JPS5918010A - 水冷エンジン搭載車の暖房装置 - 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】 本発明は、水冷エンジン搭載車の暖房装置に関する。

車両特に自動車において、冬期運行する際の居住性を良
好にするためには車室内の暖房が不可欠である。現在こ
の暖房用の装置としては、自動車が水冷エンノン搭載車
の場合には、エンジン冷却水の熱を利用する温水式のも
のが用いられている。

しかし、従来の温水式暖房装置にあっては、特にエンジ
ンの冷機時に冷却水温度が十分に高くならず、従って暖
房も十分には効かない。

そこで、実開昭５５−１３３６０ｇ号においては、ある
程度エンジン（シリンダ）で加熱された冷却水を、排気
ガスのもつ熱を利用して更に加熱し、この更に加熱され
た冷却水を暖房用に用いる自動車用暖房装置が提案され
ている。

この公開実用新案公報に記載された暖房装置は、エンノ
ン（シリンダ）で加熱された冷却水を、更に排気ガスで
加熱し、この更に加熱された冷却水を暖房用として用い
ているので、十分な暖房温度を得ることができるが、こ
のように冷却水を排気ガスで更に加熱するには、冷却水
循環通路に熱交換器等の装置を設ける必要がある。とこ
ろが、この熱交換器等の装置は、当然のことながら暖房
装置の運転時にしか用いられておらず、十分効率よくは
用いられていなかった。

そこで本発明は、上記タイプの従来の暖房装置のに記欠
点に鑑み、吸気加熱手段としても用いることのできろ水
加エンジン搭載車の暖房装置を提供することを目的とす
るものである。

本発明は、エンジン本体の冷却水套から冷却水を取り出
し、排気通路に設けられ、排気ガスとの熱交換により、
該冷却水を加熱する熱交換器および車室内暖房用ヒータ
コアを経て、該冷却水を前記冷却水套に戻すヒータ用冷
却水循環経路を備えだ水冷エンジン搭載車の暖房装置に
おいて、前記熱交換器を吸−気通路と一体的に形成して
、該熱交換器によって吸気加熱を行なうようにしたこと
を％Ｒとするものである。

以」二の構造の本発明の水冷エンノン搭載車の暖房装置
は、冷却水を排気ガスによって加熱するだめの熱交換器
を吸気通路と一体に形成（−１該熱交換器によって吸気
加熱を行なうようにしだので、上記熱交換器を効率よく
用いることができる。

以下添付図面を参照しつつ本発明による水冷エンジン搭
載車の暖房装置について説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例による水冷エンツノ搭
載車の暖房装置の概略図である。

第１図において符号Ｅは、自動車（図示せず）に搭載さ
れる水冷式エンジンを示１−５このエンノンＥの燃焼室
の外側には、冷却水套１が設けられている。この冷却水
套１は、仕切壁Ｐにより上下に分けられて、シリンダヘ
ッド部水套１ａ、／リノダプロソク部水套１ｂを構成し
ている。シリンダヘッド部水套１ａが高温部であり、シ
リンダブロック部水套１ｂが低温部である。

シリンダヘッド部水套１ａには、冷却水の流入口２およ
び流出口３が形成されている。この流入口２および流出
口３とは、暖房用冷却水循環経路４によって連通されて
おり、この循環経路４には、車室内暖房用熱交換器であ
るヒータコア５が介設されている。このヒータコア５Ｆ
ｉ、ブロック６によって送られてくる空気を、該ヒータ
コア５内を通る加熱された冷却水との熱交換によって加
熱するものである。この加熱された空気が、暖房用とし
て車室内に導入される。上記プロワ６は、例えばＯＦＦ
、ＬＯＷ、Ｈｌ　のレンジを有する手動のヒータスイッ
チすなわちプロワスイッチ７によって操作される。

図において符号８は、排気マニホルドを示し、この排気
マニホルド８には排気通路９が接続されでいる。この排
気通路９の途中であって、循環経路４の流出口３とヒー
タコア５の間には熱交換器１０が設けられており、循環
経路４を通ってヒータコア５に送られる冷却水は、この
熱交換器１０において排気ガスによって加熱される。排
気通路９には、熱交換器１０が設けられた部分を・ぐイ
パスするバイパス通路１１が形成されている。このバイ
パス通路１１は、流出口３から循環経路４内に流入して
来る冷却水の温度が十分に高く、冷却水を熱交換器１０
によって加熱する必要がないときに、排気ガスを流すだ
めのものである。このだめ、排気通路９からのパイ・ぞ
ス通路１１の分岐部に切換バルブ１２を設けて、排気ガ
スを、熱交換器１０が設けられている排気通路９と、バ
イパス通路１１の間で調節して流すようになっている。

循環経路４には、ヒータコア５のみをパイ・ξヌスル第
１ツバイノ’？ス通路１３ａ、およびヒータコア５およ
び熱交換器１０を共にパイ・マスする第一のバイパス通
路１３ｂが設けられている。これらのパイノｅス通路１
３ａおよび１３ｂと循環通路４との分岐部には、それぞ
れ切換バルブ１４．１５が設けられている。第一のパイ
・Ｐス通路１３ｂには、該バイパス通路を流れる冷却水
を冷却するラノエータ１６が配されている。

一方、シリンダブロック部水套１ｂにも、冷却水の流入
口１７と流出口１８が形成されている。

この流入口１７と流出口１８とは、ラノエータ用冷却水
循環経路２０によって連通されており、この循環経路２
０には、ラソエータ２１が設けられている。上記暖房用
の循環経路４とこのラノエータ用の循環経路２０は、そ
れぞれ独立したものとなっている。従って、循環経路４
には第１のウォータ、Ｉ？ン７’２２が、循環経路２０
には第ユのウォータポンプ２３が、それぞれ別個に設け
られている。第１のウォータポンプ２２はマイクロコン
ピュータからなる制御回路２４によって駆動制御され、
一方第ユのウォータポンプ２３はエンジンＥによって駆
動されるものである。

循環経路２０には、ラノエータ２１をパイノｅスするパ
イ・２７通路２５が設けられている。このパイ・ぞス通
路２５は、エンジンの冷機状態等において冷却水をラノ
エータ２１を通さずに環流させて、エンジンの暖機を助
けるだめのものである。このため、循環通路２０とバイ
パス通路２５の分岐部にサーモスタットバルブ２６を設
けて、エンジンが十分な暖機状態となるまで、冷却水を
バイパス通路２５に流すようにしている。

上記熱交換器１０は気化器下流の吸気通路２８の一部と
一体的に形成されており（以下、この部分をライザ一部
と称す）、該ライザ一部２８を経てエンノンＥに送り込
まれる混合気を上記熱交換器１０によって加熱するよう
になっている。このライザ一部２８は、混合気を熱交換
器１０に触れるように流す第７の通路部分２８ａと、混
合気を熱交換器１０に触れないように流す第λの通路部
分２８ｂとに分けられている。第１および第ユの通路部
分２８ａ、２’８ｂの間には、第１の通路部分２８ａへ
の混合気の量を調節するだめの流量調節バルブ２９が配
設されている。

ンリンダヘッド水套１ａおよび熱交換器１０には、それ
ぞれ第１および第コの水温センサ３０．３１が設けられ
ている。これらの水温センサ３０．３１の出力端は、上
記制御回路２４に接続されている。この制御回路２４の
他の入力端には、プロワスイッチ７が接続されており、
該制御回路２４は、プロワスイッチ７からの暖房装装置
のＯＮ、ＯＦＦの信号Ｓ１、　水温センサ３０．３１か
らの冷却水温を示す信号Ｓ、　、　Ｓ、　　を受けて、
−に記バルブ１２．１４．２９を制御する。

次に以上説明した構造の暖房装置の作動について説明す
る。

まずエンジンＥが冷機運転状態にあるときの暖房装置の
作動について説明する。暖房装置のプロワスイッチ７が
ＯＦＦからＯＮ状態であるＬＯＷまたはＨｌのレンジに
移動され、それを示す信号Ｓ１、および水温センサ２７
からの信号Ｓ２　　が制御装置２４に入力されると、こ
の制御回路２４は、切換バルブ１２をパイ・ぐス通路１
１を閉じる位置に、切換バルブ１４をパイ・やス通路１
３ａを閉じる位置に、切換バルブ１５をパイ・ぐス通路
１３ｂを閉じる位置にそれぞれ設定する。一方、サーモ
スタットバルブ２６は、冷却水温が低いので、該冷却水
を８４７９７通路２５に流すように開いている。

また、制御回路２４は、プロワスイッチ７からの信号Ｓ
Ｉ　　によって第１のウォータポンプ２２を駆動して、
冷却水を循環経路４内に熱交換器１０、ヒータコア５の
順に流れるように循環させる。この循環経路４内に循環
させられる冷却水は、ンリンダヘッド水套１ａにおいて
エンジンＥのシリンダヘッドによって加熱される。この
シリンダヘッドで加熱された冷却水は、流出［］３から
循環経路４内に流入し、熱交換器１０においてｍ気油路
９を流れる排気ガスによって更に加熱される。この更に
加熱きれた冷却水がヒータコア５に送られる。

ヒータコア５は、ブロワ６から送られて来る空気を加熱
して車室内に送り、車室内を暖房する。ヒータコア５を
通った冷却水は、ウォータポンプ２２によって再び流入
口２から７リングヘツド水套１ａへ戻される。このよう
に、冷却水は、比較的高温のシリンダヘッド部と熱交換
器１０によって十分に加熱されるので、エンジンＥの低
温時にも十分な暖房温度を得ることができる。

まだ、第ユのウォータポンプ２３は、エンノンＥによっ
て駆動されて冷却水を循環経路２０に循環させるが、上
記したようにエンノンＦの冷機時においてはサーモスタ
ットバルブ２６が冷却水をバイパス通路２５に流すよう
に設定さねているので、冷却水はラソエータ２１を介し
ては流れず、従って熱を放熱せず、かくしてエンジンＥ
の暖機を促進する。

エンノンＥの暖機がすすみ／リンダヘッド水套１ａ内の
冷却水の温度が所定温度以」二となったことを水温セン
サ２７が検知すると、制御回路２４は、切換バルブ１２
をパイ・やス通路１１を開き、排気通路９の熱交換器１
０側を閉じるように設定する。かくして、熱交換器１０
での排気ガスによる冷却水の加熱を停止し、冷却水およ
びエンノンの過熱を防止する。

一方、上述のようにエンジンＥの暖機がすすみ循環経路
２０内を循環する冷却水の温度が所定温度以上となると
、サーモスタットバルブ２６は序々にラソエータ２１に
も冷却水を流すように開き、かくして冷却水はラノエー
タ２１において冷却され、冷却水およびエンノンＥの７
リングブロック部の過熱を防止する。

以上の暖房装置において、第１のウォータポンプ２２は
、基本的には、暖房装置がＯＮのとき一定回転、暖房装
置がＯＦＦのとき水温センサ３０によって検出されるシ
リンダヘッド水套１ａ中の冷却水の温度（信号Ｓ２　に
よる）に比例しだ回転となるように制御すればよい。

次に制御回路２４による吸気加熱の制御について説明す
れば、暖房装置がＯＮのときで、吸気加熱を行なわない
場合は、バルブ２９を閉じて吸入空気がライザ一部２８
の第７の通路部分２８ａに流れないようになし、吸気加
熱を行なう場合には、水温センサ３１によって検出され
る冷却水の温度（信号Ｓ、、　　Ｋよる）に応じた開度
でバルブ２９を開いて、吸気温度が所定の一定温度とな
るように加熱する。一方、暖房装置がＯＦＦのときで、
吸気加熱を行なわない場合は、切換・Ｚ）レブ１５を、
冷却水をパイ・やス通路１３ｂに流す位置に設定し、吸
気加熱を行なう場合には、切換・ぐルブ１４を、冷却水
をパイ・Ｑス通路１３ａに流すように設定するとともに
、水温センサ３１によって検出された冷却水の温度に応
じて切換バルブ１２の位置を調節して、通路９佃１１に
流す排気ガスの量を調節し、これによって熱交換器１０
による冷却水の加熱温度を調整し、かくして吸気温度が
所定の一定温度となるように制御する。

印、上の実施例においては、冷却水套１を７リングヘツ
ド部とシリンダブロック部に分割する仕切壁を完全仕切
タイプのものとしたが、第２図に示すように冷却水套の
７リングヘツド部とシリンダ＼＼ ブロック部の間で多少冷却水の流通ができるように不完
全仕切壁Ｐ′　としてもよい。寸だ、以上の実施例にお
いては、暖房用冷却水循環経路４とラノエータ用冷却水
循環経路２０とが完全に独立したタイプのものを説明し
たが、第２図に示すように一部を共用するタイプのもの
としてもよい。この場合は、図に示すように流出口１８
を／リンダヘノ１部１ａに設けるとともに、この流出口
１Ｂに冷却水が所定温度以上となったときに開くサーモ
スタットバルブ４０を、また通路４と２０の分岐部にサ
ーモスタットバルブ４１を設ける必要があるが、第１図
に示されたラノエータ１６が不要となるとともに、ウォ
ータポンプＷ、が／っですみ、構造がノンプルなものと
なる。なお、ウォータ７１？ン７°Ｗ、ハエンソノＥで
駆動されるタイプ０のものとする。

更に、以」二の実施例においては、冷却水套１を７リン
グヘツド部１ａとシリンダブロック部１ｂとに分けて高
温部と低温部を形成したが、この他、第３図に示すよう
に仕切壁Ｐ、　、　Ｐ２　　によって中東気筒用水套１
ａと外側気筒用水套１ｂに分けて高温部と低温部を形成
してもよい。

史にまた、以上の実施例においては、流覇調節バルブ２
９によって吸気加熱の度合を制御するものについて説明
しだが、このバルブ２９の代りに断熱材を用意し、この
断熱材を上記ライザ一部２８に、熱交換器１０を完全に
被える位置とそこから完全に外れる位置との間で移動で
きるように配置し、これによって吸気加熱を制御するこ
ともできるし、捷だ吸気加熱と冷却水加熱の両力を行な
う熱交換器の外に、冷却水加熱のみを行なう熱交換器を
設けるとともに、排気ガスを上記λつの熱交換器の間で
調節して流すようになし、これによって吸気加熱を制■
１することもできる。

【図面の簡単な説明】

第７図は、本発明の第１の実施例による暖房装置の概略
図、 第２図は、本発明の第２の実施例による暖房装置の概略
図、 第３図は、第１図に示された暖房装置に使用されている
冷却水套の変形例を示す平面図である。 Ｅ・・・エンジン　　　　１・・冷却水套１ａ・・・シ
リンダヘッド水套 １ｂ・・・／リングブロック水套 ４・・・暖房用冷却水循環通路 ５・・ヒータコア　　　９・・・排気通路１０・・・熱
交換器 ２０・・・ラノエータ用冷却水循環通路２２・・第１の
ウォータポンプ ２３・・・第氾のウォータポンプ ２８・・・ライザ一部 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン本体の冷却水套から冷却水を取り出し、排気通
   路に設けられ、排気ガスとの熱交換により、該冷却水を
   加熱する熱交換器および車室内暖房用ヒータコアを経て
   、該冷却水を前記冷却水套に戻すヒータ用冷却水循環経
   路を備えだ水冷エンノン搭載車の暖房装置において、前
   記熱交換器を吸気通路と一体的に形成して、該熱交換器
   によって吸気加熱を行なうようにした水冷エンノン搭載
   車の暖房装置。