JPH03292214A - 自動車における即暖房方法および即暖房装置 - 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】 本発明は、自動車のキャビン内を、運転の始動の際に、
即時に暖房するための自動車における即暖房方法および
即暖房装置についての改良に関する。

自動車のキャビン内の暖房は、通常、エンジンの冷却水
を、室内暖房用の熱交換器に循環させてエンジンから発
生する熱量を、熱交換器によりキャビン内に放出させる
ことで行なわれる。しかし、エンジンの冷却水は、エン
ジン保護のために一定の温度に達するまでは循環が行な
われないようにサーモスタットによって制御されている
ことから、冷却水が暖められるまでの運転開始直後の暫
くの間は、室内暖房用の熱交換器を作動させても、暖房
は得られず、冷風で吐出する状態となる。このため、暖
房を必要とする寒期の運転開始の直後は、キャビン内が
冷えたままの暖房のない状態が強いられることになる。

このことから、エンジンを始動させて自動車を運転する
ときの、運転開始直後におけるキャビン内の暖房のため
に、キャビンに設けた熱交換器にエンジンの冷却水の循
環路とは別に電熱ヒーターを組込んでおいて、運転開始
直後の短い時間だけ、この電熱ヒーターを作動させるよ
うにする手段が開発されている。しかし、この手段は、
充分な暖房を得るためには、エンジンに組付けた発電機
の容量を越した電力を電熱ヒーターに流すようになるこ
とで、バッテリーの消耗が著しく、充電を度々行なわな
ければならない問題および、バッテリーを痛める問題が
あり、普及するまでには至っていない。

また、バッテリーの消耗を招く電熱ヒーターを用いない
で、運転開始直後の冷えているキャビン内の暖房を行な
うには、その運転より一回前の運転の際に、エンジンか
ら放出される熱量を、蓄熱手段によって蓄めでおき、こ
の熱量を、次に運転するときに放出させて、運転開始直
後の暖房に使い、エンジンの暖気運転が終了して、冷却
水の循環が始まり、通常の室内暖房用の熱交換器が所定
の作動を行なうようになると、その熱交換器から放出さ
れる熱量の一部を蓄める状態となって、この蓄めた熱量
が次回の運転開始の際に再び放出されるようにすれば良
いわけであるが、このようにするには、前回の運転の際
に蓄めた熱量が、次回の運転の際まで、自動車を寒気中
に放置しておいても、放出されることなく蓄熱された状
態を保持するようになる蓄熱手段を構成することが前提
となる。しかし、寒気中に曝らされても放熱することの
ないように蓄熱手段を構成することはむづかしい、湯・
パラフィン等を蓄熱材（熱媒体）としてそれに蓄熱する
通常の手段では、時間の経過による熱の放出が避けられ
ない問題と、蓄熱用の熱媒体を多量に要することで、か
なりの容量のタンクが必要となり、重量および容量の負
担が大きい問題がでてくる。

本発明は、自動車の室内の暖房手段に生じているこれら
の問題を解消せしめるためになされたものであって、通
常運転の際に発生するエンジンの熱量の一部を、熱の供
給のないまま放置しておいても蓄めた熱量を放出するこ
とのない状態に保持し得る蓄熱手段に蓄めでおいて、そ
の熱量を、次回にエンジンを始動して運転を開始すると
きに冷えた状態にあるキャビン内の暖房用として放出し
得るようにして、エンジンを始動したばかりの運転開始
時における、冷えているキャビン内の暖房が、前回運転
の際に蓄めでおいた熱量の放出により、バッテリーの消
耗を生ぜしめずに、かつ、自動車の車体に容量および大
きさの負担をかけることなく、効果的に行なえるように
する新たな手段を提供することを目的とする。

しかして、本発明は、上述の目的のために種々の研究を
重ねて得られた知見に基づいて完成したものである。即
ち、運転中にエンジンから発生する熱量を蓄熱材に蓄め
ておいて、次回の運転開始時に、その蓄めておいた熱量
を、室内暖房用として放出させるようにする際、蓄熱材
からの熱量の放出を、昇温した蓄熱材（熱媒体）の温度
降下によってだけ行なわれるようにすると、自動車の運
転を終えて次に運転するまで放置しておく間における蓄
熱材からの熱の放出を抑えるための保温手段が必要であ
り、その保温手段に完全なものを望み得ないことから、
次回に運転するまでの間の時間が長い場合には、蓄熱材
に蓄めた熱量が、冷えているキャビン内を有効に暖房し
得ないまでに放出されるようになる。しかし、運転を終
えた自動車は、次に運転するまでの間は、静置状態で放
置されることから、チオ硫酸ナトリウム・酢酸ナトリウ
ム等の、静置状態でゆっくりと放冷することで過冷却の
状態となり、それにショックまたは振動を与えることで
、瞬時に、液相から固相への相変換を起し、その際に融
解熱に相当する熱量を放出するようになる物質を蓄熱材
に用いて、この蓄熱材を、通常の運転の際にエンジンか
ら発生する熱量で液相にし、それを次に運転するまで車
体を放置する間の静置状態での自然放置によって過冷却
の状態として蓄熱し、これを次に運転をするときにショ
ックを与えて相変換を起させて、融解熱に相当する熱量
を発生させ、これを運転開始時の暖房源に利用すれば良
いことに想到したので、このように構成したところ、良
好な結果が得られたことに基づくものである。

そして、このことから、本発明においては、上述の目的
を達成するための手段として、チオ硫酸ナトリウムまた
は酢酸ナトリウム等の、静置状態で冷却することにより
液相のまま過冷却の状態となりショックまたは振動を与
えることで過冷却の状態が破壊されて固相に相変換する
物質を蓄熱材とし、該蓄熱材を、運転の際にエンジンか
ら発生する熱により液相に保持せしめ、自動車の運転を
終えて次回に運転するまでの寒気中の放置により、該蓄
熱材を静置状態で放冷せしめて過冷却の状態とし、次回
の運転開始時にその蓄熱材の過冷却の状態をショックま
たは振動により破壊して融解熱に相当する熱量を発生さ
せ、その熱量で運転開始時の冷えているキャビン内の即
暖房を行なうことを特徴とする自動車における即暖房方
法を提起し、また、自動車の車体に装備されている室内
暖房用の暖房装置の温風ダクトに、チオ硫酸ナトリウム
または酢酸ナトリウム等の、静置状態で冷却することに
より液相のまま過冷却の状態となリシ冒ツクまたは振動
を与えて過冷却の状態を破壊することで固相に相変換す
る物質よりなる蓄熱材を封入した即暖房用の熱交換器を
、前記温風ダクトに装備される室内暖房用の熱交換器よ
りも吹出口側に配位して組付けてなる自動車における即
暖房装置を提起するものである。

次に実施の一例を図面に従い詳述する。

第１図は本発明手段を実施せる自動車の室内暖房用の暖
房装置Ａの縦断側面図で、同図において、鎖線の１は、
自動車の車体のキャビンａとエンジンルームｂとを仕切
る隔壁、２はファン、３はファン２の吐風口に基端側が
接続する温風ダクト３０および３１はその温風ダクト３
の吹出口、４は温風ダクト３内に設けた通常暖房用の熱
交換器、５は本発明による即暖房装置Ｂの熱交換器を示
す。

ファン２および温風ダクト３ならびに熱交換器４等で構
成する室内暖房用の暖房装置Ａは従来公知のもので、そ
れの熱交換器４の入口管４０および出口管４１が、エン
ジンルームｂ内に設けられるエンジン（図示していない
）のウォタージャケットおよびラジェターで構成される
冷却水の循環路に分岐管を介し連通し、また、前記循環
路には、冷却水が所定の温度に達するまで冷却水の循環
を遮断するようサーモスタットにより制御された弁機構
が設けられる通常の形態のものである。

即暖房用の熱交換器５は、第２図に示しているように、
前記温風ダクト３内を横切る大きさとした囲い枠状の枠
体５０内に、合ａ４＃脂材のシート等の水密なシートで
四角な箱状に形成したパック５１を保持せしめ、そのパ
ック５１には、前記枠体５０を透過する方向の通気管５
２・・・を多数本並列させて装設しておき、このパック
５１内に、千オ硫酸ナトリウムまたは酢酸ナトリウム等
の、液相でゆっくりと冷却することで液相のまま過冷却
の状態となる物質を、蓄熱材６として密封状態に充填し
、かつ、このパック５１に第３図に示している如く、充
填した蓄熱材６に対しショックを与える衝檄部材５３を
組付け、その衡機部材５３にそれをリモートコントロー
ルにより作動させる押し釦式の操作部材５４を連繋して
キャビンａ内に配設することで橘成しである。そして、
この即暖房用の熱交換器５を、前述の温風ダクト３内の
、通常暖房用の熱交換器４よりも吹出口３０・３１に寄
る部位に、ファン２の作動で吹出される吐出風が、前記
パック５１に設けた通気管５２・・・内を透過して吹出
口３０・３１から吐出していくように配位して、温風ダ
クト３に組付けることで、即暖房装置Ｂを構成するよう
にしである。

この熱交換器５のバック５１内に密封する蓄熱材は、こ
の例においては酢酸ナトリウムであり、それの融解熱は
、Ｈｃａ　ｆＬ／ｇである。

暖房の対象とする自動車のキャビンａ内の容積は１通常
の乗用車（スカイライン）では、約２８００文である。

また、空気の比熱は０．２４１７／ｄｅｇ−ｇ　（２０
度Ｃ時）であり、空気の質量は１．３ｇ／文であるから
、キャビンａ内の空気の重量は　２８００Ｘ　１゜３＝
３６４０ｇとなる。

また、即暖房を要する寒期におけるキャビンａ内の空気
が、温度降下の著しい早朝の外気温にまで降下している
とし、その温度がマイナス１ｏ度Ｃであったとして、こ
れを、２５度Ｃまで昇温させる場合についていえば、３
８４０Ｘ　Ｏ，２４Ｘ　３５−３０５７８ｃａＪ１／ｇ
の熱量が要ることになる。

そして、この熱量を、酢酸ナトリウム（Ｃ）１３ｃ０Ｏ
Ｎａ　）の融解熱によりまかなうとすれば、３０５７６
÷８０−５０９．８：５００となり、約５００ｇの酢酸
ナトリウムがあれば良いことになる。

このことから、前述のバック５１内に充填する酢酸ナト
リウムの量は、約５００ｇに設定してあり、また、熱交
換器５の蓄熱材６を封入するバック５１の容量は、この
約５００ｇの酢酸ナトリウムを収納する容量に設定しで
ある。

次にこのように構成せる即暖房装置Ｂにより行なう即暖
房方法について説明する。

自動車は通常のように運転し、また、室内暖房用の暖房
装置Ａも通常のものと同様に作動させておく、これによ
り、暖められて暖房装置Ａの熱交換器４に循環するエン
ジンの冷却水の熱量によりキャビンａ内の暖房が行なわ
れる。このとき、温風温風ダクト３内に設けた即暖房用
の熱交換器５は、室内暖房用の熱交換器４を経て吹き出
されてくる温風によって加温され、その即暖房用の熱交
換器５内のバック５１に充填されている蓄熱材６たる酢
酸ナトリウムは、キャビンａ内に吹き出されていく温風
の熱量により融解して液相になりその温風の温度に昇温
してくる。

次に、自動車の運転を終えて、エンジンのスイッチを切
り、自動車を次に運転するまで放置しておくと、即暖房
用の熱交換器５内の蓄熱材６たる酢酸ナトリウムは、静
置状態において放冷されることになり、次に自動車の運
転をするときが翌日の朝であれば、その朝の外気温まで
温度降下するようになり、自動車を使用する地域が寒冷
地で、かつ、使用時期が暖房を要する寒期であれば、マ
イナス５度Ｃ〜１０度Ｃにまで放冷される。そして、こ
の静置状態での放冷により、蓄熱材６たる酢酸ナトリウ
ムは、液相のまま過冷却の状態となって冷却され、これ
により、融解熱に相当する熱量を蓄めた状態となる。

この過冷却の状態として蓄積した熱量を１次回に自動車
を運転するときに放出させて、運転開始直後の冷えてい
るキャビンａ内の即暖房に用いる・即ち、エンジンキイ
ーの操作で、スタートスイッチをオンとしてエンジンを
始動して運転を開始する際に、キャビンａ内に配設しで
ある操作部材５４を操作して衡機部材５３を作動させ、
蓄熱材６にシ重ツクまたは振動を与えれば、瞬時に過冷
却の状態が破れて固相に変換していき、融解熱に相当す
る熱量を放出してくる。このとき、室内暖房用の暖房装
置Ａのファン２を作動させておけばそのファン２から吹
き出される風が、蓄熱材６から放出されてくる熱量を運
び出して温風温風ダクト３の吹出口３０・３１を経てキ
ャビンａ内に吹き出し、冷えているキャビンａ内の即暖
房を行なうようになる。

これにより、キャビンａ内の暖房が得られたところで、
ファン２の作動を停めて、エンジンのウオームアツプを
持ち、エンジンの冷却水が所定の温度となったところで
再びファン２を作動させれば１通常の暖房に切り替わり
、キャビンａ内は、暖められて室内暖房用の熱交換器４
に循環する冷却水の熱量により所望に設定する温度に暖
房される。

このとき、熱交換器４を経てキャビンａ内に吹き出され
る温風は、その途中で、即暖房用の熱交換器５を流過し
ていく際に、熱量の一部で、その熱交換器５内の蓄熱材
６たる酢酸ナトリウムを加温し、その蓄熱材６を融解せ
しめて液相に戻し、かつ、温風の温度に昇温させていく
。

そして、運転を終えて、エンジンキイーを切り自動車を
寒気中に放置すれば、蓄熱材６が再び過冷却の状態とな
って、それにより蓄積した熱量を次回の運転の際に放出
し得るようになる。

以上説明したように１本発明手段においてはチオｉｓナ
トリウムまたは酢酸ナトリウム等の、静置状態で冷却す
ることにより液相のまま過冷却の状態となりショックま
たは振動を与えることで過冷却の状態が破壊されて固相
に相変換する物質を蓄熱材とし、該蓄熱材を、運転の際
にエンジンから発生する熱により液相に保持せしめ、自
動車の運転を終えて次回に運転するまでの寒気中の放置
により、該蓄熱材を静置状態で放冷せしめて過冷却の状
態とし、次回の運転開始時にその蓄熱材の過冷却の状態
をシ璽ツクまたは振動により破壊して融解熱に相当する
熱量を発生させ、その熱量で運転開始時の冷えているキ
ャビン内の即暖房を行なうのであるから、通常運転の際
に発生するエンジンの熱量の一部を、熱の供給のないま
ま放置しておいても蓄めた熱量を放出することのない状
態として、次回に運転するときの運転開始時の即暖房用
の熱源として、蓄熱手段に蓄めておけることになって、
次回にエンジンを始動して運転を開始するときに、エン
ジンを始動したばかりの運転開始時における冷えている
キャビン内の即暖房が、前回運転の際に蓄熱材に蓄めて
おいた熱量の放出により、バッテリーの消耗を生ぜしめ
ずに、かつ、自動車の車体に容量および大きさの負担を
かけることなく、効果的に行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の一部破断した縦断側面図
、第２図は同上装置の要部の斜視図、第３図は同上要部
の縦断側面図である。 図面符号の説明 Ａ・・・室内暖房用の暖房装置　　Ｂ・・・即暖房装置
ａ・・・キャビン　　　　　ｂ・・・エンジンキームト
・・隔壁　　　　　　　２・・・ファン３・・・温風ダ
ク）　　　　　３０・３１・・・吹出口４・・・通常暖
房用の熱交換器　　４ｏ・・・入口管４１・・・出口管
　　　　５・・・即暖房用の熱交換器５０・・・枠体　
　　　　　５１・・・パック５２・・・通気管　　　　
　５３・・・衡機部材５４・・・操作部材　　　　６・
・・蓄熱材１与ｊリ 一￥、５１０ １、事件の表示 平成２年　　特　　許　　願　　第９１４４４号２、発
明の名称 自動車における即暖房方法および即暖房装置３゜ 補正をする者 事件との関係　　　　出　願　人 住　所　東京都清瀬市中里６丁目５９の２４、代 理 人 補正命令の日付 補正により増加する発明の数 補正の対象　　１図面Ｊ 補正の内容　　図面の第１図、 第２図、 第３図を別添の 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、チオ硫酸ナトリウムまたは酢酸ナトリウム等の
   、静置状態で冷却することにより液相のまま過冷却の状
   態となりショックまたは振動を与えることで過冷却の状
   態が破壊されて固相に相変換する物質を蓄熱材とし、該
   蓄熱材を、運転の際にエンジンから発生する熱により液
   相に保持せしめ、自動車の運転を終えて次回に運転する
   までの寒気中の放置により、該蓄熱材を静置状態で放冷
   せしめて過冷却の状態とし、次回の運転開始時にその蓄
   熱材の過冷却の状態をショックまたは振動により破壊し
   て融解熱に相当する熱量を発生させ、その熱量で運転開
   始時の冷えているキヤビン内の即暖房を行なうことを特
   徴とする自動車における即暖房方法。
2. （２）、自動車の車体に装備されている室内暖房用の暖
   房装置Ａの温風ダクト３に、チオ硫酸ナトリウムまたは
   酢酸ナトリウム等の、静置状態で冷却することにより液
   相のまま過冷却の状態となりショックまたは振動を与え
   て過冷却の状態を破壊することで固相に相変換する物質
   よりなる蓄熱材６を封入した即暖房用の熱交換器５を、
   前記温風ダクト３に装備される室内暖房用の熱交換器４
   よりも吹出口３０、３１側に配位して組付けてなる自動
   車における即暖房装置。