２６としては、ヒートシンク
による自然空冷型、ヒートシンクとブロワによる強制空
冷型、水冷板を用いた水冷型等の各種の方式を採用する
ことができる。ヒートシンクや水冷板の材質には、熱伝
導性の良いアルミ等が好適である。

【００２８】このように一体的に構成されたタンク２
５、熱電モジュール５，５及び放熱器２６は、ラジエタ
ー５１と同様に、車両の前部に装備し、特に放熱器２６
に車両の走行風があたるように配置する。

【００２９】熱電モジュール５は、上述のように冷却水
の流通するタンク２５と放熱器２６との間に挟み込ま
れ、外部電力の供給により冷却水を冷却し、また、冷却
水からの熱入力を受けて発電する。この冷却の原理と発
電の原理を以下に説明する。

【００３０】図５（ａ）は、熱電モジュール５を成す一
つのΠ形素子を取り出した模式図である。今、Ｎ形半導
体２２からＰ形半導体２１に向けて電流を流すと、ペル
チェ効果により、タンク２５内の冷却水Ｗから実質的に
熱が奪われ、放熱器２６側に放熱される。これにより冷
却水の温度が下げられる。即ち、冷却される。

【００３１】一方、図５（ｂ）に示すように、タンク２
５内の冷却水が高温となり放熱器２６側との間に温度差
を生じると、高温となったタンク２５の冷却水から入力
された熱がＰ形半導体２１及びＮ形半導体２２を通じ放
熱器２６側に伝導し、ゼーベック効果により、Ｐ側の電
極にプラス、Ｎ側の電極にマイナスの電圧を生じる。こ
の両極を端子として、例えば直流モータなどの外部負荷
につなぐと、電流が流れ電気出力を取り出すことができ
る。

【００３２】続いて、図１を参照し説明する。第２の流
路７は、一端が第１の流路３の２つの開閉弁１１，１５
の間から分岐され、他端がタンク２５と開閉弁１２との
間より分岐されている。この第２の流路７を第１の流路
３から遮断する開閉弁１３，１４は、第１の流路３から
の分岐点の近傍に配置されている。ポンプ９は、エンジ
ン５５に併設され、当該エンジン５５の動力を受けて冷
却水を図中の矢印方向に巡らせる。エンジン５５からポ
ンプ９への動力は電磁クラッチ３１の接続時に伝達さ
れ、分離時には伝達されないようになっている。

【００３３】また、熱交換器８は、第２の流路７の冷却
水流れ方向において、ポンプ９よりも上流側に配置され
ている。この熱交換器９は、従来例のエバポレータ６２
に替わるものとして設けられたもので、エアコン風の通
路に従来のエバポレータと同様に配置され、熱電モジュ
ール５により冷やされた冷却水を送り込み、エアコン空
気と熱交換を行わせることで、冷気を作り出す。その構
成としては、例えばアルミ性のタンクの一部にフィンを
形成し、エアコン気を通過させる際に熱交換を行わせる
ものでも良い。ここで、符号８ａは、ヒータ５２及びエ
アコンディショナー用のブロアファンを示す。

【００３４】続いて、第３の流路１６について説明す
る。第３の流路１６は、一端が第１の流路３の２つの開
閉弁１１，１５の間から分岐され、また、他端が開閉弁
１５とタンク２５との間より分岐されている。この第３
の流路１６を第１の流路３から遮断する２つの開閉弁１
７，１８は、第１の流路３からの分岐点の近傍に配置さ
れている。

【００３５】また、これら二つの開閉弁１７，１８の間
には、リザーバタンク１９が装備されている。図６は、
このリザーバタンクの構造を示す斜視図である。リザー
バタンク１９は、全体としては内部中空の箱形に形成さ
れ、その材質にはステンレス等が好適である。また、側
面には第３の流路１６を成す配管と接続されるインレッ
トパイプ１９ａ及びアウトレットパイプ１９ｂが形成さ
れている。符号１９ｃは、着脱可能なキャップを示す。

【００３６】ここで、上述した循環路１及び第１乃至第
３の流路３，７，１６を成す配管には、それぞれ耐圧ホ
ースが採用され、特に、第１乃至第３の流路３，７，１
６及び当該各流路に設けられた開閉弁やタンク等の装置
要素は全て断熱材３２により覆われている。図１中のハ
ッチングが断熱材を示す。

【００３７】また、循環路１及び各流路３，７，１６に
設けられた開閉弁は、電気的に制御が可能な電磁弁であ
り、制御部２０により開閉制御されるようになってい
る。

【００３８】次に、制御系の構成を図７に基づいて説明
する。

【００３９】図７に示す制御系は、エンジン５５と、こ
のエンジン５５の動力を受けて動作するウォータポンプ
９と、同じくエンジン５５の動力を受けて動作するエア
コン用発電機３６と、これらウォータポンプ９及びエア
コン用発電機３６に入力されるエンジン５５の動力を外
部信号に応じて伝達し又は切断する電磁クラッチ３１，
３４とを備えている。

【００４０】また、エアコン用発電機３６から電力供給
を受けてタンク２５内の冷却水を冷却すると共に当該冷
却水から熱入力を受けて発電する熱電モジュール５と、
エアコン用発電機３６から熱電モジュール５への電力供
給を外部信号に応じて入切するリレーＡとを備えてい
る。更に、熱電モジュール５からの出力電力を充電する
バッテリ６と、熱電モジュール５からバッテリ６への電
力供給を外部信号に応じて入切するリレーＢとを有す
る。

【００４１】これに加え、タンク２５内の水温を検出す
る水温センサ３５と、バッテリ６からの電力供給により
動作し外部のエアコンスイッチ信号（Ａ／Ｃスイッチ信
号）及び水温センサ３５の出力に応じてリレーＡ，Ｂ、
電磁クラッチ３１，３４及び各開閉弁２，１１〜１５，
１７，１８を制御する制御部２０とを備えている。符号
３３は、バッテリ６から制御部２０への電力供給を入切
するイグニッションスイッチを示す。水温センサ３５
は、サーミスタ等であって、図１に示すように熱電モジ
ュール５に付設されたタンク２５の内部に配置され、タ
ンク２５の内部にある冷却水の温度を連続的に検出す
る。

【００４２】図８は、エアコン用発電機３６，リレー
Ａ，熱電モジュール５，リレーＢ及びバッテリ６の接続
図である。エアコン用発電機３６は、負極がリレーＡを
介し熱電モジュール５のＰ側電極２３に接続されると共
に、正極は熱電モジュール５のＮ側電極２３及びリレー
Ｂを介しバッテリ６の負極に接続されている。また、バ
ッテリ６の正極は、逆流防止用ダイオード３９のカソー
ドに接続され、当該ダイオード３９のアノードから熱電
モジュール５のＰ側電極２３と、リレーＡを介しエアコ
ン用発電機３６の負極とに接続されている。

【００４３】次に、本実施形態の全体動作を図７乃至図
１１に基づいて説明する。ここで、図９は制御部２０の
制御フローチャートを、図１０はエアコンスイッチ・オ
フ時の冷却水の流れを、図１１はエアコンスイッチ・オ
ン時の冷却水の流れを、それぞれ示す。

【００４４】装置を稼働状態に設定すると、制御部２０
は、外部から入力されるＡ／Ｃスイッチ信号に基づいて
エアコンがＯＮかＯＦＦかを判断する（ステップＳ
１）。この結果がＯＦＦであれば、リレーＡをＯＦＦし
て熱電モジュール５への電力供給を停止し（ステップＳ
１０）、電磁クラッチ３４をＯＦＦしてエアコン用発電
機３６を停止する（ステップＳ１１）。更に、電磁クラ
ッチ３１をＯＦＦして第２の流路７のウォータポンプ９
を停止した後（ステップＳ１２）、各開閉弁を以下のよ
うに設定する（ステップＳ１３）。

【００４５】開閉弁１１は「開」，開閉弁１７は
「閉」，開閉弁１５は「開」，開閉弁１８は「閉」，開
閉弁１３は「閉」，開閉弁２は「閉」，開閉弁１２は
「開」，開閉弁１４は「閉」。

【００４６】そして、リレーＢをＯＮにする（ステップ
Ｓ１４）。ここで、循環路１のポンプ５７は常時運転さ
れており、図１０に矢印で示すように、循環路１及び第
１の流路３に冷却水が巡り、エンジン５５で吸熱した冷
却水が、ラジエター５１及びヒータ５２で放熱される
他、タンク２５に送り込まれる。タンク２５に送り込ま
れた冷却水は、熱電モジュール５に熱入力を与え、この
熱が放熱器２６に伝導することにより熱電モジュール５
が発電する。熱電モジュール５での発電力はリレーＢを
介しバッテリ６に充電される。

【００４７】この際、熱電モジュール５よりもバッテリ
ー６の方が電位が高いと、放電状態となるので、これを
防止するために図８の逆流防止用ダイオード３９を設け
た。

【００４８】次に、エアコンが作動されると、制御部２
０は、外部から入力されるＡ／Ｃスイッチ信号に基づい
てエアコンのＯＮを判断し（ステップＳ１）、まず一部
の開閉弁のみを以下のように設定する（ステップＳ
２）。

【００４９】開閉弁１１は「閉」，開閉弁１３は
「開」，開閉弁２は「開」，開閉弁１２は「閉」，開閉
弁１４は「開」。これにより循環路１は、第１の流路３
及び第２の流路７から分断され、エンジン５５において
熱された冷却水は図１１の実線矢印が示すように循環路
１のみを巡り、ヒータ５２及びラジエター５１から放熱
される。

【００５０】続いて制御部２０は、タンク２５に装備さ
れた水温センサ３５の出力と従来一般的な外気温センサ
（図示略）の出力とをコンパレータ等に入力し、これら
を比較した結果に応じて残りの開閉弁を以下のように設
定する（ステップＳ３〜５）。

【００５１】．タンク内水温が室温以下の場合、開閉
弁１７は「閉」，開閉弁１５は「開」，開閉弁１８は
「閉」とする。この場合、第３の流路１６は第１の流路
３から分断され、第１及び第２の流路３，７により一つ
の環状流路が形成される。

【００５２】．タンク内水温が室温より高い場合、開
閉弁１７は「開」，開閉弁１５は「閉」，開閉弁１８は
「開」とする。この場合、第１、第２及び第３の流路
３，７，１６により一つの環状流路が形成される。

【００５３】続いて制御部２０は、リレーＢをＯＦＦし
て熱電モジュール５とバッテリ６との接続を遮断し（ス
テップＳ６）、電磁クラッチ３１のＯＮにより第２の流
路７のウォータポンプ９を作動する（ステップＳ７）。
これにより、第３の流路１６が連通されていれば第１，
第２及び第３の流路３，７，１６に図１１の点線で示す
冷却水の流れを生じ、第３の流路１６が連通されていな
ければ第１及び第２の流路に冷却水の流れを生ずる。

【００５４】更に制御部２０は、電磁クラッチ３４のＯ
Ｎによりエアコン用発電機３６を作動させ（ステップＳ
８）、リレーＡのＯＮにより熱電モジュール５への電力
供給を開始する（ステップＳ９）。すると、熱電モジュ
ール５によりタンク２５内の冷却水の熱が放熱器２６か
ら放熱され、冷却水の温度が常温よりも下げられる。そ
して、温度の下げられた冷却水が熱交換手段８に送り込
まれることで、エアコン風の温度が下げされ、車室内の
冷房が行われる。

【００５５】ここで、エアコン作動直後は、第１の流路
３に熱水があるため、例え熱電モジュール５の冷却効果
を持ってしても熱交換手段８において冷房効果をあげる
までに相当の時間を要する不都合がある。そこで、タン
ク２５内の冷却水の温度が室温より高い場合は、上述の
ように第３の流路１６を第１の流路３と連通させること
で、リザーバタンク９に予め蓄積してあった温度の低い
水を第１の流路３に直ちに送り出し、これを熱電モジュ
ール５で更に冷却してから熱交換手段８に送り込むこと
で、冷房機能の迅速な提供が実現される。また、タンク
２５内の水温が室温以下になると、制御部２０はその時
点で第３の流路１６を第１の流路３から切り放すので
（ステップＳ３，Ｓ４）、リザーバタンク９には室温前
後の低温度の水が常時確保される。

【００５６】このように本実施形態によれば、冷却水の
循環構造を工夫することにより単一の熱電モジュールで
エンジン冷却水の熱による発電とエンジン冷却水の冷却
とを交互に行えるようにしたので、比較的小規模な構成
で、エンジン熱の有効利用と、従来の冷房用コンプレッ
サ及びフロンの廃止とを、同時に実現することができ
る。特に、コンプレッサの廃止により静粛性の向上と寿
命などのメンテナンス面での利便性向上を図ることがで
き、フロンの廃止により環境面からの改善を図ることが
できる。

【００５７】また、第３の流路に、予め冷水が蓄えられ
るリザーバタンクを設けたので、エアコン始動直後に熱
交換手段に速やかに冷水を流し込むことができ、迅速な
冷房効果を提供することができる。

【００５８】その他、逆流防止用ダイオード３５を設け
たので熱電モジュールの発電時におけるバッテリの放電
を防止することができる。また、第１，第２及び第３の
流路３，７，１６をそれぞれ断熱材で覆ったので、熱電
モジュールにより冷却した水が外部より温められるのを
有効に防止することができる。また、各流路３，７，１
６を遮断する開閉弁は、流路の一端部と他端部にそれぞ
れ設けたので、流路の一部に一つだけ設けた場合に比べ
冷却水の流れを確実に遮断することができる。また、第
２の流路７に電磁クラッチ３１を介しエンジンに接続さ
れたウォータポンプ９を装備したので、第１及び第２の
流路３，７が循環路１から分断された状態でも循環路１
とは独立に冷却水の流れを作ることができる。また、タ
ンク内の温度と室温とを比較して第３の流路の開閉を切
り替えるようにしたので、リザーバタンク９内に常に室
温前後の比較的低温の水を蓄えておくことができる。

【００５９】ここで、本発明は本実施形態に限定され
ず、出願時の技術水準に基づく種々の設計変更が可能で
ある。

【００６０】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、冷却水の循環構造を工夫するこ
とにより単一の熱電素子でエンジン冷却水の熱による発
電とエンジン冷却水の冷却とを交互に行えるようにした
ので、比較的小規模な構成で、エンジン熱の有効利用
と、従来の冷房用コンプレッサ及びフロンの廃止とを同
時に実現することができる。特に、コンプレッサの廃止
により静粛性の向上や寿命などのメンテナンス面での利
便性の向上を図ることができ、また、フロンの廃止によ
り環境面からの改善を図ることができる。

【００６１】また、請求項２記載の発明では、第３の流
路に、予め冷水が蓄えられるリザーバタンクを設けたの
で、エアコン始動直後に熱交換手段に速やかに冷水を流
し込むことができ、迅速な冷房効果を提供することがで
きる、という従来にない優れたエンジン冷却水循環装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における冷却水流路の構成
図である。

【図２】熱電モジュールの構成を示す斜視図である。

【図３】熱電モジュールの取り付け構造を示す一部を断
面で表した構成図である。

【図４】図３のタンクを底面から見た斜視図である。

【図５】熱電モジュールの発電原理及び冷却原理を示す
説明図であって、図５（ａ）は冷却原理、図５（ｂ）は
発電原理をそれぞれ示す。

【図６】リザーバタンクの概略斜視図である。

【図７】本発明の一実施形態における制御系の構成を示
すブロック図である。

【図８】熱電モジュールとバッテリとの接続構造を示す
回路図である。

【図９】制御部の動作を示すフローチャートである。

【図１０】発電時の冷却水の流れを示す説明図である。

【図１１】冷却時の冷却水の流れを示す説明図である。

【図１２】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１循環路２，１１〜１５，１７，１８開閉弁３第１の流路５熱電モジュール７第２の流路８熱交換手段９第２のポンプ（ウォータポンプ）１６第３の流路１９リザーバタンク５１ラジエター（放熱手段）５２ヒータ（放熱手段）５５エンジン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと放熱手段とを結ぶ冷却水の循
環路を備えると共に、この循環路に前記冷却水を巡らせ
る第１のポンプを装備したエンジン冷却水循環装置にお
いて、前記循環路の一部に開閉弁を設け、当該開閉弁の上流側と下流側とを結ぶ冷却水の第１の流
路を前記循環路に併設し、前記第１の流路には、熱電素子を付設し、この熱電素子
が冷却水から熱入力を受けると電力を出力し外部の電源
から電力を供給されると冷却水から吸熱するものであ
り、前記第１の流路には、前記熱電素子の上流側と下流側と
を結ぶ冷却水の第２の流路を併設し、この第２の流路に、エアコン風として車室内に送り込ま
れる空気との間で熱交換を行う熱交換手段と、冷却水を
巡らせる第２のポンプとを装備し、前記第１の流路を前記循環路から遮断する開閉弁と、前
記第１の流路を前記第２の流路から遮断する開閉弁と
を、それぞれ設けたことを特徴とするエンジン冷却水循
環装置。
【請求項２】前記第２の流路に冷却水が流れるとき
の、前記第１の流路における冷却水の流れ方向に沿っ
て、前記熱電素子よりも上流側に開閉弁を設け、この開閉弁の上流側と下流側とを結ぶ冷却水の第３の流
路を併設すると共に、この第３の流路に、当該第３の流路を前記第１の流路か
ら遮断する開閉弁と、リザーバタンクとを設けたことを
特徴とする請求項１記載のエンジン冷却水循環装置。