JPS61150818A - 自動車用空気調和装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は冷房開始時に即効冷房を行わせるための冷水の
貯溜用タンクを備えた自動車用空気調和装置に関する。

［従来の技術］ 従来の冷房装置では冷媒圧縮用コンプレッサの始動後あ
る程度の時間を経ないとエバポレータへの冷媒供給が充
分に行われないために、空調装置のクーラスイッチ投入
後しばらくの間は暑さを我慢しなければならなかった。

殊に炎天下に駐車させてあった車に乗り込む場合は耐え
難い思いをしなければならなかった。

一方、車両の走行中に高温に達するエンジン冷却水の一
部を保温タンク内に蓄えておき、寒冷時の翌朝の始動時
や低速走行時などの即効暖房用熱源として活用する方法
が既に知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、夏季には不要化する温水貯蔵用の保温タンク
内に、車載空調機から冷媒の供給を受けるエバポレータ
を組込むことによって、冷水の発生兼貯蔵用保温タンク
としての役割を兼務させ、この冷水を利用して即効冷房
を行うことのできる自動車用空気調和装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明の自動車用空気講和
装置は、冷房用エバポレータ、温水式ヒータコア、ブロ
ワ、ダクト内空気の流路切換用ダンパ等を内蔵し、被空
調空気の吸入口と吹出口を備えた空調用ダクトと、急速
冷房用の冷水の貯溜用保温タンクと、該保温タンク内に
組込まれた水冷Ｗ用エバポレータと、前記保温タンク内
の冷水を前記ヒータコア内に通人させるための運通用配
管と、該運通用配管に介在させた電磁弁およびウォータ
ーポンプと、前記保温タンク内の水の冷却時において、
前記運通用配管に介在させた電磁弁を閉弁し、ウォータ
ーポンプを停止させ、冷房開始時には前記電磁弁を開弁
し、前記ウォーターポンプを始動させるための制御手段
とを組合わせてなる構成を採用した。

［作用］ 上記の如き構成からなる本発明の自動車用空気調和装置
は、通常の冷房が行われている間に、冷房用冷媒の一部
を保温タンク内に設置されているエバポレータに流して
やることによってタンク内に存在する水を例えば２℃と
いった低温に冷却して、冷水として蓄えておく。炎天下
に止めてあった車に乗り込んで即効冷房用スイッチを投
入すると、保温タンク内の冷水がポンプによってヒータ
コアに流入させられると共に、ヒータコアの納められて
いるダクト内のダンパも連動的に働いてダクトの吹出口
から極めて短時間内に冷風が吹出される。

冬季においては、保温タンクがエンジン冷却温水の貯溜
の役割を果たすことによって即効暖房効果が得られる。

［実施例］ 以下に、付図に基づいて本発明の内容を具体的に説明す
る。

第１図は本発明装置のシステム図であって、１は冷媒圧
縮用の多シリンダ型コンプレッサであり、１つの吐出口
１ａと２つの吸入口１ｂおよび１Ｃを備えている。２は
自動車エンジン１４の回転力をコンプレッサ１に伝導す
るためのプーリ、３はエンジンの回転力をコンプレッサ
１に断続的に伝えることを可能にするためのマグネット
クラッチである。

４はコンプレッサ１で゛圧縮された気相冷媒の液化用コ
ンデンサ、５は液化冷媒の貯溜用レシーバ、６は温度作
動式膨張弁、３４は感熱筒、１は冷房用エバポレータ、
８はブロワであって空調用ダクト３６内に被空調空気を
送入させる。９は定圧式膨張弁、１１は温水または冷水
の貯溜用保温タンク、１０は保温タンク１１内の貯溜水
を冷却するための蓄冷用エバポレータ、１２はエバポレ
ータ１０の下流の冷媒帰路３７に介在させた逆止弁であ
る。冷媒帰路３７の終端は多シリンダ型コンプレッサ１
の複数のシリンダの内の一つまたは一つ以上のシリンダ
吸入口１Ｃに接続されている。３６は冷房用エバポレー
タ７の冷媒帰路であって、その終端は多シリンダ型コン
プレッサ１の残余のシリンダ用の吸入口１ｂに接続され
ているｅ、３５は２つの冷媒帰路３６と３７の連通用管
路で、電磁弁１７が介在されている。

１３は空調用ダクト３６内に納められているヒータコア
で、エンジンウォータージャケットとを結ぶ通水管の他
に、保温タンク１１との運通用配管３８と３９が接続さ
れており、この両配管にはそれぞれ電磁弁１９と２０が
介在されている。２１はこの管路のためのウォーターポ
ンプである。

３１はエンジン冷却水の水温検知用サーミスタ、３２は
冷房用エバポレータ７の下流側空気温の検知用サーミス
タ、３３は保温タンク１１内の水温検知用サーミスタで
あり、１５はエンジンラジェータ、１６はラジェータ用
ウォーターポンプ、１８はヒータコア１３へのエンジン
冷却温水供給用電磁弁である。

２２は保温タンク内の蓄冷用エバポレータ１０への冷媒
供給制御用アンプ、２３はヒータコア１３への冷水供給
制御用アンプ、２４はコンプレッサ用マグネットクラッ
チ３の作動制御用アンプ、２５はアンプ２３と共働して
暖房時に保温タンク１１内温水のヒータコア１３への供
給制御を行うアンプである。２６はエアコンスイッチ、
２７は蓄冷用エバポレータ１０への冷媒供給用蓄冷スイ
ッチ、２８は空調装置制御用パネル６０に設けられた車
室内温度のコントロールレバー、２９はレバー２８が最
強暖房位置に移動した時オン作動される、アンプ２５の
起動用リミットスイッチであり、３０は車載バッテリ電
源である。

第５図は本発明装置の空調用ダクト３６の模式的側断面
図であって、４０は保温タンク１１内の冷水を利用する
急速冷房モードおよび急速暖房モードのオン−オフを司
どる即効空調用ダンパ、４１はダンパ４０の作動用ダイ
ヤフラム、４２はダイヤフラム４１に大気圧または負圧
を切換供給するための電磁弁、（イ）は負圧源、（ロ）
は大気連通口、４３はエアミックスダンパ、４５はダク
ト３６内への内外気切換　　　・導入用ダンパ、４７．
４８および４９はそれぞれ、デフロスト、フェイスおよ
びフットの各空気吹出口、５０と５１はそれぞれ各空気
吹出口の開閉状態切換用ダンパである。図中の他の符号
は既述のそれと共通する。

次に本発明装置の作動について、空調状態の４つのモー
ド、即ち急速冷房モード、急速暖房モード、通常冷房モ
ードおよび通常暖房モードに分けて以下に説明する。

（急速冷房モード） 夏季に入って冷房が必要となり、始めてエアコンスイッ
チ２６を投入する際同時に蓄冷スイッチ２７をオンさせ
ることによって、コンプレッサ１の駆動用マグネットク
ラッチ３が働いて冷凍サイクルが始動し、コンブυツサ
から吐出された温度と圧力の高い気相冷媒はコンデンサ
４で冷却液化後、一旦レシーバ５に流入して過剰分の冷
媒は一時的に貯溜される。レシーバ５から送出された冷
媒は、温度作動式膨張弁６を通過して減圧された後冷房
用エバポレータ７に供給される一方、レシーバ５の下流
の分岐管をたどって定圧式膨張弁９を通過した後、保温
タンク１１内の蓄冷用エバポレータ１０にも供給されて
タンク内に蓄えられている水を冷却させる。タンク内水
温が設定温度例えば２℃にまで低下すると、サーミスタ
３３がアンプ２２に信号を発して、冷房用および蓄冷用
の両エバポレータ１と１０の下流側冷媒帰路の連通用管
路３５に介在されている電磁弁１１を開弁させるので、
圧縮機１の吸入口１Ｃには冷房用エバポレータ１からの
冷媒が吸入される。この時低圧側である蓄冷用エバポレ
ータ１０の下流に高圧側である冷房用エバポレータの下
流の圧力が及ぼされて、定圧式膨張弁９の冷媒供給作動
圧を常時上回ることになって蓄冷用エバポレータ１０へ
の冷媒供給が停止される。

上記の如くして保温タンク１１内に冷水が蓄えられた状
態のもとで、次に冷房を開始する時に再び蓄冷スイッチ
２１を投入すると、アンプ２３が働いて電磁弁１８と１
９を閉弁し電磁弁２ｏを開弁させると共にウォーターポ
ンプ２１が起動されるので、ヒータコア１３はエンジン
冷却漏水の流入が断たれた状態のもとに、保温タンク１
１から配管３８および３９を通じて冷水の循環供給を受
けることになる。（第２図の矢印を参照）一方空調用ダ
クト３Ｇ内に組込まれた即効空調用ダンパ４０の作動用
ダイヤフラム４１には、アンプ２３からの指令にもとず
いて負圧源（イ）への連通側に切換えられている電磁弁
４２を通じて負圧が供給されるので、第５図に示された
ようにダンパ４０はダイヤフラム４１に引っばられて、
ダクト３６内を流れる被空調空気のすべてを冷水によっ
て冷却されているヒータコア１３を通過させる位置を占
めるので、クーラスイッチの投入直後で冷房用エバポレ
ータ７（および蓄冷用エバポレータ１０）が冷されてい
ない時期に有効な冷房を行うことができて、急速冷房効
果が得られる。

冷房用エバポレータ１が次第に冷却されてその下流側の
空気温度が冷房適温としての設定値に達すると、サーミ
スタ３２から信号がアンプ２３に送られて電磁弁１９と
２０を閉弁させ、電磁弁１８を開弁させて保温タンク１
１とヒータコア１３との連通を断ち、ヒータコア１３と
エンジンウォータジャケットとの連通状態を回復させ、
ウォーターポンプ２１も停止される。この時アンプ２３
は電磁弁４２にも指令を発して大気連通側に切換えさせ
るので、ダイヤフラム４１の働きによってダンパ４０は
冷房用エバポレータ１を通過して冷された空気がヒータ
コア１３内に流入するのを阻止する位＠（横向き位置）
に回動させられ、以後は自動的に通常冷房モードに移行
する。

（急速暖房モード） エンジン始動直後で、ヒータコア１３を熱すべきエンジ
ン冷却水が冷え切っている時期に、温度コントロールレ
バー２８を最終暖房位置に移動させると、このレバーの
働きを受けてリミットスイッチ２９がオンされてアンプ
２５が作動し電磁弁１８と１９が閉弁され、電磁弁２０
が開弁すると共にウォーターポンプ２１が起動するので
、コータコア１３にはエンジンウォータージャケットと
の連通が断たれた状態のもとに、前回の車両走行時に蓄
えさせておいた保温タンク１１内の温水が循環供給され
ることになって急速暖房が行われる。（第２図参照）急
速空調用ダンパ４０はこの時横向きの閉位置を占める。

エンジン冷却水温が次第に上昇して設定温度、例えば４
５℃に達するとサーミスタ３１が信号をアンプ２５に送
出して電磁弁１８．１９および２０を共に開弁させ、同
時にウォーターポンプ２１を停止させ、以後は自動的に
通常暖房モードが得られる。

（通常冷房モード） このモードでは、蓄冷スイッチ２７のオン−オフにかか
わらず、電磁弁１９と２０が閉弁、電磁弁１８が開弁の
状態に保たれるようにアンプによって制御されるので、
保温タンク１１とヒータコア１３との連通は断たれ、一
方ヒータコア１３とエンジンウォータージャケットとは
連通されてヒータコア１３による空調空気の再加熱が維
持される。この時蓄冷スイッチ２１がオンされていれば
当然蓄冷用蒸発器が働いて保温タンク１１内の水は冷却
される。（第３図参照） （通常暖房モード） このモード時にはアンプの働きによって電磁弁１８．１
９および２０は共に開弁状態に保たれ、第４図に矢印で
示されたように、エンジン冷却温水はヒータコア１３に
向けて循環されると共に、保温タンク１１内へも通人さ
せられて、保温タンク１１内には次回の急速暖房のため
の温水が蓄えられることになる。

上記の実施例においては、蓄冷スイッチ２７を投入する
ことによって蓄冷用エバポレータ１０に冷媒が供給され
るように構成されているが、この蓄冷スイッチ２１は必
ずしも設ける必要はなく、エアコンスイッチ２６をオン
することによって冷房中は常に蓄冷用エバポレータ１０
に冷媒を供給できるようにしてもよい。

また本発明に用いられる当業界でＦＤＳ方式と称されて
いる、第１と第２の２つのエバポレータから排出される
気相冷媒をそれぞれ受は入れるための２つの吸入口と、
これら冷媒を混合圧縮して送出するための１つの吐出口
を具えたコンプレッサとしては、多シリンダ型以外にも
２つの吸入口が設けられるタイプであればいかなるコン
プレッサでも使用することができる。

さらに保温タンクは使用地域の状況如何によっては即効
暖房機能を省いて即効冷房専用に使用することももちろ
ん自由である。

表１に各空調モードにおける、電磁弁１８．１９および
２０トポンブ２１並びに即効空調ダンパ４０の作動の有
様を一覧表としてまとめた。

表１ ［発明の効果コ 本発明の自動車用空気調和装置は次のような効果を秦す
る。

保温タンク内に冷房用冷凍機から冷媒の供給を受けるエ
バポレータを組み込むことによって、タンク内の水を例
えば２℃といった低温に冷却し、クーラー始動時にこの
冷水を即効冷熱源として活用するようにしたので、真夏
の炎天下でクーラーが効き始めるまでの間の不快感が著
しく軽減される。

（実施例の効果） 車両走行中に高温に達するエンジン冷却水の一部を保温
タンク内に蓄えておき、寒冷時の翌朝の始動時や低速走
行時などの即効暖房用熱源として活用する方法は既に知
られているが、この方式の難点は暖房不要時には保温タ
ンクが無益の重量とスペースを占める点にあった。そこ
で、本発明では、上述の如く、保温タンクに冷水貯溜機
能を持たせ、即効冷房作用という極めて有益な効用を付
加させることによって、保温タンクの存在価値が大幅に
高められるようになった。

保温タンクの即効暖房機能と即効冷房機能と切換えおよ
び蓄熱または蓄冷作動は制御装置の働きによって自動的
に行われるので、人手によるわずられしい操作は一切不
要である。

また即効暖房専用の保温タンクに、エバポレータとその
配管の他にわずかな部品を組み込むだけで、上述の如き
炎天下で異常な高温に達している車内に乗り込んだ時の
甚しい不快感から解放される効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置のシステム図、第２図、第３図およ
び第４図はそれぞれ装置が急速冷房（または急速暖房）
モード、通常冷房モードおよび通常暖房モードで作動し
ている時のエンジン冷却水と保温タンク内の温（冷）水
の流路を示した図であり、第５図は空調用ダクトの側断
面図である。 図中　１・・・コンプレッサ　４・・・コンデンサ　５
・・・レシーバ　６．９・・・膨張弁　１・・・冷房用
エバポレータ　１０・・・蓄冷用エバポレータ　１１・
・・保温タンク　１３・・・ヒータコア　１７〜２０・
・・電磁弁　２１・・・ウォーターポンプ　２２〜２５
・・・アンプ　２６・・・エアコンスイッチ　２７・・
・蓄冷スイッチ　２８・・・温度コントロールレバー　
３１〜３３・・・サーミスタ　４０・・・即効空調用ダ
ンパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）冷房用エバポレータ、温水式ヒータコア、ブロワ、
   ダクト内空気の流路切換用ダンパ等を内蔵し、被空調空
   気の吸入口と吹出口を備えた空調用ダクトと、急速冷房
   用の冷水の貯溜用保温タンクと、該保温タンク内に組込
   まれた水冷却用エバポレータと、前記保温タンク内の冷
   水を前記ヒータコア内に通入させるための連通用配管と
   、該運通用配管に介在させた電磁弁およびウォーターポ
   ンプと、前記保温タンク内の水の冷却時において、前記
   連通用配管に介在させた電磁弁を閉弁し、ウォーターポ
   ンプを停止させ、冷房開始時には前記電磁弁を開弁し、
   前記ウォーターポンプを始動させるための制御手段とを
   組合わせてなる自動車用空気調和装置。