JP6580195B1 - 車両用熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用的な熱交換器を配置するスペースを確保しつつ、必要な熱交換量と送風能力を確保する車両用熱交換装置を提供する。【解決手段】インテークダクト６は排水溝付の外気導入路６ｃを備え、外気導入口６ａからの吸入空気を熱交換器ユニット４に送る役割を果たし、また、外気導入口６ａから侵入した雨などを車外へ排水する機能も有する。熱交換器ユニット４はインテークダクト６の内部に固定され、外気導入路６ｃは排水するための十分な空間を有している。熱交換器ユニット４に全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が配置されており、熱交換器ユニット４が外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。車両用空調装置５には車両用空調装置のブロワ９が配置され、全熱交換器７はＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１のＹ方向に向かって並べて配置される。【選択図】図５

Description

この出願は、車両用熱交換装置、特に、車両に搭載され、車両の室内の空調で外気導入が可能な構成を備えた空調システムにおける熱交換装置に関する。

例えば、特許文献１には、込み入った場所に熱交換器を配置する場合でも大きな熱の回収を実現できる車両用空調装置が開示されている。一般的に、車両用空調装置を設置する場所は狭いため、熱交換器を配置するための十分なスペースを確保することができず、熱交換器のサイズが制限される。結果、熱交換器のサイズが制限され、熱の回収量が低減する。特許文献１では、熱交換器の風路を工夫してこの課題を解決しようとしている。

また、特許文献２には、既存の車両用空調装置を改変することなく熱交換器を配設することができる車両の外気導入構造が開示されている。ここでいう改変とは、例えば、車両用空調装置内、もしくは車両用空調装置に至る流路に熱交換器を配設するために専用の空間を設ける、内気が熱交換器を経由して車外へ排気されるための流路（排気流路と呼ぶ）を別途設ける必要があるなどである。改変を不要とするために、熱交換器のインテークダクトへの配設を提案している。

特開２０１６−１５５５１６号公報 特許５５０７６０２号公報

一般的に、車両用空調装置を設置する場所は狭いため、特許文献１のように熱交換器の風路を工夫しても必要な熱容量が確保できない場合もあり得る。また、風路曲がり部を有するため、汎用構造ではなくなり設備費の増加と生産性が落ちる懸念がある。さらに、車両用空調装置の仕様は車両ごとに異なることが多く、熱交換器の仕様も変更する必要が出てくるため、設計と評価の手間が増える問題が予想される。

特許文献２のように、インテークダクトへの設置は、車両用空調装置を改変しなくても対応ができる。しかし、改変せずに熱交換器を１つ設置するという方法では、車両用空調装置の送風機だけで吸気をしなければならず、熱交換器追加による圧力損失増加のために必要な風量が確保できない懸念がある。また、車外へ排気するための送風機がないため、効率良く熱交換できない問題が予想される。

さらに、特許文献２の構成では、熱交換効率を上げようとすると、熱交換器の体積を増やす必要があるが、体積を増やそうとする際に、車両の前後方向（進行方向）において十分なスペースが確保できない懸念がある。ここで、インテークダクトは車両の横方向には長いため、横方向だけに体積を増やすことは可能であるが、熱交換器が細長くなるため生産効率が悪くなる懸念があり、圧力損失が大幅に増加し、送風ができなくなる懸念がある。また、能力を満たす送風機を製作しようとすると、サイズが大きくなり送風機を配置することができなくなる問題も起こり得る。

この出願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両へ熱交換器を配置する際のスペースの問題を解決しつつ、必要な熱交換量と送風能力を確保することができる車両用熱交換装置を得ることを目的としている。

この出願に開示される車両用熱交換装置は、車両のフロント窓部からの排水を受けるとともに外気導入路を形成し車両の幅方向に延在するインテークダクトと、インテークダクトに設置される複数の熱交換器と、車両の室内の空気を室外へ排出する送風機とを備え、車両の室内に導入される外気と送風機により車両の室外へ排出される空気とを熱交換器によって熱交換する車両用熱交換装置であって、直列に気流を熱交換処理するように２つ以上配置されている熱交換器が並列に気流を熱交換処理するように２列以上配置されていることを特徴とするものである。

この出願に開示される車両用熱交換装置によれば、汎用熱交換器を用いて、十分な配置スペースを確保しつつ、必要な熱交換量および送風能力を確保することが可能になる。

実施の形態１に係る車両用熱交換装置を適用した車両１を示す正面図である。 図１の車両１をＹ方向において図１の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図１の車両１をＡ−Ａ線で切った断面矢視図であり、かつ、図２のＢで示される場所を拡大した部分拡大図である。 熱交換器ユニット４の内部の構成部品である全熱交換器７を示す斜視図である。 図３のＥ−Ｅ線の位置で車両１を切った概略断面矢視図である。 実施の形態１に係る車両用熱交換装置の変形例を示す概略断面矢視図であり、実施の形態１に係る車両用熱交換装置の変形例である車両１Ａ（内部に熱交換器ユニット４Ａを含む）を図３と同様のＥ−Ｅ線の位置で切った時の概略断面矢視図である。 実施の形態２に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｂを示す正面図である。 図７の車両１ＢをＹ方向において図７の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図７の車両１ＢをＡＢ−ＡＢ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図８のＢＢで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図９のＥＢ−ＥＢ線の位置で車両１Ｂを切った概略断面矢視図である。 実施の形態３に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｃを示す正面図である。 図１１の車両１ＣをＹ方向において図１１の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図１１の車両１ＣをＡＣ−ＡＣ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図１２のＢＣで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図１３のＥＣ−ＥＣ線の位置で車両１Ｃを切った概略断面矢視図である。 実施の形態４に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｄを示す正面図である。 図１５の車両１ＤをＹ方向において図１５の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図１５の車両１ＤをＡＤ−ＡＤ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図１６のＢＤで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図１７のＥＤ−ＥＤ線の位置で車両１Ｄを切った概略断面矢視図である。 実施の形態５に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｅを示す正面図である。 図１９の車両１ＥをＹ方向において図１９の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図１９の車両１ＥをＡＥ−ＡＥ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図２０のＢＥで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図２１のＥＥ−ＥＥ線の位置で車両１Ｅを切った概略断面矢視図である。 図２２におけるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。 図２３のＢＥＬで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図２２におけるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。 実施の形態６に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｆを示す正面図である。 図２６の車両１ＦをＹ方向において図２６の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図２６の車両１ＦをＡＦ−ＡＦ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図２７のＢＦで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図２８のＥＦ−ＥＦ線の位置で車両１Ｆを切った概略断面矢視図である。 図２９における２つあるドア１１からなる制御弁のうちの片方が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。 図２９におけるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。 実施の形態７に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｇを示す正面図である。 図３２の車両１ＧをＹ方向において図３２の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図３２の車両１ＧをＡＧ−ＡＧ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図３３のＢＧで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図３４のＥＧ−ＥＧ線の位置で車両１Ｇを切った概略断面矢視図である。 図３５における４つあるドア１１からなる制御弁のうち、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の空気の吸気口２箇所に設置されている２つのドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。 実施の形態８に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｈを示す正面図である。 図３７の車両１ＨをＹ方向において図３７の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図３７の車両１ＨをＡＨ−ＡＨ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図３８のＢＨで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図３９のＥＨ−ＥＨ線の位置で車両１Ｈを切った概略断面矢視図である。 図４０における２つあるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示しており、さらに、２つある送風機８は動作を停止しており、また、２つある逆流用送風機８ａは動作をしており空気を送風している状態を示す、概略断面矢視図である。 実施の形態９に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｉを示す正面図である。 図４２の車両１ＩをＹ方向において図４２の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図４２の車両１ＩをＡＩ−ＡＩ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図４３のＢＩで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図４４のＥＩ−ＥＩ線の位置で車両１Ｉを切った概略断面矢視図である。 実施の形態１０に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｊを示す正面図である。 図４６の車両１ＪをＹ方向において図４６の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図４６の車両１ＪをＡＪ−ＡＪ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図４７のＢＪで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図４８のＥＪ−ＥＪ線の位置で車両１Ｊを切った概略断面矢視図である。 実施の形態１１に係る車両用熱交換装置を適用した車両１Ｋを示す正面図である。 図５０の車両１ＫをＹ方向において図５０の右側から左側に向かって見た際の側面図である。 図５０の車両１ＫをＡＫ−ＡＫ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図５１のＢＫで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。 図５２のＥＫ−ＥＫ線の位置で車両１Ｋを切った概略断面矢視図である。

実施の形態１．
実施の形態１を図１から図６までに基いて説明する。
図１は、実施の形態１に係る車両用熱交換装置としての熱交換器ユニットを適用した車両１を示す正面図である。車両１は、フロントガラス２を装着したフロント窓部ＦＷおよびボンネット３を備えた車両である。外気導入口６ａは、外気を車室内に取り込むための孔である。外気への排気孔６ｄは、車室内の空気を車室外に排気するための孔である。Ｙ方向は車両１の幅方向、Ｚ方向は車両１の高さ方向である。

図２は、図１の車両１をＹ方向において図１の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図３は、図１の車両１をＡ−Ａ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図２のＢで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。Ｘ方向は車両１の前後方向である。なお、図２以降の図について、既出の図と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図３において、熱交換器ユニット４は、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４に取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。インテークダクト６は、排水溝ＣＤを備えた外気導入路６ｃを備え、外気導入口６ａから吸入した空気を熱交換器ユニット４に送るための経路の役割を果たし、また、外気導入口６ａから侵入した雨などを車外へ排水する機能も有する。熱交換器ユニット４は、インテークダクト６の内部に固定されているが、外気導入路６ｃは排水するための十分な空間を有している。

図４は、熱交換器ユニット４の内部の構成部品である全熱交換器７を示す斜視図であり、図において、７ｃは伝熱特性および通気性を有する和紙などの材質で構成された平板状の仕切板、７ｄは各仕切板１間に気流が流動する風路７ａ，７ｂを形成するとともに、各仕切板１間に流動する気流の方向が相互に隣接する仕切板１間に流動する気流の方向と相互に交差するように、各仕切板１間にそれぞれ積層された波状の間隔板である。
また、７ａは１次気流Ｃが流動する風路、７ｂは２次気流Ｄが流動する風路である。

次に、動作について説明する。まず、間隔板７ｄは、図４に示すように、各仕切板１間に積層する際、風路の向きが交互に交差するように積層されているので、１次気流Ｃと２次気流Ｄがそれぞれ１層おきに熱交換器に取り入れられるようになる。そして、１次気流Ｃと２次気流Ｄの間には、温度差があるので顕熱の移動が起こる結果、１次気流Ｃと２次気流Ｄの間で熱交換が行われることになる。また、仕切板７ｃは水分透過性を有する材質にて構成されているため、１次気流Ｃと２次気流Ｄの間の湿度差に応じて、仕切板７ｃを通じて水分の移動（潜熱の移動）が起こる。

なお、この実施の形態１では、全熱交換器７を使用しているため顕熱および潜熱の熱移動が起こっているが、例えば、全熱交換器ではなく顕熱交換器を使用した場合では、顕熱の熱移動のみが起こり、潜熱の移動は起こらない。実施の形態１および以降の実施の形態において、全熱交換器の使用を推奨するが、顕熱交換器を使用することも可能である。ただし、潜熱の移動がなくなるため、熱交換効率は下がる。顕熱交換器は、例えば樹脂等の材質で構成されている。防水性が必要な場合、高湿度環境下で使う場合など全熱交換器の使用が困難な場合などに適用してもよい。

図４は、実施の形態１に係る熱交換器ユニットに搭載される全熱交換器７を示す斜視図であるが、以降に説明される、実施の形態２から後の各実施の形態に係る熱交換器ユニットにも同様に搭載される。

図５は、図３のＥ−Ｅ線の位置で車両１を切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４に全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が配置されており、熱交換器ユニット４が外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１のＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図５において、車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４に送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４に送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４から排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

このとき、車両用空調装置５の暖房機能が働いていれば、車外から吸気された空気は加熱されて車室内に送り込まれる。また、冷房機能が働いていた場合は、車外から吸気された空気は冷却されて車室内に送り込まれる。加熱も冷却もなく、換気のみの場合もある。

例えば、実施の形態１の構成で、冬の寒い時期に車両１の車室内１０の空気を車両用空調装置５の内気循環モードで暖めていたとする。その際、車室内の湿度の上昇により、窓ガラスが曇る場合がある。曇りを除去するために、車室外の比較的乾燥した空気を車室内に取り入れようとして車両用空調装置５を外気導入モードに切り換えると、車室内の暖かい空気は車外に排出される前に、全熱交換器７にて、車室外の外気の冷たい空気と熱交換される。これにより、外気の冷たい空気が温められた状態で車両用空調装置５に取り込まれるため、空気を加熱する熱量が減り、車両用空調装置５の負荷が下がる。よって、車両用空調装置５の効率が上がり、車両１の燃費または電費の改善につながり、航続可能距離が延びるなどの効果が期待できる。

また、実施の形態１の構成で、夏の暑い時期に車両１の車室内１０の空気を車両用空調装置５の内気循環モードで冷やしていたとする。その際、車室内の空気を換気、つまり車室外の比較的清浄な空気を車室内に取り入れようとして、車両用空調装置５を外気導入モードに切り換えると、車室内の冷たい空気は車外に排出される前に、全熱交換器７にて、車室外の外気の暖かい空気と熱交換される。これにより、外気の暖かい空気が冷やされた状態で車両用空調装置５に取り込まれるため、空気を冷却するための負荷が減り、車両用空調装置５の負荷が下がる。よって、車両用空調装置５の効率が上がり、車両１の燃費または電費の改善につながり、航続可能距離が延びるなどの効果が期待できる。

ところで、図５において、外気導入口６ａと外気への排気孔６ｄは完全に遮断されているわけではなく、排水溝を備えた外気導入路６ｃによって空間的にはつながっている。しかし、外気導入口６ａを車両１のＹ方向における外側に配置し、外気への排気孔６ｄを車両１の中央に配置することで、熱交換器ユニット４へ吸入される車外からの外気と、熱交換器ユニット４から排気される車室内からの空気が混ざらないようにしている。こうすることで空気を流すダクトの費用を削減することが可能になる。車両が小さい場合など、完全に遮断したい場合は、外気導入口６ａと熱交換器ユニット４をダクトでつなげることで、熱交換器ユニット４から排気される車室内からの空気が、外気導入口６ａから吸気される車室外の外気と混ざらないようにすることが可能である。もしくは、外気への排気孔６ｄと熱交換器ユニット４をダクトでつなげることで同様の効果を得ることも可能である。

図６は、実施の形態１に係る熱交換器ユニットの変形例を示す概略断面矢視図であり、実施の形態１に係る熱交換器ユニットの変形例である車両１Ａ（内部に熱交換器ユニット４Ａを含む）を図３と同様のＥ−Ｅ線の位置で切った時の概略断面矢視図である。図６に示すように、熱交換器ユニット４Ａに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ａが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＡのＹ方向に向かって並べて配置されている。このように、熱交換器ユニット４Ａは、熱交換器ユニット４に送風機８を追加したものである。

図６のように、送風機８を熱交換器ユニット４Ａと車両用空調装置５の間に配置することで、送風能力が上がる。例えば、全熱交換器の圧力損失が大きい場合、車両用空調装置のブロワ９だけでは、送風能力が満たせないことがある。そのような場合に、図６のように送風機８を配置することで、必要な送風能力が満たせるようになる。

また、熱交換器ユニットを搭載することを想定していない車両について、新たに熱交換器ユニットを搭載する場合、車両用空調装置のブロワを再度設計しなければならない。しかし、再度設計した場合には、車両用空調装置のブロワの大きさおよび仕様が変化し、周辺の部品に大きく影響するため対応が困難になってしまう。このような場合に、図６のように熱交換器ユニットに外気吸気用の送風機と車室内空気の排気用の送風機を配置することで、車両用空調装置のブロワの再設計等の大幅な変更をせずに、熱交換器ユニットの搭載が可能になる。

以上のように、この実施の形態１によれば、熱交換器ユニット４は、車両１のフロントガラス２の前方下にある排水溝ＣＤを備えた外気導入路６ｃを形成するインテークダクト６の内部に設置されていることを特徴とし、かつ、車両１に搭載される空調システムに含まれていることを特徴とし、その空調システムは車両１の車室外の空気を車両１の車室内に導入できる外気導入モードを備えており、車両１の車室内の空気と車両１の車室外の空気の熱交換を行うことができる熱交換器としての全熱交換器７を２つ以上備え、さらに、それらの全熱交換器７に送風するための送風機８を１つ以上備えており、その送風機８は車両用空調装置に設置されているブロワ９とは異なり、それらの全熱交換器７と送風機８を内部に含んでいる。
このように、車両１のインテークダクト６の内部空間を有効に活用することで、車両用空調装置５の周辺の車室内スペースを使わずに、全熱交換器７を配置することが可能になる。また、インテークダクト６は、車両１のＹ方向において長いため、全熱交換機をＹ方向に２つ並べて置くことが可能になり、必要な熱交換量を確保することができる。また、送風機８を配置することで、送風能力も確保し、十分な熱交換ができるようになっている。

実施の形態１における車両用熱交換装置は、図１から図６に示す通り、次の構成が適用されている。
車両１のフロントガラス２が装着されたフロント窓部ＦＷからの排水を排水溝ＣＤにより受けるとともに外気導入路６ｃを形成し車両の横幅方向に延在するインテークダクト６と、前記インテークダクト６の内部に設置され車両の横幅方向に並んで間隔を置いて並設される複数の熱交換器７，７と、車両の室内の空気を室外へ排出する送風機８とを備え、車両の室内に導入される外気としての２次気流Ｄと前記送風機８により車両の室外へ排出される室内空気としての１次気流Ｃとを前記熱交換器７，７によって熱交換することを特徴とする。
この構成により、安価な汎用熱交換器を用いて、十分な配置スペースを確保しつつ、必要な熱交換量および送風能力を確保することが可能になる。

そして、実施の形態１における車両用熱交換装置は、図５および図６に示す通り、前項の構成において、次の構成が適用されている。
室内空気としての１次気流Ｃは分流して、並置されている２つの熱交換器７，７にそれぞれ送給され通気され熱交換処理される。すなわち、１次気流Ｃに対して熱交換器７，７が並列に気流を熱交換処理するように配置される。また、外気としての２次気流Ｄは異なる外気導入口６ａ，６ａから並行して、並置されている２つの熱交換器７，７にそれぞれ送給され通気され熱交換処理される。すなわち、２次気流Ｄに対して熱交換器７，７が並列に気流を熱交換処理するように配置される。
この構成により、２つの熱交換器７，７が並列に気流を熱交換処理するように配置され、熱交換器７，７のそれぞれに分流された気流に対し、熱交換器７，７のそれぞれにおいて熱交換処理について分散処理を行うことができる。１次気流Ｃが分流されて熱交換器７，７によりそれぞれ分散処理されることによって、熱交換作用をより有効に行うことができ、熱交換効率を向上させることができる。また、２次気流Ｄについても、異なる流路で熱交換器７，７により熱交換処理についてそれぞれ分散処理されることによって、熱交換作用をより有効に行うことができ、熱交換効率を向上させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２を図７から図１０までに基づいて説明する。
図７は、実施の形態２に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｂを示す正面図である。図８は、図７の車両１ＢをＹ方向において図７の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図９は、図７の車両１ＢをＡＢ−ＡＢ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図８のＢＢで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図９において、熱交換器ユニット４Ｂは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｂに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図１０は、図９のＥＢ−ＥＢ線の位置で車両１Ｂを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｂに全熱交換器７が３つ配置され、さらに送風機８が６つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｂが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが３つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが３つ、合計６つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＢのＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図１０において、２次気流Ｄの側に設置された３つの送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｂに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、１次気流Ｃの側に設置された３つの送風機８によって熱交換器ユニット４Ｂに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｂから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は３つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１に対して、全熱交換器７が２つから３つに増え、さらに、並列２列で並んでいた全熱交換器７が、並列の３列に増加し、また、送風機８が６つに増加している。このようにすることで、１次気流Ｃと２次気流Ｄの熱交換量を増やすことが可能になる。

実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｃを示す正面図である。図１２は、図１１の車両１ＣをＹ方向において図１１の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図１３は、図１１の車両１ＣをＡＣ−ＡＣ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図１２のＢＣで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図１３において、熱交換器ユニット４Ｃは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｃに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図１４は、図１３のＥＣ−ＥＣ線の位置で車両１Ｃを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｃに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｃが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＣのＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図１４において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｃに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｃに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｃから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１に対して、並列２列で並んでいた全熱交換器７が、直列で２つ並ぶ構成に変更になり、また、送風機８が２つ配置されている。このようにすることで、並列に並べていた時のような空気の流れの合流場所がなくなり、送風騒音に対し有利になる効果がある。
そして、２つの熱交換器７，７が直列に配置され、熱交換器７，７に流通される気流に対し、熱交換器７，７のそれぞれにおいて処理が進められる反復処理を行うことができる。１次気流Ｃが熱交換器７，７によりそれぞれ反復処理されることによって、熱交換作用をより有効に行うことができ、熱交換効率を向上させることができる。また、２次気流Ｄについても、熱交換器７，７によりそれぞれ反復処理されることによって、熱交換作用をより有効に行うことができ、熱交換効率を向上させることができる。
１次気流Ｃおよび２次気流Ｄは、それぞれ２つの熱交換器７，７により反復処理されることによって、熱交換作用をより有効に行うことができ、熱交換効率を向上させることができるものである。

実施の形態４．
図１５は、実施の形態４に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｄを示す正面図である。図１６は、図１５の車両１ＤをＹ方向において図１５の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図１７は、図１５の車両１ＤをＡＤ−ＡＤ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図１６のＢＤで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図１７において、熱交換器ユニット４Ｄは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｄに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図１８は、図１７のＥＤ−ＥＤ線の位置で車両１Ｄを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｄに全熱交換器７が６つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｄが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＤのＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図１８において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｄに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｄに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｄから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は６つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１に対して、並列２列でそれぞれ１つずつ並んでいた全熱交換器７が、並列２列でそれぞれ直列に３つ並ぶ構成に変更になり、また、送風機８が２つ配置されている。このようにすることで、熱交換量が増え、車両用空調装置５の負荷がさらに下がる。
この実施の形態４では、室内空気としての１次気流Ｃは分流して、並置されている並列２列の各列３つの熱交換器７，７，７にそれぞれ各列ごとに送給され通気され熱交換処理される。すなわち、１次気流Ｃに対して各列３つの熱交換器７，７，７が並列に各列で気流を熱交換処理するように配置される。また、外気としての２次気流Ｄは異なる外気導入口６ａ，６ａから並行して、並置されている並列２列の各列３つの熱交換器７，７，７に各列ごとにそれぞれ送給され通気され熱交換処理される。すなわち、２次気流Ｄに対して２列の熱交換器７，７，７および熱交換器７，７，７が並列に気流を熱交換処理するように配置される。そして、並置されている並列２列の各列３つの熱交換器７，７，７には、分流された１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが各列ごとにそれぞれ送給され直列に通気されて熱交換処理され、各列３つの熱交換器７，７，７はそれぞれ１次気流Ｃおよび２次気流Ｄに対し熱交換処理を行い、反復して熱交換処理が行われる。
この構成により、並列２列の各列３つの熱交換器７，７，７で熱交換処理について分散処理および反復処理が行われることによって、熱交換作用をより有効に行うことができ、熱交換効率を向上させることができる。

実施の形態５．
図１９は、実施の形態５に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｅを示す正面図である。図２０は、図１９の車両１ＥをＹ方向において図１９の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図２１は、図１９の車両１ＥをＡＥ−ＡＥ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図２０のＢＥで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図２１において、熱交換器ユニット４Ｅは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｅに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図２２は、図２１のＥＥ−ＥＥ線の位置で車両１Ｅを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｅに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｅが外気吸気用ダクト５ａおよび全熱交換器７における２次気流Ｄが流れる風路をバイパスするように設けられたバイパス風路である外気吸気用バイパスダクト５ｂによって車両用空調装置５と接続されている。ここで、外気吸気用バイパスダクト５ｂの吸気口は、ドア１１からなる制御弁によって閉じられている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＥのＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図２２において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｅに送られ、２次気流Ｄとして、２つの全熱交換器７を直列に通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｅに送られ、１次気流Ｃとして、２つの全熱交換器７を直列に通過し、熱交換器ユニット４Ｅから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

図２３は、図２２におけるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。ドア１１からなる制御弁の位置が変更になった以外、他の部品の配置に変更は無い。ここで、図２２では、ドア１１からなる制御弁は外気吸気用バイパスダクト５ｂの吸気口を塞いでいたが、図２３では、外気吸気用ダクト５ａに通じる熱交換器ユニット４Ｅの吸気部分を塞いでいる。また、それにより、外気吸気用バイパスダクト５ｂの吸気口が開放される。

図２４は、図２３のＢＥＬで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図２４において、ドア１１からなる制御弁と、ドアの回転軸１１ａおよびドアの軌道１１ｂが示されている。ドア１１は、ドアの回転軸１１ａを中心として、ドア１１の軌道１１ｂの範囲で動かすことができる。このようにドア１１からなる制御弁が動くことで、図２２および図２３で示されるように、車室外から外気を吸気するための吸気口を変更することができる。

次に、図２３の動作について説明する。図２３において、車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｅに送られ、外気吸気用バイパスダクト５ｂを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｅに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｅから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７には、車室内の空気である１次気流Ｃのみが通過する。全熱交換器７は２つあり、それぞれについて、１次気流Ｃのみが通過し、車室外からの外気は通過しない。

図２５は、図２２におけるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図であるが、ドア１１からなる制御弁の移動は図２３のように、外気吸気用ダクト５ａに通じる熱交換器ユニット４Ｅの吸気部分を完全に塞いではいない。つまり、車室外から吸気した空気は、全熱交換器７を経由し外気吸気用ダクト５ａを通過し、かつ、全熱交換器７を経由せずに外気吸気用バイパスダクト５ｂを通過するもの、これら２つの経路を経由して車両用空調装置５に送り込まれる。よって、例えば、ドア１１からなる制御弁の開閉角度を調整し、車両用空調装置５に送り込まれる車室外から吸気する空気のうち、全熱交換器７を経由する空気の量を２０％、経由しない空気の量を８０％にする、など、２次気流Ｄの量を調整する。ドアの開閉度の調整は、センサーによる検出出力により制御動作を行うサーボモータなどで調整される。ここで、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態５によれば、ドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｅの吸気口の場所を切り換えることが可能になる。よって、車室外から吸気した空気について、全熱交換器７を通過させる経路と通過しない経路を選択することが可能になる。このようにすることで、例えば、冬季の外気温度が低い時期に、全熱交換器７が結氷した場合に、ドア１１からなる制御弁で経路を切り換えて全熱交換器７に外気が流れないようにし、かつ、車室内の暖かい空気のみを全熱交換器７に通過させることで結氷を解除することが可能になる。

さらに、この実施の形態５によれば、ドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｅに流入する外気の空気量を調整できる、すなわち、全熱交換器７を通過する空気の量を調整することが可能になる。このようにすることで、例えば、冬季の外気温度が低い時期に、全熱交換器７が結氷する可能性がある場合に、ドア１１からなる制御弁によって、全熱交換器７を通過する外気の空気量をあらかじめ減らすことで、全熱交換器７の結氷を防ぐことが可能になる。このような制御を行うことで、全熱交換器７が、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換する時間を増やすことが可能になり、外気の温度の状況に応じて、最も熱交換の効率が良くなるように調整することが可能になる。
そして、熱交換器ユニット４Ｅに流入する空気の量および流れの経路を調整するためのドア１１からなる制御弁を、外気の温度の状況等の条件に応じて制御弁の開閉度を変化させて適宜にするためのセンサーおよびサーボモータを備えた制御手段が制御システムとして組み込まれており、前記調整制御を的確に遂行できるように構成されている。

実施の形態６．
図２６は、実施の形態６に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｆを示す正面図である。図２７は、図２６の車両１ＦをＹ方向において図２６の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図２８は、図２６の車両１ＦをＡＦ−ＡＦ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図２７のＢＦで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図２８において、熱交換器ユニット４Ｆは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｆに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図２９は、図２８のＥＦ−ＥＦ線の位置で車両１Ｆを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｆに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｆが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。ここで、熱交換器ユニット４Ｆの外気吸気口にある２つのドア１１からなる制御弁は、開放されており、熱交換器ユニット４Ｆに車室外の空気が流入できるようになっている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＦのＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図２９において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｆに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｆに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｆから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

図３０は、図２９における２つあるドア１１からなる制御弁のうちの片方が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。２つあるドア１１からなる制御弁のうちの片方の位置が変更になった以外、他の部品の配置に変更は無い。ここで、図２９とは異なり、図３０では、図の下側にあるドア１１からなる制御弁が熱交換器ユニット４Ｆの下側の外気吸気口を塞いでおり、図の下側にある全熱交換器７に外気が流入しないようになっている。

次に、図３０の動作について説明する。図３０において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、図３０の上側の外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｆに送られ、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｆに送られ、１次気流Ｃとして、図３０における２つの全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｆから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。ただし、熱交換が行われるのは、図３０の上側の全熱交換器７のみであり、図３０の下側の全熱交換器７では、熱交換は行われない。図３０の下側の全熱交換器７には車室内の空気である１次気流Ｃのみが通過し、車室外からの外気は通過しない。

図３１は、図２９におけるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図であるが、ドア１１からなる制御弁の移動は図３０のように、熱交換器ユニット４Ｆの下側の吸気部分を完全に塞いではいない。つまり、図３０とは異なり、車室外から吸気した空気は、図３１の上側の全熱交換器７を通過する経路だけではなく、図３１の下側の全熱交換器７を通過する経路のいずれかを経由し、その２つの経路を通過した空気が合わさり、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれる。よって、例えば、図３１の下側のドア１１からなる制御弁の開閉角度を調整することで、車両用空調装置５に送り込まれる車室外から吸気する空気のうち、図３１の上側の全熱交換器７を経由する空気の量を８０％、図３１の下側の全熱交換器７を経由する空気の量を２０％にする、など、２次気流Ｄの量を調整することができる。ドアの開閉度の調整は、センサーによる検出出力により制御動作を行うサーボモータなどで調整される。ここで、２つの全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄがそれぞれ熱交換される。ただし、図３１の上側の全熱交換器７に流入する２次気流Ｄの量と、図３１の下側の全熱交換器７に流入する２次気流Ｄの量が異なるため、熱交換効率は異なる。

以上のように、この実施の形態６によれば、ドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｆの吸気口の開閉を切り換えることが可能になる。よって、車室外から吸気した空気について、複数ある全熱交換器７のうち、どの全熱交換器７を通過させるかを選択することが可能になる。このようにすることで、例えば、冬季の外気温度が低い時期に、ある全熱交換器７が結氷した場合に、ドア１１からなる制御弁によって外気の流入経路を塞ぎ、結氷した全熱交換器７に外気が流れないようにし、かつ、車室内の暖かい空気のみを、その結氷した全熱交換器７に通過させることで結氷を解除することが可能になる。その際に、結氷していない全熱交換器７を使用して、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄの熱交換が可能である。つまり、ドア１１からなる制御弁の開閉を制御することで、常に外気と車室内の空気を熱交換し続けることが可能になる。

さらに、この実施の形態６によれば、ドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｆに流入する外気の空気量を調整できる、すなわち、全熱交換器７を通過する空気の量を調整することが可能になる。このようにすることで、例えば、冬季の外気温度が低い時期に、全熱交換器７が結氷する可能性がある場合に、ドア１１からなる制御弁によって、全熱交換器７を通過する外気の空気量をあらかじめ減らすことで、全熱交換器７の結氷を防ぐことが可能になる。また、複数ある全熱交換器７について、空気の流入量を調整することが可能なため、結氷しやすい場所の全熱交換器７に流入する空気の量を減らすなど、個々に制御できる。このような制御を行うことで、全熱交換器７が、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換する量を最適に制御することが可能になり、外気の温度の状況に応じて、最も熱交換の効率が良くなるように調整することが可能になる。

さらに、この実施の形態６について、図は省略したが、実施の形態５のような外気吸気用バイパスダクト５ｂを追加することで、例えば、冬季の外気温度が低い時期に、２つのドア１１からなる制御弁で熱交換器ユニット４Ｆの吸気口を全て塞ぎ、車室内の空気である１次気流Ｃのみを２つの全熱交換器７に送風し結氷を解除することも可能である。

実施の形態７．
図３２は、実施の形態７に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｇを示す正面図である。図３３は、図３２の車両１ＧをＹ方向において図３２の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図３４は、図３２の車両１ＧをＡＧ−ＡＧ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図３３のＢＧで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図３４において、熱交換器ユニット４Ｇは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｇに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図３５は、図３４のＥＧ−ＥＧ線の位置で車両１Ｇを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｇに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｇが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。ここで、熱交換器ユニット４Ｇにおいて、車室外の空気の吸気口にある２つのドア１１からなる制御弁および、車室内の空気の吸気口にある２つのドア１１からなる制御弁、合計４つのドア１１からなる制御弁は、全熱交換器７に対する流路が何れも開放されており、熱交換器ユニット４Ｇに車室外の空気および車室内の空気が流入できるようになっている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＧのＹ方向に向かって並べて配置されている。

次に、動作について説明する。図３５において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｇに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｇに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｇから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

図３６は、図３５における４つあるドア１１からなる制御弁のうち、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の空気の吸気口２箇所に設置されている２つのドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示す概略断面矢視図である。４つあるドア１１からなる制御弁のうち、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の空気の吸気口２箇所に設置されている２つのドア１１からなる制御弁の位置が変更になった以外、他の部品の配置に変更は無い。

次に、図３６の動作について説明する。図３６において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｇに送られ、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、車室外の側に直接連通するように開かれた図の右側の上下２つのドア１１の部分から排出されて、全熱交換器７をバイパスし、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される（押し出される）。この時、全熱交換器７において、車室内の空気は通過せず、車室外からの空気、すなわち２次気流Ｄのみが通過する。よって、全熱交換器７では、熱交換は行われない。

以上のように、この実施の形態７によれば、ドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の吸気口の開閉を切り換えることが可能になる。このようにすることで、例えば、夏季の車内温度が高い時期に、車室内の空気を換気しようとした場合に、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の空気の吸気口２箇所に設置されている２つのドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の空気の流入経路を塞ぎ、全熱交換器７に車室内の高温の空気が流れないようにすることが可能になる。もし、全熱交換器７に車室内の高温の空気が流れる状態で車室内の空気を換気しようとすると、車室内の高温の空気が、車室外の比較的低温の空気を暖めてしまい、車室内の空気が冷えにくくなってしまう。よって、熱交換器ユニット４Ｇの車室内の空気の吸気口２箇所に設置されている２つのドア１１からなる制御弁によって、夏季の車内温度が高い時期でも速やかに車室内を換気することが可能になる。

ところで、この実施の形態７では、ドア１１からなる制御弁を４つ備えている。これは、全熱交換器の搭載目的は、主に冬季での使用が一般的であり、夏のみに使用することは想定しにくいためである。よって、実施の形態６のような使い方に加えて、実施の形態７のように使用することが推奨される。

実施の形態８．
図３７は、実施の形態８に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｈを示す正面図である。図３８は、図３７の車両１ＨをＹ方向において図３７の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図３９は、図３７の車両１ＨをＡＨ−ＡＨ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図３８のＢＨで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図３９において、熱交換器ユニット４Ｈは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｈに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図４０は、図３９のＥＨ−ＥＨ線の位置で車両１Ｈを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｈに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、また、逆流用送風機８ａが２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｈが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。逆流用送風機８ａは、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、合計２つである。ただし、図４０では、送風機８のみが送風をしており、逆流用送風機８ａは停止している。送風機８および、逆流用送風機８ａは、仮に停止していたとしても、風路を塞ぐことはなく、空気は流れることが可能である。図４０において、送風機８と逆流用送風機８ａは隣り合って配置されているが、送風機８と逆流用送風機８ａが送風することができる方向は、お互いに逆向きである。つまり、送風機８を作動させることによって流れる空気の向きは、逆流用送風機８ａを作動させることによって流れる空気の向きと逆である。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＨのＹ方向に向かって並べて配置されている。外気導入口兼排気孔６ｅは、車室外の空気を吸気する場合と、車室内の空気を外気へと排気する場合の両方で使用される。また、ドア１１からなる制御弁が２つ設置されている。

次に、動作について説明する。図４０において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、図の下側の外気導入口兼排気孔６ｅから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｈに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を直列に通過した後、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｈに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を直列に通過し、熱交換器ユニット４Ｈから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、図の上側の外気導入口兼排気孔６ｅから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。ここで、図４０において、ドア１１からなる制御弁が２つ設置されているが、図４０の上側のドア１１からなる制御弁は、車室内から排気される空気が車両用空調装置５に戻らないようにしており、図４０の下側のドア１１からなる制御弁は、車室外から吸気した空気が、車両用空調装置５を通過せずに、結氷解除用室内気排気用ダクト５ｃを通過して、車室内１０に流れ込むことを防いでいる。

図４１は、図４０における２つあるドア１１からなる制御弁が動いた後の動作を示しており、さらに、２つある送風機８は動作を停止しており、また、２つある逆流用送風機８ａは動作をしており空気を送風している状態を示す、概略断面矢視図である。２つのドア１１からなる制御弁の位置が変更になった以外、他の部品の配置に変更は無い。

次に、動作について説明する。図４１において、逆流用送風機８ａおよび車両用空調装置のブロワ９によって、図の上側の外気導入口兼排気孔６ｅから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｈに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、逆流用送風機８ａによって、結氷解除用室内気排気用ダクト５ｃを通過して、熱交換器ユニット４Ｈに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｈから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、図の下側の外気導入口兼排気孔６ｅから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。ここで、図４１において、ドア１１からなる制御弁が２つ設置されているが、図４１の上側のドア１１からなる制御弁は、車室外から吸気した空気が、車両用空調装置５を通過せずに車室内１０に流れ込むことを防いでおり、図４１の下側のドア１１からなる制御弁は、車室内から排気される空気が車両用空調装置５に戻らないようにしている。図４１において、全熱交換器７を通過する１次気流Ｃと２次気流Ｄの経路は逆になっている。

以上のように、この実施の形態８によれば、２つの送風機８および２つの逆流用送風機８ａ、２つのドア１１からなる制御弁によって、熱交換器ユニット４Ｈの内部にある、全熱交換器７を流れる、車室外から吸気した空気と車室内から排気される空気の経路を変更することが可能になる。例えば、冬季の外気温度が低い時期に、送風機８を作動させている状態（逆流用送風機８ａは停止状態）で、全熱交換器７において、外気の冷たい空気（２次気流Ｄ）が流れる経路が結氷した場合に、２つのドア１１からなる制御弁の位置を変えて、かつ、送風機８を停止させ、逆流用送風機８ａを作動させて、全熱交換器の空気の流れる経路を変更することで、全熱交換器７の、外気の冷たい空気（２次気流Ｄ）が流れていた経路には、車室内の暖かい空気（１次気流Ｃ）が流れるようになり、結氷が解除される。よって、全熱交換器７の熱交換機能を停止させることなく、常に、車室外から吸気した空気と車室内から排気される空気の熱交換が可能になる。

実施の形態９．
図４２は、実施の形態９に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｉを示す正面図である。図４３は、図４２の車両１ＩをＹ方向において図４２の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図４４は、図４２の車両１ＩをＡＩ−ＡＩ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図４３のＢＩで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図４４において、熱交換器ユニット４Ｉは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｉに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図４５は、図４４のＥＩ−ＥＩ線の位置で車両１Ｉを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｉに全熱交換器７が６つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｉが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ（図の右側）、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ（図の左側）、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＩのＹ方向に向かって並べて配置されている。熱交換器ユニット４Ｉは、断熱材１２で覆われており、熱交換器ユニット４Ｉ内部の空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃの空気との温度差の影響を受けないようになっている。

次に、動作について説明する。図４５において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、熱交換器ユニット４Ｉに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｉに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｉから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は６つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態９によれば、熱交換器ユニット４Ｉは、断熱材１２で覆われており、熱交換器ユニット４Ｉ内部の空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃの空気との温度差の影響を受けない構造になっている。このようにすることで、例えば、冬季の外気温度が低い時期に、排水溝を備えた外気導入路６ｃに低温の空気があったとしても、車室内の暖かい空気が車外へ排出されるために熱交換器ユニット４Ｉの内部を通過する際に、排水溝を備えた外気導入路６ｃの空気によって冷却されることがなくなる。つまり、外気導入口６ａから吸気された外気が、車両用空調装置５に送り込まれるまでの間に、全熱交換器７において、車室内の暖かい空気と熱交換が高効率で行われる。もし、断熱材１２が無かった場合は、車室内の暖かい空気が、排水溝を備えた外気導入路６ｃの低温の空気と熱交換をしてしまい、それによって、全熱交換器を通過する車室内からの空気（１次気流Ｃ）が低温になり、車室外から車室内に吸気される外気からの空気（２次気流Ｄ）が十分に暖められることなく車室内に取り込まれてしまう。すると、車両用空調装置５の負荷が増えてしまう。このように、断熱材１２で熱交換器ユニット４Ｉを覆うことで、車室外から吸気した空気と車室内から排気される空気を高効率で熱交換することが可能になる。

実施の形態１０．
図４６は、実施の形態１０に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｊを示す正面図である。図４７は、図４６の車両１ＪをＹ方向において図４６の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図４８は、図４６の車両１ＪをＡＪ−ＡＪ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図４７のＢＪで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図４８において、熱交換器ユニット４Ｊは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｊに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図４９は、図４８のＥＪ−ＥＪ線の位置で車両１Ｊを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｊに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｊが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＪのＹ方向に向かって並べて配置されている。熱交換器ユニット４Ｊにおいて、２つある車室外の空気の吸気口には、プレフィルター１３がそれぞれ配置されている。このプレフィルター１３は、木の葉および小さいゴミなど、車両が走行している際に飛来する異物を通過させないような構造になっている。

次に、動作について説明する。図４９において、送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、プレフィルター１３を通過し、熱交換器ユニット４Ｊに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、送風機８によって熱交換器ユニット４Ｊに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｊから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態１０によれば、熱交換器ユニット４Ｊの外気吸気口には、プレフィルター１３が配置されており、木の葉および小さいゴミなどの車両が走行している際に飛来する異物が、熱交換器ユニット４Ｊに入らない構造になっている。このようにすることで、上記異物が全熱交換器７に到達することを防ぎ、異物によって全熱交換器７の空気が流れる経路が塞がれて熱交換効率が下がることを防ぐ。

実施の形態１１．
図５０は、実施の形態１１に係る熱交換器ユニットを適用した車両１Ｋを示す正面図である。図５１は、図５０の車両１ＫをＹ方向において図５０の右側から左側に向かって見た際の側面図である。また、図５２は、図５０の車両１ＫをＡＫ−ＡＫ線で切った概略断面矢視図であり、かつ、図５１のＢＫで示される場所を拡大した概略部分拡大図である。図５２において、熱交換器ユニット４Ｋは、外気吸気用ダクト５ａを介して車両用空調装置５と接続されており、熱交換器ユニット４Ｋに取り込まれた空気は、外気吸気用ダクト５ａを経由して車両用空調装置５に送られる。

図５３は、図５２のＥＫ−ＥＫ線の位置で車両１Ｋを切った概略断面矢視図である。熱交換器ユニット４Ｋに全熱交換器７が２つ配置され、さらに送風機８が２つ配置されており、熱交換器ユニット４Ｋが外気吸気用ダクト５ａによって車両用空調装置５と接続されている。送風機８は、車室外から外気を吸気するためのものが１つ、車室内の空気を車室外へ排気するためのものが１つ、合計２つである。車両用空調装置５には、車両用空調装置のブロワ９が配置されている。全熱交換器７は、ＸＹ平面において１次気流Ｃおよび２次気流Ｄが流れる構成となっている。全熱交換器７は車両１ＫのＹ方向に向かって並べて配置されている。熱交換器ユニット４Ｋにおいて、２つある車室外の空気の吸気口には、エアコンフィルター１４がそれぞれ配置されている。このエアコンフィルター１４は、一般的な車両では車両用空調装置５に搭載されているものであり、花粉および埃など、車両が走行している際に飛来する微細な異物を通過させないような構造になっている。

次に、動作について説明する。図５３において、図の右側の送風機８および車両用空調装置のブロワ９によって、外気導入口６ａから外気が吸気され、その吸気された空気は、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、エアコンフィルター１４を通過し、熱交換器ユニット４Ｋに送られ、２次気流Ｄとして、全熱交換器７を通過し、外気吸気用ダクト５ａを通過し、車両用空調装置５に送り込まれ、車室内１０に送られる。車室内１０の空気は、図の左側の送風機８によって熱交換器ユニット４Ｋに送られ、１次気流Ｃとして、全熱交換器７を通過し、熱交換器ユニット４Ｋから排出され、排水溝を備えた外気導入路６ｃを通り、外気への排気孔６ｄから車外へ排出される。この時、全熱交換器７にて、車室内の空気である１次気流Ｃと、外気からの空気である２次気流Ｄが熱交換される。全熱交換器７は２つあり、それぞれで熱交換が行われる。

以上のように、この実施の形態１１によれば、熱交換器ユニット４Ｋの外気吸気口には、エアコンフィルター１４が配置されており、花粉および埃などの車両が走行している際に飛来する微細な異物が、熱交換器ユニット４Ｋに入らない構造になっている。このようにすることで、上記異物が全熱交換器７に到達することを防ぎ、異物によって全熱交換器７の空気が流れる経路が塞がれて熱交換効率が下がることを防ぐ。また、車両用空調装置５にエアコンフィルターを設置する必要がないため、車室内の空間を有効に使うことができる。

なお、この出願における技術思想としての開示事項は、その技術範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ 車両、２ フロントガラス、３ ボンネット、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈ，４Ｉ，４Ｊ，４Ｋ 熱交換器ユニット、５ 車両用空調装置、５ａ 外気吸気用ダクト、５ｂ 外気吸気用バイパスダクト、５ｃ 結氷解除用室内気排気用ダクト、６ インテークダクト、６ａ 外気導入口、６ｂ 車両用空調装置用外気吸気口、６ｃ 排水溝を備えた外気導入路、６ｄ 外気への排気孔、６ｅ 外気導入口兼排気孔、７ 全熱交換器、７ａ，７ｂ 風路、７ｃ 仕切板、７ｄ 間隔板、８ 送風機、８ａ 逆流用送風機、９ 車両用空調装置のブロワ、１０ 車室内、１１ ドア（制御弁）、１１ａ ドアの回転軸、１１ｂ ドアの軌道、１２ 断熱材、１３ プレフィルター、１４ エアコンフィルター、Ｃ １次気流、Ｄ ２次気流、ＣＤ 排水溝。

Claims (10)

1. 車両のフロント窓部からの排水を受けるとともに外気導入路を形成し車両の幅方向に延在するインテークダクトと、前記インテークダクトに設置される複数の熱交換器と、車両の室内の空気を室外へ排出する送風機とを備え、車両の室内に導入される外気と前記送風機により車両の室外へ排出される空気とを前記熱交換器によって熱交換する車両用熱交換装置であって、直列に気流を熱交換処理するように２つ以上配置されている前記熱交換器が並列に気流を熱交換処理するように２列以上配置されていることを特徴とする車両用熱交換装置。
2. 前記熱交換器に流入する空気の量および流れの経路を調整するための制御弁が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換装置。
3. 前記熱交換器を構成する１次気流の流路をバイパスするバイパス風路、または前記１次気流の流路を流れる気体と熱交換させる２次気流の流路をバイパスするバイパス風路を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換装置。
4. 前記熱交換器に流入する空気の量および流れの経路を調整するための制御弁を、条件に応じて制御弁の開閉度を変化させて最適化するためのセンサーおよびサーボモータを備えた制御手段が組み込まれていることを特徴とする請求項３に記載の車両用熱交換装置。
5. 前記熱交換器で熱交換されて室内に導入される外気の送風経路に、前記外気の送風方向と逆方向に送風するための送風機が設置されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両用熱交換装置。
6. 前記熱交換器には保温のための断熱材が設置されていることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の車両用熱交換装置。
7. 前記熱交換器の上流の外気吸気部に異物侵入防止のためのフィルターが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の車両用熱交換装置。
8. 前記熱交換器の上流の外気吸気部に、車両用空調装置として設置されるエアコン用フィルターが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の車両用熱交換装置。
9. 前記熱交換器を全熱交換器としたことを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の車両用熱交換装置。
10. 前記熱交換器を顕熱交換器としたことを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の車両用熱交換装置。

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