(57)【要約】【課題】新たな装置を必要とすることなく、低コストで熱交換性能を向上させることができる車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器を提供する。【解決手段】空調ケース内に配設され、空調ケース内を流通する空気と熱交換媒体であるエンジン冷却水との間で熱交換を行うヒータコア部２と、エンジン冷却水を加熱するエンジン部１と、ヒータコア部２とエンジン部１との間を連結し、エンジン冷却水を流通させる配管部３とを有する車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器において、配管部３のうちの上流側エンジン部側配管４１の一部をエンジンから排気を排出するためのエキゾーストパイプ６に接触させて固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
該空調ケース内を流通する空気と熱交換媒体との間で熱交換を行い空調ケース内に配設されたヒータコア部と、
通過する前記熱交換媒体を加熱する加熱源と、
前記ヒータコア部と前記加熱源との間を連結し前記熱交換媒体を流通させる配管部と、
を有する車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器において、
前記配管部は、
内燃機関から排気を排出するための排気管に接触させて固定される排気管固定部を有することを特徴とする車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器。
【請求項２】
前記排気管固定部は、前記排気管と共に断熱部材に被覆されることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器。
【請求項３】
前記排気管固定部は、前記加熱源から前記ヒータコア部へ前記熱交換媒体を流通させる上流側配管に設けることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器。
【請求項４】
前記排気管固定部は、前記ヒータコア部から前記加熱源へ前記熱交換媒体を流通させる下流側配管に設けることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器。
【請求項５】
さらに、前記配管部は、
前記ヒータコア部側に固定されたヒータコア部側配管と、
前記排気管固定部と前記ヒータコア部側配管とを連結する管連結ホースと、
を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器、特にその配管構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器の加熱用媒体としては、エンジン冷却水を使用している。エンジン冷却水はエンジンにより加熱され、加熱されたエンジン冷却水が空調ケース内に配設されたヒータコア部に送られる。そして、ヒータコア部を通過する空気と加熱されたエンジン冷却水との間で熱交換を行っている。
【０００３】
ところで、近年の自動車の燃費向上により、エンジン冷却水の温度が低下している。そのため、エンジン冷却水を熱交換媒体として用いている加熱用熱交換器の熱交換性能が低下することになる。
【０００４】
そこで、熱交換性能を向上するために、例えば、特開平１１−１６５５２８号公報に開示されたビスカスヒータやホットガス等が使用されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１６５５２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ビスカスヒータやホットガス等は、非常に高コストであり、搭載スペースが新たに必要となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ビスカスヒータやホットガス等の新たな装置を必要とすることなく、低コストで熱交換性能を向上させることが可能な車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器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】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、配管の内燃機関に用いられる排気管に接触させて固定することを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器は、ヒータコア部と、加熱源と、配管部とを有している。そして、配管部は、内燃機関から排気を排出するための排気管に接触させて固定される排気管固定部を有することを特徴とする。ここで、ヒータコア部は、空調ケース内に配設され、空調ケース内を流通する空気と熱交換媒体との間で熱交換を行うものである。加熱源は、通過する熱交換媒体を加熱するものである。例えば、熱交換媒体としてエンジン冷却水を使用する場合には、エンジンが加熱源となる。また、ビスカスヒータやホットガス等も加熱源として使用することもできる。配管部は、ヒータコア部と加熱源との間を連結して熱交換媒体を流通させるものである。なお、内燃機関から排気を排出するための排気管は、エキゾーストマニホールドやエキゾーストマニホールドに連結されたエキゾーストパイプ等である。
【００１０】
上述のとおり、熱交換媒体としてエンジン冷却水を使用する場合には、燃費向上のため、エンジン冷却水は低温化している。そこで、配管部に排気管固定部を設けることにより、エンジン冷却水を加熱することができる。排気管内には、内燃機関から排出された非常に高温の排気ガスが通過しているため、排気管自体が高温になっている。そして、排気管固定部が排気管に接触していることにより、排気管の熱が排気管固定部へ伝達される。これにより、加熱用熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。さらに、ビスカスヒータ等の新たな加熱装置を必要としないので、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。また、加熱源としてビスカスヒータ等を使用する場合にも、配管部に排気管固定部を設けることにより、ビスカスヒータ等により熱交換媒体を加熱する際に必要なエネルギーを最小限に抑えることができる。
【００１１】
また、排気管固定部は、内燃機関から排気を排出するための排気管と共に断熱部材に被覆されるようにしてもよい。これにより、排気管の熱を排気管固定部により伝達させることができる。すなわち、排気管固定部内を通過する加熱用媒体をより加熱することができる。なお、断熱部材には、ヒートインシュレータ等を使用してもよい。
【００１２】
また、排気管固定部は、加熱源からヒータコア部へ熱交換媒体を流通させる上流側配管に設けるようにしてもよいし、ヒータコア部から加熱源へ熱交換媒体を流通させる下流側配管に設けるようにしてもよい。排気管固定部を上流側配管に設けた場合には、熱交換器へ送り込む熱交換媒体の温度を上昇させることができる。つまり、コア部における熱交換性能を向上させることができる。一方、排気管固定部を下流側配管に設けた場合には、コア部で冷却された熱交換媒体を加熱することになる。つまり、加熱源としてビスカスヒータ等を使用した場合には、ビスカスヒータ等により熱交換媒体を加熱する際に必要なエネルギーをより抑えることができる。もちろん、上流側配管及び下流側配管の両方に排気管固定部を設けるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器の配管部は、さらに、ヒータコア部側配管と、管連結ホースとを有するようにしてもよい。ヒータコア部側配管は、ヒータコア部側に固定された管である。管連結ホースは、排気管固定部とヒータコア部側配管とを連結するホースである。例えば、管連結ホースはゴムホースからなる。
【００１４】
排気管固定部は、排気管に固定されているため、排気管と共に振動することになる。一方、ヒータコア部は、インストルメントパネル内の空調ケース内に配設されている。すなわち、排気管固定部とヒータコア部とは、異なる振動をする。ヒータコア部が排気管と同様の振動をすると、騒音が発生したり、故障するおそれがある。そこで、ヒータコア部に固定されたヒータコア部側配管と排気管固定部とを管連結ホースにより連結することにより、排気管固定部の振動がヒータコア部に伝達されない。すなわち、排気管固定部を排気管に固定した場合であっても、騒音を抑制することができ、故障することを防止することができる。
【００１５】
さらに、従来は、熱交換器の配管部はエキゾーストマニホールドやエキゾーストパイプ等に接触しないように、それらの間に十分な隙間を設けていた。そのため、熱交換器の配管部の配索が困難であった。これは、エキゾーストマニホールドやエキゾーストパイプの振動により、熱交換器の配管部に接触することにより破損するおそれがあったからである。しかし、本発明の加熱用熱交換器によれば、配管部の一部である排気管固定部を排気管に固定できるため、配管部の配索が非常に容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００１７】
本実施形態における車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器の概略構成図を図１に示す。エンジン部（加熱源）１と、ヒータコア部２と、配管部３とから構成される。
【００１８】
エンジン部１は、エンジンを冷却するためにエンジン冷却水が流通している。エンジンは非常に高温となるため、そのエンジンの発熱によりエンジン冷却水は温められる。そして、このエンジン冷却水を加熱用熱交換器の熱交換媒体として使用する。すなわち、エンジンが熱交換媒体の加熱源として作用する。
【００１９】
ヒータコア部２は、インストルメントパネル（図示せず）内の空調ケース（図示せず）内に配設されている。このヒータコア部２は、コアと、タンクと、補強プレートとから構成される。なお、ヒータコア部２は、アルミニウム製である。
【００２０】
コアは、通過する空気と内部を流通する熱交換媒体であるエンジン冷却水との間で熱交換を行う部分である。このコアは、熱交換媒体であるエンジン冷却水が流通する複数本の偏平チューブと、これら複数本の偏平チューブ間にろう付けされた波形状のコルゲートフィンとから構成されている。なお、コアは、ほぼ矩形形状に形成されている。
【００２１】
タンクは、コアの矩形形状の対向する二辺に一対配設されている。このタンクは、それぞれ有底筒状に形成され、開口側には加熱源であるエンジンと連結される配管部３が連結されている。このタンクには、コアの偏平チューブの両端側が連通している。そして、タンクの一方側は、熱交換媒体であるエンジン冷却水の流入側となり、コアの偏平チューブに分配するものである。そして、タンクの他方側は、熱交換媒体であるエンジン冷却水の流出側となり、コアの偏平チューブから熱交換媒体であるエンジン冷却水を集合させるものである。
【００２２】
補強プレートは、コアの外周側で、一対のタンクの間に配設されている。この補強プレートは、コアの外周側のうちタンクのない部分を補強するためのものである。
【００２３】
配管部３は、エンジン部１とヒータコア部２との間を連結し、熱交換媒体であるエンジン冷却水を流通させている。この配管部３は、エンジン部１からヒータコア部２へエンジン冷却水を流通させる上流側配管４と、ヒータコア部２からエンジン部１へエンジン冷却水を流通させる下流側配管５とから構成される。
【００２４】
上流側配管４は、上流側エンジン部側配管４１と、上流側ヒータコア部側配管４２と、上流側管連結ホース４３とからなる。上流側エンジン部側配管４１は、エンジン部１側に固定されたアルミニウム製の管である。上流側ヒータコア部側配管４２は、ヒータコア部２側に固定されたアルミニウム製の管である。そして、上流側管連結ホース４３は、上流側エンジン部側配管４１と上流側ヒータコア部側配管４２とを連結するゴムホースである。そして、上流側エンジン部側配管４１の一部（排気管固定部）は、エンジンに用いられるエキゾーストパイプ６に固定されている。
【００２５】
この上流側エンジン部側配管４１がエキゾーストパイプ６に固定した部分について図２を参照して詳述する。図２に示すように、上流側エンジン部側配管４１は、一部（排気管固定部）をエキゾーストパイプ６に接触させている。エキゾーストパイプ６は、エンジン部から排出された排気ガスが通過するパイプである。そして、筒状のヒートインシュレータ７により、上流側エンジン部側配管４１の一部とエキゾーストパイプ６とを被覆するように固定されている。
【００２６】
下流側配管５は、下流側エンジン部側配管５１と、下流側ヒータコア部側配管５２と、下流側管連結ホース５３とからなる。下流側エンジン部側配管５１は、エンジン部１側に固定されたアルミニウム製の管である。下流側ヒータコア部側配管５２は、ヒータコア部２側に固定されたアルミニウム製の管である。そして、下流側管連結ホース５３は、下流側エンジン部側配管５１と下流側ヒータコア部側配管５２とを連結するゴムホースである。
【００２７】
上述のように構成された加熱用熱交換器の作用について説明する。
【００２８】
まず、エンジン冷却水がエンジン部１を流通する際に、エンジンの発熱によりエンジン冷却水が加熱される。そして、エンジン部１から上流側配管４へエンジン冷却水が送り込まれる。そして、上流側エンジン部側配管４１のうちのエキゾーストパイプ６と接触している部分（排気管固定部）をエンジン冷却水が流通する際に、エキゾーストパイプ６内を通過する排気ガスの熱により、エンジン冷却水がさらに加熱される。なお、この部分をヒートインシュレータ７により被覆しているので、効果的に断熱される。その結果として、エキゾーストパイプ６の熱は、効果的に上流側エンジン部側配管４１に伝達される。こうして加熱されたエンジン冷却水は、上流側管連結ホース４３、上流側ヒータコア部側配管４２を通過して、ヒータコア部２へ送られる。
【００２９】
続いて、ヒータコア部にて、コアを通過する空気とエンジン冷却水との間で熱交換が行われる。すなわち、通過する空気はエンジン冷却水により温められ、エンジン冷却水は通過する空気により冷やされる。
【００３０】
続いて、冷やされたエンジン冷却水は、下流側配管５を通過して再びエンジン部１へ送られる。そして、再びエンジン部１にて、エンジン冷却水が加熱される。
【００３１】
なお、上流側エンジン部側配管４１の一部をエキゾーストパイプ６に接触固定しているため、上流側エンジン部側配管４１はエキゾーストパイプ６と共に振動する。しかし、この振動は、上流側管連結ホース４３により吸収されるので、上流側ヒータコア部側配管４２、さらには、ヒータコア部２に伝達されない。
【００３２】
また、上記実施形態においては、上流側エンジン部側配管４１のみをエキゾーストパイプ６に接触固定したが、下流側エンジン部側配管５１をエキゾーストパイプ６に接触固定してもよい。また、上流側エンジン部側配管４１を接触固定させる部分は、エキゾーストパイプ６に限られることなく、例えば、エキゾーストマニホールドであってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態においては、ヒータコア部２を車両前方のインストルメントパネル内に配設された場合について説明したが、車両後方等に配設される場合にも適用することができる。この場合には、エキゾーストパイプ６に配管部３の大部分を接触固定させることができる。従って、より効果的に、エンジン冷却水を加熱することができる。さらに、配管部の配索が、非常に容易となる。
【００３４】
また、熱交換媒体をエンジン冷却水とし、加熱源をエンジンとしたが、加熱源をビスカスヒータ等を使用した場合にも本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の車両用空調装置に用いられる加熱用熱交換器によれば、新たな装置を必要とすることなく、低コストで熱交換性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加熱用熱交換器を示す図である。
【図２】配管部の取付部分を示す図である。
【符号の説明】
１　・・・　エンジン部
２　・・・　ヒータコア部
３　・・・　配管部
４　・・・　上流側配管
５　・・・　下流側配管
６　・・・　エキゾーストパイプ
７　・・・　ヒートインシュレータ
４１　・・・　上流側エンジン部側配管
４２　・・・　上流側ヒータコア部側配管
４３　・・・　上流側管連結ホース
５１　・・・　下流側エンジン部側配管
５２　・・・　下流側ヒータコア部側配管
５３　・・・　下流側管連結ホース
【図１】
2004142482.tif 000003
【図２】
2004142482.tif 000004