JPH06255350A - 自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急速暖房・急速冷房が可能な自動車用空調装
置を供する。 【構成】 送風ファン２により空気を空気吸込口３，４
から吸込み車室内への空気吐出口より吐出する過程の送
風通路１内に熱交換器11，17を配設し、同熱交換器11，
17の駆動制御により送風温度を調整する自動車用空調装
置において、前記送風通路１内の一部を仕切壁12，16に
より２通路に仕切り、一方の通路に蓄熱型熱交換器13，
18を配設し、同蓄熱型熱交換器13，18の上流側と下流側
にそれぞれ切換扉14，19，15，20を設けたことを特徴と
する自動車用空調装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用の空調装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】従来の自動車用空調装置の送風回路の例を
図８に示し説明する。

【０００３】送風通路01の上流側には、送風ファン02が
配置され、送風ファン02の駆動で内気吸込口03または外
気吸込口04から内外気切換扉05によって空気が選択的に
送風通路01に吸込まれる。送風ファン02の直ぐ下流側に
換気扉06があって室内吐出通路07が分岐して形成され、
その下流側に冷房用蒸発器08が配設されている。

【０００４】冷房用蒸発器08のさらに下流側は、送風通
路01が仕切壁09によって２通路に仕切られ、一方の通路
に温水式暖房用熱交換器010 が配設され、温水式暖房用
熱交換器010 より上流側に切換扉011 が２通路の一方を
開き他方を閉じるように設けられている。

【０００５】この仕切壁09により仕切られた２通路が再
び一つになった処でデミスター開閉扉012 が設けられて
デミスター開閉扉012 の開状態でデミスターノズル013
へ空気を送ることができ、さらにその下流に空気吐出扉
014 が設けられて、空気吐出扉014 の開状態で温風また
は冷風が車室内に送られ暖房または冷房が行われる。

【０００６】前記冷房用蒸発器08には冷媒が膨張弁を介
して循環され、温水式暖房用熱交換器010 にはエンジン
との間で開閉弁を介して冷却水が循環されるようになっ
ている。

【０００７】暖房時には、切換扉011 を切換えて温水式
暖房用熱交換器010 側を開き、空気吐出扉014 も開状態
として送風ファン02を駆動するとともに冷却水開閉弁を
開いて温水式暖房用熱交換器010 にエンジンで暖められ
た冷却水を循環させる。送風ファン02により送られた空
気は作動していない冷房用蒸発器08を通って温水式暖房
用熱交換器010 側を通過し、このとき暖められた冷却水
から熱を奪い温風となって空気吐出扉014 から車室内に
送風されて暖房を行う。

【０００８】一方冷暖房時には、切換扉011 を切換えて
温水式暖房用熱交換器010 側を閉じて他の通路を開き送
風ファン02を駆動するとともに膨張弁を開き冷媒を冷房
用蒸発器08に循環させる。送風ファン02により送られた
空気は、冷房用蒸発器08を通過するときに冷媒の膨張に
より熱を奪われて冷風となり切換扉011 により温水式暖
房用熱交換器010の存在しない側を通って空気吐出扉014
から車室内に送風され冷房を行う。

【０００９】

【解決しようとする課題】しかるに寒冷期におけるエン
ジン始動時などエンジンが暖まらない段階では温水式暖
房用熱交換器010 に送る冷却水が冷たく直ぐには温風を
生じさせることができず急速暖房ができない。

【００１０】また冷媒循環回路において冷媒の圧縮・凝
縮・膨張が安定して運転される状態になるまでは若干時
間を要し、直ぐには冷房することができない。

【００１１】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、急速暖房・急速冷房が可能な
自動車用空調装置を供する点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は送風ファンにより空気を空気吸
込口から吸込み車室内への空気吐出口より吐出する過程
の送風通路内に熱交換器を配設し、同熱交換器の駆動制
御により送風温度を調整する自動車用空調装置におい
て、前記送風通路内の一部を仕切壁により２通路に仕切
り、一方の通路に蓄熱型熱交換器を配設し、同蓄熱型熱
交換器の上流側と下流側にそれぞれ切換扉を設けた自動
車用空調装置とした。

【００１３】なおここにおいて蓄熱とは比較的高い温度
を対象とするのは勿論であるが低温度にも適応するもの
であって、一般に蓄冷といわれる場合も含む概念として
本明細書では捉えている。

【００１４】両開閉扉を閉じ蓄熱型熱交換器を閉塞状態
にして蓄熱することで蓄熱効率を良くするとともに断熱
状態の下で保温・保冷効率も良くすることができる。

【００１５】こうして蓄熱された蓄熱型熱交換器を空気
が通過するよう両開閉扉を開らくことで、温風または冷
風を即時に生じさせ急速暖房または急速冷房をすること
ができる。

【００１６】

【実 施 例】以下図１ないし図７に図示した本発明の
一実施例について説明する。

【００１７】本実施例の自動車用空調装置の送風通路１
は、前記図８に示した従来例のものと略構成を同じくし
て上流端の内気吸込口３または外気吸込口４から、内外
気切換扉５によって選択的に空気が吸込まれ、その直ぐ
下流に換気扉６があり室内吐出通路７が分岐している。

【００１８】送風通路１の下流側にはデミスター開閉扉
８が設けられてデミスターノズル９へ空気を送ることが
でき、さらにその下流に空気吐出扉10が設けられて温度
または冷風を車室内に送ることができる。

【００１９】該送風通路１内には、上流側に送風ファン
２が設けられ、換気扉６より下流に冷房用蒸発器11が配
設されて、冷房用蒸発器11の下流側は仕切壁12によって
２通路に仕切られ、一方の通路に蓄冷型冷房用熱交換器
13が設けられ、蓄冷型冷房用熱交換器13の上流側と下流
側にそれぞれ切換扉14，15が設けられている。

【００２０】切換扉14，15は仕切壁12で仕切られた２通
路のいずれかに選択的に空気を通過させることができる
とともに、蓄冷型冷房用熱交換器13のある通路を閉じた
ときは蓄冷型冷房用熱交換器13を閉塞状態に保つことが
できる。

【００２１】仕切壁12の下流では２通路は１つになるが
再び仕切壁16により２通路に仕切られ、一方の通路には
温水式暖房用熱交換器17が配設され、他方の通路には蓄
熱型暖房用熱交換器18が配設され、温水式暖房用熱交換
器17と蓄熱型暖房用熱交換器18の上流側および下流側に
それぞれ切換扉19，20が設けられている。

【００２２】切換扉19，20は、仕切壁16で仕切られた２
通路のいずれかに選択的に空気を通過させ、すなわち温
水式暖房用熱交換器17か蓄熱型暖房用熱交換器18のいず
れかに空気を通すことができるとともに蓄熱型暖房用熱
交換器18側の通路を閉じたときは蓄熱型暖房用熱交換器
18を閉塞状態に保つことができる。

【００２３】以上のような送風回路における冷房用蒸発
器11および蓄冷型冷房用熱交換器13に冷媒を供給する冷
媒回路は、冷媒用圧縮機30で圧縮された冷媒蒸気が冷媒
用凝縮器31で凝縮され液化して冷媒用受液器32に貯めら
れ、冷媒用受液器32から延出した配管が分岐して一方が
膨張弁33を介して冷房用蒸発器11に接続され、他方が膨
張弁34を介して蓄冷型冷房用熱交換器13に接続されてそ
れぞれ冷媒が冷房用蒸発器11で蒸発して周囲から熱を奪
う。

【００２４】冷房用蒸発器11または蓄冷型冷房用熱交換
器13で通過する空気から熱を奪った冷媒は、それぞれ電
磁弁35，36を介して冷媒用圧縮機30に送られ冷媒循環回
路を形成している。

【００２５】一方温水式暖房用熱交換器17，蓄熱型暖房
用熱交換器18には、エンジン40の冷却水が回送されるよ
うになっており、エンジンの稼動で暖められた冷却水
が、それぞれ流量制御弁41，42を介して温水式暖房用熱
交換器17、蓄熱型暖房用熱交換器18に給送され、温水式
暖房用熱交換器17、蓄熱型暖房用熱交換器18からはエン
ジン40へ熱交換を終え冷却水が戻るようになっている。

【００２６】ここに冷房用蒸発器11は、通常のクーラー
に用いられている蒸発器であり吸熱チューブを蒸発した
冷媒が通り、吸熱チューブおよび吸熱フィンを通過する
空気から熱を奪い冷風を生じさせるものである。

【００２７】また温水式暖房用熱交換器17も通常用いら
れている熱交換器であり、エンジンで暖められた冷却水
を放熱チューブに通し、放熱チューブおよび放熱フィン
を通過する空気に熱を与え温風を生じさせるものであ
る。

【００２８】これらの通常の熱交換器に対して蓄冷型冷
房用熱交換器13は、図２および図３に示す構造の熱交換
器である。すなわち左右に直方体の箱状の蓄冷剤充填室
50，51が対向して位置し、両蓄冷剤充填室50，51間に偏
平な断面長円形の吸熱チューブ52が上下に平行に４本一
定の間隔を存して架設され両者を連結して内部を連通状
態にしている。

【００２９】一方の蓄冷剤充填室51の上部に蓄冷剤注入
口53があり、他方の蓄冷剤充填室50の下部には蓄冷剤排
出口54がある。断面長円形の吸熱チューブ52内を断面円
形の蓄冷チューブ55が５本並列に貫装され、同蓄冷チュ
ーブ55はさらに蓄冷剤充填室50，51を貫通して外側へ突
出したのちＵ字状に湾曲して上下の蓄冷チューブ55どう
しが連なって蛇行している。

【００３０】最上段の吸熱チューブ52内を貫装する５本
の蓄冷チューブ55は、蓄冷剤充填室50を貫通して共通の
連結チューブ56に連通し、連結チューブ56には前記膨張
弁34を介して冷媒が供給される。一方最下段の吸熱チュ
ーブ52内を貫装する５本の蓄冷チューブ55も、蓄冷剤充
填室50を貫通して共通の連結チューブ57に連通し、連結
チューブ57から電磁弁36を介して冷媒が排出される。

【００３１】そして吸熱チューブ52を上下から挟むよう
にしてコルゲート状の吸熱フィン58がろう付けされて配
設され、上下はコア保護材59，60により閉塞される。こ
のように蓄冷装置に一体的に熱交換器が組み合わされた
構成をしている。

【００３２】膨張弁34を開弁して冷媒蒸気を蓄冷チュー
ブ55内に導入すると周囲の蓄冷剤から熱を奪い蓄冷が行
われる。

【００３３】蓄冷剤を内部に納める吸熱チューブ52が、
吸熱フィン58により挟まれ上下に層状に重ねられ上下面
もコア保護材59，60で奪われた構造をしているので、外
部に対する断熱効果を有する。

【００３４】そして吸熱時には、蓄冷剤が吸熱チューブ
52にろう付けされた吸熱フィン58を介して吸熱フィン58
を通過する空気から熱を奪い冷風をつくり冷房効果を得
る。

【００３５】次に蓄熱型暖房用熱交換器18は図４および
図５に示すような構造をしたものである。左右に直方体
箱状の蓄熱剤充填室70，71が対向して設けられ、さらに
その外側に冷却水入口室80と冷却水出口室81がそれぞれ
蓄熱剤充填室70，71に隣接して設けられている。

【００３７】前記左右の蓄熱剤充填室70，71間に偏平な
断面長円形の放熱チューブ72が上下に平行に4 本一定の
間隔を存して架設され両者を連結して内部を連通状態に
している。

【００３８】一方の蓄熱剤充填室71の上部に蓄熱剤注入
口73があり、他方の蓄熱剤充填室70の下部に蓄熱剤排出
口74がある。蓄熱剤としては一般的なCaCl₂ 溶液等を用
いることができる。

【００３９】そして蓄熱剤充填室70，71の外側に配設さ
れた冷却水入口室80と冷却水出口室81間には、やはり偏
平な断面長円形で前記放熱チューブ72より一回り小さい
断面形状をなす蓄熱チューブ82が放熱チューブ72および
蓄熱剤充填室70，71の内部を貫通して架設され両者を連
結して内部を連通状態としている。

【００４０】一方冷却水入口室80の上部に冷却水給入口
83があり、他方冷却水出口室81の下部に冷却水排出口84
がある。そして放熱チューブ22を上下から挟むようにし
てコルゲート状の放熱フィン90がろう付けされて配設さ
れ、上下はコア保護材91，92により閉塞される。

【００４１】蓄熱型暖房用熱交換器18は以上のような構
造をしており、エンジン１から暖められた冷却水が流量
制御弁42，冷却水給入口83を介して冷却水入口室80に給
送されると、冷却水は蓄熱チューブ82内を流れ、その間
に放熱チューブ72の内部で蓄熱チューブ82の周囲に充填
された蓄熱剤に熱を伝達し潜熱型蓄熱を行うことができ
る。

【００４２】放熱チューブ72が、間に放熱フィン90を介
装させて上下に層状に重ねられ上下面も放熱フィン90お
よびコア保護材91，92で覆われた構造をしているので、
外部に対する断熱効果を有し、放熱時を除き断熱保温さ
れる。

【００４３】そして蓄熱型暖房用熱交換器Ｂに送風があ
ると、蓄熱した蓄熱剤を発核起動させ放熱チューブ72に
ろう付けされた放熱フィン90を介してコア部を通過する
空気に熱伝達し温風として車室内に送ることができる。

【００４４】以上のような蓄冷型冷房用熱交換器13およ
び蓄熱型暖房用熱交換器18を備えた本実施例の空調装置
の各運転モードにおける動作を以下説明する。まず蓄冷
型冷房用熱交換器13に予め冷媒蒸気を供給して蓄冷し、
前のエンジン稼動時の発熱量の大きいときに暖められた
冷却水を蓄熱型暖房用熱交換器18に供給し蓄熱してお
く。

【００４５】そして図１に示すように、蓄冷型冷房用熱
交換器13の上流側および下流側の切換扉14，15を蓄冷型
冷房用熱交換器13側の通路を閉じ、蓄冷型冷房用熱交換
器13を閉塞状態にして断熱効果により保冷し、同様に蓄
熱型暖房用熱交換器18もその上流側および下流側の切換
扉19，20を蓄熱型暖房用熱交換器18側の通路を閉じ蓄熱
型暖房用熱交換器18を閉塞状態にして保温する。

【００４６】そして通常の冷房時には、切換扉14，15，
19，20は上記のままで、冷媒回路を駆動して膨張弁33，
電磁弁35を開き冷房用蒸発器11に冷媒を供給し、送風フ
ァン２を駆動して送風する。送られた空気は冷房用蒸発
器11を通過する過程で熱を奪われ冷風となって、稼動し
ていない温水式暖房用熱交換器17をそのまま通過して空
気吐出扉10より車室内へ送られ通常の冷房状態となる。

【００４７】また通常の暖房時は、冷房用蒸発器11の代
わりに温水式暖房用熱交換器17を稼動すれば、温風が空
気吐出扉10より車室内へ送られ暖房状態となる。しかし
通常の冷房・暖房はスイッチをオンしてから直ぐには冷
風または温風を生じない。

【００４８】そこで急速冷房するときは、図６に示すよ
うに切換扉14，15を切換えて蓄冷型冷房用熱交換器13側
の通路を開らき、他方の通路を閉じ送風する。蓄冷型冷
房用熱交換器13は既に蓄冷状態にあるので、蓄冷型冷房
用熱交換器13を通過する空気は即時に熱を奪われて冷風
となり、空気吐出扉10から吹き出て殆ど時間遅れなく冷
房効果を得ることができる。

【００４９】また急速暖房するときは、図７に示すよう
に切換扉14，15は蓄冷型冷房用熱交換器13側を閉じ、切
換扉19，20を切換えて蓄熱型暖房用熱交換器18側を開き
温水式暖房用熱交換器17側を閉じるようにする。既に蓄
熱状態にある蓄熱型暖房用熱交換器18を空気が通ること
で熱を与えられ温風となって空気吐出扉10から吹き出し
時間遅れなく暖房することができる。

【００５０】以上のように、切換扉14，15，19，20を切
換制御し、冷房用蒸発器11または蓄冷型冷房用熱交換器
13を駆動して通常の冷房または暖房を行い、蓄冷型冷房
用熱交換器13または蓄熱型暖房用熱交換器18に空気を通
すことで急速冷房または急速暖房が可能である。

【００５１】なお寒冷期のエンジン始動時等蓄熱型暖房
用熱交換器18に冷却水を循環させると、蓄熱型暖房用熱
交換器18によって暖められた冷却水がエンジンに回送さ
れ暖機を早め早期運転を可能とすることができる。

【００５２】本実施例では、蓄熱型の暖房用熱交換器と
冷房用熱交換器の双方を備えた例であったが、必要に応
じて一方のみを備えてもよい。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、切換扉を作動して蓄熱型熱交
換器側を閉じると通常の冷房または暖房に設定すること
ができるとともに蓄熱型熱交換器を閉塞状態として保温
または保冷が可能で蓄熱効率を向上させることができ
る。

【００５４】切換扉を切換えて蓄熱型熱交換器側を開ら
き空気を通すと、急速冷房または急速暖房をすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の自動車用空調装置の構
成図である。

【図２】同装置における蓄冷型冷房用熱交換器の一部切
欠いた正面図である。

【図３】同側面図である。

【図４】同例における蓄熱型暖房用熱交換器の一部切欠
いた正面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図６】同装置の急速冷房時の送風回路を示す図であ
る。

【図７】同装置の急速暖房時の送風回路を示す図であ
る。

【図８】従来の自動車用空調装置の送風回路を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…送風通路、２…送風ファン、３…内気吸込口、４…
外気吸込口、５…内外気切換扉、６…換気扉、７…室内
吐出通路、８…デミスター開閉扉、９…デミスターノズ
ル、10…空気吐出扉、11…冷房用蒸発器、12…仕切壁、
13…蓄冷型冷房用熱交換器、14，15…切換扉、16…仕切
壁、17…温水式暖房用熱交換器、18…蓄熱型暖房用熱交
換器、19，20…切換扉、30…冷媒用圧縮機、31…冷媒用
凝縮器、32…冷媒用受液器、33，34…膨張弁、35，36…
電磁弁、40…エンジン、41，42…流量制御弁、50，51…
蓄冷剤充填室、52…吸熱チューブ、53…蓄冷剤注入口、
54…蓄冷剤排出口、55…蓄冷チューブ、56，57…連結チ
ューブ、58…吸熱フィン、59，60…コア保護材、70，71
…蓄熱剤充填室、72…放熱チューブ、73…蓄熱剤注入
口、74…蓄熱剤排出口、80…冷却水入口室、81…冷却水
出口室、82…蓄熱チューブ、83…冷却水給送口、84…冷
却水排出口、90…放熱フィン、91，92…コア保護材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 靖 東京都渋谷区桜丘町31番２号 東洋ラジエ ーター株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風ファンにより空気を空気吸込口から
   吸込み車室内への空気吐出口より吐出する過程の送風通
   路内に熱交換器を配設し、同熱交換器の駆動制御により
   送風温度を調整する自動車用空調装置において、 前記送風通路内の一部を仕切壁により２通路に仕切り、
   一方の通路に蓄熱型熱交換器を配設し、同蓄熱型熱交換
   器の上流側と下流側にそれぞれ切換扉を設けたことを特
   徴とする自動車用空調装置。