JPH11334348A

JPH11334348A - 車両用暖房装置

Info

Publication number: JPH11334348A
Application number: JP14684198A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sugimoto; 保杉本
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1999-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は車両用暖房装置に関し、触媒燃焼式
ヒータを用いた車両用暖房装置に改良を加え、従来に比
し熱効率の向上を図った車両用暖房装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】請求項１に係る発明に車両用暖房装置
は、ケーシング３１内に装着され、当該ケーシング３１
内に供給される燃料と燃焼用空気の混合気を酸化反応で
燃焼させる触媒を担持した触媒担体３５と、触媒燃焼に
よる燃焼熱で加熱される空気が導出入する熱交換器と、
車室内へ供給される空気の供給流路４５とを備え、当該
供給流路４５に、熱交換器の空気導出流路を接続したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒燃焼式ヒータ
を用いた車両用暖房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、燃料と燃焼用空気の混合気を触媒
で燃焼し、この触媒燃焼による燃焼熱で熱媒体を加熱し
て車室内へ供給する空気を暖める、所謂「触媒燃焼式ヒ
ータ」を用いた車両用暖房装置が特開平６−１４３９８
６号公報や特開平９−１１８１２５号公報，特開平４−
３１４６１３号公報等に開示されている。

【０００３】図９は特開平６−１４３９８６号公報に開
示された車両用暖房装置を示し、図中、１は筒状のケー
シングで、その内部に触媒を担持した触媒担体３を装着
して燃焼室５が設けられている。そして、燃料タンク
７，送風器９からの燃料と燃焼用空気が気化器１１で混
合されて燃焼室５の上流側に導入されるようになってお
り、触媒担体３の上流側に、触媒の活性化を図るヒータ
１３が装着されて触媒燃焼式ヒータ１４が構成されてい
る。

【０００４】そして、上記ケーシング１を取り囲むよう
に熱媒体たる水Ｗの流路１５が形成されており、触媒燃
焼によって発生した燃焼熱で流路１５内を循環する水Ｗ
が加熱され、高温となった水Ｗは、送風ファン１７で車
室内へ供給される空気と熱交換器１９で熱交換されて、
再びケーシング１側の流路１５へ循環するように構成さ
れている。

【０００５】このように、上記暖房装置２１は触媒燃焼
式ヒータ１４を熱源として利用するもので、燃焼ガスＧ
は排気管２３から排出されるが、触媒を用いることで混
合気は低い温度で燃焼が進むため、触媒燃焼式ヒータ１
４は酸化窒素や一酸化炭素，不燃燃料を殆ど排出しない
クリーンな熱源として注目されている。そして、上記特
開平９−１１８１２５号公報及び特開平４−３１４６１
３号公報等に開示された暖房装置も、上記暖房装置２１
と同様、熱媒体に水を用いてこれを触媒燃焼式ヒータで
加熱し、次にこの加熱された温水と車室内へ供給される
空気とを熱交換して、暖められた空気が車室内に導入さ
れるように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上述の如く
熱媒体に水を用いてこれを触媒燃焼式ヒータで加熱した
後、更にこの暖められた温水と車室内へ供給される空気
とを熱交換する従来の暖房装置は、熱交換を二度繰り返
すために熱効率が悪いといった欠点が指摘されており、
触媒燃焼式ヒータを熱源とするこの種の車両用暖房装置
に於て、熱効率の向上が求められていた。

【０００７】本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもの
で、触媒燃焼式ヒータを用いた車両用暖房装置に改良を
加え、従来に比し熱効率の向上を図った車両用の暖房装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る車両用暖房装置は、ケーシング内に
装着され、当該ケーシング内に供給される燃料と燃焼用
空気の混合気を燃焼させる触媒を担持した触媒担体と、
触媒燃焼による燃焼熱で加熱される空気が導出入する熱
交換器と、車室内へ供給される空気の供給流路とを備
え、当該供給流路に、熱交換器の空気導出流路を接続し
たことを特徴とする。

【０００９】そして、請求項２に係る発明は、請求項１
記載の車両用暖房装置に於て、熱交換器は、触媒担体に
一体的に組み付けられたパイプであることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、請求項１記載の車両用暖房装置
に於て、熱交換器の空気流路の内周に触媒層を設けたも
のである。

【００１０】（作用）各請求項に係る車両用暖房装置に
よれば、触媒の燃焼熱で加熱された空気が車室内へ供給
される空気に混合，希釈されて、適温の温風として車室
内に放出されることとなる。

【００１１】そして、請求項３に係る車両用暖房装置に
よれば、熱交換器の空気流路を流下する空気中の悪臭や
汚れが触媒層で酸化，除去された後、車室内へ供給され
る空気に混合，希釈されて、適温の温風として車室内に
放出されることとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。

【００１３】図１は請求項１乃至請求項３に係る車両用
暖房装置の一実施形態を示し、図中、２５は触媒燃焼式
ヒータで、図２に示すように当該触媒燃焼式ヒータ２５
は、両端にディフューザ２７，２９が取り付けられたボ
ックス状のケーシング３１内に、熱媒体としての空気が
流下する２本の熱交換用のパイプ３３を上下に一体的に
組み付けた直方体形状の触媒担体３５が装着されて構成
されており、従来と同様、図示しない燃料タンクと送風
器からの燃料と燃焼用空気の混合気Ａｆを、触媒担体３
５に担体した触媒で燃焼させて、燃焼ガスＧを外部に排
気するようになっている。

【００１４】而して、上記触媒担体３５は、図２に示す
ようにフェライト系ステンレスからなる薄肉な波板３７
と平板３９を交互に積層してコア４１を成形するに当た
り、図３の如く略Ｓ字状にステンレスで成形された断面
楕円形状のパイプ３３を、混合気Ａｆの流れと直交する
ように平板３９間に夫々配置してこれらを一体ロー付け
したもので、パイプ３３はケーシング３１を貫通し、そ
して、波板３７と平板３９に酸化触媒として白金触媒が
担持されている。

【００１５】そして、図１に示すようにパイプ３３に
は、送風ポンプ４３によって車室内や外部から冷気（車
室内空気や外気）Ａｃが導入されるようになっており、
導入された冷気Ａｃはパイプ３３内を流下し乍ら、触媒
燃焼の燃焼熱で加熱されるようになっている。又、図１
中、４５は車室内へ空気を供給する供給流路で、当該供
給流路４５に冷気（車室内空気や外気）Ａｃが送風ポン
プ４７で導入されて車室内に放出されるようになってい
るが、当該供給流路４５に上記パイプ３３の下流側端部
が接続されており、燃焼熱で加熱された暖気Ａｈが供給
流路４５内で冷気Ａｃと混合，希釈されて、車室内に適
温の温風Ａｗとなって放出されるようになっている。

【００１６】更に又、図４に示すようにパイプ３３の内
周には、白金等の酸化触媒を含むアルミナ粉を付着させ
た触媒層４９が設けられており、この触媒層４９で、供
給流路４５へ流入する暖気Ａｈの無臭化が図られてい
る。即ち、本実施形態は、熱媒体として利用した空気を
車室内に放出する構造上、空気中の汚れや悪臭を除去
し、又、パイプ３３内周の汚染を防止して熱による付着
物の変質に伴う悪臭の除去を図る必要がある。

【００１７】そこで、上述したように本実施形態はパイ
プ３３の内周に触媒層４９を設けて、触媒による酸化で
汚染物を除去して汚染による熱効率の低下を防止し悪臭
の無臭化を図ったもので、酸化の効果を確認するため、
内径１０ｍｍ，長さ５ｍの熱交換用パイプの内周に白金
触媒１％を含むアルミナ粉を１ｃｍ当たり１０ｍｇ付着
させて、トリメチルアミン，メチルメルカプタン各々
０．１ｐｐｍを含む空気を毎分１０リットルの流量で流
下させた処、３００℃の温度下で完全無臭化が確認され
た。

【００１８】又、図示しないが上記供給流路４５内に
は、冷気Ａｃと暖気Ａｈの混合を促進させるためにイン
ナーフィン等が装着されている。本実施形態に係る車両
用暖房装置５１はこのように構成されているから、燃料
と燃焼用空気の混合気Ａｆが触媒で燃焼されると共に、
送風ポンプ４３によってパイプ３３内に導入された冷気
Ａｃは、パイプ３３内を流下し乍ら触媒燃焼の燃焼熱で
加熱されることとなる。

【００１９】そして、燃焼熱で加熱されたパイプ３３内
の暖気Ａｈ等の汚れや悪臭が触媒層４９で酸化，除去さ
れた後、供給流路４５内に流下し、送風ポンプ４７で送
風される供給流路４５内の冷気Ａｃに混合，希釈されて
車室内に適温の温風Ａｗとして放出されることとなる。
尚、車室内に放出される温風Ａｗの温度調節は、例えば
燃料と燃焼用空気の混合気Ａｆの供給量や、供給流路４
５，パイプ３３に導入される冷気Ａｃの流量等を調節弁
等を用いてコントロールすればよいし、又、供給流路４
５やパイプ３３に導入する冷気Ａｃを外気に切り換えた
り車室内空気に切り換える方法は、従来の車両用暖房装
置と同様の手段を用いればよい。

【００２０】以上述べたように、従来の車両用暖房装置
は、熱媒体に水を用いてこれを触媒燃焼式ヒータで加熱
した後、更にこの温水と車室内へ供給する空気とを熱交
換する方法を取っていたが、本実施形態はこのような従
来の暖房装置に代え、熱媒体として利用した空気を直接
車室内に放出するようにしたので、従来の車両用暖房装
置に比し熱効率が向上する利点を有する。

【００２１】而も、本実施形態は、熱媒体として利用し
た空気を車室内に放出するに当たり、図１に示すように
暖気Ａｈを供給流路４５内を流下する冷気Ａｃと混合，
希釈させて適温な温風Ａｗに温度調節をしているため、
高温の暖気Ａｈが車室内に放出されず安全であると共
に、触媒層４９による酸化で汚染物の除去，悪臭の無臭
化が図れる利点を有する。

【００２２】尚、上記実施形態では、熱交換用のパイプ
として、図３の如く略Ｓ字形状に成形したものを用いた
が、その他、例えば図５に示すように略Ｕ字状に成形し
た一対のパイプ３３-1，３３-2や、図６の如く流路が並
列するように１本のパイプ３３-3を略コ字状に折曲させ
たものを始め、図７の如く全体をコ字状に成形した流路
面積の大きなパイプ３３-4を用いてもよいことは勿論で
ある。

【００２３】又、図８に示すように断面円形状のパイプ
３３-5を利用したり、図示しないが断面略矩形状のパイ
プを用いることも可能であるし、図８の如くパイプ３３
-5の周壁に外方へ突出するビード５３を設けて内周に凹
部を設ければ、パイプ３３-5内を流下する暖気Ａｈの乱
流化を図ることが可能となる。更に又、上記送風ポンプ
４３に代え、供給流路４５にエジェクタを設けて、ベン
チュリー作用で暖気Ａｈを供給流路４５中に吸引させて
冷気Ａｃと混合，希釈させてもよく、これらの各実施形
態によっても、上記実施形態と同様、所期の目的を達成
することが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、各請求項に係る車両
用暖房装置によれば、熱媒体として利用した空気を直接
車室内に放出するようにしたので、熱媒体に水を用いた
従来の車両用暖房装置に比し熱効率が向上する利点を有
する。而も、本発明は、熱媒体として利用した空気を車
室内に放出するに当たり、加熱された空気を車室内に供
給される空気と混合，希釈させて適温な温風とするた
め、高温の空気が車室内に放出されず安全である。

【００２５】そして、請求項３に係る車両用暖房装置に
よれば、触媒層による酸化によって、車室内に放出され
る空気中の汚れの除去，悪臭の無臭化が図れる利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る車両
用暖房装置の概略図である。

【図２】触媒燃焼式ヒータの全体斜視図である。

【図３】熱交換用のパイプの平面図である。

【図４】パイプの下流側断面斜視図である。

【図５】パイプの変形例の平面図である。

【図６】パイプの変形例の斜視図である。

【図７】パイプの変形例の平面図である。

【図８】パイプの変形例の下流側断面斜視図である。

【図９】熱媒体に水を用いた従来の車両用暖房装置の概
略図である。

【符号の説明】

２５触媒燃焼式ヒータ３３，３３-1，３３-2，３３-3，３３-4，３３-5 パイ
プ３５触媒担体３７波板３９平板４１コア４３，４７送風ポンプ４５供給流路４９触媒層５１車両用暖房装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング（３１）内に装着され、当該
ケーシング（３１）内に供給される燃料と燃焼用空気の
混合気を燃焼させる触媒を担持した触媒担体（３５）
と、触媒燃焼による燃焼熱で加熱される空気が導出入する熱
交換器と、車室内へ供給される空気の供給流路（４５）とを備え、当該供給流路（４５）に、熱交換器の空気導出流路を接
続したことを特徴とする車両用暖房装置。
【請求項２】熱交換器は、触媒担体に一体的に組み付
けられたパイプ（３３，３３-1，３３-2，３３-3，３３
-4，３３-5）であることを特徴とする請求項１記載の車
両用暖房装置。
【請求項３】熱交換器の空気流路の内周に、触媒層
（４９）を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両
用暖房装置。