JPH06171347A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、低熱源車における暖房機能が向上
され、寒冷地においても効果的に使用できるようにした
車両用空調装置を提供することを目的とする。 【構成】ファン19によって取り込まれた空気流の通路11
に、冷凍サイクルを構成するエバポレータ13を設置し、
その下流側に通路11の半分を塞ぐようにしてヒータコア
26が設定されており、このヒータコア26部に対応してＡ
／Ｍダンパ27が設けられる。空気通路11に平行に暖気通
路12が設定され、この暖気通路12に跨がるようにしてエ
バポレータ13が設定されるもので、このエバポレータ13
の入口および出口パイプ131 、132 には電磁弁141 、14
2 が設けられ、この電磁弁を閉じることによりエバポレ
ータがヒートパイプ化される。そして、暖気通路12に燃
料を燃焼するグロープラグ31を設け、その燃焼熱がエバ
ポレータ13に作用されて熱交換され、暖房能力が増強さ
れるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に寒冷地において
車室内暖房が効果的に行われるようにした車両用空調装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両に搭載される空調装置は
冷房および暖房が兼用して構成されるもので、圧縮器で
圧縮された冷媒をエバポーレータおよびコンデンサ等の
熱交換器部に循環させ、この熱交換器部で熱交換された
空気を車室内に吹き出すように構成している。この場
合、特にエバポーレータには膨脹弁から出力される低温
冷媒が供給され、ファンによって取り込まれた空気を冷
却すると共に除湿し、このエバポレータ部を通過した空
気が、冷房用空気として車室内に吹き出されるようにし
ている。

【０００３】また、このエバポレータの設置される空気
通路に対して、エンジンの冷却水が循環されるヒータコ
アを設置し、このヒータコアからの放熱によって車室内
吹き出し空気を加熱して、車室内暖房を行うようにして
いる。この場合、このヒータコア部に対応してエアミッ
クスダンパを設置し、ヒータコア部を通過する空気量の
割合を可変することによって、暖房温度が調整制御され
るようにしている。

【０００４】しかし、この様に構成される車両用の空調
装置において、暖房はエンジンの冷却水の循環されるヒ
ータコアにおける熱交換によって行われるものであり、
したがって例えばデーイゼルエンジンを使用した車両に
おいては、必然的に低熱源とされるものであるため、特
に寒冷地においてエンジン冷却水温が上昇せず、充分な
暖房能力が得られない。したがって、この様な状況にお
いてはこの暖房能力の不足を補うために特別の燃焼ヒー
タを採用し、この燃焼ヒータにおいて加熱された空気を
車室内に導くようにすることが行われている。

【０００５】しかし、この様な暖房用の燃焼ヒータを暖
房用に車両に搭載する場合、この燃焼ヒータは冷房機能
を有する空調装置とは独立して構成され、空調装置とは
独立した状態で別に設置する必要がある。また、この燃
焼ヒータによる暖房空気を取り込むために、空調装置の
外気吸い込み口以外に別の空気吸い込み口を設置する必
要があり、簡単に車両に搭載することができない。

【０００６】そして、燃焼ガスと暖房用空気との熱交換
のために、この燃焼ヒータ専用の熱交換器を設置する必
要があって必然的に部品点数の増加と共に構成を繁雑化
し、高価なものとされるものであるため、広く採用され
るに至っていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、例えばディーゼルエンジン
を搭載した車両のような低熱源車においても効果的な暖
房が行われ、燃焼ヒータを用いる場合においても、この
燃焼ヒータが冷暖房を行う空調装置と共に組み合わせて
車両に効果的に搭載されるようにするものであり、特に
寒冷地においても充分な暖房能力が設定されるようにす
る車両用空調装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用空
調装置にあっては、冷媒の循環される熱交換器を空調用
の空気が通過される空調空気通路内に設定すると共に、
この熱交換器に冷媒を循環させる入口および出口パイプ
にそれぞれ弁機構を設定し、前記熱交換器内部を選択的
に密閉化してヒートパイプとして作用させられるように
する。暖気用空気が連通される前記空調空気通路とは独
立して暖気用空気通路を設定し、この暖気用空気通路内
に加熱機構を設置するもので、この加熱機構で加熱され
た空気が流通される前記暖気用空気通路内に前記熱交換
器の一部が設定されて、この加熱された空気との間で熱
交換が行われるようにしている。

【０００９】ここで、前記熱交換器はエバポレータもし
くはコンデンサで構成され、また加熱機構は燃料を燃焼
するヒータによって構成されるようにする。

【００１０】

【作用】この様に構成される車両用の空調装置にあって
は、冷媒が循環されるエバポレータもしくはコンデンサ
によって構成される熱交換器の一部が、加熱機構によっ
て加熱された空気の流通される暖房用空気通路内に設定
される。したがって、熱交換器が弁機構を閉じることに
よってヒートパイプとして作用される状態に設定されて
いると、熱交換器内に閉じ込められた冷媒と加熱機構で
加熱された空気との間で熱交換が行われ、熱交換器部を
通過した空気を効果的に加熱するようになる。すなわ
ち、空調空気通路内においてエバポレータ等において通
過空気が加熱されるようになり、車室内への吹き出し空
気温度が効果的に上昇され、エンジンの冷却水温の比較
的低い状態においても、充分な暖房能力が確保されるよ
うになり、寒冷地における車両暖房能率が確実に向上さ
れる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその構成を示すもので、空調空気を流
通する空気通路11と暖気が流通される暖気通路12とが並
列的に設定され、この両通路11および12に共通の跨がる
ようにエバポレータ13が設置される。このエバポレータ
13は、詳細は図示していないが圧縮冷媒の循環される冷
凍サイクル内に設定されるもので、膨脹弁によって膨脹
された低温の冷媒が循環されるもので、冷媒の入口パイ
プ131 および出口パイプ132 が設定され、これらのパイ
プ131 および132 には、それぞれ電磁弁141 および142
が設定されている。そして、この電磁弁141 および142
が閉じられたときには、エバポレータ13がヒートパイプ
として機能されるようにする。

【００１２】空気通路11の一端部には外気吸込み口15と
内気吸込み口16が設定され、切替えダンパ17によってそ
の一方が選択されるもので、モータ18によって回転され
るファン19により外気もしくは内気が吸い込まれてエバ
ポレータ13に導かれ、このエバポレータ13で熱交換され
て車室内への吹き出し口20、21、22から車室内に吹き出
されるようにする。

【００１３】この吹き出し口20〜22は、それぞれ車室内
に対するデフ吹き出し口、ベント吹き出し口およびヒー
タ吹き出し口としてそれぞれ設定され、それぞれ吹き出
し口切替えダンパ23〜25によって開閉制御されるように
している。

【００１４】空気通路11のエバポレータ13の下流側に
は、この通路の半分を塞ぐようにしてヒータコア26が設
けられる。このヒータコア26には、図示しないエンジン
の冷却水が循環されるもので、エンジンで加熱された冷
却水と空気通路11を通過する空気との間で熱交換が行わ
れるようにする。

【００１５】そして、このヒータコア26の前にはエアミ
ックス（Ａ／Ｍ）ダンパ27が設置されるもので、エバポ
レータ13で熱交換された空気流が、全てヒータコア26を
通過して熱交換されるか、あるいはヒータコア26部を通
過することなく下流側に導かれるかまたは一部がヒータ
コア26を通過するかを選択する。すなわち、このＡ／Ｍ
ダンパ27によって下流側、すなわち吹き出し口20〜22部
に導かれる空調空気の温度が設定制御されるようにな
る。

【００１６】暖気通路13には、その空気取入れ口28に対
応してモータ29で回転されるファン30が設けられ、この
ファン30によって導入された空気通路にグロープラグ31
が設けられる。このグロープラグ31には燃料パイプ32を
介して燃料が供給され、この燃料が燃焼されるもので、
この燃焼によって加熱された空気がエバポレータ13の一
部を通過して排気口33から外部に排出されるようにして
いる。

【００１７】図２はこの様に構成される空調装置を車両
に取り付けた状態を示しているもので、車体のエンジン
ルーム内に空気通路11と共に暖気通路12が設定され、外
気吸込み口15が外部に向けて開口設定される。そして、
この外気吸込み口15に連通するようにして暖気通路12の
空気取入れ口が設定されるもので、ダクト34を介してこ
の空気取入れ口が暖気通路12に連通されるようにしてい
る。

【００１８】すなわち、この様に構成される空調装置に
あっては、冷房装置として使用する場合にはエバポレー
タ13の冷媒入口パイプ131 および出口パイプ132 に設定
される電磁弁141 および142 は開かれ、冷凍サイクルに
エバポレータ13が設定されるようにする。そして、この
エバポレータ13で冷却された空気が車室内に吹き出さ
れ、車室内冷房がされるようにする。この場合、もちろ
んグロープラグ31に燃料が供給されることがなく、燃焼
ヒータは作用されないようにしている。

【００１９】この様な冷房を必要としない冬季において
は、電磁弁141 および142 を閉じることによって、冷媒
をエバポレータ13の内部に閉じ込め、このエバポレータ
13がヒートパイプ熱交換器として使用されるようにす
る。そして、この様な状態でグロープラグ31に対して燃
料パイプ32を介して例えば灯油等の燃料を供給し、この
燃料を燃焼することによって暖気通路12内の空気を加熱
し、この加熱された空気流が、エバポレータ13の暖気通
路12内に設定されている部分に供給されるようにする。

【００２０】すなわち、外気吸込み口15もしくは内気吸
込み口16から導入された空調用空気は、エバポレータ13
で熱交換され、その温度が上昇されるようになり、この
温度上昇された空気がヒータコア16で再び加熱されるよ
うになる。したがって、例えばディーゼルエンジンを使
用した低熱源車においても、充分な暖房能力が得られる
ものであり、寒冷地において信頼性を持って使用可能と
される。

【００２１】ここでこの装置にあっては、通常に冷房シ
ステムにおいて使用されているエバポレータ13を、燃焼
により加熱された空気と暖房用空気との熱交換器として
使用しているものであるため、暖房能力の向上のために
特別に部品点数を増加させる必要がなく、燃焼ヒータを
別に設置するようにした問題が存在しない。

【００２２】図３は第２の実施例を示しているもので、
エバポレータ13に対する冷媒入口パイプ131 および出口
パイプ132 を暖気通路12の貫通して設定し、電磁弁141
および142 は暖気通路12外部に設定されるようにしてい
る。すなわち、暖気通路12の内部に設定されるパイプ13
1 および132 においてグロープラグ31の燃焼熱との熱交
換を行わせるようにしている。

【００２３】例えば電気自動車のような車両に設置され
る空調装置にあっては、ヒーポンタイプの空調装置が採
用されている。この様な空調装置においては、図４およ
び図５で示す第３および第４の実施例のように、エンジ
ンの冷却水の循環されるヒータコアに代わって、冷凍サ
イクルにおいて使用されるコンデンサ40が用いられるよ
うになる。

【００２４】したがって、このコンデンサ40を図４で示
すように空気通路11と暖気通路12とに跨がるように設定
するか、あるいは図５のように空気通路11の内部のみに
設定するように構成すれば、ヒーポンプタイプの空調装
置では、このコンデンサ40において空気を加熱する熱交
換が行われるようになる。

【００２５】この場合、コンデンサ40に対しては入口パ
イプ401 および出口パイプ402 を介して冷媒が循環され
るもので、このパイプ401 および402 にそれぞれ設けた
電磁弁411 および412 を閉じることによって、冷媒をコ
ンデンサ40内に閉じ込めるようにすれば、このコンデン
サ40がヒートパイプ熱交換器として作用される。したが
って、グロープラグ31の燃焼によって加熱された空気
と、エバポレータ13と共にコンデンサ40において熱交換
が行われ、暖房能率がこのコンデンサ40部において向上
されるようになる。

【００２６】ここで、図４の実施例においてはコンデン
サ40の一部が暖気通路12内に設定され、このコンデンサ
40部で直接熱交換が行われるようにしているが、図５で
示した実施例においては暖気通路12にパイプ401 および
402 が貫通するように設定され、このパイプ401 および
402 において熱交換が行われるようにしている。この場
合、これらのパイプ401 および402 の外周に、熱交換の
ためのフィン等を設けるようにすれば、熱交換器として
の機能が向上される。また、特に図示していないが別体
の熱交換器をパイプ配管の途中に設けるようにしても効
果的である。

【００２７】図６は第５の実施例を示すもので、図４で
示した第３の実施例と同様にエバポレータ13およびコン
デンサ40が設定されるものであるが、この実施例にあっ
ては空調用の空気通路11と暖気通路12との間に４つの切
替えダンパ421 〜424 を設けるようにしている。具体的
には、エバポレータ13の上流側に第１の切替えダンパ42
1 、エバポレータ13とＡ／Ｍダンパ27との間に第２の切
替えダンパ422 、Ａ／Ｍダンパ27とコンデンサ40との間
に第３の切替えダンパ423 、さらにコンデンサ40の下流
側に第４の切替えダンパ424 を設定する。

【００２８】すなわち、これらの４つの切替えダンパ42
1 〜424 をそれぞれ図に実線で示す状態に設定すると、
空気通路11および暖気通路12に跨がる状態で設定された
エバポレータ13およびコンデンサ40のそれぞれ本体部
が、全てファン19によって発生された空気流の通路内に
設定されるようになり、エバポレータ13およびコンデン
サ40の全機能を発揮するようにした空調装置が構成さ
れ、効率的な冷房制御が行われるようになる。

【００２９】この場合、グロープラグ31の設定された通
路が空調空気通路11から分離されるようになり、このグ
ロープラグ31における燃焼熱を利用しない状態ではエバ
ポレータ13およびコンデンサ40の全ての機能が通常の空
調用に利用されるようにしている。そして、これらの切
替えダンパ421 〜424 を全て実線の状態から破線の状態
に切り換えれば図４で示した例と同じ構成とされ、燃焼
ヒータを用いた暖房が行われる。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る車両用の空
調装置によれば、例えばディーゼルエンジンを搭載した
低熱源車においても、燃焼ヒータ等の外部熱源を補助に
用いた暖房が効率的に行われるものであり、特に通常の
空調装置において使用されているエバポレータやコンデ
ンサ等の熱交換器を効果的に利用した燃焼ヒータによる
暖房が行われるものであり、寒冷地において効率的に車
室内暖房が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る車両用空調装置を説
明する構成図。

【図２】上記空調装置の車両に対する取り付け状態を説
明する図。

【図３】この発明の第２の実施例を説明する構成図。

【図４】この発明の第３の実施例を説明する構成図。

【図５】この発明の第４の実施例を説明する構成図。

【図６】この発明の第５の実施例を説明する構成図。

【符号の説明】

11…空気通路（空調用）、12…暖気通路、13…エバポレ
ータ、141 、142 …電磁弁、17…内外気切替えダンパ、
19…ファン、20〜22…吹出し口、26…ヒータコア、27…
エアミックス（Ａ／Ｍ）ダンパ、28…空気取り入れ口、
30…ファン、31…グロープラグ、32…燃料パイプ、33…
排気口、40…コンデンサ、411 、412 …電磁弁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調用の空気が通過される空調空気通路
   内に設定された冷媒の循環される熱交換器と、 この熱交換器に前記冷媒を循環させる入口および出口パ
   イプにそれぞれ設定され、前記熱交換器内部を選択的に
   密閉化してヒートパイプとして作用させられるようにす
   る弁機構と、 前記空調空気通路とは独立して構成された暖気用空気が
   連通される暖気用空気通路と、 この暖気用空気通路内に設定された加熱機構とを具備
   し、 この加熱機構で加熱された空気が流通される前記暖気用
   空気通路内に前記熱交換器の一部が設定され、この加熱
   された空気との間で熱交換が行われるようにしたことを
   特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】 前記熱交換器はエバポレータもしくはコ
   ンデンサによって構成され、このエバポレータもしくは
   コンデンサの本体部の一部が前記暖気用空気通路内に設
   定されるようにした請求項１記載の車両用空調装置。
3. 【請求項３】 前記熱交換器はエバポレータもしくはコ
   ンデンサによって構成され、前記冷媒の入口および出口
   パイプが前記暖気用空気通路内に設定されると共に、前
   記弁機構はこの入口および出口パイプのそれぞれ暖気用
   空気通路の外部に設定されるようにした請求項１記載の
   車両用空調装置。
4. 【請求項４】 前記加熱機構は燃料を燃焼するヒータに
   よって構成されるようにした請求項１記載の車両用空調
   装置。