JPH10297262A - 車両用暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、注水作業を円滑に行うととも
に、エア抜き性の向上と熱損失の低減を有効に遂行可能
にする。 【解決手段】温水を循環路７２に沿って循環させるため
のウォータポンプ７４と、この循環路７２に沿って循環
される前記温水を加熱するための熱交換器７６と、前記
温水とダクト本体１４内に供給される空気との間で熱交
換させることにより前記空気を加熱するためのヒータコ
ア３４と、前記循環路７２を構成する配管７８に並列さ
れる温水回路８０とを備える。配管７８には、第１およ
び第２バイパス管路８８、９０の間で温水の流れを規制
するための開閉弁９２が配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温水を循環させて
車室内に吹き出される空気を加熱する車両用暖房装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、自動車用暖房装置では、エンジン
を冷却するための冷却水を加熱用温水として利用し、こ
の温水とヒータコアを通る空気との間で熱交換させるこ
とにより前記空気を加熱し、該加熱された空気を暖房用
空気として車室内に吹き出すように構成されている。

【０００３】一方、電気自動車用暖房装置では、エンジ
ン用冷却水に代わる熱源として、冷凍サイクルでコンプ
レッサから吐出される高温・高圧の冷却媒体を使用する
方式や、燃焼式ヒータを使用する方式等が採用されてい
る。これらの熱源により加熱された温水は、ヒータコア
を通る空気と熱交換することにより前記空気を所望の温
度に加熱するように構成されている。

【０００４】ところで、上記の各種暖房装置は、加熱媒
体として温水を使用しており、この温水を循環路に沿っ
て循環させている。このため、水温の上昇による水圧の
増加に対応して、圧力弁により温水を循環路から分岐し
たリザーブタンクに逃がすリザーブタンク方式や、循環
路にエキスパンションタンクを直列に配置するエキスパ
ンションタンク方式が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
リザーブタンク方式では、リザーブタンクが循環路から
分岐して設けられているため、このリザーブタンクから
の放熱による熱損失が少なくなるものの、前記リザーブ
タンクにエア抜き機能が存在しない。これにより、配管
途中に、別途エア抜き用バルブを設ける必要があり、構
造が複雑化するという問題が指摘されている。

【０００６】一方、上記のエキスパンションタンク方式
では、循環路内のエアがエキスパンションタンク内に導
入されることにより、このエキスパンションタンクから
循環路に対して温水のみが戻されてエア抜きが行われ
る。しかしながら、前記エキスパンションタンクが循環
路に直列に配置されるとともに、該エキスパンションタ
ンクの表面積が大きいため、放熱による熱損失が増大す
るという問題が指摘されている。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、簡単な構成で、確実なエア抜きが遂行されるとと
もに、熱損失を可及的に低減することが可能な車両用暖
房装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る車両用暖房装置では、注水口を上端
部に設けた温水タンクが、第１および第２バイパス管路
を介して循環路を構成する配管に対し並列的に連結され
るとともに、前記配管には温水の流れを規制するための
開閉手段が設けられる。そして、注水時には、開閉手段
を介して配管が閉塞された状態で温水タンクの上端部に
設けられた注水口から注水されるため、温水回路と循環
路とが直列回路となって、前記温水タンクから第２バイ
パス管路を介して前記循環路に注水が行われる。

【０００９】その際、温水タンクの流入側である第１バ
イパス管路が、この温水タンクの上部近傍に連通する一
方、流出側の第２バイパス管路が、前記温水タンクの下
部近傍に連通している。従って、循環路内のエアが温水
タンク内に押し出され、前記循環路のエア抜きが確実か
つ容易に遂行される。

【００１０】一方、暖房運転時には、開閉手段を介して
配管が開放されるため、温水が循環路に沿って循環し、
この温水が温水回路に流れることがない。これにより、
温水が温水タンクに循環されてこの温水タンクから放熱
が惹起されることがなく、熱損失を有効に低減すること
が可能になる。

【００１１】また、本発明では、配管の少なくとも一部
分が可撓性を有する弾性体で形成される。このため、バ
ルブやその他各種工具を用いて配管を閉塞することによ
り、循環路と温水回路とを直列回路にすることができ
る。従って、注水作業が円滑に行われるとともに、エア
抜き性の向上および熱損失の低減を確実に図ることが可
能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る暖房装置１０を組み込むオートエアコン１２の概
略構成説明図である。

【００１３】オートエアコン１２は、車室内に温調およ
び湿調された空気を吹き出すダクト本体１４と、このダ
クト本体１４内を流れる空気と冷却媒体との間で熱交換
させることにより前記空気を冷却する冷房装置１６と、
前記ダクト本体１４内を流れる空気と温水との間で熱交
換させることにより前記空気を加熱する第１の実施形態
に係る暖房装置１０と、前記ダクト本体１４内に配設さ
れて冷風と温風とのエアミックス制御を行うエアミック
ス手段２０とを備える。

【００１４】ダクト本体１４は、車室内の前方側にイン
ストルメントパネル（図示せず）を介して配設されてお
り、このダクト本体１４の上流側には、車室内の空気を
導入する内気導入口２４と車室外の空気を導入する外気
導入口２６とが、切り換えダンパ２８を介して開閉自在
に設けられる。

【００１５】ダクト本体１４内には、切り換えダンパ２
８側に近接してブロア３０が配設され、このブロア３０
の下流側に冷房装置１６を構成するエバポレータ３２が
配設される。エバポレータ３２の下流側には、暖房装置
１０を構成するヒータコア（熱交換器）３４が配設され
るとともに、このヒータコア３４の入口側にエアミック
ス手段２０が装着される。エアミックス手段２０は、エ
アミックスダンパ３６を備え、このエアミックスダンパ
３６がエアミックスモータ３８を介して開度０％の位置
から開度１００％の位置の範囲内で任意の角度に回動自
在である。

【００１６】ダクト本体１４の下流側には、電気自動車
のフロントウインドシールドの内面に向かってエアを吹
き出すデフ吹き出し口４０と、乗員の頭部側に向かって
エアを吹き出すフェイス吹き出し口４２と、乗員の足元
部に向かってエアを吹き出すフット吹き出し口４４とが
設けられる。デフ吹き出し口４０、フェイス吹き出し口
４２およびフット吹き出し口４４には、それぞれデフダ
ンパ４６、フェイスダンパ４８およびフットダンパ５０
が回動自在に取り付けられている。

【００１７】エバポレータ３２は、内部に流入した冷却
媒体とダクト本体１４内にブロア３０により送られてく
る空気との間で熱交換させることにより、この冷却媒体
を蒸発気化させるとともに、前記空気を冷却する機能を
有する。このエバポレータ３２を含む冷房装置１６は、
電動コンプレッサ５２を備え、この電動コンプレッサ５
２の吸入口側と前記エバポレータ３２の導出口側とを繋
ぐ低圧側の冷媒管路５４ａには、アキュムレータ５６が
介装される。電動コンプレッサ５２は、吸入口より内部
に吸入した冷却媒体（ガス冷媒）を圧縮して高温、高圧
の冷却媒体として吐出口側から冷媒管路５４ｂ側に吐出
する。アキュムレータ５６は、冷却媒体を液冷媒とガス
冷媒とに分離してガス冷媒のみを電動コンプレッサ５２
に供給する機能を有する。

【００１８】冷媒管路５４ｂは、その先端側で冷媒管路
５４ｃ、５４ｄに分岐するとともに、この冷媒管路５４
ｃが冷媒管路５４ｅ、５４ｆに分岐する。冷媒管路５４
ｃには第１電磁弁５８が設けられ、冷媒管路５４ｆには
第２電磁弁６０が設けられるとともに、この冷媒管路５
４ｆが冷媒管路５４ａに連結される。冷媒管路５４ｅに
は、室外熱交換器６２が配設され、この室外熱交換器６
２は、暖房運転時に低温、低圧の気液二相状態の冷却媒
体と室外ファン６４により吹き付けられる外気とを熱交
換させて冷却媒体を蒸発気化させる一方、冷房運転時に
高温、高圧のガス冷媒と室外ファン６４により吹き付け
られる外気とを熱交換させてガス冷媒を凝縮液化させる
機能を有する。

【００１９】冷媒管路５４ｄには、暖房用の第１キャピ
ラリチューブ６６が配設されており、この冷媒管路５４
ｄと冷媒管路５４ｅとは冷媒管路５４ｇとして一体化さ
れ、エバポレータ３２の導入側に連結される。この冷媒
管路５４ｇには、第３電磁弁６８と冷房用の第２キャピ
ラリチューブ７０とが並列に設けられている。

【００２０】暖房装置１０は、温水を循環路７２に沿っ
て循環させるためのウォータポンプ７４と、この循環路
７２に沿って循環される前記温水を加熱するための熱交
換器（加熱手段）７６と、ダクト本体１４内で温水と空
気とを熱交換させることにより、この空気を加熱するヒ
ータコア３４と、前記循環路７２を構成する配管７８に
並列される温水回路８０とを備える。

【００２１】熱交換器７６は、冷房装置１６を構成する
冷媒管路５４ｂを所定の長さにわたって囲繞し、二重管
構造を有する外管部８２を備える。この熱交換器７６
は、電動コンプレッサ５２から吐出されて高温、高圧と
なった冷却媒体が冷媒管路５４ｂを流れる際、外管部８
２を通る温水と前記冷却媒体との間で熱交換させること
により、前記温水を加熱する機能を有する。

【００２２】図１〜図３に示すように、温水回路８０
は、注水口８４を上端部に設けた温水タンク８６と、一
端が配管７８に連通するとともに、他端が前記温水タン
ク８６の上部近傍に連通する第１バイパス管路８８と、
一端が前記配管７８に連通するとともに他端が前記温水
タンク８６の下部近傍に連通する第２バイパス管路９０
とを備える。

【００２３】第１および第２バイパス管路８８、９０の
間で温水回路８０と並列回路を構成する配管７８は、全
体として同一直径を有しており、この配管７８には、温
水の流れを規制するための開閉手段として、例えば、電
磁弁等の開閉弁９２が配設される。配管７８と第２バイ
パス管路９０との接合部分には、必要に応じてドレンプ
ラグ９４が着脱自在に設けられる。

【００２４】このように構成されるオートエアコン１２
の動作について、以下に説明する。

【００２５】先ず、運転モードが冷房運転、暖房運転、
除湿運転および送風運転の場合におけるそれぞれの冷房
装置１６の経路が、表１に示されている。

【００２６】

【表１】

【００２７】そこで、運転モードが暖房運転の場合に
は、表１および図１に示すように、第１および第３電磁
弁５８、６８が閉塞されるとともに、第２電磁弁６０が
開放される。このため、電動コンプレッサ５２から吐出
される冷却媒体は、冷媒管路５４ｂ、５４ｄから第１キ
ャピラリチューブ６６を通って減圧され、気液二相状態
で室外熱交換器６２を通って気化した後、第２電磁弁６
０、冷媒管路５４ｆ、５４ａを通ってアキュムレータ５
６から前記電動コンプレッサ５２に循環される。

【００２８】その際、暖房装置１０では、ウォータポン
プ７４の駆動作用下に、循環路７２に沿って温水が循環
されており、熱交換器７６を構成する外管部８２に前記
温水が供給されている。従って、外管部８２の内方に冷
媒管路５４ｂを介して高温、高圧の冷却媒体が流れるこ
とにより、この外管部８２内の温水が加熱される。この
温水は、ヒータコア３４の内部に導入され、このヒータ
コア３４を通過する空気を所定の温度に加熱する。

【００２９】ところで、暖房装置１０において、注水を
行う場合には、先ず、図２に示すように、開閉弁９２を
閉状態にすることにより、配管７８を第１および第２バ
イパス管路８８、９０の間で閉塞する。この状態で、温
水タンク８６の上端部側に設けられている注水口８４か
ら注水されると、この温水タンク８６が循環路７２と直
列回路となって、例えば、エキスパンションタンクと同
様の機能を営む。

【００３０】これにより、図２中、二点鎖線矢印で示す
ように、温水タンク８６内の温水が第２バイパス管路９
０から循環路７２に送り出される。その際、ウォータポ
ンプ７４が駆動されるため、温水タンク８６から循環路
７２に温水が供給されるとともに、この循環路７２内の
温水が第１バイパス管路８８を介して前記温水タンク８
６に戻され、前記温水が循環される。

【００３１】ここで、温水タンク８６では、流出口であ
る第２バイパス管路９０の連通位置がこの温水タンク８
６の下部近傍に設けられる一方、流入口である第１バイ
パス管路８８の連通位置が前記温水タンク８６の上部近
傍に設けられている。従って、図２中、二点鎖線矢印の
方向に温水が流れる際、循環路７２内のエアを温水タン
ク８６内に押し出すことができ、前記循環路７２内のエ
ア抜きが円滑かつ確実に遂行可能になるという利点が得
られる。

【００３２】上記の注水作業の終了後に開閉弁９２が開
放されると、ウォータポンプ７４の作用下に温水が、図
３中、矢印に示すように、循環路７２に沿って循環され
る。すなわち、第１および第２バイパス管路８８、９０
に接続された配管７８は、全体にわたり直径が均一に設
定されている。このため、温水タンク８６側に作用する
静圧は、第１および第２バイパス管路８８、９０のそれ
ぞれの接続部側で等しくなり、前記温水タンク８６の流
入口および流出口で圧力差が生ずることがない。

【００３３】これによって、循環路７２から温水タンク
８６側に温水が循環することがなく、前記温水タンク８
６からの放熱を有効に回避することができ、熱損失の発
生を確実かつ容易に阻止することが可能になるという効
果がある。

【００３４】このように、第１の実施形態では、循環路
７２に並列して温水タンク８６を備えた温水回路８０が
設けられるとともに、配管７８に開閉弁９２を配置する
だけでよく、極めて簡単な構成で、前記循環路７２内の
エア抜き性の向上と熱損失の低減とを有効に遂行し得る
という利点がある。

【００３５】なお、第１の実施形態では、配管７８に電
磁弁である開閉弁９２を配設しているが、この配管７８
を開閉し得る構造であれば如何なる弁構造であってもよ
く、さらに手動操作によるコック等を採用することも可
能である。

【００３６】図４は、本発明の第２の実施形態に係る暖
房装置１００の概略構成図である。なお、第１の実施形
態に係る暖房装置１０と同一の構成要素には同一の参照
符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００３７】暖房装置１００では、温水回路８０を構成
する第１および第２バイパス管路８８、９０に接続され
る配管１０２が、少なくとも一部分を可撓性の弾性体で
形成される。具体的には、配管１０２は、耐熱性、耐候
性および断熱性を有するＥＰＤＭ（エチレンプロピレン
ゴム）等で構成されている。

【００３８】そこで、このように構成される暖房装置１
００では、図５に示すように、配管１０２がプライヤ等
の工具１０４で把持されることにより、この配管１０２
が閉塞された状態で、温水タンク８６から注水が行われ
る。次いで、注水作業が終了した後、工具１０４による
把持作用が解除されると、配管１０２がそれ自身の弾発
力および温水の圧力を介して開放され、循環路７２に沿
って温水が循環して所定の暖房運転が遂行される。

【００３９】これにより、第２の実施形態では、第１の
実施形態と同様の効果が得られる他、構造が一層簡素化
されるという利点がある。なお、配管１０２に損傷を与
えることがないように工具１０４を選択し、あるいはこ
の配管１０２に布を巻き付ける等の工夫を施すことが望
ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る車両用暖房
装置では、温水を循環させるための循環路を構成する配
管に温水回路が並列されており、この配管を閉塞した状
態で前記温水回路を構成する温水タンクに注水を行う
と、この温水タンクが前記循環路と直列回路を構成して
該循環路に吸水が行われる。その際、温水タンクでは、
流入口がその上部近傍に設けられる一方、流出口がその
下部近傍に設けられており、循環路内のエアを円滑に該
温水タンク内に押し出すことができ、エア抜き性が有効
に向上する。

【００４１】さらに、配管を開放することにより、循環
路と温水回路とが並列回路を構成し、前記循環路を流れ
る温水が前記温水回路を循環することがない。これによ
り、温水タンクに温水が循環して放熱されることがな
く、熱損失を有効に阻止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る暖房装置を組み
込むオートエアコンの概略構成説明図である。

【図２】前記暖房装置において、注水を行う際の回路説
明図である。

【図３】前記暖房装置において、暖房運転を行う際の回
路説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る暖房装置の要部
断面説明図である。

【図５】前記第２の実施形態に係る暖房装置を構成する
配管閉塞作業の斜視説明図である。

【符号の説明】

１０、１００…暖房装置 １２…オートエア
コン １４…ダクト本体 １６…冷房装置 ２０…エアミックス手段 ３４…ヒータコア ７２…循環路 ７４…ウォータポ
ンプ ７６…熱交換器 ７８、１０２…配
管 ８０…温水回路 ８４…注水口 ８６…温水タンク ８８、９０…バイ
パス管路 １０４…工具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温水を循環路に沿って循環させるためのポ
   ンプと、 前記循環路に沿って循環される前記温水を加熱するため
   の加熱手段と、 前記温水と車室内に吹き出される前の空気との間で熱交
   換させることにより、前記空気を加熱するための熱交換
   器と、 前記循環路を構成する配管に並列される温水回路と、 を備え、 前記温水回路は、注水口を上端部に設けた温水タンク
   と、 一端が前記配管に連通するとともに、他端が前記温水タ
   ンクの上部近傍に連通する第１バイパス管路と、 一端が前記配管に連通するとともに、他端が前記温水タ
   ンクの下部近傍に連通する第２バイパス管路と、 を有し、 前記第１および第２バイパス管路の間で前記温水回路と
   並列回路を構成する前記配管には、温水の流れを規制す
   るための開閉手段が配設されることを特徴とする車両用
   暖房装置。
2. 【請求項２】温水を循環路に沿って循環させるためのポ
   ンプと、 前記循環路に沿って循環される前記温水を加熱するため
   の加熱手段と、 前記温水と車室内に吹き出される前の空気との間で熱交
   換させることにより、前記空気を加熱するための熱交換
   器と、 前記循環路を構成する配管に並列される温水回路と、 を備え、 前記温水回路は、注水口を上端部に設けた温水タンク
   と、 一端が前記配管に連通するとともに、他端が前記温水タ
   ンクの上部近傍に連通する第１バイパス管路と、 一端が前記配管に連通するとともに、他端が前記温水タ
   ンクの下部近傍に連通する第２バイパス管路と、 を有し、 前記第１および第２バイパス管路の間で前記温水回路と
   並列回路を構成する前記配管は、少なくとも一部分が可
   撓性を有する弾性体で形成されることを特徴とする車両
   用暖房装置。