JP3617157B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内暖房時に、車両窓ガラスの防曇性能の向上と車室内暖房性能の向上を両立することのできる車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のような車両用空調装置の従来技術として、特開平5−124426号公報に開示されたものがある。この従来技術の構成を簡単に説明すると、車両用空調装置の空調ケースは、その一端側に外気吸入口および内気吸入口が形成され、他端側にデフロスタ吹出口、フェイス吹出口、およびフット吹出口がそれぞれ形成されている。
【0003】
そして、この空調ケース内に、上記外気吸入口から上記デフロスタ吹出口にかけての第1空気通路と、上記内気吸入口から上記フェイス吹出口およびフット吹出口にかけての第2空気通路とを区画形成する仕切り板が設けられている。
そして、車両窓ガラスを防曇しつつ車室内暖房を行いたいときは、外気吸入口から吸入した外気を、上記第1空気通路を介してデフロスタ吹出口から窓ガラスに向けて吹き出すとともに、内気吸入口から吸入した内気を、上記第2空気通路を介してフット吹出口から車室内乗員足元に向けて吹き出すフットデフモードが選択されるようにしている。
【0004】
これによると、窓ガラスへは低湿度の外気が吹き出されるので、窓ガラスの防曇性能が向上する。また、既に温められている内気が上記第2空気通路内に吸入されるので、この第2空気通路内に設けられた暖房用熱交換器の暖房負荷が軽減し、結果として暖房性能が向上する、というものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年では、十分な暖房能力を確保しにくい車両(ディーゼル車、電気自動車等)においては、上記暖房用熱交換器における暖房負荷をより一層軽減したいという要望が強い。
本発明は、上記要望を満足することのできる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1〜5記載の発明では、
空調ケース内に仕切り部材が設けられ、この仕切り部材によって、空調ケース内に、外気吸入口からデフロスタ開口部にかけての第1空気通路と、内気吸入口からフット開口部にかけての第2空気通路とが区画形成されるとともに、上記第1および第2空気通路内の空気を加熱する暖房用熱交換器、およびこれらの空気通路内に空気流を発生する送風手段を備えた車両用空調装置において、
上記第1空気通路に、この第1空気通路内に内気を導入する第1内気通路が設けられ、
この第1内気通路内に、空気中の水分を除湿する除湿手段が設けられたことを特徴としている
これによると、第1空気通路内には、外気だけでなく、除湿手段によって乾燥させた内気も吸入するようにしたので、車両窓ガラスの防曇性能を確保しながら、この第1空気通路内での暖房用熱交換器における暖房負荷を軽減できる。つまり、第1空気通路を介しての車室内暖房能力を向上でき、その分、第1および第2空気通路を介しての、車室内全体としての暖房能力を大幅に向上できる。
【0007】
また、本発明は、除湿手段による除湿対象を、第1内気通路内の内気のみとすることができるので、車室内へ吹き出す全ての空気を除湿する場合に比べて、この除湿手段を小型化することができる。
特に、請求項3記載の発明では、
上記第1空気通路外に通ずる副通路が形成され、
上記除湿手段が備える水分吸着手段は、上記第1内気通路内と上記副通路内とに設けられ、
上記副通路内に設けられた水分吸着手段の空気上流側部位に、空気を加熱する加熱手段が設けられ、
上記第1内気通路内に設けられた水分吸着手段が上記副通路内に設けられるように切り換え、かつ上記副通路内に設けられた水分吸着手段が上記第1内気通路内に設けられるように切り換える切換手段を備えたことを特徴としている。
【0008】
これによると、第1内気通路内に設けられた水分吸着手段は、この第1内気通路内空気の水分吸着を継続することによって、自分に吸着される水分量が徐々に増加していき、吸着能力が徐々に低下していくわけだが、上記切換手段が、この第1内気通路内に設けられた水分吸着手段を、上記副通路内に設けられるように切り換える。
【0009】
すると、上記副通路内に切り換えられた上記水分吸着手段は、自分の空気上流側部位に加熱手段が設けられているため、この加熱手段によって温められた温風が自分を通過する。このとき、自分に吸着されている上記水分は、この温風の熱との熱交換によって蒸発し、放出する。このようにして、この副通路内に切り換えられた水分吸着手段は再び吸着可能な状態に再生される。
【0010】
一方、この副通路内にて吸着可能な状態に再生された水分吸着手段は、上記切換手段によって、第1内気通路内に設けられるように切り換えられるので、再びこの第1内気通路内の空気中の水分を吸着することができる。
このように、本発明では、上記切換手段による上記切換を繰り返すことによって、水分吸着手段による、第1内気通路内の水分吸着を繰り返して行うことができる。また、上記加熱手段による加熱対象を、副通路内の空気のみとすることができるので、車室内へ吹き出す全ての空気を加熱する場合に比べて、この加熱手段の容量を小さくすることができる。
【0011】
また、請求項5記載の発明では、
上記副通路が、上記第2空気通路に通ずる通路であることを特徴としている。これによると、上記加熱手段にて温められた温風が第2空気通路内に導入されるので、上記加熱手段の熱量を車室内暖房に有効に利用することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
次に、本発明を、寒冷地向けのディーゼル車用空調装置として適用した第1実施形態について、図1〜6に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の通風系の全体を概略的に示した構成図であり、この図1において、空調ケース1の一端側には、外気を吸入する外気吸入口2、内気を吸入する第1内気吸入口3および第2内気吸入口4が形成されている。そして、この空調ケース1内には、外気吸入口2と第2内気吸入口4とを選択的に開閉する内外気切換ドア5と、第1内気吸入口3を開閉する内気開閉ドア6とが設けられている。これら各ドア5、6は、それぞれの駆動手段36、37(具体的にはサーボモータ、図3参照)によって駆動される。
【0013】
また、空調ケース1内には、ともに同じブロワモータ7(送風手段)にて回転駆動される第1ファン8(送風手段)および第2ファン9(送風手段)が設けられている。この第1ファン8は、後述する第1空気通路20内に、後述するデフロスタ開口部13またはフェイス開口部14に向けて空気流を発生する。また、第2ファン9は、後述する第2空気通路21内に、後述するフット開口部15に向けて空気流を発生する。なお、本実施形態では、第1ファン8の方が第2ファン9よりも径が大きくなっている。
【0014】
また、空調ケース1内のうち上記各ファン8、9の空気下流側部位には、空調ケース1内の空気を冷却する蒸発器10が設けられている。この蒸発器10は、空調ケース1内の空気の全てがこの蒸発器10を通過するように、空調ケース1内に設けられており、自動車のエンジンによって駆動される図示しない圧縮機の他に、図示しない凝縮器や減圧手段等とともに周知の冷凍サイクルを構成する熱交換器である。
【0015】
また、空調ケース1内のうち上記蒸発器10の空気下流側部位には、空調ケース1内の空気を加熱するヒータコア11(暖房用熱交換器)が設けられている。このヒータコア11は、空調ケース1内の空気がこのヒータコア11をバイパスするバイパス通路(ヒータコア11の紙面裏側に位置するため、図1には図示されない)が形成されるようにして、空調ケース1内に設けられており、内部に上記エンジンの冷却水が流れ、この冷却水を熱源として空調ケース1内の空気を加熱する熱交換器である。
【0016】
このヒータコア11の空気上流側には、ヒータコア11を通る冷風量と上記バイパス通路を通る冷風量との割合を調節するエアミックスドア12が配設されている。このエアミックスドア12は、その駆動手段38(具体的にはサーボモータ、図3参照)によって駆動される。
また、空調ケース1の最下流端には、デフロスタ開口部13、フェイス開口部14、およびフット開口部15が形成されている。
【0017】
そして、上記デフロスタ開口部13には、図示しないデフロスタダクトが接続されており、このデフロスタダクト内に導入された空調風は、このデフロスタダクトの下流端であるデフロスタ吹出口から、車両フロントガラスの内面に向けて吹き出される。
また、上記フェイス開口部14には、図示しないセンタフェイスダクトとサイドフェイスダクトとが接続されている。このうち、上記センタフェイスダクト内に導入された空調風は、このセンタフェイスダクトの下流端であるセンタフェイス吹出口から、車室内乗員の上半身に向けて吹き出され、上記サイドフェイスダクト内に導入された空調風は、このサイドフェイスダクトの下流端であるサイドフェイス吹出口から、車両サイドガラスに向けて吹き出される。
【0018】
また、上記フット開口部15には、図示しないフットダクトが接続されており、このフットダクト内に導入された空調風は、このフットダクトの下流端であるフット吹出口から、車室内乗員の足元に向けて吹き出される。
そして、上記各開口部13〜15の上流側部位には、デフロスタドア16、フェイスドア17、およびフットドア18が設けられている。上記デフロスタドア16は、上記デフロスタダクトへの空気流入通路を開閉するドアであり、フェイスドア17は、上記センタフェイスダクトへの空気流入通路を開閉するドアであり、フットドア18は、上記フットダクトへの空気流入通路を開閉するドアである。
【0019】
なお、これらのドア16〜18は、それぞれの駆動手段39〜41(具体的にはそれぞれサーボモータ、図3参照)によって駆動される。
また、上記サイドフェイスダクトへの空気流入通路は、上記各ドア16〜18によっては開閉されない。上記サイドフェイス吹出口付近には、乗員が手動でこのサイドフェイス吹出口を開閉する図示しない吹出グリルが設けられており、サイドフェイスダクトへの空気流入通路は、この吹出グリルによって開閉される。
【0020】
また、空調ケース1のうち、蒸発器10の重力方向下方側部位には、蒸発器から発生した凝縮水を空調ケース1外に排出する凝縮水排出口19が形成されている。
また、空調ケース1内には、後述するフットモードおよびフットデフモード時に、この空調ケース1内に、外気吸入口2からデフロスタ開口部13およびフェイス開口部14にかけての第1空気通路20と、第1内気吸入口3からフット開口部15にかけての第2空気通路21とを区画形成する第1〜第5仕切り板22〜26(それぞれ仕切り部材)が設けられている。なお、このうち第1仕切り板22と第2仕切り板23は、空調ケース1に対して着脱可能に設けられている。
【0021】
このうち、第5仕切り板26の一端26aと空調ケース1の内壁面との間には、所定の間隙が設けられており、この間隙にて、第1空気通路20と第2空気通路21とを連通する連通孔27(連通通路)が形成されている。なお、この連通孔27は、上記フットドア18にて開閉される。
また、上記第2仕切り板23の一端23aと空調ケース1の内壁面との間には、所定の空隙が設けられており、さらに、この第2仕切り板23が、第1仕切り板22に対して第2空気通路21側にずれて配置されている。
【0022】
従って、後述するフットモードおよびフットデフモード時には、空調ケース内1内に、第2内気吸入口4から、第1仕切り板22と第2仕切り板23との間の通路を介して、第1空気通路20に通ずる第1内気通路28が形成されるとともに、第2内気吸入口4から、第2仕切り板23と空調ケース1の内壁面との間の通路を介して、第2空気通路21に通ずる第2内気通路29(副通路)が形成される。
【0023】
また、第1仕切り板22の一端22aと空調ケース1の内壁面との間には、所定の間隙が設けられており、この間隙にて、第1空気通路20と第1内気通路28とを連通する連通孔30(連通通路)が形成されている。この連通孔30は、上記内外気切換ドア5が図1中実線位置となったときに、この内外気切換ドア5によって全閉される。
【0024】
また、空調ケース1内には、上記第1内気通路28と第2内気通路29とにまたがるようにして、乾燥剤ユニット31(除湿手段)が配設されている。この乾燥剤ユニット31は、空調ケース1に対して着脱可能に設けられている。以下、この乾燥剤ユニット31の構成について、図2を用いて詳述する。
この乾燥剤ユニット31は、図2(a)に示すように、上記第1内気通路28と第2内気通路29とにまたがって配設されたケーシング部32(水分吸着手段)と、上記第2内気通路29内のうち、上記ケーシング部32よりも空気上流側に配設され、通電されたときに空気を加熱するヒータ33(加熱手段)とを備える。
【0025】
このうち、上記ケーシング部32は、具体的には図2(b)に示すように、一対のケーシング34と2個の乾燥剤パック35とから成る。このケーシング34は、中空円筒部34aの底部に格子状部34bを設け、かつ中央を板部材34cで2つに仕切った構成となっており、また、上記乾燥剤パック35は、空気中の水分を吸着する球状の乾燥剤(具体的にはシリカゲル、図示しない)を布または多孔質部材でくるんだものであり、半円柱状の形状をなしている。
【0026】
そして、この2個の乾燥剤パック35を、一方のケーシング34の、板部材34cで仕切られた両方の部屋にそれぞれ嵌め込み、その後、他方のケーシング34を、上記一方のケーシング34に対向させながら、爪嵌合やネジ締め等で接合することによって、上記ケーシング部32が形成される。
また、ケーシング部32には、上記中空円筒部34aの円周方向に沿ってこのケーシング部32を回転駆動する駆動手段42(切換手段および移動手段、具体的にはサーボモータ、図3参照)が連結されている。
【0027】
次に、図3を用いて本実施形態の制御系の構成を説明する。
上記各駆動手段7、36〜42およびヒータ33を制御する制御装置43には、車室内前面に設けられたコントロールパネル44上の各スイッチ(例えば、乗員が自分の希望温度を設定する温度設定スイッチ)からの信号の他に、車室内の環境因子を検出するセンサ群45(例えば、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ等)からの信号や、第1内気通路28内における乾燥剤ユニット31前後の空気湿度を検出する第1、第2湿度センサ46、47からの信号がそれぞれ入力される。
【0028】
そして、この制御装置43は、上記コントロールパネル44および各センサ45〜47からの信号に基づいて、所定の演算を行い、この演算結果に基づいて、上記各駆動手段7、36〜42およびヒータ33へ制御信号を出力する。
次に、本実施形態における作動を、制御装置43が、コントロールパネル44および各センサ45〜47からの信号に基づいて演算した吹出モード別に説明する。
【0029】
(フェイスモード時)
上記吹出モードが、上記センタフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて主に冷風を吹き出すフェイスモードのとき、各ドア5、6、16〜18は、図4に示す位置に制御される。
従って、第2内気吸入口4から吸入された内気は、第1空気通路20および第1内気通路28を通って、フェイス開口部14に至る。また、第1内気吸入口3から吸入された内気は、第2空気通路21、連通孔27を通って、フェイス開口部14に至る。そして、このフェイス開口部14に至った内気は、上記センタフェイスダクトを介して、車室内乗員の上半身に向けて吹き出される。このとき、上記吹出グリルが開いていれば、上記内気は、サイドフェイスダクトを介して車両サイドガラスに向けて吹き出される。
【0030】
(バイレベルモード時)
上記吹出モードが、上記センタフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて主に冷風を吹き出すとともに、上記フット吹出口から車室内乗員の足元に向けて主に温風を吹き出すバイレベルモードのとき、各ドア5、6、16、17は図4に示す位置となるように制御され、ドア18は、フット開口部15と連通孔27の両方を同じ程度開口する位置に制御される。
【0031】
従って、第2内気吸入口4から吸入された内気は、第1空気通路20および第1内気通路28を通って、フェイス開口部14に至るとともに、連通孔27を介してフット開口部15にも至る。また、第1内気吸入口3から吸入された内気は、第2空気通路21を通って、フット開口部15に至るとともに、連通孔27を介してフェイス開口部14にも至る。
【0032】
そして、このフェイス開口部14に至った内気は、上記センタフェイスダクトを介して、車室内乗員の上半身に向けて吹き出されるとともに、フット開口部15に至った内気は、上記フットダクトを介して、車室内乗員の足元に向けて吹き出される。このとき、上記吹出グリルが開いていれば、上記内気は、サイドフェイスダクトを介して車両サイドガラスに吹き出される。
【0033】
(デフロスタモード時)
上記吹出モードが、上記デフロスタ吹出口から車両フロントガラス内面に向けて主に温風を吹き出すデフロスタモードのとき、各ドア5、6、16〜18は、図5に示す位置に制御される。
従って、外気吸入口2から吸入された外気は、第1空気通路20および第1内気通路28を通って、デフロスタ開口部13に至るとともに、第2空気通路21および連通孔27を通って、デフロスタ開口部13に至る。そして、このデフロスタ開口部13に至った外気は、上記デフロスタダクトを介して、フロントガラス内面に向けて吹き出される。このとき、上記吹出グリルが開いていれば、上記外気は、サイドフェイスダクトを介して車両サイドガラスに吹き出される。
【0034】
(フットモード時)
上記吹出モードが、上記フット吹出口から車室内乗員の足元に向けて主に温風を吹き出すとともに、少量の温風を上記デフロスタ吹出口からフロントガラス内面に向けて吹き出すフットモードのとき、各ドア5、6、16〜18は、図1に示す位置に制御される。
【0035】
従って、外気吸入口2から吸入された外気は、第1空気通路20を通ってデフロスタ開口部13に至る。また、第2内気吸入口4から吸入された内気の一部は、第1内気通路28を通って第1空気通路20内に導かれ、デフロスタ開口部13に至る。そして、このデフロスタ開口部13に至った内外気混合気は、上記デフロスタダクトを介して、フロントガラス内面に向けて吹き出される。このとき、上記吹出グリルが開いていれば、上記混合気は、サイドフェイスダクトを介して車両サイドガラスに吹き出される。
【0036】
ここで、第1内気通路28を通る上記内気中の水分は、この第1内気通路28内に設けられた乾燥剤ユニット31の乾燥剤パック35(図2)によって吸着されるため、この第1内気通路28を通って第1空気通路20内に導かれる内気は乾燥した状態となる。従って、第1空気通路20内の空気湿度の上昇は抑えられて、デフロスタ吹出口およびサイドフェイス吹出口からは低湿度の空気が吹き出される。
【0037】
一方、第1内気吸入口3から吸入された内気は、第2空気通路21を通ってフット開口部15に至る。また、第2内気吸入口4から吸入された内気の残りは、第2内気通路29を通って第2空気通路21内に導かれ、フット開口部15に至る。そして、このフット開口部15に至った内気は、上記フットダクトを介して車室内乗員の足元に向けて吹き出される。
【0038】
ここで、第2内気通路29を通る上記内気は、ヒータ33(図2)に温められて温風となり、第2内気通路29内に配設された乾燥剤ユニット31の乾燥剤パック35(図2)内を通る。このとき、この乾燥剤パック35に水分が吸着されていれば、この水分は、上記温風との熱交換によって蒸発し、放出する。これによって、この乾燥剤パック35は再び吸着可能な状態に再生される。
【0039】
ところで、上記フットモードの状態が継続すると、第1内気通路28内の乾燥剤パック35に吸着される水分量は徐々に増加していき、この乾燥剤パック35の吸着能力が徐々に低下していく。この場合、第1湿度センサ46の検出値と第2湿度センサ47の検出値との差が所定値以上となることから、制御装置43は、このことを検出した後、ケーシング部32(図2)を180度回転させる。
【0040】
その結果、それまで第1内気通路28内に配設されていた乾燥剤パック35が、第2内気通路29内に配設されるように切り換えられ、かつ、それまで第2内気通路29内に配設されていた乾燥剤パック35が、第1内気通路28内に配設されるように切り換えられる。
これによって、第1内気通路内28内には、第2内気通路29内にて吸着可能な状態に再生された乾燥剤パック35が配設されることになり、また第2空気通路29内には、第1内気通路28内にて水分をたくさん吸着した乾燥剤パック35が配設されることになる。
【0041】
そして、第1内気通路28内に新たに配設された乾燥剤パック35が、第1内気通路28内の内気中の水分を再び吸着し始め、第2内気通路29内に新たに配設された乾燥剤パック35が、再び吸着可能な状態に再生され始める。
なお、このフットモード時には、上記各吸入口2〜4からの吸入風量は、それぞれ75(m3 /h)、150(m3 /h)、85(m3 /h)であり、上記各開口部13〜15からの吹出風量は、それぞれ60(m3 /h)、90(m3 /h)、150(m3 /h)である。また、凝縮水排出口19からも10(m3 /h)の風が漏れる。
【0042】
(フットデフモード)
上記吹出モードが、上記フット吹出口とデフロスタ吹出口の両方から、ともにほぼ同じ量の温風を吹き出すフットデフモードのとき、各ドア5、6、17〜18は、図1に示す位置に制御される。また、ドア16は、図1に示す位置に比べて、デフロスタ開口部13への流入空気量が多くなる位置に制御される。なお、このフットデフモード時の作用は、上記フットモード時の作用と同じである。
【0043】
以上説明したように、本実施形態では、車両窓ガラスの防曇と車室内暖房をともに行うフットモード時およびフットデフモード時に、第1空気通路20内に、外気だけでなく、乾燥剤ユニット31にて乾燥された内気も吸入するようにしたので、車両窓ガラスの防曇性能を維持しながら、この第1空気通路20内でのヒータコア11の暖房負荷を軽減できる。
【0044】
つまり、第1空気通路20内に外気のみを吸入する場合に比べて、第1空気通路20を介しての車室内暖房能力を向上できるので、その分、第1、第2空気通路20、21を介しての、車室内全体としての暖房能力を大幅に向上できる。従って、本実施形態のように、大きな暖房能力を確保しにくいディーゼル車のような低燃費車両用空調装置を、特に寒冷地用として用いた場合には、非常に有効となる。
【0045】
また、本実施形態は、乾燥剤ユニット31による除湿対象を、第1内気通路20内の内気のみとしているので、車室内へ吹き出す全ての空気を除湿する場合に比べて、この乾燥剤ユニット31を小型化することができる。
また、本実施形態では、第1内気通路28内の乾燥剤パック35にて、この第1内気通路28内の内気中の水分を吸着する一方で、第2内気通路29内の乾燥剤パック35を再び吸着可能な状態に再生し、上記第1内気通路28内の乾燥剤パック35の水分吸着量が所定量を越えたときには、ケーシング部32を180度回転させるようにしたので、乾燥剤パック35による第1内気通路28内の内気中水分の吸着を、繰り返し行うことができる。
【0046】
また、本実施形態では、第2空気通路29内で乾燥剤パック35を再生させた後の空気、すなわちヒータ33にて温められた温風を、車室内に排出するのではなく、第2空気通路21内に導かれるようにしたので、ヒータ33の熱量を車室内暖房に有効に利用することができる。
また、本実施形態では、ヒータ33による加熱対象を、第2内気通路29内の空気のみとしているので、車室内へ吹き出す全ての空気を加熱する場合に比べて、このヒータ33の容量を小さくすることができる。
【0047】
また、第1仕切り板22、第2仕切り板23、および乾燥剤ユニット31を、空調ケース1に対して着脱可能としたので、これら22、23、31を空調ケース1から外すことによって、図6に示すように、標準地向けの仕様とすることができる。なお、図6は上記フットモード時の状態を示す。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、上記第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【0048】
乾燥剤ユニット31を、図7に示すようにしても良い。すなわち、上記乾燥剤パック35(図2)を内蔵した2つのケーシング部32a、32b(水分吸着手段)と、3つのドア48〜50(切換手段)と、ヒータ33(加熱手段)とを設ける。
そして、上記各ドア48〜50を図7(a)の状態とすると、第2内気吸入口4(図1)から吸入された内気の一部は、ケーシング部32aを通り、このケーシング部32aにて水分が吸着されて、第1空気通路20(図1)内に導かれる。つまり、このケーシング部32は、第1内気通路28内に設けられた状態となる。
【0049】
また、第2内気吸入口4から吸入された内気の残りは、ヒータ33によって温められた後、ケーシング部32bを通り、このケーシング部32bを再生してから、第2空気通路21(図1)内に導かれる。つまり、このケーシング部32bは、第2内気通路29内に設けられた状態となる。
そして、上記各ドア48〜50を図7(b)の状態とすると、第2内気吸入口4から吸入された内気の一部はケーシング部32bを通り、このケーシング部32bにて水分が吸着されて、第1空気通路20内に導かれる。つまり、このケーシング部32bは、第1内気通路28内に設けられた状態に切り換えられる。
【0050】
また、第2内気吸入口4から吸入された内気の残りは、ヒータ33によって温められた後、ケーシング部32aを通り、このケーシング部32aを再生してから、第2空気通路21内に導かれる。つまり、このケーシング部32aは、第2内気通路29内に設けられた状態に切り換えられる。
このように、図7(a)と図7(b)の状態を繰り返すことによって、上記第1実施形態と同様、乾燥剤ユニット31による第1内気通路28内の内気中水分の吸着を、繰り返し行うことができる。
【0051】
(他の実施形態)
上記各実施形態では、第1湿度センサ46の検出値と第2湿度センサ47の検出値との差が所定値以上となったときに、ケーシング部32を回転させたり、ドア48〜50を駆動するようにしたが、第2湿度センサ47の検出値が所定の湿度となってからの時間が所定時間となったときに、上記ケーシング部32や各ドア48〜50を駆動するようにしても良い。
【0052】
また、上記各実施形態では、通電されたときに空気を加熱するヒータ33にて、第2内気通路29内の乾燥剤パック35を再生するようにしたが、このヒータ33の代わりに、例えば温水式熱交換器のようなものを用いて、上記乾燥剤ユニット31を再生するようにしても良い。
また、上記各実施形態では、乾燥剤パック35内の乾燥剤の材質をシリカゲルとしたが、ゼロライトとしても良い。
【0053】
また、上記各実施形態は、本発明をディーゼル車用空調装置に適用したが、その他の低燃費車両用の空調装置に適用してもよいし、電気自動車に適用しても良い。要は、暖房熱源を確保しにくい車両に用いた場合に特に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施形態の通風系の全体構成図である。
【図2】(a)は上記第1実施形態の乾燥剤ユニット31の構成図であり、(b)はケーシング部32の分解図である。
【図3】上記第1実施形態の制御系のブロック図である。
【図4】上記第1実施形態のフェイスモード時の状態を示す作動説明図である。
【図5】上記第1実施形態のデフロスタモード時の状態を示す作動説明図である。
【図6】上記第1実施形態を標準地向け仕様とした場合の通風系の全体構成図である。
【図7】本発明第2実施形態の乾燥剤ユニット31の構成図である。
【符号の説明】
1…空調ケース、2…外気吸入口、3…第1内気吸入口(内気吸入口)、
4…第2内気吸入口、7…ブロワモータ(送風手段)、
8…第1ファン(送風手段)、9…第2ファン(送風手段)、
11…ヒータコア(暖房用熱交換器)、13…デフロスタ開口部、
14…フェイス開口部、15…フット開口部、20…第1空気通路、
21…第2空気通路、22〜26…仕切り板、28…第1内気通路、
29…第2内気通路(副通路)、31…乾燥剤ユニット(除湿手段)、
32、32a、32b…ケーシング部(水分吸着手段)、
33…ヒータ(加熱手段)、42…サーボモータ(切換手段、移動手段)、
48〜50…ドア(切換手段)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner capable of achieving both improvement in the antifogging performance of a vehicle window glass and improvement in the heating performance of a vehicle interior during vehicle interior heating.
[0002]
[Prior art]
As a prior art of the vehicle air conditioner as described above, there is one disclosed in JP-A-5-124426. Briefly explaining the configuration of this prior art, an air conditioning case of a vehicle air conditioner has an outside air inlet and an inside air inlet formed at one end thereof, and a defroster outlet, a face outlet, and a foot outlet at the other end. Each outlet is formed.
[0003]
A partition that forms a first air passage from the outside air inlet to the defroster outlet and a second air passage from the inside air inlet to the face outlet and the foot outlet in the air conditioning case. A plate is provided.
When it is desired to perform vehicle interior heating while anti-fogging the vehicle window glass, the outside air sucked from the outside air suction port is blown out from the defroster outlet to the window glass through the first air passage, and the inside air suction is performed. A foot differential mode is selected in which the inside air drawn from the mouth is blown out from the foot outlet toward the passenger compartment through the second air passage.
[0004]
According to this, since low humidity outside air is blown out to the window glass, the anti-fogging performance of the window glass is improved. Moreover, since the already warmed inside air is sucked into the second air passage, the heating load of the heating heat exchanger provided in the second air passage is reduced, and as a result, the heating performance is improved. That's it.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, there is a strong demand for further reducing the heating load in the heating heat exchanger in a vehicle (diesel vehicle, electric vehicle, etc.) in which sufficient heating capacity is difficult to secure.
An object of this invention is to provide the vehicle air conditioner which can satisfy the said request.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the inventions according to
A partition member is provided in the air conditioning case, and by this partition member, a first air passage from the outside air inlet to the defroster opening and a second air passage from the inside air inlet to the foot opening are provided in the air conditioning case. In the vehicle air conditioner, which is partitioned and has a heat exchanger for heating that heats the air in the first and second air passages, and a blower that generates an air flow in the air passages,
The first air passage is provided with a first inside air passage for introducing inside air into the first air passage,
A dehumidifying means for dehumidifying moisture in the air is provided in the first inside air passage.
According to this, since not only the outside air but also the inside air dried by the dehumidifying means is sucked into the first air passage, the inside of the first air passage is secured while ensuring the anti-fogging performance of the vehicle window glass. The heating load in the heat exchanger for heating in can be reduced. That is, the vehicle interior heating capability via the first air passage can be improved, and the heating capability of the entire vehicle interior via the first and second air passages can be greatly improved accordingly.
[0007]
Further, according to the present invention, the object to be dehumidified by the dehumidifying means can be only the inside air in the first inside air passage, so that the dehumidifying means is downsized compared to the case where all the air blown into the vehicle interior is dehumidified. be able to.
In particular, in the invention according to
A sub-passage leading to the outside of the first air passage is formed;
The moisture adsorbing means provided in the dehumidifying means is provided in the first inside air passage and in the sub passage,
A heating means for heating the air is provided at the upstream side portion of the moisture adsorbing means provided in the sub-passage,
Switch so that the moisture adsorbing means provided in the first inside air passage is provided in the sub passage, and switch so that the moisture adsorbing means provided in the sub passage is provided in the first inside air passage. A switching means is provided.
[0008]
According to this, the moisture adsorbing means provided in the first inside air passage gradually increases the amount of moisture adsorbed by itself by continuing the moisture adsorption of the air in the first inside air passage. Although the capacity gradually decreases, the switching means switches the moisture adsorbing means provided in the first inside air passage so as to be provided in the auxiliary passage.
[0009]
Then, the moisture adsorbing means switched into the sub-passage is provided with a heating means at a site upstream of its own air, so that warm air heated by this heating means passes through itself. At this time, the water adsorbed by itself evaporates and is released by heat exchange with the heat of the hot air. In this way, the moisture adsorbing means switched into the sub-passage is regenerated so that it can be adsorbed again.
[0010]
On the other hand, the moisture adsorbing means regenerated so as to be adsorbable in the sub-passage is switched by the switching means so as to be provided in the first inside air passage, so that the air inside the first inside air passage again Can adsorb moisture.
Thus, in the present invention, by repeating the switching by the switching means, moisture adsorption in the first inside air passage by the moisture adsorption means can be repeated. Moreover, since only the air in the sub-passage can be heated by the heating means, the capacity of the heating means can be reduced as compared with the case where all the air blown into the passenger compartment is heated.
[0011]
In the invention according to
The sub-passage is a passage that communicates with the second air passage. According to this, since the warm air warmed by the heating means is introduced into the second air passage, the amount of heat of the heating means can be effectively used for heating the passenger compartment.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Next, a first embodiment in which the present invention is applied as a diesel vehicle air conditioner for cold regions will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the entire ventilation system of the present embodiment. In FIG. 1, one end side of an
[0013]
The
[0014]
Further, an
[0015]
In addition, a heater core 11 (heating heat exchanger) for heating the air in the
[0016]
An
A
[0017]
A defroster duct (not shown) is connected to the
The
[0018]
Further, a foot duct (not shown) is connected to the
And the
[0019]
These
The air inflow passage to the side face duct is not opened or closed by the
[0020]
Further, in the
The
[0021]
Among these, a predetermined gap is provided between one end 26 a of the
In addition, a predetermined gap is provided between the one end 23 a of the
[0022]
Accordingly, in the foot mode and the foot differential mode, which will be described later, the first air enters the
[0023]
In addition, a predetermined gap is provided between the one end 22a of the
[0024]
In the
As shown in FIG. 2A, the
[0025]
Among these, the
[0026]
Then, the two desiccant packs 35 are fitted in both chambers of one
Further, the
[0027]
Next, the configuration of the control system of this embodiment will be described with reference to FIG.
The control device 43 that controls each of the driving means 7, 36 to 42 and the
[0028]
The control device 43 performs a predetermined calculation based on the signals from the control panel 44 and the sensors 45 to 47, and based on the calculation result, the driving means 7, 36 to 42 and the
Next, the operation in the present embodiment will be described for each blowing mode calculated by the control device 43 based on signals from the control panel 44 and the sensors 45 to 47.
[0029]
(In face mode)
When the blowing mode is a face mode in which cold air is mainly blown out toward the upper body of the passenger in the vehicle cabin from the center face outlet, the
Therefore, the inside air sucked from the second
[0030]
(In bi-level mode)
When the blowout mode is a bi-level mode in which mainly cool air is blown out from the center face blowout port toward the upper body of the passenger in the vehicle interior, and hot air is blown out mainly from the foot blowout port to the feet of the passenger in the vehicle interior. The
[0031]
Accordingly, the inside air sucked from the second
[0032]
The inside air reaching the
[0033]
(In defroster mode)
When the blowing mode is a defroster mode in which warm air is mainly blown out from the defroster outlet toward the inner surface of the vehicle windshield, the
Accordingly, the outside air sucked from the
[0034]
(In foot mode)
When the blowing mode is a foot mode in which warm air is mainly blown out from the foot outlet toward the feet of passengers in the vehicle cabin, and a small amount of warm air is blown out from the defroster outlet toward the inner surface of the windshield, 5, 6, and 16 to 18 are controlled to the positions shown in FIG.
[0035]
Accordingly, the outside air drawn from the
[0036]
Here, the moisture in the inside air passing through the first
[0037]
On the other hand, the inside air drawn from the first
[0038]
Here, the inside air passing through the second
[0039]
By the way, when the foot mode state continues, the amount of water adsorbed by the
[0040]
As a result, the
As a result, the
[0041]
Then, the
In this foot mode, the intake air volume from each of the
[0042]
(Foot differential mode)
When the blowout mode is a foot differential mode in which substantially the same amount of warm air is blown from both the foot blowout port and the defroster blowout port, each
[0043]
As described above, in the present embodiment, not only the outside air but also the
[0044]
That is, compared with the case where only the outside air is sucked into the
[0045]
Further, in the present embodiment, since the dehumidification target by the
In the present embodiment, the
[0046]
Further, in the present embodiment, the air after regenerating the
Further, in the present embodiment, the heating target by the
[0047]
Further, since the
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment of the present invention will be described only with respect to the differences from the first embodiment.
[0048]
The
When the
[0049]
Further, the remainder of the inside air sucked from the second inside
When each of the
[0050]
Further, the remainder of the inside air sucked from the second
In this way, by repeating the states of FIG. 7A and FIG. 7B, the adsorption of the moisture in the inside air in the first
[0051]
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, when the difference between the detection value of the first humidity sensor 46 and the detection value of the second humidity sensor 47 exceeds a predetermined value, the
[0052]
In each of the above-described embodiments, the
In each of the above embodiments, the material of the desiccant in the
[0053]
Moreover, although each said embodiment applied this invention to the air conditioner for diesel vehicles, you may apply to the air conditioner for other fuel-efficient vehicles, and may apply to an electric vehicle. In short, it is particularly effective when used in a vehicle in which it is difficult to secure a heating heat source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a ventilation system according to a first embodiment of the present invention.
2A is a configuration diagram of the
FIG. 3 is a block diagram of a control system of the first embodiment.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram illustrating a state in a face mode according to the first embodiment.
FIG. 5 is an operation explanatory view showing a state in the defroster mode of the first embodiment.
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a ventilation system when the first embodiment is a specification for a standard site.
FIG. 7 is a configuration diagram of a
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... 2nd inside air suction port, 7 ... Blower motor (blower means),
8 ... 1st fan (blower means), 9 ... 2nd fan (blower means),
11 ... Heater core (heat exchanger for heating), 13 ... Defroster opening,
14 ... Face opening, 15 ... Foot opening, 20 ... First air passage,
21 ... 2nd air passage, 22-26 ... Partition plate, 28 ... 1st inside air passage,
29 ... second inside air passage (sub-passage), 31 ... desiccant unit (dehumidifying means),
32, 32a, 32b ... casing part (moisture adsorption means),
33 ... heater (heating means), 42 ... servo motor (switching means, moving means),
48 to 50: Door (switching means).
Claims (5)
この空調ケース(1)内に、前記外気吸入口(2)から前記デフロスタ開口部(13)にかけての第1空気通路(20)と、前記内気吸入口(3)から前記フット開口部(15)にかけての第2空気通路(21)とを区画形成する仕切り部材(22〜26)と、
前記第1および第2空気通路(20、21)内に設けられ、これらの空気通路(20、21)内の空気を加熱する暖房用熱交換器(11)と、
前記第1および第2空気通路(20、21)内に、前記一端側から前記他端側に向けて空気流を発生する送風手段(7〜9)とを備えた車両用空調装置において、
前記第1空気通路(20)に、この第1空気通路(20)内に内気を導入する第1内気通路(28)が設けられ、
この第1内気通路(28)内に、空気中の水分を除湿する除湿手段(31)が設けられたことを特徴とする車両用空調装置。An outside air inlet (2) and an inside air inlet (3) are formed on one end side, and a defroster opening (13) that blows at least wind toward the vehicle window glass on the other end side, and wind toward the feet of passengers in the vehicle interior An air conditioning case (1) formed with a foot opening (15) for blowing
In the air conditioning case (1), a first air passage (20) from the outside air inlet (2) to the defroster opening (13) and a foot opening (15) from the inside air inlet (3) are provided. Partition members (22 to 26) that define a second air passage (21) extending to
A heating heat exchanger (11) provided in the first and second air passages (20, 21) for heating the air in the air passages (20, 21);
In the vehicle air conditioner provided with air blowing means (7 to 9) for generating an air flow from the one end side toward the other end side in the first and second air passages (20, 21),
The first air passage (20) is provided with a first inside air passage (28) for introducing inside air into the first air passage (20),
A vehicle air conditioner characterized in that a dehumidifying means (31) for dehumidifying moisture in the air is provided in the first inside air passage (28).
前記水分吸着手段(32)は、前記第1内気通路(28)内と前記副通路(29)内とに設けられ、
前記副通路(29)内に設けられた水分吸着手段(32)の空気上流側部位に、空気を加熱する加熱手段(33)が設けられ、
前記第1内気通路(28)内に設けられた水分吸着手段(32)が前記副通路(29)内に設けられるように切り換え、かつ前記副通路(29)内に設けられた水分吸着手段(32)が前記第1内気通路(28)内に設けられるように切り換える切換手段(42、48〜50)を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の車両用空調装置。A sub-passage (29) communicating with the outside of the first air passage (20) is formed;
The moisture adsorbing means (32) is provided in the first inside air passage (28) and in the sub passage (29),
A heating means (33) for heating air is provided at a portion of the air upstream side of the moisture adsorption means (32) provided in the sub-passage (29),
The moisture adsorbing means (32) provided in the first inside air passage (28) is switched so as to be provided in the sub-passage (29), and the moisture adsorbing means (in the sub-passage (29) ( The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2, further comprising switching means (42, 48 to 50) for switching so that 32) is provided in the first inside air passage (28).
前記第1内気通路(28)内に設けられた水分吸着手段(32)を前記副通路(29)内に移動させ、かつ前記副通路(29)内に設けられた水分吸着手段(32)を前記第1内気通路(28)内に移動させる移動手段(42)であることを特徴とする請求項3記載の車両用空調装置。The switching means (42, 48-50)
The moisture adsorbing means (32) provided in the first inside air passage (28) is moved into the sub passage (29), and the water adsorbing means (32) provided in the sub passage (29) is moved. The vehicle air conditioner according to claim 3, wherein the vehicle air conditioner is a moving means (42) for moving the first inside air passage (28).
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