JPS61286515A - 車両用蓄熱ヒ−タ - Google Patents

車両用蓄熱ヒ−タ

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JPS61286515A
JPS61286515A JP60127978A JP12797885A JPS61286515A JP S61286515 A JPS61286515 A JP S61286515A JP 60127978 A JP60127978 A JP 60127978A JP 12797885 A JP12797885 A JP 12797885A JP S61286515 A JPS61286515 A JP S61286515A
Authority
JP
Japan
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activated alumina
engine
air
heat
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP60127978A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Yamamura
山村 宜弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP60127978A priority Critical patent/JPS61286515A/ja
Publication of JPS61286515A publication Critical patent/JPS61286515A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit
    • B60H1/18Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant otherwise than from cooling liquid of the plant, e.g. heat from the grease oil, the brakes, the transmission unit the air being heated from the plant exhaust gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、エンジン排気ガスの熱を蓄熱しエンジン始動
時にこれを放熱して、エンジン冷却水が暖まっていない
ときでもII型暖房用エアの加熱を可能とする車両用蓄
熱ヒータに関する。
[従来の技術] 現在の車両用ヒータは、100″C程度に暖まっだエン
ジン冷却水を熱交換器に導き、この熱によって車室暖房
用エアを暖め、車室内暖房を行なっている。したがって
、エンジン始動後冷却水が暖まるまでの約10分間は暖
房を効果的に行なうことができず、冬期、特に寒冷地方
では、エンジン始動直後の暖房の要求が強い。この場合
、エンジン回転数を上げて、冷却水温を早期に上昇させ
たり、電熱ヒータを用いる方法があるが、何れも燃費の
低下などの問題が生じる。
このような燃費の低下を招かないヒータとして、従来そ
のまま大気に放出していたエンジン排気ガスの熱の一部
を蓄熱材に蓄熱しておき、これをエンジン始動時に放出
させるようにした車両用蓄熱ヒータが、特開昭57−6
296号公報等に開示されている。該従来の車両用蓄熱
ヒータは、蓄熱材の相変化を利用した潜熱蓄熱器から成
っていた。
[洛明が解決しようとする問題点コ しかしながら、潜熱蓄熱器への蓄熱および該蓄熱器から
の放熱は、時間がかかり、始動直後の短時間の間に大量
の熱を放熱する必要のある補助用ヒータとしては、従来
の潜熱蓄熱器は必ずしも適切なものではなかった。
本発明は、エンジン始動直後の車室内暖房を、燃費が低
下することなく、かつエンジン始動機短時間中に暖房可
能な車両用蓄熱ヒータを提供することを目的とする。
口問題点を解決するための手段] この目的に沿う本発明の車両用蓄熱ヒータは、エキゾス
トマニホルドより下流の排気ガス経路に、エンジン排気
ガスの熱エネルギを蓄熱しエンジン始動時に車室暖房用
エアに放熱する、活性アルミナを用いた熱交換器を設け
、該熱交換器を、エンジン排気ガスと活性アルミナとを
直接的に接触させず、かつ活性アルミナにエンジン始動
時に水分を供給可能に構成したものから成る。
活性アルミナへの水の供給は、活性アルミナ中に水供給
管を設け該水供給管を通して行なってもよいし、また、
車室暖房用エアを直接活性アルミナに接触させてエア中
の水分を活性アルミナに与えることによって行なっても
よいし、または、水供給管による水の供給と車室@房用
エア中の水分との接触の両方によって行なってもよい。
[作用] このように構成された車両用蓄熱ヒータにおいては、車
両走行中に、排気ガスの熱を利用して活性アルミナに吸
着されている水分を離脱させて熱エネルギを活性アルミ
ナに蓄熱する。そして、エンジン始動直後の、エンジン
冷却水が未だ十分に暖まっていないときに、活性アルミ
ナに水分を与えて発熱させ、この放熱によって車室暖房
用土アを加熱し、車室暖房を行なう。
この車内暖房では、従来はそのまま大気に捨てていた排
気ガスの熱エネルギを利用しているので、燃費の悪化は
招かない。また、活性アルミナの水分の吸着反応は極め
て早く、短時間のうちに大量の熱を放出できるので、エ
ンジン始動後の熱源として極めて有効である。
口実浦例] 以下に1本発咀に係る車両用蓄熱ヒータの望ましい実施
例を図面を参照して説明する。
第1実施例 第1図は本発明の第1実施例を示している。図において
、エンジン1の、エキゾストマニホルド2より下流の排
気ガス経路3には、望ましくはマニホルドコンバータ(
エキゾストマニホルド直下設置型触媒コンバータ)4の
下流の排気ガス経゛路3には、活性アルミナ5を利用し
た熱交換器6が設けられている。
活性アルミナ5は500kJ/kGの蓄熱量を持ってい
て、比較的安価である。又、活性化された活性アルミナ
は瞬時に水を吸着し、吸着熱を放出するため、乗車後3
o秒〜1分で温風を得ることができ、2kllの活性ア
ルミナ5でエンジン冷却水温が上昇して通常の暖房がで
きるまでの10分間の暖房を継続することができる。活
性アルミナ5は耐熱性、熱安定性が良く、又、再生温度
が150〜200°Cと比較的低いため、走行時間が短
くて、十分排気ガス熱交換器の温度が上がらなくても活
性化される利点を持っている。
熱交換器6内には多数の熱貫流率のよい排気バイブ7が
、排気ガス流れ方向に貫通している。活性アルミナ5と
エンジン排気ガスとは、排気バイブ7によって、直接的
な接触がないように遮断されているが、排気ガスの熱は
排気バイブ7を通って活性アルミナ5に移行できる。
熱交換器6には暖房用エアバイブ8が多数貫通しており
、このバイブ8は車室暖房用エア供給経路9の一部を構
成する。第1実施例では、活性アルミナ5と車室暖房用
エアはバイブ8によって直接的な接触がないようにバイ
ブ8により遮断されているが、活性アルミナ5中の熱は
バイブ8を介して車室暖房用エアに伝達される。
車室暖房用エア供給経路9には、外気または循環風を車
室内に送るファン10が設けられている。
活性アルミナ5中には水供給管11が設けられており、
該管11を通して水を活性アルミナ5に供給可能になっ
ている。水供給管11は水タンク12に接続され、途中
にエンジン始動時のみに開となる制御弁13が設けられ
ている。
上記のように構成された第1実施例では、次のような熱
交換が行なわれる。
まず、車両走行時には、高温の排気ガスが熱交換B6の
排気バイブ7を通って流れて大気に放出される。このと
き排気ガスの熱エネルギによって活性アルミナ5が40
0−500°Cに加熱され、水分を離脱するとともに熱
エネルギを蓄積し活性化される。暖められた活性アルミ
ナ5は車室暖房用エア供給経路9を通って車室内へと送
られるエアをバイブ8を介して暖めるが、車室内暖房は
主に別に設けたエンジン冷却水による車室内暖房エア加
熱用熱交換器によって行なわれる。この状態では活性ア
ルミナ5への水の供給はなく、活性アルミナから解離さ
れた水分は、図示を略したバイブにより、大気またはエ
ンジン吸気負圧を利用してエンジン吸気系に、排出され
る。
車両長時間停止後、エンジン始動時には、エンジン冷却
水が未だ十分に暖まっていないので、エンジン冷却水に
よる車室暖房用エアの加熱は多くを期侍できない。この
ときは、制御弁13が開いて水タンク12の水を水供給
管11を介して活性化されている活性アルミナ5に供給
する。活性アルミナ5は水分を吸収して瞬時に発熱して
40’Cから100’C以上になり、バイブ8を介して
車室暖房用エア供給経路9を流れる車室暖房用エアを加
熱し、車内暖房を行なう。この暖房はエンジン始動後約
30秒ないし1分以内に効果を発揮する。2kgの活性
アルミナ5が水分を吸収して蓄熱した熱エネルギを放出
し終る迄に約10分間はありこの間にエンジン冷却水が
暖められ、エンジン冷却水による熱交換器が機能し、車
室暖房は継続される。
第2実施例 第2図は本発明の第2実施例を示している。図において
、エンジン1のエキゾストマニホルド2の下流の排気ガ
ス経路3には、望ましくはマニホルドコンバータ4の下
流には、活性アルミナ5を利用した熱交換器6が設けら
れている。
熱交換器6内には、多数の排気バイブ7が排気ガス流れ
方向に貫通している。活性アルミナ5とエンジン排気ガ
イとは排気バイブ7によって、直接的な接触がないよう
に遮断されているが、排気ガスの熱は排気バイブ7を通
って活性アルミナ6に移行可能となっている。
熱交換器6は車室暖房用エア供給経路9に臨んでおり、
活性アルミナ5と車室暖房用エア供給経路との間のW!
14は、活性アルミナ5の充填層を固定できる形状でか
つ車室暖房用エアを十分に貫通させて流すフィルタ状の
ものから成る。活性アルミナ5は、空気の流れがスムー
ズで、かつ水分を十分吸着して熱を伝えることができる
ように、4−8メツシユのものが適当である。10はフ
ァンである。
第2実施例では次のような熱交換が行なわれる。
車両走行時には、エンジン排気ガスの熱を利用して活性
アルミナ5の水を解離し、活性アルミナ5を活性化して
蓄熱する。エンジン始動時には、車室暖房用エアを流す
と、壁14を通して外気が活性アルミナ5中を流れて活
性アルミナ5と接触し、空気中の水分が活性アルミナ5
に吸着されて発熱し、この活性アルミナ5の発熱した熱
によって、車室暖房用エア自体を加熱する。すなわち、
第2実施例では、外気をそのまま活性アルミナ5に通し
て、空気中の水分で吸着反応を起させ、吸暑熱で活性ア
ルミナ5は発熱し、その熱でそのまま空気を暖めて車室
内を暖房する。したがって、直接空気とふれるため、伝
熱が早い。また、水供給管、水タンクが第1実施例のよ
うに必要とされないため、システムが簡単になるととも
に、重量も軽減する。また、空気中の水分を利用するた
め、液体の水を利用するのと比べて供給された水の蓄熱
潜熱も必要としないので、発熱量が大きくなり、補水も
必要なくなる。
第3実施例 第3図に第3実施例を示す。これは第1実施例と第2実
施例の中間で、空気は!接活性アルミナ5の充填層を通
り、空気中の水分で吸湿・発熱するが、空気中の水分の
みでは充分ではないことを考慮し、水タンク12、水供
給管11をつけ、始動時に水タンク12からの活性アル
ミナ5への水の供給を可能にするとともに、活性アルミ
ナ5の保持壁14をエア流通可能材から構成して外気を
活性アルミナ5に通し外気中の水分を活性アルミナ5に
供給可能にすることにより、両方の水分を利用したもの
である。その他は第1実施例および第2実施例に準じる
ので準じる部分に同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明では、活性アルミナを用い
て、排気ガスの熱を蓄熱しエンジン始動時にそれを放出
させるようにしたので、燃費を悪化させることなく、か
つエンジン冷却水が暖まる迄のエンジン始動後間もない
時間においても効果的に車内暖房を行なうことができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例に係る車両用蓄熱ヒータの
一部を断面にして示した系統図、第2図は本発明の第2
実施例に係る車両用蓄熱ヒータの一部を断面にして示し
た系統図、第3図は本発明の第3実施例に係る車両用蓄
熱ヒータの一部を断面にして示した系統図、である。 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・エキゾストマニホルド 3・・・・・・排気ガス経路 5・・・・・・活性アルミナ 6・・・・・・熱交換器 7・・・・・・排気パイプ 8・・・・・・暖房用エアバイブ 9・・・・・・車室暖房用エア循環経路11・・・・・
・水供給管 12・・・・・・水タンク 14・・・・・・壁 第2図 3排気ガス経路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エキゾストマニホルドより下流の排気ガス経路に
    、エンジン排気ガスの熱エネルギを蓄熱しエンジン始動
    時に車室暖房用エアに放熱する、活性アルミナを用いた
    熱交換器を設け、該熱交換器を、エンジン排気ガスと活
    性アルミナとを直接的に接触させずかつ活性アルミナに
    エンジン始動時に水分を供給可能に構成したことを特徴
    とする車両用蓄熱ヒータ。
  2. (2)活性アルミナへの水分の供給を活性アルミナ中に
    水供給管を設け該水供給管を通して水を供給することに
    より達成させた特許請求の範囲第1項記載の車両用蓄熱
    ヒータ。
  3. (3)活性アルミナへの水分の供給を、車室暖房用エア
    の通路に臨む活性アルミナ保持壁をエア流通可能部材か
    ら構成し、該部材を通して活性アルミナ中に車室暖房用
    エアを通して該エア中に含まれる水分を活性アルミナに
    接触させることにより達成させた特許請求の範囲第1項
    記載の車両用蓄熱ヒータ。
  4. (4)活性アルミナへの水分の供給を、一部を、活性ア
    ルミナ中に水供給管を設け該水供給管を通して行なうと
    ともに、残りを、車室暖房用エアの通路に臨む活性アル
    ミナ保持壁をエア流通可能部材から構成し該部材を通し
    て活性アルミナ中に車室暖房用エアーを通して該エア中
    に含まれる水分を活性アルミナに接触させることにより
    達成させた特許請求の範囲第1項記載の車両用蓄熱ヒー
    タ。
JP60127978A 1985-06-14 1985-06-14 車両用蓄熱ヒ−タ Pending JPS61286515A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015215155A (ja) * 2014-04-22 2015-12-03 株式会社デンソー 蓄熱システムおよび蓄熱材

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58120084A (ja) * 1982-01-11 1983-07-16 サ−マル・エナジ−・スト−レツジ・インコ−ポレ−テツド 閉鎖型蒸発熱伝達システム及びその蒸発熱伝達方法
JPS6073219A (ja) * 1983-09-30 1985-04-25 Sanyo Electric Co Ltd 蓄熱式暖房装置

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