(57)【要約】【課題】  エンジンルームからリアヒーターコアに至る専用の冷却水流通配管を設置することなく、後部座席付近の車室内温度を上昇させることができるとともに、リアヒーターシステムを搭載しない標準仕様車からの車両重量及び冷却水搭載量の増加を抑制することができるリアヒーター装置を提供する。【解決手段】  リアヒーター装置において、排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガスを、リアヒーター用熱源とし、上記熱源からリアヒーターコアに熱輸送を行うことによって、後部座席付近の車室内温度を上昇させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガスを、リアヒーター用熱源とし、上記熱源からリアヒーターコアに熱輸送を行うことによって、後部座席付近の車室内温度を上昇させることを特徴とするリアヒーター装置。
【請求項２】
前記熱源は、排ガス浄化触媒の設置部より後方の排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガスであることを特徴とする請求項１に記載のリアヒーター装置。
【請求項３】
前記熱源からの熱輸送は、流体を介して行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアヒーター装置。
【請求項４】
前記流体は、沸点が少なくとも３００℃以上の鉱物油又は合成油であることを特徴とする請求項３に記載のリアヒーター装置。
【請求項５】
前記流体は、ナノ粒子を含有することを特徴とする請求項３又は４に記載のリアヒーター装置。
【請求項６】
前記流体は、蓄熱剤を封入したマイクロカプセルを含有することを特徴とする請求項３又は４に記載のリアヒーター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンルームからリアヒーターコアに至る専用の冷却水流通配管を設置しない、大型乗用車におけるリアヒーター装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大型乗用車等の後部座席付近の車室温を上昇させるには、図２に示すように、エンジンルームからリアヒーターコアに至る専用の冷却水流通配管９を設置し、エンジン運転時に発生する燃焼熱を蓄熱させた冷却水を、上記の配管でリアヒーターコア６まで輸送し、このリアヒーターコア６からの放熱により、後部座席の車室温を上昇させていた（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、一部の車種および寒冷地仕様においては、燃焼ヒーターやホットガスヒーター、電熱ヒーターなどを追加装備することによって、極寒時の車室温上昇補助や後部座席付近の車室温上昇を行っていた。
【０００４】
【非特許文献１】ＧＰ企画センター編  「自動車のメカはどうなっているか  エンジン系」  株式会社グランプリ出版  １９９３年１月１２日  第１７３ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の大型乗用車等においては、上記したように、後部座席付近の車室温を上昇させるために、エンジンルームからリアヒーターコアに至る専用の冷却水流通配管を設置するとともに、この配管内において、エンジンルームで加熱された冷却水をリアヒーターコアまで流通させる必要があった。したがって、このようなリアヒーター装置においては、リアヒーターシステムを搭載しない標準仕様車に対して冷却水流通配管の増設が必要となり、さらに、この配管内に流通させるための冷却水搭載量の増加が必要であった。なお、このリアヒーター装置増設による平均的な増加数値としては、車両重量が標準仕様車に対して約３０ｋｇ増加し、冷却水の搭載量が２Ｌ増加する。
【０００６】
また、従来のリアヒーター装置においては、冷却水の温度をエンジン始動から速やかに上昇させ、車室内後方を含めた車室内湿度を早期に上昇させるために、空燃比をガソリン余剰側にシフトさせて燃焼温度を高くし、冷却水の温度を速やかに上昇させる制御が行われていた。このため、エンジン始動時においては、燃費が非常に悪化してしまうといった問題点があった。
【０００７】
さらに、上記の燃焼ガスヒーター、ホットガスヒーター、電熱ヒーター等の追加装備の搭載については、標準仕様車からの車両重量が増加するという問題点に加え、車室内の温度上昇のために新たなエネルギー源を必要とするため、車両の総合エネルギー効率が悪化するという問題点があった。
【０００８】
したがって、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エンジンルームからリアヒーターコアに至る専用の冷却水流通配管を設置することなく、後部座席付近の車室内温度を上昇させることができるとともに、リアヒーターシステムを搭載しない標準仕様車からの車両重量及び冷却水搭載量の増加を抑制することができるリアヒーター装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のリアヒーター装置は、排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガスを、リアヒーター用熱源とし、上記熱源からリアヒーターコアに熱輸送を行うことによって、後部座席付近の車室内温度を上昇させることを特徴としている。以下、上記のリアヒーター用熱源である排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガスを排ガス熱源と称する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリアヒーター装置によれば、排ガス熱源を利用することにより、エンジンルームからリアヒーターコアに至る専用の冷却水流通配管を設置することなく、後部座席付近の車室内温度を上昇することができるとともに、リアヒーターシステムを搭載しない標準仕様車からの車両重量及び冷却水搭載量の増加を抑制することができる。また、本発明における排ガス熱源は、従来の熱輸送に用いていた冷却水よりも比熱が低いため、エンジン始動から速やかに温度が上昇することができ、これにより、冷却水の早期温度上昇ならびにヒーターコア温度上昇のための空燃比制御による燃費悪化を防止することができる。さらに、本発明においては、燃焼ヒーター、ホットガスヒーター、電熱ヒーター等を追加装備したヒーターシステムのように、新たなエネルギー源を必要とせず、燃焼エネルギーの廃熱を有効利用するので、車両の総合エネルギー効率低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のリアヒーター装置の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明のリアヒーター装置の模式図を示している。図１において、符号１及び２はエンジン及びラジエターを、また、符号３及び４は排気ガス流通管における触媒及びマフラーを示している。従来のリアヒーター装置では、図２に示すように、エンジン１からラジエター２への冷却水経路とは別に設けられた従来の熱輸送経路９によって、フロントヒーターコアと同様に、エンジンルームで加熱された冷却水を流通させることによって、熱源からリアヒーターコア６へ熱輸送を行っていた。これに対し、本発明のリアヒーター装置では、エンジン１から触媒３及びマフラー４へと続く排ガス流通管において、この排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガス（排ガス熱源７）を、リアヒーター用熱源として利用することによって、上記経路９に比べ極めて短い本発明における熱輸送経路８を通して、熱源からリアヒーターコア６へ熱輸送を行うことができる。
【００１２】
また、本発明のリアヒーター装置においては、上記の排ガス熱源は、排ガス浄化触媒の設置部より後方の排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガスであることが好ましい。このような配置とすることにより、排ガスの温度低下に起因する触媒活性の低下を防止することができる。
【００１３】
さらに、本発明においては、流体を介して、熱源からの熱輸送を行うことが好ましく、このような熱輸送流体としては、沸点が少なくとも３００℃以上の鉱物油又は合成油が挙げられる。
【００１４】
また、本発明においては、熱輸送流体に高熱伝導率の物質をナノ粒子化して分散させることによって、熱輸送流体の熱伝導率を向上することができ、ヒーターコアの面積縮小（つまりリアヒーターシステムの小型化）や、早期温度上昇の効果を得ることができる。高熱伝導物質としては、金属粒子、カーボン構造体等が挙げられる。
【００１５】
さらに、本発明においては、図３に示したような蓄熱剤１１をカプセル壁材１２中に封入したマイクロカプセルを熱輸送流体に分散させることによって、熱輸送流体の見かけの比熱が増加して熱輸送効率を向上することができ、排ガス熱源とリアヒーターコアとの間の熱輸送を行うための流体量を低減することにより、ヒーターシステムの小型化を図ることができる。熱輸送流体においては、熱源からの熱エネルギーが蓄熱材を融解するために用いられるため、蓄熱材が完全に融解するまでの間は熱エネルギーを保持するとともに、蓄熱材からの熱エネルギーが熱輸送流体に対して供給され、温度低下を抑制することから、リアヒーターコアに効率よく熱輸送を行うことができる。
【００１６】
蓄熱材としては、特に限定されるものではないが、熱源から効率よく熱輸送を行うために、熱容量が大きいものが好ましく、具体的には、脂肪酸、脂肪酸エステル、ポリエチレン、ワックスに加え、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール等の糖類、塩化マグネシウム６水和物、水酸化ストロンチウム８水和物、臭化ストロンチウム６水和物、ＮａＯＨ−ＫＯＨ混合物等の無機塩及び無機塩水和物等の潜熱蓄熱物質を用いることができる。また、カプセル壁材としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、ゼラチン等の樹脂系材料を用いることができる。また、上記のように蓄熱材が固体から液体に変化する際には、物質によっては体積の膨張が大きくなり、蓄熱カプセルが破損することがある。これを防止するためには、蓄熱カプセル内に蓄熱材を完全には満たさず、体積変化に相当する空間を設けておくことが好ましい。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例および比較例を用いて本発明のリアヒーター装置を具体的に説明する。
図１に示したように、エンジン１から触媒３及びマフラー４へと続く排ガス流通管において、リアヒーター用熱源として、この排気ガス流通管及びその内部を流通する高温排気ガス（排ガス熱源７）を用い、この排ガス熱源７とリアヒーターコア６との間に熱輸送経路８を配設した。次いで、この熱輸送経路８内に、鉱物油７５％、ナノ粒子（商品名：ＭＷＣＮＴ、アルドリッチ社製、長さ：０．５〜２．０μｍ、純度：９５重量％以上）１０％、及び、融点８０℃の脂肪酸（ベヘン酸、和光純薬社製）をポリアラミド樹脂にてカプセル化した蓄熱カプセル１５％からなる熱輸送流体を満たし、排ガス熱源７からリアヒーターコア６への熱輸送を行う本発明のリアヒーター装置を作製した。
【００１８】
本発明のリアヒーター装置によれば、リアヒーターコアへの熱輸送経路を極めて短くすることができ、従来のリアヒーターシステム搭載仕様車との比較において約１０ｋｇの軽量化を行い、リアヒーターシステムの小型化及び軽量化を実現した。さらに、ナノ粒子及び蓄熱カプセルを分散させた鉱物油を熱輸送流体として用いたことにより、排ガス熱源からリアヒーターコアへの熱輸送を効率よく行うことが可能となり、従来のリアヒーター装置と同等以上の後部座席付近の車室内温度上昇効果を奏することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のリアヒーター装置を含むヒーターシステム示す模式図である。
【図２】従来のヒーターシステム示す模式図である。
【図３】本発明に用いた蓄熱カプセルを示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  エンジン
２  ラジエター
３  触媒
４  マフラー
５  フロントヒーターコア
６  リアヒーターコア
７  排ガス熱源
８  本発明のリアヒーター装置における熱輸送経路
９  従来のリアヒーター装置における熱輸送経路
１１  蓄熱材
１２  カプセル壁材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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