JP4281564B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

従来の即効冷房を行う空調装置として、蓄冷材を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の即効暖房を行う空調装置として、電気ヒータを用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２１１０３６号公報 特開２０００−１４２０８４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空調装置のように蓄冷材を用いる場合、その性能維持には限界があり、長時間放置すると蓄冷材の温度が融点を超えてしまい性能が出せなくなるといった問題があり、内燃機関始動前（人員が乗車する前、駐車中）のプレ空調は望めない。あくまでも冷凍サイクルを駆動した後に蓄冷し、信号待ち等の停車時に内燃機関を停止させるいわゆるアイドルストップ時の空調に適用できるのみである。

また、特許文献２に記載の空調装置は、電気ヒータを用いることから、エネルギー消費が大きく、車両のように限られた電源しか持たないものには好ましくない。すなわち、内燃機関停止中は発電機も停止しているため、電力消費量が大きいこの空調装置では、プレ空調やアイドルストップ時の空調を行うことは困難である。

さらに、特許文献１あるいは特許文献２に記載されたいずれの空調装置においても、即暖、即冷を同一の物質や装置にて実施することはできない。

本発明は上記点に鑑みて、内燃機関停止中のあらゆる状況下に置いて車室の冷房および暖房を行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、走行用の駆動力を発生する水冷式の内燃機関（１）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（８）を備える車両用空調装置において、空調空気を冷却および加熱可能な吸着式冷凍機（７）を備え、吸着式冷凍機（７）は、媒体を吸着する際に発熱するとともに、内燃機関（１）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（５）と、冷却水と吸着剤（５）とを熱交換させる吸着熱交換器（６）と、吸着剤（５）および吸着熱交換器（６）が収納された吸着室容器（４）と、空調空気を冷却する熱交換流体と媒体とを熱交換させる蒸発／凝縮熱交換器（９）と、吸着室容器（４）よりも天地方向の上側に配置され、蒸発／凝縮熱交換器（９）にて冷却されて凝縮した液相媒体が溜められるとともに、蒸発／凝縮熱交換器（９）が収納された液溜め室容器（１０）と、吸着室容器（４）と液溜め室容器（１０）との間で気相媒体を流通させる気相媒体通路（１３）と、気相媒体通路（１３）を開閉する第１バルブ（１５）と、吸着室容器（４）と液溜め室容器（１０）との間で液相媒体を流通させる液相媒体通路（１４）と、液相媒体通路（１４）を開閉する第２バルブ（１６）とを備え、暖房時には、第２バルブ（１６）を開弁させて液溜め室容器（１０）の液相媒体を液相媒体通路（１４）を介して吸着室容器（４）内に流れ込ませて吸着剤（５）に吸着させることにより、吸着剤（５）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、冷房時には、第１バルブ（１５）を開弁させて液溜め室容器（１０）の気相媒体を気相媒体通路（１３）を介して吸着室容器（４）内に流れ込ませて吸着剤（５）に吸着させつつ、液溜め室容器（１０）の液相媒体を蒸発させることにより、媒体の蒸発潜熱を利用して空調空気を冷却することを特徴とする。

これによると、吸着剤が発生する吸着熱により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ようにしているため、吸着式冷凍機にて冷房および暖房をともに行うことができる。また、吸着式冷凍機は少ないエネルギーで作動するため、内燃機関の停止中に吸着式冷凍機を作動させることが可能であり、したがって、内燃機関停止中にも吸着式冷凍機により車室の冷房および暖房を行うことができる。

また、冬季においては気相媒体の圧力が低いため気相媒体が吸着剤に吸着されにくいが、請求項１の発明では、液相媒体を吸着剤に吸着させるようにしているため、確実に吸着させて確実に吸着熱を得ることができる。

第１冷凍機で用いる冷媒と熱交換流体とが同一のものである場合は、請求項２に記載の発明のように、蒸発／凝縮熱交換器（９）は第１冷凍機（８）に連結され、第１冷凍機（８）で用いる冷媒が蒸発／凝縮熱交換器（９）内を流れる構成とすることができる。

請求項３に記載の発明では、第１冷凍機（８）の冷媒と空調空気とを熱交換させる蒸発器（８ｄ）と、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した熱交換流体と空調空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）とを備えることを特徴とする。

これによると、第１冷凍機で用いる冷媒と熱交換流体とが同一の場合、および第１冷凍機で用いる冷媒と熱交換流体とが異なる場合のいずれにも、適用することができる。

請求項４に記載の発明のように、内燃機関（１）を冷却した冷却水と外気とを熱交換させるラジエータ（２）と、吸着熱交換器（６）を通過した冷却水と外気とを熱交換させる室外熱交換器（３０）とを、独立して設けてもよい。

熱交換流体として冷却水を用いる場合は、請求項５に記載の発明のように、内燃機関（１）を冷却した冷却水と外気とを熱交換させるとともに、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と外気とを熱交換させるラジエータ（２）と、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と空調空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）とを備え、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水を、ラジエータ（２）および室内熱交換器（２２）に選択的に流すようにしてもよいし、あるいは、請求項６に記載の発明のように、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と空調空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）と、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と外気とを熱交換させる室外熱交換器（３０）とを備え、蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水を、室内熱交換器（２２）および室外熱交換器（３０）に選択的に流すようにしてもよい。

請求項７に記載の発明では、第１冷凍機（８）が稼働中で、且つ室内の冷房負荷が高いときには、第１バルブ（１５）を閉弁させることを特徴とする。

ところで、吸着剤を再生させる際には、第１冷凍機の冷房能力の一部を使って蒸発／凝縮熱交換器にて気相媒体を凝縮させる為、本来の車室内を冷却する冷房能力が低下し、吹出し温度が上昇、乗員のフィーリングの悪化が懸念される。

これに対し、請求項７に記載の発明では、冷房負荷が高いときには吸着剤の再生が行われないため、第１冷凍機の冷房能力の全てを車室内の冷房に利用することができる。

請求項８に記載の発明では、第１冷凍機（８）は蒸気圧縮式冷凍機であり、冷房能力が低い条件下で第１冷凍機（８）が稼働しているときには、第１バルブ（１５）を閉弁させることを特徴とする。

ところで、蒸気圧縮式冷凍機における圧縮機が低回転で運転されている場合には冷房能力は小さく、この時に冷房能力の一部を使って吸着剤の再生を行うと、本来の車室内を冷却する冷房能力が一層低下してしまう。

これに対し、請求項８に記載の発明では、冷房得能力が低い条件下では吸着剤の再生が行われないため、第１冷凍機の冷房能力の全てを車室内の冷房に利用することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。

図１において、内燃機関１は車両を走行させるための駆動力を発生するものであり、冷却水にて冷却される水冷式内燃機関である。ラジエータ２は内燃機関１内を循環した冷却水と空気（外気）とを熱交換して冷却水を冷却するものであり、第１ウォータポンプ３は内燃機関１から動力を得て冷却水を循環させるものである。このラジエータ２は、入り口が１つに対して出口が２つある構造となっており、２温度を作り出すことが可能である。

吸着室容器４は吸着剤５が表面接着された吸着熱交換器６を収納するもので、内部は略真空になっている。ここで、吸着剤５は、蒸発した媒体を吸着する際に発熱するものである。なお、本実施形態では、媒体として水を採用するとともに、吸着室容器４内に媒体を所定量封入し、また、吸着剤５としてシリカゲルやゼオライト等の吸水材を採用している。因みに、吸着剤５は、通常、媒体を吸着する際に媒体の凝縮熱相当（＝凝縮熱＋α）の吸着熱を発生するとともに、同じ相対温度であっても、吸着剤５の温度によって吸着可能な媒体量が相違するようなヒステリシス特性を有している。

また、吸着熱交換器６は、内燃機関１を冷却する冷却水が内部を流通するようになっており、その冷却水と吸着剤５とを熱交換させるもので、内部を流れる冷却水の温度が吸着剤５の温度より高いときには内燃機関１の廃熱を吸着剤５に与え、内部を流れる冷却水の温度が吸着剤５の温度より低いときには吸着剤５を冷却する。

ヒータコア７ａは車室内に吹き出す空調空気と冷却水とを熱交換するもので、ヒータコア７ａに冷却水を循環させる回路は、温水バルブ７ｂにて開閉されるようになっている。第２ウォータポンプ７ｃは、吸着熱交換器６に冷却水を循環させるもので、電動モータにて駆動されるようになっている。

第１三方弁７ｄは、ラジエータ２から流出した冷却水を吸着熱交換器６に流入させる場合と、内燃機関１から流出した冷却水を吸着熱交換器６に流入させる場合とを切り換えるものである。

第２三方弁７ｅは、吸着熱交換器６から流出した冷却水を内燃機関１またはヒータコア７ａに流入させる場合と、吸着熱交換器６から流出した冷却水をラジエータ２に流入させる場合とを切り換えるものである。

蒸気圧縮式冷凍機８は、周知のごとく、圧縮機８ａ、凝縮器８ｂ、減圧器８ｃ、および蒸発器８ｄ等からなる。そして、圧縮機８ａが電磁クラッチを介して内燃機関１から動力を得て冷媒（例えばフロン）を吸入圧縮し、蒸発器８ｄがその冷媒と空調空気とを熱交換させて空調空気を冷却するようになっている。なお、この蒸気圧縮式冷凍機８が本発明の第１冷凍機に相当する。

蒸気圧縮式冷凍機８の冷媒回路のうち、減圧器８ｃと蒸発器８ｄとの間には、蒸発／凝縮熱交換器９が設けられ、蒸気圧縮式冷凍機８で用いる冷媒が蒸発／凝縮熱交換器９内を通過するようになっている。この蒸発／凝縮熱交換器９は、吸着室容器４と連通する液溜め室容器１０内に収納されており、液溜め室容器１０内に溜められた媒体と、蒸発／凝縮熱交換器９内を通過する冷媒とを、熱交換させるものである。なお、本実施形態における冷媒は、本発明の熱交換流体に相当する。また、液溜め室容器１０の内部は略真空にされている。

蒸気圧縮式冷凍機８の冷媒回路のうち、蒸発／凝縮熱交換器９と蒸発器８ｄとの間には、液相冷媒を溜める冷媒タンク１１、および電動モータにて駆動されて液相冷媒を蒸発器８ｄに循環させる冷媒ポンプ１２が設けられている。

蒸発／凝縮熱交換器９および液溜め室容器１０は、吸着室容器４よりも天地方向の上側に配置され、液溜め室容器１０と吸着室容器４との間は、気相媒体通路１３と液相媒体通路１４とによって連通されている。

気相媒体通路１３は、液溜め室容器１０の上部と吸着室容器４とを連通させて気相媒体（水蒸気）を流通させるものであり、第１バルブ１５によって開閉されるようになっている。液相媒体通路１４は、液溜め室容器１０の底部と吸着室容器４とを連通させて液溜め室容器１０内の液相媒体（水）を吸着室容器４内に流通させるものであり、第２バルブ１６によって開閉されるようになっている。

なお、吸着室容器４、吸着剤５、吸着熱交換器６、ヒータコア７ａ、温水バルブ７ｂ、第２ウォータポンプ７ｃ、第１三方弁７ｄ、第２三方弁７ｅ、蒸発／凝縮熱交換器９、液溜め室容器１０、気相媒体通路１３、液相媒体通路１４、第１バルブ１５、および第２バルブ１６等により、周知の吸着式冷凍機７が構成されている。

なお、温水バルブ７ｂ、第２ウォータポンプ７ｃ、第１三方弁７ｄ、第２三方弁７ｅ、冷媒ポンプ１２、第１バルブ１５、第２バルブ１６および電磁クラッチ等は、空調装置用電子制御装置により制御されており、この空調装置用電子制御装置には、内気温度センサや外気温度センサ等の空調センサの信号に加えて、内燃機関１の制御装置からアイドルストップ運転に関する信号が入力されている。

次に、本実施形態の作動を説明する。なお、各モードの作動状態を示す図１〜図７においては、冷却水回路および冷媒回路のうち、冷却水または冷媒が流れている部位を太線と矢印で示している。

１．即効冷房・即効暖機モード（図１参照）
このモードは、夏季において、内燃機関１から流出する冷却水の温度が低いとき、すなわち内燃機関１の暖機運転が終了していないときに実行されるモードである。

具体的には、第１バルブ１５を開き、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０と吸着室容器４を連通させる。また、冷媒ポンプ１２を駆動して、蒸発／凝縮熱交換器９と蒸発器８ｄとの間で冷媒を循環させる。

これにより、蒸発／凝縮熱交換器９にて冷媒から吸熱して蒸発した水蒸気が吸着室容器４に流入するとともに、その流入した水蒸気が吸着剤５に吸着される。このときの蒸発潜熱により冷媒が冷却され、その冷却された冷媒が蒸発器８ｄに循環されて、車室内に吹き出す空調空気が冷却される。

したがって、例えばアイドルストップ時のように内燃機関１が停止しているときでも、車室内の冷房を行うことができる。また、遠隔操作又はタイマーにて、人員が乗車する前（駐車中）にこのモードを実行させて、プレ空調を行うようにしてもよい。一方、内燃機関１が運転中であれば、蒸気圧縮式冷凍機８も同時に作動させることにより、車室内を急速に冷やすことができる。

また、このモードでは、第２ウォータポンプ７ｃを駆動して、吸着熱交換器６と内燃機関１との間で冷却水を循環させる。これにより、吸着剤５が水蒸気を吸着する際に発生した吸着熱により、吸着熱交換器６内を流れる冷却水が加熱され、その冷却水が内燃機関１へ戻る。したがって、内燃機関１の暖機が行われる。

２．夏季の吸着剤再生モード（図２参照）
このモードは、夏季において、内燃機関１が運転中で、かつ内燃機関１から流出する冷却水の温度が高いときに実行されるモードである。

具体的には、蒸気圧縮式冷凍機８を稼動させて冷房を行う。同時に、第１バルブ１５を開き、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０と吸着室容器４を連通させる。また、第２ウォータポンプ７ｃを駆動して、内燃機関１から流出した高温の冷却水を吸着熱交換器６に循環させる。

これにより、吸着熱交換器６内を流れる高温の冷却水により吸着剤５が加熱され、吸着剤５は吸着していた媒体を水蒸気として脱離放出する。放出された水蒸気は、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０に流入し、蒸発／凝縮熱交換器９内を流れる冷媒により冷却されて凝縮し、水として液溜め室容器１０に溜まる。

３．即効暖房モード（図３参照）
このモードは、冬季において、内燃機関１から流出する冷却水の温度が低いときに実行されるモードである。

具体的には、第２バルブ１６を開き、液相媒体通路１４を介して液溜め室容器１０と吸着室容器４を連通させる。また、第２ウォータポンプ７ｃを駆動するとともに温水バルブ７ｂを開弁させて、吸着熱交換器６とヒータコア７ａとの間で冷却水を循環させる。

これにより、液溜め室容器１０内の水が吸着室容器４に流入し、その流入した水が吸着剤５に吸着される。そのときの吸着熱により、吸着熱交換器６内を流れる冷却水が加熱され、その加熱された冷却水がヒータコア７ａに循環されて、車室内に吹き出す空調空気が加熱される。

因みに、冬季においては水蒸気の圧力が低いため吸着剤５が水蒸気を吸着しにくいが、吸着剤５に水を吸着させるため、確実に吸着させて確実に吸着熱を得ることができる。

４．冬季の吸着剤再生モード（図４参照）
このモードは、冬季において、内燃機関１が運転中で、かつ内燃機関１から流出する冷却水の温度が高いときに実行されるモードである。

具体的には、第１ウォータポンプ３を駆動して、内燃機関１から高温の冷却水をヒータコア７ａに循環させることにより、室内の暖房を行う。

同時に、第１バルブ１５を開き、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０と吸着室容器４を連通させる。また、第２ウォータポンプ７ｃを駆動して、内燃機関１から流出した高温の冷却水を吸着熱交換器６に循環させる。さらに、冷媒ポンプ１２を駆動して、蒸発／凝縮熱交換器９と蒸発器８ｄとの間で冷媒を循環させる。

これにより、吸着熱交換器６内を流れる高温の冷却水により吸着剤５が加熱され、吸着剤５は吸着していた媒体を水蒸気として脱離放出する。放出された水蒸気は、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０に流入し、蒸発／凝縮熱交換器９内を流れる冷媒により冷却されて凝縮し、水として液溜め室容器１０に溜まる。凝縮熱により加熱された冷媒は蒸発器８ｄに流し、暖房に利用する。

５．夏季のアイドルストップ時モード（図５参照）
このモードは、夏季において、アイドルストップ時で、内燃機関１から流出する冷却水の温度が高いときに実行されるモードである。

具体的には、第１バルブ１５を開き、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０と吸着室容器４を連通させる。また、冷媒ポンプ１２を駆動して、蒸発／凝縮熱交換器９と蒸発器８ｄとの間で冷媒を循環させる。さらに、第２ウォータポンプ７ｃを駆動して、吸着熱交換器６とラジエータ２との間で冷却水を循環させる。

これにより、蒸発／凝縮熱交換器９にて冷媒から吸熱して蒸発した水蒸気が吸着室容器４に流入するとともに、その流入した水蒸気が吸着剤５に吸着される。このときの蒸発潜熱により冷媒が冷却され、その冷却された冷媒が蒸発器８ｄに循環されて、車室内に吹き出す空調空気が冷却される。

また、吸着剤５が水蒸気を吸着する際に発生した吸着熱は、吸着熱交換器６内を流れる冷却水に吸収され、ラジエータ２にて放熱される。

６．内燃機関停止後の吸着剤再生モード（図６参照）
このモードは、イグニッションスイッチがオフ位置に操作されて内燃機関が停止されたときに実行されるモードである。

具体的には、第１バルブ１５を開き、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０と吸着室容器４を連通させる。また、第２ウォータポンプ７ｃを駆動して、内燃機関１と吸着熱交換器６との間で冷却水を循環させる。さらに、冷媒ポンプ１２を駆動して、蒸発／凝縮熱交換器９と蒸発器８ｄとの間で冷媒を循環させる。

これにより、吸着熱交換器６内を流れる高温の冷却水により吸着剤５が加熱され、吸着剤５は吸着していた媒体を水蒸気として脱離放出する。放出された水蒸気は、気相媒体通路１３を介して液溜め室容器１０に流入し、蒸発／凝縮熱交換器９内を流れる冷媒により冷却されて凝縮し、水として液溜め室容器１０に溜まる。吸着剤５が水蒸気を吸着する際に発生した吸着熱は、蒸発／凝縮熱交換器９内を流れる冷媒に吸収され、蒸発器８ｄにて放熱される。

７．駐車中モード（図７参照）
このモードは、「内燃機関停止後の吸着剤再生モード」終了後に実行されるモードであり、駐車中は第１バルブ１５および第２バルブ１６をともに閉じ、吸着剤５に水蒸気が供給されない状態を作り出すことで、蓄冷・蓄熱状態を維持する。

上記した本実施形態によると、吸着剤５が発生する吸着熱により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ようにしているため、吸着式冷凍機７にて冷房および暖房をともに行うことができる。また、吸着式冷凍機７は少ないエネルギーで作動するため、内燃機関１の停止中に吸着式冷凍機７を作動させることが可能であり、したがって、内燃機関１の停止中にも吸着式冷凍機７により車室の冷房および暖房を行うことができる。

また、冬季おいては気相媒体の圧力が低いため気相媒体が吸着剤５に吸着されにくいが、液相媒体を吸着剤５に吸着させるようにしているため、確実に吸着させて確実に吸着熱を得ることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図８は第２実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態は、吸着式冷凍機７と蒸気圧縮式冷凍機８とを分離したものである。すなわち、第１実施形態では、蒸気圧縮式冷凍機８の冷媒回路中に吸着式冷凍機７の蒸発／凝縮熱交換器９を配置して、蒸気圧縮式冷凍機８で用いる冷媒が蒸発／凝縮熱交換器９内を流れるようにしたが、本実施形態では、図８に示すように、蒸気圧縮式冷凍機８の冷媒回路とは分離された熱交換流体回路２０中に、蒸発／凝縮熱交換器９を配置し、熱交換流体回路２０および蒸発／凝縮熱交換器９内を水が流れるようにしている。

また、熱交換流体回路２０中には、熱交換流体回路２０中で水を循環させる第３ウォータポンプ２１、および室内熱交換器２２が配置されている。室内熱交換器２２は、水と空調空気とを熱交換させるので、蒸発器８ｄの後方（空気流れ下流側）に配置されている。なお、本実施形態における熱交換流体回路２０を流れる水は、本発明の熱交換流体に相当する。

本実施形態では、蒸発／凝縮熱交換器９で発生する冷熱は水（熱交換流体）により室内熱交換器２２に運ばれ、水と空調空気とを熱交換させて室内を冷房する。また、吸着剤５の再生時に蒸発／凝縮熱交換器９で発生する凝縮熱は同じく室内熱交換器２２に運ばれ、蒸発器８ｄを通過した後の空気に放熱される。この再生時には圧縮機８ａが作動しており、蒸気圧縮式冷凍機８により十分な冷房効果が得られている。その他の作動は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図９は第３実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。第１、第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態は、第２実施形態と比較して、室外熱交換器３０を追加した点が異なる。そして、吸着熱交換器６を通過した冷却水は室外熱交換器３０により外気と熱交換され、内燃機関１を冷却した冷却水はラジエータ２により外気と熱交換される。その他の作動は、第１、第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図１０は第４実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。第１、第２実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態は、第２実施形態と比較して、熱交換流体回路２０を冷却水回路に接続させるとともに、その接続部位に、第３三方弁７ｆおよび第４三方弁７ｇを追加した点が異なる。

第１三方弁７ｄは、ラジエータ２から流出した冷却水を吸着熱交換器６に流入させる場合と、内燃機関１から流出した冷却水を吸着熱交換器６に流入させる場合とを切り換えるものである。

第２三方弁７ｅは、吸着熱交換器６から流出した冷却水を内燃機関１またはヒータコア７ａに流入させる場合と、吸着熱交換器６から流出した冷却水をラジエータ２に流入させる場合とを切り換えるものである。

第１、第２実施形態においては、「夏季の吸着剤再生モード」時に発生する凝縮熱を室内に放熱していたが、本実施形態では、第３三方弁７ｆおよび第４三方弁７ｇにより、冷却水を室内熱交換器２２には流さずに全ての冷却水をラジエータ２に流すことにより、ラジエータ２で外気に放熱することが可能である。ただし、外気温度が高く室外への放熱が困難な場合は第１、第２実施形態と同様に室内へ放熱させることができる。その他の作動は、第１、第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図１１は第５実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。第１〜第４実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態は、第４実施形態と比較して、室外熱交換器３０を追加した点が異なる。そして、吸着熱交換器６を通過した冷却水は室外熱交換器３０により外気と熱交換され、内燃機関１を冷却した冷却水はラジエータ２により外気と熱交換される。その他の作動は、第１〜第４実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。図１２は第６実施形態に係る車両用空調装置の要部の模式図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態は、空調装置の運転状態及び車速状態と協調させて、第１バルブ１５の開閉を行う制御を追加したものである。

第１実施形態における「夏季の吸着剤再生モード」（図２参照）時には、蒸気圧縮式冷凍機８の冷房能力の一部を使って蒸発／凝縮熱交換器９にて水蒸気を凝縮させる為、本来の車室内を冷却する冷房能力が低下し、吹出し温度が上昇し、乗員のフィーリングの悪化が懸念される。

この対策として、クールダウン初期や外気温度が高い時など冷房能力を多く必要とする時には、第１バルブ１５を閉弁して吸着剤５の再生を中止し、蒸発／凝縮熱交換器９にて水蒸気が凝縮しないようにする。これにより、蒸気圧縮式冷凍機８の冷房能力の全てを車室内の冷房に利用することができる。

この場合、例えばオートエアコンの制御信号である必要吹出し温度（ＴＡＯ）を利用することができ、ＴＡＯがある値より低い時に第１バルブ１５を閉弁する制御とすればよい。また、圧縮機８ａに可変容量タイプを使用している場合には、圧縮機容量の信号を利用してもよい。即ち、容量が最大となっている時には冷房能力を多く必要としていると判定し、第１バルブ１５を閉弁する制御とする。

また、第１実施形態における「夏季のアイドルストップ時モード」（図５参照）時に、車両の停車時間が長くなりすぎて、蓄冷量を使い切ってしまったような場合には、吹出し温度が上昇するため、再び内燃機関１を運転させて圧縮機８ａを駆動し、蒸気圧縮式冷凍機８での冷房運転に入る。

この場合、圧縮機８ａはアイドリングでの低回転で駆動されるので冷房能力は小さく、この時も吸着剤５の再生のために蒸気圧縮式冷凍機８の冷房能力の一部を使うと吹出し温度が上昇し、冷え不良となり好ましくない。そこで、アイドルストップ時にも必ず再生モードとならないように、車速信号などにより停車と判断されるときには、第１バルブ１５を閉弁する制御とする。

本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の夏季の吸着剤再生モードを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の即効暖房モードを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の冬季の吸着剤再生モードを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の夏季のアイドルストップ時モードを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の内燃機関停止後の吸着剤再生モードを示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の駐車中モードを示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。 本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。 本発明の第４実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。 本発明の第５実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。 本発明の第６実施形態に係る車両用空調装置の模式図である。

符号の説明

１…内燃機関、５…吸着剤、７…吸着式冷凍機、８…蒸気圧縮式冷凍機（第１冷凍機）。

Claims (8)

1. 走行用の駆動力を発生する水冷式の内燃機関（１）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（８）を備える車両用空調装置において、
   空調空気を冷却および加熱可能な吸着式冷凍機（７）を備え、
   前記吸着式冷凍機（７）は、
   媒体を吸着する際に発熱するとともに、前記内燃機関（１）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（５）と、
   冷却水と前記吸着剤（５）とを熱交換させる吸着熱交換器（６）と、
   前記吸着剤（５）および前記吸着熱交換器（６）が収納された吸着室容器（４）と、
   空調空気を冷却する熱交換流体と媒体とを熱交換させる蒸発／凝縮熱交換器（９）と、
   前記吸着室容器（４）よりも天地方向の上側に配置され、前記蒸発／凝縮熱交換器（９）にて冷却されて凝縮した液相媒体が溜められるとともに、前記蒸発／凝縮熱交換器（９）が収納された液溜め室容器（１０）と、
   前記吸着室容器（４）と液溜め室容器（１０）との間で気相媒体を流通させる気相媒体通路（１３）と、
   前記気相媒体通路（１３）を開閉する第１バルブ（１５）と、
   前記吸着室容器（４）と液溜め室容器（１０）との間で液相媒体を流通させる液相媒体通路（１４）と、
   前記液相媒体通路（１４）を開閉する第２バルブ（１６）とを備え、
   暖房時には、前記第２バルブ（１６）を開弁させて前記液溜め室容器（１０）の液相媒体を前記液相媒体通路（１４）を介して前記吸着室容器（４）内に流れ込ませて前記吸着剤（５）に吸着させることにより、前記吸着剤（５）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、
   冷房時には、前記第１バルブ（１５）を開弁させて前記液溜め室容器（１０）の気相媒体を前記気相媒体通路（１３）を介して前記吸着室容器（４）内に流れ込ませて前記吸着剤（５）に吸着させつつ、前記液溜め室容器（１０）の液相媒体を蒸発させることにより、媒体の蒸発潜熱を利用して空調空気を冷却することを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記熱交換流体は、前記第１冷凍機（８）で用いる冷媒であり、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）は第１冷凍機（８）に連結され、前記第１冷凍機（８）で用いる冷媒が前記蒸発／凝縮熱交換器（９）内を流れる構成であることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記第１冷凍機（８）の冷媒と空調空気とを熱交換させる蒸発器（８ｄ）と、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した熱交換流体と空調空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記内燃機関（１）を冷却した冷却水と外気とを熱交換させるラジエータ（２）と、
   前記吸着熱交換器（６）を通過した冷却水と外気とを熱交換させる室外熱交換器（３０）とを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
5. 前記熱交換流体は冷却水であり、
   前記内燃機関（１）を冷却した冷却水と外気とを熱交換させるとともに、前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と外気とを熱交換させるラジエータ（２）と、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と空調空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）とを備え、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水が、前記ラジエータ（２）および前記室内熱交換器（２２）に選択的に流されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
6. 前記熱交換流体は冷却水であり、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と空調空気とを熱交換させる室内熱交換器（２２）と、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水と外気とを熱交換させる室外熱交換器（３０）とを備え、
   前記蒸発／凝縮熱交換器（９）を通過した冷却水が、前記室内熱交換器（２２）および前記室外熱交換器（３０）に選択的に流されることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
7. 前記第１冷凍機（８）が稼働中で、且つ室内の冷房負荷が高いときには、前記第１バルブ（１５）を閉弁させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
8. 前記第１冷凍機（８）は蒸気圧縮式冷凍機であり、
   冷房能力が低い条件下で前記第１冷凍機（８）が稼働しているときには、前記第１バルブ（１５）を閉弁させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。

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