JP2018192893A

JP2018192893A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2018192893A
Application number: JP2017097792A
Authority: JP
Inventors: 秀雄土屋; Hideo Tsuchiya
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2018-12-06

Abstract

【課題】車両用空調装置において空調ケースからの空気を利用して効率的に発電を行う。【解決手段】車両用空調装置１０の空調ケース１４には、エバポレータ１８の下流側に空気導入管３２が接続され、該空気導入管３２の途中には発電体３４が設けられる。発電体３４は、熱電材料の外側となる外周通路４２に空調ケース１４からの空気が流通し、該熱電材料の内側となる内周通路４０には内燃機関２４からヒータコア２０へと供給される温水が供給されることで、車両用空調装置１０の送風モードに関わらず、低温の空気と高温な温水との温度差を利用して効率的に発電を行うことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、空調ケース内に設けられた発電素子を利用して発電することが可能な車両用空調装置に関する。

従来から、車両に搭載される車両用空調装置において、内部を流れる冷風と温風との温度差を利用して発電可能な熱電素子を備えたものが知られている。このような車両用空調装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、空調ユニットの内部において、エバポレータとヒータコアとの間となるエアミックスチャンバースペースに熱電素子が設けられ、この熱電素子には、一方の面にヒータコアで加熱された空気が当たり、他方の面にエバポレータで冷却された空気が当たるように設けられている。そして、熱電素子では、一方の面に当たる温風と他方の面に当たる冷風との温度差によって発電される。

特開２０１１−２０６３３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に係る車両用空調装置では、エバポレータによる冷風とヒータコアによる温風との温度差を利用して発電しているため、例えば、ヒータコア側への送風が行われない冷房運転時には発電を行うことができず、発電効率が悪いという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、空調ケースからの空気を利用して効率的に発電を行うことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内部に空気の流通する通路を有した空調ケースと、空調ケースの内部に設けられ空気を冷却するエバポレータと、空調ケースの内部に設けられ空気を加熱するヒータコアとを有した車両用空調装置において、
空調ケースには、エバポレータの下流側となる通路に接続され、空調ケースから空気が取り出される導入管を備え、
導入管には、空調ケース内から取り出される空気とヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、車両用空調装置を構成する空調ケースには、エバポレータの下流側となる通路に接続される導入管を備え、この導入管を通じて空調ケースの通路から空気が取り出されると共に、導入管には、空調ケース内から取り出された空気とヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子が設けられている。

従って、車両用空調装置の送風モードに関わらず、エバポレータによって冷却され導入管を流れる空気と温水との温度差を利用して発電素子で安定的に発電を行うことができるため、従来技術に係る車両用空調装置と比較し発電効率を高めることが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、車両用空調装置を構成する空調ケースに、エバポレータの下流側となる通路に接続される導入管を備え、この導入管を通じて空調ケースの通路から空気が取り出されると共に、導入管には、空調ケース内から取り出された空気とヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子を設けることで、車両用空調装置の送風モードに関わらず、エバポレータによって冷却され導入管を流れる空気と温水との温度差を利用して発電素子で安定的に発電を行うことができるため、従来技術に係る車両用空調装置と比較して効率的に発電することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。

本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。

この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、内部に通路１２を有した空調ケース１４を有し、この空調ケース１４の内部には、前記通路１２における上流側（矢印Ａ方向）に送風機１６が設けられ、この送風機１６の下流側（矢印Ｂ方向）にはエバポレータ１８が設けられる。

エバポレータ１８は、その内部に冷媒が循環し、この冷媒と空調ケース１４内の通路１２を流れる空気との間で熱交換を行うことで前記空気を冷却して下流側（矢印Ｂ方向）へと供給する。

また、エバポレータ１８の下流側（矢印Ｂ方向）にはヒータコア２０が配設されると共に、前記エバポレータ１８とヒータコア２０との間には、冷風と温風との混合割合を調整するエアミックスダンパ２２が設けられる。

ヒータコア２０は、内燃機関２４の冷却水回路と一組の配管を介して接続され、一方の配管である供給配管２６を通じて加熱された冷却水（温水）がヒータコア２０の内部へと供給されると共に、内部を循環して冷却された冷却水が排出配管２８を通じてヒータコア２０から再び前記冷却水回路へと戻される。そして、ヒータコア２０では、内部を循環する温水と空調ケース１４内の通路１２を流れる空気との間で熱交換を行うことで前記空気が加熱され下流側へと供給される。

すなわち、供給配管２６には内燃機関２４で加熱された温度の高い温水（冷却水）が流れ、排出配管２８には、ヒータコア２０で熱交換され温度の低下した冷却水が流れることとなる。

エアミックスダンパ２２は、エバポレータ１８の下流側（矢印Ｂ方向）に設けられ、例えば、空調ケース１４に支持された軸部３０を介して回動自在に設けられ、図示しないアクチュエータを介して所定角度だけ回動する。そして、エアミックスダンパ２２が所定範囲内で回動することで、エバポレータ１８で冷却された冷風とヒータコア２０で加熱された温風との混合割合を制御している。

さらに、空調ケース１４には、エバポレータ１８の下流側となる通路１２に空気導入管（導入管）３２が接続されると共に、空気導入管３２の途中には温度差を利用して発電可能な発電体３４が設けられる。

空気導入管３２は、その一端部側となり空調ケース１４と発電体３４とを接続する第１管部３６と、他端部側となり前記発電体３４に接続されると共に大気開放される第２管部３８とを有する。

すなわち、空気導入管３２は、第１管部３６が発電体３４の上流側、第２管部３８が前記発電体３４の下流側となるように設けられる。

発電体３４は、例えば、温度の異なる２種類の流体の温度差を利用して発電可能な熱発電チューブからなり、その中心を通る内周通路４０が内燃機関２４からヒータコア２０へと冷却水の供給される供給配管２６の途中に接続され、該内周通路４０の一端部から他端部に向かって高温の温水が流通する。

一方、発電体３４には、熱電材料で囲まれた内周通路４０の外周側に外周通路４２が形成され、その一端部に空気導入管３２の第１管部３６が接続され、他端部に空気導入管３２の第２管部３８が接続される。そして、空調ケース１４から取り込まれた空気が、第１管部３６から発電体３４の外周通路４２に沿って一端部から他端部へと流れて第２管部３８を経て大気へと排出される。

また、発電体３４には、発電した電気を蓄えるためのバッテリー４４が電気的に接続されている。

本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

図１に示すように、送風機１６の駆動作用下に空調ケース１４内に空気が取り込まれることで該空気が通路１２に沿って下流側（矢印Ｂ方向）へと流れ、エバポレータ１８を通過することで冷媒との間で熱交換が行われて前記空気が冷却される。この冷却された空気がエアミックスダンパ２２の開度状態によって、ヒータコア２０へ供給される空気量と該ヒータコア２０を迂回する空気量との割合が調整される。

そして、通路１２の下流側において、ヒータコア２０を通過した温風と、このヒータコア２０を迂回した冷風とが混合され、所望の温度へと調整のなされた空気が、空調ケース１４に開口した図示しない吹出口から車室内の所望位置へと送風される。

また、エバポレータ１８の下流側において、該エバポレータ１８を通過して冷却された空気（冷風）の一部が、空気導入管３２の第１管部３６から取り込まれ発電体３４の外周通路４２に沿って他端部側へと流れる。この際、発電体３４の内周通路４０を流れる内燃機関２４からの高温の温水と、外周通路４２を流れる低温の空気との温度差に起因した熱エネルギーが電気へと変換され、発電された電気がバッテリー４４へと蓄えられる。

以上のように、本実施の形態では、車両用空調装置１０を構成する空調ケース１４には、エバポレータ１８の下流側に接続された空気導入管３２を備え、該空気導入管３２を介して空調ケース１４から取り出された空気と、内燃機関２４からヒータコア２０へと供給される温水とが内部を流通する発電体３４が設けられる。これにより、発電体３４の内部を流れる空調ケース１４からの冷却された空気（冷風）と温水との温度差を利用して発電を行うことができ、しかも、車両用空調装置１０の送風モードに関わらず安定して発電できるため、例えば、冷房運転時に発電不可であった従来技術に係る車両用空調装置と比較して発電効率を高めることが可能となる。

なお、発電体３４は、上述した熱発電チューブに限定されるものではなく、温度差に基づいて発電可能な熱電変換素子であればよい。

また、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両用空調装置１２…通路
１４…空調ケース１８…エバポレータ
２０…ヒータコア２４…内燃機関
２６…供給配管２８…排出配管
３２…空気導入管３４…発電体
４０…内周通路４２…外周通路
４４…バッテリー

Claims

内部に空気の流通する通路を有した空調ケースと、該空調ケースの内部に設けられ前記空気を冷却するエバポレータと、前記空調ケースの内部に設けられ前記空気を加熱するヒータコアとを有した車両用空調装置において、
前記空調ケースには、前記エバポレータの下流側となる前記通路に接続され、該空調ケースから前記空気が取り出される導入管を備え、
前記導入管には、前記空調ケース内から取り出される空気と前記ヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子が設けられることを特徴とする車両用空調装置。