JPS62138658A

JPS62138658A - 冷暖房装置

Info

Publication number: JPS62138658A
Application number: JP60278595A
Authority: JP
Inventors: 次郎越島; 岩田　秀雄
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1987-06-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、自動車、飛行機、船舶等に設置可能な冷暖
房装置に関するものである。

〔背景技術〕

従来、自動車等に使用されている冷暖房装置には第２図
に示すものがある。

この従来例は、フロンガスを熱媒とした逆ランキンサイ
クルによる冷風発生回路Ｉとエンジン２１の冷却水を熱
媒として外気との間で熱交換される温風発生回路■とで
構成されている。

冷風発生回路■は、熱媒を圧縮して外気温より温度が高
く昇圧状態の熱媒に変換する圧縮機２２と、外気温より
温度が高く昇圧状態の熱媒を冷却して外気温昇圧状態の
熱媒に変換する凝縮熱交換器２３と、外気温昇圧状態の
熱媒を外気温より温度が低く降圧状態の熱媒に変換する
膨張機２４と、膨張機２４でできた外気温より温度が低
く降圧状態の熱媒と外気との間で熱交換を行う仄発＋ハ
交換器２５とをパイプ等で直列に接続したものである。

なお、凝縮熱交換器２３の内側には昇圧状態の熱媒を冷
却して放熱するためのファン２６が設けられ、蒸発熱交
換器２５の内側には冷却された空気を車内へ送るための
ファン２７が設けられている。

温風発生回路■は、エンジン２１と、外気温より温度の
高い熱媒と外気との間で熱交換を行う熱交換器２８と、
さらに熱媒を冷却する放熱器２９とをパイプ等で直列に
接続したものである。なお、熱交換器２日の内側には加
熱された空気を車内へ送るためのファン３０が設けられ
、放熱器２９の内側にはさらに熱媒を冷却するだめのフ
ァン３１が設けられている。なお、エンジン２１と圧縮
機２２との間にはエンジン２１の動力を圧縮機２２に伝
達する軸３２が設けられている。

この従来例を用いて冷房を行う場合について説明する。

冷風発生回路Ｉにおいて、まずエンジン２１の動力が軸
３２によって圧縮機２２に伝達されると、熱媒であるフ
ロンガスが圧縮され外気温より温度の高い昇圧状態のフ
ロン蒸気が生成する。

このフロン蒸気は凝縮熱交換器２３で凝縮冷却され外気
温昇圧状態のフロン液となる。このフロン液が膨張機２
４を通過すると外気温より温度が低く降圧状態のフロン
藩気とフロン液の２相が混在するようになる。その後、
これらフロン蒸気とフロン液は奈発熱交換器２５におい
て、蒸発熱交換器２５のまわりの空気から加熱されフロ
ン蒸気となって、再度圧縮機２２へ入る。その際、奈発
熱交換器２５で冷却された空気がファン２７によって車
内へ送られ、このサイクルを繰り返すことによって冷房
が行われる。

続いて暖房を行う場合について説明する。温風発生回路
Ｈにおいて、エンジン２１で加熱された外気温より温度
の高い冷却水と熱交換器２８のまわりの空気とを熱交換
器２８によって熱交換を行う。その際、熱交換器２８で
加熱された空気がファン３０によって車内に送られる。

その後、冷却水は放熱器２９においてファン３１によっ
て冷却され、再度エンジン２１へ入る。このサイクルを
繰り返すことによって暖房が行われる。

第３図に従来より使用されているターボ過給機５の構成
を示す。

このターボ過給機５は、吸°気口Ａから空気を吸気して
圧縮する圧縮機２と、エンジン２１で生成した排気ガス
を膨張させ排気口Ｂへ排気するタービン３と、このター
ビン３の回転動力を圧縮機２へ伝える軸４とで構成され
ている。なお、エンジン２１は圧縮機２の排気口Ｃとタ
ービン３の吸％口りとの間に接続設置されている。

エンジン２１と圧縮機２の排気口Ｃとの間には圧（重機
２から送出された空気の圧力を検知する圧力検知部１４
が設けられている。また、タービン３の吸気口りから分
岐してバルブ１５が設けられ、バルブ１５はタービン３
の吸気口已に接続されている。なお、バルブ１５は圧力
検知部１４の圧力検知量に応じて開閉するように設けら
れている。

このターボ過給機５は、吸気した空気を圧縮機２で圧縮
し、圧力検知部１４とエンジン２１の間に設けられた気
化器（図示せず）で圧縮空気と燃ネ４とを混合気化しエ
ンジン２１へ供給する。エンジン２１で生成した排気ガ
スはタービン３へ送られ膨張して排気口Ｂより車外へ排
気される。このとき、排気ガスの排気エネルギーにより
タービン３が高速回転して、この動力が軸４を介して圧
縮８．２へ伝達され圧縮機２を駆動する。

また、圧縮機２のエンジン２１への圧縮空気の供給圧力
が設定値を越えると、エンジン２１を保護するために圧
縮機２の排気口Ｃ側に設けた圧力検知部１４で圧縮空気
の圧力を検知し、その圧力検知量に応じてバルブ１５を
開放して排気ガスをバイパスさせ、排気ガス量を一定に
保つようにしている。

このようなターボ過給機５を用いた従来例には次のよう
な問題点があった。

■　圧縮機２２の軸３２が外気に対して露出しているた
め、冷風発生回路Ｉ内のフロンガスが軸３２の隙間を通
って外部へ漏れることによって時間の経過とともに冷房
性能が低下する。

■　■でフロンガスが外部へ漏れることによって、フロ
ンガスを３．４年に１回は補充する必要が生じ、保守の
手間がかかる。

■　バルブ１５からバイパスされる排気ガスのエネルギ
ーがむだになり、エネルギーの有効利用がはかれない。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、時間の経過とともに冷房性能が低下
することを防ぎ、保守が容易で、排気ガスのエネルギー
の存効利用がはかれる冷暖房装置を提供することである
。

〔発明の開示〕

この発明の冷暖房装置は、エンジンと、このエンジンの
吸気側に接続した圧縮機と前記エンジンの排気側に接続
したタービンとでなるターボ過給機と、前記圧縮機の排
気側に接続され昇圧状態の空気を通す冷却器と、この冷
却器の排気側に接続されて昇圧状態の空気を降圧する膨
張機と、この膨張機に駆動されて前記冷却器を空冷する
ファンと、前記圧縮機の排気側および前記膨張機の排気
側に接続され前記圧縮機から送られた昇圧状態の空気と
前記膨張機から送られた降圧状態の空気とを混合し排気
する混合器とを備えたものである。

この発明の構成によれば、圧縮機の排気口側から外気温
より温度の高い圧縮空気の一部を取り出して、一方は冷
却器側に分岐して冷却および膨張させて混合器に送り込
み、他方は直接混合器に送り込んで外気温より高い温度
の空気と低い温度の空気とを混合して温度調節を行うた
め、フロンガス等の熱媒を使用する必要がない。したが
って、２ハ媒の漏れが皆無で時間の経過とともに冷房性
能が低下することを防ぐことができ、保守が容易である
。

また、圧縮機からエンジンへ供給する圧縮空気の一部を
冷暖房に使用しているため、圧縮空気の圧力上昇を押え
てバイパスされる排気ガスの量を減らすことができる。

実施例この発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

この実施例の冷暖房装置は、エンジン１と、このエンジ
ン１の吸気側に接続した圧縮機２とエンジン１の排気側
に接続したタービン３とでなるターボ過給機５と、圧縮
機２の排気側に接続され昇圧状態の空気を通す冷却器７
と、この冷却器７の排気側に接続されて昇圧状態の空気
を降圧する膨張１１！ｇ８と、この膨張機８に駆動され
て冷却器７を空冷するファン１０と、圧縮機２の排気側
および膨張機８の排気側に接続され圧縮機２から送られ
た昇圧状態の空気と膨張機８から送られた降圧状態の空
気とを混合し排気する混合器１２とを備えたものである
。

タービン３と圧縮機２との間にはタービン３の回転動力
を圧縮ａ２に伝達する軸４が設けられている。また、圧
縮機２の排気口Ｃには分岐バルブ６が接続されている。

分岐バルブ６の一方の分岐出口は冷却器７に接続され、
他方の分岐出口は混合器１２に接続されている。冷却器
７と膨張機８とは直列に接続され、膨張機８には軸９を
介してファン１０が冷却器７に近接して回転自在に支持
されている。混合器１２には、混合した空気を送出する
送風口１３が接続されている。圧４１機２の排気口Ｃと
エンジン１の間には従来例と同しく圧力検知部１４が設
けられ、タービン３の吸気口りから分岐してバルブ１５
が設けられ、バルブ１５はタービン３の排気口Ｅに接続
されている。なお、圧力検知部１４とバルブ１５は従来
例と同し構成である。

この実施例を使用して冷房を行う場合について説明する
。分岐バルブ６をひねり外気温より温度の高い圧縮空気
の大部分を冷却器７側に送り込むようにする。圧縮空気
は冷却器７に入り、外気温まで冷却された後、膨張ａ８
のタービンで膨張して外気温より温度の低い降圧状態の
空気となって混合器１２に送り込まれる。このとき、膨
張機８の回転動力によってファンｌＯが回転し、冷却器
７を空冷している。

一方分岐バルプ６から外気温より温度の高い圧縮空気の
一部分が直接混合器１２へ送り込まれ、送風口１３から
送風を行う。このとき、分岐ハルプロを冷却器７側にほ
ぼ開放し、混合器１２側をほぼ閉鎖している。このよう
に分岐ハルプロを開閉して外気温より高い温度の空気と
低い温度の空気を混合する割合を変えることによって温
度の調節を行っている。

暖房を行う場合は、分岐ハルプロを混合器１２側にほぼ
開放し冷却器７側を閉鎖して外気温より温度の高い圧縮
空気の大部分を混合器１２へ送り込み、一部分を冷却器
７側へ送り込めばよい。

この実施例の冷暖房装置によれば、圧縮機２の排気口Ｃ
側から外気温より温度の高い圧縮空気の一部を取り出し
て、一方は分岐ハルプロから冷却器７側に分岐して冷却
および膨張させて混合器１２に送り込み、他方は分岐バ
ルブ６から直接混合器１２に送り込んで外気温より高い
温度の空気と低い温度の空気とを混合して温度調節を行
うため、フロンガス等の熱媒を使用する必要がない。し
たがって、熱媒の漏れが皆無で時間の経過とともに冷房
性能が低下することを防ぐことができ、保守が容易であ
る。

また、圧縮機２からエンジン１へ供給する圧縮空気の一
部を冷暖房に使用しているため、圧縮空気の圧力上昇を
押えてバイパスされる排気ガスの量を凍らすことができ
る。

なお、この実施例では冷′却器７側と混合器１２側へ分
岐する個所に分岐バルブ６を設けたが、これを設けず冷
却Ｈ１側と混合器１２例の少なくとも一方に開閉弁を設
けるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この発明の冷暖房装置によれば、次の効果がある。すな
わち、圧縮機の排気口使ｆから外気温より温度の高い圧
縮空気の一部を取り出して、一方は冷却器側に分岐して
冷却および膨張させて混合器に送り込み、他方は直接混
合器に送り込んで外気温より高い温度の空気と低い温度
の空気とを混合して温度調節を行うため、フロンガス等
の熱媒を使用する必要がない。したがって、熱媒の漏れ
が皆無で時間の経過とともに冷房性能が低下することを
防ぐことができ、保守が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の説明図、第２図は従来例
の説明図、第３図は従来例に用いたターボ過給機の説明
図である。 ■・・・エンジン、２・・・圧縮機、３・・・タービン
、５・・・ターボ過給機、６・・・分岐バルブ、７・・
・冷却器、８・・・膨張機、１０・・・ファン、１２・
・・混合器篤２図手続ネ甫正で）　１頒昭和６１年０３月２８日０６０年特許願第２７８５９５号３、補正をする者羽生との関係　　出願人４、代理人５、補正命令の日付自発補正６、補正の対象（１）明細書第２頁第１２行、「膨張機２４」とあるを
「膨張機構２４」と訂正する。明細書第２頁第１３行、「膨張機２４」と「膨張機構２
４」と訂正する。（３）明細書第３頁第１４行、「蒸気が生成する。」、
Ｌ−、＄るを「ガスとなる。」と訂正する。明細書第３頁第１５行、「フロン蒸気」とめるを「フロ
ンガス」と訂正する。（５）明細書第３頁第１７行、「膨張機２４」とあるを
「膨張機構２４」と訂正する。明細書第２頁第１８行および第１９行、ン蒸気」とある
を「フロンガス」と訂正する。明細書第４頁第１行、「フロン蒸気」とあフロンガス」
と訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

　エンジンと、このエンジンの吸気側に接続した圧縮機
と前記エンジンの排気側に接続したタービンとでなるタ
ーボ過給機と、前記圧縮機の排気側に接続され昇圧状態
の空気を通す冷却器と、この冷却器の排気側に接続され
て昇圧状態の空気を降圧する膨張機と、この膨張機に駆
動されて前記冷却器を空冷するファンと、前記圧縮機の
排気側および前記膨張機の排気側に接続され前記圧縮機
から送られた昇圧状態の空気と前記膨張機から送られた
降圧状態の空気とを混合し排気する混合器とを備えた冷
暖房装置。