JPS61271114A - 沸騰冷却式内燃機関の車室暖房装置 - Google Patents

沸騰冷却式内燃機関の車室暖房装置

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Publication number
JPS61271114A
JPS61271114A JP11513685A JP11513685A JPS61271114A JP S61271114 A JPS61271114 A JP S61271114A JP 11513685 A JP11513685 A JP 11513685A JP 11513685 A JP11513685 A JP 11513685A JP S61271114 A JPS61271114 A JP S61271114A
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JP
Japan
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heater
refrigerant
pump
water jacket
coolant
Prior art date
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Pending
Application number
JP11513685A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Kubotsuka
窪塚 孝夫
Yoshinori Hirano
芳則 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP11513685A priority Critical patent/JPS61271114A/ja
Publication of JPS61271114A publication Critical patent/JPS61271114A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00007—Combined heating, ventilating, or cooling devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

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 この発明は、自動車の車室暖房装置に関し、詳しくは沸
騰気化潜熱を利用して機関の冷却を行う沸騰冷却式内燃
機関fこおける車室暖房装置に関する。
従来の技術 従前の水冷式内燃機関においては、機関のウォータジャ
ケットとラジェータとの間でウォータポンプにより冷却
水を循環させて冷却を行う一方、上記ウォータジャケッ
トからヒータコアに高温冷却水を導き、ヒータコア通過
後、上記ウォータポンプ上流側に戻すようにして車室暖
房装置を構成している。
しかし、この水冷式冷却装置の温水を利用した車室暖房
装置にあっては、冷間始動時に、冷却水全体が暖まるま
で長時間を要することから、暖房効果の立ち上がりが悪
い。
一方、本出願人は内燃機関の冷却装置とじて、冷媒の沸
騰・凝縮のサイクルを利用した沸騰冷却装置を種々堤案
している(例えば特願昭58−145470号、特願昭
58−228148号。
特願昭59−140378号等)。
コレはウォータジャケットとコンデンサと冷媒供給ポン
プとを主体として密閉した冷媒循環系を構成し、上記ウ
ォータジャケット内に液面センサによって規定された設
定レベルまで液相冷媒を貯留して、その沸騰気化により
各部を冷却するとともに、発生蒸気をコンデンサで凝縮
した後、上記液面センサの検出信号に連動した冷媒供給
ポンプによってウォータジャケットに再度循環供給し、
冷媒液面を上記設定レベルに常時維持するようにしたも
のである。この沸騰冷却装置においては、冷媒(例えば
水と不凍液の混合液)の気化潜熱を利用するため、ウォ
ータジャケット内に保有される冷媒量が少なくなるとと
もに、沸騰開始までウォータジャケット内に液相冷媒が
滞留状態にあるので、始動後の暖機時間が大幅に短縮化
される。従って、ウォータジャケット内から冷媒を導い
て車室暖房装置の熱源として用いる場合には、比較的早
期に暖房効果を得ることができる。
発明が解決しようとする問題点 上記の沸騰冷却式内燃機関lこおける車重暖房装置では
、ウォータジャケット内に貯留されている液相冷媒を車
室暖房用ヒータコアに循環させるために、上記冷媒供給
ポンプとは別個に、電動式もしくは機械駆動式のヒータ
用ポンプを流路中lと配役する必要がある。しかし、こ
の場合に、ウォータジャケット内の液相冷媒は沸点に近
い高温状態にあるので、ヒータ用ポンプの入口側でキャ
ビテーションが発生し易い。特に上記ヒータ、用ポンプ
は、ヒータコアで冷媒温度がある程度低下することから
、ヒータコア出口側に設けることが有利であるが、ヒー
タコア放熱量との関係でヒータコア通過後の冷媒温度が
高いときには、ヒータコアが通路抵抗となることもあっ
てキャビテーションが発生し島くなり、ヒータ用ポンプ
各部の腐蝕や破損を招来する虞れがあった。尚、ヒータ
用ポンプの吐出流量を予め少なくしておけばキャビテー
ションの発生は回避し得るものの暖機時など冷媒温度が
比較的低いときのヒータ放熱量が不足となり、ヒータ性
能が低下してしまう。
問題点を解決するための手段 この発明は上記の問題点を解決するために、車室暖房用
ヒータコアの冷媒入口および冷媒出口を夫々ヒータ入口
通路およびヒータ出口通路を介してウォータジャケット
に接続するとともに、液相冷媒を循環させるヒータ用ポ
ンプを上記ヒータ出口通路に介装し、かつ上記ヒータコ
アの冷媒出口と上記ヒータ用ポンプとの間に温度センサ
を配設し、この温度センサの検出温度に基づき、キャビ
テーション発生限界を越えないように予め設定された特
性に沿って、上記ヒータ用ポンプの吐出流量を制御する
ように構成したものである。
作  用 ヒータ用ポンプ入口側の冷媒温度つまりヒータコア通過
後の冷媒の過冷却度によってキャビテーションの発生は
大きく左右され、冷媒温度が高いほどキャビテーション
が発生し易い。またヒータ用ポンプの吐出流量によって
もキャビテーションの発生は左右され、吐出流量が多い
ほどキャビチー7ヨンが発生し易い。この冷媒温度とヒ
ータ用ポンプ吐出流量とに対するキャビテーション発生
限界は、実際の配管構造等によって一定に定まり1実験
的に求めることができる。
本発明では、ヒータコア出口側の温度センサの検出温度
に基づき、キャビテーション発生限界を越えない範囲内
で可及的に大きな流量となるようにヒータ用ポンプが制
置される。従って、冷媒温度が高いときでも確実にキャ
ビテーションが回避される一方、冷媒温度が低いときに
は多量の冷媒の循環によりヒータコア放熱tを十分に確
保することができる。
実施例 第1図はこの発明の一実施例を示す構成説明図であって
、1がウォータジャケット2を備えた内燃機関、3が空
気調和装置本体4内に配設された車室暖房用のヒータコ
アである。
上記ウォータジャケット2には、液面センチ5にて規定
される設定レベルまで液相冷媒(例えば水と不凍液の混
合液)が貯留されるようになってセリ、その沸騰気化に
より機関各部の冷却が行われるとともに、発生した冷媒
蒸気がコンデンサ6−ごおいて凝縮され、かつ上記液面
センサ5の検出信号に基づきON・OFF 作動する冷
媒供給ポツプ7を介して、コンゲンチ6下部から液相冷
媒がウォータジャケット2に循環供給される構成となっ
ている。すなわち、ウォータジャケット2やコンデンf
6を主体とする密閉した系内で冷媒の沸騰・凝縮サイク
ルが繰り返され、気化潜熱を利用した冷却が行われる。
一方、上記ウォータジャケット2のシリンダブロック8
側の上部にヒータ用冷媒取出口9が、またシリンダヘッ
ド10側の設定レベル以下の位置にヒータ用冷媒戻し口
11が夫々設けられて諮り、ヒータコア3の冷媒人口1
2がヒータ入口通路13を介してヒータ用冷媒取出口9
1こ、また冷媒出口14がヒータ出口通路15を介して
ヒータ用冷媒戻し口11に夫々接続されている。電動ポ
ンプからなるヒータ用ポンプ【6はヒータコア3下流の
ヒータ出口通路15に介装されており、かつヒータコア
3の冷媒出口14にはサーミスタ等を利用した温度セン
サ17が配設されている。またヒータコア3の冷媒人口
12には、ヒータ用ポンプt6の非作動時における高温
冷媒の自然対流を阻止するために、ヒータ用ポンプ16
の0N−01FF  と同時に開閉されるバタフライ弁
18が配設されている。
上記ヒータコア3が配設された空気調和装置本体4は、
ブロア21とヒータコア3との間にエバポレータ22を
有し、エアミックスドア23の開度(θ)番こ応じて空
気の一部をヒータコア3に通過させた後、フートドア2
4.ベントドア25あるいはデフロスタドア26等を介
して各部に配風する構成となっている。尚、上記ニアミ
ックスドア詔は後述するように、運転席の温度コントロ
ール装置27におけるテンプレバー284こ連動してい
る(第3図参照)。
第2図は上記ヒータ用ポンプ16の制御回路の一例を示
す。同図において、17Aは温度センサ17のチーミス
タであり、!!4図fこ示すような温度−抵抗特性を有
している。、31は、このサーミスタ17 Aの抵抗変
化tこ伴い、トランジスタ32を介してON・OFF作
動するリレー、おはサーミスタ17 Aの抵抗変化に伴
いポンプ電圧を制御するパワートランジスタ、羽はバッ
テリ、35はイグニッションスイッチ、36はヒータス
イッチである。すなわち、サーミスタ17 Aが検出す
る冷媒温度が低いとき(To以下のとき)lこはA点電
位が高いので、トランジスタ32を介してリレー31が
ON状態となり(第5図参照)、ヒータ用ポンプ16は
所定の最大回転速・度にて駆動される。そして冷媒温度
が’ro以上となると、リレー31が0FIPとなり、
パワートランジスタ33のみによってヒータ用ポンプI
6の回転速度が定まるので、A点電位の低下に伴ってヒ
ータ用ポンプ16の回転速度が第6図のように抑制され
る。
この第6図の特性は、予め実験的に求められたキャビテ
ーション発生限界を越えないよう−ご設定されたもので
、第7図にヒータコア3出口側の冷媒温度とヒータ用ポ
ンプ16の吐出流量とに対し実験的に求めたキャビテー
ション発生限界を示しである。第6図の制御特性は、第
7図に実線で示す理想的なポンプ流量特性tこ沿うよう
に定められているのである。
従って、ヒータコア3出口側の冷媒温度をこ対し、常I
こキャビテーションが発生しない範囲内で可及的に大き
な吐出流量が与えられることlこなり、温度変動に拘ら
ず確実lこキャビテーションを回避できるとともlこ、
ヒータコア3Iこ常に最大限の熱量を供給できる。
一方、ヒータ吹出し温の調整は運転席の温度コントロー
ル装置27におけるテンプレバー28ζこよってなされ
る。第3図はテンプレバー28の操作位置とヒータ吹出
し温等との関係を示したもので、エアミックスドアnの
開度(θ)がテンプレバー281こ連動して変化し、こ
れによって吹出し温を連続的に変化させることができる
。またヒータスイッチ36はテンプレバー28に連動し
てフルコード位置から僅かにホット側でON作動するよ
うになっている。
更にバタフライ弁18もヒータスイッチ36がONとな
るテンプレバーあの位置で、適宜なアクチュエータを介
してヒータスイッチ36と同時lこ開閉切換作動する構
成となっている。
尚、上記実施例ではヒータ用ポンプ16の制御をアナロ
グ回路によって行う例を示したが、例えば内燃機関1の
沸騰冷却装置の制御に用いられるマイクロコンピュータ
システムを利用してテーブルルックアップ方式などによ
り最適回転速度に制御する構成とすることも可能である
。
発明の効果 以上の説明で明らかなようにこの発明に係る沸騰冷却式
内燃機関の車室暖房装置によれば、沸騰冷却式内燃機関
の液相冷媒を熱源として利用する場合に最も大きな問題
となるキャビテーションの発生を確実に防止でき、かつ
ヒータ性能を非常に強力なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る車室暖房装置の一実施例を示す
構成説明図、第2図はヒータ用ポンプの制御回路の一例
を示す回路図、第3図はテンプレバーの位置と吹出し温
等との関係を示す説明図、第4図は温度センサとして用
いられるチーミスタの特性図、第5図はチーミスタ抵抗
値とリレーの作動との関係を示す特性図、第6図は冷媒
温度とポンプ回転速度との関係を示す特性図、第7図は
冷媒温度とポンプ吐出流量とに対するキャビテーション
発生限界を示す特性図である。 1・・・内燃機関、2・・・ウォータジャケット、3・
・・ヒータコア、4・・・空気調和装置本体、5・・・
液面センサ、6・・・コンデンサ、7・・・冷媒供給ポ
ンプ、 12・・・冷媒入口、 13・・・ヒータ入口
通路、14・・・冷媒出口、15・・・ヒータ出口通路
、16・・・ヒータ用ポンプ、 17・・・温度センサ
、17A・・・サーミスタ、18・・・バタフライ弁、
21・・・ブロア、22・・エバポレータ、23・・・
エアミックスドア、27・・・温度コントロール装置、
あ・・・テンプレバ+、 31・・・リレー、33・・
・パワートランジスタ、36・・・ヒータスイッチ。 第3図 ;T2− 第4図 ν 第 6 11A                ?−
ξスフt&f?tf!−と−クコy、を口;令會薯i度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウオータジヤケツトの所定レベルまで液相冷媒を
    貯留し、ここで発生した冷媒蒸気をコンデンサにて凝縮
    するとともに、凝縮した液相冷媒を冷媒供給ポンプを介
    して上記ウオータジヤケツトに循環供給する沸騰冷却式
    内燃機関において、車室暖房用ヒータコアの冷媒入口お
    よび冷媒出口を夫々ヒータ入口通路およびヒータ出口通
    路を介して上記ウオータジヤケツトに接続するとともに
    、液相冷媒を循環させるヒータ用ポンプを上記ヒータ出
    口通路に介装し、かつ上記ヒータコアの冷媒出口と上記
    ヒータ用ポンプとの間に温度センサを配設し、この温度
    センサの検出温度に基づき、キヤビテーシヨン発生限界
    を越えないように予め設定された特性に沿つて、上記ヒ
    ータ用ポンプの吐出流量を制御することを特徴とする沸
    騰冷却式内燃機関の車室暖房装置。
JP11513685A 1985-05-28 1985-05-28 沸騰冷却式内燃機関の車室暖房装置 Pending JPS61271114A (ja)

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JP11513685A JPS61271114A (ja) 1985-05-28 1985-05-28 沸騰冷却式内燃機関の車室暖房装置

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ID=14655172

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JP (1) JPS61271114A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011183867A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Denso Corp 車両用空調装置
CN107074062A (zh) * 2014-12-18 2017-08-18 宝马股份公司 用于电动车或者混合动力车的热系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011183867A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Denso Corp 車両用空調装置
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