JPS62293087A

JPS62293087A - 熱交換器

Info

Publication number: JPS62293087A
Application number: JP13266486A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村; Keiichi Yamashita; 山下　恵一
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1986-06-10
Publication date: 1987-12-19
Also published as: JPH0524433B2

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕この発明は、内燃機関等を搭載した車両、トレーラ等の
車両、家庭用部屋、乾燥室、事務所等の車用の暖房装置
、乾燥装置等に適用できる熱交換器に関する。

〔従来の技術〕

従来、車両の室内暖房については、内燃機関の冷却水を
温水配管で取出し、これを゛ヒータ装置に導き、間接的
に熱交換を行って温風を室内に送り込んで室内暖房を行
っているものがある。また、エンジンの吸気通路にバー
ナ即ち燃焼器及び熱交換器を設け、エンジン始動直後に
燃焼器に点火し、その熱を利用して熱交換器で空気を暖
め、暖まった温風を車両室内に導入する装置、言い換え
れば、内燃機関とは無関係に燃焼器によって燃料を燃焼
させて発生する熱量によって室内暖房を行う自動車用暖
房装置（例えば、特開昭６０−２５２０１８号公報参照
）が開示されている。更に、燃焼器の燃焼ガスを熱交換
器を介して機関の吸気ボートへ供給すると共に、この熱
交換器により加熱される空気を車室内へ導くようにした
エンジンの暖機装置（例えば、特開昭６１−７９８６４
号公報参照）が開示されている。

先行技術として、例えば、本出願人による出願である特
願昭６０−０２６５７８号に開示されているような車両
暖房用熱交換器がある。この車両暖房用熱交換器につい
て、第３図及び第４図を参照して概説する。

第３図において、車両暖房用熱交換器５０については、
吸熱通路内に熱流通路が配置されているものである。前
記熱流通路は第１円筒５１及び第２円筒５２によって構
成され、前記吸熱通路は第３円筒５３によって構成され
ている。第１円筒５１、第２円筒５２及び第３円筒５３
は同軸上に配置されている。第１円筒５１の一端に燃焼
器５５が連結され、燃焼器５５の燃焼ガスが第１円筒５
１内に送り込まれる。第１円筒５１の他端は折り返しガ
イド５４を介して第２円筒５２の一端と連通し、第２円
筒５２の他端にはガス出口５６が連結されている。前記
吸熱通路を構成する第３円筒５３の一端には冷風である
空気を取り入れる空気人口５７が形成され、その他端に
は温風である空気を送り出す空気出口５９が形成されて
いる。通常、空気人口５７にはブロワ６１から冷気Ｃが
吹き込まれ、空気出口５９からの温風Ｈは下流に設置さ
れた空調装置６２に送り込まれる０次いで、温風Ｈは空
調装置６２から車両室内に送り込まれる。第４図は第３
図の線ｒｌ／−ＩＶにおける断面図である。第４図に示
すように、第１円筒５１と第２円筒５２との間には熱伝
達用フィン５８が設けられ、第２円筒５２と第３円筒５
３との間には熱交換用フィン６０が設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記内燃機関の冷却水を利用して室内暖
房を行うものについては、冷却水の温度上昇の速度が緩
慢なためヒータ本体が温風を送り出すまでに長時間を要
し、その間はヒータの暖房機能はほとんどない状態であ
る。即ち、エンジンの暖機が完了するまでは、ガソリン
エンジンで約１０分間以上、ディーゼルエンジンで約２
０分間以上を要しているのが現状である。この間、特に
寒冷地、冬季等では車内は寒く、また車両の窓等の霜、
氷等を除去するデフロスタは充分に機能することができ
ないという問題点を有している。

また、上記内燃機関とは無関係に燃焼器を用いる自動車
用暖房装置又はエンジンの暖機装置については、燃焼の
周期、排ガスの処理等に時間、手数を要し、複雑な機構
、制御ｎ装置等を必要とするという問題点を有している
。

また、先行技術としての上記熱交換器については、エン
ジンとは別の燃焼器を設け、急速着火システムと急速気
化システムによって速やかに液体燃料を燃焼させ、この
燃焼熱から効率的に且つ迅速に暖房用空気を生成して車
内に送り込み、排気ガスが混入していないクリーンな暖
房空気を送り込むことができるが、その反面この熱交換
器の構造上、暖房空気即ち温風の流れ抵抗が大きく、温
風側の圧力損失が生じるという点でなお満足できるとい
うものではない。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、エンジンとは独立して、軽油、灯油等の液体燃料を急
速度で気化して気化燃料を燃焼させる燃焼器を設け、急
速着火システムと急速気化システムによって速やかに液
体燃料を気化燃料にして燃焼させ、この燃焼熱から効率
的且つ迅速に熱交換して暖房用空気を生成して排気ガス
が混入していないクリーンな暖房空気を車両、部屋等の
室内に送り込むと共に、特に、温風側の圧力損失を低減
させることができる熱交換器を提供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

すなわち、この発明は、空気取入パイプと空気送出パイ
プとを備えた吸熱通路筒体内にフィン付き熱流通路筒体
を配置し、前記熱流通路筒体と燃焼器とを熱流通路パイ
プによって連絡し、更に前記熱流通路パイプが前記熱流
通路筒体に対して屈折状態に取付けられ且つ前記吸熱通
路筒体を貫通して配置されていることを特徴とする熱交
換器に関し、更に具体的に詳述すると、前記熱流通路筒
体が熱流往路筒体とその外周の熱流復路筒体から成る二
重筒体であり、前記熱流通路パイプと前記空気送出パイ
プとは異なった方向に伸長しており、前記空気取入パイ
プ内と前記空気送出パイプ内には整流板が設けられてお
り、また前記吸熱１１１１路筒体内の前記フィンは放熱
フィンであり、前記熱流復路筒体内の前記フィンは受熱
フィンであり且つ前記熱流復路筒体には燃焼ガス排出口
が設けられ、前記熱流復路筒体の端部には内外側にフィ
ンを備えたカップ状蓋体が固定され、更に前記熱流復路
筒体及び前記吸熱通路筒体の各々の前記フィンと前記蓋
体の前記フィンとは互いに整合していることを特徴とす
る熱交換器に関する。

〔作用〕

この発明による燃焼器は、上記のように構成されており
、次のように作用する。即ち、この熱交換器は、熱流通
路筒体の外周に吸熱通路筒体を配置し、前記熱流通路筒
体と燃ｍ器とを熱流通路パイプによって連絡し、更に前
記熱流通路パイプが前記熱流通路筒体と所定角度をなし
且つ前記吸熱通路筒体を貫通して配置されているので、
前記熱１ｉｆｆｌ路パイプを温風の流れの少ない位置に
設置することができ、前記熱流通路パイプが温風の流れ
をほとんど妨げることがなく、温風の圧力損失は大きく
低減でき、温風をスムースに流すことができ、更に前記
空気取入パイプ内と前記空気送出パイプ内には整流板が
設けられているので、空気の流れの効率が更に一層アン
プする。また、前記熱流復路筒体の端部には内外側にフ
ィンを備えたカップ状差体が固定されているので、前記
熱流通路筒体全長にわたって熱伝達面積を存効に広くす
ることができ、熱伝達が良好に行われる。更に、前記熱
流復路筒体及び前記吸熱通路筒体のフィンと前記蓋体の
前記フィンとを整合させて配置することによって、熱流
通路の燃焼ガスの流れ及び吸熱通路の温風の流れをそれ
ぞれの前記フィンに妨げられずに極めてスムーズに流す
ことができ、高効率熱交換器を提供できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による熱交換器の一実
施例を詳述する。

第１図において、この発明による熱交換器が符号ｌによ
って全体的に示されている。この熱交換器１については
、例えば、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンの
エアクリーナ、単独のエアクリーナ等を通じて取り入れ
る空気、あるいは直接的に外気又は室内から取り入れる
空気を、空気取入パイプ（図示省略）から燃焼器３に導
入し、燃焼器３で発生した燃焼ガスを熱流通路パイプ４
を通じて取入れるため、燃焼器３の下流に設置されたも
のである。熱交換器ｌは、円筒状の吸熱通路筒体２内に
円筒状の熱流通路筒体を配置した構成を有する。熱流通
路筒体は、二重筒体から成り、即ち円筒状の熱流往路筒
体９とその外周囲に配置された円筒状の熱流復路筒体８
から成る。それによって、熱交換器１は、中央部に燃焼
器３からの燃焼ガスを通す熱流通路１０、中間部に燃焼
ガスの燃焼熱を外周側に伝達する熱伝達通路１１、及び
外側部に燃焼熱を放熱して冷風を温風にする吸熱通路１
２から構成される。しかも、第２図に示すように、熱２
ｉｔｉｉ１１路ｌＯ１熱伝達通路１１及び吸熱通路１２
は、互いに同軸上に配置されている。

吸熱通路筒体２は、熱交換器ｌの外側ケースを構成して
おり、断熱材等（図示省略）で覆われている。外側ケー
スの両端部は、図では下向きに屈曲しており、一端部に
空気取入パイプ１３及び他端部に空気送出パイプ１４が
連結されている。空気取入パイプ１３内と空気送出パイ
プ１４内には、整流板１日が設けられている。整流板１
８の数、方向、形状等は種々に変更できるものであり、
熱交換器ｌの大きさ、設置場所、空気取入パイプ１３及
び空気送出パイプ１４の屈曲の状態によって、最適条件
に構成すればよい、熱流往路筒体９の一端部と燃焼器３
とを熱流通路パイプ４によって連通している。また、熱
流通路パイプ４は、熱流往路筒体９に対して屈折状態に
取付けられ、且つ外側ケース即ち吸熱通路筒体２を貫通
して配置されている０図では、熱流往路筒体９と熱流通
路パイプ４との屈折方向は、空気送出パイプ１４の屈曲
方向と反対方向に伸長している。熱流復路筒体８の端部
には、内側に多数の受熱フィン１６及び外側に多数の放
熱フィン１７を備えたカップ状蓋体７が固定されている
。この構造によって、燃焼ガスの流れ通路と加熱されて
暖房に供される空気の流れ通路とは完全に遮断されてい
る。また、熱流往路筒体９の他端部と熱流復路筒体８の
一端部とは連通しており、熱流復路筒体８の他端部には
燃焼ガス排出口６が形成されている。更に、熱流復路筒
体９には多数の受熱フィン１５が配置されて、また吸熱
通路筒体２には多数の放熱フィン５が配置されている。

第２図に示すように、これらの受熱フィン１５及び放熱
フィン５は、熱流復路筒体８に一体的に設けられる。言
い換えると、熱流復路筒体８の内側には受熱フィン１５
が形成され、熱流復路筒体８の外側には放熱フィン５が
形成されている。更に、熱流往路筒体８の受熱フィン１
５と蓋体７の受熱フィン１６とはそれぞれ整合して設置
され、また吸熱通路筒体２の放熱フィン５と蓋体７の放
熱フィン１７とはそれぞれ整合するように設置されてい
る。したがって、燃焼ガスの流れは受熱フィン１５．１
６によって妨げられることなくスムーズに流れることが
できる。また、燃焼ガスによって暖められる空気、即ち
冷風Ｃ及び温風Ｈの流れも放熱フィン５，１７によって
妨げられることなくスムーズに流れることができる。

燃焼器３の構造については、図示されていないが、例え
ば、次のような構成を有しているものを使用することが
できる。燃焼器３は燃焼筒から成り、前記燃焼筒を連通
孔を有する仕切板によって気化室と燃焼室とに仕切り、
気化用グロープラグを内蔵した気化装置を前記燃焼室を
貫通して配置し、前記気化装置によって気化された気化
燃料を噴出する噴出口を前記気化室に開口し、更に、前
記気化室には点火用グロープラグを設置する。前記気化
用グロープラグによって液体燃料を気化させて気化燃料
にすると共に、燃焼空気を取り入れて気化燃料と混合気
を生成し、僅かに存在する油滴あるいは混合気に前記点
火用グロープラグによって点火し、前記燃焼室において
混合気を燃焼させる。このような燃焼器３を使用するこ
とによって、液体燃料は急速に気化して気化燃料となり
、気化燃料は２．速に点火即ち着火され、急速燃焼が可
能になる。その結果、燃焼器３は直ちに燃焼ガスを熱交
換器ｌに送り込むことができ、熱交換器ｌは後述の熱交
換器の機能を迅速に果たすことが出来るようになる。

この発明による熱交換器１は、以上のように構成されて
おり、次のように作用する。

まず、燃焼器３が点火され、燃焼状態にされる。

上記のように燃焼器３によって発生した燃焼ガスは熱流
通路バイブ４から熱流往路筒体９内の熱流通路ＩＯに吹
き込まれる。熱流通路ｌＯに吹き込まれた燃焼ガスは矢
印Ａ方向に進み、蓋体７の受熱フィン１６の間を通って
蓋体７によって矢印方向にＵターンされ、熱流復路筒体
８内の熱伝達通路１１を流れる。熱伝達通路１１には受
熱フィン１５が半径方向に多数設置されているので、燃
焼ガスは受熱フィン１５によって燃焼熱を奪われ、最後
に燃焼ガス排出口６から放出される。熱交換器ｌが例え
ば車両に適用された場合には、放出された排気ガスをエ
ンジンの吸気系に送り込むこともできる。一方、送風ｍ
＜図示省略）等によって空気取入バイブ１３から送り込
まれた空気即ち冷風Ｃは蓋体７の外周に半径方向に多数
設けられた放熱フィン１７の間を通って吸熱通路筒体２
内の吸熱通路１２を矢印Ｂ方向に流れる。吸熱通路１２
には多数の半径方向の放熱フィン５が熱流復路筒体８の
外周に固定して配ｌされており、空気は放熱フィン５の
間を通って放熱フィン５から燃焼熱を奪って暖められる
。［ｌめられた空気は温風Ｈとなって空気送出パイプ１
４から送り出される。

以上のように、この発明による熱交換器ｌの実施例につ
いて詳述したが、必ずしもこれらの細部に限定されるも
のでない０例えば、熱流往路筒体、熱流復路筒体及び吸
熱通路筒体については、ｉ！面積、流形、流速、フィン
の取付は及び形状等の点から最も好ましい円筒体に形成
されているが、取付は場所等の制約がある場合には、角
筒体、楕円筒体等の形状に構成されてもよい、また、吸
熱通路を構成する外側ケースの両端を下向きに構成して
いるが、必ずしも下向きである必要はなく側方、上向き
等に向けて設置してもよく、また空気取入パイプと空気
送出ロバイブとを同一方向に向けずに異なった方向に向
けてもよいことは勿論である。空気送出バイブ１４と熱
流通路パイプ４とが同一方向に向かないように両者を設
置することによって、言い換えると、空気の流れの少な
い部位に熱流通路パイプ４が配置されるように設置する
ことによって、熱流通路パイプ４が温風Ｉ４の流れを妨
げることがないように構成することができる。また、空
気の流れが強力な場合には、空気の流れの多い部位に取
付けることによって空気に燃焼熱をより多く与えること
もできることは勿論である。また、受熱フィン及び放熱
フィンを中間に位置する熱流復路筒体に一体的に固定し
て設けているが、例えば、中央部に位置する熱流往路筒
体の外周に半径方向に受熱フィンを取付け、吸熱通路筒
体即ち外側ケースの内周に半径方向に放熱フィンを取付
けてもよく、またフィンのみを別体として配置するよう
に構成してもよいことは勿論である。更に、蓋体に受熱
フィン及び放熱フィンを一体的に設けているが、受熱フ
ィンに関しては熱流復路筒体の受熱フィンを延長させて
もよく、また、蓋体の受熱フィン及び放熱フィンの数に
ついても必ずしも熱ｔＸ復路筒体内及び＠、熱道通路内
設けた受熱フィン及び放熱フィンの数と同じにする必要
もないことは勿論である０両者の受熱フィン及び放熱フ
ィンを整合状態に設置しているが、場合によってはその
必要もない、更に、受熱フィン及び放熱フィンの形状に
ついても種々に形成できることも勿論である。

〔発明の効果〕

この発明による熱交換器は、上記のように構成されてお
り、次のような効果を有する。即ち、この熱交換器は、
吸熱通路筒体内に熱流通路筒体を同軸上に配置し、前記
熱流通路筒体と燃焼器とを熱流通路パイプによって連絡
し、更に前記熱流通路パイプを前記熱流通路筒体と所定
角度をなし即ち前記熱流通路筒体に対して屈折状態に取
付は且つ前記吸熱通路筒体を貫通して配置しているので
、前記熱流通路パイプを温風の流れの少ない位置に設置
することができ、前記熱流通路パイプが温風の流れをほ
とんど妨げることがなく、温風の圧力ｔ！失を大きく低
減することができ、温風を吸熱通路内にスムースに流す
ことができる。更に前記空気取入パイプ内と前記空気送
出バイブ内には整流板が設けられているので、空気の流
れの効率が更に一層アンプする。また、前記熱流復路筒
体の端部には内側に受熱フィン及び外側に放熱フィンを
備えたカップ状の蓋体が固定されているので、前記熱流
通路筒体全長にわたって熱伝達面積を効果的に広くする
ことができ、熱伝達が良好に行われる。更に、前記熱流
復路筒体の前記受熱フィンと前記蓋体の前記受熱フィン
とを整合させ且つ前記吸熱通路筒体の前記放熱フィンと
前記蓋体の１１４記放熱フインとを整合させて配置する
ことによって、熱流通路の燃焼ガスの流れ及び吸熱ｉ１
！ｌ路の温風の流れを極めてスムースに流すことができ
、高効率に熱交換を達成することができる。しかも、構
造が極めて筒車であり、取り扱いも容易であり、故障等
も少なく、メインテナンス等も容易である等、種々の効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による熱交換器の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図の線■−■における断面図、第３図
は先行技術である熱交換器の一例を示す断面図、及び第
４図は第３図の線ｒＶ−ＩＶに於ける断面図である。１−−−−−一熱交換器、２・−・・・・・吸熱通路筒
体、３・−・−燃焼器、４・・・・−・−熱流通路パイ
プ、５・−・−・・放熱フィン、６−−−−−燃焼ガス
排出口、７・−・・・・−蓋体、８−・・−・・熱流復
路筒体、９−・・−・・・熱流往路筒体、１ｏ・・・−
・熱流通路、ｌｌ・・・−・−熱伝達通路、１２・・−
・−・吸熱通路、１３・・・・・・・空気取入パイプ、
１４・・・・−・・空気送出パイプ、１５−−−−−・
受熱フィン、１６・・−・・・−受熱フィン、１７−・
・・−・放熱フィン、１８・・・・−・−整流板。特許出願人　　　いすり自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−末梢　　１　　　図第　　３　　図手続補正８（自発）昭和６１年０９月０２日特許庁長官　　黒　１）明　雄　　殿１、事件の表示　昭和６１年　特許願　第１３２６６４
号２、発明の名称熱交換器３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京部品用区南大井６丁目２２番ＩＯ号名　
称　　（０１７）いすＶ自動車株式会社代表者　飛　山
　−ｇ男４、代理人　　　　　■１１６住　所　　東京都荒川区西日暮里５丁目１８番ＩＩ号５
、補正命令の日付７、補正の内容明細書第８頁第１３行目の「燃焼器」を「熱交換器」に
補正します。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空気取入パイプと空気送出パイプとを備えた吸熱
通路筒体内にフィン付き熱流通路筒体を配置し、前記熱
流通路筒体と燃焼器とを熱流通路パイプによって連絡し
、更に前記熱流通路パイプは前記熱流通路筒体に対して
屈折状態に取付けられ且つ前記吸熱通路筒体を貫通して
配置されていることを特徴とする熱交換器。
（２）前記熱流通路筒体は熱流往路筒体とその外周の熱
流復路筒体から成る二重筒体であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の熱交換器。
（３）前記熱流通路パイプと前記空気送出パイプとは異
なった方向に伸長していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の熱交換器。
（４）前記空気取入パイプ内と前記空気送出パイプ内に
は整流板が設けられていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の熱交換器。
（５）前記熱流復路筒体内の前記フィンは受熱フィンで
あり、更に前記熱流復路筒体には燃焼ガス排出口が設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の熱交換器。
（６）前記吸熱通路筒体内の前記フィンは放熱フィンで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱
交換器。
（７）前記熱流復路筒体の端部には内外側にフィンを備
えたカップ状蓋体が固定されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の熱交換器。
（８）前記熱流復路筒体及び前記吸熱通路筒体の各々の
前記フィンと前記蓋体の前記フィンとは互いに整合して
いることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の熱
交換器。