JP2004237816A - 車両用吸着式空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室外器をラジエータに室外器の機能を包含させることで搭載容積を小型化することを可能とした車両用吸着式空調装置を実現する。
【解決手段】エンジン５００およびラジエータ２００を有する車両に適用される車両用吸着式空調装置であって、蒸気冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着した蒸気冷媒を脱離する吸着剤Ｓｉ及び液冷媒が封入され、冷凍能力を発揮する吸着器１００と、この吸着器１００内を循環する冷却水を冷却する室外器２００とを備え、この室外器２００は、エンジン５００内を循環する冷却水を冷却するラジエータ２００に吸着器１００内を循環する冷却水を循環供給させてラジエータ２００と共通使用するように構成した。これにより、搭載容積を小型化することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液冷式内燃機関（以下、水冷エンジンと称す。）を有する車両に適用される車両用吸着式空調装置に関するものであり、特にラジエータおよび吸着器内を循環する冷却水の冷却に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷エンジンから大気中に放熱されていた廃熱を利用して吸着式冷凍装置を稼働させることにより、省動力化を図った車両用吸着式空調装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１７７３７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、２個の吸着コアを用いて片側の吸着コアが吸着剤を冷却して水を吸着させるときの蒸発熱で空調を行う吸着工程にあるときに、他方の吸着コアが吸着剤を過熱して放出させた水蒸気を冷却して凝縮させる脱離工程を行わせ、所定時間経過後に吸着、脱離工程を入れ換えることにより、車室内の空調を継続させるようにしている。
【０００５】
そして、それぞれの吸着コアは、エンジンルーム内に設けられた車室外熱交換器に接続させて、大気（車室外空気）との間で熱交換（冷却）された冷却水を循環させるようにしているとともに、この車室外熱交換器にも水冷エンジンの冷却水を循環するように構成して、水冷エンジンの冷却水の温度が所定値以上になったときには、ラジエータの他に車室外熱交換器にて水冷エンジンの冷却水を冷却させることでラジエータの小型化を図ったものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１によれば、吸着コアに循環する冷却水を冷却するための車室外熱交換器とラジエータとを各々独立させてエンジンルーム内に設けられている。しかも、この車室外熱交換器側の冷却能力を高めるために、車室外熱交換器を複数に分割してラジエータと重ね合わせるように一体に構成している。従って、それらの容積が大きくなってエンジンルーム内への搭載容積が限られてくるとこれ以上の小型化が困難となる問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたことであり、車室外熱交換器をラジエータに車室外熱交換器の機能を包含させることで搭載容積を小型化することを可能とした車両用吸着式空調装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、液冷式内燃機関（５００）およびこの液冷式内燃機関（５００）の冷却水を冷却するラジエータ（２００）を有する熱機関の廃熱を利用した車両用吸着式空調装置であって、
蒸気冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着した蒸気冷媒を脱離する吸着剤（Ｓｉ）及び液冷媒が封入され、冷凍能力を発揮する吸着器（１００）と、この吸着器（１００）内を循環する冷却水を冷却する車室外熱交換器（２００）とを備え、
車室外熱交換器（２００）は、液冷式内燃機関（５００）内を循環する冷却水を冷却するラジエータ（２００）に吸着器（１００）内を循環する冷却水を循環供給させてラジエータ（２００）と共通使用するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項１の発明によれば、車室外熱交換器（２００）をラジエータ（２００）と共通使用するように構成したことにより、吸着式空調装置の冷凍能力を発揮するための最大容積の車室外熱交換器（２００）と最大容積のラジエータ（２００）とが独立して設けられていた従来よりも共通使用することで大幅に容積を小型化することができる。従って、車室外熱交換器（２００）とラジエータ（２００）とのエンジンルーム内への搭載容積が小型化できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、ラジエータ（２００）は、車両用吸着式空調装置の作動状態および液冷式内燃機関（５００）の冷却水温度に応じて予め設定された共用比率に基づいて、液冷式内燃機関（５００）および吸着器（１００）内を循環する冷却水を冷却するように構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、吸着式空調装置の作動状態、例えば、空調装置の運転、停止および液冷式内燃機関（５００）の冷却水温度に応じた共用比率を予め設定しておいて、その共用比率に基づいて冷却水を冷却するように構成したことにより、車室外熱交換器（２００）とラジエータ（２００）とを別々に設ける従来よりも共通使用することで搭載容積を小型化とすることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、共用比率は、液冷式内燃機関（５００）の冷却水温度が所定値以下のときは、吸着器（１００）側の冷却能力を最大となる共用比率とすることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、液冷式内燃機関（５００）側の冷却水の冷却を必要としないときは、吸着器（１００）側の冷却能力を最大となる共用比率とすることにより、例えば、発進時のクールダウンが必要なときは、空調装置側の冷凍能力を高めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、共用比率は、液冷式内燃機関（５００）の冷却水の水温が所定値以上のときは、吸着器（１００）側の冷却能力よりも液冷式内燃機関（５００）側の冷却能力を高くなる共用比率とすることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、液冷式内燃機関（５００）側の冷却が必要なときは、液冷式内燃機関（５００）側の冷却能力を高くなる共用比率とすることにより、例えば、車両が安定走行のときは、空調装置の冷凍能力が安定しているときなので冷却能力が小さくても良いため、液冷式内燃機関（５００）側の冷却が損なわれることはない。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、共用比率は、車両用吸着式空調装置の作動状態が停止のときに、液冷式内燃機関（５００）側の冷却能力を最大となる共用比率とすることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、吸着式空調装置側の冷却能力が必要ないときは、液冷式内燃機関（５００）側の冷却能力を最大となる共用比率とすることにより、ラジエータ（２００）は液冷式内燃機関（５００）側の冷却が余剰をもつて発揮できる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、共用比率は、ラジエータ（２００）により冷却される液冷式内燃機関（５００）内を循環する冷却水と吸着器（１００）内を循環する冷却水との放熱面積の割合であることを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、共用比率をラジエータ（２００）放熱面積の割合であることにより、例えば、冷却系回路において電磁弁や流量弁などを制御することにより容易に共用比率に基づいた冷却水の冷却ができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の車両用吸着式空調装置を、ガソリン又は軽油を燃料とする水冷式エンジン（液冷式内燃機関）を有する車両に搭載される空調装置に適用したものであり、図１ないし図９に基づいて説明する。
【００２２】
まず、図１は車両用吸着式空調装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、１００は吸着器であり、２００は吸着器１００内を循環した熱媒体と室外空気とを熱交換する後述する車室外熱交換器（以下、室外器と略す。）であり、本実施形態では後述するラジエータ２００と共通使用している。３００は吸着器１００にて発生した冷凍能力により冷却された熱媒体と室内に吹き出す空気とを熱交換し、空調風を冷却する室内熱交換器（以下、室内器と略す。）である。
【００２３】
因みに、本実施形態の熱媒体は、水にエチレングリコールを添加した流体であって、後述する水冷式エンジンの冷却水と同じものである。５００は吸着器１００（吸着式冷凍機）に投入する熱の熱源であり、本実施形態では、液冷式内燃機関である水冷式エンジン（以下、エンジンと略す。）の廃熱を熱源としている。
【００２４】
また、４０１は室外器２００と吸着器１００の第１、第２吸着コア１２０、１３０との間で熱冷媒を循環させる電動式の第１ポンプであり、４０２は室外器２００と凝縮器１５０との間で熱冷媒を循環させる電動式の第２ポンプであり、４０３は室内器３００と蒸発器１４０との間で熱冷媒を循環させる電動式の第３ポンプであり、４０４はエンジン５００より流出した冷却水（熱媒体）を吸着式空調装置側に循環させる電動式の第４ポンプである。
【００２５】
また、４０５、４０６は熱媒体の循環経路を切り換える切換弁（四方弁）であり、これらの切換弁４０５、４０６および第１〜第４ポンプ４０１〜４０４は図示しない電子制御装置により制御されている。
【００２６】
また、４００はエンジン５００から流出する冷却水（熱媒体）を熱源として室内に吹き出す空気を加熱するヒータコアであり、４０７は暖機系回路４１０を循環させる電動式の第５ポンプであり、後述するメカニカルポンプ５０１が停止したとき、または後述する暖房切換弁４０９が暖房バイパス回路４１１側に切り換えたときのいずれかのときに作動する。
【００２７】
４０８は、暖機系回路４１０を循環する冷却水を加熱する燃焼式ヒータであって、冷えたエンジン５００の予熱、ヒータコア４００の暖房のための熱源、および吸着器１００への熱源である。なお、暖房切換弁４０９は、燃焼式ヒータ４０８によってヒータコア４００の暖房能力を確保しているときに、暖房バイパス回路４１１側に冷却水を流して、冷えたエンジン５００に冷却水の熱が奪われるのを防ぐように暖機系回路４１０の上流側に設けられている。これらの第５ポンプ４０７、燃焼式ヒータ４０８および暖房切換弁４０９は図示しない電子制御装置により制御されている。
【００２８】
２００はエンジン５００から流出した冷却水（熱媒体）と外気とを熱交換して冷却水を冷却するエンジン５００用のラジエータであって、本実施形態では、上述したように、吸着器１００内を循環した冷却水（熱媒体）と室外空気とを熱交換する室外器２００と共通使用するように構成している。なお、ラジエータ２００は周知のように、図示しないラジエータファンによって室外空気が送風されて冷却水を冷却する。
【００２９】
４２０は冷却系回路であって、吸着器１００内を循環した冷却水とエンジン５００から流出した冷却水を予め設定した共用比率に基づいてラジエータ２００に循環供給する冷却水の回路である。４２１はエンジン５００から流出した冷却水をラジエータ２００に迂回させてエンジン５００に戻すバイパス回路であり、４２２はラジエータ２００に流す水量とバイパス回路４２１に流す水量とを調節することにより冷却水温度（エンジン温度）を調節するサーモスタットである。
【００３０】
５０１はエンジン５００から駆動力を得てエンジン冷却水を循環させる機械式のメカニカルポンプ５０１であり、エンジン５００が運転すると図中に示す矢印方向の流れ方向に冷却水を循環する。これにより、エンジン５００を循環した冷却水が暖機系回路４１０と冷却系回路４２０とに循環することができる。５０２は、エンジン５００から流出した冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサであり、検出された温度情報を図示しない電子制御装置に出力するようにしている。
【００３１】
４２３〜４２８は流路を開閉する開閉弁であって、後述する共用比率に基づいて図示しない電子制御装置により制御される。また、４３１ａ〜４３３ａ、および４３１ｂ〜４３３ｂは一方または他方の方向に流す流量の割合を調節する流量調節弁であって、後述する共用比率に基づいて図示しない電子制御装置により制御される。
【００３２】
次に、吸着器１００の構成について説明する。吸着器１００は、内部が略真空に保たれた状態で冷媒（本実施形態では、水）が封入されたステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４）製のケーシング１１０を４つの空間（第１〜第４空間）１０１〜１０４に区画するとともに、各空間１０１〜１０４に熱媒体が流通する熱交換器１２０、１３０、１４０、１５０を収納したものである。
【００３３】
具体的には、第１、第２空間１０１、１０２には、熱媒体と吸着剤とを熱交換する熱交換器１２０、１３０（以下、第１、第２吸着コア１２０、１３０と称す。）が収納され、第３空間１０３には、液相冷媒と室内器３００を循環する熱媒体とを熱交換して液相冷媒を蒸発させる蒸発器１４０が収納され、第４空間１０４には、蒸気冷媒と室外器２００を循環する熱媒体とを熱交換して蒸気冷媒を凝縮させる凝縮器１５０が収納されている。
【００３４】
なお、第１、第２吸着コア１２０、１３０の表面には、蒸気冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離（再生）する吸着剤（例えば、シリカゲル）Ｓｉが接着剤（例えば、エポキン樹脂）によって接着固定されている。
【００３５】
また、１６０ａは第１空間１０１と第３空間１０３との連通状態を制御する水蒸気バルブ（液体バルブ）であり、１６０ｂは第１空間１０１と第４空間１０４との連通状態を制御する水蒸気バルブ（液体バルブ）であり、１６０ｃは第２空間１０２と第３空間１０３との連通状態を制御する水蒸気バルブ（液体バルブ）であり、１６０ｄは第２空間１０２と第４空間１０４との連通状態を制御する水蒸気バルブ（液体バルブ）である。
【００３６】
ここで、水蒸気バルブ１６０ａ〜１６０ｄは全て同じ構造であるので、これら水蒸気バルブ１６０ａ〜１６０ｄを総称するときには、水蒸気バルブ１６０と表記する。また、１７０は凝縮器１５０にて液化（凝縮）された冷媒を第３空間１０３に導くための冷媒戻し回路であり、１７１は冷媒戻し回路１７０を開閉するバルブである。
【００３７】
ここで、水蒸気バルブ１６０について図２に基づいて説明する。１６１は冷媒（流体）が存在する第１の空間（例えば、第１空間１０１）Ａと第２の空間（例えば、第３空間１０３）Ｂとに区画する区画部材（シールプレート）であり、この区画部材１６１には、両空間Ａ、Ｂを連通させる連通口（弁口）１６２が設けられている。なお、本実施形態では、区画部材（シールプレート）１６１はケーシング１１０に固定されている。
【００３８】
そして、連通口１６２は第１の空間Ａから第２の空間Ｂ側に向かうほど開口面積が縮小するように円錐テーパ状に形成され、連通口１６２を開閉する弁体１６３は、第２の空間Ｂ側が凸となるような曲面１６３ａを有する殻（シェル、膜）状に形成されて連通口１６２に配置されている。
【００３９】
なお、１６４は連通口１６２が開いたときに、第２の空間Ｂから第１の空間Ａに流通する冷媒の動圧により、弁体１６３が流されてしまうことを防止するバルブガイドである。
【００４０】
ここで、上記水蒸気バルブ１６０の作動について説明する。第１の空間Ａの圧力が第２の空間Ｂの圧力よりも高いときには、その差圧により弁体１６３が第２の空間Ｂに押し付けられるため、区画部材（シールプレート）１６１の円錐テーパ面１６１ａに弁体１６３が密着し、連通口１６２が弁体１６３により閉じられる。
【００４１】
一方、第２の空間Ｂの圧力が第１の空間Ａの圧力よりも高いときには、弁体１６３を円錐テーパ面１６１ａに押し付ける力が作用しないので、第２の空間Ｂから第１の空間Ａに流通する冷媒の動圧により、弁体１６３が区画部材（シールプレート）１６１に対して浮いた（離れた）状態となり、連通口１６２が開くようになっている。
【００４２】
次に、以上の構成による吸着式空調装置の作動について図３および図４に基づいて説明する。まず、吸着式空調装置を稼動するときは、切換弁４０５、４０６を図３に示す流れ方向となるように作動させるとともに、第１〜第４ポンプ４０１〜４０４を作動させて、図中に太い破線で示す循環回路が形成され、蒸発器１４０と室内器３００との間、第１吸着コア１２０と室外器２００との間、ならびに凝縮器１５０と室外器２００との間に熱媒体を循環させる。
【００４３】
これにより、第３空間１０３内の液相冷媒が蒸発器１４０を介して室内器３００に供給される熱媒体から熱を奪って蒸発し熱媒体を冷却するとともに蒸発した蒸気冷媒の圧力により水蒸気バルブ１６０ａを開いて第１空間１０１内に流入し、第１吸着コア１２０により蒸気冷媒が吸着される。なお、蒸気冷媒を吸着する吸着コアを吸着工程にある吸着コアと呼ぶ。
【００４４】
一方、第２吸着コア１３０は、図中に太い実線で示す循環回路が形成され、エンジン５００から供給される高温の熱媒体により加熱されて吸着していた冷媒を脱離する（以下、この工程を脱離工程と称す。）ので、第２空間１０２内の圧力が高まり、水蒸気バルブ１６０ｄが開いて脱離した蒸気冷媒が第４空間１０４内に流入して凝縮器１５０にて冷却される。なお、凝縮した液相冷媒は冷媒戻し回路１７０を経由して第３空間１０３内に戻り、再び、室内器３００に供給される熱媒体から熱を奪って蒸発する。
【００４５】
そして、この状態（以下、この状態を第１状態と称す。）で所定時間（例えば、６０秒〜１００秒）が経過したときに、第１〜第４ポンプ４０１〜４０４を作動させたまま、切換弁４０５、４０６を図４に示すように作動させて、図中に太い破線で示す循環回路が形成され、蒸発器１４０と室内器３００との間、第２吸着コア１３０と室外器２００との間、ならびに凝縮器１５０と室外器２００との間、および図中に太い実線で示す循環回路が形成され、第１吸着コア１２０とエンジン５００との間に熱媒体を循環させる。
【００４６】
これにより、第１状態とは逆に、第２吸着コア１３０が吸着工程となり、第１吸着コア１２０が脱離工程となる。具体的には、第３空間１０３内の液相冷媒が蒸発器１４０を介して室内器３００に供給される熱媒体から熱を奪って蒸発し熱媒体を冷却するとともに、蒸発した蒸気冷媒の圧力により水蒸気バルブ１６０ｃを開いて第２空間１０２内に流入し、第２吸着コア１３０により蒸気冷媒が吸着される。
【００４７】
一方、第１吸着コア１２０はエンジン５００から供給される高温の熱媒体により、水蒸気バルブ１６０ｂが開いて脱離した蒸気冷媒が第４空間１０４内に流入して凝縮器１５０が冷却される。そして、この状態（以下、第２状態と称す。）で所定時間が経過したとき、切換弁４０５、４０６を作動させて再び上述の第１状態とする。このように、第１状態および第２状態を所定時間ごとに交互に繰り返して空調装置を連続的に稼動させる。
【００４８】
なお、所定時間は、ケーシング１１０内に存在する液相冷媒の残量や第１、第２吸着コア１２０、１３０に接着された吸着剤Ｓｉの吸着能力に基づいて適宜選定されるものである。
【００４９】
次に、本発明の要部である室外器２００をラジエータ２００と共通使用したときのラジエータ２００への冷却水の循環供給させる作動を図５ないし図９に基づいて説明する。因みに、本発明では、吸着式空調装置の作動状態、つまり、運転、停止、およびエンジン５００の冷却水温度に応じて予め設定された共用比率に基づいて、エンジン５００内を循環する冷却水と吸着器１００を循環する冷却水とを冷却するように図示しない電子制御装置により制御するものである。
【００５０】
ここで、共用比率とは、ラジエータ２００の全放熱面積において、エンジン５００を循環した冷却水の放熱面積と、吸着器１００を循環した冷却水の放熱面積との比率を表したものである。例えば、吸着式空調装置が停止しているときは、吸着器１００側の冷却が不要となるため、共用比率をエンジン冷却用１００％、空調装置冷却用０％と設定している。
【００５１】
また、逆に車両の発進時などエンジン５００が冷めているときに、空調装置の方でクールダウンが必要とするときは、冷却水温度Ｔｗが所定値以下のときであって、エンジン５００側の冷却が不要となるため、共用比率をエンジン冷却用０％、空調装置冷却用１００％と設定している。
【００５２】
以下、図５に示す図示しない電子制御装置の冷却制御手段の制御処理に基づいて説明する。図５に示すように、図示しない車両のキースイッチをＯＮすることで、ステップ２１０にて、冷却制御手段の制御処理がスタートする。そして、ステップ２２０にて、吸着式空調装置の作動状態を判定する。ここで、空調装置が作動していないときはステップ２３０に移行する。ここでは、上述したように、吸着器１００側の冷却が不要となるため、共用比率がエンジン冷却用１００％、空調装置冷却用０％に基づいた制御が行なわれる。
【００５３】
つまり、図示しない電子制御装置によって、冷却系回路４２０に設けられた開閉弁４２３〜４２８および流量調節弁４３１ａ〜４３３ａ、４３１ｂ〜４３３ｂなどが制御されて、エンジン５００からの冷却水がラジエータ２００に１００％循環供給される。
【００５４】
これを詳しく説明すると、図６に示すように、６個の開閉弁４２３〜４２８のうち、開閉弁４２６のみを閉弁のままとして、残りの５個の開閉弁４２３、４２４、４２５、４２７、４２８を開弁させるとともに、流量調節弁４３１ａ〜４３３ａ、４３１ｂ〜４３３ｂを作動させる。
【００５５】
因みに、共用比率がエンジン冷却用１００％、空調装置冷却用０％のときは、まず、流量調節弁４３３ａの流量割合がラジエータ２００側に４０％、他方側に６０％になるように流量が調節され、流量調節弁４３２ａではラジエータ２００側に６７％、他方側に３３％になるように流量が調節され、流量調節弁４３１ａではラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節される。
【００５６】
また、ラジエータ２００の戻り側に設けられた流量調節弁４３１ｂではラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節され、流量調節弁４３２ｂではラジエータ２００側に６７％、他方側に３３％になるように流量が調節され、流量調節弁４３３ｂではラジエータ２００側に４０％、他方側に６０％になるように流量が調節される。これにより、エンジン５００側からの冷却水が図中に示すように、下側から４０％、４０％、２０％の流量割合の冷却水がラジエータ２００に循環供給されてエンジン冷却用として１００％冷却される。
【００５７】
次に、ステップ２２０にて、空調装置が作動しているときは、ステップ２４０において、水温センサ５０２により冷却水温度Ｔｗを検出する。そして、次のステップ２５０にて、検出された冷却水温度Ｔｗが７０℃以上か否かを判定する。ここで、冷却水温度Ｔｗが７０℃未満であれば、ステップ２６０に移行する。ここでは、上述したように、冷却水温度Ｔｗが低いためエンジン５００側の冷却が不要で、共用比率がエンジン冷却用０％、空調装置冷却用１００％に基づいた制御が行なわれ、吸着器１００からの冷却水がラジエータ２００に１００％循環供給される。
【００５８】
具体的には、図７に示すように、６個の開閉弁４２３〜４２８のうち、開閉弁４２３のみを閉弁のままとして、残りの５個の開閉弁４２４〜４２８を開弁させるとともに、流量調節弁４３１ａ〜４３３ａ、４３１ｂ〜４３３ｂを作動させる。
【００５９】
ここでは、共用比率がエンジン冷却用０％、空調装置冷却用１００％のときは、まず、流量調節弁４３１ａの流量割合がラジエータ２００側に２０％、他方側に８０％になるように流量が調節され、次の流量調節弁４３２ａではラジエータ２００側に５０％、他方側に５０％になるように流量が調節され、次の流量調節弁４３３ａではラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節される。
【００６０】
また、ラジエータ２００の戻り側に設けられた流量調節弁４３３ｂではラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節され、流量調節弁４３２ｂではラジエータ２００側に５０％、他方側に５０％になるように流量が調節され、流量調節弁４３１ｂではラジエータ２００側に２０％、他方側に８０％になるように流量が調節される。
【００６１】
これにより、吸着器１００側からの冷却水が図中に示すように、上側から２０％、４０％、４０％の流量割合の冷却水がラジエータ２００に循環供給されて空調装置冷却用として１００％冷却される。
【００６２】
次に、ステップ２５０にて、冷却水温度Ｔｗが７０℃以上であれば、ステップ２７０に移行する。そして、ここでは、検出された冷却水温度Ｔｗが８０℃以上か否かを判定し、ここで、冷却水温度Ｔｗが８０℃未満であれば、ステップ２８０に移行する。ステップ２８０では、共用比率がエンジン冷却用４０％、空調装置冷却用６０％に基づいた制御が行なわれる。つまり、吸着器１００からの冷却水とエンジン５００からの冷却水がラジエータ２００に循環供給される。
【００６３】
具体的には、図８に示すように、６個の開閉弁４２３〜４２８のうち、２個の開閉弁４２４、４２８を閉弁のままとして、残りの４個の開閉弁４２３、４２５、４２６、４２７を開弁させるとともに、流量調節弁４３１ａ〜４３３ａ、４３１ｂ〜４３３ｂを作動させる。
【００６４】
共用比率がエンジン冷却用４０％、空調装置冷却用６０％のときであるから、開閉弁４２３から供給されるエンジン５００側の冷却水は、流量調節弁４３３ａおよび流量調節弁４３３ｂでラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量割合が調節される。これにより、このときには開閉弁４２４、４２８を閉弁させているので、ラジエータ２００において、全体の放熱面積に対する比率のうち、４０％に相当する範囲にエンジン５００側の冷却水が循環供給されることになる。
【００６５】
一方、開閉弁４２６から供給される吸着器１００からの冷却水は、流量調節弁４３１ａでラジエータ２００側に２０％、他方側に８０％になるように流量が調節され、次の流量調節弁４３２ａでラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節されるとともに、流量調節弁４３２ｂではラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節され、流量調節弁４３１ｂではラジエータ２００側に２０％、他方側に８０％になるように流量割合が調節される。
【００６６】
これにより、吸着器１００側からの冷却水がラジエータ２００において、全体の放熱面積に対する比率のうち、６０％に相当する範囲に吸着器１００側からの冷却水が循環供給される。従って、ラジエータ２００ではエンジン冷却用４０％、空調装置冷却用６０％の割合によるそれぞれの冷却水の冷却が行なわれる。
【００６７】
次に、ステップ２７０にて、冷却水温度Ｔｗが８０℃以上であれば、ステップ２９０に移行する。そして、ステップ２８０では、共用比率がエンジン冷却用８０％、空調装置冷却用２０％に基づいた制御が行なわれる。つまり、吸着器１００からの冷却水とエンジン５００からの冷却水がラジエータ２００に循環供給される。
【００６８】
具体的には、図９に示すように、６個の開閉弁４２３〜４２８のうち、２個の開閉弁４２５、４２７を閉弁のままとして、残りの４個の開閉弁４２３、４２４、４２６、４２８を開弁させるとともに、流量調節弁４３１ａ〜４３３ａ、４３１ｂ〜４３３ｂを作動させる。
【００６９】
共用比率がエンジン冷却用８０％、空調装置冷却用２０％のときであるから、開閉弁４２３から供給されるエンジン５００側の冷却水は、流量調節弁４３３ａでラジエータ２００側に４０％、他方側に６０％になるように流量が調節され、次の流量調節弁４３２ａでラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節されるとともに、流量調節弁４３２ｂではラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量が調節され、流量調節弁４３３ｂではラジエータ２００側に４０％、他方側に６０％になるように流量が調節される。
【００７０】
これにより、このときには開閉弁４２５、４２７を閉弁させているので、ラジエータ２００において、全体の放熱面積に対する比率のうち、８０％に相当する範囲にエンジン５００側の冷却水が循環供給されることになる。
【００７１】
一方、開閉弁４２６から供給される吸着器１００からの冷却水は、流量調節弁４３１ａおよび流量調節弁４３１ｂでラジエータ２００側に１００％、他方側に０％になるように流量割合が調節される。これにより、このときには開閉弁４２５、４２７を閉弁させているので、ラジエータ２００において、全体の放熱面積に対する比率のうち、２０％に相当する範囲に吸着器１００側の冷却水が循環供給される。従って、ラジエータ２００ではエンジン冷却用８０％、空調装置冷却用２０％の割合によるそれぞれの冷却水の冷却が行なわれる。
【００７２】
以上の一実施形態の車両用吸着式空調装置によれば、室外器２００をラジエータ２００と共通使用するように構成したことにより、吸着式空調装置の冷凍能力を発揮するための最大容積の室外器２００と最大容積のラジエータ２００とが独立して設けられていた従来よりも共通使用することで大幅に容積を小型化することができる。従って、室外器２００とラジエータ２００とのエンジンルーム内への搭載容積が小型化できる。
【００７３】
また、吸着式空調装置の作動状態、例えば、空調装置の運転、停止およびエンジン５００の冷却水温度に応じた共用比率を予め設定しておいて、その共用比率に基づいて冷却水を冷却するように構成したことにより、室外器２００とラジエータ２００とを別々に設ける従来よりも共通使用することで搭載容積を小型化とすることができる。
【００７４】
また、車両の発進時などエンジン５００が冷めているときに、空調装置の方でクールダウンが必要とするときは、共用比率を吸着器１００側の冷却水の冷却を最大となる共用比率とすることにより、空調装置側の冷凍能力を確実に高めることができる。
【００７５】
また、上述とは逆に、エンジン５００側の冷却水の冷却が必要なときは、共用比率を吸着式空調装置側よりもエンジン５００側の冷却水の冷却を高くすることにより、例えば、車両が安定走行のときは、空調装置の冷凍能力が安定しているときなので冷却能力が小さくても良いため、エンジン５００側の冷却が損なわれることはない。
【００７６】
また、吸着式空調装置側の冷却能力が必要ないとき、つまり空調装置が停止しているときは、エンジン５００側の冷却水の冷却を最大となる共用比率とすることにより、ラジエータ２００はエンジン５００側の冷却が余剰をもって発揮できる。
【００７７】
また、共用比率をラジエータ２００放熱面積の割合であることにより、例えば、冷却系回路において電磁弁や流量弁などを制御することにより容易に共用比率に基づいた冷却水の冷却ができる。
【００７８】
（他の実施形態）
以上の一実施形態では、共用比率を吸着式空調装置の作動状態およびエンジン５００の冷却水温度Ｔｗに応じて４つの事例で説明したが、これに限らず、これら以外に吸着式空調装置の冷房負荷状態、エンジン５００の登坂時などの高負荷状態などに基づいた共有比率としても良い。
【００７９】
また、以上の実施形態では共用比率に基づき、ラジエータ２００に流入する冷却水の流路を３系統に分けて、例えば、４０％、４０％、２０％と分配するように制御したが、これに限らず、３系統のみに限定するものではない。２系統以上の複数系統に分けても良い。なお、本実施形態に示した具体的な数値などはあくまでも一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８０】
また、以上の実施形態では、共用比率を制御するために、開閉弁４２３〜４２８や流量調節弁４３１ａ〜４３３ａ、および４３１ｂ〜４３３ｂを用いてラジエータ２００に流入する冷却水を制御させたが、これに限らず、例えば、冷却水温度Ｔｗに応じて流量の分配をリニアに可変可能な流量調節弁などを用いても良い。
【００８１】
また、以上の実施形態では、吸着剤Ｓｉとしてシリカゲルを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸着剤Ｓｉとして活性炭、ゼオライト、活性アルミナなどを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における車両用吸着式空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における水蒸気バルブ１６０の作動を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における吸着器１００の作動を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態における吸着器１００の作動を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態における冷却制御手段の制御処理を示すフローチャートである。
【図６】空調装置がＯＦＦにおける冷却系回路４２０の開閉弁、流量調節弁の作動を示す説明図である。
【図７】冷却水温度が７０℃以下における冷却系回路４２０の開閉弁、流量調節弁の作動を示す説明図である。
【図８】冷却水温度が８０℃以下における冷却系回路４２０の開閉弁、流量調節弁の作動を示す説明図である。
【図９】冷却水温度が８０℃以上における冷却系回路４２０の開閉弁、流量調節弁の作動を示す説明図である。
【符号の説明】
１００…吸着器
２００…車室外熱交換器、室外器、ラジエータ
５００…水冷式エンジン、エンジン（液冷式内燃機関）
Ｓｉ…吸着剤

Claims (6)

1. 液冷式内燃機関（５００）および前記液冷式内燃機関（５００）の冷却水を冷却するラジエータ（２００）を有する熱機関の廃熱を利用した車両用吸着式空調装置であって、
   蒸気冷媒を吸着するとともに、加熱されることにより吸着した蒸気冷媒を脱離する吸着剤（Ｓｉ）及び液冷媒が封入され、冷凍能力を発揮する吸着器（１００）と、
   前記吸着器（１００）内を循環する冷却水を冷却する車室外熱交換器（２００）とを備え、
   前記車室外熱交換器（２００）は、前記液冷式内燃機関（５００）内を循環する冷却水を冷却する前記ラジエータ（２００）に前記吸着器（１００）内を循環する冷却水を循環供給させて前記ラジエータ（２００）と共通使用するように構成したことを特徴とする車両用吸着式空調装置。
2. 前記ラジエータ（２００）は、車両用吸着式空調装置の作動状態および前記液冷式内燃機関（５００）の冷却水温度に応じて予め設定された共用比率に基づいて、前記液冷式内燃機関（５００）および前記吸着器（１００）内を循環する冷却水を冷却するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用吸着式空調装置。
3. 前記共用比率は、前記液冷式内燃機関（５００）の冷却水温度が所定値以下のときは、前記吸着器（１００）側の冷却能力を最大となる共用比率とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用吸着式空調装置。
4. 前記共用比率は、前記液冷式内燃機関（５００）の冷却水温度が所定値以上のときは、前記吸着器（１００）側の冷却能力よりも前記液冷式内燃機関（５００）側の冷却能力を高くなる共用比率とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用吸着式空調装置。
5. 前記共用比率は、前記車両用吸着式空調装置の作動状態が停止のときに、前記液冷式内燃機関（５００）側の冷却能力を最大となる共用比率とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用吸着式空調装置。
6. 前記共用比率は、前記ラジエータ（２００）により冷却される前記液冷式内燃機関（５００）内を循環する冷却水と前記吸着器（１００）内を循環する冷却水との放熱面積の割合であることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用吸着式空調装置。

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