JP2555197Y2 - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、自動車室内の冷房と
暖房とを行なう自動車用空気調和装置の改良に関し、寒
冷時に自動車室内の暖房を迅速に行なえる様にするもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車室内の暖房、冷房、除湿を行なう
為の自動車用空気調和装置として従来から、例えば実開
昭６２−１５６５１２号公報に示されている様に、空気
冷却用のエバポレータと空気加温用のヒータコアとを組
み合わせた自動車用空気調和装置が広く使用されてい
る。この従来から広く知られた自動車用空気調和装置
は、例えば図３に示す様に構成している。ダクト１の上
流側端部には内気取り入れ口２と外気取り入れ口３とを
設け、両取り入れ口２、３の分岐部に設けた内外気切り
換えドア４により、何れかの取り入れ口２（又は３）
を、上記ダクト１に連通自在としている。上記ダクト１
内で上記内外気切り換えドア４の下流側には、この内外
気切り換えドア４の側から順に、送風機５とエバポレー
タ６とを設けている。そして、このエバポレータ６の下
流側に、ヒータコア７とバイパス通路８とを、互いに並
列に設けている。このヒータコア７とバイパス通路８と
の上流側にはエアミックスドア９を設け、これらヒータ
コア７とバイパス通路８とに流れる空気の割合を調節自
在としている。

【０００３】上記エバポレータ６とヒータコア７とに
は、図４に示す様な回路により、冷媒或は温水を循環自
在として、これらエバポレータ６或はヒータコア７を通
過する空気を冷却或は加温する様にしている。自動車用
空気調和装置の運転時で冷房或は除湿を行なう際に、冷
媒を圧縮するコンプレッサ１０から吐出された高温高圧
の冷媒は、コンデンサ１１を通過する間に空気との間で
熱交換を行なって凝縮液化し、貯液器１２に溜められ
る。この貯液器１２から送り出された冷媒は、膨張弁１
３を通過する事により急激に膨張してから、エバポレー
タ６内に送り込まれ、このエバポレータ６内で蒸発して
から、上記コンプレッサ１０に戻される。液状の冷媒が
エバポレータ６内で蒸発する事により、このエバポレー
タ６の温度が低下する為、このエバポレータ６に空気を
流通させれば、この空気を冷却したり、或は除湿したり
できる。尚、上記膨張弁１３の開度は、エバポレータ６
の出口部分に於ける冷媒温度により調節する。一方、暖
房時には、エンジンのウォータジャケット１４内に貯溜
され、エンジンを冷却する事で温度上昇した冷却水を、
図示しないウォータポンプによりラジエータ１５に送る
他、上記冷却水の一部をヒータコア７に送り込む。この
結果、このヒータコア７の温度が上昇する為、このヒー
タコア７に空気を流通させれば、この空気を加温でき
る。

【０００４】図４に示す様に構成して、自動車室内に吹
き出す空気を冷却或は加温するエバポレータ６及びヒー
タコア７を、図３に示す様にダクト１内に配置した自動
車用空気調和装置は、コンプレッサ１０の運転或は停
止、ヒータコア７への温水の送り込み或は停止、エアミ
ックスドア９の位置調節により、自動車室内を所望の空
気調和状態にできる。例えば、自動車室内を暖房する場
合には、上記コンプレッサ１０を停止する事により、エ
バポレータ６への冷媒の送り込みを停止し、ヒータコア
７に温水を送り込むと共に、エアミックスドア９を図３
に鎖線で示した状態に切り換え、ダクト１内を流通する
空気がヒータコア７を通過する様にする。暖房温度を低
めにする場合には、上記エアミックスドア９を、少し実
線位置に寄せて、一部の空気をバイパス通路８を通過さ
せる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述の様に
構成され作用する従来の自動車用空気調和装置の場合に
は、寒冷時に自動車室内の温度を十分に上昇させる迄に
要する時間が長く、運転者が比較的長い時間、寒さを我
慢しなければならなかった。即ち、暖房の為に空気を加
温するヒータコア７には、自動車用エンジンの冷却水を
流通させる為、この冷却水の温度が十分に上昇しなけれ
ば、十分な暖房効果を得られない。ところが、冬期等、
外気温度が低い場合には、上記冷却水の温度が十分な暖
房効果を得られる程度に迄上昇するのに長い時間を要
し、その間乗員は寒い思いをしなければならない。

【０００６】家庭用暖房器として使用されるヒートポン
プ式の暖房装置では、電熱ヒータを補助ヒータとして使
用する事により、暖房の立ち上がり時間（暖房感を得ら
れる迄に要する時間）の短縮化を図る事が、一般的に行
なわれている。但し、自動車用暖房装置の場合、バッテ
リーに過大な負担を掛ける電熱ヒータを使用する事はで
きない。本考案の自動車用空気調和装置は、上述の様な
事情に鑑みて考案したもので、バッテリーに負担を掛け
る事なく、暖房の立ち上がり時間の短縮を図るものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案の自動車用空気調
和装置のうち、請求項１に記載した自動車用空気調和装
置は、エンジンを冷却する為のウォータジャケットと、
このウォータジャケットの冷却水出口に一端を連通させ
た温水送り出し管と、この温水送り出し管の他端にその
温水入口を連通させ、空気調和用の空気を流通させるダ
クト内に配置されたヒータコアと、このヒータコアの温
水出口にその一端を連通させ、その他端を上記ウォータ
ジャケットの冷却水入口に連通させた温水戻し管と、上
記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコンプレッ
サと、このコンプレッサから吐出された冷媒を凝縮させ
るコンデンサと、上記ダクト内に配置されて、上記コン
デンサより送り出された冷媒を蒸発させてから、上記コ
ンプレッサに戻すエバポレータと、上記温水送り出し管
の途中に、この温水送り出し管に対して並列に設けら
れ、上記ウォータジャケットから送り出された温水と上
記コンプレッサから吐出された冷媒とを熱交換する第一
の熱交換器と、上記ウォータジャケットから送り出され
た温水を上記第一の熱交換器に通すか否かを選択する、
第一の温水流路選択手段と、上記コンプレッサから吐出
された冷媒を上記第一の熱交換器に通すか否かを選択す
る、第一の冷媒流路選択手段と、上記温水戻し管の途中
に、この温水戻し管に対して並列に設けられ、上記ヒー
タコアから送り出された温水と上記コンデンサから送り
出された冷媒とを熱交換する第二の熱交換器と、上記ヒ
ータコアから送り出された温水を上記第二の熱交換器に
通すか否かを選択する、第二の温水流路選択手段と、上
記コンデンサから送り出された冷媒を上記第二の熱交換
器と上記エバポレータとの一方に選択的に流す、第二の
冷媒流路選択手段とを備える。

【０００８】又、請求項２に記載した自動車用空気調和
装置は、エンジンを冷却する為のウォータジャケット
と、このウォータジャケットの冷却水出口に一端を連通
させた温水送り出し管と、この温水送り出し管の他端に
その温水入口を連通させ、空気調和用の空気を流通させ
るダクト内に配置されたヒータコアと、このヒータコア
の温水出口にその一端を連通させ、その他端を上記ウォ
ータジャケットの冷却水入口に連通させた温水戻し管
と、上記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコン
プレッサと、このコンプレッサの吸入口と吐出口とを結
ぶ配管中に直列に配置され、上記コンプレッサの駆動に
伴って循環する冷媒と空気とを熱交換させる第三の熱交
換器と、上記配管中にこの第三の熱交換器と直列に接続
された状態で設けられ、上記ダクト内に配置されてこの
ダクト内を流れる空気と上記冷媒とを熱交換させる第四
の熱交換器と、上記温水戻し管の途中に、この温水戻し
管に対して並列に設けられ、上記ヒータコアから送り出
された温水と上記第三の熱交換器から吐出された冷媒と
を熱交換する第五の熱交換器と、上記ヒータコアから送
り出された温水をこの第五の熱交換器に通すか否かを選
択する温水流路選択手段と、上記コンプレッサの吐出口
から吐出された冷媒を上記第三の熱交換器に送るか上記
第四の熱交換器に送るかを選択する第三の冷媒流路選択
手段と、上記コンプレッサの吸入口を上記第四の熱交換
器に通じさせるか上記第五の熱交換器を介して上記第三
の熱交換器に通じさせるかを選択する第四の冷媒流路選
択手段とを備える。

【０００９】更に、請求項３に記載した自動車用空気調
和装置は、上記請求項２に記載した自動車用空気調和装
置に於いて、上記第五の熱交換器を温水戻し管の途中に
代えて温水送り出し管の途中に設け、この第五の熱交換
器で、ウォータジャケットから送り出された温水と上記
コンプレッサから吐出された冷媒とを熱交換自在とし、
温水流路選択手段は、上記ウォータジャケットから送り
出された温水を上記第五の熱交換器に通すか否かを選択
自在としている。

【００１０】

【作用】上述の様に構成される本考案の自動車用空気調
和装置は、それぞれ次の様に作用して、暖房の立ち上が
り時間の短縮を図る。先ず、請求項１に記載した自動車
用空気調和装置の場合、寒冷時に暖房を立ち上げる場合
には、コンプレッサを運転すると共に、第一、第二の熱
交換器に温水及び冷媒を流す状態に、第一、第二の温水
流路選択手段及び第一、第二の冷媒流路選択手段を切り
換える。上記コンプレッサを運転すると共に、上記各流
路選択手段を上述の様に切り換える結果、ヒータコアに
送り込まれる冷却水は、第一の熱交換器に於いて高温高
圧の冷媒との間で熱交換を行なって温度が上昇したもの
となる。ヒータコアを通過した冷却水は、第二の熱交換
器を通過する事により温度が低下してから、エンジンの
ウォータジャケットに戻される。

【００１１】この様に、冷却水は第一の熱交換器を通過
する際に加温され、第二の熱交換器を通過する際に冷却
されるが、上記コンプレッサを含む蒸気圧縮式冷凍機の
効率が１００％である事はあり得ない。この為、効率が
低い分だけ、第一の熱交換器部分で冷却水に加えられる
熱量が、第二の熱交換器部分で冷却水から除かれる熱量
よりも多くなる。しかも、上記第二の熱交換器を通過す
る事により温度低下した冷却水が、容量の大きなウォー
タジャケットに戻されるのに対して、上記第一の熱交換
器を通過する事により温度上昇した冷却水は、総てヒー
タコアに送り込まれる為、このヒータコアの温度上昇が
早まる。更に、コンプレッサを運転する結果、エンジン
の負荷が増大し、エンジンに送り込まれる燃料の量も増
えて、このエンジンの発熱量が増大する為、上記ウォー
タジャケット内に貯溜された冷却水の温度上昇は一層早
まる。この結果、ヒータコアの温度上昇が早まって、暖
房の立ち上がり時間の短縮化を図れる。

【００１２】次に、請求項２に記載した自動車用空気調
和装置の場合、寒冷時に暖房を立ち上げる場合には、コ
ンプレッサを運転すると共に第三の冷媒流路選択手段
を、コンプレッサから吐出された冷媒を第四の熱交換器
に送る状態に切り換え、第四の冷媒流路選択手段を、上
記コンプレッサの吸入口を第五の熱交換器を介して第三
の熱交換器に通じさせる状態に切り換える。この結果、
コンプレッサから吐出された冷媒は第四の熱交換器に送
り込まれ、この第四の熱交換器内で凝縮液化する。即
ち、暖房の立ち上がり時には、上記第四の熱交換器がコ
ンデンサとして機能し、この第四の熱交換器を通過する
空気を加温する。この様に、ダクト内に配置した第四の
熱交換器を通過する事により凝縮した冷媒は、次いで第
三の熱交換器を通過する。

【００１３】尚、急速な暖房の立ち上がりを必要とする
場合は、周囲の温度が低い場合である為、液状の冷媒が
上記第三の熱交換器を通過する際に蒸発する事は殆どな
い。従ってこの液状の冷媒は、上記第五の熱交換器を通
過する際に、冷却水との間で熱交換を行なって蒸発して
から、コンプレッサの吸入口に戻される。この為、コン
プレッサに未蒸発の冷媒が戻される、所謂リキッドバッ
クが発生する事はない。この様に作用する請求項２に記
載された自動車用空気調和装置の場合も、コンプレッサ
を運転する結果、エンジンの負荷が増大し、エンジンに
送り込まれる燃料の量も増えて、このエンジンの発熱量
が増大する。この為、ウォータジャケット内に貯溜され
た冷却水の温度上昇が早まり、その結果、ヒータコアの
温度上昇が早まって、暖房の立ち上がり時間の短縮化を
図れる。請求項３に記載された自動車用空気調和装置の
作用も、上記請求項２に記載された自動車用空気調和装
置の場合とほぼ同様である。

【００１４】

【実施例】図１は、請求項１に記載した考案に対応す
る、本考案の第一実施例を示している。エンジンを冷却
する為のウォータジャケット１４の冷却水出口には、温
水送り出し管１７の一端を連通させ、この温水送り出し
管１７の他端を、ヒータコア７の温水入口に連通させて
いる。このヒータコア７は、前述した従来の自動車用空
気調和装置と同様、図３に示す様に、空気調和用の空気
を流通させるダクト１内に配置している。そして、この
ヒータコア７の温水出口にその一端を連通させた温水戻
し管１８の他端を、上記ウォータジャケット１４の冷却
水入口に連通させている。

【００１５】自動車室内を冷房或は除湿する際には、エ
ンジンによりコンプレッサ１０を駆動し、このコンプレ
ッサ１０により冷媒を圧縮してから吐出する。この様に
してコンプレッサ１０から吐出された冷媒は、コンデン
サ１１により凝縮させてから、一度リキッドタンク１９
に溜め、更に膨張弁２０を通過させてから、やはり上記
ダクト１内に配置されたエバポレータ６に送り込む。そ
して、上記冷媒をこのエバポレータ６内で蒸発させる事
により、このエバポレータ６の温度を低下させる。そし
て、このエバポレータ６内で蒸発した冷媒は、再び上記
コンプレッサ１０に戻す。

【００１６】上記温水送り出し管１７の途中には第一の
熱交換器２１を、この温水送り出し管１７に対し並列に
設けている。この第一の熱交換器２１は、上記ウォータ
ジャケット１４から送り出された温水と上記コンプレッ
サ１０から吐出された高温高圧の冷媒とを熱交換させ
る。そして、この熱交換により、上記ウォータジャケッ
ト１４からヒータコア７に送られる温水を加温すると共
に、コンプレッサ１０から吐出された冷媒を冷却する事
により凝縮させる。又、上記温水送り出し管１７の途中
には、第一の温水流路選択手段である第一の温水三方弁
２２を設けている。この第一の温水三方弁２２は、上記
ウォータジャケット１４から送り出された温水を上記第
一の熱交換器２１に通すか、或はこの第一の熱交換器２
１を通さずにそのままヒータコア７に送るかを選択す
る。

【００１７】又、上記コンプレッサ１０から吐出された
冷媒を、前記コンデンサ１１に送る配管２３の途中に
は、第一の冷媒流路選択手段である第一の冷媒三方弁２
４を設けている。この第一の冷媒三方弁２４は、上記コ
ンプレッサ１０から吐出された冷媒を上記第一の熱交換
器２１に通すか否かを選択する。尚、図示の実施例で
は、この第一の冷媒三方弁２４の切り換えにより、上記
第一の熱交換器２１に送り込まれた冷媒が、上記コンデ
ンサ１１を通らずに、そのまま前記リキッドタンク１９
に送られる様にしている。

【００１８】一方、前記温水戻し管１８の途中には第二
の熱交換器２５を、この温水戻し管１８に対し並列に設
けている。この第二の熱交換器２５は、前記ヒータコア
７から送り出された温水と上記リキッドタンク１９から
送り出された冷媒とを熱交換させる。そして、この熱交
換により、上記リキッドタンク１９から送り出された冷
媒を蒸発させ、前記エバポレータ６が冷却されるのを防
止すると共に、前記コンプレッサ１０に未蒸発の冷媒が
送り込まれるのを防止する。又、上記温水戻し管１８の
途中には、第二の温水流路選択手段である第二の温水三
方弁２６を設けている。この第二の温水三方弁２６は、
上記ヒータコア７から送り出された温水を上記第二の熱
交換器２５に通すか、或はこの第二の熱交換器２５を通
さずにそのまま前記ウォータジャケット１４に戻すかを
選択する。

【００１９】又、上記リキッドタンク１９から吐出され
た冷媒を上記エバポレータ６に送る配管２７の途中に
は、第二の冷媒流路選択手段である第二の冷媒三方弁２
８を設けている。この第二の冷媒三方弁２８は、上記リ
キッドタンク１９から送り出された冷媒を上記第二の熱
交換器２５に通すか否かを選択する。又、この第二の冷
媒三方弁２８の切り換えにより上記第二の熱交換器２５
に冷媒を送り込む、配管４０の途中には、膨張弁２９を
設けている。尚、図示の実施例では、上記第二の冷媒三
方弁２８の切り換えにより上記第二の熱交換器２５に送
り込まれた冷媒を、上記エバポレータ６を通さずに、そ
のまま前記コンプレッサ１０に戻す様にして、このエバ
ポレータ６の温度低下防止をより確実にしている。

【００２０】上述の様に構成される本考案の自動車用空
気調和装置により、寒冷時に暖房を立ち上げる場合に
は、エンジンによりコンプレッサ１０を運転し、第一、
第二の温水三方弁２２、２６を、それぞれ第一、第二の
熱交換器２１、２５に温水を流す状態に切り換えると共
に、第一、第二の冷媒三方弁２４、２８を、それぞれ第
一、第二の熱交換器２１、２５に冷媒を流す状態に切り
換える。この結果、ウォータジャケット１４から温水送
り出し管１７に送り出された温水は、第一の熱交換器２
１を通過する際に、コンプレッサ１０から吐出された高
温高圧の冷媒との間で熱交換を行なって加温されてか
ら、ヒータコア７に送り込まれる。このヒータコア７
は、前述した図３に示す様に、空気調和用の空気を流通
させるダクト１内に配置している為、上記第一の熱交換
器２１を通過する事で温度上昇した温水がこのヒータコ
ア７に流通する事により、上記ダクト１内を流れる空気
調和用の空気が十分に加温され、自動車室内の温度が迅
速に上昇する。

【００２１】ヒータコア７を通過した冷却水は、次いで
第二の熱交換器２５に送り込まれ、この第二の熱交換器
２５内で冷媒を加熱蒸発させる。この様に冷媒を蒸発さ
せる事により、上記コンプレッサ１０に液状の冷媒が戻
る、所謂リキッドバックの発生を防止し、このコンプレ
ッサ１０の故障を防止する。又、ヒータコア７から出た
温水は、上記第二の熱交換器２５を通過する事により温
度が低下してから、エンジンのウォータジャケット１４
に戻る。

【００２２】この様に、冷却水（温水）は、温水送り出
し管１７の途中に設けた第一の熱交換器２１を通過する
際に加温され、温水戻し管１８の途中に設けた第二の熱
交換器２５を通過する際に冷却される。但し、上記コン
プレッサ１０を含む蒸気圧縮式冷凍機の効率が１００％
である事はあり得ない。従って、第一の熱交換器２１部
分で冷媒から温水に加えられる熱量が、第二の熱交換器
２５部分で温水から冷媒に戻される熱量よりも多くな
る。即ち、蒸気圧縮式冷凍機の効率が低い分だけ、第一
の熱交換器２１に於いて冷却水に加えられる熱量が、第
二の熱交換器２５に於いて冷却水から除かれる熱量より
も多くなる。しかも、第二の熱交換器２５を通過する事
により温度低下した冷却水が容量の大きなウォータジャ
ケット１４に戻される為、第二の熱交換器２５の存在に
よりこのウォータジャケット１４部分の水温を低下させ
る程度が比較的小さい。これに対して、第一の熱交換器
２１を通過する事で温度上昇した温水は、総てヒータコ
ア７に送り込まれる。この為、第一の熱交換器２１に於
いて温水に加えられた熱量は、そのままヒータコア７内
の温水の温度上昇に使われ、このヒータコア７の温度上
昇が早まる。更に、エンジンによってコンプレッサ１０
を運転する結果、エンジンの負荷が増大し、エンジンに
送り込まれる燃料の量も増えて、このエンジンの発熱量
が増大する。この為、上記ウォータジャケット１４内に
貯溜された冷却水の温度上昇は一層早まる。この結果、
ヒータコア７の温度上昇が早まって、暖房の立ち上がり
時間の短縮化を図れる。

【００２３】例えば、図１と前記図４とに記載した温度
数値は、互いに同じ条件で暖房を開始して一定時間経過
した場合に、各部の空気或は温水が達する温度を表わし
ている。この温度数値を得る為の条件として、自動車は
３ボックスセダンでエンジンは４気筒１８００cc、自動
変速機付で、変速機用オイルを冷却する為のオイルクー
ラをラジエータ１６に内蔵している事を前提とした。
又、外気温度は−２０℃とし、エンジンを起動した後、
１０分間アイドリングのまま放置する事を前提とした。
又、空気調和装置の送風機５（図３）はエンジンの起動
直後から運転を開始し、２．５m³/minの割合で、ダクト
１内に送風するものとした。

【００２４】この様な条件で、本考案の自動車用空気調
和装置を運転すると、エンジン起動後１０分経過した後
に於いて、ウォータジャケット１４の出口部分に於ける
水温は６７．５℃、ヒータコア７の入口部分に於ける水
温は７２．６℃、同じく出口部分に於ける水温は５８．
４℃、上記ウォータジャケット１４の入口部分に於ける
水温は５５．６℃に達する事が解った。又、ダクト１の
下流側端部開口から自動車室内に吹き出す空気の温度は
２８．６℃となり、自動車室内の温度は−２．３℃に達
する事が解った。同じ条件の下で、前記従来の自動車用
空気調和装置により自動車室内の暖房を行なう場合に於
ける、各部の温度を、図４に示した。この図４に記載し
た温度数値と図１に記載した温度数値とを比較すると明
らかな様に、本考案の自動車用空気調和装置は、自動車
室内の温度上昇を迅速に行なう事ができる。例えば、エ
ンジン起動後１０分経過した状態で自動車室内の温度
は、従来装置の場合に−５．４℃であるのに対して、本
考案装置の場合には−２．３℃に達し、約３℃高くなる
事が解る。

【００２５】コンプレッサ１０の運転を行なう事により
急速な暖房効果を得る結果、自動車室内の温度が十分に
上昇したならば、コンプレッサ１０を停止すると共に、
第一、第二の温水三方弁２２、２６と第一、第二の冷媒
三方弁２４、２８とを切り換え、第一、第二の熱交換器
２１、２５への温水並びに冷媒の送り込みを停止する。
この状態に於いて本考案の自動車用空気調和装置は、前
記図４に示した従来の自動車用空気調和装置と同様に作
用して、自動車室内の暖房を行なう。

【００２６】次に、図２は、請求項２に記載された考案
に対応する、本考案の第二実施例を示している。エンジ
ンを冷却する為のウォータジャケット１４の冷却水出口
に一端を連通させた温水送り出し管１７の他端を、空気
調和用の空気を流通させるダクト１（図３）内に配置さ
れたヒータコア７の温水入口に接続している。そして、
このヒータコア７の温水出口にその一端を連通させた温
水戻し管１８の他端を、上記ウォータジャケット１４の
冷却水入口に連通させている。

【００２７】エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮する
コンプレッサ１０の吐出口から吐出された冷媒は、冷房
時に於いては、第三の熱交換器４１により凝縮し、膨張
弁２０を通過してから、やはり上記ダクト１内に配置さ
れた第四の熱交換器４２に送り込まれる。そして、この
第四の熱交換器４２内で蒸発する事により、この第四の
熱交換器４２の温度を低下させる。この第四の熱交換器
４２内で蒸発した冷媒は、その後、アキュムレータ３３
を通過してから、上記コンプレッサ１０の吸入口に戻さ
れる。

【００２８】上記温水戻し管１８の途中には第五の熱交
換器３０を、この温水戻し管１８に対して並列に設けて
いる。この第五の熱交換器３０は、上記ヒータコア７か
ら送り出された温水と上記第三の熱交換器４１から送り
出された液状の冷媒とを熱交換する事によりこの冷媒を
蒸発させ、前記コンプレッサ１０に未蒸発の冷媒が送り
込まれるのを防止する。又、上記温水戻し管１８の途中
には、温水流路選択手段である温水三方弁３１を設けて
いる。この温水三方弁３１は、上記ヒータコア７から送
り出された温水を上記第五の熱交換器３０に通すか否か
を選択する。

【００２９】一方、上記コンプレッサ１０と第三の熱交
換器４１と第四の熱交換器４２とアキュムレータ３３と
の間には、四方弁３２を設けている。この四方弁３２
は、上記コンプレッサ１０の吐出口から吐出された冷媒
を上記第三の熱交換器４１に送るか上記第四の熱交換器
４２に送るかを選択する、第三の冷媒流路選択手段とし
ての役目と、上記コンプレッサ１０の吸入口に通じるア
キュムレータ３３の取入口を、上記第四の熱交換器４２
に通じさせるか上記第五の熱交換器３０を介して第三の
熱交換器４１に通じさせるかを選択する、第四の冷媒流
路選択手段としての役目とを有する。

【００３０】尚、冷媒を移送する配管のうち、第三の熱
交換器４１と第四の熱交換器４２とを結ぶ配管３４の途
中には逆止弁３５を、膨張弁２０と並列に設けている。
この逆止弁３５は、第四の熱交換器４２から第三の熱交
換器４１に向けてのみ冷媒を流すもので、暖房の立ち上
がり時のみ開いて、第四の熱交換器４２から第三の熱交
換器４１に向けて冷媒を流す。又、上記四方弁３２と第
三の熱交換器４１とを結ぶ配管３６の途中には、前記第
五の熱交換器３０並びにこの第五の熱交換器３０に付属
の膨張弁３７を短絡させるバイパス管３８を設けてい
る。そして、このバイパス管３８の途中に、上記四方弁
３２から第三の熱交換器４１に向けてのみ冷媒を流す、
逆止弁３９を設けている。この逆止弁３９は、冷房時に
開いて、コンプレッサ１０から吐出された冷媒を、第五
の熱交換器３０を通す事なく、そのまま第三の熱交換器
４１に送る役目を有する。

【００３１】上述の図２に記載した様な自動車用空気調
和装置により、寒冷時に暖房を立ち上げる場合には、コ
ンプレッサ１０を運転すると共に、四方弁３２を図２に
破線で示した状態に切り換える。又、温水三方弁３１を
第五の熱交換器３０に温水を流す状態に切り換える。そ
して、コンプレッサ１０から吐出された冷媒を第四の熱
交換器４２に送ると共に、上記コンプレッサ１０の吸入
口に通じるアキュムレータ３３を、第五の熱交換器３０
を介して第三の熱交換器４１に通じさせる。この結果、
コンプレッサ１０から吐出された高温高圧の冷媒は、ダ
クト１（図３）内に配設した第四の熱交換器４２に送り
込まれ、ダクト１内を流通する空気調和用の空気との間
で熱交換を行なう事により、この空気を加温しつつ、こ
の第四の熱交換器４２内で凝縮液化する。即ち、暖房の
立ち上がり時には第四の熱交換器４２がコンデンサとし
て機能し、第四の熱交換器４２を通過する空気を加温す
る。

【００３２】第四の熱交換器４２を通過する事により凝
縮した冷媒は、次いで第三の熱交換器４１を通過する。
この場合に於いて、急速な暖房の立ち上がりを必要とす
る場合は、周囲の温度が低い場合である為、液状の冷媒
が第三の熱交換器４１を通過する際に蒸発する事は殆ど
ない。従って、上記液状の冷媒は、殆ど蒸発する事な
く、膨張弁３７を通過してから第五の熱交換器３０に送
り込まれる。そして、この第五の熱交換器３０を通過す
る際に、冷却水との間で熱交換を行なって蒸発してか
ら、アキュムレータ３３を通じて、コンプレッサ１０の
吸入口に戻される。この為、コンプレッサ１０に未蒸発
の冷媒が戻される、所謂リキッドバックが起こる事はな
い。

【００３３】上記図２に示した自動車用空気調和装置の
場合、ダクト１内を流通する空気は、コンデンサとして
機能する第四の熱交換器４２を通過する間に加温され
る。しかも、コンプレッサ１０を運転する結果、エンジ
ンの負荷が増大し、エンジンに送り込まれる燃料の量も
増えて、このエンジンの発熱量が増大する。この為、ウ
ォータジャケット１４内に貯溜された冷却水の温度上昇
が一層早まる。この結果、ヒータコア７の温度上昇が早
まって、暖房の立ち上がり時間の短縮化を図れる。

【００３４】この図２に示した様な自動車用空気調和装
置を、前述の場合と同じ条件で運転した場合に於ける各
部の温度を、図２に示した。この自動車用空気調和装置
を運転すると、エンジン起動後１０分経過した後に於い
て、ウォータジャケット１４の出口部分に於ける水温は
５９．９℃、ヒータコア７の入口部分に於ける水温は５
７．７℃、同じく出口部分に於ける水温は４９．２℃、
上記ウォータジャケット１４の入口部分に於ける水温は
４７．０℃に達する事が解った。又、ダクト１の下流側
端部開口から自動車室内に吹き出す空気の温度は４０．
４℃となり、自動車室内の温度は２．０℃に達する事が
解った。即ち、この図２に示した様な自動車用空気調和
装置の場合、前記図１に示した様な装置に比べて、温水
の温度上昇は遅いが、自動車室内に吹き出す空気の温度
は迅速に上昇する。この理由は、コンデンサとして機能
する第四の熱交換器４２により、ダクト１内を流通する
空気を加温する為である。

【００３５】コンプレッサ１０の運転を行なう事により
急速な暖房効果を得る結果、自動車室内の温度が十分に
上昇したならば、コンプレッサ１０を停止し、四方弁３
２を図２に実線で示した状態に切り換えると共に、温水
三方弁３１を切り換える事により、第五の熱交換器３０
への温水の送り込みを停止させる。この状態に於いて本
考案の自動車用空気調和装置は、前記図４に示した従来
の自動車用空気調和装置と同様に作用して、自動車室内
の暖房を行なう。尚、各実施例に於いて、流路切り換え
用の三方弁や四方弁は、同時に切り替わる複数の開閉弁
を組み合わせる事で代用しても良い。

【００３６】

【考案の効果】本考案の自動車用空気調和装置は、以上
に述べた通り構成され作用する為、寒冷時に自動車室内
の温度を上昇させる為に要する時間の短縮を図る事がで
き、乗員に長い時間我慢を強いる事がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例を示す回路図。

【図２】同じく第二実施例を示す回路図。

【図３】本考案の対象となる自動車用空気調和装置の構
成の１例を示す略断面図。

【図４】従来装置の回路図。

【符号の説明】

１ ダクト ２ 内気取り入れ口 ３ 外気取り入れ口 ４ 内外気切り換えドア ５ 送風機 ６ エバポレータ ７ ヒータコア ８ バイパス通路 ９ エアミックスドア １０ コンプレッサ １１ コンデンサ １２ 貯液器 １３ 膨張弁 １４ ウォータジャケット １５ ラジエータ １６ ラジエータ １７ 温水送り出し管 １８ 温水戻し管 １９ リキッドタンク ２０ 膨張弁 ２１ 第一の熱交換器 ２２ 第一の温水三方弁 ２３ 配管 ２４ 第一の冷媒三方弁 ２５ 第二の熱交換器 ２６ 第二の温水三方弁 ２７ 配管 ２８ 第二の冷媒三方弁 ２９ 膨張弁 ３０ 第五の熱交換器 ３１ 温水三方弁 ３２ 四方弁 ３３ アキュムレータ ３４ 配管 ３５ 逆止弁 ３６ 配管 ３７ 膨張弁 ３８ バイパス管 ３９ 逆止弁 ４０ 配管 ４１ 第三の熱交換器 ４２ 第四の熱交換器

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンを冷却する為のウォータジャケ
   ットと、このウォータジャケットの冷却水出口に一端を
   連通させた温水送り出し管と、この温水送り出し管の他
   端にその温水入口を連通させ、空気調和用の空気を流通
   させるダクト内に配置されたヒータコアと、このヒータ
   コアの温水出口にその一端を連通させ、その他端を上記
   ウォータジャケットの冷却水入口に連通させた温水戻し
   管と、上記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコ
   ンプレッサと、このコンプレッサから吐出された冷媒を
   凝縮させるコンデンサと、上記ダクト内に配置されて、
   上記コンデンサより送り出された冷媒を蒸発させてか
   ら、上記コンプレッサに戻すエバポレータと、上記温水
   送り出し管の途中に、この温水送り出し管に対して並列
   に設けられ、上記ウォータジャケットから送り出された
   温水と上記コンプレッサから吐出された冷媒とを熱交換
   する第一の熱交換器と、上記ウォータジャケットから送
   り出された温水を上記第一の熱交換器に通すか否かを選
   択する、第一の温水流路選択手段と、上記コンプレッサ
   から吐出された冷媒を上記第一の熱交換器に通すか否か
   を選択する、第一の冷媒流路選択手段と、上記温水戻し
   管の途中に、この温水戻し管に対して並列に設けられ、
   上記ヒータコアから送り出された温水と上記コンデンサ
   から送り出された冷媒とを熱交換する第二の熱交換器
   と、上記ヒータコアから送り出された温水を上記第二の
   熱交換器に通すか否かを選択する、第二の温水流路選択
   手段と、上記コンデンサから送り出された冷媒を上記第
   二の熱交換器と上記エバポレータとの一方に選択的に流
   す、第二の冷媒流路選択手段とを備えた自動車用空気調
   和装置。
2. 【請求項２】 エンジンを冷却する為のウォータジャケ
   ットと、このウォータジャケットの冷却水出口に一端を
   連通させた温水送り出し管と、この温水送り出し管の他
   端にその温水入口を連通させ、空気調和用の空気を流通
   させるダクト内に配置されたヒータコアと、このヒータ
   コアの温水出口にその一端を連通させ、その他端を上記
   ウォータジャケットの冷却水入口に連通させた温水戻し
   管と、上記エンジンにより駆動されて冷媒を圧縮するコ
   ンプレッサと、このコンプレッ サの吸入口と吐出口とを
   結ぶ配管中に直列に配置され、上記コンプレッサの駆動
   に伴って循環する冷媒と空気とを熱交換させる第三の熱
   交換器と、上記配管中にこの第三の熱交換器と直列に接
   続された状態で設けられ、上記ダクト内に配置されてこ
   のダクト内を流れる空気と上記冷媒とを熱交換させる第
   四の熱交換器と、上記温水戻し管の途中に、この温水戻
   し管に対して並列に設けられ、上記ヒータコアから送り
   出された温水と上記第三の熱交換器から吐出された冷媒
   とを熱交換する第五の熱交換器と、上記ヒータコアから
   送り出された温水をこの第五の熱交換器に通すか否かを
   選択する温水流路選択手段と、上記コンプレッサの吐出
   口から吐出された冷媒を上記第三の熱交換器に送るか上
   記第四の熱交換器に送るかを選択する第三の冷媒流路選
   択手段と、上記コンプレッサの吸入口を上記第四の熱交
   換器に通じさせるか上記第五の熱交換器を介して上記第
   三の熱交換器に通じさせるかを選択する第四の冷媒流路
   選択手段とを備えた自動車用空気調和装置。
3. 【請求項３】 第五の熱交換器を温水戻し管の途中に代
   えて温水送り出し管の途中に設け、この第五の熱交換器
   で、ウォータジャケットから送り出された温水と上記コ
   ンプレッサから吐出された冷媒とを熱交換自在とし、温
   水流路選択手段は、上記ウォータジャケットから送り出
   された温水を上記第五の熱交換器に通すか否かを選択自
   在とした、請求項２に記載の自動車用空気調和装置。
4. 【請求項４】 第三の冷媒流路選択手段と第四の冷媒流
   路選択手段とが単一の四方弁である、請求項２又は請求
   項３に記載の自動車用空気調和装置。