JPH09226359A - 室内用気化冷房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内用の気化冷房装置の運転時にバッテリ上
がりを抑え、気化冷房装置のコスト低減を図る。 【解決手段】 水噴霧器５から出された霧状の水を室内
１１に送るファン４と、ファン４と水噴霧器５に電力を
供給するバッテリー２，太陽電池３と、車両１の室内温
度を検出する温度センサ９を設け、ファン４と水噴霧器
５がタイマにより一定時間の間作動し、作動中に温度セ
ンサ９の検出温度が所定値以上ではファン４と水噴霧器
５は連続運転とし、所定値以下ではファン４は連続運転
とするが、水噴霧器５は断続運転とする制御を行うよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内用の気化冷房
装置に関し、特に車両室内の温度を下げる気化冷房装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両等の車室内における冷却装置
は、冷凍サイクルを利用して冷房を行っている。即ち、
図２のに示す如く、通常のエアコンと称される装置４０
の冷凍サイクルは、コンプレッサ４１で冷媒を吸入、コ
ンプレッサで圧縮された冷媒は、高温高圧のガスとして
凝縮器４２に入り、凝縮器４２で空気により冷却されて
液化するものである。液化された冷媒は、膨張弁４５に
より急激に膨張し低温低圧の霧状冷媒となり、蒸発器
（以下にエバポレータと称す）１０へ入り、エバポレー
タ１０で周囲の空気から蒸発に必要な熱を奪い周囲空気
を冷却すると同時に冷媒は気化し、再びコンプレッサ４
１へ吸入される。冷媒がこのような冷凍サイクルのため
の閉回路中を循環する際に、エバポレータ１０の周囲で
冷却された空気が、ブロアファン４によりエアダクト４
４を介して連続的に車室内へ送り込まれ、車室内の冷房
が行われる。エアダクト４４内のエバポレータ１０によ
り冷却された空気は、送風口１２，１３，１４またはデ
フロスター１５のいずれかへ送られ（図４参照）、車両
の室内を冷却する。図２中の４３はヒータコアを示し、
各送風口１２，１３，１４やデフロスター１５並びにヒ
ータコアまわりのダンパーは図示を省略してある。一
方、上記の冷凍サイクルをなす冷却装置４０の構成とは
別に、車両の停止中に室内の温度を下げたり、室内の加
湿を行うことを目的として、車両の室内に噴霧器を設け
て霧状の水（以下、霧と称す）を作り、これをファンに
より室内に噴霧して車室内の温度を下げると共に加湿を
可能にした装置が、特開平６−２９３２１５号公報に開
示される。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】従来においては、長
時間夏場の炎天下での駐車により車両室内が高温になっ
た場合、または炎天下で、しばらくエンジンを停止し車
両を放置したことから車両の室内が高温になった場合、
室内温度を効果的に下げたり、或いは冬場の乾燥した室
内を効果的に加湿することを目的にして、室内に霧を散
布させるという気化冷房装置が提案されてきた。しか
し、エンジンを止めた車両の駐車、または停車中、該車
両のバッテリーを用い気化冷房装置を作動させた場合、
水噴霧器から出た霧を送風機により室内に送る従来のこ
の装置では、一時間程の間、連続運転させると水噴霧器
及び送風機を作動させるための消費電力が大きくバッテ
リーに大きな負担がかかり、バッテリー上がりが起こる
恐れがある。また、従来の装置においては、気化冷房装
置を構成する噴霧器に、噴霧器によって発生させた霧を
噴霧するための送風器を、噴霧器の左右両側に設けてい
ることによりコストが高くなる。

【０００４】そこで、本発明は、気化冷房装置の運転時
に消費をできるだけ抑えると共に、気化冷房装置のコス
ト低減を図ることを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの技術的手段として、気化冷房装置は水噴霧器５から
出された霧状の水を室内１１に送るファン４と、ファン
４と水噴霧器５に電力を供給する電力供給手段２，３
と、車両１の室内温度を検出するセンサ手段９を設け、
ファン４と水噴霧器５がタイマにより一定時間の間作動
し、作動中センサ手段９の検出温度が所定値以上ではフ
ァン４と水噴霧器５は連続運転とし、所定値以下ではフ
ァン４は連続運転とするが、水噴霧器５は断続運転とす
る制御手段２１を有するものを採用する。

【０００６】上記の構成により、気化冷房装置作動時、
センサ手段９による室内１１の検出温度が高いときに
は、早く室内１１の温度を早く下げるために水噴霧器５
とファン４を連続運転とするが、所定温度以下になった
場合には消費電力の小さいファン４は連続運転とし、消
費電力の大きい水噴霧器５の作動は断続運転することで
電力供給手段２，３の負荷が減り消費電力を抑えられ
る。

【０００７】より好ましくは、電力供給手段２，３には
バッテリー２と太陽電池３を用いることで、補助電源が
付加されバッテリー２の負荷を減らせる。また、消費電
力の大きい水噴霧器５にはバッテリー２から電力が供給
され、消費電力の小さいファン４には太陽電池３から電
力が供給がなされるようにすれば、バッテリー２の負荷
が減り、バッテリー２が上がりにくくなる。更に、気化
冷房装置の水噴霧器５で発生した霧を室内１１に送る方
法として、更に、冷却装置（エアコン装置）を設け、フ
ァン４には冷却装置のもつブロアファンを用いれば、部
品点数が減らせる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１と図４は車両１に装備した室内
気化冷房装置の概略図であり、該装置は、ファン４によ
りエンジンルーム２２から室内１１方向へと取り入れた
外部の空気（外気）をエバポレータ１０、エアダクト４
４（図２参照）を介して送風口１２，１３，１４または
デフロスタ１５に送る空調機構を有す。この機構におい
て、エンジンルーム２２からファン４により入ってきた
外気は、エバポレータ１０の周囲を通って水噴霧器５か
らの霧３７とともにエアコンサーボアッシー１８を介し
てエアダクトにより送風口１２，１３，１４（図４参
照）に流れるようになっている。一方、外部への排気は
リアシート後方の排気口２３からトランクルームを通っ
て車両の外部に排出されるような機構になっている。冷
凍サイクルを停止して後５〜６分以内に、室内気化冷房
装置を作用させると、エバポレータ１０は未だ空気を冷
却する能力を有するので、車両の室内の空気をダクト４
４内へ戻しかつエバポレータの周囲を通すことで、該空
気の温度を下げるようにすると、霧３７による冷房効果
との相乗作用により冷却効率を高め得る。

【０００９】上記に示した水噴霧器５への電力供給は車
両１に電源を供給するバッテリー２により行われ、この
水噴霧器５に発生した霧３７を室内へ送るファン４への
電力供給は、車両のルーフ等に備え付けられた太陽電池
３により供給されている。この太陽電池３は太陽からの
エネルギーにより電力を発生させるものであり、補助電
源としても使用され、バッテリー２への充電を行うこと
にも使用される。この水噴霧器５は、後で詳細を説明す
るがタンク６に予め溜められた水をポンプ２０により汲
み上げて圧電部材３５により霧状の水、つまり、霧３７
を発生させるものである。ファン４、水噴霧器５、及び
ポンプ２０は、室内１１に取付けられた温度センサ９の
検出温度を基にコントローラ２１により制御され、気化
冷房装置はこれらのファン４、水噴霧器５、ポンプ２
０、温度センサ９及びコントローラ２１により構成し霧
を発生させ、この霧により冷却を行わせる。尚、上記の
温度センサ９は車両の室内１１のどこに取り付けてもよ
いし、取付け数は限定されない。

【００１０】図２は、水噴霧器５が取付けられる場合の
冷却装置（エアコン装置）の概略図であり、この装置に
おいてはエバポレータ１０の一方の側面にはファン４を
嵌着して取付ける。また、エアコンサーボアッシー（図
示なし）のエバポレータ１０側の取付け開口部の下側に
は、水噴霧器５がネジ等により内部固着される。このよ
うに冷却装置が構成されることにより、エンジンルーム
２２からファン４に入った空気は、エバポレータ１０を
通りエアコンサーボアッシー（図示なし）から車両の室
内１１に設けられた送風口１２，１３，１４またはデフ
ロスター１５のいずれかへ送られる（図４参照）。つま
り、送風口１２，１３，１４またはデフロスター１５の
選択は冷却装置の送風口切換スイッチ（図示なし）によ
り行われるものである。

【００１１】次に水噴霧器５について図３を参照して説
明を行う。図３は水噴霧器５の断面図であり、水噴霧器
５は容器３１の内部下方に板状の圧電部材３５が設けら
れ、容器３１の上部をメッシュ状になったカバー３２を
被せることにより構成されている。この圧電部材３５に
外部に設けられたタンク６（図１参照）からポンプ２０
の作動によりホース３３を通って水を汲みだし、汲みだ
された水をノズル２４から圧電部材３５の表面に噴射す
る。この場合、圧電部材３５にはコントローラ２１から
ハーネス３４が延びており、室内１１に設けられた温度
センサ９の検出温度を基にコントローラ２１により電圧
を印加できる構成になっている。霧を発生させる機構
は、圧電部材３５に電圧を印加することで、圧電部材３
５は圧電効果により超音波振動子として振動し、圧電部
材３５の表面に噴射された水を振動させて、水面３６よ
り粒の細かい霧３７を発散させるものであり、この霧３
７をファン４の作動により室内１１に導き、送風口１２
〜１４のいずれかに霧３７を発生させるものである。

【００１２】この気化冷房装置の水噴霧器５及びファン
４の作動はタイマにより車両１のエンジン停止時等に一
定時間の作動がなされ、夏場の炎天下での駐車中とか、
エンジンを停止し車両をしばらく放置したことから、室
内の温度が高くなった場合に、室内温度を下げるとか、
冬場の乾燥した室内を加湿するときに効果的である。フ
ァン４及び水噴霧器５の作動は、タイマにより作動開始
時間と作動時間を予め決め任意に設定でき、設定された
作動開始時間になった場合にコントローラ２１を設定さ
れた時間の間、作動させればよい。

【００１３】車両１の駐車中または停車中、特にエンジ
ンが停止している状態において気化冷房装置を作動させ
るため、ファン４には太陽電池３から電力が供給される
ようにすると共に、水噴霧器５にはバッテリー２から電
力が供給されるように構成するとよい。このようにする
ことで、消費電力の大きい水噴霧器５はバッテリー２か
ら電力が供給されるようになるが、水噴霧器５の作動を
制限すれば室内温度を下げることができると共に、バッ
テリー２の消費電力を抑えることができる。また、太陽
電池３によりバッテリー２に充電もできるようにしてお
けば、太陽電池３はバッテリー２の電力を助ける補助電
源として機能し、バッテリー２の消費電力を減らすこと
によりバッテリー上がりを抑えることが可能になる。

【００１４】図５は室内気化冷房装置の作動時間と室内
温度を示したグラフであり、図６は室内気化冷房装置の
作動時間とバッテリー２のバッテリー電圧の関係を示す
グラフである。この２つの図において、この場合Ａは水
噴霧器５とファン４を作動させなかったときのグラフで
あり、Ｂは水噴霧器５とファン４を所定時間（１時間）
作動させ、共に作動停止したときの特性を示すグラフで
ある。また、Ｃは最初に水噴霧器５とファン４を一緒に
作動させ、所定温度（４２〜４３°Ｃ）以下になった場
合にファン４はそのまま連続運転とするが、水噴霧器５
は断続運転したとき特性を示すグラフである。この図か
ら、コントローラ２１により水噴霧器５及びファン４の
作動がなされると室内温度が下がっていくことがわかる
が、両者を長時間連続作動させてしまうとバッテリー電
圧も一緒に低下していきバッテリー上がりが起こってし
まう。そこで、室内温度が一定の値（４２〜４３°Ｃ）
まで下がったときに、電力消費の小さいファン４の作動
は連続して作動させるが、消費電力の大きい水噴霧器５
の作動を断続運転し、温度センサ９の検出温度により室
内１１を一定の温度範囲で保つようにコントローラ２１
で制御することで、室内温度を一定温度まで下げると共
にバッテリー電圧の低下を抑えることができ、連続作動
に比べてバッテリー上がりが起こりにくくすることがで
きる。

【００１５】図７は、気化冷房装置が作動開始時間に作
動開始された後の動作を示すフローチャートである。こ
の場合、最初に気化冷房装置を停止後何分たったら作動
させたい（作動開始時間）か、及びどれだけの時間作動
させたい（作動時間）かをコントローラ２１の内部のメ
モリに外部のスイッチ等により乗員が任意に記憶させ
る。その後、気化冷房装置が記憶された作動開始時間に
なると、気化冷房装置作動中を示すタイマが作動し始め
る。このタイマが作動中であるか否かがステップ１０１
で判定され、タイマ作動中、つまり、気化冷房装置の作
動が行われる状態である場合にはステップ１０２を行う
が、作動が行われていない場合にはこの処理を終了す
る。ステップ１０２ではファン４を連続運転とする。次
のステップ１０３では温度センサ９により室内温度Ｔが
検出され、ステップ１０４ではタイマをインクリメント
して気化冷房装置作動時間の計数を行う。次のステップ
１０５では初期連続運転が終了しているか否かが判定さ
れる。この初期連続運転とは気化冷房装置の作動開始時
には室内温度が高いため、水噴霧器５とファン４とを一
緒に作動させて急激に室内温度を下げるようにするもの
である。ここで初期連続運転が終了していればステップ
１１０を行うが、終了していない場合にはステップ１０
６を行う。つまり、初期の段階ではこの連続終了がなさ
れていないためにステップ１０６を行うことになる。

【００１６】ステップ１０６では水噴霧器５の連続運転
を行うことにより水噴霧器５とファン４は一緒に作動す
ることになる。ステップ１０７では両者を一緒に作動し
ている状態での室内温度Ｔが水噴霧器５の作動を停止す
る温度Ｔ１よりも低くなったか否かが判定され、所定温
度Ｔ１よりも大きい場合には室内温度Ｔがまだ高いとし
てステップ１０３に戻る。一方、所定温度Ｔ１よりも低
くなった場合にはステップ１０８で室内温度がある程度
下がったと判断して水噴霧器５の作動を停止し、次のス
テップ１０９で初期連続運転終了し、ステップ１０３に
戻る。つまり、気化冷房装置が作動して最初、一定温度
に下がるまでは水噴霧器５とファン４が一緒に作動し、
室内温度Ｔが所定温度Ｔ１より低くなればその時点で水
噴霧器５の作動を停止する。

【００１７】ステップ１０５において初期連続運転終了
と判定されると、次にステップ１１０で室内温度Ｔが水
噴霧器５を断続運転とする所定温度Ｔ１〜Ｔ２（Ｔ２は
Ｔ１より高い所定温度Ｔ２）の間にあるかどうかが判定
される。ここで室内温度ＴがＴ１からＴ２の範囲内にな
ければステップ１０３に戻るが、Ｔ１〜Ｔ２の範囲内に
あればステップ１１１で水噴霧器５を断続運転とする。
この結果、水噴霧器５は断続で運転されるがファン４は
連続に運転されることになる。次に、ステップ１１２で
はタイマが設定された作動時間経過（タイムアップ）し
たか否かが判定され、タイムアップした場合にはこの処
理（気化冷房装置の作動）を終了するが、タイムアップ
してない場合にはステップ１０３に戻り、ステップ１０
３からステップ１１２の処理を繰り返し実行する。この
ような処理を行うことにより、気化冷房装置の作動開始
時には室内温度Ｔが高いために水噴霧器５とファン４と
を一緒に作動させて急激に室内温度を下げるが、一定の
所定温度Ｔ１まで下がれば消費電力の大きい水噴霧器５
を断続運転に切り換えることによりバッテリー２の電力
消費を抑えることができる。この場合、水噴霧器５を断
続運転をさせる基準温度（開始温度と停止温度）は限ら
れた範囲内でヒステリシスを設けることにより開始と終
了のハンチングを防止することができる。

【００１８】

【効果】本発明によれば、温度センサによる検出温度が
所定値以上ではファンと水噴霧器は連続運転とし、所定
値以下ではファンは常時運転とするが、水噴霧器は断続
運転とすることにより、タイマによる気化冷房装置の作
動時に消費電力の大きい水噴霧器の作動は断続運転とす
ることでバッテリーの負荷が減り消費電力を抑えること
ができる。また、電力供給にはバッテリーとバッテリー
の補助電源として太陽電池を用いることでバッテリーの
負荷を減らすことができる。つまり、消費電力の大きい
水噴霧器にはバッテリーから電力が供給され、消費電力
の小さいファンには太陽電池から電力が供給がなされる
ようにすることで、バッテリーの補助電源として太陽電
池を設けることによりバッテリーの消費電力を減らしバ
ッテリーが上がりにくい方向にもっていくことが可能と
なる。更には、水噴霧器の霧を室内に送る方法として、
冷却装置のもつブロアファンを用いることにより冷却装
置の構成を効果的に利用することができるため、部品点
数が低減でき、コストの低減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態における室内気化冷房装置
の概略図である。

【図２】 一般的な冷却装置に対し水噴霧器が取付けら
れる場合の冷却装置の概略図である。

【図３】 本発明の実施形態における水噴霧器の断面図
である。

【図４】 冷房装置の送風口を示す図である。

【図５】 本発明の実施形態における室内気化冷房装置
の作動時間と室内温度の関係を示すグラフである。

【図６】 本発明の実施形態における室内気化冷房装置
の作動時間とバッテリー電圧の関係を示すグラフであ
る。

【図７】 本発明の実施形態における室内気化冷房装置
が作動開始時間に作動開始された後の動作を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 車両 ２ バッテリー（電力供給手段） ３ 太陽電池（電力供給手段） ４ ファン ５ 水噴霧器 ６ タンク ９ 温度センサ（センサ手段） ２０ ポンプ ２１ コントローラ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 啓一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 森 和良 愛知県刈谷市昭和町２丁目３番地 アイシ ン・エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の室内に霧状の水を噴霧させる水噴
   霧器と、該水噴霧器に水を供給するタンクと、該タンク
   内の水を前記水噴霧器に汲み上げるポンプを有する室内
   用の気化冷房装置において、前記水噴霧器から出された
   霧状の水を室内に送るファンと、該ファンと前記水噴霧
   器に電力を供給する電力供給手段と、車両の室内温度を
   検出するセンサ手段と、前記水噴霧器及び前記ファンが
   タイマにより一定時間の間作動し、作動中前記センサ手
   段の検出温度が所定値以上では前記ファンと前記水噴霧
   器は連続運転とし、所定値以下では前記ファンは連続運
   転とするが、前記水噴霧器は断続運転とする制御手段と
   を有することを特徴とする室内用気化冷房装置。
2. 【請求項２】 前記電力供給手段は、バッテリーと太陽
   電池からなることを特徴とする請求項１に記載の室内用
   気化冷房装置。
3. 【請求項３】 前記水噴霧器にはバッテリーから電力が
   供給され、前記ファンには太陽電池から電力が供給がな
   されることを特徴とする請求項２に記載の室内用気化冷
   房装置。
4. 【請求項４】 更に冷却装置を設け、前記ファンは前記
   冷却装置のもつブロアファンを用いることを特徴とする
   請求項１に記載の室内用気化冷房装置。