JP2570810B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、車両用空気調和装置に関するものであり、
詳しくは、冷房時にデフロスタ吹出し口から冷却された
空気を吹出させる構造、および暖房開始時に温水回路内
の循環水を急速に加熱する構造に関する。

「従来の技術」 バス等に使用される車両用空気調和装置の従来例につ
いて、第３図を参照して説明する。図中二重線は温水回
路を、単線は冷凍サイクルを示す。

温水回路は、ラジエータ21と、車両メインエンジン10
と、ストレーナ11と、ウォータポンプ13と、予熱機14
と、ヒータコア15と、デフロスタコア16と、電磁弁12と
により構成されている。これらのうち、デフロスタコア
16と、これに隣接したデフロスタブロワファン20とで、
デフロスタ装置が構成されている。

冷凍サイクルは、コンプレッサ2,コンデンサ3,レシー
バ5,スーパクーラ4,ドライヤ6,膨張弁7,エバポレータ８
の順に配列された閉ループである。これらのうち、コン
プレッサ２はサブエンジン１によって駆動され、コンデ
ンサ３とスーパクーラ４とは隣接し、エバポレータ８は
温水回路中のヒータコア15と隣接し、これらエバポレー
タ８とヒータコア15とにはブロワファン９が接続されて
いる。

次に、実車における各構成要素の配置について、第４
図に示す。温水配管30は、第３図図示の温水回路のうち
車両メインエンジン10よりストレーナ11に至る部分に相
当する。コントロールパネル33は、運転席にて車両用空
気調和装置の制御を行うために設けられている。クーラ
ダクト31とヒータダクト32とはブロワファン９に接続さ
れている。

上記構成による従来の車両用空気調和装置では、冷房
時には第３図図示の電磁弁12を閉じ、ウォータポンプ13
を止めて、車両メインエンジン10によって加熱された循
環水を、ヒータコア15に流さないようになっている。

また、デフロスタ装置の本来の用途は、暖房時に、デ
フロスタコア16において、温水回路内の循環水により加
熱された空気を、デフロスタブロワファン20により吹出
させ、フロントガラスに当てて曇りを防止することであ
ったが、最近では運転席やガイド席に向けて吹出させる
ことも行われている。これら人体に対しての空気は、冬
期の暖房時にはデフロスタコア16で加熱することによ
り、また中間期には図示略のエアミックス手段により温
度調節されていた。

そして、夏期の冷房時にデフロスタ装置から冷却され
た空気を吹出させるには、冷凍サイクルを一部分岐して
デフロスタ装置にエバポレータを設ける方法や、特公昭
62−29247に開示されたような、エバポレータを２個以
上使用して、これらのエバポレータの中間に設けられた
熱交換器により冷却された熱交換媒体をデフロスタ装置
へ移送するという方法があった。

さらに、第３図において、冬期の暖房開始の際に、循
環水を急速に加熱するには、温水回路中の電磁弁12を開
き、予熱機14を作動させ、ウォータポンプ13,予熱機14,
ヒータコア15,デフロスタコア16,車両メインエンジン1
0,ストレーナ11,ウォータポンプ13の順に循環水を循環
させる方法があった。

「発明が解決しようとする課題」 上記のような従来の方法のうち、冷凍サイクルを一部
分岐してデフロスタ装置にエバポレータを設けることに
より、デフロスタ装置から冷却された空気を吹出させる
方法には、冷媒配管の複雑化、デフロスタ装置の大型
化、車両重量の増大等の問題点があって、殆ど実用化さ
れていない。

そして、特公昭62−29247に開示されたような、エバ
ポレータを２個以上使用して、これらのエバポレータの
中間に設けられた熱交換器により冷却された熱交換媒体
をデフロスタ装置へ移送する方法には、冷凍サイクルの
複雑化、およびそれに伴うコストアップ等の問題点があ
った。

また、冬期の暖房開始の際に、第３図図示の温水回路
中の電磁弁12を開き、予熱機14を作動させ、ウォータポ
ンプ13,予熱機14,ヒータコア15,デフロスタ16,車両メイ
ンエンジン10,ストレーナ11,ウォータポンプ13の順に循
環水を循環させて、循環水を急速に加熱する方法には、
上記温水回路中に車両メインエンジン10が含まれている
ため、加熱された循環水が、車両メインエンジン10のシ
リンダブロック等に熱を奪われてしまうという問題点が
あった。

本発明は、以上の問題点を解決した車両用空気調和装
置を提供することを課題とする。

「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、本発明は、ラジエータ
と、車両メインエンジンと、ウォータポンプと、ヒータ
コアと、デフロスタコアと、予熱機とを含む温水回路
と、コンプレッサと、コンデンサと、レシーバと、膨張
弁と、前記ヒータコアに隣接したエバポレータとを含む
冷凍サイクルとを有する車両用空気調和装置において、
前記温水回路中に、ラジエータと車両メインエンジンと
をバイパスして、ウォータポンプと、ヒータコアと、デ
フロスタコアとを含むバイパス回路を構成可能とし、冷
房時に、このバイパス回路中のデフロスタコアに隣接し
たデフロスタブロワファンにより、デフロスタコア内に
て冷却された空気を吹出し可能としたことを特徴とする
車両用空気調和装置を提供する。

さらに本発明は、前記バイパス回路中に予熱機を含む
ことを可能とし、暖房開始時に、前記温水回路を流れる
循環水を急速に加熱できるようにしたことを特徴とする
車両用空気調和装置を提供する。

「作用」 上記構成によれば、ラジエータと、車両メインエンジ
ンと、ウォータポンプと、ヒータコアと、デフロスタコ
アと、予熱機とを含む温水回路中に、ラジエータと車両
メインエンジンとをバイパスして、ウォータポンプと、
ヒータコアと、デフロスタコアとを含むバイパス回路を
構成可能としたことにより、冷房時の循環水は、車両メ
インエンジンによって加熱されることなくバイパス回路
内を循環し、エバポレータに隣接したヒータコアによっ
て冷却された循環水により、デフロスタコア内で冷却さ
れた空気を、デフロスタブロワファン20により吹出させ
ることができる。

また、暖房開始時には、温水回路から車両メインエン
ジン10を分離することにより、予熱機14によって加熱さ
れた循環水が、始動直後の充分暖まっていない車両メイ
ンエンジン10に熱を奪われるのを防止し、予熱機14の熱
を有効に利用して、短時間で循環水を加熱し、早期に暖
房を開始できる。

「実施例」 本発明の実施例を第１図に示す。図中、冷凍サイクル
については、エバポレータ８が、その隣接するヒータコ
ア15に対し、このヒータコア15内の循環水を冷却するた
めの、冷却された空気を供給する働きをする以外は、そ
の構成において、従来例と変わるところはない。また、
実車における各構成要素の配置も、第４図図示の従来例
と変わらない。

温水回路は、ラジエータ21と、車両メインエンジン10
と、ストレーナ11と、ウォータポンプ13と、予熱機14
と、ヒータコア15と、デフロスタコア16と、電磁弁12,1
7,18と、バイパス配管19とにより構成されている。すな
わち、従来例に対して、電磁弁17,18と、バイパス配管1
9とだけを新たに追加したものである。

これらのうち、ラジエータ21と車両メインエンジンと
は、常に循環水が流れる閉ループを形成している。

そして、車両メインエンジン10,ストレーナ11,電磁弁
12,ウォータポンプ13,予熱機14,ヒータコア15,デフロス
タコア16,電磁弁17の順に配列された閉ループおよび車
両メインエンジン10と、ストレーナ11と、電磁弁12とを
バイパスし、電磁弁18を備えたバイパス通路を有する。
なお、上記のうち、デフロスタコア16にはデフロスタブ
ロワファン20が接続されている。さらにこのデフロスタ
ブロワファン20には、図示略の切替ダンパが接続され、
デフロスタ吹出し口と、運転席およびガイド席への吹出
し口とに切替可能になっている。

「作動」 次に、作動について、第１図を参照して説明する。

まず、冷房時には、作動しているサブエンジン１に接
続されたコンプレッサ２により冷媒が圧縮される。そし
て、高温高圧の気体となった冷媒はコンデンサ３によっ
て冷却され、気液混合冷媒となる。この気液混合冷媒
は、レシーバ５によって気液分離され、液冷媒のみがス
ーパクーラ４で過冷却される。そしてドライヤ６によ
り、水分および異物が除去された後、膨張弁７により減
圧され、さらにエバポレータ８において蒸発して空気の
熱を吸収した後コンプレッサ２に戻る。

エバポレータ８において冷却された空気は、ヒータコ
ア15内の循環水を冷却し、サブエンジン１からの図示略
のユニバーサルシャフト、あるいは図示略のモータによ
って駆動されるブロワファン９によって車室内に吹出さ
れる。

この状態で、電磁弁12,17を閉じ、電磁弁18を開き、
ウォータポンプ13を作動させると、温水回路内の循環水
は、車両メインエンジン10およびラジエータ21とは分離
して、ウォータポンプ13,予熱機14,ヒータコア15,デフ
ロスタコア16,電磁弁18,バイパス配管19の順に配列され
た閉ループ内を循環する。すなわち、ヒータコア15にて
エバポレータ８を通過した空気によって冷却された循環
水は、デフロスタコア16で空気と熱交換して、車両メイ
ンエンジン10を経由することなくバイパス配管19を通っ
てウォータポンプ13により吸入，吐出され、冷房時には
作動していない予熱機14を経てヒータコア15へと流れ
る。そして、デフロスタコア16で循環水により冷却され
た空気がデフロスタブロワファン20により、運転席やガ
イド席に向けて吹出される。

次に、暖房時には、冷凍サイクルは停止し、温水回路
のみが作動する。

一般に暖房開始は車両メインエンジン10の始動とほぼ
同時に行われる。この時、車両メインエンジン10および
温水回路内の循環水の温度は、ほぼ外気に等しく、通常
の作動時と比較して著しく低温になっている。

そこで、暖房開始の際には、冷房時と同様に、電磁弁
12、17を閉じ、電磁弁18を開き、ウォータポンプ13およ
び予熱機14を作動させると、温水回路内の循環水は、車
両メインエンジン10およびラジエータ21とは分離して、
冷房時と同等の閉ループ内を循環する。すなわち、予熱
機14によって加熱された循環水は、ヒータコア15および
デフロスタコア16で空気と熱交換して冷却され、車両メ
インエンジン10を経由することなくバイパス配管19を通
ってウォータポンプ13により吸入，吐出され、再び予熱
機14へと流れる。そして、ヒータコア15で循環水により
加熱された空気が、ある一定温度に達したとき、図示略
のモータによって駆動されるブロワファン９により車室
内に吹出され、かつデフロスタコア16で循環水より加熱
された空気が、デフロスタブロワファン20により、運転
席やガイド席に向けて吹出される。

ここで、循環水の流れる閉ループが、車両メインエン
ジン10と分離していることにより、循環水の熱が車両メ
インエンジン10のシリンダブロック等に奪われることが
ないので、急速に循環水を加熱することができる。

そして、車両メインエンジン10が始動後、シリンダブ
ロック等の温度が上昇し、車両メインエンジン10と、ラ
ジエータ21とによる閉ループ内を流れる循環水の温度が
充分上昇した段階で、予熱機14を停止し、電磁弁12,17
を開き、電磁弁18を閉じて、第３図に示す従来例と同等
の温水回路として暖房を継続する。

「他の実施例」 他の実施例を第２図に示す。この実施例はヒータコア
15とデフロスタコア16とが、温水回路中において並列に
接続されている場合を示し、電磁弁23を追加するだけで
実施できる。すなわち、電磁弁23,12を閉じ、電磁弁18,
23を開くことにより、冷房および暖房時において第１図
図示の実施例と同様の作動を得る。なお、冷房時にも電
磁弁23を閉じ、電磁弁12,17,18を開くことにより、ヒー
タコア15に、車両メインエンジン10によって加熱された
循環水が進入することなく、デフロスタブロワファン20
から、暖められた空気を吹出させることができる。

さらに第２図において、バイパス配管24と電磁弁25と
を設けてもよい。このようにすれば冷房時に、電磁弁25
を開くことによって、循環水は抵抗の大きい予熱機14を
バイパスさせて、ウォータポンプ13の圧力損失を少なく
でき、さらに予熱機14による熱損失を低減できる。

また、第１図および第２図において、電磁弁17,18
と、電磁弁12とを、それぞれ三方弁に置きかえても良
い。

そして、第１図および第２図において、電磁弁18を流
量制御弁に置きかえるか、あるいはウォータポンプ13の
端子電圧を可変とすれば、第４図図示の運転席のコント
ロールパネル33により循環水の流量を変化させて、デフ
ロスタブロワファン20によって吹出される空気の温度を
調節できる。

さらに、本発明による車両用空気調和装置は、以上の
実施例のようなサブエンジン式の車両用空気調和装置の
みならず、車両メインエンジンによりコンプレッサを駆
動する方式の車両用空気調和装置においても実施可能で
ある。

「効果」 以上述べたように、本発明による車両用空気調和装置
では、従来の方式に対し、温水回路にわずかな変更を加
えるだけで、冷房時にデフロスタ装置から冷却された空
気を吹出させることや、暖房開始時に温水回路内の循環
水を急速に加熱することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である車両用空気調和装置を示
す概略回路図、第２図は本発明の他の実施例である車両
用空気調和装置を示す概略回路図、第３図は従来例であ
る車両用空気調和装置を示す概略回路図、第４図は本発
明の実施例および従来例における車両用空気調和装置の
構成要素の配置を示す斜視図である。 １……サブエンジン、２……コンプレッサ、３……コン
デンサ、４……スーパクーラ、５……レシーバ、６……
ドライヤ、７……膨張弁、８……エバポレータ、９……
ブロワファン、10……車両メインエンジン、11……スト
レーナ、12,17,18,23,25……電磁弁、13……ウォータポ
ンプ、14……予熱機、15……ヒータコア、16……デフロ
スタコア、19,24……バイパス配管、20……デフロスタ
ブロワファン、21……ラジエータ、30……温水配管、21
……クーラダクト、32……ヒータダクト、33……コント
ロールパネル。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラジエータと、車両メインエンジンと、ウ
   ォータポンプと、ヒータコアと、デフロスタコアと、予
   熱機とを含む温水回路と、コンプレッサと、コンデンサ
   と、レシーバと、膨張弁と、前記ヒータコアに隣接した
   エバポレータとを含む冷凍サイクルとを有する車両用空
   気調和装置において、前記温水回路中に、ラジエータと
   車両メインエンジンとをバイパスして、ウォータポンプ
   と、ヒータコアと、デフロスタコアとを含むバイパス回
   路を構成可能とし、冷房時に、このバイパス回路中のデ
   フロスタコアに隣接したデフロスタブロワファンによ
   り、デフロスタコア内にて冷却された空気を吹出し可能
   としたことを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】前記バイパス回路中に予熱機を含むことを
   可能とし、暖房開始時に、前記温水回路を流れる循環水
   を急速に加熱できるようにしたことを特徴とする、請求
   項（１）記載の車両用空気調和装置。