JPWO2016158254A1 - 冷却装置、車両用空調装置 - Google Patents
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Abstract
冷却装置(50、50A)は、空気を冷却する冷却部(13)を備える車載装置(10、10A、10B)に適用され、冷却部(13)で冷却された冷却空気により車載された発熱機器(91、92)を冷却する装置である。冷却装置(50、50A)は水分を吸着する吸着材(61)を有する吸着器(60)と、吸着器(60)を収容する収容空間(541)を構成し、吸着材に水分を吸着させる空気として冷却部(13)で冷却された冷却空気が流通する吸着ケース(51)と、吸着ケース(51)内で水分が吸着された除湿空気を、発熱機器(91、92)が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部(56、562、563、564)と、を備える。
Description
本出願は、2015年4月1日に出願された日本出願番号2015−75289号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、冷却部を備える車載装置に適用される冷却装置、および当該冷却装置を備える車両用空調装置に関する。
従来、車載された発熱機器であるバッテリ(すなわち、蓄電体)を空調ユニットで冷却された冷却空気により冷却する温調装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、空調ユニットの蒸発器で冷却された空気によりバッテリを冷却する例が開示されている。
ところで、特許文献1の温調装置は、空調ユニットの蒸発器で冷却された冷却空気を発熱機器が配置された空間(すなわち、組電池の電気通路)にそのまま導入する構成となっている。このような構成では、高湿度となる空気(すなわち、相対湿度が高い空気)で発熱機器を冷却することになる。このため、発熱機器の周囲等に結露の発生が懸念される。
本開示は、車載された発熱機器の冷却に伴う結露の発生を抑制可能な冷却装置、および車両用空調装置を提供することを目的とする。
本開示の1つの観点において、冷却装置は、空気を冷却する冷却部を備える車載装置に適用され、冷却部で冷却された冷却空気により車載された発熱機器を冷却する装置である。
本開示の冷却装置は、
水分を吸着する吸着材を有する吸着器と、
吸着器を収容する収容空間を構成し、吸着材に水分を吸着させる空気として冷却部で冷却された冷却空気が流通する吸着ケースと、
吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を、発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部と、を備える。
水分を吸着する吸着材を有する吸着器と、
吸着器を収容する収容空間を構成し、吸着材に水分を吸着させる空気として冷却部で冷却された冷却空気が流通する吸着ケースと、
吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を、発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部と、を備える。
本開示の別の観点において、車両用空調装置は、空気を冷却する冷却部を備える車載装置と、冷却部で冷却された冷却空気により車載された発熱機器を冷却する冷却装置と、を備える装置である。
本開示の車両用空調装置は、冷却装置が、
水分を吸着する吸着材を有する吸着器と、
吸着器を収容する収容空間を構成し、吸着材に水分を吸着させる空気として冷却部で冷却された冷却空気が流通する吸着ケースと、
吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を、発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部と、を含んで構成されている。
水分を吸着する吸着材を有する吸着器と、
吸着器を収容する収容空間を構成し、吸着材に水分を吸着させる空気として冷却部で冷却された冷却空気が流通する吸着ケースと、
吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を、発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部と、を含んで構成されている。
これらによると、車載された発熱機器が配置された冷却対象空間には、車載装置の冷却部で冷却された後、吸着器の吸着材で除湿された空気が流入する。このため、冷却部で冷却された空気をそのまま冷却対象空間へ流入する場合に比べて、発熱機器の表面やその周囲に結露が発生しにくい。
従って、本開示の冷却装置、および車両用空調装置では、車載された発熱機器の冷却に伴う結露の発生を抑制することが可能となる。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。
(第1実施形態)
本実施形態では、車室内の空調を行う車両用空調装置を図示しない内燃機関(例えば、エンジン)から車両走行用の駆動力を得る車両に適用した例を説明する。図1に示すように、車両用空調装置は、主たる構成要素として、車載装置を構成する空調ユニット10、および冷却装置50を備える。
本実施形態では、車室内の空調を行う車両用空調装置を図示しない内燃機関(例えば、エンジン)から車両走行用の駆動力を得る車両に適用した例を説明する。図1に示すように、車両用空調装置は、主たる構成要素として、車載装置を構成する空調ユニット10、および冷却装置50を備える。
まず、空調ユニット10について説明する。空調ユニット10は、車室内の計器盤(すなわち、インストルメントパネル)の下方部に配置されている。空調ユニット10は、その外殻を形成する空調ケース11の内部に、蒸発器13、ヒータコア14を収容したものである。
空調ケース11は、車室内へ送風する送風空気の通風路を構成する。本実施形態の空調ケース11は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)により成形されている。
空調ケース11の空気流れ最上流側には、車室外空気(すなわち、外気)と車室内空気(すなわち、内気)とを切替導入する内外気切替箱12が配置されている。内外気切替箱12には、外気を導入する外気導入口121、および内気を導入する内気導入口122が形成されている。さらに、内外気切替箱12の内部には、各導入口121、122の開口面積を調整して、外気の導入量と内気の導入量とを割合を変化させる内外気切替ドア123が配置されている。
内外気切替ドア123は、外気導入口121と内気導入口122との間に回動自在に配置されている。内外気切替ドア123は、図示しないアクチュエータにより駆動される。
内外気切替箱12の空気流れ下流側には、車室内への送風空気を冷却する冷却部を構成する蒸発器13が配置されている。蒸発器13は、内部を流通する低温冷媒の蒸発潜熱を送風空気から吸熱して、送風空気を冷却する熱交換器である。蒸発器13は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧機構と共に蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。
蒸発器13の空気流れ下流側には、蒸発器13で冷却された空気をヒータコア14側へ流す温風通路16、および蒸発器13で冷却された空気を、ヒータコア14を迂回して流す冷風バイパス通路17が形成されている。
ヒータコア14は、図示しない内燃機関(例えば、エンジン)の冷却水を熱源として、送風空気を加熱する熱交換器である。本実施形態では、ヒータコア14が送風空気を加熱する加熱部を構成する。
蒸発器13とヒータコア14との間には、エアミックスドア18が回動自在に配置されている。エアミックスドア18は、図示しないアクチュエータにより駆動されて、温風通路16を流通させる空気と冷風バイパス通路17を流通させる空気との割合を調整して、車室内へ送風する送風空気の温度を調整する部材である。
温風通路16、および冷風バイパス通路17の空気流れ下流側には、空調用送風機19が配置されている。空調用送風機19は、空調ケース11の内部に車室内へ吹き出す空気流を発生させる機器である。空調用送風機19は、送風ケース191、空調用ファン192、空調用モータ193等で構成されている。
送風ケース191は、空調ケース11の一部を構成している。送風ケース191には、空気の吸込口191a、吸込口191aを介して吸い込んだ空気を吐出する吐出口191bが形成されている。
空調用ファン192は、吸込口191aを介して温風通路16および冷風バイパス通路17の空気流れ下流側の空気を吸い込み、吐出口191bから吐出する。本実施形態の空調用ファン192は、軸方向から吸い込んだ空気を径方向外側に吹き出す遠心ファンで構成されている。空調用ファン192は、空調用モータ193によって、回転駆動される。なお、空調用ファン192は、遠心ファンに限らず、軸流ファンや貫流ファン等で構成されていてもよい。
空調用送風機19の吐出口191bには、空調用ダクト20が接続されている。空調用ダクト20は、車室内に開口して車室内へ空気を吹き出す図示しない吹出部へ送風空気を導く部材である。吹出部としては、図示しないが、乗員の上半身側に空気を吹き出すフェイス吹出口、乗員の下半身側に空気を吹き出すフット吹出口、車両前面の窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられている。また、空調用ダクト20または送風ケース191には、各吹出口からの空気の吹出モードを設定する図示しないモード切替ドアが設けられている。モード切替ドアは、図示しないアクチュエータにより駆動する。
ここで、本実施形態の空調ケース11には、その底面部にドレイン排出部111、および冷風導出部112が形成されている。ドレイン排出部111は、蒸発器13で生ずる凝縮水を車両外部へ排出する開口部である。本実施形態のドレイン排出部111は、空調ケース11の底面部における蒸発器13における下端部に対向する部位に形成されている。
冷風導出部112は、空調ケース11内で蒸発器13にて冷却された送風空気(すなわち、冷却空気)の一部を空調ケース11の外部へ導出する開口部である。本実施形態の冷風導出部112は、空調ケース11の底面部における蒸発器13とヒータコア14との間の部位に形成されている。より具体的には、冷風導出部112は、ドレイン排出部111とヒータコア14との間に位置する底面部に形成されている。
ここで、本実施形態の空調ユニット10は、空調ケース11における空気流れ下流側に空調用送風機19を配置する、いわゆる吸込タイプの構成を採用している。このため、空調ケース11の内部は、空調ケース11外部の圧力よりも低い圧力となっている。
続いて、冷却装置50について説明する。冷却装置50は、空調ユニット10と同様に、車両の計器盤の下方部に配置されている。より具体的には、冷却装置50は、空調ケース11の冷風導出部112と後述する冷却装置50の冷風吸入部52とが近接するように、空調ケース11の下方側であって、空調ケース11における蒸発器13が配置された部位に近接する位置に配置されている。
冷却装置50は、その外殻を形成する吸着ケース51の内部に、吸着器60を収容したものである。吸着ケース51は、送風空気の通風路を構成する。吸着ケース51は、空調ケース11とは別体の構成部品である。吸着ケース51は、冷風吸入部52、吸着器収容部54、および冷風排出部56に大別される。
本実施形態の冷風吸入部52には、外部に連通する第1外部導入口52aが複数形成されている。また、冷風吸入部52には、後述する吸着器収容部54の収容空間541に連通する第1内部連通口52bが第1外部導入口52aに対応して複数形成されている。なお、冷風吸入部52は、単一の第1外部導入口52a、および単一の第1内部連通口52bが形成される構成となっていてもよい。
第1外部導入口52aには、蒸発器13で冷却された冷却空気を導入する冷風吸入ダクト521が接続されている。冷風吸入ダクト521は、冷風吸入部52の第1外部導入口52aと空調ケース11の冷風導出部112とを接続する。本実施形態の冷風吸入ダクト521は、冷風吸入部52と共に、吸着材61に水分を吸着させる空気として、蒸発器13にて冷却された冷却空気を吸着ケース51の内部に導入する第1導入部を構成する。冷風吸入ダクト521は、空調ケース11とは別体の構成部品であり、冷風導出部112に対して、図示しない連結部材により連結されている。
吸着器収容部54は、吸着器60を収容する部位である。本実施形態の吸着器収容部54は、中空円筒状の外形を有している。吸着器収容部54は、その内部に吸着器60の収容空間541が形成されている。
吸着器収容部54には、冷却空気が流通する空間に吸着器60が配置されている。吸着器収容部54における冷却空気が流通する空間は、冷却空気に含まれる水分を吸着器60の吸着材61に吸着する空間を構成する。吸着器60および吸着材61の詳細については後述する。
冷風排出部56は、吸着器収容部54の収容空間541に連通し、収容空間541を通過した空気を吸着ケース51の外部に排出する部位である。本実施形態の冷風排出部56には、冷却用送風機561が配置されている。冷却用送風機561は、外部に対して圧力が低い空調ケース11の内部から冷却空気を吸着ケース51に導入するために設けられている。冷却用送風機561は、冷却用ファン561a、冷却用モータ561b等で構成されている。
冷却用ファン561aは、吸着器収容部54の収容空間541から空気を吸い込んで吐出する。本実施形態の冷却用ファン561aは、軸方向から吸い込んだ空気を径方向外側に吹き出す遠心ファンで構成されている。冷却用ファン561aは、冷却用モータ561bによって、回転駆動される。なお、冷却用ファン561aは、遠心ファンに限らず、軸流ファンや貫流ファン等で構成されていてもよい。
また、本実施形態の冷風排出部56は、冷却用ファン561aの空気吹出側の周囲に、複数の冷風排出ダクト562、563が接続されている。各冷風排出ダクト562、563は、吸着ケース51内の吸着材61で水分が吸着された除湿空気を車載された発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出するダクトである。各冷風排出ダクト562、563は、冷風排出部56と共に冷却用空気導出部を構成する。
本実施形態では、車載された発熱機器のうち、ヘッドアップディスプレイ(Head Up Display:HUD)91、およびメータ装置92を冷却装置50の冷却対象としている。第1の冷風排出ダクト562は、その下流端である吹出開口部が、発熱機器であるHUD91の発熱部が配置された空間(すなわち、冷却対象空間)に連通している。また、第2の冷風排出ダクト563は、その下流端である吹出開口部が、発熱機器であるメータ装置92の発熱部が配置された空間(すなわち、冷却対象空間)に連通している。HUD91およびメータ装置92は、乗員に提供する情報を表示する表示装置である。
HUD91は、乗員の前方視界に情報を虚像VIとして表示する表示装置である。本実施形態のHUD91は、ウィンドシールドWSを利用するウィンドシールドディスプレイ(すなわち、WSD)で構成されている。具体的には、本実施形態のHUD91は、収容ケース911に収容された液晶表示機912、平面鏡913、凹面鏡914等を備える。液晶表示機912は、走行速度等の乗員に提供する情報を表す表示光(すなわち、実像)を出射する表示機である。平面鏡913および凹面鏡914は、液晶表示機912から出射さられ表示光(すなわち、実像)を、計器盤の上面に開口する開口部を介してウィンドシールドWSへ向けて反射させる反射鏡である。このように構成されるHUD91は、ウィンドシールドWSが凹面鏡914からの反射光を乗員側へ反射することで、液晶表示機912が出射した表示光(すなわち、実像)に対応する虚像VIを乗員に認識させることが可能となっている。
メータ装置92は、計器盤の盤面に配置されて主に運転者に向けて車速や車両の異常を含む車両情報を表示する表示装置である。メータ装置92は、枠体を構成するメータパネル921、メータパネル921に取り付けられて情報を表示する表示部922等を備える。
続いて、吸着器60について説明する。吸着器60は、吸着器収容部54の内側形状に対応する円盤状の外形を有している。吸着器60は、図示しない金属製の板状部材に水分を吸着して脱離(すなわち、放湿)する吸着材61を担持させた構成となっている。各板状部材は、各板状部材の間に後述する回転軸71の軸方向に沿った流路が形成されるように間隔をあけて積層配置されている。本実施形態の吸着器60は、吸着材61を担持した各板状部材を積層配置することで、送風空気と吸着材61との接触面積を増加させている。
吸着材61は、高分子吸着材を採用している。吸着材61としては、送風空気の温度として想定される温度範囲内で、吸着器60を通過する送風空気の相対湿度を50%変化させた際に、吸着している水分量(すなわち、吸着量)が少なくとも3wt%以上変化する吸着特性を有するものが好ましい。より好ましくは、吸着材61としては、前述と同条件の環境下で、吸着量が3wt%〜10wt%の範囲で変化する吸着特性を有するものが好ましい。
続いて、車両用空調装置の電気制御部である制御装置100について図2を用いて説明する。図2に示す制御装置100は、CPU、ROMやRAM等の記憶部を含んで構成されるマイクロコンピュータ、およびその周辺回路から構成されている。制御装置100は、記憶部に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。なお、制御装置100の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
本実施形態の制御装置100は、空調ユニット10の各種機器の作動を制御する制御装置と冷却装置50の各種機器の作動を制御する制御装置を1つにまとめた装置である。なお、制御装置100は、空調ユニット10の各種機器の作動を制御する制御装置と冷却装置50の各種機器の作動を制御する制御装置とを別個に設けられた構成となっていてもよい。
制御装置100の入力側には、空調制御用の各種センサ群101、冷却制御用の各種センサ群102、空調制御用および冷却制御用の操作パネル103が接続されている。
空調制御用の各種センサ群101としては、内気温度を検出する内気温度センサ、外気温度を検出する外気温度センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、蒸発器13の温度を検出する蒸発器温度センサ等が挙げられる。
また、冷却制御用の各種センサ群102としては、冷風排出部56から吹き出す空気の温度を検出する第1温度センサや、HUD91、メータ装置92といった発熱機器の温度を検出する第2温度センサ等が挙げられる。
操作パネル103には、空調運転スイッチ103a、温度設定スイッチ103b等が設けられている。空調運転スイッチ103aは、空調ユニット10による空調運転のオン、オフを切り替えるスイッチである。温度設定スイッチ103bは、空調ユニット10から吹き出す空気の目標温度を設定するスイッチである。
本実施形態の制御装置100は、出力側に接続された各種機器の作動を制御する制御部のハードウェアやソフトウェアを集約した装置である。制御装置100に集約される制御部としては、空調ユニット10による車室内の空調を制御する空調制御部100a、冷却装置50で発熱機器を冷却する冷却処理を実行する冷却制御部100b等がある。
次に、本実施形態の空調ユニット10および冷却装置50の作動を説明する。まず、空調ユニット10の作動の概略について説明する。空調ユニット10は、空調運転スイッチ103aがオンされると、制御装置100が空調制御用の各種センサ群101の検出信号および温度設定スイッチ103bの設定温度に基づいて、車室内へ吹き出す送風空気の目標吹出温度TAOを算出する。そして、制御装置100は、車室内へ吹き出す送風空気の温度が目標吹出温度TAOに近づくように、空調ユニット10における各種機器の作動を制御する。
このように、空調ユニット10では、制御装置100が空調制御用の各種センサ群101の検出信号等に応じて各種機器を制御することで、ユーザが要求する適切な車室内の温度調整を実現することができる。
続いて、冷却装置50の作動について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。制御装置100は、空調運転スイッチ103aがオンされると、図3に示すフローチャートに示す制御処理を実行する。
図3に示すように、制御装置100は、冷却制御用の各種センサ群102の検出信号を読み込む(S10)。そして、制御装置100は、第2温度センサの検出信号である発熱機器の機器温度が、予め定めた基準閾値温度Th以上であるか否かを判定する(S20)。基準閾値温度は、例えば、発熱機器に予め設定された許容温度範囲の上限温度付近に設定されている。
ここで、冷却装置50による発熱機器の冷却効果が発揮されるまでに時間を要することがある。このような時間遅れを考慮すると、基準閾値温度は、発熱機器の許容温度範囲の上限温度よりも低い温度であって、許容温度範囲の中間温度(すなわち、中間値)から上限温度(すなわち、最大値)の範囲内に設定することが望ましい。
ステップS20の判定処理の結果、発熱機器の機器温度が基準閾値温度Th以上と判定された場合には、制御装置100は、冷却装置50により発熱機器を冷却する冷却処理を実行する(S30)。具体的には、制御装置100は、冷却用送風機561を運転させる。なお、エアミックスドア18が、温風通路16を閉鎖する位置にある場合には、制御装置100は、温風通路16を開放する位置(例えば、中間位置)に変位させる。
この際、制御装置100は、空調用送風機19の最小風量を基準風量としたとき、冷風吸入ダクト521を介して導入される冷却空気が、基準風量よりも少ない風量(例えば、20m3/h、基準風量の20%程度)となるように、冷却用送風機561を制御する。この場合、冷風吸入ダクト521を介して導入される冷却空気が基準風量よりも充分に少ないことから、空調ユニット10側の空調機能への影響は殆ど生じない。なお、制御装置100は、冷却制御用の各種センサ群102の検出値等に基づいて、冷却用送風機561の風量を制御するようにしてもよい。
ここで、制御装置100が冷却処理を実行した際の冷却装置50の運転状態について、図4を用いて説明する。図4に示すように、蒸発器13で冷却された低温、高湿度の冷却空気(例えば、温度5℃、相対湿度100%)の一部が、各冷風吸入ダクト521を介して吸着ケース51内に導入される。そして、吸着ケース51に導入された冷却空気は、吸着器60の吸着材61により、冷却空気に含まれる水分が吸着される。
続いて、吸着器60を通過した空気は、冷風排出部56、および各冷風排出ダクト562、563を介して、HUD91およびメータ装置92それぞれの収容空間に吹き出される。これにより、HUD91およびメータ装置92は、低温、且つ、相対湿度の低い冷風によって冷却される。
図3に戻り、制御装置100は、上述の冷却処理の実行中に、冷却停止要求があるか否かを判定する(S40)。ステップS40の判定処理では、空調運転スイッチ103aがオン、且つ、発熱部材の発熱温度が許容温度範囲の下限値以上である場合に、冷却停止要求なしと判定する。また、ステップS40の判定処理では、空調運転スイッチ103aがオフ、または、発熱部材の発熱温度が許容温度範囲の下限値未満である場合に、冷却停止要求ありと判定する。なお、ステップS40の判定処理は、空調運転スイッチ103a、発熱部材の発熱温度以外の信号(例えば、外部システムからの停止要求信号)に基づいて判定する処理としてもよい。
制御装置100は、ステップS40の判定処理の結果、冷却停止要求なしと判定された場合に冷却処理を継続し、冷却停止要求ありと判定された場合に、冷却装置50の各種機器の作動を停止して冷却処理を終了する。
以上説明した本実施形態の冷却装置50、および車両用空調装置によれば、車載された発熱機器が配置された冷却対象空間には、空調ユニット10の蒸発器13で冷却されると共に、吸着器60の吸着材61で除湿された低湿度な冷風が導入される。このため、蒸発器13で冷却された低温、且つ、高湿度となる空気をそのまま冷却対象空間へ導出する場合に比べて、発熱機器の表面やその周囲に結露が発生することを抑えることができる。
従って、本実施形態の冷却装置50、および車両用空調装置では、車載された発熱機器の冷却に伴う結露の発生を抑制することが可能となる。
ここで、乗員に提供する情報を表示する装置に結露が生ずることは、表示装置の電気的な異常の発生を招くだけでなく、表示装置の表示機能に悪影響となることから、特に好ましくない。例えば、HUD91については、結露により反射鏡の一部が曇ると、乗員の前方視界に正確な情報を表示することができないことがある。また、メータ装置92については、結露により表示部922の一部が曇ると、表示部922に正確な情報を表示することができないことがある。
これに対して、本実施形態では、蒸発器13で冷却された冷却空気に比べて相対湿度の低い除湿空気で、HUD91、およびメータ装置92を冷却するので、各表示装置の電気的な異常を抑制すると共に、乗員に対して必要な情報を正確に提供することが可能となる。
なお、本実施形態では、冷却装置50を空調ユニット10の下方側に配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、冷却装置50を空調ユニット10の上方側や側方側に配置するようにしてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図5〜図12を用いて説明する。本実施形態では、冷却装置50Aに加湿機能を付加している点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
次に、第2実施形態について、図5〜図12を用いて説明する。本実施形態では、冷却装置50Aに加湿機能を付加している点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
まず、本実施形態の空調ユニット10Aについて図5を用いて説明する。図5に示すように、本実施形態の空調ユニット10Aは、空調ケース11にヒータコア14により加熱された空気を外部へ導出する温風導出部113が形成されている。
温風導出部113は、空調ケース11内でヒータコア14にて加熱された送風空気の一部を空調ケース11の外部へ導出する開口部である。本実施形態の温風導出部113は、空調ケース11の底面部における空調用送風機19の空調用ファン192と吐出口191bとの間に形成されている。本実施形態の温風導出部113を形成する位置は、空調用送風機19の空気流れ下流側であればよく、例えば、空調ケース11の空調用ダクト20に形成されていてもよい。
続いて、本実施形態の冷却装置50Aの構成について説明する。図5〜図7に示すように、本実施形態の冷却装置50Aは、吸着ケース51に温風吸入部53、温風排出部57が設けられている。
温風吸入部53は、外部に連通する第2外部導入口53a、および後述する吸着器収容部54の放湿空間541bに連通する第2内部連通口53bが形成されている。第2外部導入口53aには、蒸発器13で冷却された空気に比べて温度が高く、且つ、相対湿度が低い空気(以下、単に低湿度空気とも呼ぶ。)を導入する温風吸入ダクト531が接続されている。
温風吸入ダクト531は、低湿度空気として、ヒータコア14にて加熱された加熱空気を導入するように構成されている。すなわち、温風吸入ダクト531は、一端側が温風吸入部53の第2外部導入口53aに接続され、他端側が空調ユニット10Aの温風導出部113に接続されている。
本実施形態の温風吸入ダクト531は、温風吸入部53と共に、吸着材61の水分を脱離させる空気として、低湿度空気を吸着ケース51の内部に導入する第2導入部を構成する。温風吸入ダクト531は、空調ケース11とは別体の構成部品で構成されている。
本実施形態の温風吸入ダクト531は、空調用送風機19の最小風量を基準風量としたとき、温風吸入ダクト531を介して導入される加熱空気が、基準風量よりも少ない風量(例えば、10m3/h、基準風量の10%程度)となるように大きさが設定されている。
また、本実施形態の吸着器収容部54には、収容空間541として、冷風吸入部52を介して導入された冷却空気が流通する空間と、温風吸入部53を介して導入された低湿度空気が流通する空間とが設定されている。
具体的には、収容空間541は、図6に示すように、吸着器60の空気流れ上流側、および下流側の双方に設けられた第1仕切部材542および第2仕切部材543により、冷却空気が流通する空間および低湿度空気が流通する空間が仕切られている。
第1仕切部材542は、吸着器60の空気流れ上流側に設けられて、吸着器60の空気流れ上流側の空間を冷却空気の流路と低湿度空気の流路とを仕切る部材である。第1仕切部材542は、吸着器収容部54の上面部の内側に一体に成形されている。
第2仕切部材543は、吸着器60の空気流れ下流側に設けられて、吸着器60の空気流れ下流側の空間を冷却空気の流路と低湿度空気の流路とを仕切る部材である。第2仕切部材543は、吸着器収容部54の底面部の内側に一体に成形されている。
吸着器収容部54には、冷却空気が流通する空間、および低湿度空気が流通する空間の双方を跨ぐように吸着器60が配置されている。吸着器収容部54における冷却空気が流通する空間は、冷却空気に含まれる水分を吸着器60の吸着材61に吸着する吸湿空間541aを構成する。また、吸着器収容部54における低湿度空気が流通する空間は、吸着器60の吸着材61に吸着された水分を脱離して、低湿度空気を加湿する放湿空間541bを構成する。
ここで、吸着材61は、単位質量当りの水分の吸着速度が、単位質量当りの水分の脱離速度よりも2倍程度遅くなる傾向がある。吸着材61で吸着可能な水分が少ないと、冷却装置50Aによる除湿効果を充分に発揮させることが難しくなってしまう。
この点を加味して、本実施形態では、吸湿空間541aに存する吸着材61の量が、放湿空間541bに存する吸着材の量よりも多くなるように、吸着器60の収容空間541を各仕切部材542、543により仕切っている。具体的には、各仕切部材542、543としてL字状に曲折した部材を用いることで、吸着器60の収容空間541について、吸湿空間541aが放湿空間541bよりも2倍程度大きくなる設定としている。
図5に戻り、冷風排出部56は、吸着器収容部54の吸湿空間541aに連通し、吸湿空間541aを通過した空気を吸着ケース51の外部に排出する。本実施形態の冷風排出部56には、外部に対して圧力が低い空調ケース11の内部から冷却空気を吸着ケース51に導入するために、冷却用送風機561Aが配置されている。冷却用送風機561は、冷却用ファン561a、冷却用モータ561b等で構成されている。冷却用ファン561aは、吸着器収容部54の吸湿空間541aから空気を吸い込んで吐出する。冷却用ファン561aは、冷却用モータ561bによって回転駆動される。
また、本実施形態の冷風排出部56は、第1冷風排出ダクト564および第2冷風排出ダクト565に接続されている。第1冷風排出ダクト564は、吸着ケース51の吸湿空間541aに存する吸着材61で水分が吸着された除湿空気を車載された発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出するダクトである。第1冷風排出ダクト564は、冷風排出部56と共に冷却用空気導出部を構成する。
第2冷風排出ダクト565は、吸着ケース51の吸湿空間541aに存する吸着材61で水分が吸着された除湿空気を冷却対象空間とは異なる車室内の空間(例えば、車室内の下方側空間)へ導出するダクトである。第2冷風排出ダクト565は、除湿空気導出部を構成する。
本実施形態の第2冷風排出ダクト565は、第1冷風排出ダクト564を介して冷風排出部56に接続されている。なお、第2冷風排出ダクト565は、第1冷風排出ダクト564を介さずに、冷風排出部56に対して直接接続されていてもよい。
また、本実施形態の各冷風排出ダクト564、565の接続部(すなわち、分岐部)には、除湿空気の導出流路を第1冷風排出ダクト564および第2冷風排出ダクト565のいずれかに切り替える流路切替部として流路切替ドア566が配置されている。流路切替ドア566は、各冷風排出ダクト564、565の分岐部に回動自在に配置されている。流路切替ドア566は、図示しないアクチュエータにより駆動される。
続いて、温風排出部57は、吸着ケース51の放湿空間541bに連通し、放湿空間541bを通過した空気を吸着ケース51の外部に排出する部位である。本実施形態の温風排出部57は、加湿用ダクト571に接続されている。
加湿用ダクト571は、吸着ケース51の放湿空間541bで加湿された加湿空気を車室内へ導出するダクトである。加湿用ダクト571は、温風排出部57と共に車室内導出部を構成する。本実施形態の加湿用ダクト571は、空調ユニット10の吹出ダクトである空調用ダクト20とは別体の構成部品となっている。
また、加湿用ダクト571は、その下流端である吹出開口部572が計器盤における乗員の顔部付近に存在する部位(例えば、メータフード)に開口している。吹出開口部572は、空調ユニット10の吹出部、および第2冷風排出ダクト565の室内側の開口部とは異なる位置に開口している。これにより、加湿用ダクト571を流れる空気は、乗員の顔部に向けて吹き出され、乗員の顔部周囲の空間が加湿される。
本実施形態では、加湿用ダクト571として流路径がφ50mm、流路長さが1000mm程度のダクトを採用している。これによれば、吸着器60を通過した高温で高湿度の加湿空気が、加湿用ダクト571の外側の空気と熱交換して冷却されることで、加湿空気の相対湿度を高くすることが可能となる。
また、加湿用ダクト571の吹出開口部572は、吹出空気が高湿度状態で顔部に到達するように、その開口面積が、吹出開口部572に至る流路の流路断面積よりも大きいダクトを採用している。このように構成される加湿用ダクト571によれば、乗員に到達する風速が低くなるので、加湿空気の拡散を抑制して、加湿空気を顔部に確実に到達させることができる。
さらに、本実施形態の加湿用ダクト571は、内部を流通する空気と外部に存する空気とが熱交換するように、冷風吸入ダクト521や温風吸入ダクト531に比べて厚みが薄くなるように構成されている。
ここで、本実施形態の冷風排出部56および温風排出部57には、吸着器収容部54の吸湿空間541aを通過した空気(すなわち冷風)と放湿空間541bを通過した空気(すなわち温風)とを熱交換させる熱交換部として気−気熱交換器58が配置されている。
気−気熱交換器58は、図8に示すように、複数の金属製の板状部材581、各板状部材581の間に配置されたフィン582を備える熱交換器である。本実施形態の気−気熱交換器58は、その内部で冷風と温風とが混合されないように、冷風を流通させる流路58aと温風を流通させる流路58bとが独立して形成されている。なお、板状部材581、およびフィン582の構成材料としては、伝熱性に優れる金属(例えば、アルミニウム、銅)を採用することが望ましい。
続いて、吸着器60について、図6、図7を用いて説明する。図6、図7に示すように、吸着器60は、その中心部に後述する駆動部材70の回転軸71が連結されており、当該回転軸71を介して回転可能に吸着ケース51に支持されている。
本実施形態の吸着器60は、内部空間が吸湿空間541aと放湿空間541bに仕切られた吸着器収容部54に収容されている。前述のように、吸着器60は、吸湿空間541aおよび放湿空間541bの双方を跨ぐように配置されているが、吸湿空間に存する吸着材61で吸着可能な水分の吸着量は有限である。また、放湿空間541bに存する吸着材61で脱離させる水分の量も有限である。
そこで、冷却装置50Aには、吸着器60の吸着材61を吸湿空間541aと放湿空間541bとの間で移動させる移動機構として駆動部材70が設けられている。駆動部材70は、吸着器60における放湿空間541bに存する吸着材61の少なくとも一部を吸湿空間541aに移動させると共に、吸着器60における吸湿空間541aに存する吸着材61の少なくとも一部を放湿空間541bに移動させる装置である。
駆動部材70は、吸着器60の中心を貫通すると共に吸着器60に連結された回転軸71、および回転軸71を回転駆動させる減速機付きの電動モータ72を有する構成となっている。回転軸71は、回転可能に吸着ケース51に支持されている。回転軸71は、電動モータ72から駆動力が伝達されると、吸着ケース51の内部で吸着器60と共に回転する。これにより、吸着器60における放湿空間541bに存する吸着材61の一部が吸湿空間541aに移動し、吸着器60における吸湿空間541aに存する吸着材61の一部が放湿空間541bに移動する。
本実施形態の電動モータ72は、回転軸71を一方向に連続的に回転駆動する。これにより、吸着器60における放湿空間541bで充分に水分を脱離した吸着材61を吸湿空間541aに移動させると共に、吸着器60における吸湿空間541aで充分に水分を吸着した吸着材61を放湿空間541bに移動させることができる。
続いて、本実施形態の制御装置100について、図9を用いて説明する。図9に示すように、本実施形態の制御装置100は、その入力側に空調運転スイッチ103a、温度設定スイッチ103b、加湿運転スイッチ103c等が設けられた操作パネル103が接続されている。加湿運転スイッチ103cは、冷却装置50Aを利用した加湿運転のオン、オフを切り替えるスイッチである。
本実施形態の制御装置100に集約される制御部としては、空調制御部100a、冷却制御部100b以外に冷却装置50Aを利用して車室内を加湿する加湿処理を実行する加湿制御部100c等がある。
次に、本実施形態の冷却装置50Aの作動を、図10に示すフローチャートを用いて説明する。制御装置100は、空調運転スイッチ103aがオンされると、図10に示すフローチャートに示す制御処理を実行する。
図10に示すように、制御装置100は、冷却制御用の各種センサ群102の検出信号を読み込み(S10)、発熱機器の機器温度が基準閾値温度Th以上であるか否かを判定する(S20)。
ステップS20の判定処理の結果、発熱機器の機器温度が基準閾値温度Th以上と判定された場合、制御装置100は、冷却装置50Aにより発熱機器を冷却すると共に、車室内を加湿する冷却・加湿処理を実行する(S30A)。
具体的には、制御装置100は、除湿空気の導出流路が第1冷風排出ダクト564に切り替わるように、流路切替ドア566のアクチュエータを制御する。これにより、流路切替ドア566は、第1冷風排出ダクト564内の流路を開放し、第2冷風排出ダクト565内の流路を閉鎖する位置に変位する。
この状態で制御装置100は、冷却用送風機561を運転させると共に、駆動部材70を作動させて吸着器60を所定の回転速度(例えば、5rpm)で回転させる。なお、エアミックスドア18が、温風通路16を閉鎖する位置にある場合には、制御装置100は、温風通路16を開放する位置(例えば、中間位置)に変位させる。
ここで、制御装置100が冷却・加湿処理を実行した際の冷却装置50Aの運転状態について、図11を用いて説明する。図11に示すように、蒸発器13で冷却された低温、高湿度の冷却空気(例えば、温度5℃、相対湿度100%)の一部が、冷風吸入ダクト521を介して吸着ケース51内に導入される。そして、吸着ケース51に導入された冷却空気は、吸着器60における吸湿空間541aに存する吸着材61により、冷却空気に含まれる水分が吸着される。
この際、吸着器60が収容空間541で回転することから、吸着器60における放湿空間541bで充分に水分を脱離した吸着材61が吸湿空間541aに移動する。これにより、吸着ケース51に導入された冷却空気に含まれる水分が、吸着器60における吸湿空間541aに存する吸着材61により連続的に吸着される。
続いて、吸湿空間541aを通過した除湿空気は、冷風排出部56を流れる。冷風排出部56を流れる除湿空気は、気−気熱交換器58における温風排出部57を流れる高温の低湿度空気との熱交換により、昇温して相対湿度がさらに低くなる。そして、気−気熱交換器58を通過した除湿空気は、第1冷風排出ダクト564を介して、発熱機器の収容空間に吹き出される。これにより、発熱機器は、低温、且つ、相対湿度の低い冷風によって冷却される。
また、ヒータコア14で加熱された高温、低湿度の低湿度空気(例えば、温度25℃、相対湿度20%)の一部が、温風吸入ダクト531を介して吸着ケース51内に導入される。そして、吸着ケース51に導入された低湿度空気は、吸着器60における放湿空間541bに存する吸着材61に吸着された水分が脱離することで加湿される(例えば、温度21℃、相対湿度57%)。
この際、吸着器60が収容空間541で回転することから、吸着器60における吸湿空間541aで充分に水分を吸着した吸着材61が放湿空間541bに移動する。これにより、吸着ケース51に導入された加熱空気は、吸着器60における吸湿空間541aに存する吸着材61の放湿により連続的に加湿される。
ここで、本実施形態では、温風吸入ダクト531が、吸着ケース51内の圧力よりも高い圧力となる空調用送風機19の空気吐出側に接続されている。このため、ヒータコア14で加熱された低湿度空気は、空調用送風機19の空気吐出側と吸着ケース51内との圧力差により、温風吸入ダクト531を介して吸着ケース51内に導入される。
続いて、放湿空間541bで加湿された加湿空気は、温風排出部57を流れる。温風排出部57を流れる加湿空気は、気−気熱交換器58における冷風排出部56を流れる冷却空気との熱交換により、冷却されて温度が下がり、相対湿度が高くなる(例えば、温度18℃、相対湿度65%)。そして、気−気熱交換器58を通過した加湿空気は、加湿用ダクト571を介して、吹出開口部572から乗員の顔部に向けて吹き出される。
図10に戻り、制御装置100は、上述の冷却・加湿処理の実行中に、冷却停止要求があるか否かを判定する(S40)。制御装置100は、ステップS40の判定処理の結果、冷却停止要求なしと判定された場合に冷却・加湿処理を継続し、冷却停止要求ありと判定された場合に、冷却装置50Aの各種機器の作動を停止して冷却・加湿処理を終了する。
ステップS20の判定処理の結果、発熱機器の機器温度が基準閾値温度Th未満であると判定された場合、加湿運転スイッチ103cのオンオフを検出して加湿要求があるか否かを判定する(S50)。ステップS50の判定処理では、加湿運転スイッチ103cがオフである場合に加湿要求なしと判定し、加湿運転スイッチ103cがオンである場合に加湿要求ありと判定する。
ステップS50の判定処理の結果、加湿要求ありと判定された場合には、発熱機器の冷却を停止した状態で車室内を加湿する加湿処理を実行する(S60)。具体的には、制御装置100は、除湿空気の導出流路が第2冷風排出ダクト565に切り替わるように、流路切替ドア566のアクチュエータを制御する。これにより、流路切替ドア566は、第1冷風排出ダクト564内の流路を閉鎖し、第2冷風排出ダクト565内の流路を開放する位置に変位する。
この状態で制御装置100は、冷却用送風機561を運転させると共に、駆動部材70を作動させて吸着器60を所定の回転速度で回転させる。なお、エアミックスドア18が、温風通路16を閉鎖する位置にある場合には、制御装置100は、温風通路16を開放する位置に変位させる。
ここで、制御装置100が加湿処理を実行した際の冷却装置50Aの運転状態について、図12を用いて説明する。図12に示すように、蒸発器13で冷却された低温、高湿度の冷却空気の一部が、冷風吸入ダクト521を介して吸着ケース51内に導入される。そして、吸着ケース51に導入された冷却空気が、吸着器60における吸湿空間541aに存する吸着材61により除湿される。この際、吸着器60が収容空間541で回転することから、吸着器60における放湿空間541bで充分に水分を脱離した吸着材61が吸湿空間541aに移動する。
続いて、吸湿空間541aを通過した除湿空気は、冷風排出部56を流れる。冷風排出部56を流れる除湿空気は、気−気熱交換器58を通過した後、第2冷風排出ダクト565を介して、車室内の空間に吹き出される。なお、温風吸入ダクト531を介して吸着ケース51内に導入される空気の流れは、前述の冷却・加湿処理(ステップS30Aの処理)と同様であることから、説明を省略する。
図10に戻り、制御装置100は、上述の加湿処理の実行中に、加湿停止要求があるか否かを判定する(S70)。ステップS70の判定処理では、各運転スイッチ103a、103cそれぞれがオンである場合に、加湿停止要求なしと判定し、各運転スイッチ103a、103cの一方がオフである場合に、加湿停止要求ありと判定する。
制御装置100は、ステップS70の判定処理の結果、加湿停止要求なしと判定された場合に加湿処理を継続し、加湿停止要求ありと判定された場合に冷却装置50Aの各種機器の作動を停止して加湿処理を終了する。
ここで、加湿停止要求ありと判定された場合、制御装置100が、吸着器60の吸着材61に吸着された水分を脱離させる脱離処理を実行するようにしてもよい。具体的には、制御装置100は、脱離処理の実行時に、駆動部材70により吸着器60を回転させた状態で、冷却用送風機561の運転を停止すればよい。これによれば、吸湿空間541aにおける吸着材61での水分の吸着を停止し、吸湿空間541aにおける吸着材61の水分の脱離を継続することで、吸着材61に吸着された水分を脱離させることができる。なお、脱離処理は、加湿停止要求ありと判定されてから予め設定された処理継続時間が経過するまで継続することが望ましい。処理継続時間は、放湿空間541bに存する吸着材61に吸着された水分の全量を、冷却装置50Aで脱離するのに要する時間に設定すればよい。
以上説明した本実施形態の冷却装置50A、および当該冷却装置50Aを備える車両用空調装置によれば、車載された発熱機器が配置された冷却対象空間に、吸着器60の吸着材61で除湿された低湿度な冷風が導入される。このため、車載された発熱機器の冷却に伴う結露の発生を抑制することが可能となる。
特に、本実施形態の冷却装置50Aは、空調ユニット10で冷却された冷却空気の水分を利用して、車室内を加湿する構成であり、外部から給水することなく、車室内の加湿を行うことができる。
また、本実施形態の冷却装置50Aは、放湿空間541bに存する吸着材61の一部を吸湿空間541aに移動させると共に、吸湿空間541aに存する吸着材61の一部を放湿空間541bに移動させる駆動部材70を備える。
これにより、吸湿空間541aにて吸着材61で吸着した水分を放湿空間541bで脱離させて加熱空気を加湿すると共に、放湿空間541bにて水分を脱離した吸着材61で吸湿空間541aを流通する冷却空気の水分を吸着することができる。
加えて、本実施形態では、吸湿空間541aを通過した冷却空気と、放湿空間541bを通過した加湿空気とを熱交換させる気−気熱交換器58を設ける構成としている。これによれば、気−気熱交換器58により、吸湿空間541aを通過した空気が、放湿空間541bを通過した空気で昇温するので、発熱機器を冷却する空気の相対湿度を低くすることができる。この結果、発熱機器の結露を充分に抑制することが可能となる。
一方、放湿空間541bを通過した空気は、気−気熱交換器58により、吸湿空間541aを通過した空気(すなわち、冷却空気)で冷却されるので、車室内へ導出する加湿空気の相対湿度を高くすることができる。これにより、車室内の加湿による乗員の快適性の向上を図ることが可能となる。
ところで、発熱機器によっては、除湿空気により冷却し続けると、当該機器の温度が過度に低下して作動が不安定となることがある。つまり、発熱機器によっては、過度に冷却することで、その機能に影響してしまうことがある。
この点を鑑みて、本実施形態の冷却装置50Aは、除湿空気の導出流路を、第1冷風排出ダクト564、および第2冷風排出ダクト565のいずれかに切り替える流路切替ドア566を備えている。これによれば、必要に応じて発熱機器を低温で湿度の低い空気により冷却することができる。なお、流路切替ドア566等の流路切替部を設ける点については、第1実施形態や以降の実施形態にも適用することができる。
なお、本実施形態では、温風吸入ダクト531を空調ユニット10Aの温風導出部113に接続し、吸着ケース51にヒータコア14で加熱された空気を低湿度空気として導入する例について説明したが、これに限定されない。例えば、温風吸入ダクト531を図示しない車室内に形成された開口部に接続し、吸着ケース51に車室内の空気を低湿度空気として導入するようにしてもよい。
また、本実施形態では、気−気熱交換器58により、吸湿空間541aを通過した空気と放湿空間541bを通過した空気とを熱交換させる例について説明したが、これに限定されない。つまり、熱交換器以外の構成要素により、吸湿空間541aを通過した空気と放湿空間541bを通過した空気との間の熱移動可能であれば、当該構成要素を熱交換部として採用してもよい。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について、図13を用いて説明する。本実施形態では、空調用送風機19Aを蒸発器13の空気流れ上流側に配置した空調ユニット10Bに、冷却装置50を適用している点が第1実施形態と相違している。
次に、第3実施形態について、図13を用いて説明する。本実施形態では、空調用送風機19Aを蒸発器13の空気流れ上流側に配置した空調ユニット10Bに、冷却装置50を適用している点が第1実施形態と相違している。
図13に示すように、本実施形態の空調ユニット10Bは、内外気切替箱12の空気流れ下流側であって、蒸発器13の空気流れ上流側に空調用送風機19Aを配置している。本実施形態の空調用送風機19Aは、吸込口191aが内外気切替箱12に向かって開口し、吐出口191bが蒸発器13に向かって開口している。
また、本実施形態の空調ケース11には、ヒータコア14の空気流れ下流側に、空調ケース11から温度調整された空気を、空調用ダクト20、および吹出部を介して車室内へ吹き出すための開口部114が形成されている。
本実施形態の空調ユニット10Bは、空調用送風機19Aを蒸発器13の空気流れ上流側に配置する、いわゆる押込タイプの構成を採用している。このため、空調ケース11の内部における空調用送風機19Aの空気吐出側以降は、空調ケース11外部の圧力よりも高い圧力となっている。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の構成によっても、車載された発熱機器が配置された冷却対象空間に、吸着器60の吸着材61で除湿された低湿度な冷風が導入される。このため、車載された発熱機器の冷却に伴う結露の発生を抑制することが可能となる。
ここで、上述のように、本実施形態の空調ユニット10Bは、押込タイプの構成であり、空調ケース11内部における蒸発器13付近の圧力が、吸着ケース51内の圧力よりも高くなる。このため、蒸発器13で冷却された冷却空気の一部は、空調用送風機19の空気吐出側と吸着ケース51内との圧力差により、冷風吸入ダクト521を介して吸着ケース51内に導入される。
このように、本実施形態では、各吸入ダクト521、531を介して冷却空気が空調用送風機19の空気吐出側と吸着ケース51内との圧力差により、吸着ケース51内に導入される。このため、本実施形態の構成によれば、第1実施形態の構成に比べて、冷却用送風機561を運転する際に必要なエネルギを低減することができるといった利点がある。なお、空調用送風機19の空気吐出側と吸着ケース51内との圧力差によって、吸着ケース51への冷却空気の導入量を充分に確保可能であれば、冷却装置50から冷却用送風機561に相当する構成を省略してもよい。
(他の実施形態)
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
(1)上述の各実施形態では、車載装置を構成する空調ユニット10の蒸発器13で冷却された冷却空気により、車載された発熱機器を冷却する例について説明したが、これに限定されない。例えば、車載バッテリを冷却する専用の装置が車両に搭載されている場合、当該装置の冷却部で冷却された冷却空気により、発熱機器を冷却するようにしてもよい。
また、冷却装置50を適用する空調ユニット10は、冷却部として蒸発器13を備える構成に限定されない。例えば、ペルチェ素子のような冷却部材を、送風空気を冷却する冷却部として採用した空調ユニット10に冷却装置50を適用してもよい。
(2)上述の各実施形態では、冷却装置50によりHUD91、メータ装置92を冷却する例について説明したが、これに限らず、例えば、地図情報を表示するナビゲーション装置等の表示装置を冷却装置50で冷却するようにしてもよい。
また、上述の各実施形態の如く、冷却装置50により表示装置を冷却することが好ましいが、これに限らず、空調用送風機19の電動モータや、車載バッテリといった発熱機器を冷却装置50で冷却するようにしてもよい。
(3)上述の各実施形態では、空調ケース11の底面部に開口する冷風導出部112に冷却装置50の冷風吸入ダクト521が接続される例について説明したが、これに限定されない。例えば、空調ケース11の上面部や側面部に設けられた冷風導出部112に冷風吸入ダクト521が接続されていてもよい。
(4)上述の各実施形態では、空調ケース11に対して各吸入ダクト521、531を介して吸着ケース51を接続する例について説明したが、これに限定されない。例えば、空調ケース11に対して、吸着ケース51の冷風吸入部52、温風吸入部53を直接接続するようにしてもよい。この場合、冷風吸入部52が第1導入部を構成し、温風吸入部53が第2導入部を構成する。
(5)上述の各実施形態では、吸着材61の吸着速度と脱離速度とのズレを加味し、吸湿空間541aに存する吸着材61の量が、放湿空間541bに存する吸着材61の量よりも少なくなるように、収容空間541を仕切る例について説明したが、これに限定されない。
例えば、吸湿空間541aを流通させる冷却空気の風量を、放湿空間541bを流通させる加熱空気の風量よりも増大させるようにしてもよい。これによれば、吸湿空間541aに存する吸着材61の量と放湿空間541bに存する吸着材61の量と同等にしても、吸湿空間541aにおける吸着材61への水分の吸着量を充分に確保することが可能となる。
(6)上述の各実施形態では、吸着器60として複数の金属製の板状部材に吸着材61を担持させる構成とする例について説明したが、これに限定されない。吸着器60としては、例えば、ハニカム構造を有する構造体の内部に吸着材61を担持させる構成としてもよい。
(7)上述の各実施形態では、吸着材61として高分子吸着材を採用する例について説明したが、これに限定されない。吸着材61としては、例えば、シリカゲルやゼオライト等の吸着材を採用してもよい。
(8)上述の第2実施形態では、駆動部材70の電動モータ72により、吸着器60を一方向に連続的に回転させることで、吸着器60の吸着材61を吸湿空間541aと放湿空間541bとの間で移動させる例について説明したが、これに限定されない。
例えば、駆動部材70の電動モータ72により、吸着器60を一方向に断続的に回転させることで、吸着器60の吸着材61を吸湿空間541aと放湿空間541bとの間で移動させてもよい。
また、駆動部材70の電動モータ72による吸着器60の回転方向は、一方向に限らず、当該一方向とは逆方向に回転させてもよい。例えば、吸着器60の回転方向を所定時間毎に一方向と当該一方向とは逆方向に切り替えることで、吸着器60の吸着材61を吸湿空間541aと放湿空間541bとの間で移動させてもよい。
また、吸湿空間541aと放湿空間541bとが同等の大きさとなるように収容空間541が仕切られている場合等には、吸湿空間541aに存する全ての吸着材61と、放湿空間541bに存する全ての吸着材61とを入れ替えるようにしてもよい。この場合には、駆動部材70により吸着器60を断続的に180°回転させればよい。
(9)上述の各実施形態では、吸着器60の吸着材61を吸湿空間541aと放湿空間541bとの間で移動させる移動機構として、吸着器60を回転させる駆動部材70を採用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、吸着器60を複数の吸着部で構成すると共に、各吸着部を吸湿空間541aと放湿空間541bとの間でスライド移動させる構成を移動機構として採用してもよい。
(10)上述の各実施形態の如く、第1導出部を構成する加湿用ダクト571を、空調ユニット10で温度調整された空気の空調用ダクト20とは別体の構成部品とすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、加湿用ダクト571を空調ユニット10側の空調用ダクト20とは一体の構成部品としてもよい。
(11)上述の各実施形態の如く、吸湿空間541aを通過した冷却空気と、放湿空間541bを通過した加湿空気とを熱交換させる気−気熱交換器58を設けることが望ましいが、これに限定されず、例えば、気−気熱交換器58が省略されていてもよい。
(12)上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。なお、各実施形態を構成する要素は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。
(13)上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
(14)上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
Claims (8)
- 空気を冷却する冷却部(13)を備える車載装置(10、10A、10B)に適用され、前記冷却部で冷却された冷却空気により車載された発熱機器(91、92)を冷却する冷却装置であって、
水分を吸着する吸着材(61)を有する吸着器(60)と、
前記吸着器を収容する収容空間(541)を構成し、前記吸着材に水分を吸着させる空気として前記冷却部で冷却された冷却空気が流通する吸着ケース(51)と、
前記吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を、前記発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部(56、562、563、564)と、
を備える冷却装置。 - 前記発熱機器は、乗員に提供する情報を表示する表示装置(91、92)である請求項1に記載の冷却装置。
- 前記吸着ケース内の空気を車室内へ導出する車室内導出部(57、571)を備え、
前記吸着材は、加熱により吸着した水分を脱離する特性を有しており、
前記吸着ケースには、前記吸着材に水分を吸着させる空気として前記冷却部で冷却された冷却空気を導入する第1導入部(52、521)、前記吸着材に吸着された水分を脱離させる空気として前記冷却空気に比べて温度が高く、且つ、相対湿度の低い低湿度空気を導入する第2導入部(53、531)が設けられており、
前記車室内導出部は、前記吸着ケース内で脱離した水分により加湿された加湿空気を前記車室内へ導出する構成となっている請求項1または2に記載の冷却装置。 - 前記吸着ケースの内部で前記吸着材を移動させる移動機構(70)を備え、
前記吸着ケースには、前記収容空間として前記冷却空気を流通させて前記冷却空気に含まれる水分を前記吸着材に吸着させる吸湿空間(541a)、および前記低湿度空気を流通させて前記吸着材に吸着された水分を脱離させる放湿空間(541b)が設定されており、
前記移動機構は、前記吸着器における前記放湿空間に存する前記吸着材の少なくとも一部を前記吸湿空間に移動させると共に、前記吸着器における前記吸湿空間に存する前記吸着材の少なくとも一部を前記放湿空間に移動させる請求項3に記載の冷却装置。 - 前記吸湿空間を通過した空気と前記放湿空間を通過した空気とを熱交換させる熱交換部(58)を備える請求項4に記載の冷却装置。
- 前記吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を前記冷却対象空間とは異なる空間へ導く除湿空気導出部(565)と、
前記除湿空気の導出流路を、前記冷却用空気導出部(564)、および前記除湿空気導出部(565)のいずれかに切り替える流路切替部(566)と、
を備える請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷却装置。 - 前記車載装置は、車室内へ温度調整した空気を吹き出す空調ユニット(10、10A、10B)である請求項1ないし6のいずれか1つに記載の冷却装置。
- 車両用空調装置であって、
空気を冷却する冷却部(13)を備える車載装置(10、10A、10B)と、
前記冷却部で冷却された冷却空気により車載された発熱機器(91、92)を冷却する冷却装置(50、50A)と、を備え、
前記冷却装置は、
水分を吸着する吸着材(61)を有する吸着器(60)と、
前記吸着器を収容する収容空間(541)を構成し、前記吸着材に水分を吸着させる空気として前記冷却部で冷却された冷却空気が流通する吸着ケース(51)と、
前記吸着ケース内で水分が吸着された除湿空気を、前記発熱機器が配置された冷却対象空間へ導出する冷却用空気導出部(56、562、563、564)と、を含んで構成されている車両用空調装置。
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