JPH0245215A

JPH0245215A - カーヒーター

Info

Publication number: JPH0245215A
Application number: JP19352688A
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: JPH0459163B2

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分程度程度気が一２０°Ｃ前後の
場合、２０〜３０分程度か程度、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、間隔をあけて渦状に巻かれ上
記箱体内に配置された過冷却現象を利用した蓄熱材と、
該蓄熱材に備えられ暖房必要時、に作動して上記蓄熱材
の過冷却を解除する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、上記蓄熱材は、袋に蓄熱
剤を封入したものであり、上記袋は、該袋の長手方向に
対して斜めに延びた仕切部を備えているものであること
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、蓄熱材を加熱する。

こ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。この蓄熱の際、
冷却水は渦状に巻かれた蓄熱材の間を通るので、蓄熱が
効率良く行われる。

水冷式エンジンを停止させると、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、
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。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、顕熱だ
けにとどまり、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、過冷却解除装置を作動させて
蓄熱材の過冷却を解除すると、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。この蓄
熱熱交換装置内での熱交換の際、冷却水は渦状に巻かれ
た蓄熱剤の間を通るので、冷却水は効率良く加熱される
。

尚、袋に蓄熱剤を封入して成る蓄熱材の場合、この中の
蓄熱剤が流動しないよう袋に一定間隔に仕切部を設ける
のが好ましい、この仕切部を袋の長子方向と直角な方向
に設けると、この袋を用いた蓄熱材は、これを巻いた時
に、仕切部の所で折れ曲り、略多角形形状に成ってしま
い、渦の間隔が均一でなくなってしまう、しかしながら
、本発明では、仕切部が袋の長手方向に対して斜めに延
びているので、この蓄熱材を巻いた場合、これが仕切部
の所で折れ曲がることがなく、綺麗に渦状になる。この
結果、渦の間隔が均一になるので、ここを冷却水がスム
ースに流れるようになる。

［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、ウォータージャゲット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ｒＩ１６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
ージャゲット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
熱熱交換装置の横断面図、第３図は同蓄熱熱交換装置の
縦断面図である。以下、この蓄熱熱交換装置について詳
述する。

第２図及び第３図をも参照して、蓄熱熱交換装置６は、
箱体２０と、蓄熱材２１と、過冷却解除装ｒ！！、２２
とを含んでいる。

箱体２０は、内箱２３と、この内箱２３の外壁を覆う断
熱材２４と、この断熱材２４を覆う外箱２５とから成っ
ている。また、この箱体２０の正面には流入口２６、背
面には流出口２７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。

蓄熱材２１は、長尺のビニール袋に蓄熱剤を封入して成
る。この蓄熱材２１にこれの長手方向と直角な方向に棒
杆状のスペーサ２８を多数配置し、これを芯材２９に巻
き付けることによって、蓄熱材２１は、間隔をあけて渦
状に巻かれている。そして、間隔をあけて渦状に巻かれ
た蓄熱材２１は、その間隔の向きが箱体２０内を通過す
る冷却水の流れの向きと一致するように箱体２０内に配
置されている。

蓄熱材２１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（ＮａＣＨＪ　ＣＯｏ・３　Ｈ２０）
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、このため蓄熱剤は、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。

過冷却解除装置２２は、蓄熱材２１の一端に設けられて
いる。過冷却解除装置２２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蓄熱材２１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、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、電子冷凍による低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。

第４図は第２図及び第３図に示す蓄熱材に用いられるビ
ニール袋の斜視図である。

第４図を参照して、このビニール袋２１Ａは、２枚のビ
ニールシート２１ａを重ね合せ、この上縁２１ｂ、下縁
２１ｃ及び−側縁２１ｄを溶着し、更に、ビニールシー
ト２１ａの長手方向に対して斜めにビニールシート２１
ａを溶着して仕切部２１ｅを形成しである。この仕切部
２１ｅは、ビニール袋２１Ａを完全には仕切らずその一
端に開口部２１ｆを残している。この仕切部２１ｅは、
−定間隔に平行に設けられているが、上縁２１ｂから延
びたのもと、下縁２１ｃから延びたのもとが、交互に配
されている。一方、開口部２１ｆは、この袋２１Ｂに封
入した蓄熱剤の過冷却を解除する際、過冷却の解除が隣
の部分に伝わるようにするために設けられている。

第５図は他の蓄熱材用のビニール袋の斜視図である。

第５図を参照して、このビニール袋２１Ｂは、２枚のビ
ニールシート２１ａを重ね合せ、この上縁２１ｂ、下縁
２１ｃ及び−側縁２１ｄを溶着しである。このビニール
！２１Ｂの仕切部２１ｅは、上縁２１ｂから延びるもの
と、下縁２１ｃから延びるものとがあり、これらは、ハ
の字を重ねなように配されている。そして、各仕切部２
１ｅの一端には、開口部２１ｆが形成されている。

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図乃至第３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の蓄熱材２１の過冷却は、水
冷式エンジン１の始動と同時に過冷却解除後Ｗ１２２に
よって解除されており、この蓄熱材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のポンプ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。冷却水路Ａ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、蓄熱熱交換装置６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６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６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
び蓄熱材２１に刺激を与える過冷却解除装置２２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、
過冷却解除装置２２によりて蓄熱材２１が刺激され、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。

特に、本発明によるカーヒーターは、間隔をあけて渦状
に巻かれた蓄熱材が箱体内に配置されているので、蓄熱
熱交換装置での熱交換が大変効率良く行われ、蓄熱材の
過冷却解除後、直ぐに車室の暖房が可能である。また、
口然も効率良く行われる。

また、本発明は、斜めに備えられた仕切部によって、蓄
熱材の渦の間隔が均一になるので、ここを冷却水がスム
ースに流れる。したがって、蓄熱熱交換装置内での圧力
損失が少ない。

【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横断面
図、第３図は同蓄熱熱交換装置の縦断面図、第４図は第
２図及びｆＩ＆３図に示す蓄熱材に用いられるビニール
袋の斜視図、第５図は他の蓄熱材用のビニール袋の斜視
図、第６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、第７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。１・・・水冷式エンジン、２・・・ウォータージャゲッ
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、９・・・ブロア、１０・・・カーヒーター　１１
・・・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・・・蓄熱
材、２１Ａ、２１Ｂ・・・ビニール袋、２２・・・過冷
却解除装置、２３・・・内箱、２４・・・断熱材、２５
・・・外箱、２６・・・流入口、２７・・・流出口、２
８・・・スペーサ、２９・・・芯材、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。第１図第２図第３図第６図第７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、間隔をあけて渦状に巻かれ上記箱体内に配
置された過冷却現象を利用した蓄熱材と、該蓄熱材に備
えられ暖房必要時に作動して上記蓄熱材の過冷却を解除
する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、上記蓄熱材は、袋に蓄熱剤を封入したも
のであり、上記袋は、該袋の長手方向に対して斜めに延
びた仕切部を備えているものであることを特徴とするカ
ーヒーター。