JPH0640248A - 自動車用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、１個のエバポレータを使用するこ
とによって、冷房および暖房と共に除湿暖房が行えるよ
うにした自動車用空調装置を提供することを目的とす
る。 【構成】コンプレッサ11からの冷媒は、三方弁12により
第１あるいは第２の通路13、14に分岐される。第１の通
路13に設定したコンデンサ15からの出力冷媒は、エキス
パンションバルブ20を介してエバポレータ21を構成する
２つの部屋211 、212 に直列に循環させ、冷房モードが
設定される。また第２の通路14からコンデンサ15をおよ
びエキスパンションバルブ20をバイパスして冷媒を流し
て暖房運転を行わせる。暖房運転状態でエバポレータ21
の第１の部屋211 と第２の部屋212との間にエキスパン
ションバルブ25が介在されるようにし、第１の部屋211
がコンデンサ、第２の部屋212 がエバポレータとなって
除湿暖房運転が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷房運転および暖房
運転が選択的に行われるようにすると共に、必要に応じ
て除湿暖房運転状態も切替え設定できるようにした自動
車用空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の空調装置としては、夏期にお
いて車室内を冷房するための冷房機能と共に、冬期にお
いて使用される暖房機能を備え、冷房機能は冷媒を圧縮
しさらに膨脹させることによって得られる気化熱を利用
するコンプレッサおよびエバポレータを利用した冷凍サ
イクルによって設定される。また暖房は、エンジンによ
って加熱された冷却水を利用することが一般的に行われ
ている。

【０００３】また、除湿機能を発揮させるために、例え
ばリアクーラ用として車両後部のトランク部等に設置さ
れる補助的なエバポレータをコンデンサとして利用する
ことが考えられている。この場合、暖房時においてもこ
の補助エバポレータはコンデンサとして使用できるもの
で、エネルギーの無駄をなくするための手段として有効
と考えられる。

【０００４】しかし、この様に補助的に設置されるエバ
ポレータを暖房および除湿時において使用するようにし
た空調装置は、車室内の特に後部座席を効果的に冷房す
るリアクーラを備えた車両においてのみ有効に装備でき
るものであり、リアクーラ設備の持たない車両に対して
応用することはできない。

【０００５】

【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、リアクーラのような補助冷
却装置を備えない車両においてもコンデンサ排熱を有効
に利用することができ、車室内を効率的に冷房すること
ができると共に暖房機能も効果的に発揮されるようにす
るものであり、さらに除湿機能も効果的に発揮できるよ
うにした自動車用空調装置を提供しようとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自動車用
空調装置は、コンプレッサで圧縮された冷媒を、切替え
弁機構によって第１の通路および第２の通路に選択的に
供給されるようにすると共に、前記第１の通路にコンデ
ンサを設置し、前記第１の通路もしくは第２の通路をを
介して供給される前記冷媒が供給されるように２つの部
屋に分割して構成されたエバポレータを設け、冷房モー
ド時に第１の制御弁機構によって前記エバポレータの前
段にエキスパンションパンションバルブが挿入され、冷
房モード時には前記第１の通路および前記コンデンサを
通過した冷媒が、前記エキスパンションバルブを介して
前記エバポレータの２つの部屋に直列的にもしくは並列
的に供給されるようにする。また、暖房さらに除湿暖房
モード時には、圧縮冷媒が前記第２の通路により前記コ
ンデンサおよびエキスパンションバルブをバイパスし
て、前記エバポレータに供給されるようにするものであ
り、特に除湿暖房モードにあっては、前記エバポレータ
の２つの部屋を結ぶ冷媒通路にエキスパンションバルブ
が設定されるようにする。

【０００７】

【作用】この様に構成される自動車用空調装置にあっ
て、冷房モード時には圧縮冷媒がコンデンサおよびエキ
スパンションバルブを介してエバポレータの２つの部屋
に直列的にあるいは並列的に供給され、暖房モード時に
は圧縮冷媒が直列的にエバポレータに供給されて車室内
暖房が行われる。そして、除湿暖房モードではエバポレ
ータの一方の部屋にエキスパンションバルブを通過した
冷媒が供給されるようになって、エバポレータ部におけ
る換気熱が有効に利用されて車室内除湿が行われるよう
になる。

【０００８】

【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は自動車に搭載される冷房および暖房と
共に除湿暖房が選択的に行われるようにした空調装置の
冷凍サイクルを示すもので、冷媒を圧縮するコンプレッ
サ11を備える。このコンプレッサ11は、詳細は図示して
いないが、この自動車に搭載されているエンジンによっ
て駆動され、圧縮された冷媒を吐出出力する。

【０００９】このコンプレッサ11で圧縮された冷媒は、
三方弁12を介して第１の通路13もしくは第２の通路14に
供給されるもので、冷房モードが設定された状態では、
圧縮冷媒が第１の通路13に導かれ、暖房あるいは除湿暖
房モードの時は、圧縮冷媒が第２の通路14に導かれるよ
うに三方弁12が制御される。

【００１０】冷房モード時に圧縮冷媒の供給される第１
の通路13には、冷却風等が供給されるようにしたコンデ
ンサ15が設置され、このコンデンサ15を通過した冷媒
は、逆止弁16を介してレシーバ17に供給される。また、
第２の通路14を通過した冷媒もレシーバ17に供給される
ようにしている。

【００１１】第２の通路14には、固定絞り18が設定さ
れ、この固定絞り18と並列に電磁弁19が設定されるもの
で、この電磁弁19が閉じられた状態で冷媒が固定絞り18
を通過し、電磁弁19が開かれた状態で冷媒が固定絞り18
をバイパスしてレシーバ17に供給されるようになる。

【００１２】レシーバ17からの出力冷媒は、エキスパン
ションバルブ20を介してエバポレータ21に供給されるも
ので、エキスパンションバルブ20には並列的に電磁弁22
が設定される。この電磁弁22は、冷房モードで閉じられ
て冷媒がエキスパンションバルブ20で膨脹された後エバ
ポレータ21に供給され、暖房および除湿暖房モード時に
は電磁弁22が開かれて、冷媒がエキスパンションバルブ
20をバイパスしてエバポレータ21に供給されるようにす
る。

【００１３】エバポレータ21は、第１および第２の２つ
の部屋211 および212 に分割して構成されるもので、こ
の部屋211 および212 に対してそれぞれ熱交換用の空気
が作用されるようにしている。そして、この第１および
第２の部屋それぞれに冷媒入口および出口が設定され
る。

【００１４】エキスパンションバルブ20あるいは電磁弁
22を通過した冷媒は、エバポレータ21の第１の部屋211
の入口に供給され、この第１の部屋211 の出口からの出
力冷媒は、電磁弁23を介して第２の部屋212 の入口に供
給される。ここで、この電磁弁23には、並列にしてレシ
ーバ24およびエキスパンションバルブ25が設定され、電
磁弁23が閉じられた状態では、第１の部屋211 からの出
力冷媒は、レシーバ24を介してエキスパンションバルブ
25に供給され、このエキスパンションバルブ25で膨脹さ
れた冷媒が、エバポレータ21の第２の部屋212 の入口に
供給される。エバポレータ21の第２の部屋212 の出口か
らの出力冷媒はアキュムレータ26に供給され、このアキ
ュムレータ26で溜められている冷媒がコンプレッサ11に
循環される。

【００１５】ここで、２つの部屋211 および212 に分割
されたエバポレータ21は、例えば図２で示すようにダク
ト31内に設定されるもので、ファン32で発生された空気
流が第１および第２の部屋211 および212 部の外側を並
列的に通過されるようにしている。ダクト31のエバポレ
ータ21の後流側には、このダクト31の通路のほぼ半分を
閉じるようにしてヒータコア33が設定され、このヒータ
コア33部分に対応してエアミックスダンパ34が設定され
る。

【００１６】このエアミックスダンパ34は、ヒータコア
33部の空気通路を閉じる第１の状態と、逆にヒータコア
33部以外の部分を閉じる破線で示す第２の状態との間で
開閉制御されるもので、エバポレータ21部を通過した冷
却空気のみを下流側に送るモードと、エバポレータ21を
通過し且つヒータコア33を通過した加熱空気を下流側に
送るモードと、さらに上記冷却空気と加熱空気との混合
空気を下流側に送るモードが設定され、下流側のDEF 、
FACE、FOOT、の各車室内吹き出し口からの吹き出し空気
温度が調整されるようにしている。35は取り込み空気を
選択する内外気切り替えダンパである。

【００１７】この様に構成される空調装置の冷凍サイク
ルにおいて、冷房モードが設定された状態では、三方弁
12が第１の通路13を選択するように設定され、コンプレ
ッサ11で圧縮された冷媒は、実線矢印で示すようにコン
デンサ15に供給されて冷却風と熱交換される。

【００１８】この冷房モードにおいては、電磁弁22が閉
じられてコンデンサ15で冷却された圧縮冷媒はエキスパ
ンションバルブ20に供給され、このエキスパンションバ
ルブ20で膨脹された冷媒がエバポレータ21に供給され
る。この場合、電磁弁23が開かれているものであるた
め、冷媒はエバポレータ21の第１の部屋211 および第２
の部屋212 を直列に通過され、このエバポレータ21で車
室内に放出される空気を冷却し、車室内を冷房するよう
になる。

【００１９】暖房モード時においては、三方弁12が第２
の通路14を選択するように設定されると共に電磁弁19が
閉じられて、コンプレッサ11で圧縮された冷媒はコンデ
ンサ15を通過することなく、破線矢印で示すように固定
絞り18を通過してレシーバ17に導かれる。また、この場
合電磁弁22が開かれているものであるため、冷媒がエキ
スパンションバルブ20をバイパスしてエバポレータ21の
第１の部屋211 に入力され、開かれた電磁弁23を介して
第２の部屋212 に循環される。したがって、このエバポ
レータ21部分で空気が加熱されて車室内に放出され、車
室内暖房が行われる。

【００２０】さらに除湿暖房モードにおいては三方弁12
が暖房モード時と同様に設定され、コンプレッサ11で圧
縮された冷媒が第２の通路14に導かれる。しかし、この
除湿モード時には電磁弁19が開かれており、圧縮冷媒は
鎖線矢印で示すように固定絞り18をバイパスしてレシー
バ17に供給され、さらに開かれた電磁弁22を通過してエ
バポレータ21の第１の部屋211 に導かれる。

【００２１】さらにこの除湿暖房モード時においては、
電磁弁23が閉じられているもので、このエバポレータ21
の第１の部屋211 を出た冷媒は、レシーバ24を介してエ
キスパンションバルブ25に供給され、このエキスパンシ
ョンバルブ25で膨脹された冷媒がエバポレータ21の第２
の部屋212 に供給される。

【００２２】したがって、エバポレータ21の第１の部屋
211 には高熱の冷媒が供給され、第２の部屋212 にはエ
キスパンションバルブ25で膨脹されて低温とされた冷媒
が供給されるもので、この第２の部屋212 部分を通過し
た空気を冷却して、その空気中に含まれる水分を除去す
る。そして、この除湿された空気はエバポレータ21の第
１の部屋211 部分で加熱された空気と共に車室内に放出
される。

【００２３】すなわち、この様に構成される空調装置に
おいては、簡単な三方弁12の切り替え制御、さらに電磁
弁19、22、さらに23の開閉制御によって、冷房モードお
よび暖房モードと共に、車室内の空気中の水分を除去す
る除湿暖房モードが簡単に切り替え設定される。この場
合、通常に車両に設置されるコンプレッサさらにエバポ
レータ等がそのまま使用できるものであり、特に補助的
なエバポレータの設定されるリアクーラを備えた車両に
限定されることがない。

【００２４】この様な空調装置において、冷房および暖
房、さらに除湿暖房の運転状態における作動の様子をモ
リエル線図を用いて説明すると、まず図３の（Ａ）は冷
房運転時および除湿暖房運転時の冷媒の状態を示してい
るもので、冷房運転時においてはＡ点の状態で入ってく
る。しかし、冷媒ガスがコンプレッサ11において圧縮さ
れ、Ｂ点の状態でコンデンサ15部に移動されるようにな
り、このコンデンサ15においてＢ点の高温および高圧の
ガス冷媒は凝縮してＣ点の液状冷媒となる。そして、こ
の状態でレシーバ17に流れ込む。

【００２５】このレシーバ17からの出力液冷媒はエキス
パンションバルブ20で膨張減圧されて、Ｄ点の低温およ
び低圧の霧状冷媒とされて、エバポレータ21部に流れ込
む。このエバポレータ21において、Ｄ点の霧状冷媒はエ
バポレータ21の表面の空気から熱を奪って蒸発し、Ａ点
のガス状冷媒となってコンプレッサ11に循環されるよう
になり、この様な冷媒変化を繰り返すことで冷房が行わ
れる。

【００２６】除湿暖房運転時においては、冷房運転時に
使用されたコンデンサ15の代わりにエバポレータ21の第
１の部屋211 部が機能し、さらにレシーバ17に代わって
レシーバ24が、またエキスパンションバルブ20に代わっ
てエキスパンションバルブ25がそれぞれ機能するように
なり、エバポレータ21の第２の部屋212 部分が空気と熱
交換して除湿を行って、冷房運転時と同様の冷媒変化に
より除湿暖房が実行されるようになる。

【００２７】図３の（Ｂ）は暖房運転時における冷媒の
状態をモリエル線図上で示したもので、まずＡ点のガス
冷媒はコンプレッサ11で圧縮されてＢ点の高温で且つ高
圧のガス冷媒とされる。その後、固定絞り18によってＣ
点まで減圧され、エバポレータ21によって冷却されて再
びコンプレッサ11に循環されるようになる。

【００２８】図４は自動車用空調装置に他の実施例を示
したもので、この実施例においても２つの部屋211 およ
び212 を備えたエバポレータ21が使用される。そして、
冷房運転モードにおいては前実施例と同様にコンプレッ
サ11で圧縮された冷媒が三方弁12を介して第１の通路13
に導かれると共に逆止弁16を介してレシーバ17に供給さ
れ、さらにエキスパンションバルブ20を介してエバポレ
ータ21に供給されるようにする。

【００２９】この場合、エキスパンションバルブ20から
の出力冷媒は、電磁弁27を介してエバポレータ21の第１
および第２の部屋211 および212 に並列的に供給され、
この第１および第２の部屋211 および212 からの並列的
に出力される冷媒は、電磁弁23を介して一括されてアキ
ュムレータ26に導かれ、その後コンプレッサ11に循環さ
れるようにしている。

【００３０】暖房モード時には、コンプレッサ11で圧縮
された冷媒が三方弁12によって第２の通路14に導かれ、
固定絞り18を介してエバポレータ21の第２の部屋212 に
導かれる。この場合、この第２の部屋212 において冷媒
は冷房時と逆の方向に流れ、逆止弁41および電磁弁22を
介してエバポレータ21の第１の部屋211 に循環され、コ
ンプレッサ11に戻されるようになる。

【００３１】さらに除湿暖房運転状態では、コンプレッ
11で圧縮された冷媒は三方弁12を介して第２の通路14に
導かれ、さらに電磁弁19を介してエバポレータ21の第２
の部屋212 に導入されるようになる。そして、この第２
の部屋212 から出力された冷媒は、逆止弁41を介してエ
キスパンションバルブ20に導かれ、このエキスパンショ
ンバルブ20で膨張された冷媒がエバポレータ21の第１の
部屋211 に供給されるようになる。そして、この第１の
部屋211 で空気中の除湿が行われ、第２の部屋212 で加
熱された空気と共に車室内に放出上昇されるもので、こ
の実施例においては１つのエキスパンションバルブが冷
房および除湿のために兼用される。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る自動車用空
調装置によれば、通常に設定されているエバポレータを
２つの部屋に分割する構成とすることによって、冷房お
よび暖房はもとより、除湿暖房のモードが設定されるも
のであり、特にリアクーラを装備した車両に限らずコン
デンサの排熱回収可能な除湿暖房モードが設定できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る自動車用空調装置の
冷凍サイクルを説明する構成図。

【図２】上記冷凍サイクルを構成するエバポレータの設
置状態を説明する構成図。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ冷房および除
湿暖房運転時、および暖房運転時における冷媒の状態を
示すモリエル線図。

【図４】この発明の他の実施例の冷凍サイクルを示す
図。

【符号の説明】

11…コンプレッサ、12…三方弁、13…第１の通路、14…
第２の通路、15…コンデンサ、17、24…レシーバ、18…
固定絞り、19、22、23、27…電磁弁、20、25…エキスパ
ンションバルブ、21…エバポレータ、211 、212 …第１
および第２の部屋、26…アキュムレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒を圧縮するコンプレッサと、 このコンプレッサで圧縮された冷媒を冷房モード時に第
   １の通路に供給し、また暖房さらに除湿暖房モード時に
   第２の通路に供給する切替え弁機構と、 前記第１の通路に設定されたコンデンサと、 前記切替え弁機構によって選択された前記第１の通路も
   しくは第２の通路をを介して供給される前記冷媒が供給
   されるように配置された、少なくとも２つの部屋に分割
   して構成されたエバポレータと、 前記圧縮冷媒を膨脹するエキスパンションバルブと、 前記冷房モード時に、前記エキスパンションパルブが前
   記エバポレータの前段に挿入されるように冷媒通路を設
   定する第１の制御弁機構と、 除湿暖房モード時に、前記エキスパンションバルブが前
   記エバポレータの２つの分割された部屋を結ぶ冷媒通路
   に設定する第２の制御弁機構とを具備し、 冷房モード時には前記第１の通路および前記コンデンサ
   を通過した冷媒が、前記エキスパンションバルブを介し
   て前記エバポレータの２つの部屋に直列的にもしくは並
   列的に供給され、暖房および除湿暖房モード時には、冷
   媒が前記第２の通路により前記コンデンサおよびエキス
   パンションバルブをバイパスして前記エバポレータに供
   給されるようにしたことを特徴とする自動車用空調装
   置。