JPH11208255A - 自動車用空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ヒータや電熱ヒータによって空調空気
を早期に加温し徐霜を行う従来の空気調和機では、バッ
テリ性能が低下する冬季の厳寒時にヒータに大電流を供
給する必要があり、バッテリ寿命を短くしてしまう恐れ
がある。 【解決手段】 除霜機構２０として、蓄熱材が貯留され
る蓄熱槽２１と、蓄熱槽２１に接続されて蓄熱材が流通
され、自動車の走行中にヒータ１５を通過して温められ
る温風と蓄熱材との間で熱交換を行わせて蓄熱材に蓄熱
させ、除霜時にはデフロスタダクト１９から吹き出され
る空気と蓄熱材との間で熱交換を行わせて空気を温める
蓄熱用熱交換器２２、除霜用熱交換器２３と、各交換器
と蓄熱槽２１とを接続して蓄熱材を循環させる循環路の
途中に設けられ、走行中または除霜時に蓄熱材を循環さ
せるポンプ機構２４とを備える自動車用空気調和機を採
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車内の空気を
取り込んで温め、デフロスタダクトからフロントガラス
に向けて吹き出すことでフロントガラスに付着した霜を
除去する除霜機能を有する自動車用空気調和機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】冬季には自動車は外気温度まで冷えきっ
てしまい、特に早朝にはフロントガラスに霜が付着して
しまうことが頻繁に起こる。そこで、自動車の空気調和
機には、付着した霜を除去する除霜機能が備えられてい
る。

【０００３】自動車用空気調和機の一例を図３に示す。
図において、符号１は空気調和機を構成する通気ダクト
である。通気ダクト１の一端には車内の空気を導入する
導入口２が設けられており、導入口２には空気を吸込む
ファン３が設けられている。

【０００４】ファン３の下流側にはエバポレータ４が設
けられ、さらにエバポレータ４の下流側には、通気ダク
ト１内に導入された車内の空気を温めるヒータ５が設け
られている。

【０００５】ヒータ５には、エンジン冷却水を流通させ
る配管を通じてエンジン６とラジエータ７とが接続され
ている。また、ラジエータ７の前後にはエンジン冷却水
を一時的にバイパスするバイパス配管が接続されてい
る。

【０００６】ヒータ５の下流側に位置する通気ダクト１
は、フロントガラス８の内側側面に向けて開口されたデ
フロスタダクト９の他、車内の各所に設けられた吹出し
口に分岐されている。

【０００７】上記のように構成された自動車用空気調和
機の暖房運転について説明する。エンジンを始動させる
と、エンジン冷却水は水温が低い間はラジエータ７をバ
イパスして循環され、水温が上昇した後はラジエータ
７、ヒータ５を流通してエンジン６に戻る経路で循環さ
れる。一方、ファン３によって導入口２から導入された
車内の空気はヒータ５の内部を流れるエンジン冷却水と
熱交換を行って温められ、各吹出し口から吹き出され
る。

【０００８】この暖房運転の機構を利用し、フロントガ
ラス８に付着した霜を除去する場合には、ヒータ５によ
って温められた空気をデフロスタダクト９から吹き出さ
せ、霜を溶かす。

【０００９】ところで、上記の自動車用空気調和機にお
いては、エンジンが暖まりエンジン冷却水の水温が上昇
するまでは徐霜が行えないといった不具合があった。そ
こで、実開昭５５−７１９０８号には、徐霜用の空気加
温手段として半導体ヒータを設ける技術が記載されてい
る。また、実開平６−８０１５号には、徐霜用の空気加
温手段として電熱ヒータを設ける技術が記載されてい
る。いずれの技術も、各ヒータによって空調空気を早期
に加温し徐霜を行うようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術ではバッテリ性能が最も低下する冬季の厳寒時
にヒータに大電流を供給する必要があるため、バッテリ
寿命を短くしてしまう恐れがある。

【００１１】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、バッテリ性能が低下する冬季の厳寒時にもバッ
テリからの電力供給を受けることなく、早急に除霜を行
うことができる自動車用空気調和機を提供することを目
的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を有する自動車用空気
調和機を採用する。この空気調和機は、蓄熱材が貯留さ
れる蓄熱槽と、蓄熱槽に接続されて前記蓄熱材が流通さ
れ、走行中にヒータを通過して温められる空気と蓄熱材
との間で熱交換を行わせて蓄熱材に蓄熱させ、除霜時に
は前記デフロスタダクトから吹き出される空気と蓄熱材
との間で熱交換を行わせて空気を温める第１熱交換器
と、該第１熱交換器と蓄熱槽とを接続して蓄熱材を循環
させる循環路の途中に設けられ、走行中または除霜時に
蓄熱材を循環させるポンプ機構とを備えている。

【００１３】この空気調和機においては、蓄熱時にはポ
ンプ機構が作動され、蓄熱槽内の蓄熱材は第１熱交換器
を流通し、この第１熱交換器においてヒータに温められ
た温風から熱を奪って熱を蓄える。自動車停止中はポン
プ機構が停止され、蓄熱材は第１熱交換器への流通を阻
止されて蓄熱槽に留まり、蓄熱材に蓄えられた熱は外部
に逃げることなく蓄えられる。除霜時にはポンプ機構が
作動され、蓄熱槽に蓄えられた蓄熱材は第１熱交換器を
流通し、第１熱交換器においてデフロスタダクトから吹
き出される空気と蓄熱材との間で熱交換を行わせて空気
を温める。温められた空気はデフロスタダクトから吹き
出され、フロントガラスに付着した霜を溶かす。

【００１４】上記の空気調和機には、循環路中に、蓄熱
槽の流入側および流出側に位置してそれぞれ設けられ、
熱を蓄えた蓄熱材を蓄熱槽に密閉状態に蓄積する弁が具
備されることが望ましい。

【００１５】これにより、自動車停止中は蓄熱槽の流入
側および流出側に位置する弁がともに閉とされ、蓄熱材
は熱交換器への循環を阻止されて蓄熱槽に留まり、蓄熱
材に蓄えられた熱が外部に逃げることなく蓄えられる。

【００１６】また、上記の空気調和機には、循環路中
に、第１熱交換器と直列に接続されて蓄熱材が流通さ
れ、除霜時にデフロスタダクトから吹き出される空気と
蓄熱材との間で熱交換を行わせて空気を温める第２熱交
換器が具備されることが望ましい。

【００１７】第１、第２熱交換器を備えることにより、
空気により多くの熱量を与えることができ、空気調和機
の除霜能力の向上が図れる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る自動車用空気調和機
の第１実施形態を図１に示して説明する。図において、
符号１１は空気調和機を構成する通気ダクトである。通
気ダクト１１の一端には車内の空気を導入する導入口１
２が設けられており、導入口１２には空気を吸込むファ
ン１３が設けられている。

【００１９】ファン１３の下流側にはエバポレータ１４
が設けられ、さらにエバポレータ１４の下流側には、通
気ダクト１１内に導入された車内の空気を温めるヒータ
１５が設けられている。

【００２０】ヒータ１５には、エンジン冷却水を流通さ
せる配管を通じてエンジンとラジエータとが接続され、
ラジエータの前後にはエンジン冷却水を一時的にバイパ
スするバイパス配管が接続されている。なお、エンジ
ン、ラジエータ、バイパス配管等の構成は従来の空気調
和機と同一なので図示は省略する。

【００２１】ヒータ１５の下流側に位置する通気ダクト
１１は、フロントガラス１８の内側側面に向けて開口さ
れたデフロスタダクト１９の他、車内の各所に設けられ
た吹出し口に分岐されている。

【００２２】通気ダクト１１には、除霜機構２０とし
て、蓄熱材が貯留される蓄熱槽２１と、蓄熱槽２１に接
続されて蓄熱材が流通され、自動車走行中にヒータ１５
を通過して温められる空気と蓄熱材との間で熱交換を行
わせて蓄熱材に蓄熱させ、除霜時にはデフロスタダクト
１９から吹き出される空気と蓄熱材との間で熱交換を行
わせて空気を温める蓄熱用熱交換器（第１熱交換器）２
２と、蓄熱用熱交換器２２と直列に接続されて蓄熱材が
流通され、除霜時にデフロスタダクト１９から吹き出さ
れる空気と蓄熱材との間で熱交換を行わせて空気を温め
る除霜用熱交換器（第２熱交換器）２３とが設けられて
いる。また、蓄熱槽２１と蓄熱用熱交換器２２、除霜用
熱交換器２３とを接続して蓄熱材を循環させる循環路の
途中には、走行中または除霜時に蓄熱材を循環させるポ
ンプ機構２４が設けられている。

【００２３】蓄熱槽２１およびポンプ機構２４はともに
通気ダクト１１の外に設置されている。また、蓄熱用熱
交換器２２は通気ダクト１１の内側で特にヒータ１５の
下流側に設置され、除霜用熱交換器２３はデフロスタダ
クト１９の内側に設置されている。

【００２４】循環路中には、蓄熱槽２１の流入側に位置
して逆止弁２５が設けられ、蓄熱槽２１の流出側に位置
して第１電磁弁２６が設けられている。また、循環路中
には、除霜用熱交換器２３をバイパスするバイパス配管
が設けられ、このバイパス配管は第２電磁弁２７が設け
られている。

【００２５】上記のように構成された自動車用空気調和
機において、自動車走行中は、通気ダクト１１に導入さ
れた車内の空気がヒータ１５の内部を流れるエンジン冷
却水と熱交換を行って温められる。そこで、この温風を
利用して蓄熱材に蓄熱を図る。蓄熱時は、第１電磁弁２
６が閉、第２電磁弁２７が開とされてポンプ機構２４が
作動される。蓄熱槽２１内の蓄熱材は除霜用熱交換器２
３への流入を阻止され、ポンプ機構２４、第２電磁弁２
７、蓄熱用熱交換器２２、逆止弁２５の順に循環し、蓄
熱用熱交換器２２においてヒータ１５に温められた空気
から熱を奪って蓄熱量を増加させていく。

【００２６】自動車停止中は、第１電磁弁２６、第２電
磁弁２７ともに閉とされてポンプ機構２４も停止され
る。蓄熱材は除霜用熱交換器２３および蓄熱用熱交換器
２２への循環を阻止されて蓄熱槽２１に留まり、蓄熱材
に蓄えられた熱は外部に逃げることなく蓄えられる。

【００２７】フロントガラス１８に付着した霜を除去す
る場合には、第１電磁弁２６が開、第２電磁弁２７が閉
とされてポンプ機構２４が作動される。蓄熱槽２１に蓄
えられた蓄熱材は、ポンプ機構２４、第１電磁弁２６、
除霜用熱交換器２３、蓄熱用熱交換器２２、逆止弁２５
の順に循環し、除霜用熱交換器２３および蓄熱用熱交換
器２２においてデフロスタダクト１９から吹き出される
空気と蓄熱材との間で熱交換を行わせて空気を温める。
温められた空気はデフロスタダクト１９から吹き出さ
れ、フロントガラス１８に付着した霜を溶かす。

【００２８】上記のように構成された自動車用空気調和
機によれば、自動車走行中に発生するヒータ１５の不用
な熱量を蓄えておき、蓄えた熱を利用してデフロスタダ
クト１９から吹き出される空気を温めることで、例えば
冬季の早朝等、エンジン始動時のエンジン冷却水の水温
が低い状態においてもより早急に霜を取り除くことがで
きる。

【００２９】しかも、半導体ヒータや伝熱ヒータ等、電
力を必要とする機構を持たないので、バッテリ性能が低
下する冬季の厳寒時にもバッテリからを供給する必要が
なく、バッテリ寿命を縮める原因とならない。

【００３０】また、この自動車用空気調和機において
は、自動車停止中に第１電磁弁２６、第２電磁弁２７と
もに閉としておくことで蓄熱材が除霜用熱交換器２３お
よび蓄熱用熱交換器２２への循環を阻止され、蓄熱槽２
１に留まるので、蓄熱材に蓄えられた熱を外部に逃がす
ことなく長時間蓄えておくことができる。

【００３１】なお、蓄熱材には水を用いても良いが、水
では顕熱蓄熱しかできないので、ヒータ１５下流の温度
域（４０〜７０℃）に融点を有し、除霜後温度が低下し
た場合にも十分な流動性を有するエマルジョンタイプの
蓄熱材を使用すれば潜熱蓄熱ができ、空気調和機を構成
する各機器の小型化、ポンプ機構２４の低入力化を実現
することができる。また、逆止弁２５は電磁弁であって
も構わない。

【００３２】本発明に係る自動車用空気調和機の第２実
施形態を図２に示す。この自動車用空気調和機では、第
１実施形態において説明した空気調和機から除霜用熱交
換器２３と第１電磁弁２６が廃されており、蓄熱槽２１
に対してポンプ機構２４、第２電磁弁２７、蓄熱用熱交
換器２２、逆止弁２５が直列に配置されたものである。

【００３３】この自動車用空気調和機において、蓄熱時
は、第２電磁弁２７が開とされてポンプ機構２４が作動
される。蓄熱槽２１内の蓄熱材はポンプ機構２４、第２
電磁弁２７、蓄熱用熱交換器２２、逆止弁２５の順に循
環し、蓄熱用熱交換器２２においてヒータ１５に温めら
れた空気から熱を奪って蓄熱量を増加させていく。

【００３４】自動車停止中は、第２電磁弁２７が閉とさ
れてポンプ機構２４も停止される。蓄熱材は蓄熱用熱交
換器２２への循環を阻止されて蓄熱槽２１に留まり、蓄
熱材に蓄えられた熱は外部に逃げることなく蓄えられ
る。

【００３５】除霜時には、第２電磁弁２７が開とされて
ポンプ機構２４が作動される。蓄熱槽２１に蓄えられた
蓄熱材は、ポンプ機構２４、第２電磁弁２７、蓄熱用熱
交換器２２、逆止弁２５の順に循環し、蓄熱用熱交換器
２２においてデフロスタダクト１９から吹き出される空
気と蓄熱材との間で熱交換を行わせて空気を温める。温
められた空気はデフロスタダクト１９から吹き出され、
フロントガラス１８に付着した霜を溶かす。

【００３６】上記のように構成された自動車用空気調和
機によれば、蓄熱用熱交換器２２を蓄熱時と除霜時に共
用することで空気調和機のシステムを簡略化することが
できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る自動
車用空気調和機によれば、自動車走行中に発生するヒー
タの不用な熱量を蓄えておき、蓄えた熱を利用してデフ
ロスタダクトから吹き出される空気を温めることで、例
えば冬季の早朝等、エンジン始動時のエンジン冷却水の
水温が低い状態においてもより早急に霜を取り除くこと
ができる。

【００３８】しかも、従来のように半導体ヒータや伝熱
ヒータ等、電力を必要とする機構を持たないので、バッ
テリ性能が低下する冬季の厳寒時にもバッテリから電力
を供給する必要がなく、バッテリ寿命を縮める原因とな
らない。

【００３９】また、自動車停止中に、蓄熱槽の流入側お
よび流出側に位置する弁をともに閉としておくことで蓄
熱材が各熱交換器への循環を阻止され、蓄熱槽に留まる
ので、蓄熱材に蓄えられた熱を外部に逃がすことなく長
時間蓄えておくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自動車用空気調和機の第１実施
形態を示す概略構成図である。

【図２】 本発明に係る自動車用空気調和機の第２実施
形態を示す概略構成図である。

【図３】 従来の自動車用空気調和機の一例を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

１１ 通気ダクト １５ ヒータ １８ フロントガラス １９ デフロスタダクト ２０ 除霜機構 ２１ 蓄熱槽 ２２ 蓄熱用熱交換器（第１熱交換器） ２３ 除霜用熱交換器（第２熱交換器） ２４ ポンプ機構 ２５ 逆止弁 ２６ 第１電磁弁 ２７ 第２電磁弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車内の空気を取り込んで温め、デフ
   ロスタダクトからフロントガラスに向けて吹き出すこと
   でフロントガラスに付着した霜を除去する除霜機能を有
   する自動車用空気調和機であって、 蓄熱材が貯留される蓄熱槽と、 該蓄熱槽に接続されて前記蓄熱材が流通され、自動車の
   走行中にヒータを通過して温められる空気と蓄熱材との
   間で熱交換を行わせて蓄熱材に蓄熱させ、除霜時には前
   記デフロスタダクトから吹き出される空気と蓄熱材との
   間で熱交換を行わせて空気を温める第１熱交換器と、 該第１熱交換器と蓄熱槽とを接続して蓄熱材を循環させ
   る循環路の途中に設けられ、走行中または除霜時に蓄熱
   材を循環させるポンプ機構とを備えることを特徴とする
   自動車用空気調和機。
2. 【請求項２】 前記循環路中に、前記蓄熱槽の流入側お
   よび流出側に位置してそれぞれ設けられ、熱を蓄えた蓄
   熱材を蓄熱槽に密閉状態に蓄積する弁を備えることを特
   徴とする請求項１記載の自動車用空気調和機。
3. 【請求項３】 前記循環路中に、前記第１熱交換器と直
   列に接続されて前記蓄熱材が流通され、除霜時に前記デ
   フロスタダクトから吹き出される空気と蓄熱材との間で
   熱交換を行わせて空気を温める第２熱交換器を備えるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の自動車用空気調
   和機。