JPH0241918A - 自動車用暖房システム - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用暖房システムに関する。

（従来の技術） まず、第４図を参照して、従来の自動車用暖房システム
について説明する。

水冷式エンジン１はポンプ２を介して放熱用ラジェター
３に連結されるとともに暖房用熱交換器４に接続されて
いる。

エンジン１が駆動されると、ラジェター用ファン３ａが
駆動されるとともにポンプ２が駆動される。ポンプ２に
よって冷却水が循環され、この冷却水はラジェター３に
よって冷却される。一方、エンジン１からの冷却水は暖
房用熱交換器３に供給され、ここで放熱する。

車内を暖房する際には、ブロア４ａを駆動して、暖房用
熱交換６３から温風を車内に送出する。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述の暖房システムの場合、エンジンからの
冷却水（温水）を暖房用熱交換器に通して、暖房を行う
ようにしているから、エンジン始動直後においては、冷
却水の温度が低く、ブロアを駆動しても冷風が車内に送
られてしまうという問題点がある。

例えば、外気温が０℃の場合には、エンジンが暖まるま
でに５〜１５分、外気温が一２０℃の場合には、エンジ
ンが暖まるまでに２０〜３０分必要となり、車内を暖房
するのに時間がかかるという問題点がある。

本発明の目的は、エンジンの始動直後においても車内を
暖房することのできる自動車用暖房システムを提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、水冷式エンジンと、該エンジンの冷却
水を冷却するための放熱用ラジェターと、前記エンジン
の冷却水を用いて車内を暖房するための熱交換器とを有
する自動車に用いられ、前記エンジン及び前記熱交換器
に連結された過冷却特性の蓄熱材で構成された蓄熱装置
と、前記蓄熱材の過冷却状態を解除する解除手段と、前
記蓄熱装置内に配置された発熱手段と、前記冷却水温と
検出する温度検出手段と、前記冷却水温に基づいて蓄熱
装置の蓄熱量を算出する制御手段とを有し、該制御手段
は、算出蓄熱量が不足であると、前記発熱手段を動作さ
せるようにしたことを特徴とする自動車用暖房システム
が得られる。

上述の蓄熱材としては、例えば、 ＮａＣＨｓ　Ｃｏｏ　−３Ｈ２０に多糖類を添加したも
のが用いられる。

この蓄熱材は６０°Ｃ以上に加熱されると、ゲル状とな
り、潜熱を蓄える。−旦蓄えられた潜熱は、蓄熱材が冷
却されても放出されない（例えば、室温でゲル状が保た
れる）。この潜熱を蓄えた蓄熱材は断熱なしに長期貯蔵
可能となる。一方、適当な刺激を加えると、活性化して
固体に戻る。この際、５８℃の温熱を放出する。

（作　用） 本発明では、エンジン駆動中に、エンジンからの冷却水
（温水）を蓄熱装置に通して蓄熱材に蓄熱するく即ち、
潜熱として蓄える）。この蓄熱材に蓄えられた潜熱は、
蓄熱材が冷却されても放出されることはない、つまり、
エンジンが停止されても潜熱が放出されることがない、
一方、Ｒギ除手段によってこの蓄熱材の過冷却状態を解
除すると、蓄熱材から潜熱が放出される。この過冷却状
態の解除は蓄熱材に適当な刺激を与えることによって行
われる。

上な、蓄熱材を用いて暖房等を行う際、制御手段は温度
検出手段で検出される冷却水温に基づいて蓄熱量を算出
し、この算出蓄熱量が不足であると、発熱手段を用いて
加熱を行うようにしている。

（実施例） 以下本発明について実施例によって説明する。

まず、第１図を参照して、水冷式エンジン１１には冷却
水を循環させるための第１のボンダ１２を介して冷却水
路Ａによってラジェター１３が接続されている。一方、
この第１のボンダ１２には車内熱交換器１４が冷却水路
Ｂによって連結され、この熱交換器１４には過冷却性の
蓄熱材１５ａを備え、断熱材１５ｂで覆われた蓄熱装置
１５に連結されている６そして、この蓄熱装置１５は冷
却水路Ｂによってエンジン１１に連結されている。

即ち、図示のように熱交換器１４と蓄熱装置１５とは直
列に接続されている。

熱交換器１４と蓄熱装置１５に並列に冷却水路Ｃが配設
され、この冷却水路Ｃは冷却水路Ｂに結合されている。

この冷却水路Ｃにはボンダ１６及び電磁弁１７が備えら
れており、冷却水路Ｂには、冷却水路Ｃをエンジン１１
から切り放なせる位置において電磁弁１８及び１９が備
えられている。

また、冷却水路Ａには、電磁弁２０及び２１が備えられ
ている。

一方、蓄熱装置１５内には発熱＃１５Ｃが備えられ、後
述するように適宜商用電源に連結される。

また、蓄熱装置１５内には温度検出器１５ｄが配置され
ている。

上述の蓄熱材としては、例えば ＮａＣＨｓ　Ｃｏｏ’　３Ｈ２０に多糖類を添加したも
のか用いられる。

この蓄熱材は６０℃以上に加熱されると、ゲル状となり
、潜熱を蓄える。−旦蓄えられた潜熱は、蓄熱材が冷却
されても放出されない（例えば、室温でゲル状が保たれ
る。即ち、過冷却状態となる。）、この潜熱を蓄えた蓄
熱材は断熱なしに長期貯蔵可能となる。一方、適当な刺
激を加えると、活性化して固体に戻る。この際、５８℃
の温熱を放出する。

第２図に示すように自動車（図示せず）にはコントロー
ラ３２が備えられ、このコントローラ３２はバッテリー
３１より電力が供給されている。

またこのコントローラ３２にはタイマ３３、手動スイッ
チ３４、赤外線受信１ｉ１３５．温度検出器１５ｄ、ポ
ンプ１２及び１６、発熱体１５Ｃ１及び電磁弁１７〜２
１が接続されている。

ここで、上述の暖房システムの動作について説明する。

メインスイッチ（図示せず）を閉じると、セルモータ（
図示せず）が駆動され、これによってエンジン１１が始
動される。この際、電極装置（図示せず）の電極３４ａ
から放電が行われ、これによって蓄熱材が刺激され蓄熱
材ｉ５ａの過冷却状態が解除されて、蓄熱材１５ａから
潜熱が放出される。なお、エンジン始動の後には、メイ
ンスイッチは開とされる。

エンジン１１の始動直後に、暖房を行う場合には、ポン
プ１６が駆動されるとともに電磁弁１７が開かれる。そ
の結果、冷却水が冷却水路Ｃ１蓄熱装置１５、及び熱交
換器１４を通って循環する。

この際、ブロアー１４ａが駆動される。

冷却水は蓄熱材１５ａからの放熱により暖められ、熱交
換器１４で放熱して、車内が暖房される。

エンジン１１の温度が所定温度に達すると、エンジン冷
却水回路のサーモスタットバルブ（図示せず）が開き、
電磁弁２０及び２１が開かれるとともにポンプ１２が駆
動されて冷却水の循環が行われる。この際、電磁弁１８
及び１９が開かれるとともにスイッチ２５が開かれ、ポ
ンプ１６が停止し、電ば弁１７が閉じられる。

従って、エンジン１１で加熱された冷却水はポンプ１２
によってラジェター１３で放熱し、一方、エンジン１１
からの冷却水は蓄熱装置１５、熱交換器１４を通ってエ
ンジン１１へ戻る。この際、蓄熱装置１５では、加熱さ
れた冷却水から蓄熱材１５ａに熱（潜熱）を吸収して、
固体状からゲル状となる。即ち、蓄熱材１５ａは冷却水
から吸熱する。

この吸熱にあたっては、冷却水から一部吸熱するだけで
あるので、冷却水の温度は多少低下するけれども、蓄熱
材１５ａからの放熱温度よりも十分高い温度の冷却水が
熱交換器１４へ流れ、ここで放熱が行われて車内が暖房
される。

なお、ここでは、蓄熱材１５ａからの放熱温度を５８℃
、蓄熱材１５ａ使用時における冷却水温度を５０〜５５
℃、サーモスタットバルブ開温度７０〜８０℃、エンジ
ン１１からの冷却水温度を９５〜１０５℃と設定した。

ところで、寒冷地等（例えば、北海道）で、朝予め車内
を暖房しておきたい場合あるいは暖房とともにエンジン
も暖めておきたい場合等がある。

第３図も参照して、上述の場合には、朝、家から赤外線
発振器（図示せず）により赤外線受信機３５に対して暖
房指令（モードＡ）、あるいは暖房及びエンジン加熱指
令（モードＢ）を与える。

なお、タイマー３３を用いて、予め所定時間後にモード
ＡあるいはモードＢが入力されるようにしてもよいし、
手動スイッチ３４を用いてモードＡあるいはモードＢを
設定してもよい。

コントローラ３２はモードＡかＢを判定して、モードＡ
ならば、蓄熱材１５ａに刺激を与えて、過冷却状態を解
除するとともにポンプ１６を駆動し、電磁弁１７を開い
て、熱交換器１４と蓄熱装置１５との間で冷却水を循環
させる。

一方、モードＢならば、同様に蓄熱材１５ａの過冷却状
態を解除して、電磁弁１８及び１９を開くとともにポン
プ１２を駆動してエンジン１１、蓄熱装置１５及び熱交
換器１４の間で冷却水を循環する。

温度検出器１５ｄの検出温度が規定値となると、電磁弁
２０及び２１を開いて放熱を開始する。

方、検出温度が規定値とならなければ、蓄熱装置１５の
蓄熱量を算出して、蓄熱不足かどうかを判定する。蓄熱
不足であれば、商用電源に接続された発熱体１５ｃに通
電し、蓄熱材１５ａに蓄熱する。即ち再生する。

その後、再び温度検出器１５ｄによって冷却水の温度チ
エツクを行い、規定値に達していれば制御を終了し、規
定値に対していなければ発熱体に通電する。

なお、機械的刺激、化学的刺激、電子冷凍による低温刺
激等によっても蓄熱材の過冷却状態を解除できることは
言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、エンジン始動直後に
おいて、エンジンが暖まっていない場合においても、車
内の暖房を行うことができる。特に寒冷地等においては
、冬期エンジンが暖まるのに長時間必要とするから、エ
ンジンが暖まるまでの予備的暖房として極めて有用であ
る。

さらに、早朝等において予め車内を暖房することができ
るばかりでなく、都合によりエンジンを暖めておくこと
ができるから、エンジンの始動が極めてスムーズとなり
、エンジンを熱源とする暖房を直ちに使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動車用暖房システムの一実施例
を示す図、第２図は第１図に示す暖房システムに用いら
れる制御装置の一実施例を示す図、第３図は本発明によ
る暖房システムの制御フローを示す図、第４図は従来の
暖房システムを示す図である。 １１・・・水冷式エンジン、１２・・・ポンプ、１３・
・・ラジェター　１４・・・車内熱交換器、１５・・・
蓄熱装置、１６・・・ポンプ、１７．１８．１９．２０
゜２１・・・電磁弁。 第１図 第　２　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　水冷式エンジンと、該エンジンの冷却水を冷却す
   るための放熱用ラジエターと、前記エンジンの冷却水を
   用いて車内を暖房するための熱交換器とを有する自動車
   に用いられ、前記エンジン及び前記熱交換器に連結され
   た過冷却特性の蓄熱材で構成された蓄熱装置と、前記蓄
   熱材の過冷却状態を解除する解除手段と、前記蓄熱装置
   内に配置された発熱手段と、前記冷却水温と検出する温
   度検出手段と、前記冷却水温に基づいて蓄熱装置の蓄熱
   量を算出する制御手段とを有し、該制御手段は、算出蓄
   熱量が不足であると、前記発熱手段を動作させるように
   したことを特徴とする自動車用暖房システム。