(57)【要約】【課題】車両用空調装置においてアスピレータに取り込まれた空気を乗員の快適性を低下させることなく車室内へと排出すると共に効率的に発電を行う。【解決手段】車両用空調装置１０の空調ケース１４には、エバポレータ１８の下流側に接続された空気導入管３６を介してアスピレータ３２が接続されると共に、前記空気導入管３６の途中には、空調ケース１４から取り出された空気の流通する発電体３４が設けられる。発電体３４は、熱電材料の外側となる外周通路５２に空調ケース１４からの空気が流通し、内側となる内周通路５０には内燃機関２４からヒータコア２０へと供給される温水が供給されることで、低温の空気と高温な温水との温度差を利用して発電を行う。また、アスピレータ３２へ供給される空気は、発電体３４を通過することで温水と熱交換され加熱された後、車室内へと排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空気の流通する通路を有した空調ケースと、該空調ケースの内部に設けられ前記空気を冷却するエバポレータと、前記空調ケースの内部に設けられ前記空気を加熱するヒータコアと、車室内の空気を取り込んで温度センサへと供給するアスピレータとを有した車両用空調装置において、
前記アスピレータは、前記エバポレータの下流側通路に接続され前記空調ケースから前記空気が取り出される導入管と接続され、
前記導入管における前記アスピレータの上流側には、前記空調ケース内から取り出される空気と前記ヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子が設けられることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される車両用空調装置に関し、一層詳細には、車室内温度を検出する温度センサに車室内の空気を導くためのアスピレータを有した車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に搭載される車両用空調装置において、車室内の温度を検出する温度センサを備え、この温度センサの設置部位に車室内の空気を導くためのアスピレータを備えたものが知られている。
【０００３】
このような車両用空調装置には、特許文献１に開示されるように車室内の温度を検出する温度センサを備え、この温度センサの設置部位に車室内の空気を導くためのアスピレータを備えたものがある。このアスピレータは、車両用空調装置におけるケース本体内を流れる空気の一部を一次空気導入部へ導入することで、ベンチュリー効果によりノズルを通じて車室内の空気を二次空気として温度センサの設置部位へと吸引して車室内の空気温度を検出すると共に、アスピレータへ導入された空気を車室内へと排出している。
【０００４】
また、車両に搭載される車両用空調装置において、内部を流れる冷風と温風との温度差を利用して発電可能な熱電素子を備えたものが知られている。
【０００５】
このような車両用空調装置は、例えば、特許文献２に開示されるように、空調ユニットの内部において、エバポレータとヒータコアとの間となるエアミックスチャンバースペースに熱電素子が設けられ、この熱電素子には、一方の面にヒータコアで加熱された空気が当たり、他方の面にエバポレータで冷却された空気が当たるように設けられている。そして、熱電素子では、一方の面に当たる温風と他方の面に当たる冷風との温度差によって発電される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１４１１８５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に係る車両用空調装置では、ケース本体内において比較的内圧の高いエバポレータの上流側から空気を取り込んだ場合、この上流側の空気は温度調整がなされていないため、アスピレータで使用した空気をそのまま車室内へ排出すると車室内温度を変化させてしまい乗員の快適性を低下させてしまうという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２に係る車両用空調装置では、エバポレータによる冷風とヒータコアによる温風との温度差を利用して発電しているため、例えば、ヒータコア側への送風が行われない冷房運転時には発電を行うことができず、発電効率が悪いという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、アスピレータに取り込まれた空気を乗員の快適性を低下させることなく車室内へと排出すると共に効率的に発電を行うことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、内部に空気の流通する通路を有した空調ケースと、空調ケースの内部に設けられ空気を冷却するエバポレータと、空調ケースの内部に設けられ空気を加熱するヒータコアと、車室内の空気を取り込んで温度センサへと供給するアスピレータとを有した車両用空調装置において、
アスピレータは、エバポレータの下流側通路に接続され空調ケースから空気が取り出される導入管と接続され、
導入管におけるアスピレータの上流側には、空調ケース内から取り出された空気とヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子が設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、車両用空調装置には、車室内の空気を取り込んで温度センサへと供給するアスピレータを有し、このアスピレータがエバポレータの下流側通路に接続され空調ケースから空気の取り出される導入管と接続され、この導入管におけるアスピレータの上流側には、空調ケース内から取り出された空気とヒータコアに供給される温水との温度差によって発電する発電素子が設けられている。
【００１２】
従って、車両用空調装置の送風モードに関わらず、エバポレータによって冷却され導入管を流れる空気と温水との温度差によって発電素子で効率的に発電できると共に、発電素子で温水と熱交換され加熱された空気をアスピレータへと供給することで、このアスピレータから車室内へと冷風が排出されることが回避され乗員の快適性を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１４】
すなわち、車両用空調装置において、車室内の空気を取り込んで温度センサへと供給するアスピレータを備え、このアスピレータがエバポレータの下流側通路に接続された導入管と接続されると共に、この導入管におけるアスピレータの上流側に、空調ケース内から取り出される空気とヒータコアに供給される温水との温度差によって発電可能な発電素子を設けることで、車両用空調装置の送風モードに関わらず、エバポレータで冷却され導入管を流れる空気と温水との温度差によって効率的に発電を行うことができると共に、発電素子で温水と熱交換され加熱された空気を下流側となるアスピレータへと供給することで、車室内への冷風の排出が好適に回避されるため乗員の快適性を低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用空調装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る車両用空調装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を示す。
【００１７】
この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、内部に通路１２を有した空調ケース１４を有し、この空調ケース１４の内部には、前記通路１２における上流側（矢印Ａ方向）に送風機１６が設けられ、この送風機１６の下流側（矢印Ｂ方向）にはエバポレータ１８が設けられる。
【００１８】
エバポレータ１８は、その内部に冷媒が循環し、この冷媒と空調ケース１４内の通路１２を流れる空気との間で熱交換を行うことで前記空気を冷却して下流側（矢印Ｂ方向）へと供給する。
【００１９】
また、エバポレータ１８の下流側（矢印Ｂ方向）にはヒータコア２０が配設されると共に、前記エバポレータ１８とヒータコア２０との間には、冷風と温風との混合割合を調整するエアミックスダンパ２２が設けられる。
【００２０】
ヒータコア２０は、内燃機関２４の冷却水回路と一組の配管を介して接続され、一方の配管である供給配管２６を通じて加熱された冷却水（温水）がヒータコア２０の内部へと供給されると共に、内部を循環して冷却された冷却水が排出配管２８を通じてヒータコア２０から再び前記冷却水回路へと戻される。そして、ヒータコア２０では、内部を循環する温水と空調ケース１４内の通路１２を流れる空気との間で熱交換を行うことで前記空気が加熱され下流側へと供給される。
【００２１】
すなわち、供給配管２６には内燃機関２４で加熱された温度の高い温水（冷却水）が流れ、排出配管２８には、ヒータコア２０で熱交換され温度の低下した冷却水が流れることとなる。
【００２２】
エアミックスダンパ２２は、エバポレータ１８の下流側（矢印Ｂ方向）に設けられ、例えば、空調ケース１４に支持された軸部３０を介して回動自在に設けられ、図示しないアクチュエータを介して所定角度だけ回動する。そして、エアミックスダンパ２２が所定範囲内で回動することで、エバポレータ１８で冷却された冷風とヒータコア２０で加熱された温風との混合割合を制御している。
【００２３】
さらに、車両用空調装置１０には、車室内の空気を吸引するためのアスピレータ３２が設けられると共に、前記アスピレータ３２と空調ケース１４との間には発電体３４が設けられる。
【００２４】
アスピレータ３２は、空調ケース１４においてエバポレータ１８の下流側となる通路１２に空気導入管３６を介して接続され、ボディ３８と、該ボディ３８に接続され車室内の空気を吸入する吸入配管４０とを含む。すなわち、空気導入管３６は、エバポレータ１８とヒータコア２０との間となる通路１２に接続される。
【００２５】
ボディ３８の一端部には、例えば、車室内に設置された温度センサ４２との間を繋ぐ吸入配管４０が接続され、他端部にはボディ３８に吸い込まれた空気を外部へと排出する導出部４４が円錐テーパ状に形成される。
【００２６】
また、ボディ３８には、空調ケース１４との間を繋ぐ空気導入管３６が接続され、この空気導入管３６を通じて空調ケース１４におけるエバポレータ１８の下流側の空気がボディ３８の内部へと導入される。空気導入管３６は、その途中に発電体（発電素子）３４が接続され、空調ケース１４と前記発電体３４とを接続する第１管部４６と、前記発電体３４とアスピレータ３２とを接続する第２管部４８とを有する。
【００２７】
すなわち、第１管部４６が発電体３４の上流側、第２管部４８が前記発電体３４の下流側となるように設けられる。
【００２８】
発電体３４は、例えば、温度の異なる２種類の流体の温度差を利用して発電可能な熱発電チューブからなり、その中心を通る内周通路５０が内燃機関２４からヒータコア２０へと冷却水の供給される供給配管２６の途中に接続され、該内周通路５０の一端部から他端部に向かって高温の温水が流通する。
【００２９】
一方、発電体３４には、熱電材料で囲まれた内周通路５０の外周側に外周通路５２が形成され、その一端部に空気導入管３６の第１管部４６が接続され、他端部に空気導入管３６の第２管部４８が接続される。そして、空調ケース１４から取り込まれた空気が、第１管部４６から発電体３４の外周通路５２に沿って一端部から他端部に向かって流れて第２管部４８へと排出された後、アスピレータ３２へと供給される。
【００３０】
また、発電体３４には、発電した電気を蓄えるためのバッテリー５４が電気的に接続されている。
【００３１】
本発明の実施の形態に係る車両用空調装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３２】
図１に示すように、送風機１６の駆動作用下に空調ケース１４内に空気が取り込まれることで該空気が通路１２に沿って下流側（矢印Ｂ方向）へと流れ、エバポレータ１８を通過することで冷媒との間で熱交換が行われて前記空気が冷却される。この冷却された空気がエアミックスダンパ２２の開度状態によって、ヒータコア２０へ供給される空気量と該ヒータコア２０を迂回する空気量との割合が調整される。
【００３３】
そして、通路１２の下流側において、ヒータコア２０を通過した温風と、このヒータコア２０を迂回した冷風とが混合され、所望の温度へと調整のなされた空気が、空調ケース１４に開口した図示しない吹出口から車室内の所望位置へと送風される。
【００３４】
また、空調ケース１４においてエバポレータ１８を通過して冷却された空気（冷風）の一部が、空気導入管３６の第１管部４６から取り込まれ発電体３４の外周通路５２に沿って他端部側へと流れる。この際、発電体３４の内周通路５０を流れる温水との間で熱交換がなされ、空気が加熱され温風となって第２管部４８を通じてアスピレータ３２へと供給される。
【００３５】
このアスピレータ３２では、空調ケース１４からの空気がボディ３８の導出部４４へと流れることで、ベンチュリー効果によってボディ３８内で負圧が生じ、吸入配管４０を通じて車室内の空気が吸い込まれ、温度センサ４２によって通過する車室内の空気の温度が検出されると同時に、発電体３４を通過することで加熱された空気が、車室内温度との温度差が小さい温風として導出部４４から車室内へと排出される。
【００３６】
また、発電体３４では、内周通路５０を流れる高温の温水と、外周通路５２を流れる低温の空気との温度差に起因した熱エネルギーが電気へと変換され、この発電された電気が、例えばバッテリー５４へと蓄えられる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態では、車両用空調装置１０を構成する空調ケース１４には、エバポレータ１８の下流側に接続された空気導入管３６を介してアスピレータ３２が接続され、前記空気導入管３６の途中には、空調ケース１４から取り出された空気が内部を流通すると共に、内燃機関２４からヒータコア２０へと供給される温水が内部を流通する発電体３４が設けられる。これにより、発電体３４の内部を流れる冷却された空気（冷風）と温水との温度差を利用して発電を行うことができ、しかも、車両用空調装置１０の送風モードに関わらず発電できるため、冷房運転時に発電不可であった従来技術に係る車両用空調装置と比較し、発電効率を高めることが可能となる。
【００３８】
また、アスピレータ３２へ供給される空気が、発電体３４を通過する際に温水によって加熱されることで、車室内へと排出される際に冷風のままで排出されることが回避され乗員の快適性を損なうことが回避される。
【００３９】
さらに、エバポレータ１８の下流側における比較的内圧の高い空気を空気導入管３６を通じて取り込んでアスピレータ３２へと導入できるため、吸入配管４０を通じて車室内の空気（内気）を十分な流量で取り込んで温度センサ４２の設置部位に十分な送風を行って車室内の温度を検出することができる。
【００４０】
さらにまた、発電体３４は、上述した熱発電チューブに限定されるものではなく、温度差に基づいて発電可能な熱電変換素子であればよい。
【００４１】
なお、本発明に係る車両用空調装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４２】
１０…車両用空調装置                １２…通路
１４…空調ケース                    １８…エバポレータ
２０…ヒータコア                    ２４…内燃機関
２６…供給配管                      ２８…排出配管
３２…アスピレータ                  ３４…発電体
３６…空気導入管                    ４６…第１管部
４８…第２管部                      ５０…内周通路
５２…外周通路
【図１】
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