JP2018099984A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】窓ガラスの曇りを抑制しつつ、車室内の乾燥を防ぐ。【解決手段】一端側から車室外の空気を導入し、他端側から車室内の窓ガラスへと空気を送り出す外気流路１３と、一端側から車室内の空気を導入し、他端側から車室内の床側へと空気を送り出す内気流路１４と、外気流路１３に設けられ、内部の冷媒との熱交換によって周囲を通過する空気を冷却すると共に、表面に結露を生じさせて除湿を行なう上側蒸発器２３と、を備え、上側蒸発器２３に結露した水分を内気流路１４に導入し、内気流路１４を通過する空気に対して加湿を行なう。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関するものである。

特許文献１では、内気と外気の双方を導入して暖房を行なう場合、内気率が高いと車室内の湿度が上昇して窓ガラスが曇ってしまうため、冷房用熱交換器とは別に除湿装置を設け、導入する内気の除湿を行なうことを提案している。

特開２０００−６２４３９号公報

暖房によって乾燥した印象を受けると、快適性は低下してしまう。一般に、車両用空調装置には加湿機能がなく、別途、加湿器を持ち込んで使用することも考えられるが、これでは窓ガラスが曇ってしまう可能性もある。
本発明の課題は、窓ガラスの曇りを抑制しつつ、車室内の乾燥を防ぐことである。

本発明の一態様に係る車両用空調装置は、一端側から車室外の空気を導入し、他端側から車室内の窓ガラスへと空気を送り出す外気流路と、一端側から車室内の空気を導入し、他端側から車室内の床側へと空気を送り出す内気流路と、外気流路に設けられ、内部の冷媒との熱交換によって周囲を通過する空気を冷却すると共に、表面に結露を生じさせて除湿を行なう蒸発器と、を備え、蒸発器に結露した水分を内気流路に導入し、内気流路を通過する空気に対して加湿を行なう。

本発明によれば、外気流路を通過する空気に対しては除湿を行ない、それを車室内の窓ガラスへと送り出すため、窓ガラスの曇りを抑制することができる。また、その際に生じた水分を導入し、内気流路を通過する空気に対しては加湿を行ない、それを車室内の床側へと送り出すため、車室内の乾燥を防ぐことができる。

車両用空調装置の構成を示す断面図である（加湿モード）。 冷媒の供給流路を示す図である。 上側蒸発器及び下側蒸発器の正面図である。 上側蒸発器及び下側蒸発器の部分断面図である。 上側蒸発器及び下側蒸発器の部分断面図である。 隔壁及び垂直板部の図示を省略した状態の上側蒸発器及び下側蒸発器の正面図である。 湿度制御処理を示すフローチャートである。 車両用空調装置の構成を示す断面図である（除湿モード）。 第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す断面図である（加湿モード）。 第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す断面図である（除湿モード）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

《第１実施形態》
《構成》
図１は、車両用空調装置の構成を示す断面図である（加湿モード）。
車両用空調装置１１は、図示しない車体のインストルメントパネル内に配置され、ケース１２によってユニット化されている。
ケース１２の内部には、外気流路１３と、内気流路１４と、が形成されている。
外気流路１３は、一端側の外気導入口１５から車室外の空気（外気）を導入し、他端側から車室内の窓ガラスへと空気を送り出す（デフロスタモード）。外気導入口１５には、切替ドア１６が設けられており、この切替ドア１６の回動位置を切り替えることで、外気の代わりに内気を導入することもできる。
内気流路１４は、一端側の内気導入口１７から車室内の空気（内気）を導入し、他端側から車室内の床側へと空気を送り出す（フットモード又はフロアモード）。内気導入口１７には、切替ドア１８が設けられており、この切替ドア１８の回動位置を切り替えることで、内気の代わりに外気を導入することもできる。
切替ドア１６及び切替ドア１８は、例えばマイクロコンピュータからなる制御部１９によって駆動制御される。

外気流路１３には、クリーンフィルタ２１と、ブロワファン２２と、上側蒸発器２３（第一の蒸発器）と、加熱器２４と、エアミックスドア２５と、が設けられている。外気流路１３のうち、ブロワファン２２、上側蒸発器２３、加熱器２４、及びエアミックスドア２５が設けられた領域は、略水平方向に延びている。
クリーンフィルタ２１は、外気導入口１５よりも下流側に配置され、通過する外気から埃、花粉、粉塵等を除去する。クリーンフィルタ２１は、外気流路１３の流路断面を全体にわたって塞ぐように配置されている。したがって、導入された外気は全てクリーンフィルタ２１を通過する。

ブロワファン２２は、クリーンフィルタ２１よりも下流側に配置され、クリーンフィルタ２１の側から吸引した外気を、上側蒸発器２３の側へと吹き出す。ブロワファン２２の回転は制御部１９によって駆動制御される。
上側蒸発器２３は、ブロワファン２２よりも下流側に配置され、内部を流れる冷媒との熱交換によって放熱フィンの周囲の空気を冷却すると共に、放熱フィンの表面に結露を生じさせて除湿を行なう。上側蒸発器２３は、外気流路１３の断面を全体にわたって塞ぐように配置されている。したがって、導入された外気は全て上側蒸発器２３を通過する。上側蒸発器２３に対する冷媒の供給は制御部１９によって制御される。
加熱器２４は、上側蒸発器２３よりも下流側に配置され、内部を流れる温められた熱媒体との熱交換によって放熱フィンの周囲の空気を加熱する。加熱器２４は、外気流路１３の断面のうち、下半分を塞ぐように配置されることで、加熱器２４を通過する流路と、加熱器２４を迂回する流路と、が形成されている。加熱器２４に対する熱媒体の供給は制御部１９によって制御される。熱媒体には、水冷エンジンの車両であれば、エンジンの冷却水を用い、電気自動車であれば、ヒートポンプによって温められた熱媒体を用いる。

エアミックスドア２５は、加熱器２４を通過する流路を開放して加熱器２４を迂回する流路を閉鎖する位置と、加熱器２４を通過する流路を閉鎖して加熱器２４を迂回する流路を開放する位置と、の間で回動可能である。エアミックスドア２５の回動は制御部１９によって駆動制御される。エアミックスドア２５が加熱器２４を通過する流路を開放して加熱器２４を迂回する流路を閉鎖する位置にあるときには、導入された外気は全て加熱器２４を通過し、湿度の低い温風として、車室内の窓ガラスへと送り出される。エアミックスドア２５が加熱器２４を通過する流路を閉鎖して加熱器２４を迂回する流路を開放する位置にあるときには、導入された外気は全て加熱器２４を迂回し、湿度の低い冷風として、車室内の窓ガラスへと送り出される。エアミックスドア２５が加熱器２４を通過する流路と加熱器２４を迂回する流路の双方を開放する（半開き）位置にあるときには、導入された外気のうち、一部が加熱器２４を迂回し、残りが加熱器２４を通過する。そして、加熱器２４を迂回した冷風と、加熱器２４を通過した温風とが混合され、湿度の低い快適温度の送風が、車室内の窓ガラスへと送り出される。

内気流路１４には、クリーンフィルタ３１と、ブロワファン３２と、下側蒸発器３３（第二の蒸発器）と、加熱器３４と、エアミックスドア３５と、排水口３６と、が設けられている。内気流路１４のうち、ブロワファン３２、下側蒸発器３３、加熱器３４、エアミックスドア３５、及び排水口３６が設けられた領域は、略水平方向に延びており、外気流路１３の下方に隣接して配置されている。
クリーンフィルタ３１は、内気導入口１７よりも下流側に配置され、通過する内気から埃、花粉、粉塵等を除去する。クリーンフィルタ３１は、内気流路１４の流路断面を全体にわたって塞ぐように配置されている。したがって、導入された内気は全てクリーンフィルタ３１を通過する。クリーンフィルタ３１は、クリーンフィルタ２１と一体に形成しているが、別体で形成してもよい。

ブロワファン３２は、クリーンフィルタ３１よりも下流側に配置され、クリーンフィルタ３１の側から吸引した内気を、下側蒸発器３３の側へと吹き出す。ブロワファン３２の回転は制御部１９によって駆動制御される。ブロワファン３２とブロワファン２２とは、双方が連動するように一つのモータによって駆動してもよいし、二つのモータによって個別に駆動してもよい。
下側蒸発器３３は、ブロワファン３２よりも下流側に配置され、内部を流れる冷媒との熱交換によって放熱フィンの周囲の空気を冷却すると共に、放熱フィンの表面に結露を生じさせて除湿を行なう。下側蒸発器３３は、内気流路１４の断面を全体にわたって塞ぐように配置されている。したがって、導入された内気は全て下側蒸発器３３を通過する。下側蒸発器３３に対する冷媒の供給は制御部１９によって制御される。
加熱器３４は、下側蒸発器３３よりも下流側に配置され、内部を流れる温められた熱媒体との熱交換によって放熱フィンの周囲の空気を加熱する。加熱器３４は、内気流路１４の断面のうち、下半分を塞ぐように配置されることで、加熱器３４を通過する流路と、加熱器３４を迂回する流路と、が形成されている。加熱器３４に対する熱媒体の供給は制御部１９によって制御される。熱媒体には、水冷エンジンの車両であれば、エンジンの冷却水を用い、電気自動車であれば、ヒートポンプによって温められた熱媒体を用いる。加熱器３４は、加熱器２４と一体に形成しているが、別体で形成してもよい。

エアミックスドア３５は、加熱器３４を通過する流路を開放して加熱器３４を迂回する流路を閉鎖する位置と、加熱器３４を通過する流路を閉鎖して加熱器３４を迂回する流路を開放する位置と、の間で回動可能である。エアミックスドア３５の回動は制御部１９によって駆動制御される。エアミックスドア３５が加熱器３４を通過する流路を開放して加熱器３４を迂回する流路を閉鎖する位置にあるときには、導入された内気は全て加熱器３４を通過し、湿度の低い温風として、車室内の窓ガラスへと送り出される。エアミックスドア３５が加熱器３４を通過する流路を閉鎖して加熱器３４を迂回する流路を開放する位置にあるときには、導入された内気は全て加熱器３４を迂回し、湿度の低い冷風として、車室内の窓ガラスへと送り出される。エアミックスドア３５が加熱器３４を通過する流路と加熱器３４を迂回する流路の双方を開放する（半開き）位置にあるときには、導入された内気のうち、一部が加熱器３４を迂回し、残りが加熱器３４を通過する。そして、加熱器３４を迂回した冷風と、加熱器３４を通過した温風とが混合され、湿度の低い快適温度の送風が、車室内の窓ガラスへと送り出される。
排水口３６は、下側蒸発器３３の下方に配置され、下側蒸発器３３から滴下する水分を車外へと排水する。

次に、上側蒸発器２３及び下側蒸発器３３に対する冷媒の供給流路について説明する。
図２は、冷媒の供給流路を示す図である。
上側蒸発器２３には、供給流路２７（第一の供給流路）から冷媒が供給され、下側蒸発器３３には、供給流路３７（第二の供給流路）から冷媒が供給され、これらは並列に接続されている。供給流路２７には膨張弁２８が設けられ、供給流路３７には電子膨張弁３８（開閉弁）が設けられている。膨張弁２８は、高圧の冷媒を霧状にして吹き出すことにより、蒸発しやすい低圧の冷媒に減圧する。電子膨張弁３８は、高圧の冷媒を霧状にして吹き出すことにより、蒸発しやすい低圧の冷媒に減圧し、且つ開度の調整機能によって流路を閉鎖可能である。

図中の（ａ）は、電子膨張弁３８を閉鎖することで、内気流路１４の下側蒸発器３３には冷媒の供給を停止し、外気流路１３の上側蒸発器２３にだけ冷媒を供給している状態を示す（加湿モード）。このとき、外気流路１３を通過する外気に対して除湿が行なわれ、内気流路１４を通過する内気に対して除湿は行なわれない。上側蒸発器２３に結露した水分は、下方の下側蒸発器３３に滴下し、下側蒸発器３３に付着することで、内気流路１４を通過する内気に対して加湿が行なわれる。
図中の（ｂ）は、電子膨張弁３８を開放することで、外気流路１３の上側蒸発器２３だけではなく、内気流路１４の下側蒸発器３３にも冷媒を供給している状態を示す（除湿モード）。このとき、外気流路１３を通過する外気に対して除湿が行なわれ、内気流路１４を通過する内気に対しても除湿が行なわれる。上側蒸発器２３に結露した水分は、下方の下側蒸発器３３に滴下し、さらに下側蒸発器３３で結露した水分と合わさり、共に下方の排水口３６に滴下して排水される。

次に、上側蒸発器２３から下側蒸発器３３へと水分を滴下させる構造について説明する。
図３は、上側蒸発器及び下側蒸発器の正面図である。
図４は、上側蒸発器及び下側蒸発器の部分断面図である。
上側蒸発器２３は、タンク４１と、チューブ４２と、放熱フィン４３と、を備える。
タンク４１は、横方向に延びる円筒部材であり、上下に一対設けられているが、ここでは上側のタンクについては図示を省略している。チューブ４２は、上下方向に延びる扁平型の筒部材であり、タンク４１の長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数設けられており、両端が上下のタンク４１に連通されている。放熱フィン４３は、隣り合うチューブ４２の間で、一方から他方へ、また他方から一方へと交互に行き交い、振幅方向の頂点がチューブ４２の外周面に固定された薄板状のコルゲートフィンで構成される。タンク４１及びチューブ４２の内部を冷媒が流れている状態で、放熱フィン４３を空気が通過するときに、冷媒との熱交換によって放熱フィン４３の周囲を通過する空気が冷却されると共に、放熱フィン４３の表面に結露を生じて除湿される。

下側蒸発器３３は、タンク４４と、チューブ４５と、放熱フィン４６と、を備える。
タンク４４は、横方向に延びる円筒部材であり、上下に一対設けられているが、ここでは下側のタンクについては図示を省略している。チューブ４５は、上下方向に延びる扁平型の筒部材であり、タンク４４の長手方向に沿って所定の間隔を空けて複数設けられており、両端が上下のタンク４４に連通されている。放熱フィン４６は、隣り合うチューブ４５の間で、一方から他方へ、また他方から一方へと交互に行き交い、振幅方向の頂点がチューブ４５の外周面に固定された薄板状のコルゲートフィンで構成される。タンク４４及びチューブ４５の内部を冷媒が流れている状態で、放熱フィン４６を空気が通過するときに、冷媒との熱交換によって放熱フィン４６の周囲を通過する空気が冷却されると共に、放熱フィン４６の表面に結露を生じて除湿される。

外気流路１３と内気流路１４とは、隔壁５１によって仕切られている。つまり、略水平に延びる隔壁５１の上面が、外気流路１３の床面となり、隔壁５１の下面が、内気流路１４の天井面となる。
隔壁５１には、上面から立ち上がり、外気の通気方向に沿って離間した一対の垂直板部５２と、これら垂直板部５２に対応して下面から垂れ下がり、内気の通気方向に沿って離間した一対の垂直板部５３と、が形成されている。垂直板部５２及び垂直板部５３は、流路の幅方向に沿って延びている。隔壁５１において、一対の垂直板部５２の間、及び一対の垂直板部５３の間には、上面側から下面側まで貫通させた隙間５４が、流路の幅方向に沿って形成されている。隙間５４の通気方向の寸法は、一対の垂直板部５２及び一対の垂直板部５３の離隔距離（内寸）よりも短い。

外気流路１３では、対向する垂直板部５２の内面同士がパッキン５５を介してタンク４１を挟持し、内気流路１４では、対向する垂直板部５３の内面同士がパッキン５５を介してタンク４４を挟持している。各パッキン５５は、タンク４１（４４）における幅方向の両端側に設けられている。したがって、一つのタンクに対して計４つのパッキンが設けられている。各パッキン５５における通気方向の厚みにより、幅方向の両端部以外には、タンク４１（４４）の外周面と垂直板部５２（５３）との間に、幅方向に沿った隙間５６が形成されている。したがって、上側蒸発器２３の水滴は、タンク４１における通気方向両側の隙間５６、隔壁５１の隙間５４、及びタンク４４における通気方向両側の隙間５６を介して、下側蒸発器３３へと伝ってゆく。

次に、上側蒸発器２３から下側蒸発器３３へ水分を滴下させる他の構造についても説明する。
図５は、上側蒸発器及び下側蒸発器の部分断面図である。
図６は、隔壁及び垂直板部の図示を省略した状態の上側蒸発器及び下側蒸発器の正面図である。
ここでは、隔壁５１において、一対の垂直板部５２の間、及び一対の垂直板部５３の間には、上面側から下面側まで貫通させた隙間６１が、流路の幅方向に沿って形成されている。隙間６１の通気方向の寸法は、一対の垂直板部５２及び一対の垂直板部５３の離隔距離（内寸）と同じである。

外気流路１３では、対向する垂直板部５２の内面同士がパッキン６２を介してタンク４１を挟持し、内気流路１４では、対向する垂直板部５３の内面同士がパッキン６２を介してタンク４４を挟持している。タンク４１における通気方向の一方側に接するパッキン６２と、タンク４４における通気方向の一方側に接するパッキン６２とは一つであり、幅方向の全体に設けられている。通気方向の他方側も同様である。したがって、上下に並んだ二つのタンクに対して、通気方向の一方側に一つ、他方側に一つ、計2つのパッキンが設けられている。タンク４１とタンク４４との間には、幅方向に沿って延び、通気方向の寸法がタンク４１（４４）の外径よりも短いパッキン６３を介在させている。タンク４１（４４）の外周面のうち、一対の垂直板部５２（５３）の夫々の内面に対向する位置には、上下方向に延び、幅方向に沿って凹んだ溝６４が形成されている。溝６４は、幅方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。したがって、上側蒸発器２３の水滴は、タンク４１の複数の溝６４、隔壁５１の隙間６１、及びタンク４４の複数の溝６４を介して、下側蒸発器３３へと伝ってゆく。

次に、暖房運転時に制御部１９で実行する湿度制御処理について説明する。
図７は、湿度制御処理を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１０１では、車室内の温度Ｔｒを検出する。
続くステップＳ１０２では、車室内の湿度ＲＨを検出する。
続くステップＳ１０３では、温度Ｔｒ及び湿度ＲＨに基づいて、車室内に除湿が必要であるか否かを判定する。車室内に除湿が必要であるときには、車室内の湿度ＲＨを下げるためにステップＳ１０４に移行する。一方、車室内に除湿が必要でないときには、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０４では、内気流路１４を通過する内気に対して除湿を実行してから所定のメインプログラムに復帰する。具体的には、電子膨張弁３８を開放することで、外気流路１３の上側蒸発器２３だけではなく、内気流路１４の下側蒸発器３３にも冷媒を供給する。
ステップＳ１０５では、温度Ｔｒ及び湿度ＲＨに基づいて、車室内に加湿が必要であるか否かを判定する。車室内に加湿が必要であるときには、車室内の湿度ＲＨを上げるためにステップＳ１０６に移行する。一方、車室内に加湿が必要でないときには、現在の湿度を維持するために、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１０６では、内気流路１４を通過する内気に対しても加湿を実行してから所定のメインプログラムに復帰する。具体的には、電子膨張弁３８を閉鎖することで、内気流路１４に設けられた下側蒸発器３３への冷媒の供給を停止し、外気流路１３に設けられた上側蒸発器２３にだけ冷媒を供給する。
上記が車両用空調装置の構成である。

《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
ブロワファン２２を回転させるときに、外気流路１３に外気が吸引され、車室内の窓ガラスへと送り出され、ブロワファン３２を回転させるときに、内気流路１４に内気が吸引され、車室内の床側へと送り出される。外気流路１３に導入された外気は、上側蒸発器２３で除湿され、その後、加熱器２４で加熱されるため、湿度の低い温風が車室内の窓ガラスへと送り出され、窓ガラスの曇りを除去することができる。また、下側蒸発器３３に冷媒が供給されている状態では、内気流路１４に導入された内気についても、下側蒸発器３３で除湿され、その後、加熱器３４で加熱されるため、湿度の低い温風が車室内の床側に送り出され、乗員の足元を暖めることができる。

しかしながら、上記のような暖房運転によって車室内が乾燥すると、快適性が低下してしまう。一般的には、暖房運転では、車室内の温度Ｔｒが１８〜２２℃で、湿度ＲＨが４５〜６０％が快適であるとされる。そこで、車室内の温度Ｔｒ及び湿度ＲＨに基づいて、加湿が必要と判断されたときには（Ｓ１０５の判定が“Yes”）、内気流路１４を通過する内気に対して加湿を行なう（Ｓ１０６）。この場合は、電子膨張弁３８を閉鎖することで、内気流路１４に設けられた下側蒸発器３３への冷媒の供給を停止し、外気流路１３に設けられた上側蒸発器２３にだけ冷媒を供給する。これにより、上側蒸発器２３だけで除湿が行なわれ、下側蒸発器３３の除湿機能は停止する。

そのため、上側蒸発器２３に結露した水分は、下方の下側蒸発器３３に滴下し、下側蒸発器３３に付着することで、内気流路１４を通過する内気に対して加湿を行なうことができる。したがって、窓ガラスの曇りを抑制しつつ、車室内の乾燥を防ぎ、車室内の快適性を向上させることができる。また、車室内の湿度が上がることで、ウィルス感染を抑制できる。また、加湿をしながら暖房をすることで、加湿をしないで暖房をする場合と比較して、設定温度を下げても暖かく感じることができるため、消費エネルギーを低減できる。また、加湿用の水分は外気を除湿することで確保しているので、無給水で加湿を行なうことができ、乗車中に加湿できなくなるということがない。なお、下側蒸発器３３に付着した水分は、内気流路１４を通過する内気の加湿によって消費されるため、さらに下方の排水口３６に滴下するほどの量はない。

一方、上記のような加湿によって、車室内の湿度ＲＨが快適範囲を上回ったときには、除湿が必要と判断され（Ｓ１０３の判定が“Yes”）、内気流路１４を通過する内気に対しても除湿を行なう（Ｓ１０４）。この場合は、電子膨張弁３８を開放することで、外気流路１３の上側蒸発器２３だけではなく、内気流路１４の下側蒸発器３３にも冷媒を供給する。これにより、上側蒸発器２３及び下側蒸発器３３の双方で除湿が行なわれる。したがって、車室内の湿度ＲＨが再び快適範囲に復帰し、窓ガラスの曇りを抑制することができる。
図８は、車両用空調装置の構成を示す断面図である（除湿モード）。
ここでは、上側蒸発器２３に結露した水分は、下方の下側蒸発器３３に滴下し、さらに下側蒸発器３３で結露した水分と合わさることで、下方の排水口３６に滴下して排水されることになる。これにより、内気流路１４に不必要に水分が滞留することを防げる。

なお、上側蒸発器２３から下側蒸発器３３へと水分を滴下させるために、図４の構成では、外気流路１３の下部と内気流路１４の上部とを連通させた隙間５４を形成している。さらに、タンク４１（４４）の外周面と垂直板部５２（５３）との間に、幅方向に沿った隙間５６を形成している。これにより、上側蒸発器２３の水滴は、タンク４１における通気方向両側の隙間５６、隔壁５１の隙間５４、及びタンク４４における通気方向両側の隙間５６を介して、スムーズに下側蒸発器３３へと伝ってゆくことができる。また、図５の構成では、外気流路１３の下部と内気流路１４の上部とを連通させた隙間６１を形成している。さらに、タンク４１（４４）の外周面のうち、一対の垂直板部５２（５３）の夫々の内面に対向する位置には、上下方向に延び、幅方向に沿って凹んだ溝６４を形成している。これにより、上側蒸発器２３の水滴は、タンク４１の複数の溝６４、隔壁５１の隙間６１、及びタンク４４の複数の溝６４を介して、スムーズに下側蒸発器３３へと伝ってゆくことができる。

《変形例》
ここでは、外気流路１３には外気だけを導入しているが、これに限定されるものではなく、幾らか内気を導入してもよい。すなわち、乾燥した地域や時期は、外気も湿度が低いため、加湿用の水分を十分に得られない場合がある。したがって、外気流路１３には、外気の他に、幾らか内気を導入するようにしてもよい。
また、内気流路１４で加湿を行なうには、上側蒸発器２３に結露した水分を速やかに下側蒸発器３３へと滴下させ、下側蒸発器３３に付着した水分はそのまま付着させておくことが望ましい。したがって、上側蒸発器２３の表面には撥水性をもたせ、下側蒸発器３３の表面には親水性をもたせてもよい。
また、冷媒の供給流路２７に膨張弁２８を設け、供給流路３７に電子膨張弁３８を設けているが、これに限定されるものではない。要は、下側蒸発器３３への冷媒の供給を停止することができればよいので、供給流路２７及び供給流路３７の上流側に一つの膨張弁を設け、供給流路３７には単に流路を開閉可能な開閉弁を設ける構成としてもよい。

《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、内気流路１４の加湿構造を変更したものである。
前述した第１実施形態と共通する部分については、詳細な説明を省略する。
図９は、第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す断面図である（加湿モード）。
ここでは、外気流路１３及び内気流路１４に対して、一つの蒸発器７１（蒸発器）だけを設けている。蒸発器７１は、外気流路１３の下部と内気流路１４の上部とを貫通し、上側が外気流路１３の断面を全体にわたって塞ぐように配置され、下側が内気流路１４の断面を全体にわたって塞ぐように配置されている。したがって、導入された外気は全て蒸発器７１の上側を通過し、内気は蒸発器７１の下側を通過可能である。蒸発器７１に対する冷媒の供給は制御部１９によって制御される。

内気流路１４は、迂回流路７２と、ドア７３と、隙間７４と、加湿フィルタ７５（加湿部）と、を備える。
迂回流路７２は、蒸発器７１の下方に設けられ、蒸発器７１の上流側と下流側とを連通し、蒸発器７１を通過する流路を迂回している。
ドア７３は、迂回流路７２の上流側に設けられ、迂回流路７２を閉鎖して蒸発器７１を通過する流路を開放する位置と、蒸発器７１を通過する流路を閉鎖して迂回流路７２を開放する位置との間で切り替え可能である。ドア７３の切り替えは制御部１９によって駆動制御される。ドア７３が迂回流路７２を閉鎖して蒸発器７１を通過する流路を開放する位置にあるときには、導入された内気は全て蒸発器７１を通過する。ドア７３が蒸発器７１を通過する流路を閉鎖して迂回流路７２を開放する位置にあるときには、導入された内気は全て迂回流路７２を通過する。
隙間７４は、蒸発器７１を通過する流路の下部と迂回流路７２の上部とを連通し、蒸発器７１に結露した水分が迂回流路７２へと滴下可能に形成されている。
加湿フィルタは、迂回流路７２に設けられ、隙間７４を介して蒸発器７１から滴下した水分が浸透可能である。
上記が車両用空調装置の構成である。

《作用》
次に、第２実施形態の作用について説明する。
外気流路１３に導入された外気は、蒸発器７１で除湿され、その後、加熱器２４で加熱されるため、湿度の低い温風が車室内の窓ガラスへと送り出され、窓ガラスの曇りを除去することができる。また、内気流路１４に導入された内気が蒸発器７１を通過している状態では、内気流路１４に導入された内気についても、蒸発器７１で除湿され、その後、加熱器３４で加熱されるため、湿度の低い温風が車室内の床側に送り出され、乗員の足元を暖めることができる。このとき、外気流路１３及び内気流路１４の双方で蒸発器７１に結露した水分は、下方に滴下し加湿フィルタ７５に浸透する。

そして、加湿が必要と判断され（Ｓ１０５の判定が“Yes”）、内気流路１４を通過する内気に対して加湿を行なう場合は（Ｓ１０６）、ドア７３で蒸発器７１を通過する流路を閉鎖して迂回流路７２を開放する。これにより、内気流路１４を通過する内気が迂回流路７２に設けられた加湿フィルタ７５を通過する。これにより、加湿フィルタ７５に浸透した水分の気化が促され、迂回流路７２を通過する内気に対して加湿を行なうことができる。したがって、窓ガラスの曇りを抑制しつつ、車室内の乾燥を防ぎ、車室内の快適性を向上させることができる。
一方、除湿が必要と判断され（Ｓ１０３の判定が“Yes”）、内気流路１４を通過する内気に対しても除湿を行なう場合は（Ｓ１０４）、ドア７３で迂回流路７２を閉鎖して蒸発器７１を通過する流路を開放する。これにより、外気流路１３及び内気流路１４の双方で除湿が行なわれる。したがって、車室内の湿度ＲＨを下げることができる。

図１０は、第２実施形態における車両用空調装置の構成を示す断面図である（除湿モード）。
ここでは、外気流路１３で蒸発器７１に結露した水分は下方へと流れ、内気流路１４で蒸発器７１に結露した水分と合わさることで、加湿フィルタ７５へと滴下する。迂回流路７２は閉鎖されており、加湿フィルタ７５には送風が当たらないため、加湿フィルタ７５に浸透した水分は気化が促されず、徐々に下方の排水口３６へと滴下して排水されることになる。
その他、前述した第１実施形態と共通する部分については、同様の作用効果が得られるものとし、詳細な説明は省略する。

《変形例》
ここでは、内気流路１４に導入された内気が、蒸発器７１を通過するか、又は迂回流路７２を通過するかの切り替えを、迂回流路７２の上流側に設けられた一つのドア７３だけで行なっているが、これに限定されるものではない。ドア７３で蒸発器７１を通過する流路を閉鎖している場合でも、迂回流路７２が蒸発器７１の下流側に合流する位置で乱流が生じる可能性がある。そこで、迂回流路７２の下流側で、迂回流路７２を閉鎖して蒸発器７１を通過する流路を開放する位置と、蒸発器７１を通過する流路を閉鎖して迂回流路７２を開放する位置との間で切り替え可能なドアを追加してもよい。
また、加湿フィルタ７５による気化式の加湿方法について説明したが、これに限定されるものではない。ヒータや電極を用いたスチーム式や、圧電振動子を用いた超音波式の加湿方法を採用してもよい。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。また、各実施形態は、任意に組み合わせて採用することができる。

１１…車両用空調装置、１２…ケース、１３…外気流路、１４…内気流路、１５…外気導入口、１６…切替ドア、１７…内気導入口、１８…切替ドア、１９…制御部、２１…クリーンフィルタ、２２…ブロワファン、２３…上側蒸発器、２４…加熱器、２５…エアミックスドア、２７…供給流路、２８…膨張弁、３１…クリーンフィルタ、３２…ブロワファン、３３…下側蒸発器、３４…加熱器、３５…エアミックスドア、３６…排水口、３７…供給流路、３８…電子膨張弁、４１…タンク、４２…チューブ、４３…放熱フィン、４４…タンク、４５…チューブ、４６…放熱フィン、５１…隔壁、５２…垂直板部、５３…垂直板部、５４…隙間、５５…パッキン、５６…隙間、６１…隙間、６２…パッキン、６３…パッキン、６４…溝、７１…蒸発器、７２…迂回流路、７３…ドア、７４…隙間、７５…加湿フィルタ

Claims (7)

1. 一端側から車室外の空気を導入し、他端側から車室内の窓ガラスへと空気を送り出す外気流路と、
   一端側から車室内の空気を導入し、他端側から車室内の床側へと空気を送り出す内気流路と、
   前記外気流路に設けられ、内部の冷媒との熱交換によって周囲を通過する空気を冷却すると共に、表面に結露を生じさせて除湿を行なう蒸発器と、を備え、
   前記蒸発器に結露した水分を前記内気流路に導入し、前記内気流路を通過する空気に対して加湿を行なうことを特徴とする車両用空調装置。
2. 前記内気流路は、前記外気流路の下方に隣接して設けられ、
   前記蒸発器は、
   前記外気流路に設けられ、内部の冷媒との熱交換によって周囲を通過する空気を冷却すると共に、表面に結露を生じさせて除湿を行なう第一の蒸発器と、
   前記第一の蒸発器の下方で前記内気流路に設けられ、内部の冷媒との熱交換によって周囲を通過する空気を冷却すると共に、表面に結露を生じさせて除湿を行なう第二の蒸発器と、を有し、
   前記外気流路の下部と前記内気流路の上部とを連通し、前記第一の蒸発器に結露した水分が前記第二の蒸発器へと滴下可能な隙間と、
   前記第一の蒸発器へ前記冷媒を供給する第一の供給流路と、
   前記第二の蒸発器へ前記冷媒を供給する第二の供給流路と、
   前記第二の供給流路を開閉する開閉弁と、
   前記内気流路を通過する空気に対して加湿を行なうときに、前記開閉弁を閉じる制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
3. 前記内気流路は、前記外気流路の下方に隣接して設けられ、
   前記蒸発器は、前記外気流路の下部と前記内気流路の上部とを貫通し、上側が前記外気流路に配置され、下側が前記内気流路に配置され、
   前記内気流路は、
   前記蒸発器の下方に設けられ、前記蒸発器の上流側と下流側とを連通し、前記蒸発器を通過する流路を迂回する迂回流路と、
   前記迂回流路を閉鎖して前記蒸発器を通過する流路を開放する位置と、前記蒸発器を通過する流路を閉鎖して前記迂回流路を開放する位置との間で切り替え可能なドアと、
   前記蒸発器を通過する流路の下部と前記迂回流路の上部とを連通し、前記蒸発器に結露した水分が前記迂回流路へと滴下可能な隙間と、
   前記迂回流路に設けられ、前記隙間を介して前記蒸発器から滴下した水分の気化を促す加湿部と、を有し、
   前記内気流路を通過する空気に対して加湿を行なうときに、前記蒸発器を通過する流路を閉鎖して前記迂回流路を開放する位置に前記ドアを切り替える制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
4. 前記制御部は、前記内気流路を通過する空気に対して除湿を行なうときには、前記迂回流路を閉鎖して前記蒸発器を通過する流路を開放する位置に前記ドアを切り替えることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
5. 前記外気流路のうち、前記蒸発器よりも下流側に設けられ、温められた内部の熱媒体との熱交換によって周囲を通過する空気を加熱する加熱器を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用空調装置。
6. 前記内気流路のうち、前記第二の蒸発器よりも下流側に設けられ、温められた内部の熱媒体との熱交換によって周囲を通過する空気を加熱する加熱器を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
7. 前記内気流路のうち、前記蒸発器、及び前記加湿部よりも下流側に設けられ、温められた内部の熱媒体との熱交換によって周囲を通過する空気を加熱する加熱器を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両用空調装置。

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