JPH0367720A

JPH0367720A - ヒータ

Info

Publication number: JPH0367720A
Application number: JP10996490A
Authority: JP
Inventors: Michael Nothen; ミカエル・ノッツェン
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1989-05-05
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1991-03-22
Also published as: DE3914834A1

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、燃焼室内における燃料の燃焼における高温燃
焼ガスを発生し且つ関連の熱交換器の液状熱交換媒体に
熱を伝達するバーナを備えたヒータ、特に自動車用ヒー
タ並びに該ヒータを内蔵する自動車用加熱装置に関する
。

〔従来の技術〕

ヒータ、特に上記のタイプの自助車用ヒータは当該技術
分野において公知のものであって、所謂ウォータ・ヒー
タと呼ばれている。このウォータ・ヒータは自動車に取
り付ける場合比較的大きなスペースを必要とし、一般に
、液状熱交換媒体として内燃機関の冷却液循環路内を循
環する冷却液を使用する。しかし、この種のウォータ・
ヒータは、冷却液循環路にヒートシンクが多数設けられ
ているため、反応動作が比較的緩慢である。即ち、自動
車の内部を急速加熱する上で難点がある。

自動車エンジンとは独立式に作動可能な別のタイプの構
造のヒータとして、所謂エア・ヒータがあり、このエア
・ヒータでは、燃料が燃焼する際に発生される高温排気
ガスが熱交換器内の熱を気体状熱交換媒体、例えば、空
気に伝達するようになっている。しかし、このエア・ヒ
ータは、高温燃焼ガスから気体状熱交換媒体への所要の
熱交換を行うための各種の所要部材のため、サイズが大
きくなるという欠点がある。

***特許公開公報第３７１８６１１号により、自動車用
加熱・通気装置であって、該自動車用加熱・通気装置内
に補助ヒータとしてエア・ヒータが装着されて戊る自動
車用加熱・通気装置が知られており、そして、この目的
のため、該装置に対応する通気・分配システムが設けら
れている。

また、***特許第９７５０６２号から、エア・ヒータが
自動車用熱交換器と結合され、内燃機関の冷却液６１通
路内を循環する冷却液が該ヒータの下流に接続された熱
交換器により、制御状態で、加熱されて戊る自動車用加
熱・通気装置が知られている。この場合、熱交換器はコ
イル形状である。

即ち、熱交換媒体として働く冷却液は該コイル状熱交換
器内を流れ、コイル状管体はエア・ヒータにより運ばれ
る高温空気によって洗われる。

〔発明の要約と作用〕

本発明の主な目的は、構造が出来るだけコンパクトであ
ると共に、加熱用に迅速且つ効率的に熱を提供出来るヒ
ータ、特に自動車用ヒータを提供することである。

本発明の関連の目的は、前記の自動車用ヒータを内蔵出
来る自動車用加熱システムを提供することである。

本発明の望ましい実施例によれば、液状熱交換媒体と共
に働く第１の熱交換器により包囲されたバーナを備えた
ヒータ、特に自動車用ヒータが開示されている。該液状
熱交換媒体は第１ｇ交換器内で加熱され、その後第２の
熱交換器の中を流れる。この第２熱交換器は気体状の熱
交換媒体と共に働き、且つその熱を該気体状熱交換媒体
に伝達する。該液状熱交換媒体は、第２熱交換器通過後
、第１熱交換器に戻る。

本発明のヒータでは、液状熱交換媒体は、前記第２熱交
換器をその内部に配設した循環路内を運ばれるようにな
っている。該液状熱交換媒体の使用により、ヒータのサ
イズを小さくすることが出来ると共に、液状熱交換媒体
循環路内の熱交換をより効率的に活用することが出来る
。従って、本発明のヒータは、加熱用に、例えば、自動
車等の内部を加熱するのに利用出来る高温空気を極めて
迅速に提供することが出来る。

本発明のヒータを定置型車両用又は車両用無交換器が当
該車両内部を加熱するのに十分な熱を提供出来ない場合
の所謂補助ヒータとして使用される場合は、本発明の別
の発展例では、前記第２熱交換器内で加熱された空気を
所定の目的、例えば、車両内部を加熱するために搬送す
る送風機を該第２都交換器に関連付けて設けである。

望ましくは、本発明のヒータは、所謂熱サイホン効果を
利用して液状熱交換媒体をｌｉｔさせるように構成する
のが良い。又、本ヒータの構成は、望ましくは、前記第
１ヒータの中空部により形成された閉鎖状液体循環路内
において該熱交換器で前記バーナを包囲するのが良い。

従って、このようにして加熱された液状熱交換媒体は該
循環路内では上昇し、下向流では、前記第２熱交換器内
を通過する。即ち、本発明のヒータでは、この所謂熱サ
イホン効果により、別設の流れ発生部材を必要とするこ
となく、液状熱交換媒体を前記循１路内において自動的
に搬送することが出来る。

本発明のヒータを内燃機関の冷却液ａｍ路内に統合して
該内燃機関を予熱するのに使用する場合には、液状熱交
換媒体は強制循環させるようにするのが望ましい。この
ためには、加熱された液状熱交換媒体の一部分を第２魅
交換器に流れる前に分岐して、強制循環により、例えば
、循環ポンプを用いて該内燃機関の冷却液循環路の中に
送り込むようにすると良い。

自動車用熱交換器を作動させるのに十分な熱が自動車の
内燃機関により利用可能になるまで、自動車内部を加熱
するための熱を発生するよう、即ち、補助加熱機能を果
たすべく本発明のヒータを使用する場合は、液状熱交換
媒体の循環路の中に弁ｉｕを配設するのが望ましく、即
ち、該弁部材により該ヒータの中を流れる冷却液の流量
を制御状態で減少させて上記補助加熱機能を達成し、該
内燃機関のウオーミング・アップ期間中温度降下を生じ
させないようにすることが出来る。

本発明の有利な実施例によれば、空気のような気体状熱
搬送体と共に働く第２熱交換器は、液状熱交換媒体を搬
送する管部材の断面積を十分大きなものとして液媒体の
流れに対して絞り効果を殆ど与えないようにし、これに
より液状熱交換媒体と気体状熱交換媒体との間の熱交換
を最適化出来るように構成されている。

本発明の望ましい実施例によれば、ヒータは自動車用加
熱システムの加熱空気循環路内に取り付けである。本発
明のヒータは小さい寸法で構成できるから、本ヒータを
自動車用加熱装置内に統合することが可能であり、従っ
て、自動車用補助ヒータの直列装着がより容易に行える
。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係るヒータの好ましい
実施例を詳説する。

第１図では、本発明の自助車用ヒータの全体が符号１で
示されている。このヒータｌは閉鎖型の液体′＃１ｉｌ
路を有し、該ｆｌｉｐ路は互いに連通し合う空間部２．
３．４によって形成されている。第１の箱形の空間部２
内に、液体燃料作動式バーナ５が配設されている。バー
ナ５の燃料供給及び／又は燃焼空気供給は従来の方法で
行うことが出来るから、この点についでの詳細な説明は
省略する。

操作に際しては、第１図に示すように、バーナ５は燃焼
室６内で炎を発生する。燃焼室６内での燃焼中、高温燃
焼ガスが発生するが、このガスはバーナ５の反対側にあ
る燃焼室６の端部において方向転換され、次いで燃焼室
６とこれを包囲する熱交換器８との間にある中間空間部
を流過する。

！＆林的ｊごは、この高温ガスは、熱交換器８通過後、
第１図中矢印で示すように、排気ガス出口９を介して本
ヒータｌから流出する。

熱交換器８はその内部を流れる液状熱交換媒体と共に働
く。この液状熱交換媒体は、自動車エンジンの冷却液循
環路の冷却液、例えば、水とすることが出来る。燃焼室
６及び駿燃焼室を取り囲む熱交換器８から戊る自動車用
ヒータｌは、第１図に示すように、第１箱型空間部２に
おいて直立状態であるように配設するのが良い。熱交換
器８ては、燃焼室６で発生した高温燃焼ガスがその熱を
液状熱交換媒体に伝達し、その結果、液状熱交換媒体は
、第１図において矢印で示すように、第１空間部２内で
上方に移動する。

第１箱型空間部２は第２空間部３に直接接続している。

即ち、空間部３は空間部２の延長部を戊すように設計さ
れている。熱交換器８により加熱された液状熱交換媒体
はこの第２空間部３内に流入する。なお、該第２空間部
３は前型形状であるのが望ましい。第２空間部３を出た
後、加熱された液状熱交換媒体は気体状熱交換媒体と共
働する第２熱交換器１０の中を流れる。その中を液状熱
交換媒体が流れる第２熱交換器１０の各管部材１１は断
面積が出来るだけ大きくなるように設計されており、従
って、熱交換器１０の領域では、絞り効果の発生が最小
限に抑えられる。熱交換器１０内では、加熱された液状
熱交換媒体は、管部材ｌｌ内を流下する際、その処の少
なくとも一部を空気等の気体状熱交換媒体に伝達して暖
気、即ち、加熱目的、例えば、自動車の内部を加熱する
のに使用出来る暖気を形成する。

第２熱交換器ＩＯ内で加熱された空気の搬送を促進する
には、該熱交換器１０のほぼ中央に送風機１２を配設す
ると有利である。第２熱交換器１０通過後、液状熱交換
媒体は温度降下し第３の空間部４に集積する。なお、こ
の第３空間Ｂ４は第１空間部２に直接接続している。こ
のようにして、熱交換器１０流過中に温度降下した液状
熱交換媒体は第１空間部２に戻り、ここに配設されてい
る第１熱交換器８によって再び加熱されて第１空間部内
を再び上昇して行く。空間部２．３及び４で樋底される
閉鎖型液体６ｉ環路内を流れる液状熱交換媒体のこのよ
うな循環流は所謂熱サイホン降下に基づくものである。

更に、第１図において、出口接続部１３を一点鎖線を用
いて示しであるが、この出口接続部１３は、液状熱交換
媒体が第２熱交換器ＩＯを通過する前に、第２空間部３
から分岐されている。この出口接続部１３は、例えば、
内燃機関の冷却液循環路に接続することが出来る。なお
、これについては第２図に関して後でより詳細に説明す
る。加えて、人口接続部１４を一点鎖線で示しである。

この入口接続部１４は、状況次第では、自動車用ヒータ
ｌの第３空間Ｂ４に対し自動車の冷却液循環路の戻し接
続部を威すように使用することも出来る。

第２図には、第１図に関して詳述した自動車用ヒータ１
を内燃機関１６の冷却液循環路１５に組込んだ場合の実
施例が示されている。符号１８で示す循環ポンプは、内
燃機関１６から出て自動車用ヒータｌに至るライン部１
７の中に配設されている。勿論、この循環ポンプ１８は
自動車用ヒータｌ内に組み込むこともできる。循環ポン
プ１８により冷却液循環路１５内の冷却液を強制ｍ環さ
せて内燃機関１６を予熱し、例えば、冷間始動を容易に
行えるようにする。

自動車用上−タｌの下流側は冷却液循環路１５に略本し
た自動車用熱交換器１９に接続されている。自動車用熱
交換器１９は、通常、自動車の加熱システム内に設けら
れる。内燃機関１６のウオーミング・アップ中の温度降
下を防止するため、特に自動車用ヒータ１を利用した補
助加熱操作用に、弁ｉ材２０を自動車用ヒータｌの上流
側に接続しである。この弁部材２０を利用すると、自動
車用ヒータ１内を流れる冷却液の流量を制御して減少さ
せることができ、従って自動車用ヒータ１内における冷
却液の急速加熱を達成することができる。即ち、該冷却
液が自動車用熱交換器１９内を流れる際、熱を発生し、
これにより、例えば、客室を暖めるための加熱空気を発
生する。

該自動車用ヒータｌを内燃機関１６を予熱するため並び
に加熱目的、例えば、補助加熱操作における加部用の熱
を発生するために使用する場合には、内燃機関１６及び
自動車用ヒータｌを冷却液循環路１５内に組み込んだ図
示の例は、本発明の自動車用ヒータｌの取付例の望まし
５１例である。

本発明の自動車用ヒータの取付のもう１つの望ましい実
施例を第３図に示す。第３図には、自動車の加熱・通気
システムの一例が概略的に示されている。本図では、第
２図の自動車用熱交換器１９が同様に符号１９により略
本されているが、ブロック状の蒸発器部２１が熱交換器
１９の上流に且つ自動車の加熱・通気システムの空気の
流れる方向に接続されている点が異なる。これにより、
吸気口２２を介して自動車内に入ってくる空気を、対応
の管部材を介して客室に流す前に、調節並びに冷却する
ことが出来る。吸気口２２の下流側では、空気管２３内
に自動車用送風機２４が配設されている。送風機２４は
自動車加熱・通気システムの管系内に空気を給入する働
きをする。

本実施例では、本発明の自動車用ヒータ１はブロノク状
部として設計並びに図示されており、空気の流れ方向に
介設されている。即ち、送風機２４の下流且つブロック
状蒸発器部２１の上流側に接続されている。ここに示し
た自動車加熱・通気システムでは、対応の略本のフラッ
プ２５により、所要の流路をそれぞれ調節することが出
来る。

第３図に示す実施例では、フラップ２５は閉じられフラ
ップ２５′は開かれていて、ブロック状蒸発器１２１と
自動車用熱交換器１９をバイパスし自動車の客室２８に
通じる出口部２６．２７に至る流路を形成している。こ
のように、ブロック状蒸発部２１と自動車用熱交換器１
９を無視することにより、矢印で示すように、自助車用
ヒータｌによって発生された加熱空気はブロック状蒸発
器ＷＩ２１と自動車用熱交換器１９を迂回して客Ｍ２８
に通じる流路に沿って搬送されて加熱目的を果たす。出
口部２６は自動車の窓部、具体的には、フロントガラス
に通じ、出口２７は自動車の足回り空間部に通じている
。斯くして、自動車用ヒータ１から発生された暖気は、
場合によっては送風機１２を用いて、客室２８内に強制
搬入されてこれを素早く暖めるようになっている。

第２図の実施例に相当する自動車用ヒータｌを補助加熱
目的に使用する場合は、第３図の自動車用加熱・通気シ
ステムでは、空気流搬送路おいて蒸発器部２１のみをバ
イパスし、熱交換器１９は客室２８に熱を供給するのに
使用する。第３図のフラップ２５はこれに応じて調節す
る。

本発明の自動車用ヒータｌは所要スペースが極めて小さ
くて済むから、第３図の自動車用加熱・通気システムに
一体的に組み込むことができるっ従って、本ヒータｌの
取付を簡単化することが出来る。

以上本発明による種々の実施例を図示並びに説明してき
たが、本発明はこれ１こ限定されることなく、当業者に
とって公知の多種多様な変更例及び改良例が可能である
。従って、本発明は本明細書中に図示並びに記載された
細部に限定されるものではなく、付、＠の特許請求の範
囲を逸脱しない限り全ての変更例及び改良例を含むもの
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るヒータによれば、熱交
換器によって加熱された高温液状媒体を気体状熱媒体と
協働する熱交換器を通過させ、液状熱媒体と協働する熱
交換器に再び流入し循環させるようにしたので、ヒータ
をコンパクトにすることがきると共に熱交換を迅速且つ
効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい実施例の自動車用ヒータの断
面図、第２図は第１図のヒータが自動車の内燃機関の冷
却液循環路内に統合されて戊る加熱システムの概略図、
第３図は自動車用加熱システムの加熱空気循環路に取り
付けた場合の第１図のヒータの概略図である。１・・・自動車用ヒータ、　２．３．４・・・空間部、
ＩＩ・・・管部材、　　　１２．２４・・・送風機、１
６・・・内燃機関、　　１９・・・自動車用熱交換器、
２５．２５′・・・フラップ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液状熱媒体と協働する熱交換器に囲繞されたバー
ナを備えたヒータ、特に自動車用ヒータであって、熱交
換器（８）によって加熱された高温液状熱媒体が気体状
熱媒体と協働する熱交換器（１０）内を通過してその熱
を該気体状熱媒体に伝達することと、該液状熱媒体が、
気体状熱媒体と協働する熱交換器（１０）通過後、液状
熱媒体と協働する熱交換器（８）に再び流入することを
特徴とするヒータ。
（２）前記の如く加熱された前記気体状熱媒体を搬送す
るため、該気体状熱媒体と協働する熱交換器（１０）に
送風機（１２）を連結したことを特徴とする請求項（１
）記載のヒータ。
（３）バーナ（５）がこれを囲繞する熱交換器（８）の
空間部（２、３、４）で形成された閉鎖型液体循環路の
中に配設され、該バーナに加熱された前記液状熱媒体が
上昇し、次に気体状熱媒体と協働する熱交換器（１０）
の中を下降することを特徴とする請求項（２）記載のヒ
ータ。
（４）ヒータ（１）を、内燃機関（１６）を予熱するた
め、該内燃機関の冷却液循環路内に組み込んだ場合、前
記液状熱媒体が自由循環となることを特徴とする請求項
（３）記載のヒータ。
（５）前記液状熱媒体を強制循環させるため、循環ポン
プ（１８）を設けたことを特徴とする請求項（４）記載
のヒータ。
（６）補助加熱用に、液状熱媒体の循環路内に、ヒータ
（１）内を流れる水量を制御式に減少させて内燃機関（
１６）のウォーム・アップ期間中温度降下を防止する弁
部材（２０）が配設されていることを特徴とする請求項
（５）記載のヒータ。
（７）気体状熱媒体と協働する熱交換器（１０）の前記
液状熱媒体を搬送する管部材（１１）が、絞り効果をほ
んの少ししか生じないよう、大きな断面積を有すること
を特徴とする請求項（６）記載のヒータ。
（８）ヒータ（１）が自動車の加熱用空気循環路内に装
着されていることを特徴とする請求項（７）記載のヒー
タ。