(57)【要約】【課題】上方側および下方側のうち、一方側の蓄冷材が溶けきらないうちに、他方側の蓄冷材が溶け切ってしまうことを抑制可能な蓄冷熱交換器、および当該蓄冷熱交換器を備える空調ユニットを提供する。【解決手段】空調ユニット１０の空調ケース１２には、内外気二層モード時に車室外空気が流通する上方側空気通路１２１が形成されると共に、車室内空気が流通する下方側空気通路１２２が形成されている。そして、蒸発器１６は、上方側空気通路１２１に位置する上方側部位１６１ａに融点の低い上方側蓄冷材５１を有する上方側蓄冷器５０が配設され、下方側空気通路１２２に位置する下方側部位１６１ｂに融点の高い下方側蓄冷材４１を有する下方側蓄冷器４０が配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる温度域の空気が上方側と下方側とに分かれて流入することがある蓄冷熱交換器であって、
冷媒が流通する複数の冷媒管（１６１）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第１蓄冷材（５１）を有する少なくとも１つの第１蓄冷器（５０）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第２蓄冷材（４１）を有する少なくとも１つの第２蓄冷器（４０）と、を備え、
前記複数の冷媒管は、一方の端部が他方の端部よりも上方側に位置するように配設されており、
前記複数の冷媒管のうち、隣り合う冷媒管との間には、空気が流通可能な隙間が形成されており、
前記第１蓄冷器は、前記冷媒管において前記異なる温度域の空気における低温側の空気と熱交換する冷媒が流れる低温側部位（１６１ａ）に当接するように配設されており、
前記第２蓄冷器は、前記冷媒管における前記異なる温度域の空気における高温側の空気と熱交換する冷媒が流れる高温側部位（１６１ｂ）に当接するように配設されており、
前記第１蓄冷材の融点は、前記第２蓄冷材の融点よりも低くなっている蓄冷熱交換器。
【請求項２】
前記第１蓄冷器は、前記第１蓄冷材を封入する第１蓄冷ケース（５２）を有し、
前記第２蓄冷器は、前記第２蓄冷材を封入する第２蓄冷ケース（４２）を有し、
前記第２蓄冷ケースは、前記第２蓄冷材の封入量が前記第１蓄冷ケースにおける前記第１蓄冷材の封入量よりも多くなるように、容積が前記第１蓄冷ケースの容積よりも大きくなっている請求項１に記載の蓄冷熱交換器。
【請求項３】
前記第１蓄冷器は、前記一方の端部および前記他方の端部のうち、前記低温側の空気と熱交換する冷媒が流れる低温側端部に近接する位置に配設されており、
前記第２蓄冷器は、前記一方の端部および前記他方の端部のうち、前記高温側の空気と熱交換する冷媒が流れる高温側端部に近接する位置に配設されている請求項１または２に記載の蓄冷熱交換器。
【請求項４】
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第３蓄冷材（３１）を有する少なくとも１つの第３蓄冷器（３０）を備え、
前記第３蓄冷器は、前記低温側部位および前記高温側部位の双方に当接するように配設されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の蓄冷熱交換器。
【請求項５】
空気導入モードとして、車室外空気および車室内空気を分けて導入する内外気二層モードが設定可能に構成された空調ユニットであって、
前記内外気二層モード時に前記車室外空気が流通する第１空気通路（１２１）が形成されると共に、前記第１空気通路の下方側に前記車室内空気が流通する第２空気通路（１２２）が形成された空調ケース（１２）と、
前記第１空気通路を流通する前記車室外空気および前記第２空気通路を流通する前記室内空気の双方が流入するように、前記空調ケースの内部に収容された蓄冷熱交換器（１６）と、を備え、
前記蓄冷熱交換器は、
冷媒が流通する複数の冷媒管（１６１）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第１蓄冷材（５１）を有する少なくとも１つの第１蓄冷器（５０）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第２蓄冷材（４１）を有する少なくとも１つの第２蓄冷器（４０）と、を含んで構成されており、
前記複数の冷媒管は、一方の端部側が前記第１空気通路に位置するように配設されると共に、他方の端部側が前記第２空気通路に位置するように配設されており、
前記複数の冷媒管のうち、隣り合う冷媒管との間には、空気が流通可能な隙間が形成されており、
前記第１蓄冷器は、前記冷媒管における前記第１空気通路に位置する上方側部位（１６１ａ）に当接するように配設されており、
前記第２蓄冷器は、前記冷媒管における前記第２空気通路に位置する下方側部位（１６１ｂ）に当接するように配設されており、
前記第１蓄冷材の融点は、前記第２蓄冷材の融点よりも低くなっている空調ユニット。
【請求項６】
前記第１蓄冷器は、前記第１蓄冷材を封入する第１蓄冷ケース（５２）を有し、
前記第２蓄冷器は、前記第２蓄冷材を封入する第２蓄冷ケース（４２）を有し、
前記第２蓄冷ケースは、前記第２蓄冷材の封入量が前記第１蓄冷ケースにおける前記第１蓄冷材の封入量よりも多くなるように、容積が前記第１蓄冷ケースの容積よりも大きくなっている請求項５に記載の空調ユニット。
【請求項７】
前記第１蓄冷器は、前記一方の端部に近接する位置に配設されており、
前記第２蓄冷器は、前記他方の端部に近接する位置に配設されている請求項５または６に記載の空調ユニット。
【請求項８】
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第３蓄冷材（３１）を有する少なくとも１つの第３蓄冷器（３０）を備え、
前記第３蓄冷器は、前記上方側部位および前記下方側部位の双方に当接するように配設されている請求項５ないし７のいずれか１つに記載の蓄冷熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒の吸熱作用により空気を冷却すると共に蓄冷機能を有する蓄冷熱交換器、および当該蓄冷熱交換器を備える空調ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護や燃費の向上を目的として、信号待ち等の停車時にエンジンを自動的に停止する車両が増加している。この種の車両において、空調ユニットが、エンジンを駆動源として車室内に送風する空気を冷却する構成となっていると、エンジン停止に伴って車室内に送風する空気を冷却することができなくなってしまう。このため、エンジンを駆動源とする空調ユニットの内部には、エンジン停止時においても空気の冷却が可能なように、蓄冷機能を有する蓄冷熱交換器が収容されているものがある。
【０００３】
蓄冷熱交換器としては、冷媒が流通する複数の冷媒管、蓄冷材を有する蓄冷器、伝熱促進用のフィンを備え、複数の冷媒管の間に形成される複数の隙間の一部に蓄冷器が配置され、残りの隙間にフィンを配置するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本発明者らは、車室外空気が流通する空間と車室内空気が流通する空間とが上下に区画された内外気二層式の空調ユニットに対して蓄冷熱交換器を適用することを検討している。内外気二層式の空調ユニットは、車室外空気を除湿した後にウィンドシールドの内側に吹き出すと共に、車室内空気を温度調整した後に乗員の下半身側に向けて吹き出すことで、ウィンドシールドの曇り防止および乗員の快適性を両立可能な空調ユニットである。
【０００６】
しかしながら、内外気二層式の空調ユニットでは、温度域の異なる車室外空気および車室内空気が蓄冷熱交換器に流入するので、蓄冷器の上方側および下方側の一方の蓄冷材が溶けきらないうちに、他方の蓄冷材が溶け切ってしまうことがある。この場合、一方の蓄冷材にて空気の冷却が可能な状態であっても、蓄冷熱交換器の一部の温度が上昇してしまうので、エンジンの始動等を行うことが必要となる。
【０００７】
このように、従来の蓄冷熱交換器では、蓄冷器における蓄冷機能を充分に発揮させることができない場合がある。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、上方側および下方側のうち、一方側の蓄冷材が溶けきらないうちに、他方側の蓄冷材が溶け切ってしまうことを抑制可能な蓄冷熱交換器、および当該蓄冷熱交換器を備える空調ユニット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】
請求項１に記載の発明は、異なる温度域の空気が上方側と下方側とに分かれて流入することがある蓄冷熱交換器を対象としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、
冷媒が流通する複数の冷媒管（１６１）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第１蓄冷材（５１）を有する少なくとも１つの第１蓄冷器（５０）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第２蓄冷材（４１）を有する少なくとも１つの第２蓄冷器（４０）と、を備える。
【００１１】
複数の冷媒管は、一方の端部が他方の端部よりも上方側に位置するように配設されており、複数の冷媒管のうち、隣り合う冷媒管との間には、空気が流通可能な隙間が形成されている。
【００１２】
また、第１蓄冷器は、冷媒管において異なる温度域の空気における低温側の空気と熱交換する冷媒が流れる低温側部位（１６１ａ）に当接するように配設されている。第２蓄冷器は、冷媒管における異なる温度域の空気における高温側の空気と熱交換する冷媒が流れる高温側部位（１６１ｂ）に当接するように配設されている。そして、第１蓄冷材の融点は、第２蓄冷材の融点よりも低くなっている。
【００１３】
これによると、蓄冷熱交換器は、上方側および下方側のうち、低温側の空気が流入する部位に融点の低い第１蓄冷材を有する第１蓄冷器が配設され、高温側の空気が流入する部位に融点の高い第２蓄冷材を有する第２蓄冷器が配設される構成となる。
【００１４】
本構成では、低温側の空気の温度と第１蓄冷材の融点との差が、高温側の空気の温度と第２蓄冷材の融点との差に近づくので、上方側および下方側のうち、一方側の蓄冷材が溶けきらないうちに、他方側の蓄冷材が溶け切ってしまうことを抑制可能となる。
【００１５】
ここで、蓄冷器では、蓄冷材の温度と空気の温度との差が大きい程、蓄冷材と空気との熱交換量が増加することで、蓄冷材が溶けきるまでに要する時間が短くなる。このため、低温側の空気の温度と第１蓄冷材の融点との差を、高温側の空気の温度と第２蓄冷材の融点との差に近づけることで、上方側および下方側のうち、一方側の蓄冷材が溶けきらないうちに、他方側の蓄冷材が溶け切ってしまうことを抑えることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、空気導入モードとして、車室外空気および車室内空気を分けて導入する内外気二層モードが設定可能に構成された空調ユニットを対象としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、
内外気二層モード時に車室外空気が流通する第１空気通路（１２１）が形成されると共に、第１空気通路の下方側に車室内空気が流通する第２空気通路（１２２）が形成された空調ケース（１２）と、
第１空気通路を流通する車室外空気および第２空気通路を流通する室内空気の双方が流入するように、空調ケースの内部に収容された蓄冷熱交換器（１６）と、を備える。
【００１８】
蓄冷熱交換器は、
冷媒が流通する複数の冷媒管（１６１）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第１蓄冷材（５１）を有する少なくとも１つの第１蓄冷器（５０）と、
冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第２蓄冷材（４１）を有する少なくとも１つの第２蓄冷器（４０）と、を含んで構成されている。
【００１９】
複数の冷媒管は、一方の端部側が第１空気通路に位置するように配設されると共に、他方の端部側が第２空気通路に位置するように配設されている。複数の冷媒管のうち、隣り合う冷媒管との間には、空気が流通可能な隙間が形成されている。
【００２０】
また、第１蓄冷器は、冷媒管における第１空気通路に位置する上方側部位（１６１ａ）に当接するように配設されている。第２蓄冷器は、冷媒管における第２空気通路に位置する下方側部位（１６１ｂ）に当接するように配設されている。そして、第１蓄冷材の融点は、第２蓄冷材の融点よりも低くなっている。
【００２１】
これによると、蓄冷熱交換器は、車室外空気が流入する部位に融点の低い第１蓄冷材を有する第１蓄冷器が配設され、車室内空気が流入する部位に融点の高い第２蓄冷材を有する第２蓄冷器が配設される構成となる。
【００２２】
本構成では、車室外空気が車室内空気よりも低温となる場合、車室外空気の温度と第１蓄冷材の融点との差が、車室内空気の温度と第２蓄冷材の融点との差に近づくので、第１蓄冷材が溶けきらないうちに、第２蓄冷材が溶け切ってしまうことを抑制可能となる。
【００２３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る空調ユニットを備える車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】実施形態に係る蒸発器の模式的な正面図である。
【図３】実施形態に係る蒸発器の模式的な側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面の一部を示す断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ断面の一部を示す断面図である。
【図６】下方側蓄冷ケースの一部を示す模式的な斜視図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面の一部を示す断面図である。
【図８】上方側蓄冷ケースの一部を示す模式的な斜視図である。
【図９】蒸発器における蓄冷器の占有率と蒸発器の最大冷房性能との関係を示す特性図である。
【図１０】内外気二層モード時における空調ユニットの内部における空気の流れを説明するための説明図である。
【図１１】アイドリングストップ時の蒸発器の吹出空気温度の変化を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の一実施形態について図１〜図１１に基づいて説明する。本実施形態では、本発明の蓄冷熱交換器および空調ユニットを車室内の空調を行う車両用空調装置に適用した例について説明する。
【００２６】
図１に示す車両用空調装置は、信号待ち等の停車時に、エンジン７０を自動的に停止するアイドリングストップ制御を行う車両に搭載されている。車両用空調装置は、車室内に送風する送風空気の温度調整を行う空調ユニット１０を備えている。空調ユニット１０は、車室内の最前部のインストルメントパネルの内側に配置されている。空調ユニット１０は、その外殻を構成する空調ケース１２の内部に送風機１４、蒸発器１６、ヒータコア１８等を収容したものである。
【００２７】
空調ケース１２は、その内部に車室内に送風する送風空気の空気通路が形成されている。本実施形態の空調ケース１２の内部には、空気通路を上方側の第１空気通路１２１、下方側の第２空気通路１２２に仕切る仕切板１２３が設けられている。
【００２８】
送風機１４は、車室内に向けて空気を送風する機器である。送風機１４は、第１ファン１４１および第２ファン１４２を共通の電動モータ１４３により駆動する電動送風機で構成されている。本実施形態の送風機１４は、後述する空調制御装置１００から出力される制御信号によって回転数が制御される。
【００２９】
本実施形態の送風機１４は、第１ファン１４１および第２ファン１４２が遠心多翼ファンで構成されている。なお、第１ファン１４１および第２ファン１４２は、遠心多翼ファンに限らず、ターボファン、ラジアルファン等の遠心ファンや、軸流ファン等で構成されていてもよい。
【００３０】
本実施形態の送風機１４は、第１ファン１４１が第１空気通路１２１に配置され、第２ファン１４２が第２空気通路１２２に配置されている。これにより、第１ファン１４１の回転に伴って生じた気流が第１空気通路１２１を流れ、第２ファン１４２の回転に伴って生じた気流が第２空気通路１２２を流れる。
【００３１】
ここで、空調ケース１２における送風機１４の空気流れ上流側には、内外気切替装置１３が配置されている。内外気切替装置１３は、送風機１４の空気吸込側に導入する空気を車室外空気（すなわち、外気）と車室内空気（すなわち、内気）とで切り替える機器である。
【００３２】
内外気切替装置１３には、第１ファン１４１に外気を導入させる第１外気導入口１３１、第１ファン１４１に内気を導入させる第１内気導入口１３２が形成されている。また、内外気切替装置１３には、第２ファン１４２に外気を導入させる第２外気導入口１３３、第２ファン１４２に内気を導入させる第２内気導入口１３４が形成されている。
【００３３】
さらに、内外気切替装置１３には、第１外気導入口１３１および第１内気導入口１３２を選択的に開閉する第１内外気ドア１３５、および第２外気導入口１３３および第２内気導入口１３４を選択的に開閉する第２内外気ドア１３６が設けられている。第１内外気ドア１３５および第２内外気ドア１３６は、後述する空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００３４】
ここで、本実施形態の空調ユニット１０は、第１内外気ドア１３５および第２内外気ドア１３６を制御することで、空調ユニット１０における空気導入モードを、外気モード、内気モード、内外気二層モードのいずれかに設定可能となっている。すなわち、本実施形態の空調ユニット１０は、外気および内気を分けて導入する内外気二層モードが設定可能に構成されている。
【００３５】
外気モードは、各ファン１４１、１４２の吸い込み側へ外気を導く空気導入モードである。外気モード時には、第１内外気ドア１３５が第１内気導入口１３２の閉鎖位置に回転変位されると共に、第２内外気ドア１３６が第２内気導入口１３４の閉鎖位置に回転変位される。
【００３６】
内気モードは、各ファン１４１、１４２の吸い込み側へ内気を導く空気導入モードである。内気モード時には、第１内外気ドア１３５が第１外気導入口１３１の閉鎖位置に回転変位されると共に、第２内外気ドア１３６が第２外気導入口１３３の閉鎖位置に回転変位される。
【００３７】
内外気二層モードは、第１ファン１４１の吸込み側に外気を導くと共に、第２ファン１４２の吸込み側に内気を導く空気導入モードである。内外気二層モードは、例えば、外気温が内気温よりも低く、ウィンドシールド等の窓曇りが生じ易い環境条件（例えば、冬期や春秋期）において設定される。内外気二層モード時には、第１内外気ドア１３５が第１内気導入口１３２の閉鎖位置に回転変位されると共に、第２内外気ドア１３６が第２外気導入口１３３の閉鎖位置に回転変位される。
【００３８】
送風機１４の空気流れ下流側には、蒸発器１６が配置されている。蒸発器１６は、冷媒の吸熱作用により空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１６は、内外気二層モード時に、第１空気通路１２１を流通する外気および第２空気通路１２２を流通する内気の双方が流入するように、空調ケース１２の内部に収容されている。
【００３９】
本実施形態の蒸発器１６は、空調ケース１２に設けられた仕切板１２３に形成された貫通穴を貫くように配置されている。これにより、本実施形態の蒸発器１６は、上方側の部位が第１空気通路１２１内に位置付けられ、下方側の部位が第２空気通路１２２内に位置付けられている。本実施形態の蒸発器１６は、後述する蒸気圧縮式の冷凍サイクル６０を構成する構成機器の１つである。なお、蒸発器１６の詳細な構成については後述する。
【００４０】
蒸発器１６の空気流れ下流側には、ヒータコア１８が配置されている。ヒータコア１８は、車両走行用の動力源であるエンジン７０の冷却水と車室内に送風する送風空気と熱交換させて送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
【００４１】
ヒータコア１８は、蒸発器１６と同様に、空調ケース１２に設けられた仕切板１２３に形成された貫通穴を貫くように配置されている。これにより、本実施形態のヒータコア１８は、上方側の部位が第１空気通路１２１内に位置付けられ、下方側の部位が第２空気通路１２２内に位置付けられている。
【００４２】
ここで、第１空気通路１２１におけるヒータコア１８の上方側には、蒸発器１６を通過した空気をヒータコア１８を迂回して流す第１バイパス通路１２１ａが形成されている。そして、第１空気通路１２１における蒸発器１６とヒータコア１８との間には、第１エアミックスドア１９ａが配置されている。第１エアミックスドア１９ａは、ヒータコア１８の上方側の部位を通過する風量と第１バイパス通路１２１ａを通過する風量との風量割合を調整するために設けられている。第１エアミックスドア１９ａは、後述する空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００４３】
また、第２空気通路１２２におけるヒータコア１８の下方側には、蒸発器１６を通過した空気をヒータコア１８を迂回して流す第２バイパス通路１２２ａが形成されている。
そして、第２空気通路１２２における蒸発器１６とヒータコア１８との間には、第２エアミックスドア１９ｂが配置されている。
【００４４】
第２エアミックスドア１９ｂは、ヒータコア１８の下方側の部位を通過する風量と第２バイパス通路１２２ａを通過する風量との風量割合を調整するために設けられている。第２エアミックスドア１９ｂは、後述する空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００４５】
また、本実施形態の空調ユニット１０には、仕切板１２３におけるヒータコア１８の空気流れ下流側の部位に、表裏を貫通する貫通穴１２３ａが形成されると共に、この貫通穴１２３ａを開閉する開閉ドア１２３ｂが配置されている。
【００４６】
開閉ドア１２３ｂは、後述する空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される。本実施形態の開閉ドア１２３ｂは、例えば、吹出口モードがフットモードやバイレベルモード等のように、車室内の上下に空気を吹き出すモード時に貫通穴１２３ａを閉鎖し、その他の吹出口モード時に貫通穴１２３ａを開放するように制御される。
【００４７】
空調ケース１２の空気流れ最下流側には、車室内に送風する送風空気を車室内に流出させるデフロスタ開口部１２４、フェイス開口部１２５、フット開口部１２６が形成されている。
【００４８】
デフロスタ開口部１２４は、空調ケース１２内を流れる送風空気を車両前面のウィンドシールドへ導くための開口穴である。このデフロスタ開口部１２４は、吹出ダクトを介して車室内に配置されたデフロスタ吹出口に接続されており、当該デフロスタ吹出口から車両窓ガラスＷの内面へ向けて温度調整された空気が吹き出される。
【００４９】
フェイス開口部１２５は、空調ケース１２内を流れる送風空気を乗員の上半身側に導くための開口穴である。このフェイス開口部１２５は、吹出ダクトを介して車室内に配置されたフェイス吹出口に接続されており、当該フェイス吹出口から乗員の上半身側へ向けて温度調整された空気が吹き出される。
【００５０】
フット開口部１２６は、空調ケース１２内を流れる送風空気を乗員の下半身側に導くための開口穴である。このフット開口部１２６は、吹出ダクトを介して、フット吹出口に接続されており、当該フット吹出口から、乗員の下半身側へ向けて温度調整された空気が吹き出される。
【００５１】
これらの各開口部１２４〜１２６の空気流れ上流側には、それぞれデフロスタドア１２４ａ、フェイスドア１２５ａ、およびフットドア１２６ａが回転自在に配置されている。これらの各ドア１２４ａ〜１２６ａは、車室内へ吹き出される空調風の吹出口モードを切り替える吹出口モードの切替手段を構成している。各ドア１２４ａ〜１２６ａは、空調制御装置１００から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００５２】
また、各ドア１２４ａ〜１２６ａによって切り替えられる吹出口モードとしては、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。フェイスモードは、フェイス開口部１２５を全開にして乗員の上半身側に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス開口部１２５とフット開口部１２６の双方を開口して乗員の上半身側と下半身側の双方に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。
【００５３】
続いて、冷凍サイクル６０について説明する。冷凍サイクル６０は、圧縮機６１、放熱器６２、膨張弁６３、および蒸発器１６等を備えている。冷凍サイクル６０では、各構成機器が冷媒配管等を介して環状に接続されることで、冷媒が循環する回路が構成される。
【００５４】
圧縮機６１は、蒸発器１６から冷媒を吸引した冷媒を圧縮し、放熱器６２に吐出する。放熱器６２は、冷媒を外気と熱交換させて放熱させる熱交換器である。膨張弁６３は、放熱器６２から流出した冷媒を減圧する減圧機器である。蒸発器１６は、膨張弁６３にて減圧された冷媒を車室内に送風する送風空気と熱交換させて蒸発させる熱交換器である。車室内に送風する送風空気は、蒸発器１６における冷媒の吸熱作用により冷却される。
【００５５】
本実施形態の圧縮機６１は、車両走行用の動力源であるエンジン７０の動力が伝達されて駆動する。すなわち、本実施形態の圧縮機６１は、エンジン７０が停止することで、その作動が停止する構成となっている。
【００５６】
次に、本実施形態の車両用空調装置の電気制御部について説明する。空調制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。なお、空調制御装置１００の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
【００５７】
空調制御装置１００の入力側には、内気の温度を検出する内気温センサ１０１、外気の温度を検出する外気温センサ１０２、日射量を検出する日射センサ１０３、蒸発器１６の表面温度を検出する蒸発器温度センサ１０４等の各種センサが接続されている。また、空調制御装置１００の入力側には、操作パネル１０５が接続されている。そして、空調制御装置１００には、各種センサの検出信号および操作パネルの各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
【００５８】
具体的には、蒸発器温度センサ１０４は、蒸発器１６における第２空気通路１２２側に位置する下方側の部位の表面温度を検出している。なお、蒸発器温度センサ１０４は、蒸発器１６の下方側の部位を流れる冷媒の温度を検出する構成や、蒸発器１６の下方側の部位を通過した空気の温度を検出する構成となっていてもよい。
【００５９】
また、空調制御装置１００の出力側には、空調ユニット１０の各制御機器１３５、１３６、１４、１９ａ、１９ｂ、１２４ａ〜１２６ａ、冷凍サイクル６０の各制御機器６１、６３等が接続されている。空調制御装置１００は、記憶部に記憶された制御プログラムに基づいて各制御機器の作動を制御する。
【００６０】
本実施形態の空調制御装置１００は、図示しないが、エンジン７０を制御するエンジンＥＣＵに対して、双方向に通信可能に接続されている。そして、本実施形態の空調制御装置１００は、アイドリングストップ制御等によってエンジン７０が停止している際に、エンジン７０の始動を要求する始動要求信号をエンジンＥＣＵに出力可能となっている。例えば、空調制御装置１００は、蒸発器１６で空気を冷却する空調モード時に、アイドリングストップ制御によってエンジン７０が停止した後、蒸発器温度センサ１０４の検出値が所定温度以上に上昇すると、始動要求信号をエンジンＥＣＵに出力する。
【００６１】
ここで、上述したように、本実施形態の圧縮機６１は、エンジン７０が停止することで、その作動が停止する構成となっている。このため、圧縮機６１の作動が停止すると、蒸発器１６に冷媒が流入しなくなることで、冷媒の吸熱作用による空気の冷却ができなくなってしまう。
【００６２】
そこで、蒸発器１６は、エンジン７０が停止している状況においても空気の冷却が可能なように、冷媒の吸熱作用により空気を冷却すると共に、蓄冷機能を有する蓄冷熱交換器で構成されている。
【００６３】
以下、本実施形態の蒸発器１６の詳細な構成について、図２〜図８を参照して説明する。なお、図２および図３に示す上下を示す矢印は、車両搭載時における上下方向を示している。
【００６４】
図２に示すように、蒸発器１６は、冷媒が流通する複数の冷媒管１６１、アウターフィン１６４、サイドプレート１６５、一対のヘッダタンク１６６、１６７、複数の蓄冷器３０、４０、５０等を備える。
【００６５】
蒸発器１６を構成する部品は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料で構成されている。蒸発器１６は、金属材料で構成される各構成部品が互いに組み付けられた状態で、各構成部品の必要な部位に設けられたろう材によってろう接（すなわち、ろう付け接合）されている。
【００６６】
蒸発器１６は、複数の冷媒管１６１が蒸発器１６の幅方向（すなわち、図２の紙面左右方向）に所定の間隔をあけて配列されている。複数の冷媒管１６１は、その長手方向の一方の端部が他方の端部よりも上方側に位置するように配設されている。
【００６７】
複数の冷媒管１６１のうち、蒸発器１６の幅方向に隣り合う冷媒管１６１との間には、空気が流通可能な複数の隙間が形成されている。この複数の隙間のうち、一部の隙間に伝熱促進部材であるアウターフィン１６４が配置されている。この複数の隙間のうち、所定の隙間には、アウターフィン１６４に代えて、複数の蓄冷器３０、４０、５０が配置されている。
【００６８】
また、本実施形態の蒸発器１６は、図３に示すように、複数の冷媒管１６１が空気流れ方向に２列に並ぶように配列されている。すなわち、本実施形態の複数の冷媒管１６１は、空気流れ上流側および空気流れ下流側の双方に位置するように配列されている。
【００６９】
ここで、本実施形態の蒸発器１６は、空調ケース１２の内部において、第１空気通路１２１および第２空気通路１２２を横断するように配置されている。そして、蒸発器１６には、内外気二層モード時に、異なる温度域の空気が上方側と下方側とに分かれて流入する。
【００７０】
具体的には、図２および図３に示すように、蒸発器１６には、内外気二層モード時に、複数の冷媒管１６１のうち、第１空気通路１２１に位置する上方側部位１６１ａに、内気よりも低温となる外気と熱交換する冷媒が流れる。本実施形態では、上方側部位１６１ａが、複数の冷媒管１６１における異なる温度域の空気における低温側の空気と熱交換する低温側部位を構成している。
【００７１】
また、蒸発器１６には、内外気二層モード時に、複数の冷媒管１６１のうち、第２空気通路１２２に位置する下方側部位１６１ｂに、外気よりも高温となる内気と熱交換する冷媒が流れる。本実施形態では、下方側部位１６１ｂが、複数の冷媒管１６１における異なる温度域の空気における高温側の空気と熱交換する高温側部位を構成している。
【００７２】
図４に示すように、本実施形態の複数の冷媒管１６１は、それぞれ扁平な断面形状を有する単穴管で構成されている。複数の冷媒管１６１は、その内部に形成された冷媒通路に伝熱促進部材であるインナーフィン１６２が配置されている。なお、複数の冷媒管１６１は、それぞれ扁平な断面形状を有する多穴管で構成されていてもよい。
【００７３】
図２に戻り、サイドプレート１６５は、複数の冷媒管１６１の積層体である熱交換部を補強する補強部材である。サイドプレート１６５は、蒸発器１６の幅方向の両端部に配設されている。
【００７４】
一対のヘッダタンク１６６、１６７は、複数の冷媒管１６１を流れる冷媒の集合、分配を行うタンクとして機能する。一対のヘッダタンク１６６、１６７それぞれは、蒸発器１６の幅方向に延びている。
【００７５】
一対のヘッダタンク１６６、１６７のうち、上方側に位置する上方側ヘッダタンク１６６には、複数の冷媒管１６１の長手方向の一方の端部が接続されている。また、一対のヘッダタンク１６６、１６７のうち、下方側に位置する下方側ヘッダタンク１６７には、複数の冷媒管１６１の長手方向の他方の端部が接続されている。
【００７６】
図３に示すように、本実施形態の上方側ヘッダタンク１６６は、風下側の冷媒管１６１に冷媒を分配する第１上方側ヘッダ１６６ａ、および風上側の冷媒管１６１から流出した冷媒を集合させる第２上方側ヘッダ１６６ｂが設けられている。
【００７７】
第１上方側ヘッダ１６６ａには、蒸発器１６に冷媒を導入する入口側コネクタ１６８が接続されている。また、第２上方側ヘッダ１６６ｂには、蒸発器１６から冷媒を導出する出口側コネクタ１６９が接続されている。
【００７８】
また、本実施形態の下方側ヘッダタンク１６７は、風下側の冷媒管１６１から流出した冷媒を集合させる第１下方側ヘッダ１６７ａ、第１下方側ヘッダ１６７ａに連通すると共に風上側の冷媒管１６１に冷媒を分配する第２下方側ヘッダ１６７ｂが設けられている。なお、下方側ヘッダタンク１６７は、第１下方側ヘッダ１６７ａから第２下方側ヘッダ１６７ｂに冷媒が流れるように、第１下方側ヘッダ１６７ａと第２下方側ヘッダ１６７ｂとを連通させる連通路１６７ｃが設けられている。
【００７９】
これにより、本実施形態の蒸発器１６は、入口側コネクタ１６８から導入された冷媒が、図３の黒太線矢印で示すように流れる。すなわち、入口側コネクタ１６８から導入された冷媒は、第１上方側ヘッダ１６６ａ→風下側の冷媒管１６１→第１下方側ヘッダ１６７ａ→第２下方側ヘッダ１６７ｂ→風上側の冷媒管１６１→第２上方側ヘッダ１６６ｂの順に流れる。そして、第２上方側ヘッダ１６６ｂに流入した冷媒は、出口側コネクタ１６９から外部に導出される。
【００８０】
上述したように、蒸発器１６は、隣り合う冷媒管１６１の間に形成された複数の隙間のうち、所定の隙間に複数の蓄冷器３０、４０、５０が配置されている。すなわち、本実施形態の蒸発器１６は、図２に示すように、隣り合う冷媒管１６１の間に形成された複数の隙間のうち、所定の隙間に中間蓄冷器３０、下方側蓄冷器４０、および上方側蓄冷器５０が配置されている。
【００８１】
本実施形態の蒸発器１６は、複数の中間蓄冷器３０を有している。複数の中間蓄冷器３０は、隣り合う冷媒管１６１の間に形成された複数の隙間の一部に配置されている。複数の中間蓄冷器３０は、複数の冷媒管１６１における上方側部位１６１ａおよび下方側部位１６１ｂの双方に当接するように配設されている。
【００８２】
中間蓄冷器３０は、図４に示すように、冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する中間蓄冷材３１、および中間蓄冷材３１を封入する中間蓄冷ケース３２を備えている。本実施形態では、中間蓄冷器３０が第３蓄冷器を構成し、中間蓄冷材３１が第３蓄冷材を構成している。
【００８３】
中間蓄冷ケース３２は、中間蓄冷器３０の外殻を構成する部材であって、扁平形状の筒状部材で構成されている。中間蓄冷ケース３２は、熱伝導率の高い接合部材を介して、両側に配置された冷媒管１６１に接合されている。
【００８４】
中間蓄冷材３１は、冷媒管１６１を流れる冷媒との熱交換により凝固することで、冷媒の冷熱を蓄熱するものである。本実施形態の中間蓄冷材３１は、パラフィンまたは水和物を含むものが採用されている。
【００８５】
本実施形態の中間蓄冷材３１は、車室内の冷房時に蒸発器１６を流通する冷媒の温度以上の温度で融解する高融点材で構成されている。中間蓄冷材３１の融点は、例えば、８℃〜１５℃程度に調整されている。
【００８６】
続いて、下方側蓄冷器４０について説明する。本実施形態の下方側蓄冷器４０は、図２に示すように、複数の冷媒管１６１における下方側部位１６１ｂに当接するように配設されている。
【００８７】
ここで、複数の冷媒管１６１における下方側部位１６１ｂでは、下方側ヘッダタンク１６７に近接する端部側の部位が、その他の部位に比べて、冷媒と空気との熱交換量が少ない傾向がある。この点を考慮して、本実施形態では、複数の冷媒管１６１における下方側の端部に当接するように下方側蓄冷器４０を配設している。
【００８８】
下方側蓄冷器４０は、図５に示すように、冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する下方側蓄冷材４１、および下方側蓄冷材４１を封入する下方側蓄冷ケース４２を備えている。本実施形態では、下方側蓄冷器４０が第２蓄冷器を構成している。また、本実施形態では、下方側蓄冷材４１が第２蓄冷材を構成し、下方側蓄冷ケース４２が第２蓄冷ケースを構成している。
【００８９】
下方側蓄冷ケース４２は、下方側蓄冷器４０の外殻を構成する部材である。下方側蓄冷ケース４２は、図５および図６に示すように、櫛歯状の容器で構成されている。下方側蓄冷ケース４２は、冷媒管１６１の長径方向に延びる扁平形状の複数の蓄冷部４２１、および冷媒管１６１の短径方向に延びると共に空気流れ下流側で複数の蓄冷部４２１を連結する連結部４２２を有している。
【００９０】
本実施形態の下方側蓄冷ケース４２は、下方側蓄冷材４１の封入量を充分に確保する可能なように、複数の蓄冷部４２１だけでなく、連結部４２２にも下方側蓄冷材４１が封入されている。
【００９１】
下方側蓄冷材４１は、冷媒管１６１を流れる冷媒との熱交換により凝固することで、冷媒の冷熱を蓄熱するものである。本実施形態の下方側蓄冷材４１は、パラフィンまたは水和物を含むものが採用されている。
【００９２】
本実施形態の下方側蓄冷材４１は、中間蓄冷材３１と同様に、車室内の冷房時に蒸発器１６を流通する冷媒の温度以上の温度で融解する高融点材で構成されている。下方側蓄冷材４１の融点は、例えば、８℃〜１５℃程度に調整されている。
【００９３】
続いて、上方側蓄冷器５０について説明する。本実施形態の上方側蓄冷器５０は、図２に示すように、複数の冷媒管１６１における上方側部位１６１ａに当接するように配設されている。
【００９４】
ここで、複数の冷媒管１６１における上方側部位１６１ａでは、上方側ヘッダタンク１６６に近接する端部側の部位が、その他の部位に比べて、冷媒と空気との熱交換量が少ない傾向がある。この点を考慮して、本実施形態では、複数の冷媒管１６１における上方側の端部に当接するように上方側蓄冷器５０を配設している。
【００９５】
上方側蓄冷器５０は、図７に示すように、冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する上方側蓄冷材５１、および上方側蓄冷材５１を封入する上方側蓄冷ケース５２を備えている。本実施形態では、上方側蓄冷器５０が第１蓄冷器を構成している。また、本実施形態では、上方側蓄冷材５１が第１蓄冷材を構成し、上方側蓄冷ケース５２が第１蓄冷ケースを構成している。
【００９６】
上方側蓄冷ケース５２は、上方側蓄冷器５０の外殻を構成する部材である。上方側蓄冷ケース５２は、図７および図８に示すように、櫛歯状の容器で構成されている。上方側蓄冷ケース５２は、冷媒管１６１の長径方向に延びる扁平形状の複数の蓄冷部５２１、および冷媒管１６１の短径方向に延びると共に空気流れ下流側で複数の蓄冷部５２１を連結する連結部５２２を有している。
【００９７】
本実施形態の上方側蓄冷ケース５２は、上方側蓄冷材５１の封入量を充分に確保する可能なように、複数の蓄冷部５２１だけでなく、連結部５２２にも上方側蓄冷材５１が封入されている。
【００９８】
上方側蓄冷材５１は、冷媒管１６１を流れる冷媒との熱交換により凝固することで、冷媒の冷熱を蓄熱するものである。本実施形態の上方側蓄冷材５１は、パラフィンまたは水和物を含むものが採用されている。
【００９９】
本実施形態の上方側蓄冷材５１は、冬期や春秋期の如く、外気温が低温となる場合でも凝固、融解するように、下方側蓄冷材４１の融点より低い温度で融解する低融点材で構成されている。上方側蓄冷材５１の融点は、例えば、３℃〜７℃程度に調整されている。
【０１００】
ここで、本実施形態の下方側蓄冷ケース４２は、下方側蓄冷材４１の封入量が、上方側蓄冷ケース５２における上方側蓄冷材５１の封入量よりも多くなるように、その容積が上方側蓄冷ケース５２の容積よりも大きくなっている。
【０１０１】
具体的には、図６および図８に示すように、下方側蓄冷ケース４２は、その幅方向寸法Ｌｗαが、上方側蓄冷ケース５２の幅方向寸法Ｌｗβと同程度となっている。これに対して、下方側蓄冷ケース４２は、その高さ方向寸法Ｌｈαが、上方側蓄冷ケース５２の高さ方向寸法Ｌｈβよりも大きくなっている。これにより、本実施形態では、下方側蓄冷ケース４２の容積が、上方側蓄冷ケース５２の容積よりも大きくなっている。
【０１０２】
ところで、蒸発器１６では、図９に示すように、複数の冷媒管１６１の間に形成される複数の隙間のうち、各蓄冷器３０、４０、５０が占める面積の割合（すなわち、蓄冷器の占有率）が大きくなると、蒸発器１６の最大冷房性能が低下する。理由は、蓄冷器の占有率が大きくなると、複数の冷媒管１６１の間に形成される複数の隙間にアウターフィン１６４の配置スペースが減少し、伝熱面積および空気の流通量が減少するためである。
【０１０３】
本実施形態の蒸発器１６では、蒸発器１６の最大冷房性能の低下を抑えつつ、蓄冷機能を発揮させるために、蓄冷器の占有率が、例えば５％〜２５％程度となるように、各蓄冷器３０、４０、５０を配置している。蓄冷器の占有率は、例えば、１０％〜２０％程度とすることが望ましい。
【０１０４】
次に、本実施形態の空調ユニット１０の特徴的な作動について図１０を参照して説明する。図１０は、空気導入モードが内外気二層モード時に、吹出口モードがフットモードとなり、且つ、各エアミックスドアが各バイパス通路を閉鎖する位置に制御された際の空調ユニット１０の内部における空気の流れを示している。図１０では、白抜き矢印が外気の流れを示し、黒塗矢印が内気の流れを示している。
【０１０５】
空調ユニット１０は、送風機１４の作動に伴って、第１外気導入口１３１を介して第１空気通路１２１に低温の外気が導入されると共に、第２内気導入口１３４を介して第２空気通路１２２に内気が導入される。
【０１０６】
第１空気通路１２１を流れる外気は、蒸発器１６の上方側の部位を通過する際に冷却および除湿される。そして、蒸発器１６の上方側の部位を通過した空気は、ヒータコア１８の上方側の部位で加熱された後、デフロスタ開口部１２４を介して車両前面のウィンドシールドに吹き出される。
【０１０７】
一方、第２空気通路１２２を流れる内気は、蒸発器１６の下方側の部位を通過する際に冷却および除湿される。そして、蒸発器１６の下方側の部位を通過した空気は、ヒータコア１８の下方側の部位で加熱された後、フット開口部１２６を介して乗員の下半身側に向かって吹き出される。これにより、ウィンドシールドの窓曇りを防止しつつ、車室を暖房することができる。
【０１０８】
ここで、エンジン７０からの動力伝達によって圧縮機６１が駆動している場合、蒸発器１６に低温低圧の冷媒が流入する。これにより、蒸発器１６では、冷媒が空気との熱交換により蒸発する。この際、蒸発器１６を流れる冷媒の吸熱作用により、各空気通路１２１、１２２を流れる空気が冷却されると共に、各蓄冷材３１、４１、５１がそれぞれの凝固点よりも低い温度に冷却される。
【０１０９】
一方、アイドリングストップ制御によってエンジン７０が停止すると、圧縮機６１も停止することで、蒸発器１６に冷媒が流れなくなる。これにより、蒸発器１６では、冷媒と空気との熱交換量が少なくなる。この際、空気の熱が、アウターフィン１６４、冷媒管１６１、各蓄冷ケース３２、４２、５２を介して各蓄冷材３１、４１、５１に移動して、各蓄冷材３１、４１、５１の温度が上昇する。換言すれば、各蓄冷材３１、４１、５１の吸熱作用によって空気が冷却される。
【０１１０】
このように、本実施形態の蒸発器１６は、冷媒の吸熱作用により空気の冷却ができない場合であっても、各蓄冷材３１、４１、５１の吸熱作用によって空気を冷却することができる。
【０１１１】
ところで、各蓄冷器３０、４０、５０では、各蓄冷材３１、４１、５１の温度と空気の温度との差が大きい程、各蓄冷材３１、４１、５１と空気との熱交換量が増加することで、各蓄冷材３１、４１、５１が溶けきるまでに要する時間が短くなる。
【０１１２】
本実施形態の空調ユニット１０は、内外気二層モード時に、蒸発器１６の上方側の部位に低温の外気が流入し、下方側の部位に高温の内気が流入する。このため、例えば、各蓄冷材３１、４１、５１の融点が同様に設定されていると、外気と熱交換する上方側蓄冷器５０の上方側蓄冷材５１が溶けきらないうちに、内気と熱交換する下方側蓄冷器４０の下方側蓄冷材４１が溶けきってしまう。
【０１１３】
この場合、蒸発器１６の上方側の部位にて空気の冷却が可能な状態であっても、蒸発器１６の下方側の部位の温度が上昇してしまうので、空調制御装置１００がエンジンＥＣＵに対して始動要求信号を出力することになる。
【０１１４】
このように、各蓄冷材３１、４１、５１の融点が同様に設定された蒸発器１６では、蓄冷器３０、４０、５０における蓄冷機能を充分に発揮させることができていない場合がある。
【０１１５】
これに対して、本実施形態の蒸発器１６は、低温の外気が流入する上方側の部位に融点の低い上方側蓄冷材５１を有する上方側蓄冷器５０が配設されている。また、本実施形態の蒸発器１６は、外気よりも高温の内気が流入する下方側の部位に融点の高い下方側蓄冷材４１を有する下方側蓄冷器４０が配設されている。
【０１１６】
本構成では、外気温と上方側蓄冷材５１の融点との差が、内気温と下方側蓄冷材４１の融点との差に近づく。このため、本実施形態の蒸発器１６では、上方側蓄冷材５１が溶けきらないうちに、下方側蓄冷材４１が溶けきってしまうことを抑制することができる。
【０１１７】
ここで、図１１は、アイドリングストップ制御時の蒸発器１６の吹出空気温度の変化を示す図表である。図１１では、蒸発器１６における第２空気通路１２２に位置する下方側の部位の吹出空気温度の変化を太線ＬＡで示している。また、図１１では、蒸発器１６における第１空気通路１２１に位置する上方側の部位の吹出空気温度の変化を太線ＬＢで示している。
【０１１８】
図１１に示すように、アイドリングストップ制御が開始されると、蒸発器１６への冷媒の流入が停止することで、蒸発器１６の上方側の部位および下方側の部位の双方において吹出空気温度が上昇し始める。
【０１１９】
蒸発器１６の下方側の部位の吹出空気温度が、下方側蓄冷材４１の融点ＭＰ１に達すると、下方側蓄冷材４１が溶け始める。これにより、下方側蓄冷材４１の吸熱作用により空気が冷却されることで、蒸発器１６の下方側の部位における吹出空気温度の上昇度合いである傾きが小さくなる。そして、下方側蓄冷材４１が溶けきると、蒸発器１６の下方側の部位における吹出空気温度の上昇度合いが再び大きくなる。
【０１２０】
一方、蒸発器１６の上方側の部位の吹出空気温度が、上方側蓄冷材５１の融点ＭＰ２に達すると、上方側蓄冷材５１が溶け始める。これにより、上方側蓄冷材５１の吸熱作用により空気が冷却されることで、蒸発器１６の上方側の部位における吹出空気温度の上昇度合いが緩やかになる。そして、上方側蓄冷材５１が溶けきると、蒸発器１６の上方側の部位における吹出空気温度の上昇度合いが再び大きくなる。
【０１２１】
ここで、本実施形態では、上方側蓄冷材５１の融点ＭＰ２が、下方側蓄冷材４１の融点ＭＰ１よりも小さい。このため、蒸発器１６では、蒸発器１６の上方側の部位における吹出空気温度と外気温との温度差ΔＴ２が、蒸発器１６の下方側の部位における吹出空気温度と内気温との温度差ΔＴ１に近づく。これにより、上方側蓄冷材５１と外気との熱交換量が、下方側蓄冷材４１と内気との熱交換量と同程度となるので、上方側蓄冷材５１が溶けきらないうちに、下方側蓄冷材４１が溶けきってしまうことを抑制することができる。
【０１２２】
また、蒸発器１６では、上方側蓄冷材５１が下方側蓄冷材４１よりも低い温度で溶け始める。このため、蒸発器１６では、蒸発器１６の上方側の部位における吹出空気温度が蒸発器１６の下方側の部位における吹出空気温度よりも低くなる。
【０１２３】
これにより、蒸発器１６にて充分に除湿された空気が、デフロスタ開口部１２４を介して車両前面のウィンドシールドに吹き出されるので、ウィンドシールドの窓曇りを充分に防止することが可能となる。
【０１２４】
以上説明した本実施形態の蒸発器１６は、低温側の外気が流入する上方側の部位に融点の低い上方側蓄冷材５１を有する上方側蓄冷器５０が配設され、高温側の内気が流入する下方側の部位に融点の高い下方側蓄冷材４１を有する下方側蓄冷器４０が配設されている。
【０１２５】
本構成では、低温側の外気の温度と上方側蓄冷材５１の融点との差が、高温側の内気の温度と下方側蓄冷材４１の融点との差に近づく。このため、本実施形態の蒸発器１６では、上方側蓄冷材５１が溶けきらないうちに、下方側蓄冷材４１が溶け切ってしまうことを抑制可能となる。すなわち、本実施形態の蒸発器１６および空調ユニット１０では、各蓄冷器３０、４０、５０における蓄冷機能を充分に発揮させて、車室内の空調を適切に行うことが可能となる。
【０１２６】
また、本実施形態の蒸発器１６は、下方側蓄冷ケース４２の容積を上方側蓄冷ケース５２の容積よりも大きくなっている。このため、高温側の内気が流入する部位に配設された下方側蓄冷材４１が溶けきるまでに要する時間（すなわち、放冷時間）を長くすることができる。
【０１２７】
さらに、本実施形態の蒸発器１６は、上方側蓄冷器５０および下方側蓄冷器４０を複数の冷媒管１６１の長手方向の両端部に近接する位置に配設する構成としている。これによれば、複数の冷媒管１６１の中央部に空気を流通させる空間を充分に確保することができるので、冷媒の吸熱作用による空気の冷却を適切に行うことが可能となる。
【０１２８】
さらにまた、本実施形態の蒸発器１６は、複数の冷媒管１６１の上方側部位１６１ａおよび下方側部位１６１ｂの双方に当接する中間蓄冷器３０を有している。これによれば、蒸発器１６の上方側と下方側とに同等の温度の空気が流入した場合に、蒸発器の上方側を通過した空気温度と下方側を通過した空気温度とが、大きく乖離してしまうことを抑えることができる。
【０１２９】
ここで、本実施形態の蒸発器１６は、上方側蓄冷器５０および下方側蓄冷器４０を備えているので、中間蓄冷器３０だけを備える構成に比べて、中間蓄冷器３０の本数を減らすことができる。この結果、蒸発器１６における通風抵抗を抑えることができるので、蒸発器１６における冷房性能を充分に確保することが可能となる。
【０１３０】
（他の実施形態）
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
【０１３１】
上述の実施形態では、各蓄冷材３１、４１、５１をパラフィンまたは水和物を含む材料で構成する例について説明したが、これに限定されない。各蓄冷材３１、４１、５１は、例えば、パラフィンまたは水和物を含む材料以外の他の材料で構成されていてもよい。
【０１３２】
上述の実施形態では、下方側蓄冷ケース４２の容積を上方側蓄冷ケース５２の容積よりも大きくする例について説明したが、これに限定されない。例えば、下方側蓄冷ケース４２は、その容積が上方側蓄冷ケース５２の容積以下となっていてもよい。
【０１３３】
また、下方側蓄冷ケース４２および上方側蓄冷ケース５２を櫛歯状の容器で構成する例について説明したが、これに限定されない。下方側蓄冷ケース４２および上方側蓄冷ケース５２は、例えば、中間蓄冷ケース３２と同様に、扁平形状の筒状部材で構成されていてもよい。
【０１３４】
上述の実施形態では、上方側蓄冷器５０および下方側蓄冷器４０を複数の冷媒管１６１の長手方向の両端部に近接する位置に配設する例について説明したが、これに限定されない。上方側蓄冷器５０および下方側蓄冷器４０は、複数の冷媒管１６１の長手方向の両端部に近接する位置以外の位置に配設されていてもよい。また、上方側蓄冷器５０および下方側蓄冷器４０は、複数の冷媒管１６１のうち、一部の冷媒管１６１に対して接触するように配設されていてもよい。
【０１３５】
上述の実施形態では、蒸発器１６に中間蓄冷器３０を配設する例について説明したが、これに限定されない。蒸発器１６は、中間蓄冷器３０が設けられていない構成となっていてもよい。
【０１３６】
上述の実施形態では、蒸発器１６として冷媒が空気流れの上流側と下流側とでＵターンするタイプを例示したが、これに限定されない。蒸発器１６は、例えば、冷媒が流れる経路が、一方向型、左右Ｕターン型等の他の方式によって構成されていてもよい。
【０１３７】
上述の実施形態では、内外気二層モード時に、蒸発器１６の上方側の部位に低温の外気が流れ、下方側の部位に高温の内気が流れる空調ユニット１０を例示したが、これに限定されない。空調ユニット１０は、例えば、蒸発器１６の上方側の部位に高温の内気が流れ、下方側の部位に低温の外気が流れる構成となっていてもよい。この場合、蒸発器１６の上方側の部位に融点の高い蓄冷材を有する蓄冷器を配設し、蒸発器１６の下方側の部位に融点の低い蓄冷材を有する蓄冷器を配設すればよい。
【０１３８】
上述の実施形態では、車両走行用の動力源が、内燃機関であるエンジン７０で構成される例について説明したが、これに限定されない。車両走行用の動力源は、エンジン７０に限らず、電動機で構成されていてもよい。
【０１３９】
上述の実施形態では、車両用空調装置の空調ユニット１０に本発明の蒸発器１６を適用する例について説明したが、これに限定されない。本発明の蒸発器１６は、例えば、家庭用や工場用の室内の空調装置に対しても適用可能である。
【０１４０】
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【０１４１】
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【０１４２】
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【０１４３】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、蓄冷熱交換器は、上方側および下方側のうち、低温側の空気が流入する部位に融点の低い第１蓄冷材を有する第１蓄冷器が配設され、高温側の空気が流入する部位に融点の高い第２蓄冷材を有する第２蓄冷器が配設されている。
【０１４４】
また、第２の観点によれば、蓄冷熱交換器は、第１蓄冷器が第１蓄冷材を封入する第１蓄冷ケースを有し、第２蓄冷器が第２蓄冷材を封入する第２蓄冷ケースを有している。そして、第２蓄冷ケースは、第２蓄冷材の封入量が第１蓄冷ケースにおける第１蓄冷材の封入量よりも多くなるように、容積が第１蓄冷ケースの容積よりも大きくなっている。
【０１４５】
このように、第２蓄冷ケースの容積を第１蓄冷ケースの容積よりも大きくすれば、高温側の空気が流入する部位に配設された第２蓄冷材が溶けきるまでに要する時間（すなわち、放冷時間）を長くすることができる。
【０１４６】
また、第３の観点によれば、蓄冷熱交換器は、第１蓄冷器が、一方の端部および他方の端部のうち、低温側の空気と熱交換する冷媒が流れる低温側端部に近接する位置に配設されている。また、第２蓄冷器は、一方の端部および他方の端部のうち、高温側の空気と熱交換する冷媒が流れる高温側端部に近接する位置に配設されている。
【０１４７】
このように、第１蓄冷器および第２蓄冷器を複数の冷媒管の長手方向の両端部に近接する位置に配設する構成とすれば、複数の冷媒管の中央部に空気を流通させる空間を充分に確保することができる。
【０１４８】
また、第４の観点によれば、蓄冷熱交換器は、冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第３蓄冷材を有する少なくとも１つの第３蓄冷器を備える。そして、第３蓄冷器は、低温側部位および高温側部位の双方に当接するように配設されている。
【０１４９】
これによれば、蓄冷熱交換器の上方側と下方側とに同等の温度の空気が流入した場合に、蓄冷熱交換器の上方側を通過した空気温度と下方側を通過した空気温度とが、大きく乖離してしまうことを抑えることができる。
【０１５０】
上述の実施形態の一部または全部で示された第５の観点によれば、空調ユニットの蓄冷熱交換器は、外気が流入する部位に融点の低い第１蓄冷材を有する第１蓄冷器が配設され、内気が流入する部位に融点の高い第２蓄冷材を有する第２蓄冷器が配設されている。
【０１５１】
また、第６の観点によれば、空調ユニットの蓄冷熱交換器は、第１蓄冷器が第１蓄冷材を封入する第１蓄冷ケースを有し、第２蓄冷器が第２蓄冷材を封入する第２蓄冷ケースを有している。そして、第２蓄冷ケースは、第２蓄冷材の封入量が第１蓄冷ケースにおける第１蓄冷材の封入量よりも多くなるように、容積が第１蓄冷ケースの容積よりも大きくなっている。
【０１５２】
このように、第２蓄冷ケースの容積を第１蓄冷ケースの容積を大きくすれば、車室内空気が流入する部位に配設された第２蓄冷材が溶けきるまでに要する時間（すなわち、放冷時間）を長くすることができる。
【０１５３】
また、第７の観点によれば、空調ユニットの蓄冷熱交換器は、第１蓄冷器が一方の端部に近接する位置に配設されており、第２蓄冷器が他方の端部に近接する位置に配設されている。
【０１５４】
このように、第１蓄冷器および第２蓄冷器を複数の冷媒管の長手方向の両端部に近接する位置に配設する構成とすれば、複数の冷媒管の中央部に空気を流通させる空間を充分に確保することができる。
【０１５５】
また、第８の観点によれば、空調ユニットの蓄冷熱交換器は、冷媒との熱交換により冷熱を蓄熱する第３蓄冷材を有する少なくとも１つの第３蓄冷器を備える。そして、第３蓄冷器は、上方側部位および下方側部位の双方に当接するように配設されている。
【０１５６】
これによれば、蓄冷熱交換器の上方側と下方側とに同等の温度の空気が流入した場合に、蓄冷熱交換器の上方側を通過した空気温度と下方側を通過した空気温度とが、大きく乖離してしまうことを抑えることができる。
【符号の説明】
【０１５７】
１０      空調ユニット
１６      蒸発器（蓄冷熱交換器）
１６１    冷媒管
１６１ａ  上方側部位（低温側部位）
１６１ｂ  下方側部位（高温側部位）
４０      下方側蓄冷器（第２蓄冷器）
４１      下方側蓄冷材（第２蓄冷材）
５０      上方側蓄冷器（第１蓄冷器）
５１      上方側蓄冷材（第１蓄冷材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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