(57)【要約】【課題】車両用空調装置において簡素な構成で製造コストを低減しつつ、熱交換器に対する霜の付着を防止して熱交換性能を向上させる。【解決手段】車両用空調装置１０において、エンジンルーム１４の前方には冷媒を蒸発させる室外熱交換器２６を備え、前記室外熱交換器２６の前面２６ａ、又は、自動車１２のフロントウィンドウ６２に対して選択的にウォッシャー液Ｗを噴射可能な噴射装置３０を有している。この噴射装置３０は、自動車１２のフロントウィンドウ６２へ噴射可能な第１ノズル６４と、室外熱交換器２６の前面２６ａへ噴射可能な第２ノズル６６とを有し、例えば、冬季等の霜の付着が懸念される環境下において、第２ノズル６６を通じて室外熱交換器２６へとウォッシャー液Ｗを噴射することで着霜を防止すると共に、付着している霜を除霜する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、車両の前方に配置され前記冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、前記車両の車室内側に配置され前記冷媒と前記空気との熱交換を行う室内熱交換器とを有した車両用空調装置において、
アルコールを含む液体を噴射可能な噴射装置を備え、
前記噴射装置は、前記車両のウィンドウへ前記液体を噴射可能な第１噴射部と、
前記室外熱交換器における車両走行方向に沿った前方側に前記液体を噴射可能な第２噴射部と、
前記第１噴射部と前記第２噴射部の噴射状態を切り換える切換手段と、
から構成さ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、車両に搭載され車室内へ送風される空気の温度調整を行う車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両前方となるエンジンルームに、車外熱交換器及びラジエータを備え、前記車外熱交換器を循環する冷媒、前記ラジエータを循環する温水と空気との熱交換を行う車両用空調装置が知られている。
【０００３】
このような車両用空調装置では、例えば、冬季に車両が暖房運転を行いながら走行している際、前方側に配置された車外熱交換器に走行風が当たり着霜が起こることがあり、暖房性能の低下を招くことがある。
【０００４】
冬季における上述した課題を解決するために、特許文献１には、車外熱交換器への着霜を防止可能な車両用空調装置が開示されている。この車両用空調装置は、エンジンルームの前方に設けられる冷媒車外熱交換器と、その後方に設けられエンジンを冷却するための冷却水が循環するラジエータと、該ラジエータとエンジンとの間に設けられるファンとを備え、冷媒車外熱交換器の前方には、複数の可動式ルーバーを有した第１開閉ダクトが設けられ、冷媒車外熱交換器の後方には、複数の可動式ルーバーを有した第２開閉式ダクトが設けられている。
【０００５】
そして、外気温が低い場合には、最も前方となる第１開閉ダクトを全閉とすることで、後方に配置された冷媒車外熱交換器へ低温の空気が流れ込むことを防止して着霜を防止している。また、第１開閉ダクトを全閉とし、後方の第２開閉ダクトを半開とした状態で、ファンを逆回転させエンジン周辺の加熱された空気を車両前方へと送風することで、冷媒車外熱交換器に着霜した霜の除霜も可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４０５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した車両用空調装置では、冷媒車外熱交換器の前後に第１及び第２開閉ダクトを設け、その開閉状態を切り換えることで前記冷媒車外熱交換器への着霜及び除霜を行っているが、第１及び第２開閉ダクトを設けることで製造コストの増加を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で製造コストを低減しつつ、熱交換器に対する霜の付着を防止して熱交換性能を向上させる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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、車両の前方に配置され冷媒と空気との熱交換を行う室外熱交換器と、車両の車室内側に配置され冷媒と空気との熱交換を行う室内熱交換器とを有した車両用空調装置において、
アルコールを含む液体を噴射可能な噴射装置を備え、
噴射装置は、車両のウィンドウへ液体を噴射可能な第１噴射部と、
室外熱交換器における車両走行方向に沿った前方側に液体を噴射可能な第２噴射部と、
第１噴射部と第２噴射部の噴射状態を切り換える切換手段と、
から構成されることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、車両用空調装置は、アルコールを含む液体を噴射可能な噴射装置を備え、この噴射装置は、車両のウィンドウへ液体を噴射可能な第１噴射部と、車両の前方に配置された室外熱交換器における車両走行方向に沿った前方側に液体を噴射可能な第２噴射部と、第１噴射部からの噴射状態と第２噴射部からの噴射状態とを切り換える切換手段とを有している。
【００１１】
従って、車両が外気温の低い環境下で走行する際、噴射装置を構成する切換弁の切換作用下に液体を第２噴射部から室外熱交換器への前方側へと噴射することで、室外熱交換器に対する霜の付着を防止すると共に、付着している霜を除霜することができる。その結果、車両のウィンドウへ液体を噴射可能な噴射装置を利用することで、構成を簡素化して製造コストを低減しつつ、室外熱交換器に対する着霜及び除霜を確実に行うことができ、着霜に起因した室外熱交換器の暖房性能の低下を防止できる。また、冷房運転時に室外熱交換器に対して噴射することで、液体のアルコール成分が揮発する際の気化熱を利用して室内熱交換器を冷却できるため冷却性能の向上も可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、車両用空調装置において、アルコールを含む液体を噴射可能な噴射装置を備えることで、例えば、車両が外気温の低い環境下で走行する際に、液体を車両の前方に配置された室外熱交換器への前方側へと噴射することで、室外熱交換器に対する霜の付着及び霜の除霜が可能となる。その結果、車両のウィンドウへ液体を噴射可能な噴射装置を利用することで、従来の車両用空調装置と比較し、構成を簡素化して製造コストを低減しつつ、室外熱交換器に対する着霜及び除霜を確実に行って暖房性能を向上できる。また、冷房運転時に室外熱交換器に対して噴射することで気化熱を利用して室内熱交換器を冷却できるため冷却性能を向上可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】
【００１５】
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。なお、ここでは、車両用空調装置が自動車に搭載される場合について説明する。
【００１６】
この車両用空調装置１０は、図１に示されるように、自動車（車両）１２のエンジンルーム１４内において、冷媒を吸入圧縮する圧縮機１６と、冷媒の供給方向を制御する四方弁１８と、前記四方弁１８から前記圧縮機１６に向かう前記冷媒の通路中に配設されるアキュムレータ２０と、自動車１２の室内に連通するユニット２２内に配設される室内熱交換器２４と、前記自動車１２の走行方向に沿った前方部分に配設される室外熱交換器２６と、前記圧縮機１６等を駆動制御する制御装置２８と、自動車１２のフロントウィンドウ６２等にウォッシャー液Ｗを噴射する噴射装置３０とを含む。
【００１７】
室内熱交換器２４には、その車両前方側に室内ファン３２が近接して配置される。また、ユニット２２の室内側には、車室内と連通した複数の吹出口３４ａ〜３４ｃがそれぞれ設けられ、各吹出口３４ａ〜３４ｃはダンパ３６によって開閉自在に制御される。
【００１８】
エンジン３８には、その内部に冷却水を循環させるウォーター配管４０が接続され、該ウォーター配管４０はウォーターバルブ４２を介してユニット２２内に配設されるヒータコア４４へと接続される。なお、室内熱交換器２４とヒータコア４４との間には、ヒータコア４４を室内熱交換器２４から遮断するための切換ダンパ４６が配設される。
【００１９】
また、ウォーター配管４０には、室外熱交換器２６に近接配置されるラジエータ４８がサーモスタット５０を介して接続される。このラジエータ４８には、その車両後方側に室外ファン５２が近接して配置され、この室外ファン５２は、リード線を介して制御装置２８に接続され、該制御装置２８によって駆動制御されている。
【００２０】
噴射装置３０は、例えば、ウォッシャー液Ｗの貯留されるタンク５４と、該タンク５４に接続される第１〜第３チューブ５６、５８、６０と、前記第２チューブ５８の端部に接続され自動車１２のフロントウィンドウ６２に臨む第１ノズル（第１噴射部）６４と、前記第３チューブ６０の端部に接続され室外熱交換器２６に臨む第２ノズル（第２噴射部）６６と、第１及び第２ノズル６４、６６に対する前記ウォッシャー液Ｗの供給状態を切り換える切換弁（切換手段）６８を含む。なお、ウォッシャー液Ｗは、例えば、水、メチルアルコール、界面活性剤を所定割合で混合させたアルコール水溶液（液体）である。
【００２１】
タンク５４は、所定容量を有した箱状に形成され、その内部にウォッシャー液Ｗが蓄えられると共に、側部には前記ウォッシャー液Ｗを第１チューブ５６へと送出するためのポンプ７０が設けられる。
【００２２】
第１チューブ５６は、タンク５４と切換弁６８とを接続するように設けられ、その端部が前記タンク５４におけるウォッシャー液Ｗの内部に挿入されポンプ７０と接続されている。第２チューブ５８は、その一端部が切換弁６８に接続され他端部が第１ノズル６４へと接続され、第３チューブ６０は、その一端部が切換弁６８に接続され他端部が第２ノズル６６へと接続されている。
【００２３】
第１ノズル６４は、第２チューブ５８から供給されたウォッシャー液Ｗを自動車１２のフロントウィンドウ６２に向かって放射状に噴射可能に設けられる。第２ノズル６６は、第３チューブ６０から供給されたウォッシャー液Ｗを室外熱交換器２６の前面２６ａに対して放射状に噴射可能に設けられる。
【００２４】
切換弁６８は、第１〜第３チューブ５６、５８、６０がそれぞれ接続されると共に、その内部に図示しない弁体を有している。そして、切換弁６８は、制御装置２８に対して電気的に接続され、この制御装置２８からの制御信号に基づいて弁体が作動することで、第１チューブ５６に対する第２チューブ５８と第３チューブ６０との接続状態が自在に切り換えられる。
【００２５】
すなわち、切換弁６８の切換作用下に第１チューブ５６と第２チューブ５８とが接続されることで、タンク５４と第１ノズル６４とが連通しウォッシャー液Ｗを前記第１ノズル６４へと供給可能となり、一方、切換弁６８の切換作用下に第１チューブ５６と第３チューブ６０とが接続されることで、タンク５４と第２ノズル６６とが連通しウォッシャー液Ｗを前記第２ノズル６６へと供給可能となる。
【００２６】
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、次に暖房運転を行う場合の動作について説明する。
【００２７】
例えば、自動車１２の外気温が約１０℃以下である低温環境下にある場合、図示しない運転者が、操作パネルを操作して暖房運転を選択すると、制御装置２８からの制御信号に基づき、各ダンパ３６が動作し各吹出口３４ａ〜３４ｃの開閉状態が適宜切り換えられると共に、圧縮機１６から冷媒が室内熱交換器２４側に供給されるように四方弁１８が切り換えられる。
【００２８】
次に、室内ファン３２及び室外ファン５２が回転駆動され、圧縮機１６から吐出された冷媒は、四方弁１８を介して室内熱交換器２４へ供給され冷却された後に室外熱交換器２６へ供給されると共に、エンジン３８によって加熱された冷却水がウォーターポンプ７２によってウォーター配管４０を通じてヒータコア４４へと供給される。
【００２９】
そして、自動車１２の室内空気が、室内ファン３２の回転作用下に室内熱交換器２４及びヒータコア４４を介して選択された吹出口３４ｃへ温風として送風され、車内温度が上昇する。
【００３０】
例えば、上述した暖房運転時において凍結が懸念されるような低温環境下で自動車１２を走行させる際、制御装置２８からの制御信号に基づいて噴射装置３０を構成する切換弁６８を切り換え、タンク５４と第２ノズル６６とを連通させる。
【００３１】
そして、ポンプ７０を作動させることでタンク５４内のウォッシャー液Ｗが第１チューブ５６から第３チューブ６０を通じて第２ノズル６６へと供給され、室外熱交換器２６の前面２６ａへと噴射される。これにより、噴射されたウォッシャー液Ｗによって室外熱交換器２６に対する着霜が防止されると共に、既に霜が付着していた場合には除霜することができる。
【００３２】
なお、この室外熱交換器２６へのウォッシャー液Ｗの噴射は、例えば、操作パネル等を操作することで運転者が手動で行うようにしてもよいし、検出された外気温度に基づいて制御装置２８から出力される制御信号によって自動的に行うようにしてもよい。
【００３３】
次に、車両用空調装置１０において冷房運転を行う場合の動作について説明する。
【００３４】
例えば、自動車１２の外気温が、一般に高い温度となっている高温環境下にある場合、図示しない運転者が、操作パネルを操作して冷房運転を選択すると、制御装置２８からの制御信号に基づき、各ダンパ３６が動作し各吹出口３４ａ〜３４ｃの開閉状態が適宜切り換えられると共に、圧縮機１６から冷媒が室外熱交換器２６側に供給されるように四方弁１８が切り換えられる。
【００３５】
次に、室内ファン３２及び室外ファン５２が回転駆動され、圧縮機１６から吐出された冷媒は、四方弁１８を介して室外熱交換器２６へ供給され室外ファン５２及び走行風によって冷却された後に室内熱交換器２４へ供給される。自動車１２の室内空気が、室内熱交換器２４を通過することで冷却され、選択された各吹出口３４ａに冷風として送風される。
【００３６】
また、室内熱交換器２４において蒸発した冷媒は、四方弁１８を経てアキュムレータ２０へ供給された後、冷媒の気体の部分が圧縮機１６によって吸入されることにより冷房運転が継続される。
【００３７】
さらに、上述したような冷房運転時において、制御装置２８からの制御信号に基づいて噴射装置３０を構成する切換弁６８を切り換え、タンク５４と第２ノズル６６とを連通させる。そして、ポンプ７０を作動させることで、タンク５４内のウォッシャー液Ｗが第１チューブ５６から第３チューブ６０を通じて第２ノズル６６へと供給され、室外熱交換器２６の前面２６ａへと噴射される。
【００３８】
これにより、噴射されたウォッシャー液Ｗのアルコール成分が室外熱交換器２６から蒸発する際の気化熱によって該室外熱交換器２６が冷却されるため、前記室外熱交換器２６の冷房性能を高めることが可能となる。なお、この室外熱交換器２６へのウォッシャー液Ｗの噴射は、例えば、制御装置２８からの制御信号に基づいて間欠的に行われてもよいし、必要に応じて任意のタイミングで行うようにしてもよい。
【００３９】
一方、ウォッシャー液Ｗを自動車１２のフロントウィンドウ６２へ噴射する場合には、図示しない運転者の操作により切換弁６８が切り換えられ、第１チューブ５６と第２チューブ５８とが連通した状態となり、第１及び第２チューブ５６、５８を通じて第１ノズル６４へと前記ウォッシャー液Ｗが供給される。そして、第１ノズル６４からフロントウィンドウ６２へとウォッシャー液Ｗが噴射され洗浄される。
【００４０】
以上のように、本実施の形態では、自動車１２等の車両に搭載される車両用空調装置１０において、冬季等の外気温が低く凍結が懸念される環境下で自動車１２を走行させる際、噴射装置３０を構成する切換弁６８の切換作用下にウォッシャー液Ｗを第２ノズル６６から室外熱交換器２６への前面２６ａへと噴射することで、前記室外熱交換器２６に対する着霜を防止すると共に、付着している霜を除霜することができる。その結果、車両用空調装置１０を構成する噴射装置３０によって室外熱交換器２６に対する着霜及び除霜を確実に行うことができ、前記着霜に起因した室外熱交換器２６の暖房性能の低下を確実に防止できる。すなわち、低温環境下において、車両用空調装置１０の暖房性能を向上することができる。
【００４１】
また、フロントウィンドウ６２を洗浄するための噴射装置３０を利用して室外熱交換器２６の着霜を防止可能な構成とすることで、第１及び第２開閉ダクトの開閉作用下に着霜を防止したり除霜を行っていた従来技術に係る車両用空調装置と比較し、その構成を簡素化して製造コストを低減できると共に、小型軽量化を図ることができる。
【００４２】
換言すれば、従来から設けられていたフロントウィンドウ６２を洗浄するための噴射装置３０を共用することで、構成を簡素化して低コスト化を図りつつ、室外熱交換器２６に対する着霜の防止を実現している。
【００４３】
さらに、冷房運転時において、ウォッシャー液Ｗを第２ノズル６６から室外熱交換器２６へと噴射することで、アルコール水溶液である前記ウォッシャー液Ｗが前記室外熱交換器２６から揮発する際の気化熱によって冷却することができるため、該室外熱交換器２６による冷房性能をより向上させ、冷房運転をより効率的に行うことが可能となる。すなわち、室外熱交換器２６の冷房性能を高めることで、車室内の急速冷房を行うことが可能となる。
【００４４】
さらにまた、室外熱交換器２６の前面２６ａに対してウォッシャー液Ｗを定期的に噴射することで、前記前面２６ａが好適に洗浄されると同時に除菌もなされるため、例えば、腐食やカビ等の発生が防止され、前記室外熱交換器２６の耐久性向上を図ることが可能となる。
【００４５】
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】
【００４６】
１０…車両用空調装置                １２…自動車
２４…室内熱交換器                  ２６…室外熱交換器
３０…噴射装置                      ３２…室内ファン
４４…ヒータコア                    ４８…ラジエータ
５２…室外ファン                    ５４…タンク
５６…第１チューブ                  ５８…第２チューブ
６０…第３チューブ                  ６４…第１ノズル
６６…第２ノズル                    ６８…切換弁
Ｗ…ウォッシャー液
【図１】
2018192978.tif 000003