(57)【要約】【課題】車室内を好適に空調することが可能な車両空調用蓄熱装置を提供する。【解決手段】本発明の車両空調用蓄熱装置３は、蓄熱タンク３ａを備えている。蓄熱タンク３ａは、貯留室７と、バイパス流路９と、貯留室７に連通するとともにバイパス流路９と接続される流入路１１と、貯留室７に連通するとともにバイパス流路９に接続される流出路１３と仕切板１５ａ〜１５ｇが一体で形成されている。また、この蓄熱タンク３ａには、水を加熱する第１、２ヒータユニット１９、２１が設けられており、バイパス流路９には第１開閉弁２３が設けられている。この車両空調用蓄熱装置３では、蓄熱時に貯留室７内の水がバイパス流路９を流通することにより、水が貯留室７内を循環する。これにより、貯留室７内の水の温度が均一となる。このため、この車両空調用蓄熱装置３を備えた車両用空調装置では、車室内の暖房能力にばらつきが生じ難くなっている。【選択図】図３
2011195062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換媒体を貯留可能な貯留室と、流入口を有して該貯留室に連通する流入路と、流出口を有して該貯留室に連通する流出路と、該流入路と該流出路とを連結するバイパス流路と、前記熱交換媒体を加熱又は冷却可能な主熱供給手段とを備えた車両空調用蓄熱装置であって、
前記貯留室内には、前記流入口から前記流出口までの前記熱交換媒体の短絡を防止する短絡防止手段が設けられ、
前記貯留室内の前記熱交換媒体を前記バイパス流路により該貯留室内に循環させるか、該貯留室内の該熱交換媒体を外部に供給するかで切替可能な切替手段を備えていることを特徴とする車両空調用蓄熱装置。
【請求項２】
前記貯留室、前記流入路、前記流出路、前記バイパス流路及び前記短絡防止手段は蓄熱タンクに形成されている請求項１記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項３】
前記主熱供給手段は、前記バイパス流路内の前記熱交換媒体を加熱又は冷却可能である請求項１又は２記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項４】
前記主熱供給手段は、前記貯留室内の前記熱交換媒体を加熱又は冷却可能である請求項２記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項５】
前記切替手段は、前記流入路に設けられ、前記熱交換媒体を前記貯留室に流入させるか、前記バイパス流路に流通させるかを切替可能な流入切替手段を有している請求項１乃至４のいずれか１項記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項６】
前記切替手段は、前記流出路に設けられ、前記熱交換媒体を前記貯留室から外部に供給するか、前記バイパス流路に流通させるかを切替可能な流出切替手段を有している請求項１乃至５のいずれか１項記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項７】
前記バイパス流路には絞り部が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項８】
前記絞り部は通路面積を変更可能に構成された前記切替手段である請求項７記載の車両空調用蓄熱装置。
【請求項９】
前記切替手段は、蓄熱時に前記貯留室内の前記熱交換媒体を前記バイパス流路により該貯留室内に循環させ、空調時に該貯留室内の該熱交換媒体を外部に供給する請求項１乃至８のいずれか１項記載の車両空調用蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両空調用蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図１に従来の空調用蓄熱装置が開示されている。この空調用蓄熱装置は、熱交換媒体を貯留可能な貯留室と、貯留室に連通する流入口と、貯留室内の熱交換媒体を流出させる流出口と、バイパス流路とを備えている。この空調用蓄熱装置の貯留室内には、熱交換媒体を加熱可能な第１ヒータが備えられている。
【０００３】
また、この空調用蓄熱装置の流入口に第１配管の一端側が接続され、第１配管の他端側が熱交換器としてのヒータコア側の流出口に接続されている。また、空調用蓄熱装置の流出口には第２配管の一端側が接続され、第２配管の他端側がヒータコア側の流入口に接続されている。このように空調用蓄熱装置とヒータコアとが接続されることで空調装置が構成されている。
【０００４】
また、バイパス流路は、一端側が第１配管と接続され、他端側が第２配管と接続されている。そして、このバイパス流路には、バイパス流路内の熱交換媒体を加熱可能な第２ヒータが設けられている。
【０００５】
以上のように構成されたこの空調装置では、空調用蓄熱装置の貯留室とヒータコアとの間で熱交換媒体を流通させる場合と、バイパス流路と第１、２配管とを連通させて、バイパス流路とヒータコアとの間で熱交換媒体を流通させる場合とを切り替えることが可能となっている。
【０００６】
空調用蓄熱装置の貯留室とヒータコアとの間で熱交換媒体を流通させた場合には、貯留室内で加熱された熱交換媒体がヒータコア内に流入し、熱交換媒体がヒータコア内で放熱を行うことでヒータコア周りの空気が加熱される。これにより、この空調装置では、ヒータコア周りの空気が室内に供給され、室内が暖房される。なお、放熱によって冷却された熱交換媒体は、流入口を経て貯留室内に至り、再び加熱されることとなる。
【０００７】
一方、長時間の暖房運転により、貯留室内の熱交換媒体の熱量が不十分となれば、上記の切り替えが行われ、バイパス流路とヒータコアとの間で熱交換媒体が流通する。これにより、貯留室内の熱交換媒体は、貯留室内に貯留された状態で第１ヒータにより加熱され、その熱を蓄える。一方、バイパス流路内の熱交換媒体は第２ヒータによって加熱され、室内の暖房は継続される。貯留室内の熱交換媒体が蓄えた熱量が十分になれば、再び切り替えが行われ、空調用蓄熱装置の貯留室とヒータコアとの間で熱交換媒体が流通する。こうして、この空調装置では、長時間に亘って室内を暖房することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−８２０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記従来の空調用蓄熱装置では、暖房時において、流入口から貯留室内に流入した熱交換媒体が流出口に短絡し、貯留室内で第１ヒータによって加熱されないまま流出口から流出するおそれがある。
【００１０】
このため、熱交換媒体が短絡しないよう、貯留室内に仕切板等を設けた場合には、蓄熱時において、貯留室内の熱交換媒体が対流し難くなる問題がある。このため、この空調用蓄熱装置では、蓄熱時に貯留室内の第１ヒータの熱が貯留室内の熱交換媒体全体に行渡らず、貯留室内の熱交換媒体に温度のばらつきが生じることとなる。
【００１１】
このため、車両用空調装置にこの空調用蓄熱装置を採用しても、空調能力にばらつきが生じ易くなることから、車室内を好適に空調することができない。
【００１２】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、車室内を好適に空調することが可能な車両空調用蓄熱装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車両空調用蓄熱装置は、熱交換媒体を貯留可能な貯留室と、流入口を有して該貯留室に連通する流入路と、流出口を有して該貯留室に連通する流出路と、該流入路と該流出路とを連結するバイパス流路と、前記熱交換媒体を加熱又は冷却可能な主熱供給手段とを備えた車両空調用蓄熱装置であって、
前記貯留室内には、前記流入口から前記流出口までの前記熱交換媒体の短絡を防止する短絡防止手段が設けられ、
前記貯留室内の前記熱交換媒体を前記バイパス流路により該貯留室内に循環させるか、該貯留室内の該熱交換媒体を外部に供給するかで切替可能な切替手段を備えていることを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
本発明の車両空調用蓄熱装置では、主熱供給手段が熱交換媒体を加熱又は冷却可能である。また、この車両空調用蓄熱装置では、短絡防止手段が流入口から流出口までの熱交換媒体の短絡を防止する。さらに、この車両空調用蓄熱装置では、切替手段が貯留室内の熱交換媒体をバイパス流路により貯留室内に循環させる場合と、貯留室内の熱交換媒体を外部に供給する場合とを切り替える。
【００１５】
このため、この車両空調用蓄熱装置では、貯留室に短絡防止手段が設けられていても、切替手段が貯留室内の熱交換媒体をバイパス流路により貯留室内に循環させれば、加熱された熱交換媒体はその比重によって短絡防止手段及びバイパス流路を経て下方から上方に移動する。一方、冷却された熱交換媒体はその比重によって短絡防止手段及びバイパス流路を経て上方から下方に移動するため、貯留室内の熱交換媒体に対流を生じる。
【００１６】
このため、この車両空調用蓄熱装置では、蓄熱時に貯留室内の主熱供給手段の熱が貯留室内の熱交換媒体全体に行渡り易く、貯留室内の熱交換媒体に温度のばらつきが生じ難い。また、この車両空調用蓄熱装置では、短絡防止手段により、流入口から貯留室内に流入した熱交換媒体が短絡して流出口から流出することもなく、かつ貯留室内の熱交換媒体と流入口から新たに流入した熱交換媒体とが不必要に混合してしまうことも防止できる。
【００１７】
したがって、この車両空調用蓄熱装置を車両用空調装置に採用すれば、空調能力にばらつきが生じ難く、車室内を好適に空調することができる。
【００１８】
本発明において、車両空調用蓄熱装置の外部とは、車両空調用蓄熱装置と接続され、車両空調用蓄熱装置から熱交換媒体の供給を受ける装置を指す。このような装置としては、例えば、熱交換媒体の供給を受けて、熱交換媒体の熱と周囲の空気との間で熱交換が可能な熱交換器等が挙げられる。
【００１９】
熱交換媒体は、主熱供給手段が供給する熱量（正又は負の熱量）や車両空調用蓄熱装置が使用される環境等の条件に応じて、適宜、最適なものが採用される。採用される熱交換媒体としては、例えば、水の他、不凍液等の溶液が挙げられる。また、熱交換媒体は水性に限らず、シリコン油等の油性のものでも良い。
【００２０】
この車両空調用蓄熱装置に備えられる主熱供給手段としては、例えば、電熱ヒータ、グロープラグ等の発熱装置を採用することができる。また、エンジン、モータ等の駆動装置の発熱を主熱供給手段として採用することもできる。主熱供給手段として、電熱ヒータ、グロープラグ等を採用すれば、エンジンやモータ等の発熱によって熱交換媒体を加熱する場合よりも、熱交換媒体の加熱温度の調整が容易となる。また、主熱供給手段としてペルチェ素子を採用することもできる。ペルチェ素子を採用した場合には、熱交換媒体の加熱の他に冷却も可能となる。
【００２１】
短絡防止手段としては、任意の枚数からなる仕切板を採用することができる。この際、仕切板は本体部の高さ方向又は水平方向のいずれの方向に設けられても良く、複数枚の仕切板を高さ方向及び水平方向に組み合わせて設けられることも良い。また、短絡防手段として、本体部内にとぐろを巻くような配管を採用することもできる。
【００２２】
切替手段としては、例えば、一つの流路の開閉のみを行う開閉弁を採用することができる。
【００２３】
この車両空調用蓄熱装置において、貯留室、流入路、流出路、バイパス流路及び短絡防止手段は蓄熱タンクに形成されていることが好ましい（請求項２）。この場合、貯留室、流入路、流出路、バイパス流路及び短絡防止手段が一体となり、車両空調用蓄熱装置の製造が容易となる。
【００２４】
この車両空調用蓄熱装置において、主熱供給手段は、バイパス流路内の熱交換媒体を加熱又は冷却可能であり得る（請求項３）。この場合、バイパス流路内の熱交換媒体の熱量を変化させることで、熱交換媒体に対流を生じさせることが可能となる。
【００２５】
また、この車両空調用蓄熱装置において、主熱供給手段は、貯留室内の熱交換媒体を加熱又は冷却可能であり得る。この場合、流入口から貯留室内に流入した熱交換媒体は、貯留室内で加熱又は冷却された後、車両空調用蓄熱装置の外部に供給されることとなる。また、熱交換媒体を車両空調用蓄熱装置の外部に供給しない場合には、貯留室内の熱交換媒体の熱量の変化により、熱交換媒体に対流が生じ、貯留室内とバイパス流路との間で水を循環させることが可能となる。なお、貯留室の下流側のみに主熱供給手段を設けても良いし、貯留室の上流側のみに主熱供給手段を設けても良い。
【００２６】
この車両空調用蓄熱装置において、切替手段は、流入路に設けられ、熱交換媒体を貯留室に流入させるか、バイパス流路に流通させるかを切替可能な流入切替手段を有していることが好ましい（請求項５）。この場合には、流入切替手段だけで貯留室内の熱交換媒体を循環がさせることが可能となる。このため、車両空調用蓄熱装置の構造を簡略化することが可能となり、製造コストの削減が可能となる。
【００２７】
流入切替手段としては、上記の開閉弁の他に、流路を他の流路に分岐可能な分岐弁を採用することができる。分岐弁としては、例えば、三つの流路に接続され、二つの流路を連通しつつ、一つの流路を非連通とする三方弁を採用することができる。また、ポンプ等の循環装置を採用することもでき、この場合、三方弁等と循環装置とを組み合わせることもできる。また、可変フラッパを採用することもできる。流入切替手段として三方弁や可変フラッパを採用し、熱交換媒体の温度差によって生じる自然対流によって、貯留室内の熱交換媒体の循環を行えば、一層の省エネルギーが実現可能となる。
【００２８】
また、この車両空調用蓄熱装置において、切替手段は、流出路に設けられ、熱交換媒体を貯留室から外部に供給するか、バイパス流路に流通させるかを切替可能な流出切替手段を有していることが好ましい（請求項６）。この場合には、流入切替手段だけで貯留室内の熱交換媒体を循環がさせることが可能となる他に、流入切替手段と組み合わせて貯留室内の熱交換媒体を循環がさせることも可能となる。この場合も、比較的車両空調用蓄熱装置の構造を簡略化することが可能となり、製造コストの削減が可能となる。なお、流出切替手段は、流入切替手段と同様のものを採用することができる。
【００２９】
この車両空調用蓄熱装置において、バイパス流路には、バイパス流路には絞り部が設けられていることが好ましい（請求項７）。この場合には、バイパス流路を流れる熱交換媒体の流量を制限することで、バイパス流路を流通する熱交換媒体の流通速度を調節することができる。このため、貯留室内を循環する熱交換媒体の対流速度を調節することが可能となる。
【００３０】
上記の絞り部は、通路面積を変更可能に構成された切替手段であることが好ましい（請求項８）。この場合には、バイパス流路を流れる熱交換媒体の流量を任意に制限することが可能となり、貯留室内を循環する熱交換媒体の対流速度を任意に変更することが可能となる。また、絞り部の通路面積を変更により、車両空調用蓄熱装置の外部に加熱又は冷却された蓄熱媒体を供給したり、貯留室内の熱交換媒体をバイパス流路により貯留室内に循環させたりすることが可能となる。この際、上記の切り替えを択一的に行う他、貯留室内の熱交換媒体の一部を車両空調用蓄熱装置の外部に供給させつつ、他の残りの熱交換媒体をバイパス流路を介して貯留室内で循環させることも可能となる。
【００３１】
この車両空調用蓄熱装置において、切替手段は、蓄熱時に貯留室内の熱交換媒体をバイパス流路により留室内に循環させ、空調時に貯留室内の熱交換媒体を外部に供給することが好ましい（請求項９）。このように切替手段が各切替を行うことで、上記のような本発明の効果がより顕著となる。なお、蓄熱時とは、本発明の車両空調用蓄熱装置を採用した上記の車両用空調装置であって、その車両用空調装置の不使用時を意味する他、車両用空調装置の使用時において、熱交換媒体の一部を蓄熱させる場合も含まれる。また、空調時とは、車両用空調装置の使用時であって、車室内の空調を行っている場合を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１の車両用空調装置の摸式構造図である。
【図２】実施例１に係り、空調時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図３】実施例１に係り、蓄熱時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図４】実施例２に係り、空調時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図５】実施例２に係り、蓄熱時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図６】実施例３に係り、空調時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図７】実施例３に係り、蓄熱時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図８】実施例４に係り、空調時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図９】実施例４に係り、蓄熱時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図１０】実施例５の車両用空調装置の摸式構造図である。
【図１１】実施例５に係り、空調時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【図１２】実施例５に係り、蓄熱時の蓄熱タンクの垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した実施例１〜５を図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
（実施例１）
実施例１の車両用空調装置は、ハイブリッド車又は電気自動車に搭載される。この車両用空調装置は、図１に示すように、車両空調用蓄熱装置３と車内用熱交換器としてのヒータコア５とを備えている。この車両空調用蓄熱装置３は、蓄熱タンク３ａを備えている。
【００３５】
図２に示すように、この蓄熱タンク３ａには、熱交換媒体としての水を貯留可能な貯留室７と、貯留室７と、バイパス流路９と、貯留室７に連通するとともにバイパス流路９と連結する流入路１１と、貯留室７に連通するとともにバイパス流路９に連結する流出路１３とが一体で形成されている。流入路１１は流入口１１ａを有している。また、流出路１３は流出口１３ａを有している。また、この蓄熱タンク３ａの周囲は図示しない断熱材によって覆われている。
【００３６】
貯留室７内には、高さ方向に複数枚の仕切板１５ａ〜１５ｇがそれぞれ平行かつ互い違いに設けられている。貯留室７内には、仕切板１５ａ〜１５ｇで上下が挟まれるか、仕切板１５ａ〜１５ｇと蓄熱タンク３の内面とで仕切られることにより流路１７が形成されている。流路１７は水を一方通行で流通させており、貯留室７内の流路１７の流路面積Ｓ１は上流から下流まで等しくされている。各仕切板１５ａ〜１５ｇが短絡防止手段に相当する。
【００３７】
貯留室７内において、下流側となる位置である流路１７の最上段には、主熱供給手段としての第１ヒータユニット１９が蓄熱タンク３ａの外部から嵌め込まれた状態で固定されている。この第１ヒータユニット１９は、複数本のグロープラグ（符号なし）を有している。各グロープラグのターミナルは、図示しない制御装置にそれぞれ電気的に接続されており、各グロープラグは、それぞれ個別に通電可能となっている。なお、第１ヒータユニット１９が有するグロープラグの本数は、必要に応じて適宜変更可能である。また、各グロープラグの構成は、周知のグロープラグと同様であり、構成の詳細な説明を省略する。
【００３８】
バイパス流路９には、バイパス流路９内の水を加熱可能な第２ヒータユニット２１が蓄熱タンク３ａの外部から嵌め込まれた状態で固定されている。この第２ヒータユニット２１は、第１ヒータユニット１９と同様の構成であり、第２ヒータユニット２１も図示しない制御装置に電気的に接続されている。この第２ヒータユニット２１は、第１ヒータユニット１９に対し副熱供給手段として機能する。この車両用蓄熱装置では、第１、２ヒータユニット１９、２１等の各熱供給手段を蓄熱タンク３ａの外部から嵌め込み可能となるように構成することで、各熱供給手段が容易に交換可能となっている。
【００３９】
また、このバイパス流路９には、切替手段としての第１開閉弁２３が設けられている。この開閉弁２３は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。この開閉弁２３を制御することにより、貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させるか、貯留室７内の水をヒータコア５内に供給するかを切り替えることが可能となっている。
【００４０】
流出路１３内には、第２開閉弁２５が設けられている。第２開閉弁２５は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。この第２開閉弁を開放する制御を行うことで、貯留室７内の水をヒータコア５内に供給することが可能となっている。
【００４１】
図１に示すように、ヒータコア５には、水を流出させる流出口５ａと、水を流入させる流入口５ｂとが形成されている。また、このヒータコア５の近傍には電動ブロワ５ｃが設けられている。この電動ブロワ５ｃは、図示しない制御装置に電気的に接続されている。この電動ブロワ５ｃを駆動すれば、ヒータコア５の周りの空気が車室内に供給される。なお、ヒータコア５にフィン等を設けてヒータコア５の表面積を大きくすることも可能である。
【００４２】
車両空調用蓄熱装置３（蓄熱タンク３ａ）の流出口１３ａとヒータコア５の流入口５ｂとは、配管２７によって接続されている。また、車両空調用蓄熱装置３の流入口１１ａとヒータコア５の流出口５ａとは、配管２９によって接続されている。配管２９には、車両空調用蓄熱装置３とヒータコア５との間において、図１に示す矢印方向で水を循環させる第１ポンプＰ１が設けられている。第１ポンプＰ１は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。なお、第１ポンプＰ１は、配管２７側に設けられても良く、この場合には、図２に示す第２開閉弁２５は、流入路９側に設けられることとなる。
【００４３】
以上のように構成された車両用空調装置では、車両空調用蓄熱装置３において、第１ヒータユニット１９により貯留室７内の水を加熱することが可能となっている。また、この車両空調用蓄熱装置３では、貯留室７に設けられた仕切板１５ａ〜１５ｇが流入口１１ａから流出口１３ａまでの水の短絡を防止している。さらに、この車両空調用蓄熱装置３では、第１開閉弁２３が貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させる場合と、貯留室７内の水をヒータコア５に供給する場合とを切り替える。
【００４４】
具体的には、空調時に、制御装置が第１ポンプＰ１作動させつつ、図２に示すように、第１開閉弁２３を閉鎖し、第２開閉弁２５を開放する。これにより、貯留室７内において、水は図２に示す破線矢印方向で流通する。このため、車両空調用蓄熱装置３とヒータコア５との間において、図１に示す破線矢印方向で水が循環し、ヒータコア５内に加熱された水（温水）が供給される。これにより、ヒータコア５周りの空気が加熱され、この加熱された空気が供給されることで車室内が暖房される。なお、ヒータコア５内での熱交換により冷却された水は、配管２９を介して流入口１１ａから貯留室７内に至り、第１ヒータユニット１９により再度加熱される。
【００４５】
また、蓄熱時に、制御装置が第１ポンプＰ１を停止させつつ、図３に示すように、第１開閉弁２３を開放し、第２開閉弁２５を閉鎖する。この状態で、制御装置が第２ヒータユニット２１を作動させる。これにより、この車両空調用蓄熱装置３では、貯留室７に仕切板１５ａ〜１５ｇが設けられていても、第１開閉弁２５が貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させれば、第２ヒータユニット２１で加熱された水はその比重によって仕切板１５ａ〜１５ｇ（貯留室７）及びバイパス流路９を経て下方から上方に移動する（図３中の破線矢印参照）。一方、冷却された水はその比重によって、仕切板１５ａ〜１５ｇ（貯留室７）及びバイパス流路９を経て上方から下方に移動する。このため、貯留室７内の水に対流が生じる。なお、この際、制御装置は、第１ヒータユニット１９の使用又は不使用を切り替えることができる。また、第１ヒータユニット１９のみで水を加熱させることもできる。
【００４６】
このため、この車両空調用蓄熱装置３では、蓄熱時に貯留室７内の水の熱が貯留室７内の水全体に行渡り易く、貯留室７内の水に温度のばらつきが生じ難い。また、この車両空調用蓄熱装置３では、仕切板１５ａ〜１５ｇにより、流入口１１ａから貯留室７内に流入した水が短絡して流出口１３ａから流出することもなく、かつ貯留室７内の水と流入口１１ａから新たに流入した水とが不必要に混合してしまうことも防止できる。
【００４７】
したがって、この車両空調用蓄熱装置３採用した車両用空調装置では、空調能力にばらつきが生じ難く、車室内を好適に空調することができる。
【００４８】
特に、この車両空調用蓄熱装置３では、貯留室７、流入路１１、流出路１３、バイパス流路９及び仕切板１５〜１５ｇが蓄熱タンク３ａに一体に形成されている。このため、車両空調用蓄熱装置３の製造が容易となっている。
【００４９】
また、貯留室７において、流路１７の通路面積Ｓ１が等しく形成されていることから、この車両空調用蓄熱装置３では、貯留室７内において、水が層流の状態で小さな流路抵抗の下で流れるようになっている。このため、この車内用空調装置では、第１ポンプＰ１の動力損失が生じ難くなっている。
【００５０】
さらに、この車両空調用蓄熱装置３では、蓄熱時に、第１ポンプＰ１等を用いることなく、貯留室７内の水とバイパス流路９内水との間の温度差によって生じる自然対流によって、貯留室７内の水を循環させている。このため、省エネルギーによる蓄熱を実現している。
【００５１】
（実施例２）
実施例２の車両用空調装置は、実施例１の車両用空調装置における車両空調用蓄熱装置３に替えて、図４に示す車両空調用蓄熱装置３０が採用されている。車両空調用蓄熱装置３０は、蓄熱タンク３０ａを備えている。この車両用空調装置の他の構成は、図１に示す実施例１の車両用空調装置と同様である。
【００５２】
蓄熱タンク３０ａに形成された流入路１１には、図４に示すように、切替手段としての三方弁３１が設けられている。この三方弁３１は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。この三方弁３１は流入切替弁としても機能しており、三方弁３１を切り替える制御を行うことで、水を貯留室７内に流入させるか、バイパス流路９に流通させるかを切り替えることが可能となっている。なお、三方弁３１を流出路１３側に設けることもでき、この場合、三方弁３１は、流出切替手段として機能する。他の構成は実施例１における蓄熱タンク３ａと同様であり、同一の構成には同一の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。
【００５３】
以上のように構成された車両用空調装置では、空調時に、制御装置が三方弁３１について、流入路１１と貯留室７とを連通させ、流入路１１とバイパス流路９とを非連通とする制御（切替）を行う。この状態で、制御装置は、第１ポンプＰ１を作動させるとともに第２開閉弁２５を開放する。これにより、車両空調用蓄熱装置３０内の水は、図４に示す破線矢印方向で流通する。こうして、この車両用空調装置では、ヒータコア５周りの加熱された空気が供給されて車室内が暖房される。
【００５４】
また、この車両空調用蓄熱装置３０では、蓄熱時に、制御装置が第１ポンプＰ１を停止させつつ、図５に示すように、第２開閉弁２５を閉鎖する。この状態で、制御装置は三方弁３１について、流入路１１と貯留室７とを非連通とし、貯留室７とバイパス流路９とを連通させる制御を行う。また、制御装置は第２ヒータユニット２１を作動させる。これにより、図５に示す破線矢印方向で貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させることができる。
【００５５】
この車両空調用蓄熱装置３０では、三方弁３１によって流路を切り替えるため、蓄熱時に貯留室７内を循環した水が流入口１１ａから流出（逆流）してしまうことを確実に防止することが可能となる。このため、この車両空調用蓄熱装置３０では、蓄熱時に水を効果的に加熱することが可能となっている。他の作用効果は実施例１における車両空調用蓄熱装置３と同様である。
【００５６】
（実施例３）
実施例３の車両用空調装置は、実施例１の車両用空調装置における車両空調用蓄熱装置３に替えて、図６に示す車両空調用蓄熱装置４０が採用されている。車両空調用蓄熱装置４０は、蓄熱タンク４０ａを備えている。この車両用空調装置の他の構成は、図１に示す実施例１の車両用空調装置と同様である。
【００５７】
蓄熱タンク４０ａに形成された流入路１１には、図６に示すように、切替手段及び流路切替手段としての可変フラッパ４１が設けられている。この可変フラッパ４１は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。制御装置がこの可変フラッパ４１を作動させる制御を行うことで、水を貯留室７内に流入させるか、バイパス流路９に流通させるかを切り替えることが可能となっている。なお、可変フラッパ４１を流出路１３側に設けることもでき、この場合、可変フラッパ４１は、流出切替手段として機能する。他の構成は実施例１における蓄熱タンク３ａと同様であり、同一の構成には同一の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。
【００５８】
以上のように構成された車両用空調装置では、空調時に、制御装置が可変フラッパ４１を作動させ、バイパス流路９を閉鎖する状態とする。これにより、流入路１１と貯留室７とが連通し、流入路１１とバイパス流路９とが非連通となる。この状態で、制御装置は、第１ポンプＰ１を作動させるとともに第２開閉弁２５を開放する。これにより、車両空調用蓄熱装置４０内の水は、図６に示す破線矢印方向で流通する。こうして、この車両用空調装置では、ヒータコア５周りの加熱された空気が供給されて車室内が暖房される。
【００５９】
また、この車両空調用蓄熱装置４０では、蓄熱時に、制御装置が第１ポンプＰ１を停止させつつ、図７に示すように、第２開閉弁２５を閉鎖する。この状態で、制御装置が可変フラッパ４１を作動させ、バイパス流路９を開放する状態とする。これにより、流入路１１と貯留室７とが非連通となり、貯留室７とバイパス流路９とが連通する。また、制御装置は第２ヒータユニット２１を作動させる。これにより、図７に示す破線矢印方向で貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させることができる。
【００６０】
この車両空調用蓄熱装置４０では、可動フラッパ４１によって流路を切り替え、蓄熱時に可動フラッパ４１は、バイパス流路９を開放させることで、流入口１１ａと貯留室７とを非連通とさせる。このため、蓄熱時に貯留室７内を循環した水が流入口１１ａから流出してしまうことを確実に防止することが可能となる。このため、この車両空調用蓄熱装置４０も蓄熱時に水を効果的に加熱することが可能となっている。他の作用効果は実施例１における車両空調用蓄熱装置３と同様である。
【００６１】
（実施例４）
実施例４の車両用空調装置は、実施例１の車両用空調装置における車両空調用蓄熱装置３に替えて、図８に示す車両空調用蓄熱装置５０が採用されている。車両空調用蓄熱装置５０は、蓄熱タンク５０ａを備えている。この車両用空調装置の他の構成は、図１に示す実施例１の車両用空調装置と同様である。
【００６２】
蓄熱タンク５０ａに形成されたバイパス流路９には、図８に示すように、切替手段としての可変絞り部５１が設けられている。この可変絞り部５１は、図示しない制御装置に電気的に接続されており、制御装置が可変絞り部５１の開度を変化させることで、バイパス流路９の流路面積を変更可能となっている。これにより、貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させるか、貯留室７内の水をヒータコア５内に供給するかを切り替えることが可能となる。また、可変絞り部５１の開度を調整することにより、貯留室７内の水の一部をヒータコア５内に供給しつつ、他の残りの水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させることも可能となる。他の構成は実施例１における蓄熱タンク３ａと同様であり、同一の構成には同一の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。
【００６３】
以上のように構成された車両用空調装置では、車室内の空調時に、制御装置が第１ポンプＰ１を作動させるとともに第２開閉弁２５を開放する。この際、制御装置は、可変絞り部５１を半分程度開く制御を行う。これにより、車両空調用蓄熱装置５０内の水は、図８に示す破線矢印方向で流通する。こうして、この車両用空調装置では、ヒータコア５周りの加熱された空気が供給されて車室内が暖房されるとともに、水（温水）の一部が貯留室７内を循環することとなる。このため、ヒータコア５内で冷却された水が流入口１１ａから貯留室７内へ流入する際、貯留室７内を循環する温水によって加熱することが可能となる。このため、第１ヒータコア１９の作動負担を軽減することが可能となる。
【００６４】
また、このように、空調時に温水の一部をバイパス流路９に流入させる際、可変絞り部５１の開度を変更することで、ヒータコア５に供給される水の量を調節することも可能となる。このため、ヒータコア５から車室内に供給される空気の温度を調節することも可能となる。
【００６５】
また、この車両空調用蓄熱装置５０では、蓄熱時に、制御装置が第１ポンプＰ１を停止させつつ、図９に示すように、第２開閉弁２５を閉鎖させる。この状態で、制御装置は可変絞り部５１の開度を最大とさせる。これにより、図９に示す破線矢印方向で貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させることができる。。この際、可変絞り部５１が設けられた部分のバイバス流路９について、バイバス流路９の流路面積が減少することにより、可変絞り部５１を流れる水に乱流が生じることとなる。このため、この乱流によりバイパス流路９内の水が攪拌され、第２ヒータユニット２１による水の加熱効果を高めることが可能となっている。他の作用効果は実施例１における車両空調用蓄熱装置３と同様である。
【００６６】
（実施例５）
図１０に示す実施例５の車両用空調装置は、実施例１に車両用空調装置における車両空調用蓄熱装置３に替えて、車両空調用蓄熱装置６０が採用されている。車両空調用蓄熱装置６０は、蓄熱タンク６０ａを備えている。また、この車両用空調装置では、配管２７に第１ポンプＰ１が設けられていない。この車両用空調装置の他の構成は、図１に示す実施例１の車両用空調装置と同様である。
【００６７】
蓄熱タンク６０ａに形成された流入路１１には、図１１に示すように、切替手段及び流入切替手段としての第２ポンプＰ２が設けられている。この第２ポンプＰ２は、図示しない制御装置に電気的に接続されている。この第２ポンプＰ２は、流入口１１ａ方向から水を吸入して貯留室７方向に水を吐出する場合と、図１２に示すように、バイパス流路９方向から水を吸入して貯留室７方向に水を吐出する場合とに切り替えることが可能となっている。なお、第２ポンプＰ２を流出路１３側に設けることも可能である。この場合には、この第２ポンプＰ２は、貯留室７方向から水を吸入して吐出口１３ａ方向に水を吐出する場合と、貯留室７方向から水を吸入してバイパス流路９方向に水を吐出する場合とに切り替えを行うこととなる。他の構成は実施例１における蓄熱タンク３ａと同様であり、同一の構成には同一の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。
【００６８】
以上のように構成された車両用空調装置では、空調時において、図１１に示すように、制御装置が第２ポンプＰ２について、流入口１１ａ方向から水を吸入して貯留室７方向に水を吐出する状態で作動させる。また、制御装置は、第２開閉弁２５を開放させる。これにより、車両空調用蓄熱装置６０内の水は、図１１に示す破線矢印方向で流通する。こうして、この車両用空調装置では、図１０の破線矢印方向で水（温水）が循環し、ヒータコア５周りの加熱された空気が供給されて車室内が暖房される。
【００６９】
また、この車両空調用蓄熱装置６０では、蓄熱時において、図１２に示すように、制御装置が第２ポンプＰ２について、バイパス流路９方向から水を吸入して貯留室７方向に水を吐出する状態で作動させる。また、制御装置は、第２開閉弁２５を閉鎖させる。これにより、図１２に示す破線矢印方向で貯留室７内を水が循環することとなる。この際、制御装置は第２ヒータユニット２１を作動させる。こうして、貯留室７内の水が加熱される。他の作用効果は実施例１における車両空調用蓄熱装置３と同様である。
【００７０】
この車両空調用蓄熱装置６０では、空調時に、第２ポンプＰ２によって、車両空調用蓄熱装置６０とヒータコア５との間で水を循環させるだけでなく、蓄熱時に、第２ポンプＰ２だけで貯留室７内とバイバス流路９との間で水を循環させることが可能となっている。このため、蓄熱時において、バイパス流路９内の水と貯留室７内の水との温度差が生じていないか又は温度差が微差である状態においても、貯留室７内の水をバイパス流路９により貯留室７内に循環させることができる。さらに、この車両空調用蓄熱装置６０では、第２ポンプＰ２単体で、車両空調用蓄熱装置６０とヒータコア５との間で水を循環させる場合と、蓄熱時に、貯留室７内とバイバス流路９との間で水を循環させる場合とを切り替えることが可能である。このため、車両用空調装置の構造を簡略化することが可能となり、製造コストの削減も可能となっている。
【００７１】
以上において、本発明を実施例１〜５に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜５に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７２】
例えば、実施例１〜５の車両用空調装置について、これらを車室内の冷房専用の装置として用いることもできる。この場合、車両空調用蓄熱装置３、３０、４０、５０、６０に設けられる主熱供給手段及び副熱供給手段は、負の熱量を供給可能なペルチェ素子等が採用される。また、この場合には、水に替えて不凍液を採用することで、車室内の冷房能力をより高くすることができる。
【００７３】
また、車両空調用蓄熱装置３、３０、４０、５０、６０について、バイバス流路９にのみ主熱供給手段が設けられる構成とすることもできる。また、バイバス流路９に主熱供給手段が設けられ、貯留室７内に副熱供給手段が設けられる構成とすることもできる。
【００７４】
さらに、車両空調用蓄熱装置３、３０、４０、５０、６０について、貯留室７内の下流側に主熱供給手段又は副熱供給手段を設ける構成とすることもできる。また、貯留室７内において、下流から上流にかけて複数の主熱供給手段又は副熱供給手段を設ける構成とすることもできる。
【００７５】
また、車両空調用蓄熱装置３、３０、４０、５０、６０について、貯留室７、流入路１１、流出路１３、バイパス流路９及び仕切板１５〜１５ｇは、それぞれ別々に設けられる構成とすることもできる。
【００７６】
また、車両空調用蓄熱装置５０について、可動絞り部５１に替えて、固定絞り部を設ける構成とすることもできる。蓄熱時においては、貯留室７とバイパス流路９との間を循環する水の流量は比較的少なくなる。このため、バイパス流路９の流路面積を一定割合で小さくした固定絞り部を設けても、貯留室７とバイパス流路９との間で循環する水の流量に対する影響は少ない。一方、空調時において、ヒータコア５へ供給される水の流量は蓄熱時よりも多くなる。このため、バイパス流路９を流通する水の流量は少なくなる。このため、バイパス流路９に固定絞り部を設けた影響は空調時においても少ない。
【００７７】
さらに、実施例１〜３、５の車両用空調装置において、接続流路を設けて配管２７と配管２９とを接続し、蓄熱タンク３内の水を蓄熱させている間は、接続流路とヒータコア５との間で水を循環させて車室内の空調を維持させることもできる。この場合に、接続流路内の水を加熱又は冷却可能な主熱供給手段等を設けることが好ましい。また、配管２７において、接続流路よりも下流となる位置又は配管２９において、接続流路よりも上流となる位置に第１ポンプＰ１が設けられることが好ましい。
【００７８】
また、実施例１〜５の車両用空調装置において、貯留室７内又はバイパス流路９内に、水の温度を検知可能な検知手段を設け、制御装置は、この検知手段によって得られた水の温度を基に第１、２ヒータユニット１９、２１、可変絞り部５１及び第２ポンプＰ２の作動又は停止の切り替えを行うことも良い。例えば、水の温度を基に第２ポンプＰ２の作動又は停止の切り替えを行えば、蓄熱タンク６０では、蓄熱時に、バイパス流路９内の水と貯留室７内の水との温度差が自然対流を生じさせる温度まで至った際に、制御装置が第２ポンプＰ２の作動を停止させることが可能となる。これにより、一層の省エネルギーが実現できる。
【００７９】
さらに、実施例１〜４の車両用空調装置において、第１ポンプＰ１に替えて第２ポンプＰ２を蓄熱タンク３ａ、３０ａ、４０ａ、５０ａの流入路１１又は流出路１３に設けることもできる。この場合には、蓄熱直後等、バイパス流路９内の水と貯留室７内の水との温度差が微差である段階から、貯留室７内の水の循環を確実に発生させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、空調装置に用いる他、エンジン、モータ等の暖気又は冷却のための装置としても利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
７…貯留室
１１ａ…流入口
１１…流入路
１３ａ…流出口
１３…流出路
９…バイパス流路
１９…第１ヒータユニット（主熱供給手段）
３、３０、４０、５０、６０…（車両空調用蓄熱装置）
１５ａ〜１５ｇ…仕切板（短絡防止手段）
２３…第１開閉弁（切替手段）
３ａ、３０ａ、４０ａ、５０ａ、６０ａ…（蓄熱タンク）
３１、４１、Ｐ２…流入切替手段（３１…三方弁、４１…可変フラッパ、Ｐ２…第２ポンプ）
５１…可変絞り部（切替手段）
【図１】
2011195062.tif 000003
【図２】
2011195062.tif 000004
【図３】
2011195062.tif 000005
【図４】
2011195062.tif 000006
【図５】
2011195062.tif 000007
【図６】
2011195062.tif 000008
【図７】
2011195062.tif 000009
【図８】
2011195062.tif 000010
【図９】
2011195062.tif 000011
【図１０】
2011195062.tif 000012
【図１１】
2011195062.tif 000013
【図１２】
2011195062.tif 000014