JPS61188216A

JPS61188216A - 車両暖房用熱交換器

Info

Publication number: JPS61188216A
Application number: JP2657885A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1986-08-21

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〕本発明は車両暖房用熱交換器に関し、特に、車両始動時
には燃焼ガスを熱源とする温風を直ちに室内に供給する
ことができる車両暖房用熱交換器に関する。

〔従来の技術〕

一般にエンジンを搭載した車両の暖房は冷却水を利用し
、冷却水と空気との熱交換によって温風を発生させるの
が通例である。

ところが、エンジンの暖機が完了するまでは、ガソリン
エンジンで１０分以上、ディーゼルエンジンで２０分以
上を要する。この間、特に寒冷地では車内は寒く、防寒
具を付けなければならず、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作動する事ができない等
の不具合があった。

また、車両が長い下り坂等を走行中は、冷却水温度が降
下し、暖房用として供与できない等の欠点もある。特に
、ディーゼルエンジンは、圧縮着火タイプのエンジンで
あるため、エンジン負荷に対する排気ガス温度、または
冷却水温度に敏感で上記欠点が顕著である。さらに、デ
ィーゼルエンジンは、寒冷時の燃焼には敏感で、不完全
燃焼の結果である白煙、臭気の発生本署しい。

そこで、エンジンの吸気通路に燃焼装置および熱交換装
置を設け、エンジン始動直後に燃焼装置に点火し、その
熱を利用して前記熱交換器で空気を暖め、暖まった温風
を車両室内に導入する装置を本発明者は提案した（特願
昭５９−１０６８６７）が、この装置は熱交換器が融点
の低いアルミニウム等の材料で構成されており、高温側
ガス温度が上昇すると溶解する不具合が発生するので、
燃焼ガス温度を余り高くすることができず、暖房用空気
の温度上昇速度がそれほど早くなく、また、燃料に含ま
れる硫黄分が燃焼して硫酸等に変化し、アルミニウム表
面を酸化腐蝕させ、排気ガスを室内に侵入させるという
問題があった。゛〔発明の目的〕本発明の目的は、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とを用いて速やかに燃
料を燃焼させ、この燃焼熱か′ら効率的にかつ迅速に暖
房用空気を作ると共に、排気ガスの混入のないクリーン
な暖房空気を供給することができる優れた車両暖房用熱
交換器を提供することである。

〔発明の構成〕

前記目的を達成する本発明の車両暖房用熱交換器は、一
端が燃焼器に設置された第′１円筒と、この第１円筒の
外側に位置し、第１円筒に折り返しガイ°ドによって接
続する、内外に熱交換フィンを備えた第２円筒と、この
第２円筒外部に位置し、空気出入口を備える第３円筒と
から構成されていることを特徴としている。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の詳細な説明す、る。

第１図は本発明の車両暖房用熱交換器の構造を示す断面
図であり、第２図は第１図の■−■線における局部断面
図である。

本発明の車両暖房用熱交換器は、その最内部に位置する
両端が開口する第１円筒１内第１円筒１の外部に設けら
れ、一端にガス出口２１他端に開口を有する第２円筒２
と、更にこの第２円筒２の外部に設けられ、空気人口３
１と空気出口３２とを備えた両端が密封された最外円筒
である第３円筒３と、前記第１円筒１の一端に前記第２
、第３円筒を貫通して接続された燃焼器１０と、前記第
１円筒１の他端と第２円筒２の開口とを接続する折り返
しガイド４とから構成されている。そして、前記鯖２円
筒２の内外面には熱伝達用のフィン２３．２２が突設さ
れている。

一般に、燃料を完全燃焼させる手段は、燃料を気化し可
燃混合気を創成し、速やかに着火させることである。本
発明は車両用暖房器に供する熱源を熱交換器と燃焼器か
ら得ることであり、この装置を速やかに作動させる゛こ
とを基本としている。熱交換器の効率を向上させるため
には■熱交換器の作動ガス温度差を大きくとること、■
熱伝動面積を広くとること、■熱伝動率の優れた材料を
使用すること、の三要囚が必要である。よって、燃焼ガ
ス温度を上昇させて熱交換量を増加させることが効率的
で現実的である。

そこで、本発明の車両暖房用熱交換器では、前記第３円
筒３には断熱性の良い材料、例えばフェルトで被覆され
た鉄パイプが使用され、第２円筒２および第２円筒２の
外側に突設された熱交換用フィン２２はアルミニウムま
たは炭化ケイ素等の熱伝導性の良い材料で形成されてい
る。

また、前記燃焼器１０による燃焼ガスＧの温度は１００
０℃〜１４００℃の高温であり、この高温の燃焼ガスＧ
は第１円筒１内：′を流れた後、折り返しガイド４に衝
突して反転し、熱伝達用のフィン２３が内周面に突設さ
れた第２円筒２内を流れるようになる。このため、ガイ
ド４およびフィン２３は高温となる。しかも、本装置は
始動時の補助装置としても利用されるため、空気との熱
交換を行う低温側のフィン２２が設けられた第２円筒２
と第３円筒３との間の通路の空気流動は停止されている
ことがあり、この場合にはフィン２２、第２円筒２、フ
ィン２３は温度上昇する。

そこで、本発明の車両暖房用熱交換器では、前記高温側
フィン２３および折り返しガイド４部にＡｌ２Ｏ３等の
コーティング層を生成させるか、ＺｒＯ３等のコーティ
ングをする事により、耐熱性を向上させている。例えば
Ａｌ２Ｏ３層の成層は、Ａ１部品を硫酸またはシュウ酸
電解溶液中で一次電解し、多孔質アルマイトを皮膜生成
させ、次にモリブデンのチオ酸塩水溶液中で二次電解し
、アルマイト皮膜上に二流化モリブデンを析出させる、
ゾ）わゆるフジマイト（藤倉電線商標）を生成させる。

ところが、この皮膜を行うと同時に熱伝動性が悪くなる
ため、皮膜厚さには限界がある。従って、上記フィン２
３および第２円筒２は三層に分けた皮膜処理およびコー
ティング層とする必要がある。即ち、最も高温となる折
り返しガイド４およびフィン２３には、アルマイト処理
（特に接合性の優れたフジマイト等）を実施した後、ジ
ルコニア（Ｚｒ０２）等をプラズマ容射する。

プラズマ容射によって第３図に示すようにジルコニアと
アルマイト層７が接着された折り返しガイド４を第２円
筒２の開口部に溶接し、第２円筒２の外周面に突設され
た低温側のフィン２２には、アルマイト層が付着しない
樹脂コーティングを施し、内側をアルマイト処理層８に
浸入させ、アルマイトおよび二硫化モリブデン層９を形
成させる。このようにすると、ジルコニアコーティング
層には二硫化モリブデン層が含侵し、強固な耐熱層がで
きあがるばかりでなく、熱交換器側はアルマイト処理さ
れ、耐熱性が増加するばかりか、燃焼ガス中のＳＯＸ等
についての耐蝕性が増加する。熱交換器のフィン２３の
一部および第２円筒２の一部はアルマイト層を減らすか
、ＡＩ材をそのままとして、省コスト化を図っても良い
。

なお、Ａ１２０３層に生成皮膜を作るためには、二硫化
タングステン、二硫化クロム、二硫化鉄等を使用して耐
熱性を増すこともできる。

以上のように構成のされた本発明の車両暖房用熱交換器
は、例えば第２円筒２のガス出口２１をエンジンの吸気
系に接続し、第３円筒３の空気出口３２を車両の室内空
調装置に接続して使用する。すると、エンジン始動時に
同時に前記燃焼器１０に点火して燃焼ガスＧを発生させ
れば、高温ガスは第１円筒１を通って折り返しガイド４
に衝突し、方向が反転されて第１円筒１と第２円筒２と
の間の通路を通り、フィン２３と熱交換を行ってガス出
口２１から熱交換器の外に放出される。

この放出ガスを前述のようにエンジンの吸気系に流入さ
せれば、吸気温度が上昇し、エンジンの始動性が向上す
る。そして、この状態でブロワ等によって第３円筒３の
空気人口３１がら空気を第２円筒と第３円筒３との間の
通路に送りこんでやれば、この空気は第２円筒２の外周
部に突設されたフィン２２と熱交換を行い、直ちに加熱
される。この加熱された空気を室内暖房用空気として車
両の室内に導いてやれば、寒冷時においてもエンジン始
動後直ちに暖かい暖房用空気が得られ、乗員が寒い思い
をしなくても済む。

このようにして、エンジン始動後直ちに室内暖房用の温
風が本発明の車両暖房用熱交換器により得られるので、
冷間始動後直ちにその車両を運転しても運転者には温風
が供給されることになり、寒い時期や寒い地方での運転
の快適性が向上し、ひいては安全運転につながって事故
の発生も減る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の車両暖房用熱交換器は、
一端が燃焼器に設置された第１円筒と、この第１円筒の
外側に位置し、第１円筒に折り返しガイドによって接続
する、内外に熱交換フィンを備えた第２円筒と、この第
２円筒外部に位置し、空気出入口を備える第３円筒とか
ら構成されているので、エンジン始動後に直ちに高温の
燃焼ガスによる吸気の加熱および暖房用温風を得ること
ができ、次のような効果がある。

（１１車両用暖房空気が従来の１０分に比較し、１／１
０の１分程度で得られる。

（２）エンジンの青白煙、臭気除去が可能となり、寒冷
時でのエンジン性能向上が果たせる。

（３）デフロスタ性能が著しく向上し、暖気運転が不要
となる。

（４）熱交換器の表面が腐蝕されて穴が開く恐れがなく
なり、排気ガスの混入のないクリーンな暖房空気を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両暖房用熱交換器の断面図、第２図
は第１図の車両暖房用熱交換器の■−ｎ線における局部
断面図、第３図は第り図の車両暖房用熱交換器の折り返
しガイドの■部の構成を示す部分断面図である。ｌ・・・第１円筒、２・・・第２円筒、３・・・第３円
筒、４・・・折り返しガイド、１０・・・燃焼器、２１
・・・ガス出口、２２．２３・・・フィン、３１・・・
空気入口、３２・・・空気出口。

Claims

【特許請求の範囲】１　一端が燃焼器に設置された第１円筒と、この第１円
筒の外側に位置し、第１円筒に折り返しガイドによって
接続する、内外に熱交換フィンを備えた第２円筒と、こ
の第２円筒外部に位置し、空気出入口を備える第３円筒
とからなる車両暖房用熱交換器。２　折り返しガイドの内面にアルマイト、二硫化モリブ
デン等からなる耐熱層が形成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の車両暖房用熱交換器。３　第１円筒と第２円筒の燃焼ガス接触面にアルマイト
層が被覆されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項および第２項記載の車両暖房用熱交換器。