JPS62139711A - 車両用蓄熱ヒ−タ - Google Patents

車両用蓄熱ヒ−タ

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JPS62139711A
JPS62139711A JP27785285A JP27785285A JPS62139711A JP S62139711 A JPS62139711 A JP S62139711A JP 27785285 A JP27785285 A JP 27785285A JP 27785285 A JP27785285 A JP 27785285A JP S62139711 A JPS62139711 A JP S62139711A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zeolite
heat
exhaust gas
heater
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP27785285A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Yamamura
山村 宜弘
Shinji Shibata
柴田 眞志
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 JP27785285A priority Critical patent/JPS62139711A/ja
Publication of JPS62139711A publication Critical patent/JPS62139711A/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
    • B60H1/20Heating, 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 using an intermediate heat-transferring medium

Landscapes

  • 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] 本発明は、ゼオライトが水を吸収して発熱することを利
用して車室の暖房を行う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℃程度に暖まったエンジ
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暖房を
効果的に行なうことができず、冬期特に寒冷地では、エ
ンジン始動直後の暖房の要求が強い。゛このような問題
を改善する車両用ヒータとして、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
しておぎ、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57−6296号公報に開
示されている。該車両用ヒータは、蓄熱材の相変化を利
用している。
車両用蓄熱ヒータには、上記のような潜熱蓄熱装置を利
用するもののほかに、ゼオライト、活性アルミナ等のよ
うに加熱すると脱水して蓄熱し、水を加えると発熱する
蓄熱材を利用したものがあり、これを車両用蓄熱ヒータ
として利用する提案が、先に本出願人により行われてい
る。(たとえば特願昭60−106163号)。
この提案による構造は、第3図に示すようにエンジン1
のエキゾーストマニホルド2より下流のエンジン排気管
3に、水を加えると発熱し、熱を加えると水を解離する
ゼオライト4を入れた蓄熱装置5が設けられている。蓄
熱装置5より上流側の車室暖房用のエア通路6には、該
エア通路6を通るエア中に水分を分散して供給する水分
加湿器7が設けられている。分散供給とは、たとえばス
プレー状に供給したり、ミスト状に供給することを意味
する。
蓄熱装置5中には、多数、の熱貫流率の良い排気パイプ
8が排気ガスの流れ方向に貫流している。
蓄熱装置5中のゼオライト4と排気ガスとは、排気パイ
プ8によって直接的に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パイプ8を通ってゼオライト4
へと移行できる。
水分加湿機7は、水供給管9を介して給水タンク10へ
と接続されており、途中にはエンジン始動時のみに開と
なる制御弁用が設けられている。また、エア通路6には
、エアを車室内まで送るファン12が設けられている。
このタイプの車両用蓄熱ヒータにおいては、ゼオライト
の脱水、活性化は排気ガス経路内に設けられた多数の熱
貫流率のよい排気パイプ8が、排気ガス流れ方向に貫通
していて、ゼオライトとエンジン排気ガスとは、排気パ
イプ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パイプ8を通ってビオライト4
に移行するようになっている。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、上記提案の構造においては、排気ガスによる
ゼオライトの加熱脱水のために、ゼオライトを充填した
熱交換器を排気管内に設け、暖房用エア通路と排気管を
交差させているので、この部分の通路構造が複雑になる
という問題が残されている。
また、熱交換器が、走行時間、排気ガス温度の影響を直
接受けるため、走行時間が短かかったり、排気ガス温度
が低かったりすると、充分ゼオライトの活性化ができな
かったり、逆の場合はぜオライドが高温のため劣化しや
すくなるという問題も残されている。
ぞこで本発明は、上記のような問題を解消するために、
熱交換器部でエア通路と排気管とを交差させずにすむよ
うにするとともに、ゼオライトの短時間での活性化を可
能にすることを目的とする。
[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装置は、排気ガスの
熱とゼオライトとの熱交換をヒートパイプ又は熱ダイオ
ードから成る伝熱手段を介して行なう。すなわち、水分
を吸収して発熱するゼオライトを充填した熱交換器をエ
ンジ排気管に対して併設し、ヒートパイプの一喘を排気
管の排気ガス通路に臨ませ、他端を蓄熱装置のゼオライ
ト中に臨ませる。両端とも直接面積を大きくして熱交換
を良くすることが望ましい。ヒートパイプはゼオライト
の活性化に有利なように、200 ’C以上の伝熱が可
能なものを使用する。熱ダイオードを使用する場合も同
様である。また、ゼオライト中にはシーズヒータ等のヒ
ータが入れられ、運転中に蓄えられた電力を使いゼオラ
イトを加熱できるようになっている。
[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、熱
交換器は排気管に対して外側に併設されるだけであるか
ら、この部分のエア通路、排気ガス通路の複雑化は防止
される。そして、運転中の排気ガスの熱が、伝熱手段を
介して移動され、ゼオライトに蓄熱される。熱交換機は
直接排気ガスに接触することがないので、高温化による
劣化は防止される。また、運転時間が短かかったり排気
ガス温度が低い場合には、ヒータによりゼオライトが適
当な温度に加熱され、短時間で活性化される。
[実施例] 以下に、本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明
する。
第1図および第2図は、本発明の一実施例に係る車両用
蓄熱ヒータを示している。図において、21はエンジン
、22はエキシース]・マニホルド、23は水分加湿器
、24は給水タンク、25は制御弁、26はファンを示
しており、ここまでの構造は、前述の第3図に示した構
造と本質的に同一かまたはそれに準じる構造である。
本発明においては、ゼオライI・27を充填した熱交換
器28が、排気管29と交差させる構造ではなく、排気
管29の外部側に併設されている。この熱交換器28と
排気管29とは、伝熱手段としてのヒートパ・イブ30
によって連結されている。ヒートパイプ30の一端は、
排気管29内の排気ガス通°路31に臨まされ、他端は
ゼオライト27中に臨んでいる。この両端は、伝熱量が
多く、伝熱が効率よく行われるよう、広い表面積を有す
ることが望ましい。エア通路32は、この排気管29と
併設された熱交換器28中を通される。
また、33は発電機、34はバッテリを示しており、走
行中に発電された電力をシーズヒータ35に使用できる
ようになっている。シーズヒータ35は、ゼオイト27
中に埋設又は通されており、ゼオライト27を短時間で
7JO熱可能となっている。
なお、36は、ゼオライト27を保持して、かつ空気を
自由に通すことにできるフィルタである。また、ゼオラ
イト27の形状は、球状、糸状集積体、ハニカム状のい
ずれでも可能である。
上記のように構成された実施例装置の作用について説明
する。
まず、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待できない。このときは制御弁
25が開いて給水タンク24の水を水供給管を介して水
分加湿器23に送る。水は水分加湿器23によって水蒸
気化または微粉化され、エア通路32のエア中に分散す
る。分散された水はファン26によって均一に熱交換器
28へ送られゼオライト27と接触する。エアの水分が
ゼオライト27に均一に吸着されて放熱し、その熱でエ
アを暖めて車室内を暖房する。
車両走行時は、高温の排気ガスの熱が蓄熱装置に蓄熱さ
れる。すなわち、排気ガスとゼオライト27との熱交換
がヒートパイプ30による伝熱を介して行われる。ヒー
トパイプ30による熱交換であるから、ゼオライト27
が加熱されすぎることはなく、異常高温化が防止されて
劣化が防止される。この伝熱によりゼオライト27は、
排気ガスの熱エネルギーによって400〜500℃に加
熱され、水分を離脱するとともに熱エネルギーを蓄積し
、活性化される。このとき制御弁25は閉じられている
また、走行時間が短かい場合ヤ)排気ガスが低温の場合
には、排気ガスの熱エネルギを利用したゼオライト27
の活性化が十分に行われないおそれがあるが、走行中発
電機23により発電された余剰電力が、図は略したが電
流制御機を通してシーズヒータ35に通される。そして
、シーズヒータ35は、ゼオライト27の活性化に有利
なJ:うに300℃以上の発熱が可能なようにされる。
シーズヒータ35は、ゼオライト27の活性化中はヒー
ト・パイプ30と共にゼオライト27に熱を供給する。
その電流は、ゼオライト27の温度、活性化時間、バッ
テリー34の電圧等によって制御される。したがってシ
ーズヒータ35によってゼオライト27の活性化が助長
され、前述のような条件の場合にも、短時間で十分に活
性化が得られ、単室が十分に暖房される。なお、ゼオラ
イト27の発熱時にも、この発熱を補助するためにシー
ズヒータ35を発熱させるようにしてもよい。
なお、本実施例は伝熱手段としてヒートパイプ30を用
いたが、前述の如く熱ダイオード(図示路)を用いても
よい。この場合には、伝熱方向が排気ガスからビオライ
トへの一方向のみでおるという利点がある。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の車両用蓄熱装置によると
きは、ゼオライト充填の熱交換器を排気管に対し併設し
、ヒートパイプ等の伝熱手段を介して熱交換するように
したので、ゼオライトが高温排気ガス等の影響を直接受
けることがなくなり、ゼオライトの劣化が防止できると
ともに、熱交換器設置部の通路構造を簡略化することが
できるという効果が得られる。
また、走行時間が不十分な場合等にも、ヒータによって
ゼオライトの活性化を助長できるようにしたので、余剰
電力を有効に使用しゼオライトの短時間の活性化を行う
ことができる。また、ヒータをUオライド発熱時にも作
用させることにより、車室暖房用クイックヒータとして
の能力をざらに向上することができる。さらに、ヒータ
を設けることにより温度制御−し可能になり、車室暖房
にあける快適性が向上するという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る車両用蓄熱ヒータの機
器系統図、 第2図は第1図の装置の部分拡大断面図第3図は先に本
出願人が提案した車両用蓄熱ヒータの機器系統図、 である。 21・・・・・・・・・エンジン 23・・・・・・・・・水分加湿機 24・・・・・・・・・給水タンク 25・・・・・・・・・制御弁 26・・・・・・・・・ファン 27・・・・・・・・・ビオライト 28・・・・・・・・・熱交換器 29・・・・・・・・・排気管 30・・・・・・・・・伝熱手段としての排気パイプ3
1・・・・・・・・・排気ガス通路 32・・・・・・・・・エア通路 33・・・・・・・・・発電機 34・・・・・・・・・バッテリ 35・・・・・・・・・ヒータ 36・・・・・・・・・フィルタ 実用新案登録出願人  トヨタ自動車株式会社第1図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 水分を吸収して発熱するゼオライトを充填した
    熱交換器を、エンジン排気管に対して併設し、前記熱交
    換器と排気管との間に、一端が熱交換器内のゼオライト
    中に臨み他端が排気管内の排気ガス通路中に臨む、排気
    ガスの熱をゼオライトに伝えることが可能な伝熱手段を
    設けるとともに、前記ゼオライト中にヒータを通したこ
    とを特徴とする車両用蓄熱ヒータ。
  2. (2) 前記伝熱手段がヒートパイプである特許請求の
    範囲第1項記載の車両用蓄熱ヒータ。
  3. (3) 前記伝熱手段が熱ダイオードである特許請求の
    範囲第1項記載の車両用蓄熱ヒータ。
JP27785285A 1985-12-12 1985-12-12 車両用蓄熱ヒ−タ Pending JPS62139711A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011208865A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Denso Corp 化学蓄熱装置
WO2015019577A1 (ja) * 2013-08-06 2015-02-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 車両用暖房装置

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