JP2008285012A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着発熱剤にて媒体を着脱するための装置構成を簡素化できる車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】この車両用空調装置１は、媒体の吸着により発熱すると共に媒体の脱離により吸熱する吸着発熱剤２１１、２２１を備え、これらの吸着発熱剤２１１、２２１の発熱作用により空調空気を加温する或いは吸着発熱剤２１１、２２１の吸熱作用により空調空気を冷却する。また、この車両用空調装置１では、媒体の圧力を変化させる圧力可変手段（ポンプ）３を備える。そして、この圧力可変手段３が媒体を加圧して吸着発熱２１１、２２１に吸着させる或いは媒体を減圧して吸着発熱剤２１１、２２１から脱離させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両用空調装置に関し、さらに詳しくは、吸着発熱剤にて媒体を着脱するための装置構成を簡素化できる車両用空調装置に関する。

近年の車両用空調装置では、吸着発熱剤に媒体（水）を吸着させて発熱させることにより暖房を行う構成、および、内燃機関の冷却水を用いて吸着発熱剤を加熱することにより媒体の蒸気潜熱を利用して冷房を行う構成が採用されている。

かかる構成を採用する従来の車両用空調装置として、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の車両用空調装置は、走行用の駆動力を発生する水冷式の内燃機関から動力を得て稼動し、車室内に吹き出す空調空気を冷却する第１冷凍機を備える車両用空調装置において、媒体を吸着する際に発熱するとともに、前記内燃機関を冷却する冷却水にて加熱されることにより吸着していた媒体を脱離する吸着剤を有し、前記吸着剤が発生する吸着熱を利用して空調空気を加熱するとともに、媒体の蒸発潜熱を利用して空調空気を冷却する吸着式冷凍機を備えることを特徴とする。

特開２００５−２１２７３５号公報

しかしながら、従来の車両用空調装置は、冷房運転時にて冷却水や排気熱などの熱により吸着発熱剤を加熱して吸熱作用を発生させるため、その装置構成が複雑になるという課題がある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、吸着発熱剤にて媒体を着脱するための装置構成を簡素化できる車両用空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる車両用空調装置は、媒体の吸着により発熱すると共に媒体の脱離により吸熱する吸着発熱剤を備え、前記吸着発熱剤の発熱作用により空調空気を加温する或いは前記吸着発熱剤の吸熱作用により空調空気を冷却する車両用空調装置であって、媒体の圧力を変化させる圧力可変手段を備え、且つ、前記圧力可変手段が媒体を加圧して前記吸着発熱剤に吸着させる或いは媒体を減圧して前記吸着発熱剤から脱離させることを特徴とする。

この車両用空調装置では、媒体の圧力変化を利用して媒体の着脱が行われるので、吸着発熱剤から媒体を離脱させるときに内燃機関の冷却水や排気熱などが用いられる構成と比較して、装置構成が簡素化される利点がある。また、内燃機関の暖機状況にかかわらず空調運転（特に冷房運転および冷暖房運転）が可能となる利点がある。また、車両用空調装置１の稼働が内燃機関の暖機を妨げないという利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、媒体の吸着により発熱すると共に媒体の脱離により吸熱する吸着発熱剤を備え、前記吸着発熱剤の発熱作用により空調空気を加温する或いは前記吸着発熱剤の吸熱作用により空調空気を冷却する車両用空調装置であって、
媒体を吸引するための吸引手段を備え、且つ、前記吸引手段が前記吸着発熱剤から媒体を吸引して脱離させることを特徴とする。

この車両用空調装置では、吸引手段により吸着発熱剤から媒体を吸引して脱離させるので、吸着発熱剤から媒体を離脱させるときに内燃機関の冷却水や排気熱などが用いられる構成と比較して、装置構成が簡素化される利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、少なくとも一対の前記吸着発熱剤を備えると共に、前記吸着発熱剤にて媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間と他方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間とがずらされて配置される。

この車両用空調装置では、暖房運転時にて、いずれかの吸着発熱剤が媒体を吸着して発熱することにより、空調空気の加温が連続的に行われる。これにより、効率的な暖房運転が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、少なくとも一対の吸着発熱剤を備えると共に、前記吸着発熱剤における媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の前記吸着発熱剤における媒体の脱離期間と他方の前記吸着発熱剤における媒体の脱離期間とがずらされて配置される。

この車両用空調装置では、冷房運転時にて、いずれかの吸着発熱剤が媒体を離脱して吸熱することにより、空調空気の冷却が連続的に行われる。これにより、効率的な冷房運転が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、少なくとも一対の吸着発熱剤を備え、一方の前記吸着発熱剤が媒体を吸着して発熱することにより空調空気を加温すると共に、他方の前記吸着発熱剤が媒体を脱離して吸熱することにより空調空気を冷却し、且つ、加温された空調空気と冷却された空調空気との混合割合が調整されることにより空調空気の温度制御が行われる。

この車両用空調装置では、一方の吸着発熱剤の発熱作用と、他方の吸着発熱剤の冷却作用との双方が用いられて空調空気の温度制御が行われる。これにより、冷暖房運転が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、加温された前記空調空気と冷却された前記空調空気との混合割合を調整するための混合割合調整手段と、混合された前記空調空気の状態を検出する状態センサとを備え、且つ、前記状態センサの出力に応じて前記混合割合調整手段が駆動されて空調空気の温度制御が行われる。

この車両用空調装置では、状態センサにより空調空気の温度が検出され、その検出結果を用いて温風と冷風との混合割合が調整される。これにより、空調空気の温度制御が適正に行われる利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、前記吸着発熱剤にて媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間と他方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間とがずらされて配置される。

この車両用空調装置では、一方の吸着発熱剤が発熱（吸熱）するときに他方の吸着発熱剤が吸熱（発熱）することにより、上記のような空調空気の温度制御が可能となる。また、各吸着発熱剤の発熱行程と吸熱行程とが交互かつ繰り返し行われることにより、吸着発熱剤が交互に再生される（次の発熱行程あるいは吸熱行程を行い得る状態に戻される）。これにより、連続的な冷暖房運転が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる車両用空調装置は、複数の前記吸着発熱剤の間で媒体を循環させる媒体循環構造を有する。

この車両用空調装置は、吸着発熱剤間にて媒体が循環することにより、媒体が効率的に活用される。これにより、装置の運転効率が向上する利点がある。

この発明にかかる車両用空調装置では、媒体の圧力変化を利用して媒体の着脱が行われるので、吸着発熱剤の再生にあたり内燃機関の冷却水や排気熱などが用いられる構成と比較して、装置構成が簡素化される利点がある。また、内燃機関の暖機状況にかかわらず空調運転（特に冷房運転および冷暖房運転）が可能となる利点がある。また、車両用空調装置１の稼働が内燃機関の暖機を妨げないという利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかる車両用空調装置を示す構成図である。図２および図３は、図１に記載した車両用空調装置の暖房運転時の作用を示す説明図である。図４および図５は、図１に記載した車両用空調装置の冷房運転時の作用を示す説明図である。図６および図７は、図１に記載した車両用空調装置の冷暖房運転時の作用を示す説明図である。

［車両用空調装置］
この車両用空調装置１は、車両に設置されて車室内の空気を調和する装置である（図１参照）。この車両用空調装置１は、暖房運転モード、冷房運転モードおよび冷暖房運転モードを選択的に有する。これらの運転モードは、車両の運転席に設置された操作スイッチ（図示省略）を用いて切り替えられる。

車両用空調装置１は、第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２と、ポンプ３と、供給側切替バルブ４１および回収側切替バルブ４２とを有し、これらが配管５１、５２を介して接続される（図１参照）。具体的には、ポンプ３と第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２とが供給側配管５１を介してそれぞれ接続される。また、供給側配管５１上に供給側切替バルブ４１が配置される。この供給側切替バルブ４１は、例えば、三方弁により構成される。この供給側切替バルブ４１の操作により、ポンプ３と第一ヒータコア２１との接続、ならびに、ポンプ３と第二ヒータコア２２との接続が選択的に切り替えられる。また、ポンプ３と第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２とが回収側配管５２を介してそれぞれ接続される。また、回収側配管５２上に回収側切替バルブ４２が配置される。この回収側切替バルブ４２は、例えば、三方弁により構成される。この回収側切替バルブ４２の操作により、ポンプ３と第一ヒータコア２１との接続、ならびに、ポンプ３と第二ヒータコア２２との接続が選択的に切り替えられる。

また、第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２は、吸着発熱剤２１１、２２１をそれぞれ有する（図１参照）。この吸着発熱剤２１１、２２１は、例えば、活性炭、シリカ、アルミナあるいはゼオライトにより構成され、媒体の吸着により発熱し、また、媒体の脱離により吸熱する特性を有する。また、吸着発熱剤２１１、２２１は、第一ヒータコア２１あるいは第二ヒータコア２２内に設けられた媒体の流路上に配置される。なお、媒体には、例えば、水、不凍液などが用いられる。

また、第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２は、空調空気の通路（以下、空気通路という。）Ｒ上に配置される（図１参照）。この空気通路Ｒには、第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２の上流側にブロアファン６が配置される。このブロアファン６により、空気通路Ｒの空調空気が送られて車室内（吹き出し口）に供給される。また、空気通路Ｒは、途中で二股に分岐されている。そして、一方の空気通路Ｒ１に第一ヒータコア２１が配置され、他方の空気通路Ｒ２に第二ヒータコア２２が配置される。また、これらの空気通路Ｒ１、Ｒ２は、車室内への吹き出し口の手前にて合流する。この空気通路Ｒ１、Ｒ２の合流地点には、各空気通路Ｒ１、Ｒ２の開度を調整する風路切替バルブ７が設けられる。この風路切替バルブ７は、可動式のフィンにより構成され、その傾斜角度を変化させることにより各空気通路Ｒ１、Ｒ２の開度を調整する。例えば、一方の空気通路Ｒ２（Ｒ１）が閉止されて他方の空気通路Ｒ１（Ｒ２）のみが開放されている状態では、この他方の空気通路Ｒ１（Ｒ２）を通過した空調空気のみが車室内に供給される（図２参照）。また、双方の空気通路Ｒ１、Ｒ２が開放されている状態では、各空気通路Ｒ１、Ｒ２を通過した空調空気が混合されて車室内に供給される。このとき、空気通路Ｒ１側の空調空気と空気通路Ｒ２側の空調空気との混合割合が風路切替バルブ７の傾斜角度により調整される。

また、第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２には、各吸着発熱剤２１１、２２１の温度を検出するための温度センサ８１、８２が配置される（図１参照）。これらの温度センサ８１、８２の出力に基づいて、供給側切替バルブ４１の開閉方向および回収側切替バルブ４２の開閉方向が制御される。また、空気通路Ｒには、空調空気の温度を検出するための温度センサ８３が配置される。この温度センサ８３の出力に基づいて、風路切替バルブ７の開度が制御される。なお、これらの制御は、例えば、内燃機関のＥＣＵ（Engine Control Unit）により行われる。

［暖房運転モード］
暖房運転モードでは、まず、供給側切替バルブ４１が操作されて第一ヒータコア２１側の供給側配管５１が開放され、ポンプ３と第一ヒータコア２１の入口とが接続される（図２参照）。また、回収側切替バルブ４２が操作されて第二ヒータコア２２側の回収側配管５２が開放され、ポンプ３と第二ヒータコア２２の出口とが接続される。また、これらにより、第一ヒータコア２１の出口および第二ヒータコア２２の入口が閉止される。また、風路切替バルブ７が操作されて、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１が開放され、また、第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２が閉止される。このため、ブロアファン６が回転すると、空調空気が第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１を通過して車室内に供給される。

この状態では、ポンプ３が駆動されると、加圧された媒体が供給側配管５１を介して第一ヒータコア２１に供給される（図２参照）。そして、第一ヒータコア２１内の圧力が上昇して、第一吸着発熱剤２１１に媒体が吸着する。そして、第一吸着発熱剤２１１の細胞に媒体が入り込んで液化し、その吸着熱により第一ヒータコア２１（第一吸着発熱剤２１１）が発熱する。そして、この第一ヒータコア２１と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ１の空調空気が加温される。これにより、空調空気が温風となり、この温風が車室内に供給されることにより、車室内の暖房が行われる。

一方、この状態では、供給側切替バルブ４１が第二ヒータコア２２側の供給側配管５１を閉止しているので、供給側配管５１内の媒体が第二ヒータコア２２内に流入しない（図２参照）。また、回収側切替バルブ４２が第二ヒータコア２２側の回収側配管５２を開放しているので、第二ヒータコア２２内の媒体がポンプ３により吸引されて回収される。このとき、第二ヒータコア２２内では、媒体が吸引されることにより、第二吸着発熱剤２２１の細胞内に入っていた媒体が気化する。これにより、第二吸着発熱剤２２１から媒体が脱離して、第二吸着発熱剤２２１が発熱可能な状態に再生される。

次に、第一吸着発熱剤２１１に媒体が吸着して飽和状態となると（第二吸着発熱剤２２１から媒体が脱離して第二吸着発熱剤２２１が再生すると）、供給側切替バルブ４１の開閉状態が切り替えられて、ポンプ３と第二ヒータコア２２の入口とが供給側配管５１を介して接続される（図３参照）。また、回収側切替バルブ４２の開閉状態が切り替えられて、ポンプ３と第一ヒータコア２１の出口とが回収側配管５２を介して接続される。また、これらにより、第一ヒータコア２１の入口および第二ヒータコア２２の出口が閉止される。また、風路切替バルブ７の開度操作が行われて、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１が閉止され、また、第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２が開放される。このため、ブロアファン６が回転すると、空調空気が第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２を通過して車室内に供給される。なお、第一吸着発熱剤２１１における媒体の吸着状態の判断（第二吸着発熱剤２２１の再生状態の判断）は、第一ヒータコア２１（第二ヒータコア２２）の温度センサ８１（８２）の出力に基づいて行われる。

この状態では、ポンプ３が駆動されると、加圧された媒体が供給側配管５１を介して第二ヒータコア２２に供給される（図３参照）。そして、第二ヒータコア２２内の圧力が上昇して、第二吸着発熱剤２２１に媒体が吸着する。そして、第二吸着発熱剤２２１の細胞に媒体が入り込んで液化し、その吸着熱により第二ヒータコア２２（第二吸着発熱剤２２１）が発熱する。そして、この第二ヒータコア２２と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ２の空調空気が加温される。これにより、空調空気が温風となり、この温風が車室内に供給されることにより、車室内の暖房が行われる。

一方、この状態では、供給側切替バルブ４１が第一ヒータコア２１側の供給側配管５１を閉止しているので、供給側配管５１内の媒体が第一ヒータコア２１内に流入しない（図３参照）。また、回収側切替バルブ４２が第一ヒータコア２１側の回収側配管５２を開放しているので、第一ヒータコア２１内の媒体がポンプ３により吸引されて回収される。このとき、第一ヒータコア２１内では、媒体が吸引されることにより、第一吸着発熱剤２１１の細胞内に入っていた媒体が気化する。これにより、第一吸着発熱剤２１１から媒体が脱離して、第一吸着発熱剤２１１が発熱可能な状態に再生される。

そして、第二吸着発熱剤２２１に媒体が吸着して飽和状態となると（第一吸着発熱剤２１１から媒体が脱離して第一吸着発熱剤２１１が再生すると）、再び、供給側切替バルブ４１および回収側切替バルブ４２の開閉状態が切り替えられ、また、風路切替バルブ７の開度が切り替えられて、上記の作用が繰り返される。これにより、第一吸着発熱剤２１１および第二吸着発熱剤２２１が発熱および再生（媒体の吸着および脱離）を交互に繰り返し、また、第一ヒータコア２１側からの温風と第二ヒータコア２２側からの温風とが交互に車室内に供給される。これにより、連続的な暖房運転が行われる。

［冷房運転モード］
冷房運転モードでは、まず、供給側切替バルブ４１が操作されて第一ヒータコア２１側の供給側配管５１が開放され、ポンプ３と第一ヒータコア２１の入口とが接続される（図４参照）。また、回収側切替バルブ４２が操作されて第二ヒータコア２２側の回収側配管５２が開放され、ポンプ３と第二ヒータコア２２の出口とが接続される。また、これらにより、第一ヒータコア２１の出口および第二ヒータコア２２の入口が閉止される。また、風路切替バルブ７が操作されて、第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２が開放され、また、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１が閉止される。このため、ブロアファン６が回転すると、空調空気が第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２を通過して車室内に供給される。

この状態では、ポンプ３が駆動されると、第二ヒータコア２２内の媒体が回収側配管５２を介して吸引される（図４参照）。すると、第二ヒータコア２２内の圧力が減少して、第二吸着発熱剤２２１の細胞内に入っていた媒体が気化する。すると、媒体の吸熱作用により第二ヒータコア２２（第二吸着発熱剤２２１）が冷却される。そして、第二ヒータコア２２と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ２の空調空気が冷却される。これにより、空調空気が冷風となり、この冷風が車室内に供給されることにより、車室内の冷房が行われる。

一方、この状態では、供給側切替バルブ４１が第一ヒータコア２１側の供給側配管５１を開放しているので、媒体が供給側配管５１を介して第一ヒータコア２１に供給される（図４参照）。すると、この媒体が第一ヒータコア２１の第一吸着発熱剤２１１に吸着して、第一吸着発熱剤２１１が吸熱可能な状態に再生される。

次に、第二吸着発熱剤２２１から媒体が十分に脱離すると（第一吸着発熱剤２１１に媒体が吸着して第一吸着発熱剤２１１が再生すると）、供給側切替バルブ４１の開閉状態が切り替えられて、ポンプ３と第二ヒータコア２２の入口とが供給側配管５１を介して接続される（図５参照）。また、回収側切替バルブ４２の開閉状態が切り替えられて、ポンプ３と第一ヒータコア２１の出口とが回収側配管５２を介して接続される。また、これらにより、第一ヒータコア２１の入口および第二ヒータコア２２の出口が閉止される。また、風路切替バルブ７の開度操作が行われて、第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２が閉止され、また、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１が開放される。このため、ブロアファン６が回転すると、空調空気が第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１を通過して車室内に供給される。

この状態では、ポンプ３が駆動されると、第一ヒータコア２１内の媒体が回収側配管５２を介して吸引される（図５参照）。すると、第一ヒータコア２１内の圧力が減少して、第一吸着発熱剤２１１の細胞内に入っていた媒体が気化する。すると、媒体の吸熱作用により第一ヒータコア２１（第一吸着発熱剤２１１）が冷却される。そして、第一ヒータコア２１と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ１の空調空気が冷却される。これにより、空調空気が冷風となり、この冷風が車室内に供給されることにより、車室内の冷房が行われる。

一方、この状態では、供給側切替バルブ４１が第二ヒータコア２２側の供給側配管５１を開放しているので、媒体が供給側配管５１を介して第二ヒータコア２２に供給される（図５参照）。すると、この媒体が第二ヒータコア２２の第二吸着発熱剤２２１に吸着して、第二吸着発熱剤２２１が吸熱可能な状態に再生される。

そして、第二吸着発熱剤２２１から媒体が十分に脱離すると（第一吸着発熱剤２１１に媒体が吸着して再生すると）、再び、供給側切替バルブ４１および回収側切替バルブ４２の開閉状態が切り替えられ、また、風路切替バルブ７の開度が切り替えられて、上記の作用が繰り返される。これにより、第二吸着発熱剤２２１および第一吸着発熱剤２１１が吸熱および再生を交互に繰り返し、また、第二ヒータコア２２側からの冷風と第一ヒータコア２１側からの冷風とが交互に車室内に供給される。これにより、連続的な冷房運転が行われる。

［冷暖房運転モード］
冷暖房運転モードでは、まず、供給側切替バルブ４１が操作されて第一ヒータコア２１側の供給側配管５１が開放され、ポンプ３と第一ヒータコア２１の入口とが接続される（図６参照）。また、回収側切替バルブ４２が操作されて第二ヒータコア２２側の回収側配管５２が開放され、ポンプ３と第二ヒータコア２２の出口とが接続される。また、これらにより、第一ヒータコア２１の出口および第二ヒータコア２２の入口が閉止された状態にある。また、風路切替バルブ７（稼働フィンの傾斜角度）が操作されて、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１の開度および第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２の開度が調整される。すなわち、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１および第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２の双方が開通する。このため、ブロアファン６が回転すると、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１を通過した空調空気と第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２を通過した空調空気とが混合されて車室内に供給される。

この状態では、ポンプ３が駆動されると、加圧された媒体が供給側配管５１を介して第一ヒータコア２１に供給される（図６参照）。そして、第一ヒータコア２１内の圧力が上昇して、第一吸着発熱剤２１１に媒体が吸着する。そして、第一吸着発熱剤２１１の細胞に媒体が入り込んで液化し、その吸着熱により第一ヒータコア２１（第一吸着発熱剤２１１）が発熱する。そして、この第一ヒータコア２１と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ１の空調空気が加温される。これにより、空気通路Ｒ１の空調空気が温風となる。

また、この状態では、ポンプ３が駆動されると、第二ヒータコア２２内の媒体が回収側配管５２を介して吸引される（図６参照）。すると、第二ヒータコア２２内の圧力が減少して、第二吸着発熱剤２２１の細胞内に入っていた媒体が気化する。すると、媒体の吸熱作用により第二ヒータコア２２（第二吸着発熱剤２２１）が冷却される。そして、第二ヒータコア２２と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ２の空調空気が冷却される。これにより、空気通路Ｒ２の空調空気が冷風となる。

また、風路切替バルブ７の開度が制御されて、空気通路Ｒ１を通過する空調空気（温風）の流量と空気通路Ｒ２を通過する空調空気（冷風）の流量との割合が調整される（図６参照）。そして、空気通路Ｒ１の空調空気と空気通路Ｒ２の空調空気とが所定の割合で混合されて、車室内に供給される。これにより、設定温度に制御された空調空気が車室内に供給されて、車室内の冷暖房が行われる。なお、風路切替バルブ７の開度は、空気通路Ｒに設置された温度センサ８３の出力に基づいて制御される。

例えば、図６では、空気通路Ｒ１の空調空気（温風）の流量が空気通路Ｒ２の空調空気（冷風）の流量よりも多くなるように、風路切替バルブ７の開度が調整されている。そして、空調空気の温度（温度センサ８３の出力）が設定温度よりも高くなると、風路切替バルブ７（可動フィン）の傾斜角度が温風を供給する空気通路Ｒ１側に変化する。逆に、空調空気の温度が設定温度よりも低くなると、風路切替バルブ７の傾斜角度が冷風を供給する空気通路Ｒ２側に変化させる。また、風路切替バルブ７の傾斜角度を最大値あるいは最小値とすることにより、温風側の空気通路Ｒ１あるいは冷風側の空気通路Ｒ２を閉止（一方の空気通路Ｒ２、Ｒ１のみを開放）することも可能である。

次に、第一吸着発熱剤２１１に媒体が吸着して飽和状態となると（第二吸着発熱剤２２１から媒体が十分に脱離すると）、供給側切替バルブ４１の開閉状態が切り替えられて、ポンプ３と第二ヒータコア２２の入口とが供給側配管５１を介して接続される（図７参照）。また、回収側切替バルブ４２の開閉状態が切り替えられて、ポンプ３と第一ヒータコア２１の出口とが回収側配管５２を介して接続される。また、これらにより、第一ヒータコア２１の入口および第二ヒータコア２２の出口が閉止される。また、風路切替バルブ７が操作されて、第一ヒータコア２１側の空気通路Ｒ１の開度および第二ヒータコア２２側の空気通路Ｒ２の開度が再調整される。

この状態では、ポンプ３が駆動されると、第一ヒータコア２１内の媒体が回収側配管５２を介して吸引される（図７参照）。すると、第一ヒータコア２１内の圧力が減少して、第一吸着発熱剤２１１の細胞内に入っていた媒体が気化する。すると、媒体の吸熱作用により第一ヒータコア２１（第一吸着発熱剤２１１）が冷却される。そして、第一ヒータコア２１と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ１の空調空気が冷却される。これにより、空気通路Ｒ１の空調空気が冷風となる。

また、この状態では、ポンプ３が駆動されると、加圧された媒体が供給側配管５１を介して第二ヒータコア２２に供給される（図７参照）。そして、第二ヒータコア２２内の圧力が上昇して、第二吸着発熱剤２２１に媒体が吸着する。そして、第二吸着発熱剤２２１の細胞に媒体が入り込んで液化し、その吸着熱により第二ヒータコア２２（第二吸着発熱剤２２１）が発熱する。そして、この第二ヒータコア２２と空調空気との間で熱交換が行われて、空気通路Ｒ２の空調空気が加温される。これにより、空気通路Ｒ２の空調空気が温風となる。

また、風路切替バルブ７の開度が制御されて、空気通路Ｒ１を通過する空調空気（冷風）の流量と空気通路Ｒ２を通過する空調空気（温風）の流量との割合が調整される（図７参照）。そして、空気通路Ｒ１の空調空気と空気通路Ｒ２の空調空気とが所定の割合で混合されて、車室内に供給される。これにより、設定温度に制御された空調空気が車室内に供給されて、車室内の冷暖房が行われる。なお、風路切替バルブ７の開度は、空気通路Ｒに設置された温度センサ８３の出力に基づいて制御される。

［効果］
以上説明したように、この車両用空調装置１では、媒体の圧力を変化させる圧力可変手段（例えば、ポンプ３）が設けられ、この圧力可変手段が媒体を加圧して吸着発熱剤２１１、２２１に吸着させる或いは媒体を減圧して吸着発熱剤２１１、２２１から脱離させる（図２参照）。すなわち、媒体の圧力変化を利用して、吸着発熱剤２１１、２２１に対する媒体の着脱（吸着あるいは脱離）が行われる。

かかる構成では、媒体の圧力変化を利用して媒体の着脱が行われるので、吸着発熱剤の再生にあたり内燃機関の冷却水や排気熱などが用いられる構成と比較して、装置構成が簡素化される利点がある。また、内燃機関の暖機状況にかかわらず空調運転（特に冷房運転および冷暖房運転）が可能となる利点がある。また、車両用空調装置１の稼働が内燃機関の暖機を妨げないという利点がある。例えば、内燃機関の冷却水の熱を用いて吸着発熱剤を再生させる構成では、冷却水と吸着発熱剤との熱交換により冷却水の温度が低下するため、内燃機関の暖機の妨げとなる。また、吸着発熱剤が加熱されるため、吸着発熱剤（特に活性炭など）の劣化が促進されるおそれがある。

また、この車両用空調装置１では、媒体を吸引するための吸引手段（例えば、ポンプ３）が設置され、この吸引手段が吸着発熱剤２１１、２２１から媒体を吸引して脱離させることにより、吸着発熱剤２１１、２２１の吸熱作用が発揮されて空調空気が冷却される。

かかる構成では、吸引手段により吸着発熱剤２１１、２２１から媒体を吸引して脱離させるので、吸着発熱剤から媒体を離脱させるときに内燃機関の冷却水や排気熱などが用いられる構成と比較して、装置構成が簡素化される利点がある。また、内燃機関の暖機状況にかかわらず冷房運転および冷暖房運転が可能となる利点がある。また、車両用空調装置１の稼働が内燃機関の暖機を妨げないという利点がある。例えば、内燃機関の冷却水の熱を用いて吸着発熱剤を再生させる構成では、冷却水と吸着発熱剤との熱交換により冷却水の温度が低下して、内燃機関の暖機の妨げとなる。また、吸着発熱剤が加熱されるため、吸着発熱剤（特に活性炭など）の劣化が促進されるおそれがある。

［付加的事項１］
また、この車両用空調装置１では、少なくとも一対の吸着発熱剤２１１、２２１が設けられ、これらの吸着発熱剤２１１、２２１にて媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）における媒体の吸着期間と他方の吸着発熱剤２２１（２１１）における媒体の吸着期間とがずらされて配置されることが好ましい（図２および図３参照）。すなわち、複数の吸着発熱剤２１１、２２１のそれぞれにおいて、媒体の吸着による発熱行程と媒体の脱離による吸熱行程とが交互かつ繰り返し行われる。そして、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）の発熱行程と他方の吸着発熱剤２２１（２１１）の発熱行程とが異なる時期に行われる。

かかる構成では、暖房運転時にて、いずれかの吸着発熱剤２１１、２２１が媒体を吸着して発熱することにより、空調空気の加温が連続的に行われる。これにより、効率的な暖房運転が可能となる利点がある。例えば、単一の吸着発熱剤のみが媒体の吸着による発熱行程と媒体の脱離による吸熱行程とを交互に繰り返す構成では、その吸熱行程時にて空調空気の加温が中断される。このため、空調空気の加温効率が悪化するおそれがある。

例えば、この実施例では、上記のように一対の吸着発熱剤２１１、２２１が設けられている（図２および図３参照）。そして、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）にて媒体の吸着が行われているときに、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）にて媒体の脱離（再生）が行われている。したがって、暖房運転時には、いずれか一方の吸着発熱剤２１１（２２１）が媒体を吸着して発熱している。そして、発熱している方の吸着発熱剤２１１（２２１）と空調空気とが熱交換を行うように、風路切替バルブ７が操作されて空調空気の流路（空気通路Ｒ１（Ｒ２））が選択されている。これにより、暖房運転時にて空調空気の加温が連続的に行われている。

同様に、この車両用空調装置１では、少なくとも一対の吸着発熱剤２１１、２２１が設けられ、これらの吸着発熱剤２１１、２２１における媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）における媒体の脱離期間と他方の吸着発熱剤２２１（２１１）における媒体の脱離期間とがずらされて配置されることが好ましい（図４および図５参照）。すなわち、複数の吸着発熱剤２１１、２２１のそれぞれにおいて、媒体の吸着による発熱行程と媒体の脱離による吸熱行程とが交互かつ繰り返し行われる。そして、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）の吸熱行程と他方の吸着発熱剤２２１（２１１）の吸熱行程とが異なる時期に行われる。

かかる構成では、冷房運転時にて、いずれかの吸着発熱剤２１１、２２１が媒体を離脱して吸熱することにより、空調空気の冷却が連続的に行われる。これにより、効率的な冷房運転が可能となる利点がある。例えば、単一の吸着発熱剤が媒体の吸着による発熱行程と媒体の脱離による吸熱行程とを交互に繰り返す構成では、その発熱行程時にて空調空気の冷却が中断される。このため、空調空気の冷却効率が悪化するおそれがある。

例えば、この実施例では、上記のように一対の吸着発熱剤２１１、２２１が設けられている（図４および図５参照）。そして、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）にて媒体の脱離が行われているときに、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）にて媒体の吸着（再生）が行われている。したがって、冷房運転時には、いずれか一方の吸着発熱剤２１１（２２１）が媒体を脱離して吸熱している。そして、吸熱している方の吸着発熱剤２１１（２２１）と空調空気とが熱交換を行うように、風路切替バルブ７が操作されて空調空気の流路（空気通路Ｒ１（Ｒ２））が選択されている。これにより、冷房運転時にて空調空気の冷却が連続的に行われている。

［付加的事項２］
また、この車両用空調装置１では、少なくとも一対の吸着発熱剤２１１、２２１が設けられ、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）が媒体を吸着して空調空気を加温すると共に、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）が媒体を脱離して空調空気を冷却し、且つ、加温された空調空気と冷却された空調空気との混合割合が調整されることにより空調空気の温度制御が行われることが好ましい（図６および図７参照）。すなわち、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）の発熱作用と、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）の冷却作用との双方が用いられて空調空気の温度制御が行われる。これにより、冷暖房運転が可能となる利点がある。

例えば、この実施例では、空気通路Ｒが中途で二股に分岐されており、各空気通路Ｒ１、Ｒ２に吸着発熱剤２１１、２２１がそれぞれ配置されている（図６および図７参照）。そして、一方の空気通路Ｒ１では、空調空気が吸着発熱剤２１１（２２１）により加温されて温風となり、他方の空気通路Ｒ２では、空調空気が吸着発熱剤２２１（２１１）により冷却されて冷風となる。そして、これらの温風と冷風とが空気通路Ｒの下流にて混合され、且つ、温風と冷風との混合割合が風路切替バルブ７の操作により調整される。これにより、空調空気の温度制御が行われている。

また、上記の構成では、加温された空調空気と冷却された空調空気との混合割合を調整するための混合割合調整手段（風路切替バルブ７）と、混合された空調空気の温度を検出する状態センサ（温度センサ８３）とが設けられ、且つ、状態センサ８３の出力に基づいて混合割合調整手段７が駆動されて空調空気の温度制御が行われることが好ましい（図６および図７参照）。すなわち、状態センサ８３により空調空気の温度が検出され、その検出結果を用いて温風と冷風との混合割合が調整される。これにより、空調空気の温度制御が適正に行われる利点がある。

例えば、この実施例では、空調空気の状態を検出する状態センサとして、温度センサ８３が採用されている（図６および図７参照）。また、この温度センサ８３が、温風が通る空気通路Ｒ１（Ｒ２）と冷風が通る空気通路Ｒ２（Ｒ１）との合流地点に配置されている。そして、この温度センサ８３の出力に応じて温風と冷風との混合割合が調整されている。また、温風と冷風との混合割合が、温風側の空気通路Ｒ１（Ｒ２）の開口面積と冷風側の空気通路Ｒ２（Ｒ１）の開口面積とを調整するための風路切替バルブ７（混合割合調整手段）により行われている。この風路切替バルブ７により、空気通路Ｒ１（Ｒ２）を通過する温風の流量と、空気通路Ｒ２（Ｒ１）を通過する冷風の流量とが調整されて、空調空気の温度制御が行われている。

なお、この実施例では、上記のように、温度センサ８３が空調空気の状態を検出するための状態センサとして採用されている。しかし、これに限らず、空調空気の湿度を検出する湿度センサ、空調空気の圧力を検出する圧力センサなどが状態センサとして採用されても良い。かかる構成としても、状態センサの出力に基づいて空調空気の温度制御を適正に行い得る。

また、上記の構成では、各吸着発熱剤２１１、２２１にて媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）における媒体の吸着期間と、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）における媒体の吸着期間とがずらされて配置されることが好ましい（図６および図７参照）。すなわち、複数の吸着発熱剤２１１、２２１のそれぞれにおいて、媒体の吸着による発熱行程と媒体の脱離による吸熱行程とが交互かつ繰り返し行われる。そして、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）の発熱行程（吸熱行程）と他方の吸着発熱剤２２１（２１１）の吸熱行程（発熱行程）とが同時期に行われる。

かかる構成では、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）が発熱（吸熱）するときに他方の吸着発熱剤２２１（２１１）が吸熱（発熱）することにより、上記のような空調空気の温度制御が可能となる。また、各吸着発熱剤２１１、２２１の発熱行程と吸熱行程とが交互かつ繰り返し行われることにより、吸着発熱剤２１１、２２１が交互に再生される（次の発熱行程あるいは吸熱行程を行い得る状態に戻される）。これにより、連続的な冷暖房運転が可能となる利点がある。

例えば、この実施例では、上記のように一対の吸着発熱剤２１１、２２１が設けられている（図６および図７参照）。そして、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）にて媒体の吸着が行われているときに、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）にて媒体の脱離（吸着発熱剤２２１（２１１）の再生）が行われている。したがって、冷暖房運転時には、一方の吸着発熱剤２１１（２２１）が媒体を吸着して発熱し、他方の吸着発熱剤２２１（２１１）が媒体を脱離して吸熱している。そして、各吸着発熱剤２１１、２２１の発熱行程と吸熱行程とが一定期間毎に反転されている。これにより、吸着発熱剤２１１、２２１の再生が交互に行われて、連続的な冷暖房運転が実現されている。

［付加的事項３］
また、この車両用空調装置１は、複数の吸着発熱剤２１１、２２１の間で媒体を循環させる媒体循環構造３、４１、４２、５１、５２を有することが好ましい（図１参照）。かかる構成では、吸着発熱剤２１１、２２１間にて媒体が循環することにより、媒体が効率的に活用される。これにより、装置の運転効率が向上する利点がある。

例えば、この実施例では、第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２が、ポンプ３と供給側切替バルブ４１および回収側切替バルブ４２と配管５１、５２とを介して接続されている。そして、ポンプ３の駆動と供給側切替バルブ４１および回収側切替バルブ４２の操作とによって、媒体が第一ヒータコア２１および第二ヒータコア２２間を適正に循環する。

以上のように、この発明にかかる車両用空調装置は、吸着発熱剤にて媒体を着脱するための装置構成を簡素化できる点で有用である。

この発明の実施例にかかる車両用空調装置を示す構成図である。 図１に記載した車両用空調装置の暖房運転時の作用を示す説明図である。 図１に記載した車両用空調装置の暖房運転時の作用を示す説明図である。 図１に記載した車両用空調装置の冷房運転時の作用を示す説明図である。 図１に記載した車両用空調装置の冷房運転時の作用を示す説明図である。 図１に記載した車両用空調装置の冷暖房運転時の作用を示す説明図である。 図１に記載した車両用空調装置の冷暖房運転時の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ 車両用空調装置
２１ 第一ヒータコア
２２ 第二ヒータコア
３ ポンプ
４１ 供給側切替バルブ
４２ 回収側切替バルブ
５１ 供給側配管
５２ 回収側配管
６ ブロアファン
７ 風路切替バルブ
８１〜８３ 温度センサ
２１１ 第一吸着発熱剤
２２１ 第二吸着発熱剤

Claims (8)

1. 媒体の吸着により発熱すると共に媒体の脱離により吸熱する吸着発熱剤を備え、前記吸着発熱剤の発熱作用により空調空気を加温する或いは前記吸着発熱剤の吸熱作用により空調空気を冷却する車両用空調装置であって、
   媒体の圧力を変化させる圧力可変手段を備え、且つ、前記圧力可変手段が媒体を加圧して前記吸着発熱剤に吸着させる或いは媒体を減圧して前記吸着発熱剤から脱離させることを特徴とする車両用空調装置。
2. 媒体の吸着により発熱すると共に媒体の脱離により吸熱する吸着発熱剤を備え、前記吸着発熱剤の発熱作用により空調空気を加温する或いは前記吸着発熱剤の吸熱作用により空調空気を冷却する車両用空調装置であって、
   媒体を吸引するための吸引手段を備え、且つ、前記吸引手段が前記吸着発熱剤から媒体を吸引して脱離させることを特徴とする車両用空調装置。
3. 少なくとも一対の前記吸着発熱剤を備えると共に、前記吸着発熱剤にて媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間と他方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間とがずらされて配置される請求項１または２に記載の車両用空調装置。
4. 少なくとも一対の吸着発熱剤を備えると共に、前記吸着発熱剤における媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の前記吸着発熱剤における媒体の脱離期間と他方の前記吸着発熱剤における媒体の脱離期間とがずらされて配置される請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
5. 少なくとも一対の吸着発熱剤を備え、一方の前記吸着発熱剤が媒体を吸着して発熱することにより空調空気を加温すると共に、他方の前記吸着発熱剤が媒体を脱離して吸熱することにより空調空気を冷却し、且つ、加温された空調空気と冷却された空調空気との混合割合が調整されることにより空調空気の温度制御が行われる請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両用空調装置。
6. 加温された前記空調空気と冷却された前記空調空気との混合割合を調整するための混合割合調整手段と、混合された前記空調空気の状態を検出する状態センサとを備え、且つ、前記状態センサの出力に応じて前記混合割合調整手段が駆動されて空調空気の温度制御が行われる請求項５に記載の車両用空調装置。
7. 前記吸着発熱剤にて媒体の吸着および脱離が交互に繰り返され、且つ、一方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間と他方の前記吸着発熱剤における媒体の吸着期間とがずらされて配置される請求項５または６に記載の車両用空調装置。
8. 複数の前記吸着発熱剤の間で媒体を循環させる媒体循環構造を有する請求項１〜７のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

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