(57)【要約】【課題】ヒートパイプシステムの運転再開時の始動性を高める。【解決手段】空調装置１は、内燃機関２で発生する排気ガスを排出する排気管３と、排気ガスの熱を回収するヒートパイプシステム４と、を備える。ヒートパイプシステム４は、排気管３に取り付けられて、排気ガスとの熱交換で作動媒体Ｒ４を蒸発させる蒸発器４４と、蒸発器４４で蒸発した作動媒体Ｒ４を液化させる凝縮器４３と、凝縮器４３で液化した作動媒体Ｒ４を蒸発器４４に送る液配管４２と、蒸発器４４で蒸発した作動媒体Ｒ４を凝縮器４３に送るガス配管４１と、液配管４２に設けられた開閉弁４５と、を有している。液配管４２の開閉弁４５と蒸発器４４との間の部位に設けられて、蒸発器４４の液配管入口４４ａの高さｈよりも低い位置を経由する液溜り部４６と、液溜り部４６への排熱非回収時の液溜りを促進させる促進手段と、を有する。【選択図】図２
2020044896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関で発生する排気ガスが通流する排気管と、
前記排気ガスの熱を回収するヒートパイプシステムと、を備える車両用の空調装置において、
前記ヒートパイプシステムは、
前記排気管に取り付けられて、前記排気ガスとの熱交換で作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した前記作動媒体を液化させる凝縮器と、
前記凝縮器で液化した前記作動媒体を前記蒸発器に送る液配管と、
前記蒸発器で蒸発した前記作動媒体を前記凝縮器に送るガス配管と、
前記液配管に設けられた開閉弁と、を有しており、
前記液配管の前記開閉弁と前記蒸発器との間の部位に設けられて、前記蒸発器の液配管入口高さよりも低い位置を経由する液溜り部と、
前記液溜り部への排熱非回収時の液溜りを促進させる促進手段と、を有することを特徴とする車両用の空調装置。
【請求項２】
前記促進手段は、前記液溜り部を冷却する冷却手段によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用の空調装置。
【請求項３】
前記液溜り部を走行風が当たる位置に配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両用の空調装置。
【請求項４】
前記液溜り部の表面積を、前記液配管の他の部位の表面積よりも大きく設定したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両用の空調装置。
【請求項５】
前記液溜り部の外周部または内周部に放熱フィンを設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両用の空調装置。
【請求項６】
前記液溜り部の径を、前記液配管の他の部位の径よりも大きく設定したことを特徴とする請求項４に記載の車両用の空調装置。
【請求項７】
前記液配管を前記排気管に固定するための保持部を、前記開閉弁よりも上流側に配置したことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車両用の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）を駆動源とする車両の暖房の熱源には、エンジンの冷却水が専ら用いられている。
しかし、内燃エンジンの始動初期には冷却水の温度が低いため、暖房によって車室内の温度が所定温度に達するまでにはある程度の時間を要していた。
【０００３】
特許文献１には、車両の暖房の熱源に排気ガスの熱を利用するためのヒートパイプシステムが開示されている。
また、特許文献２には、ループ型のヒートパイプを用いた給湯装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−１２７５１１号公報
【特許文献２】特公平６−０７８８７１号公報
【０００５】
特許文献１のヒートパイプシステムは、内燃機関の排気管に取り付けられた蒸発器と、空調用の空気が流れるダクトに設けられた凝縮器と、凝縮器で液化した作動媒体を蒸発器に送る液配管と、蒸発器で蒸発した作動媒体を凝縮器に送るガス配管と、を備えている。
【０００６】
このヒートパイプシステムにおいては、蒸発器において作動媒体（液体）を、排気管を流れる高温の排気ガスによって加熱して気化させる。凝縮器では、ガス配管を介して供給された気体状態の作動媒体が、ダクトを流れる空調用の空気に熱（凝縮潜熱）を放出して液化する。これにより、空調用の空気が凝縮器で加熱され、加熱された空調用の空気によって車室内が暖房される。
【０００７】
なお、凝縮器において液化した作動媒体は、液配管を経て蒸発器へと送られる。そして、蒸発器において液体状態の作動媒体は、排気管を流れる高温の排気ガスによって加熱されて、再び気化することになる。
ヒートパイプシステムでは、作動媒体が状態変化（サイクル）を繰り返しながら、蒸発器と凝縮器との間を循環することによって、排気ガスの熱の一部が、空調用の空気の加熱に有効利用（回収）される。
【０００８】
特許文献２の給湯装置が備えるループ型のヒートパイプ（ヒートパイプシステム）では、凝縮器に接続された液配管の途中に開閉弁が設けられている。
【０００９】
特許文献２に開示されたヒートパイプシステムにおいては、液配管の途中に設けられた開閉弁を閉じることによって、ヒートパイプシステムにおける作動媒体の循環を阻止できるようになっている。
これにより、ヒートパイプシステムにおける作動媒体を用いた熱輸送を、停止できるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ヒートパイプシステムにおいては、排気ガスなどの熱（排熱）を回収しないとき（排熱非回収時）には開閉弁が閉じられるが、開閉弁を閉じると、液配管の開閉弁と蒸発器との間の部位において液媒体が無くなる。
このような状態で開閉弁を開いてヒートパイプシステムの運転を再開すると、液配管から液媒体が蒸発器に素早く送り込まれないためにヒートパイプシステムの始動に時間遅れが生じ、ヒートパイプシステムの始動性が悪くなることがあった。
【００１１】
ヒートパイプシステムの運転再開時の始動性を高められるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、
内燃機関で発生する排気ガスが通流する排気管と、
前記排気ガスの熱を回収するヒートパイプシステムと、を備える車両用の空調装置において、
前記ヒートパイプシステムは、
前記排気管に取り付けられて、前記排気ガスとの熱交換で作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した前記作動媒体を液化させる凝縮器と、
前記凝縮器で液化した前記作動媒体を前記蒸発器に送る液配管と、
前記蒸発器で蒸発した前記作動媒体を前記凝縮器に送るガス配管と、
前記液配管に設けられた開閉弁と、を有しており、
前記液配管の前記開閉弁と前記蒸発器との間の部位に設けられて、前記蒸発器の液配管入口高さよりも低い位置を経由する液溜り部と、
前記液溜り部への排熱非回収時の液溜りを促進させる促進手段と、を有する構成の車両用の空調装置とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ヒートパイプシステムの運転再開時の始動性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】車両用の空調装置の概略構成を説明する図である。
【図２】車両用の空調装置の基本構成を説明する図である。
【図３】車両用の空調装置における凝縮器と液配管とガス配管の配置を説明する図である。
【図４】車両用の空調装置における排熱回収器と液配管とガス配管の配置を説明する図である。
【図５】ヒートパイプシステムの液溜り部を説明する図である。
【図６】液溜り部での液溜りを促進させる促進手段の変形例を説明する図である。
【図７】液溜り部での液溜りを促進させる促進手段の変形例を説明する図である。
【図８】液溜り部での液溜りを促進させる促進手段の変形例を説明する図である。
【図９】液溜り部での液溜りを促進させる促進手段の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態にかかる車両用の空調装置１の概略構成を説明する図である。
図２は、車両用の空調装置１の基本構成を説明する図であって、ヒートパイプシステム４と、冷凍サイクル５と、冷却水循環サイクル６の回路構成を説明する図である。
図３は、車両用の空調装置１における凝縮器４３と液配管４２とガス配管４１の配置を説明する図である。
図４は、車両用の空調装置１における排熱回収器３５と液配管４２とガス配管４１の配置を説明する図である。
図５は、ヒートパイプシステム４の液溜り部４６を説明する図である。図５の（ａ）は、液溜り部４６周りの拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
［空調装置１の構成］
図１に示すように、車両Ｖの前部では、運転席７１の前方（図１の左方）に空調装置１が設置されている。
車両Ｖのファイアウォール７２よりも前方のエンジンルームには、駆動源である内燃機関（ＥＮＧ）２が収容されている。
内燃機関２は、ガソリンなどの燃料の燃焼によって発生する熱エネルギーを運動エネルギー（駆動力）に変換するものである。内燃機関２には、燃料の燃焼により発生した排気ガスの排気系として、排気管３が接続されている。
【００１７】
排気管３は、フロア７４の下面に沿って、車両後方（図１の右方）に向かって延びている。内燃機関２での燃料の燃焼によって発生する高温の排気ガスは、排気管３を車両後方に向かって流れて大気中に排出される。
【００１８】
排気管３の途中には、排気ガスを浄化するための触媒３１と、排熱回収器３５と、消音器である不図示のマフラーと、が設けられている。排気管３では、触媒３１と、排熱回収器３５と、マフラーとが、排気ガスの流れ方向に沿って設けられている。
【００１９】
排熱回収器３５は、排気ガスの熱の一部を回収するためのものである。排熱回収器３５においては、図１および図４に示すように、排気管３が二股状に分岐して熱回収路３２とバイパス路３３とが形成されている。
【００２０】
熱回収路３２とバイパス路３３は、排気ガスの流れ方向下流において合流して排気管３の排熱回収器３５の下流側部分に接続されている。
図１に示すように、熱回収路３２とバイパス路３３の上流側の分岐部と、下流側の合流部には、切替ドア３４ａ、３４ｂが、それぞれ回動可能に設けられている。
【００２１】
切替ドア３４ａ、３４ｂは、触媒３１側から排熱回収器３５に流入する排気ガスを、熱回収路３２またはバイパス路３３に選択的に流すために設けられている。
【００２２】
ここで、図１では、熱回収路３２とバイパス路３３が、上下に並んで配置されており、熱回収路３２の方がバイパス路３３よりも上側に位置している場合を例示している。
図４では、熱回収路３２とバイパス路３３が、水平方向に並んで配置されている場合を例示している。熱回収路３２とバイパス路３３の並びは、図１と図４の態様の何れでも良い。
【００２３】
排熱回収器３５の熱回収路３２には、排気ガスとの熱交換により、排気ガスの熱の一部を回収する蒸発器４４が設けられている。
蒸発器４４は、排気ガスの熱を作動媒体Ｒ４に回収するヒートパイプシステム４の構成要素である。車両用の空調装置１では、ヒートパイプシステム４で回収した排気ガスの熱を、空調装置１における空調用の空気Ａｉｒの加熱に利用する。
【００２４】
図２に示すように、空調装置１は、ヒートパイプシステム４の他に、空調用の空気Ａｉｒの冷却に用いられる冷凍サイクル５と、空調用の空気Ａｉｒの加熱に用いられる冷却水循環サイクル６とを有している。
空調装置１の内部には、空調用の空気Ａｉｒが通流するダクト１１が形成されている。
ダクト１１の内部には、ダクト１１における空気Ａｉｒの通流方向における上流側から順番に、シロッコファン１２と、エバポレータ５３と、ヒータコア６３と、凝縮器４３と、エア混合チャンバ１４とが設けられている。
【００２５】
シロッコファン１２（送風機）は、空調装置１の作動時に駆動されて、車室７０（図１参照）内の空気（内気）および／または車室７０外の空気（外気）を吸引する。シロッコファン１２は、吸引した空気を、シロッコファン１２の下流側に配置されたエバポレータ５３に向けて送出する。
【００２６】
エバポレータ５３では、熱媒体Ｒ５が蒸発する際の気化熱で、エバポレータ５３を通過する空気Ａｉｒを、冷却、除湿する。
【００２７】
空気Ａｉｒの通流方向におけるエバポレータ５３の下流側には、冷却水循環サイクル６のヒータコア６３が設けられている。
ヒータコア６３では、内燃機関２の冷却水Ｒ６（熱媒体）との熱交換で、ヒータコア６３を通過する空気Ａｉｒを加熱する。
【００２８】
空気Ａｉｒの通流方向におけるヒータコア６３の下流側には、ヒートパイプシステム４の凝縮器４３が設けられている。
凝縮器４３では、作動媒体Ｒ４との熱交換で、凝縮器４３を通過する空気を加熱する。
【００２９】
空調装置１において凝縮器４３は、ダクト１１内を通流する空気の通流方向で、エバポレータ５３の下流側に設けられている。エバポレータ５３と凝縮器４３との間であって、凝縮器４３から見た上流側には、ヒータコア６３が配置されている。
空調装置１では、ヒータコア６３を通過した空気Ａｉｒが、そのまま凝縮器４３を通過する。
【００３０】
ヒータコア６３とエバポレータ５３との間には、ミックスドア１３が設けられている。ミックスドア１３は、エバポレータ５３を通過した空気のヒータコア６３側への流入量を調整するために設けられている。
【００３１】
ミックスドア１３が、エバポレータ５３を通過した空気のヒータコア６３側への流入を阻止する位置（図３、仮想線参照）に配置されると、エバポレータ５３を通過した空気がそのままエア混合チャンバ１４に供給される。
【００３２】
ミックスドア１３が、エバポレータ５３を通過した空気のエア混合チャンバ１４側への流入を阻止する位置（図３、実線参照）に配置されると、エバポレータ５３を通過した空気Ａｉｒが、ヒータコア６３と凝縮器４３側を通過する。ヒータコア６３と凝縮器４３側を通過した空気Ａｉｒは、最終的にエア混合チャンバ１４に供給される。
【００３３】
空調装置１では、図示しない制御装置が、車室７０内の設定温度等に応じてミックスドア１３の位置を変更することで、ヒータコア６３側を通過する空気の量が調整される。
【００３４】
エア混合チャンバ１４では、エバポレータ５３を通過する際に冷却された空気Ａｉｒと、ヒータコア６３および凝縮器４３を通過する際に加熱された空気Ａｉｒと、が混合されて、所望の温度に調整される。
【００３５】
エア混合チャンバ１４には、デフダクト側の流入口１５と、ベントダクト側の流入口１６と、フットダクト側の流入口１７と、が開口している。各流入口１５、１６、１７には、図示しない制御装置により駆動される開閉弁が設けられている。
【００３６】
流入口１５に流入した空気Ａｉｒは、図示しないデフ吹出口から、車両Ｖのフロントウインドウに向けて送出される。流入口１６に流入した空気Ａｉｒは、図示しないベント吹出口から、乗員の上半身に向けて送出される。流入口１７に流入した空気Ａｉｒは、図示しないフット吹出口から、乗員の足元に向けて送出される。
【００３７】
エア混合チャンバ１４で温度が調節された空気Ａｉｒ（空調用の空気Ａｉｒ）は、少なくともひとつの流入口１５、１６、１７を通って、車室７０に供給されて、車室７０内を空調する。
【００３８】
図２に示すように、空気Ａｉｒの冷却に関与するエバポレータ５３は、冷凍サイクル５が備える冷媒配管５０上に設けられている。冷媒配管５０は、気体状態の熱媒体Ｒ５が通流するガス配管５１と、液体状態の熱媒体Ｒ５が通流する液配管５２と、を有している。
冷凍サイクル５は、エバポレータ５３の他に、膨張弁５４と、コンプレッサ５５と、コンデンサ５６と、を有している。
【００３９】
膨張弁５４は、コンデンサ５６とエバポレータ５３とを連絡させる液配管５２に設けられており、液配管５２を通流する液体状態の熱媒体Ｒ５を減圧膨張させる。
エバポレータ５３は、膨張弁５４から供給された熱媒体Ｒ５を減圧下で蒸発させる。
【００４０】
コンプレッサ５５は、エバポレータ５３とコンデンサ５６とを連絡させるガス配管５１に設けられており、エバポレータ５３で蒸発した熱媒体Ｒ５を吸引して、高温高圧に圧縮する。
コンデンサ５６は、ガス配管５１を介してコンプレッサ５５側から供給された高温高圧の熱媒体Ｒ５を、外気との熱交換で冷却して凝縮させる。
【００４１】
冷凍サイクル５では、コンプレッサ５５の動力によって、エバポレータ５３とコンデンサ５６との間を熱媒体Ｒ５が循環する。コンデンサ５６で冷却された熱媒体Ｒ５が、エバポレータ５３で蒸発する際に吸熱することにより、ダクト１１を通流する空気Ａｉｒが、冷却および除湿される。
【００４２】
空気Ａｉｒの加熱に関与するヒータコア６３は、冷却水循環サイクル６が備える冷却経路６０に、冷却水導入配管６１と冷却水導出配管６２を介して接続されている。
冷却経路６０は、第１経路６０１と、第２経路６０２と、を有している。第１経路６０１は、内燃機関２と、ラジエータ６７と、冷却水バルブ６４と、ウォータポンプ６６とが、冷却水の通流路に沿って設けられた循環路である。ラジエータ６７には、冷却水タンク６５が付設されている。
【００４３】
冷却水バルブ６４は、開位置および閉位置の何れか一方に切り替えるタイプ（いわゆる開閉弁）、または制御によってその開度の調整ができるタイプ（流量コントロール弁）の何れであってもよい。
【００４４】
第２経路６０２は、第１経路６０１における冷却水の通流方向で、内燃機関２の下流側と、ウォータポンプ６６の上流側に接続されている。第２経路６０２は、ラジエータ６７と冷却水バルブ６４を迂回する迂回路である。
ヒータコア６３から延びる冷却水導入配管６１と冷却水導出配管６２は、第２経路６０２に接続されている。
【００４５】
冷却水循環サイクル６では、冷却水バルブ６４を開いた状態で、ウォータポンプ６６が駆動されると、第１経路６０１側と、第２経路６０２側を冷却水Ｒ６が通流する。
冷却水バルブ６４を閉じた状態で、ウォータポンプ６６が駆動されると、第２経路６０２側を冷却水Ｒ６が通流する。
【００４６】
第１経路６０１は、内燃機関２を通って設けられており、冷却水Ｒ６は、内燃機関２の領域を通過する際に、内燃機関２の排熱で加熱される一方で、内燃機関２を冷却する。
内燃機関２の排熱で加熱された冷却水Ｒ６のうち、第１経路６０１側を通過する冷却水Ｒ６は、ラジエータ６７を通過する際に、外気との熱交換で冷却される。
【００４７】
第２経路６０２側を通過する冷却水Ｒ６の一部は、ヒータコア６３を通って、第１経路６０１に循環し、残りの一部は、ヒータコア６３を通らずに第１経路６０１に循環する。
【００４８】
ヒータコア６３では、冷却経路６０（第２経路６０２）側から供給された高温の冷却水Ｒ６と、空気Ａｉｒとの熱交換を行って空気Ａｉｒを加熱する。
空気Ａｉｒとの熱交換で温度が低下した冷却水Ｒ６は、冷却水導出配管６２を介して、冷却経路６０（第２経路６０２）内に戻される。
【００４９】
空気Ａｉｒの加熱に関与する凝縮器４３は、ヒートパイプシステム４が備える作動媒体Ｒ４の循環路４０（ガス配管４１と液配管４２）上に設けられている。
循環路４０は、金属材料からなる筒状管を環状に配置して、内部に作動媒体Ｒ４を減圧封入したものである。
【００５０】
ヒートパイプシステム４は、前記した蒸発器４４のほかに、凝縮器４３（インターナルコンデンサＩ／Ｃ）を有している。蒸発器４４と凝縮器４３は、ガス配管４１と液配管４２で接続されている。液配管４２には、開閉弁（電磁弁）４５が設けられている。
【００５１】
蒸発器４４では、液体状態の作動媒体Ｒ４（例えば、水）が、排気ガスとの熱交換で加熱されて蒸発する。
ガス配管４１は、蒸発器４４で蒸発して気体状態になった作動媒体Ｒ４を、凝縮器４３に供給する機能を果たす。
【００５２】
凝縮器４３では、気体状態の作動媒体Ｒ４が、凝縮器４３を通過する空気Ａｉｒとの熱交換で冷却されて凝縮する。
液配管４２は、凝縮器４３で凝縮して液体状態になった作動媒体Ｒ４を、蒸発器４４に供給する機能を果たす。
【００５３】
ヒートパイプシステム４では、作動媒体Ｒ４が、気体と液体との間での状態変化（サイクル）を繰り返しながら、蒸発器４４と凝縮器４３との間を循環する。
ヒートパイプシステム４では、排気ガスの排熱を利用して作動媒体Ｒ４を加熱することで、排気ガスの熱の一部を作動媒体Ｒ４に回収している。
そして、作動媒体Ｒ４に回収した熱を利用して、凝縮器４３を通過する空気Ａｉｒを加熱しているので、排気ガスの熱を有効に利用している。
【００５４】
ヒートパイプシステム４では、液配管４２に設けた開閉弁（電磁弁）４５を閉じると、循環路４０内での作動媒体Ｒ４の循環が停止する。これにより、排気ガスから作動媒体Ｒ４に回収した熱の凝縮器４３側への輸送が停止する。
【００５５】
図３に示すようにガス配管４１は、配管接続部３１０を貫通してダクト１１内に引き込まれており、ガス配管４１の先端部は、凝縮器４３の側縁部の上端部位に接続されている。
液配管４２もまた、配管接続部３１０を貫通してダクト１１内に引き込まれており、液配管４２の先端部は、凝縮器４３の側縁部の下端部位に接続されている。
【００５６】
空調装置１から外部に延びるガス配管４１および液配管４２は、車両Ｖのファイアウォール７２を貫通して、内燃機関２の収容部（エンジンルーム）内に達している。
エンジンルーム内においてガス配管４１および液配管４２は、ファイアウォール７２に沿って、フロア７４側の下方に延びたのち、フロア７４の下面に沿って車両Ｖの後方側に延びている。
【００５７】
そして、ガス配管４１は、車両Ｖの前方側から排熱回収器３５（蒸発器４４）の上部に接続されている（図４参照）。
【００５８】
液配管４２は、ガス配管４１の下方を、フロア７４の下面に沿って車両Ｖの後方側に延びている。液配管４２は、車両Ｖの前方側から排熱回収器３５の蒸発器４４の下部に接続されている。
【００５９】
液配管４２は、ガス配管４１よりも小さい内径で形成されている。液配管４２とガス配管４１は、排気管３における触媒３１よりも車両前方側の領域に、ブラケット１８を介して支持されている。
【００６０】
液配管４２では、ブラケット１８で支持された領域よりも蒸発器４４側に、開閉弁４５が設けられている。開閉弁４５から見てブラケット１８は、液配管４２における作動媒体Ｒ４の通流方向の上流側に位置している。
【００６１】
液配管４２における開閉弁４５よりも蒸発器４４側には、液配管４２が屈曲させて形成した液溜り部４６が設けられている。液溜り部４６は、筒状のパイプを屈曲させて形成したものである。
【００６２】
図５に示すように、液溜り部４６は、蒸発器４４の液配管入口４４ａから下方に延びる第１領域４６ａと、第１領域４６ａの下端から水平線方向に沿って車両の前方側に延びる第２領域４６ｂと、第２領域４６ｂの先端から上方に延びる第３領域４６ｃと、を有している。
第３領域４６ｃの上端には、開閉弁４５から車両後方側に延びる液配管４２が接続されている。
【００６３】
液配管４２の延長線上に、蒸発器４４の液配管入口４４ａが位置しており、液溜り部４６は、蒸発器４４の液配管入口４４ａの地上からの高さｈよりも低い位置を経由して設けられている。
蒸発器４４の側方から見て液溜り部４６は、第１領域４６ａから第３領域４６ｃまでの範囲が、下方に窪んだ凹形状に形成されている。
【００６４】
液溜り部４６の第２領域４６ｂには、円板状の放熱フィン４７１が、第２領域４６ｂの長手方向に所定間隔で複数設けられている。
放熱フィン４７１は、空調装置１を搭載した車両の走行時に、走行風が通過する領域に設けられており、第２領域４６ｂ内の液体状の作動媒体Ｒ４を冷却するために設けられている。
【００６５】
本実施形態では、第２領域４６ｂに設けられた複数の放熱フィン４７１が、発明における「液溜りの促進手段」を構成している。
複数の放熱フィン４７１は、開閉弁４５が閉じられて、ヒートパイプシステム４による排気ガスの排熱回収を行わないとき（排熱非回収時）に、液溜り部４６内の作動媒体Ｒ４を冷却して、液体状態のままで保持するために設けられている。
【００６６】
すなわち、複数の放熱フィン４７１は、排熱非回収時に液配管４２の液溜り部４６に溜まる作動媒体Ｒ４の気化を防ぐために設けられた冷却手段の一態様である。
【００６７】
［車両用の空調装置１の作用］
次に、車両用の空調装置１の作用について説明する。
冬季などにおいて車両Ｖの車室７０内を暖房する必要がある場合には、ミックスドア１３が、図３に実線にて示す位置に配置される。
さらに、排熱回収器３５に設けられた切替ドア３４ａ、３４ｂが、図１に実線にて示す位置に設定される。
【００６８】
内燃機関２の始動初期においては、冷却水循環サイクル６の冷却水Ｒ６の温度が低い。そのため、冷却水Ｒ６がヒータコア６３を通流しても、ヒータコア６３は、暖房に殆ど寄与しない。
【００６９】
一方、内燃機関２から排出される排気ガスの温度は、内燃機関２の始動初期においても十分に高い。そのため、ヒートパイプシステム４で回収した排気ガスの熱を、車室７０内に供給する空気Ａｉｒの加熱に用いることで、車室７０内の暖房を、内燃機関２の始動初期から実施できる。
【００７０】
すなわち、ヒートパイプシステム４においては、内燃機関２から排出される高温の排気ガスは、排熱回収器３５の熱回収路３２を通過する際に、熱回収路３２に設置された蒸発器４４において、液体状態にある作動媒体Ｒ４を加熱して蒸発（気化）させる。
【００７１】
蒸発器４４で蒸発して気体状態になった作動媒体Ｒ４（水蒸気）は、ガス配管４１を通ってダクト１１内の凝縮器４３に流入する。
凝縮器４３に流入した気体状態の作動媒体Ｒ４は、凝縮器４３を通過する空調用の空気（内気または外気）との間での熱交換により凝縮する。
凝縮器４３において気体状態の作動媒体Ｒ４は、空調用の空気に凝縮潜熱を放出して凝縮（液化）する。これにより、空調用の空気Ａｉｒが加熱される。
【００７２】
そして、凝縮器４３において液化した作動媒体Ｒ４（水）は、液配管４２を通って排熱回収器３５に設けられた蒸発器４４に流入する。
蒸発器４４に流入した液体状態の作動媒体Ｒ４は、排熱回収器３５内の熱回収路３２を流れる排気ガスによって再び加熱されて蒸発（気化）することで、排気ガスの熱の一部を再び回収する。
【００７３】
作動媒体Ｒ４が、状態変化（気化と液化）を繰り返しながら閉回路（循環路４０）を循環することによって、内燃機関２から排出される排気ガスの熱の一部が回収され、回収された熱によって車室７０内が暖房される。
【００７４】
内燃機関２が始動されて、所定の時間が経過すると、内燃機関２は暖まって所定の温度状態で安定するようになる（いわゆる温間時）。
その時、冷却水Ｒ６の温度は高温（常温よりも高い温度、例えば６０℃以上）になる。従って、そのような状態の下で、冷却水が循環しているヒータコア６３を空気が通過すると、冷却水と熱交換することにより、ヒータコア６３が放熱し、その空気は加熱される。
【００７５】
そして、内燃機関２の始動後に冷却水Ｒ６の温度が高くなると、高温の冷却水Ｒ６が、冷却水導入配管６１を通ってヒータコア６３内に流入した後、冷却水導出配管６２を通って、冷却経路６０に戻される。
【００７６】
ここで、ヒートパイプシステム４においては、排熱回収器３５に設けられた切替ドア３４ａ、３４ｂの切り替えによって、排気ガスの熱の回収と非回収が選択される。
すなわち、切替ドア３４ａ、３４ｂが図１に実線にて示す位置にあるときには、前述のように排気ガスが排熱回収器３５内の熱回収路３２を流れ、排気ガスの熱の一部が蒸発器４４において作動媒体Ｒ４によって回収される。
【００７７】
これに対して、切替ドア３４ａ、３４ｂが図１に破線にて示す位置に切り替えられると、内燃機関２から排気管３へと排出される排気ガスは、排熱回収器３５において熱回収路３２をバイパスしてバイパス路３３へと流れる。このため、排気ガスの熱は、排熱回収器３５において回収されない。
【００７８】
本実施の形態の車両用の空調装置１においては、ヒータコア６３とヒートパイプシステム４とが併用されているが、ヒータコア６３だけで暖房を十分賄うことができる場合には、ヒートパイプシステム４の運転を停止するようにしている。
【００７９】
具体的には、図示しない制御装置が、排熱回収器３５の切替ドア３４ａ、３４ｂを、図１において破線で示す位置に切り替えて、排気ガスが蒸発器４４をバイパスして流れるようにする。さらに、開閉弁４５を閉じて、作動媒体Ｒ４の循環路４０内の循環を停止させる。
【００８０】
しかしながら、ヒートパイプシステム４の運転を停止して排気ガスの熱を回収しない場合（排熱非回収時）であっても、蒸発器４４の排気管３からの受熱を完全に遮断することは実際には難しい。
そのため、蒸発器４４内の作動媒体（液媒体）が多少の受熱によって気化するために、ヒートパイプシステム４のサイクルが不安定になるという問題があった。
【００８１】
また、排熱非回収時に開閉弁４５を閉じると、液配管４２の開閉弁４５と蒸発器４４との間の部位の作動媒体Ｒ４が受熱によって蒸発してしまい、液配管４２の開閉弁４５と蒸発器４４との間の部位の作動媒体Ｒ４がなくなることがある。
このような状態で、開閉弁４５を開いてヒートパイプシステム４の運転を再開すると、液配管４２から作動媒体Ｒ４が蒸発器４４に素早く送られないために、ヒートパイプシステム４の始動に時間遅れが生じることがある。
そのため、ヒートパイプシステム４の始動性が悪くなることがある。
【００８２】
本実施の形態においては、図４に示すように、液配管４２の開閉弁４５と蒸発器４４との間の部位に、液配管４２を屈曲させて形成した液溜り部４６が設けられている。液溜り部４６は、蒸発器４４の液配管入口４４ａの高さｈよりも低い位置を経由する凹形状を成している。
【００８３】
そのため、排熱非回収時に開閉弁４５を閉じた場合には、液配管４２の液溜り部４６に液体状態の作動媒体Ｒ４が貯留される。
そして、本実施の形態では、液溜り部４６への作動媒体の貯留（液溜り）を促進させる促進手段（冷却手段）として、液溜り部４６が走行風が当たる位置に配置されているので、液溜り部４６が走行風によって効果的に冷却される。
【００８４】
さらに、液溜り部４６の第２領域４６ｂに、円板状の放熱フィン４７１が設けられており、放熱フィン４７１もまた、空調装置１を搭載した車両の走行時に、走行風が通過する領域に設けられている。
よって、放熱フィン４７１によっても、液溜り部４６が効果的に冷却される。
【００８５】
このように、液溜り部４６が走行風によって冷却されると、液溜り部４６に貯留されている作動媒体Ｒ４も冷却されるために、液体状態の作動媒体Ｒ４が排熱回収器３５周りからの受熱によって気化することが好適に抑制されている。
そのため、液溜り部４６での作動媒体Ｒ４の貯留（液溜り）が促進されて、液溜り部４６には、液体状態の作動媒体Ｒ４が保持されることになる。
【００８６】
この状態において、開閉弁４５を開けてヒートパイプシステム４の運転を再開した場合、液配管４２の液溜り部４６に残留する液体状態の作動媒体Ｒ４が、蒸発器４４に素早く送られる。
これにより、蒸発器４４における排気ガスと、液体状態の作動媒体Ｒ４との熱交換を速やかに開始することができるので、ヒートパイプシステム４が時間遅れなく始動する。
よって、ヒートパイプシステム４の始動性が高められることになる。
【００８７】
本実施の形態では、図４に示すように、液配管４２では、開閉弁４５よりも上流側（排気ガスと液冷媒の流れ方向上流側）にブラケット１８が設けられている。液配管４２は、ブラケット１８を介して、排気管３で保持されている。
そのため、液配管４２では、ブラケット１８よりも蒸発器４４側は、液溜り部４６と蒸発器４４の液配管入口４４ａまでの領域が、排気管３に直接接していない。さらに、液溜り部４６は、ブラケット１８から離れた位置に配置されている。
【００８８】
よって、排気管３を通流する排気ガスの熱がブラケット１８を介して液配管４２の液溜り部４６に伝わり難くなっている。そのため、液溜り部４６に貯留されている作動媒体Ｒ４の気化が、より一層効果的に防がれている。これによって、液溜り部４６への作動媒体Ｒ４の貯留（液溜り）が促進される。
【００８９】
以上の通り、本実施形態にかかる車両用の空調装置１は、以下の構成を有している。
（１）空調装置１は、
内燃機関２で発生する排気ガスを排出する排気管３と、
排気ガスの熱を回収するヒートパイプシステム４と、を備える。
ヒートパイプシステム４は、
排気管３に取り付けられて、排気ガスとの熱交換で作動媒体Ｒ４を蒸発させる蒸発器４４と、
蒸発器４４で蒸発した作動媒体Ｒ４を液化させる凝縮器４３と、
凝縮器４３で液化した作動媒体Ｒ４を蒸発器４４に送る液配管４２と、
蒸発器４４で蒸発した作動媒体Ｒ４を凝縮器４３に送るガス配管４１と、
液配管４２に設けられた開閉弁４５と、を有している。
液配管４２の開閉弁４５と蒸発器４４との間の部位に設けられて、蒸発器４４の液配管入口４４ａの高さｈよりも低い位置を経由する液溜り部４６と、
液溜り部４６への排熱非回収時の液溜りを促進させる促進手段と、を有する。
【００９０】
このように構成すると、排熱非回収時に開閉弁４５を閉じると、液配管４２の液溜り部４６に液体状態の作動媒体Ｒ４が貯留される。
促進手段が、液溜り部４６への作動媒体の貯留（液溜り）を促進させるので、液溜り部４６に液体状態の作動媒体Ｒ４を確実に貯留できる。
この状態において、開閉弁４５を開けてヒートパイプシステム４の運転を再開した場合、液配管４２の液溜り部４６に残留する液体状態の作動媒体Ｒ４が、蒸発器４４に素早く送られる。
これにより、蒸発器４４における排気ガスと、液体状態の作動媒体Ｒ４との熱交換を速やかに開始することができるので、ヒートパイプシステム４を時間遅れなく始動することができる。よって、ヒートパイプシステム４の始動性が高められることになる。
【００９１】
本実施形態にかかる車両用の空調装置１は、以下の構成を有している。
（２）促進手段は、液溜り部４６を冷却する冷却手段によって構成されている。
【００９２】
このように構成すると、排気ガスが通流する排気管３からの受熱を完全に遮断することができない場合であっても、液溜り部４６を冷却して、液溜り部に貯留された作動媒体Ｒ４の気化を抑制できる。
これにより、液溜り部４６内に液体状態の作動媒体Ｒ４を保持できるので、開閉弁４５を開けてヒートパイプシステム４の運転を再開した場合のヒートパイプシステム４の始動性を高めることができる。
【００９３】
本実施形態にかかる車両用の空調装置１は、以下の構成を有している。
（３）液溜り部４６を、空調装置１を搭載した車両の走行時に、走行風が当たる位置に配置したことより、液溜り部４６を冷却する。
【００９４】
このように構成すると、液溜り部４６内に液体状態の作動媒体Ｒ４を保持できるので、ヒートパイプシステム４の始動性が高めることができる。
なお、車体の下部には、走行風の流れを整えるための整流板やアンダーカバーが設けられている。整流板やアンダーカバーは、車体下部での乱流の発生を抑制して、乱流による走行抵抗を抑制するために設けられている。
整流板やアンダーカバーを利用して、車体の下部を通過する走行風が、液溜り部４６の領域を積極的に通過するようにすることで、液溜り部４６をより効果的に冷却できる。
よって、車体の下部に設けた整流板やアンダーカバーによって、車体の下部に、液溜り部４６に向かう空気の流れを形成しても良い。
【００９５】
本実施形態にかかる車両用の空調装置１は、以下の構成を有している。
（４）液溜り部４６（第２領域４６ｂ）の表面に複数の放熱フィン４７１を設けることによって、液溜り部４６の表面積を、液配管４２の他の部位（液溜り部４６以外の部位）の表面積よりも大きく設定した。
【００９６】
このように構成すると、液溜り部４６の表面積が増えることによって、液溜り部４６をより効果的に冷却できる。
なお、本実施形態では、液溜り部４６の第２領域４６ｂに、放熱フィン４７１を設けた場合を例示した。放熱フィン４７１は、液溜り部４６の他の領域（第１領域４６ａ、第３領域４６ｃ）にも設けられていても良い。
【００９７】
なお、本実施の形態では、ヒートパイプシステム４を循環する作動媒体Ｒ４として、水を例示した。作動媒体Ｒ４には、水以外の任意の流体（例えば、ＨＦＣなどのフロン系冷媒）を使用することができる。
【００９８】
図６から図９は、液配管４２の液溜り部４６での液溜り（作動媒体Ｒ４の貯留）を促進させる促進手段（冷却手段）の変形例を説明する図である。
【００９９】
図６は、液溜り部４６Ａに設けられた促進手段（冷却手段）の他の例を示す図である。図６の（ａ）は、蒸発器４４周りの部分側面図であり、（ｂ）は、（ａ）における領域Ａの拡大詳細図、（ｃ）は、（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を拡大した図である。
なお、図６の（ｂ）では、液溜り部４６の第２領域４６ｂにおける図中左側の一部の領域を切り欠いて、第２領域４６ｂを断面で示している。
【０１００】
図６に示す液溜り部４６Ａでは、第２領域４６ｂの外周に、第２領域４６ｂの長手方向に沿う放熱フィン４７１Ａが設けられている。
放熱フィン４７１Ａは、車両前後方向（走行風の流れ方向）に沿う向きで設けられている。第２領域４６ｂの外周において放熱フィン４７１Ａは、周方向の全周に亘って、適当な間隔をあけて複数設けられている。
【０１０１】
このように構成することによっても、液溜り部４６（第２領域４６ｂ）の表面積（放熱面積）が拡大するため、液溜り部４６が走行風によって一層効果的に冷却される。
これにより、液溜り部４６における液溜り（液媒体の気化防止）が促進される。
【０１０２】
図７は、液溜り部４６Ｂに設けられた促進手段（冷却手段）の他の例を示す図である。
図７の（ａ）は、蒸発器４４周りの部分側面図であり、図７の（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を拡大した図である。
【０１０３】
図７に示す液溜り部４６Ｂでは、第２領域４６ｂの内周に、第２領域４６ｂの長手方向に沿う放熱フィン４７１Ｂが設けられている。
放熱フィン４７１Ｂは、車両前後方向（走行風の流れ方向）に沿う向きで設けられている。第２領域４６ｂの内周において放熱フィン４７１Ｂは、周方向の全周に亘って、適当な間隔をあけて複数設けられている。
放熱フィン４７１Ｂは、第２領域４６ｂを通流する作動媒体Ｒ４の流れを妨げないようにするために、作動媒体Ｒ４の通流方向に沿って設けられている。
【０１０４】
このように構成すると、液溜り部４６（第２領域４６ｂ）内の作動媒体Ｒ４との接触面積が拡大するため、液溜り部４６が走行風によって冷却されると、液溜り部４６内の作動媒体Ｒ４が効率的に冷却される。
これにより、液溜り部４６における液溜り（液媒体の気化防止）が促進される。
なお、図７の態様と、図５の放熱フィン４７１や図６の放熱フィン４７１Ａとを組み合わせた構成としても良い。
【０１０５】
図８は、液溜り部４６Ｃに設けられた促進手段（冷却手段）の他の例を示す図である。
図８では、蒸発器４４周りを側方から見た状態が拡大して示されている。
【０１０６】
図８に示す液溜り部４６Ｃでは、第１領域４６ａから第３領域４６ｃまでの範囲の外径φＤ１が、液配管４２（液配管４２における液溜り部４６Ｃでない領域）の外径φＤ２よりも大きくなっている（φＤ１＞φＤ２）。
【０１０７】
このように構成すると、液溜り部４６Ｃにおける作動媒体Ｒ４の表面積（放熱面積）が、液配管４２の部分よりも大きくなるため、液溜り部４６が走行風によって冷却されると、液溜り部４６内の作動媒体Ｒ４を効率的に冷却される。
これにより、液溜り部４６における液溜り（液媒体の気化防止）が促進される。
なお、図８の態様と、図５の放熱フィン４７１、図６の放熱フィン４７１Ａ、図７の放熱フィン４７１Ｂとを組み合わせた構成としても良い。
【０１０８】
図９は、変形例にかかる液溜り部４６Ｄを説明する図であり、蒸発器４４周りを側方から見た状態を拡大して示している。
【０１０９】
図９に示す液溜り部４６Ｄは、蒸発器４４の液配管入口４４ａから斜め下方に延びる第１領域４６ａと、第１領域４６ａの下端から斜め上方に延びる第２領域４６ｂと、を有している。
第２領域４６ｂの上端には、開閉弁４５から車両後方側に延びる液配管４２が接続されている。
【０１１０】
液配管４２の延長線上に、蒸発器４４の液配管入口４４ａが位置しており、液溜り部４６Ｄは、蒸発器４４の液配管入口４４ａの高さｈよりも低い位置を経由して設けられている。
蒸発器４４の側方から見て液溜り部４６は、第１領域４６ａと第２領域４６ｂとで、屈曲点Ｐを下方に向けたＶ形状に形成されている。
【０１１１】
液溜り部４６Ｄもまた、空調装置１を搭載した車両の走行時に、走行風が通過する領域に設けられており、液溜り部４６Ｄ（第１領域４６ａ、第２領域４６ｂ）内の液体状の作動媒体Ｒ４が冷却されるようになっている。
【０１１２】
このように構成することによっても、液溜り部４６Ｄが走行風によって冷却されると、液溜り部４６Ｄ内の作動媒体Ｒ４が効率的に冷却される。
これにより、液溜り部４６Ｄにおける液溜り（液媒体の気化防止）が促進される。
【０１１３】
なお、この液溜り部４６Ｄを、前記した放熱フィン４７１、４７１Ａ、４７１Ｂとを組み合わせた構成としても良い。また、液溜り部４６Ｄの部分の外径を、液配管４２の外径よりも大きくしても良い。
【０１１４】
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１５】
１        空調装置
１１      ダクト
１２      シロッコファン
１３      ミックスドア
１４      エア混合チャンバ
１５、１６、１７      流入口
１８      ブラケット
２        内燃機関
３        排気管
３１      触媒
３１０    配管接続部
３２      熱回収路
３３      バイパス路
３４ａ、３４ｂ    切替ドア
３５      排熱回収器
４        ヒートパイプシステム
４０      循環路
４１      ガス配管
４２      液配管
４３      凝縮器
４４      蒸発器
４４ａ    液配管入口
４５      開閉弁
４６、４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ    液溜り部
４６ａ    第１領域
４６ｂ    第２領域
４６ｃ    第３領域
４７１、４７１Ａ、４７１Ｂ    放熱フィン
５        冷凍サイクル
５０      冷媒配管
５１      ガス配管
５２      液配管
５３      エバポレータ
５４      膨張弁
５５      コンプレッサ
５６      コンデンサ
６        冷却水循環サイクル
６０      冷却経路
６０１    第１経路
６０２    第２経路
６１      冷却水導入配管
６２      冷却水導出配管
６３      ヒータコア
６４      冷却水バルブ
６５      冷却水タンク
６６      ウォータポンプ
６７      ラジエータ
７０      車室
７１      運転席
７２      ファイアウォール
７４      フロア
Ａｉｒ    空気
Ｐ        屈曲点
Ｒ４      作動媒体
Ｒ５      熱媒体
Ｒ６      冷却水（熱媒体）
Ｖ        車両
ｈ        高さ
φＤ１    外径
φＤ２    外径
【図１】
2020044896.tif 000003
【図２】
2020044896.tif 000004
【図３】
2020044896.tif 000005
【図４】
2020044896.tif 000006
【図５】
2020044896.tif 000007
【図６】
2020044896.tif 000008
【図７】
2020044896.tif 000009
【図８】
2020044896.tif 000010
【図９】
2020044896.tif 000011