JPH0245213A

JPH0245213A - カーヒーター

Info

Publication number: JPH0245213A
Application number: JP63193524A
Authority: JP
Inventors: Kosaburo Negishi; 根岸　鋼三郎
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JPH04847B2

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、カーヒーターに関する。

［従来の技術］従来のカーヒーターは、第４図に示す如く、水冷式エン
ジン１との間で、この水冷式エンジン１の冷却、水を循
環可能とした熱交換器５を含んでいる。

そして、水冷式エンジン１で加熱された冷却水が循環す
る熱交換器５の所を、外気或は車室内の空気をブロワ９
によって通過させ、この際にこの空気を加熱し、加熱し
た空気を車室内に吐出して、車室の暖房をするように成
っている。

［発明が解決しようとする課題］このように、従来のカーヒーターは、水冷式エンジンの
冷却水を車室の暖房に利用するので、水冷式エンジンを
始動し、この水冷式エンジンが暖まる迄、車室を暖房す
ることができない、この時間は、一般に、外気が０′″
Ｃ前後の場合、５〜１５分程度、外気が一２Ｏ３Ｃ前後
の場合、２０〜３０分程度かかる。したがって、従来の
カーヒーターには、エンジンが暖まる間、乗員が寒い思
いをする不都合がある。

それ故に、本発明の課題は、いちはやく車室の暖房を可
能としたカーヒーターを提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、水冷式エンジンとの間で該水冷式エン
ジンの冷却水を循環可能とした熱交換器を含むカーヒー
ターにおいて、上記水冷式エンジンとの間で上記冷却水
を循環可能とした箱体と、該箱体内に配置された過冷却
現象を利用した主蓄熱材と、上記箱体内に配置された過
冷却現象を利用した温度保障蓄熱材と、上記主蓄熱材に
備えられ暖房必要時に作動して上記主蓄熱材の過冷却を
解除する第１の過冷却解除装置と、上記温度保障蓄熱材
に備えられ上記主蓄熱材が過冷却により自然に放熱する
前に作動して上記温度保障蓄熱材の過冷却を解除する第
２の過冷却解除装置とを含む蓄熱熱交換装置を上記熱交
換器に接続したことを特徴とするカーヒーターが得られ
る。

［作用］水冷式エンジンが暖まっている場合、この水冷式エンジ
ンを通過して暖められた冷却水は、蓄熱熱交換装置を通
過する際に、主蓄熱材及び温度保障蓄熱材を加熱する。

これらの蓄熱材に封入された蓄熱剤は、加熱されると固
相から液相に変わり、潜熱の形で蓄熱する。

水冷式エンジンを停止させると、主蓄熱材及び温度保障
蓄熱材は、自然放熱によりその温度を下げる。

一般の物質では、融点と凝固点とが同じ温度になるが、
主蓄熱材及び温度保障蓄熱材の蓄熱剤は、その温度が融
点より低くなっても、固体化せずに液相を維持し、いわ
ゆる過冷却現象が生じる。主蓄熱材及び温度保障蓄熱材
の温度は、放熱によって最終的に外気温と同じ温度にな
る。しかしながら、この時の放熱は、顕然だけにとどま
り、主蓄熱材及び温度保障蓄熱材には、依然、潜熱の形
で蓄熱されている。

再度、車を使用するとき、第１の過冷却解除装置を作動
させて主蓄熱材の過冷却を解除すると、主蓄熱材の蓄熱
剤は、液相から固相に変わり、この際、潜熱として蓄え
られていた熱を放出する。

この結果、蓄熱熱交換装置内で冷却水がいちはやく暖め
られる。この加熱された冷却水は、熱交換器に送込まれ
、車室の暖房の熱源に供される。

尚、蓄熱材に封入されている蓄熱剤は、余りに過冷却さ
れると、自然に液相から固相に変わり、それまで潜熱と
して蓄えられていた熱を放出してしまう、しかしながら
、本発明によるカーヒーターの場合、主蓄熱材が過冷却
により自然に放熱する前に第２の過冷却解除装置が作動
して温度保障蓄熱材の過冷却を解除し、温度保障蓄熱材
に熱を発生させ、これによって主蓄熱材を加熱し、主蓄
熱材が過冷却により自然に放熱するのを防いでいる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例によるカーヒーターを用いた
自動車用暖房システムの回路図である。

第１図を参照して、水冷式エンジン１のウォータージャ
ケット２には、冷却水路Ａによってラジェータ３が接続
されている。この冷却水路Ａには、第１のポンプ４が備
えられている。また、ウォータージャケット２には、冷
却水路Ｂによって熱交換器５が接続されている。冷却水
路Ｂは、ウォータージャケット２の流出ロアの近傍で冷
却水路Ａから分岐し、第１のポンプ４の吸入口８の手前
で冷却水路Ａと合流している。この冷却水路Ｂには、熱
交換器５に直列に接続された蓄熱熱交換装置６が備えら
れている。熱交換器５の近傍には、ブロア９が備えられ
ている。このブロア９の吸引力によって、外気或は車室
の空気を熱交換器５の所を通過させて加熱し、温風を車
室に送り込むように成っている。冷却水路Ｂ、熱交換器
５、蓄熱熱交換装置６、及びブロア９でカーヒーターが
構成されている。

熱交換器５及び蓄熱熱交換装置６と並列に冷却水路Ｃが
冷却水路Ｂに結合されている。冷却水路Ｃには、第２の
ポンプ１１と、このポンプ１１に直列に接続された第１
の電磁弁１２とが備えられている。

一方、第２の電磁弁１３及び第３の電磁弁１４が冷却水
路Ｂに備えられている。第２の電磁弁１３は、ウォータ
ージャケット２の流出ロアと冷却水路Ｃの一端との間に
配置しである。第３の電磁弁１４は、冷却水路Ｃの他端
と第１のポンプ４の吸入口８との間に配置しである。

第２図は第１図に示すカーヒーターに用いられている蓄
熱熱交換装置の断面図である。以下、この蓄熱熱交換装
置について詳述する。

第２図をも参照して、蓄熱熱交換装置６は、箱ｔ＊２０
と、主蓄熱材２１と、温度保障蓄熱材２２と、第１の過
冷却解除袋！２３と、第２の過冷却解除装置２４とを含
んでいる。

箱体２０は、内箱２５と、この内箱２５の外壁を覆う断
熱材２６と、この断熱材２６を覆う外箱２７とから成っ
ている。また、この箱体２０の正面には流入口、背面に
は流出口が夫々設けられている。これによって、水冷式
エンジン１と箱体２０との間で冷却水が循環できるよう
に成っている。

主蓄熱材２１は、細長いビニール袋に蓄熱剤を封入して
成る。この主蓄熱材２１をスペーサ（図示せず）を介在
させて略波状に屈曲させて箱体２０内に配置しである。

温度保障蓄熱材２２も、ビニール袋に蓄熱剤を封入して
成る。この温度保障蓄熱材２２を二つ箱体２０内に配置
しである。

主蓄熱材２１及び温度保障蓄熱材２２に封入する蓄熱剤
としては色々あるが、酢酸ナトリウム水和物（ＮａｃＨ
ＪＣｏｏ　・３Ｈｚ　Ｏ）に多糖類を添加したものを用
いている。この蓄熱剤は、６０°Ｃに加熱されるとゲル
状になり、潜熱を蓄える。

−旦蓄えられた潜熱は、蓄熱剤が冷えても放出されない
、このなめ蓄熱剤は、その温度が室温と同じになっても
ゲル状を保つ、従って、蓄熱材は、断熱することなく熱
を潜熱の形で長期蓄えることが可能である。一方、蓄熱
材の蓄熱剤に適当な刺激を加えると、この蓄熱剤は、活
性化して固体に戻る。この際、５８°Ｃの熱を放出する
。

第１の過冷却解除装置Ｆ２３は、主蓄熱材２１の一端に
設けられている。第１の過冷却解除装置２３として電極
装置を用いてあり、セルモーター（図示せず）に並列に
接続しである。これによって、エンジン始動と同時に主
蓄熱材２１の過冷却が解除されるように成っている。

第２の過冷却解除装置２４は、温度保障蓄熱材２２の一
端に設けられている。第２の過冷却解除装置２４として
電極装置を用いてあり、箱体２０内に設けられた温度検
出器３０に直列に接続しである。この温度検出器３０は
、主蓄熱材２１が過冷却により自然に放熱する温度（−
１０〜−１５’Ｃ）近くになると第２の過冷却解除装置
２４に通電する。これによって、主蓄熱材２１が過冷却
により自然に放熱する前に温度保障蓄熱材２２の過冷却
が解除されるように成っている。

尚、本実施例では、第１及び第２の過冷却解除装置とし
て電極装置を用い、この電極装置の電気的刺激によって
過冷却を解除するようになっているが、これ以外に、機
械的刺激、化学的刺激、電子冷凍による＠温刺激等によ
っても過冷却を解除することが可能である。

次に、第１図に示す自動車用暖房システムの動作につい
て説明する。

第１図及び第２図を参照して、水冷式エンジン１が暖ま
っていない時、第２の電磁弁１３及び第３の電磁弁１４
が閉じられ、第１の電磁弁１２が開けられる。そして、
第２のポンプ１１が作動し、これによって、点線矢印の
如く冷却水路Ｃを循環する冷却水の流れが生じる。この
時、既に蓄熱熱交換装置６の主蓄熱材２１の過冷却は、
水冷式エンジン１の始動と同時に第１の過冷却解除装置
２３によって解除されており、この主蓄熱材２１の熱で
冷却水が暖められる。この加熱された冷却水は、熱交換
器５に流入し、ここで車室の暖房に供される。

水冷式エンジン１が暖まり、冷却水の温度が高くなると
、第１の電磁弁１２が閉じ、第２のポンプ１１が停止す
る。これと同時に第２の電磁弁１３及び第３の電磁弁１
４が開き、第１のボンア４が作動する。これによって、
冷却水路Ａ及び冷却水路路Ｂに冷却水が循環するように
なる。冷却水ＭＡでは、ラジェータ３及びラジェータフ
ァン１５によって冷却水の冷却が行われる。冷却水路Ｂ
では、蓄熱と暖房が行われる。すなわち、加熱された冷
却水が冷却水路Ｂを通って蓄熱熱交換装置６を通過する
際に、この冷却水の熱の一部が蓄熱熱交換装置６に蓄熱
される。この際、冷却水の温度は多少下がるが依然とし
て高温を保っている。

そして、蓄熱熱交換装Ｗ１６を通過した冷却水は、冷却
水路Ｂを通って熱交換器５に流入し、ここで車室の暖房
に供される。熱交換器５を通過した冷却水は、冷却水路
Ｂを通り、第１のポンプ４の手前で冷却水路Ａの冷却水
と合流する。そして、この冷却水は第１のポンプ４に吸
入され、ウォータージャケット２に戻され、これ以後、
以上の動作を繰返す。

第３図は第１図に示すカーヒーターに適用される電源回
路の一例を示す電源回路図である。

第３図に示す電源回路では、自動車のバッテリー３１に
メインスイッチ３２を介して並列にセルモータ３３が接
続されている。また、このバッテリー３１にはスイッチ
３４を介して第２のポンプ１１、第１の電磁弁１２、及
び主蓄熱材２１に刺激を与える第１の過冷却解除装置２
３が並列に接続されている。

この電源回路を用いれば、水冷式エンジン１が駆動され
ているかどうかに関係なく、スイッチ３４を閉じれば、
第１の過冷却解除袋ｒ！１２３によって主蓄熱材２１が
刺激され、主蓄熱材２１からの放熱が行われる。この際
、第２のポンプ１１が駆動されるとともに第１の電磁弁
１２が開かれ、蓄熱熱交換装置６と熱交換器５との間で
冷却水が循環して、熱交換器５からの放熱により車室が
暖房される。

［発明の効果］本発明によるカーヒーターは、エンジン始動直後でエン
ジンが暖まっていない場合でも、車室の暖房を行うこと
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。

更に、本発明によるカーヒーターは°、外気が極めて低
くなった場合、温度保障蓄熱材が放熱して主蓄熱材を加
熱するので、過冷却による主蓄熱材の自然放熱を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるカーヒーターを用いた
自動車用暖房システムの回路図、第２図は第１図に示す
カーヒーターに用いられている蓄熱熱交換装置の断面図
、第３図に第１図に示すカーヒーターに適用されるｔａ
回路の一例を示す電源回路図、第４図は従来のカーヒー
ターを用いた自動車用暖房システムの回路図である。９・・・ブロア、１０・・・カーヒーター　１１−１．
第２のポンプ、１２・・・第１の電磁弁、１３・・・第
２の電磁弁、１４・・・第３の電磁弁、１５・・・ラジ
ェータファン、２０・・・箱体、２１・・・主蓄熱材、
２２・・・温度保障蓄熱材、２３・・・第１の過冷却解
除装置、２４・・・第２の過冷却解除装置、２５・・・
内箱、２６・・・断熱材、２７・・・外箱、３０・・・
温度検出器、３１・・・バッテリー、３２・・・メイン
スイッチ、３３・・・セルモータ、３４・・・スイッチ
、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・冷却水路。１・・・水冷式エンジン、２・・・ウォータージャケッ
ト、３・・・ラジェータ、４・・・第１のポンプ、５・
・・熱交換器、６・・・蓄熱熱交換装置、７・・・ウォ
ータージャケットの流出口、８・・・第１のポンプの吸
入口、第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、水冷式エンジンとの間で該水冷式エンジンの冷却水
を循環可能とした熱交換器を含むカーヒーターにおいて
、上記水冷式エンジンとの間で上記冷却水を循環可能と
した箱体と、該箱体内に配置された過冷却現象を利用し
た主蓄熱材と、上記箱体内に配置された過冷却現象を利
用した温度保障蓄熱材と、上記主蓄熱材に備えられ暖房
必要時に作動して上記主蓄熱材の過冷却を解除する第１
の過冷却解除装置と、上記温度保障蓄熱材に備えられ上
記主蓄熱材が過冷却により自然に放熱する前に作動して
上記温度保障蓄熱材の過冷却を解除する第２の過冷却解
除装置とを含む蓄熱熱交換装置を上記熱交換器に接続し
たことを特徴とするカーヒーター。