JPH0112969Y2 - - Google Patents

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JPH0112969Y2
JPH0112969Y2 JP1985010546U JP1054685U JPH0112969Y2 JP H0112969 Y2 JPH0112969 Y2 JP H0112969Y2 JP 1985010546 U JP1985010546 U JP 1985010546U JP 1054685 U JP1054685 U JP 1054685U JP H0112969 Y2 JPH0112969 Y2 JP H0112969Y2
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    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/14—Heating, cooling or ventilating devices the heat being derived from the propulsion plant other than from cooling liquid of the plant
    • B60H1/18—Heating, cooling or ventilating devices the heat being derived from the propulsion plant other than from cooling liquid of the plant the air being heated from the plant exhaust gases
    • B60H1/20—Heating, cooling or ventilating devices the heat being derived from the propulsion plant other than from cooling liquid of the plant the air being heated from the plant exhaust gases using an intermediate heat-transferring medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は自動車の室内暖房装置に係り、特にヒ
ートパイプを用い排気ガスの熱により暖房するよ
うにした車内暖房装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、エンジン排気ガスの熱を利用して車内の
暖房を行なうようにした車内暖房装置としては、
エンジンのエキゾーストパイプ内にヒートパイプ
の入熱部を配置するとともに、暖房用エアダクト
内にヒートパイプの放熱部を配置し、排気ガスの
熱をヒートパイプを用いてエアダクト内の室気に
伝えるようにしたものが知られている（特開昭52
−24617号公報）。
〔考案が解決しようとする課題〕
ところが、従来のこの種の車内暖房装置におい
ては、制御機構が設けられていないため、車内暖
房の強弱およびオン・オフの自由な制御を行うこ
とが困難であるという問題があつた。
ところで、この問題の解決のためにヒートパイ
プ内の液化作動流体の入熱部への戻り量を開閉弁
等により調節しようとしても、液化作動流体の戻
り量が多い場合には、それを開閉弁の上流側に溜
めておけるようにするために液化作動流体の戻り
用の配管を太くしたり長くしたりしなければなら
なくなる。しかしながら、自動車の配管スペース
は非常に狭く、しかも経済性、軽量化の観点から
配管は極力小径であることが望まれるから、戻り
用配管を自由に太く長くすることは実際上できな
い。
一方、液化作動流体の戻り配管内に液化作動流
体を溜めた状態でヒートパイプを停止させた後、
冬季にその部分の作動流体が凍結すると、その膨
張力により戻り配管が破壊され易くなる。
本考案は上述のような問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、ヒートパイプによる
車内暖房の強弱、オン・オフ制御を自由に行うこ
とができ、しかもヒートパイプの戻り用配管を太
く長く形成する必要がなく、冬季における配管の
凍結破壊を防ぐことができる車内暖房装置を得る
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的の達成のために、本考案による車内暖
房装置は、エンジンエキゾーストパイプ内に配置
され排気ガスにより内部の作動流体が加熱される
ヒートパイプの入熱部と、暖房用エアダクト内に
配したヒートパイプの放熱部と、前記入熱部で加
熱されて蒸発した作動流体をヒートパイプの放熱
部に導くヒートパイプの蒸気通路管と、前記放熱
部の下側に接続された作動液溜りと、前記放熱部
で放熱して凝縮した作動流体を前記入熱部に戻す
ように作動液溜りに接続された、ヒートパイプの
作動液戻り管と、この作動液戻り管に設けられ作
動液の入熱部への戻り量を制御する制御弁とを具
備することを特徴とする。
〔作用〕
上記構成によりエンジンエキゾーストパイプ内
の排気ガスにより入熱部で加熱された作動流体
は、そこで蒸発して蒸気通路管を経て放熱部に達
し暖房用空気に熱を与えて凝縮する。凝縮液化し
た作動流体は次に下方の作動液溜りに溜められた
後作動液戻り管を経て入熱部に入る。作動液戻り
管の制御弁を絞るか閉鎖すると、液化作動流体の
大部分は作動液溜りに貯められ、入熱部での作動
流体の蒸発が少なくなるか停止する。
〔考案の実施例〕
以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。
第１図において、１は図示しないエンジンから
の燃焼排気ガスを排出するエキゾーストパイプで
あり、このエキゾーストパイプ１内には、ヒート
パイプの入熱部２が挿入配置され、その外周面に
は、外表面積を増大させて熱交換効率を向上させ
るためにフイン３が設けられている。そして、ヒ
ートパイプ内に封入された作動流体は、この入熱
部２においてエキゾーストパイプ内の排気ガスと
熱交換して蒸発し、入熱部２の軸心部を通つて後
述する放熱部５側に送出されるようになつてい
る。
一方、図示しない車内に暖房空気を送給するエ
アダクト４内には、熱交換用の多数のフイン６を
有するヒートパイプの前記放熱部５が挿入配置さ
れており、前記入熱部２で蒸気となつた作動流体
は、ヒートパイプの蒸気通路管７を通つてこの放
熱部５に導かれるようになつている。そして、こ
の放熱部５において放熱し凝縮して液化した作動
流体は、前記蒸気通路管７の下流端下面に形成し
た作動液溜り８に集められるようになつている。
この作動液溜り８の下端には、ヒートパイプの
作動液戻り管９の上端部が接続されており、この
作動液戻り管９の下端部は、前記蒸気通路管７の
上流端に接続され、液化した作動流体を前記入熱
部２内の周面部に戻すようになつている。そし
て、この作動液戻り管９には、液化した作動流体
の入熱部２への戻り量を制御する制御弁１０が設
けられており、また前記蒸気通路管７の途中の作
動液戻り管９が接続された部位よりも下側の部分
には、前記エキゾーストパイプ１の振動を蒸気通
路管７および作動液戻り管９に伝えないようにす
るための振動吸収ベロース１１が設けられてい
る。
前記制御弁１０は、第２図および第３図に示す
ように作動液戻り管９に設けた切欠き部９ａを通
つて作動液戻り管９の径方向に変位して開度調節
されるシール部材１２を備えており、このシール
部材１２はソレノイド１４で駆動される鉄心１４
ａに保持棒１３を介して連結されている。そし
て、前記ソレノイド１４は、エアダクト４から車
内に吐出される空気温を感知するセンサ（図示せ
ず）からの信号により制御されるようになつてい
る。
シール部材１２および保持棒１３の外周部に
は、両端が作動液戻り管９の外面および保持棒１
３と鉄心１４ａとの連結部にろう付け１６を介し
てそれぞれ封着されたベローズ１５が配されてお
り、このベローズ１５は、シール部材１２の作動
に伴い伸縮して作動液戻り管９内を常時シールす
るようになつている。
次に作用について説明する。
エキゾーストパイプ１内に配されたヒートパイ
プの入熱部２は、エキゾーストパイプ１内を流れ
るエンジン排気ガスにより加熱され、入熱部２内
の作動流体はその熱を吸収して蒸気となる。そし
て、蒸気となつて昇圧した作動流体は、入熱部２
の軸心部を通つて送出され、蒸気通路管７を通つ
て放熱部５に導かれる。
放熱部５に導かれた作動流体は、ここでエアダ
クト４内を流れる冷風との間で熱交換を行なつて
凝縮降圧し、液化した作動流体は、その自重によ
り放熱部５を流下し作動液溜り８に集められる。
作動液溜り８に集められた作動流体は、作動液戻
り管９を通つて入熱部２内の周面部に戻される。
以後、前記するサイクルが繰返されてエアダク
ト４内の冷風は急速に加熱され、温風となつて図
示しない車内に吐出される。そして、車内に吐出
された温風は、所要の通路を介してエアダクト４
の上流端に戻され、エアダクト４内を通つて再び
放熱部５で加熱される。これにより、エアダクト
４内を通つて車内に吐出される温風の温度は次第
に上昇することになる。
車内に吐出される温風の温度が次第に上昇して
所定の温度になると、エアダクト４内に設置した
センサ（図示せず）がこれを感知して検知信号を
出力し、この検知信号は制御弁１０のソレノイド
１４に送られる。これにより、鉄心１４ａが作動
して第２図に示す状態から第３図に示す状態とな
りこれにより、作動液戻り管９はシール部材１２
により閉止される。すなわち、制御弁１０は第２
図に示す全開の状態から第３図に示す全閉の状態
となる。
制御弁１０が全閉すると、放熱部５で凝縮して
液化した作動流体が入熱部２に戻らなくなり、こ
れによりいわゆるドライアウトの状態となつてヒ
ートパイプによる熱交換が停止される。
ヒートパイプによる熱交換が停止されると、車
内温度は次第に低下し、エアダクト４内の空気温
も次第に低下する。すると、エアダクト４内に設
置したセンサ（図示せず）がこれを感知してソレ
ノイド１４に検知信号を与え、鉄心１４ａが作動
して第３図に示す状態から第２図に示す状態とな
る。これにより、シール部材１２による作動液戻
り管９の閉止状態が解除され、ヒートパイプによ
る熱交換が再び開始される。
このように、ヒートパイプを用いることにより
エキゾーストパイプ内を流れる排気ガスの保有熱
を効率よくエアダクト４内の空気に伝えることが
できる。
また、ヒートパイプの作動液戻り管９に制御弁
１０を設け、液化した作動流体の入熱部２への戻
り量を制御するようにしているので、従来不可能
であつた車内暖房の温度制御を容易に行なうこと
ができる。
また、ヒートパイプの蒸気通路管７および作動
液戻り管９とエキゾーストパイプ１との間には振
動吸収ベロース１１が設けられているので、エキ
ゾーストパイプ１側の振動がヒートパイプを介し
てエアダクト４側に伝達されることがない。そし
て、この振動吸収ベロース１１により熱膨張変形
を吸収することもできる。
また、制御弁１０は、その作動部のシールがベ
ローズ１５により行なわれているので、例えばゴ
ム製のＯリング等を用いるシール構造と異なり、
密閉状態が完全に保たれる。このため、ヒートパ
イプ内部に非凝縮性のガスが侵入することがな
く、装置の寿命を延ばすことができる。
なお、前記実施例においては、制御弁１０をオ
ン・オフ制御するものとしたが、その開度を複数
段に制御して車内暖房を強弱に制御できるように
してもよい。また、制御弁１０はソレノイド１４
による駆動とせず、例えばエアシリンダあるいは
モータ等他の駆動手段により駆動してもよい。
また、前記実施例では、センサからの信号によ
り制御弁１０を自動制御するものとしたが、手動
により制御してもよい。
〔考案の効果〕
以上説明したように、本考案は、ヒートパイプ
を用いてエンジンエキゾーストパイプ内の排気ガ
スの熱を暖房用エアダクト内の空気に伝えるよう
にしているので、エンジン始動時でも効率よく短
時間で車内を暖房することができる。
また、ヒートパイプの入熱部と放熱部とを、蒸
気通路管と作動液戻り管とを介して接続してルー
プ状のヒートパイプを構成し、かつ作動液戻り管
に制御弁を設けて作動液の入熱部への戻り量を制
御するようにしているので、従来できなかつた車
内暖房の強弱制御あるいはオン・オフ制御を容易
に行なうことができる。
さらにまた、本考案では、ヒートパイプ放熱部
で放熱して凝縮した作動流体を、一旦、放熱部下
側の作動液溜りに溜めてから作動液戻り管へ送る
ようにしているので、制御弁の閉鎖または絞り時
に作動液戻り管内に凝縮作動流体を溜めておくた
めに作動液戻り管を長尺にしたり太くしたりする
必要はなく、入熱部と放熱部の距離が短い場合で
も、細く短い作動液戻り管を用いることができ、
自動車の狭い配管スペースに作動液戻り管を容易
に通すことができるとともにヒートパイプのレイ
アウトが自由になり、作動液量の選択の幅が広が
り設計が容易になる。
一方、作動液溜りに多量の作動液を溜めること
ができるために、作動液戻り管の作動液溜め容量
を増やす目的で作動液戻り管を屈曲させなくても
よく、この場合には冬季に作動液戻り管内の作動
液が凍結膨張して作動液戻り管をその屈曲部で破
壊するという問題を解決することができる。そし
て、作動液溜りはその内部に凍結による膨張力を
緩和する空間をもつように形成することが可能で
あるから、液溜りが凍結による膨張力で破壊する
ことは容易に避けることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本考案の一実施例を示す全体構成図、
第２図は第１図に示す制御弁の全開状態を示す詳
細図、第３図は同じく全閉状態を示す詳細図であ
る。 １……エキゾーストパイプ、２……ヒートパイ
プ入熱部、４……暖房用エアダクト、５……ヒー
トパイプ放熱部、７……蒸気通路管、９……作動
液戻り管、１０……制御弁、１１……振動吸収ベ
ロース、１２……シール部材、１４……ソレノイ
ド、１４ａ……鉄心、１５……ベローズ、１６…
…ろう付け。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ エンジンエキゾーストパイプ内に配置され排
    気ガスにより内部の作動流体が加熱されるヒー
    トパイプの入熱部と、暖房用エアダクト内に配
    したヒートパイプの放熱部と、前記入熱部で加
    熱されて蒸発した作動流体をヒートパイプの放
    熱部に導くヒートパイプの蒸気通路管と、前記
    放熱部の下側に接続された作動液溜りと、前記
    放熱部で放熱して凝縮した作動流体を前記入熱
    部に戻すように作動液溜りに接続された、ヒー
    トパイプの作動液戻り管と、この作動液戻り管
    に設けられ作動液の入熱部への戻り量を制御す
    る制御弁とを具備することを特徴とする車内暖
    房装置。 ２ 蒸気通路管および作動液戻り管とエキゾース
    トパイプとの間に振動吸収用のベローズを介在
    させたことを特徴とする実用新案登録請求の範
    囲第１項記載の車内暖房装置。 ３ 制御弁を、作動液戻り管の径方向に変位して
    開度調節されるシール部材と、このシール部材
    を駆動する駆動部と、前記シール部材を内包し
    シール部材の変位に伴い伸縮して作動液戻り管
    内をシールするベローズとから構成したことを
    特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項また
    は第２項記載の車内暖房装置。
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