(57)【要約】【課題】エンジンの熱がなくても暖房が可能であり、冷房と暖房とを素早く切り替えることが可能であり、さらに、ヒートポンプの駆動に伴うエネルギー損失も低くすることのできる車両用空調装置を提供すること。【解決手段】この車両用空調装置は、冷媒を減圧する減圧部（２）と、減圧部により減圧された冷媒と周囲の空気との間で熱を交換する第１熱交換器（３）と、第１熱交換器を通過した冷媒を圧縮する圧縮部（４）と、圧縮部により圧縮された冷媒と周囲の空気との間で熱を交換する第２熱交換器（５）と、第１熱交換器が途中に配置されて空気が流される第１流路（１６）と、第２熱交換器が途中に配置されて空気が流される第２流路（２４）と、第１流路から車室内へ送られる空気の流量を調整可能な第１切替部（１４）と、第２流路から車室内へ送られる空気の流量を調整可能な第２切替部（２６）とを具備し、圧縮部（４）が第２流路（２４）内に配置されている。【選択図】図２Ａ
2013141933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を減圧する減圧部と、
前記減圧部により減圧された冷媒と周囲の空気との間で熱を交換する第１熱交換器と、
前記第１熱交換器を通過した冷媒を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部により圧縮された冷媒と周囲の空気との間で熱を交換する第２熱交換器と、
前記第１熱交換器が途中に配置されて空気が流される第１流路と、
前記第２熱交換器が途中に配置されて空気が流される第２流路と、
前記第１流路から車室内へ送られる空気の流量を調整可能な第１切替部と、
前記第２流路から車室内へ送られる空気の流量を調整可能な第２切替部と、
を具備し、
前記圧縮部が前記第２流路内に配置されている
車両用空調装置。
【請求項２】
冷媒を前記第１熱交換器、前記圧縮部、前記第２熱交換器および前記減圧部に流す配管が、前記第１流路および前記第２流路内に設けられている、
請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記第１流路から車室外へ排出される空気の流量を調整可能な第３切替部と、
前記第２流路から車室外へ排出される空気の流量を調整可能な第４切替部と、
をさらに具備する請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記第１〜第４切替部は、
空気の流路を、
前記第１流路を通過した空気が車室内へ送られ、且つ、前記第２流路を通過した空気が車室外へ排出される第１形態と、
前記第２流路を通気した空気が車室内へ送られ、且つ、前記第１流路を通過した空気が車室外へ排出される第２形態と、
に切替可能である
請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項５】
車室内の空気を前記第１流路の上流側および前記第２流路の上流側へ導く第３流路と、
車室外から前記第１流路へ導入される空気の流量を調整可能な第５切替部と、
前記第３流路から前記第１流路へ導入される空気の流量を調整可能な第６切替部と、
車室外から前記第２流路へ導入される空気の流量を調整可能な第７切替部と、
前記第３流路から前記第２流路へ導入される空気の流量を調整可能な第８切替部と、
をさらに具備する請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記第１〜第８切替部は、
空気の流路を、
車室外から導入されて前記第１流路を通過した空気が車室外へ排出され、且つ、車室外および車室内から導入されて前記第２流路を通過した空気が車室内へ送られる第３形態に切替可能である
請求項５記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記第１〜第８切替部は、
空気の流路を、
車室内から導入されて前記第１流路を通過した空気が車室内へ送られ、且つ、車室外から導入されて前記第２流路を通過した空気が車室外へ排出される第４形態に切替可能である
請求項５記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記第１〜第８切替部は、
空気の流路を、
車室外と車室内とから前者の方が大きな割合で導入された空気が前記第１流路を通過して一部が車室内に一部が車室外に送られ、且つ、車室外と車室内とから後者の方が大きな割合で導入された空気が前記第２流路を通過して車室内へ送られる第５形態に切替可能である
請求項５記載の車両用空調装置。
【請求項９】
前記第１〜第８切替部は、
空気の流路を、
車室外と車室内とから後者の方が大きな割合で導入された空気が前記第１流路を通過して車室外に送られ、且つ、車室外と車室内とから前者の方が大きな割合で導入された空気が前記第２流路を通過して車室内へ送られる第６形態に切替可能である
請求項５記載の車両用空調装置。
【請求項１０】
前記第１流路の空気に推力を与える第１送風器と、
前記第２流路の空気の推力を与える第２送風器と、
をさらに具備し、
前記第１熱交換器、前記第２熱交換器、前記圧縮部、前記第１流路、前記第２流路、前記第１〜第８切替部、前記第１送風器および前記第２送風器が一体化されている
請求項５記載の車両用空調装置。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されて車室内の気温を調整する車両用空調装置がある。車両用空調装置は、ヒートポンプを用いて車室内の気温調整を行うものが一般的である。また、エンジン車に搭載される車両用空調装置としては、ヒートポンプを用いて車室内の冷房を行う一方、エンジンの熱を利用して車室内の暖房を行う構成も一般的である。
【０００３】
特許文献１には、ヒートポンプの冷媒の流れを逆転させて車室内の冷房と暖房とを切り替える車両用空調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】特開２００５−３０６３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンの熱を利用して車室内の暖房を行う車両用空調装置は、排熱量の少ないエンジン車または電気自動車等において、寒冷時に暖房の熱が足りなくなるという課題がある。
【０００６】
また、特許文献１に示されるように、ヒートポンプの冷媒の流れを逆転させて冷房と暖房とを切り替える空調装置では、ヒートポンプの中で圧力差のある冷媒の流れを安定的に反転させる必要がある。よって、このような空調装置では、冷房運転と暖房運転との切り替えに時間がかかるという課題、または、冷媒の流れを安定的に反転させるために冷媒の配管および弁類の機構が複雑になるという課題が生じる。
【０００７】
車両では、車室内の温度および湿度の変動が激しく、状況によっては窓がくもることもあるため、冷房と暖房とを素早く切り替えられることが要求される。冷媒の流れを逆転させて冷房と暖房とを切り替える空調装置では、冷媒の安定的な逆転に相当時間を要するため、この要求に応じるのが困難であった。
【０００８】
また、ヒートポンプを利用した空調装置では、コンプレッサを電動モータにより駆動する際に、コンプレッサが発熱してエネルギー損失が生じるという課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、エンジンの熱がなくても暖房が可能であり、冷房と暖房とを素早く切り替えることが可能であり、さらに、ヒートポンプの駆動に伴うエネルギー損失も低くすることのできる車両用空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る車両用空調装置は、冷媒を減圧する減圧部と、前記減圧部により減圧された冷媒と周囲の空気との間で熱を交換する第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した冷媒を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部により圧縮された冷媒と周囲の空気との間で熱を交換する第２熱交換器と、前記第１熱交換器が途中に配置されて空気が流される第１流路と、前記第２熱交換器が途中に配置されて空気が流される第２流路と、前記第１流路から車室内へ送られる空気の流量を調整可能な第１切替部と、前記第２流路から車室内へ送られる空気の流量を調整可能な第２切替部と、を具備し、前記圧縮部が前記第２流路内に配置されている構成を採る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エンジンの熱がなくても第２熱交換器を通過した空気を車室内に送って車室内を暖房できる。また第１熱交換器を通過した空気を車室内に送ることで暖房から冷房に速やかに切り替えることができる。さらに、ヒートポンプの駆動に伴って発熱する圧縮部を第２流路内に配置することで、圧縮部の熱を車室内の暖房に利用して、ヒートポンプの駆動に伴うエネルギー損失を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態の車両用空調装置のうちヒートポンプを示す構成図
【図２Ａ】本発明の実施の形態の車両用空調装置を上方から見た構成図
【図２Ｂ】図２Ａの車両用空調装置を側方から見た構成図
【図３】本発明の実施の形態の車両用空調装置における暖房運転の状態を表わす図
【図４】本発明の実施の形態の車両用空調装置における冷房運転の状態を表わす図
【図５】本発明の実施の形態の車両用空調装置における除湿暖房運転の状態を表わす図
【図６】本発明の実施の形態の車両用空調装置における排熱回収暖房運転の状態を表わす図
【図７Ａ】本発明の変形例に係る車両用空調装置を上方から見た構成図
【図７Ｂ】図７Ａの車両用空調装置を側方から見た構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態の車両用空調装置のうちヒートポンプを示す構成図である。図２Ａは、本発明の実施の形態の車両用空調装置を上方から見た構成図（内部流路が見えるようにした概略破断面図）である。図２Ｂは、本発明の実施の形態の車両用空調装置を側方から見た構成図（内部流路が見えるようにした概略破断面図）である。
【００１５】
この実施の形態の車両用空調装置は、ヒートポンプの構成と、このヒートポンプの構成を内蔵する送風装置の構成とを備えている。
【００１６】
ヒートポンプは、図１に示すように、冷媒を減圧する膨張弁２と、減圧された冷媒と周囲の空気との間で熱交換を行うエバポレータ（蒸発器とも言う）３と、冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサとも言う）４と、圧縮された冷媒と周囲の空気との間で熱交換を行うコンデンサ（凝縮器とも言う）５とを備えている。
【００１７】
上記構成のうち、膨張弁２は減圧部、エバポレータ３は第１熱交換器、圧縮機４は圧縮部、コンデンサ５は第２熱交換器に、それぞれ相当する。
【００１８】
送風装置は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、室内ダクト１１、ミックスチャンバー１２、第１ダクト１６、内気戻りダクト１９、第２ダクト２４、第１ファン１７、第２ファン２３、第１室内送風扉１４、第１室外排出扉１５、第１外気導入扉１８、第１内気導入扉２０、第２内気導入扉２１、第２外気導入扉２２、第２室外排出扉２５、および、第２室内送風扉２６を備えている。
【００１９】
上記の構成のうち、第１ダクト１６が第１流路に、第２ダクト２４が第２流路に、内気戻りダクト１９が第３流路に、第１ファン１７が第１送風器に、第２ファン２３が第２送風器にそれぞれ相当する。また、第１室内送風扉１４、第１室外排出扉１５、第２室内送風扉２６、第２室外排出扉２５、第１外気導入扉１８、第１内気導入扉２０、第２外気導入扉２２、第２内気導入扉２１が、第１〜第８切替部にそれぞれ相当する。
【００２０】
室内ダクト１１は、ミックスチャンバー１２に接続されて、車室内の曇り止め用の吹出口（ＤＥＦ）、上側吹出口（ＶＥＮＴ）および足元吹出口（ＦＯＯＴ）まで通じるダクトである。
【００２１】
第１ダクト１６には、上流側に第１ファン１７が、途中にエバポレータ３および膨張弁２が、それぞれ配置されている。第１ダクト１６の上流端には、第１外気導入扉１８と第１内気導入扉２０とが設けられている。第１外気導入扉１８は、第１ダクト１６から車室外に通じる外気導入口を開閉する弁、第１内気導入扉２０は、第１ダクト１６から内気戻りダクト１９に通じる内気導入口を開閉する弁である。
【００２２】
第１ダクト１６の下流端には、第１室内送風扉１４と、第１室外排出扉１５とが設けられている。第１室内送風扉１４は、第１ダクト１６からミックスチャンバー１２に通じる開口部を開閉する弁、第１室外排出扉１５は、第１ダクト１６から車室外に通じる開口部を開閉する弁である。
【００２３】
第１ダクト１６の空気は、第１ファン１７の作用により上流から下流へ流れ、途中でエバポレータ３を通過して冷却および除湿される。第１ファン１７としては、特に制限されないが、輻流ファンを採用している。
【００２４】
第２ダクト２４には、途中にコンデンサ５および圧縮機４が、下流側に第２ファン２３が、それぞれ配置されている。また、第２ダクト２４には、ヒートポンプの各構成間で冷媒を流す配管７ａ〜７ｃの大部分（残りの部分は第１ダクト１６に収容されている）が収容されている。エバポレータ３と圧縮機４とを結ぶ配管７ｃは、エバポレータ３および圧縮機４の互いに近い側にそれぞれ連結されている。コンデンサ５と膨張弁２とを結ぶ配管７ｂは、コンデンサ５のエバポレータ３に近い側に連結されている。膨張弁２はエバポレータ３のコンデンサ５に近い側に設けられている。
【００２５】
第２ダクト２４の上流端には、第２外気導入扉２２と、第２内気導入扉２１とが設けられている。第２外気導入扉２２は、第２ダクト２４から車室外に通じる外気導入口を開閉する弁、第２内気導入扉２１は、第２ダクト２４から内気戻りダクト１９に通じる内気導入口を開閉する弁である。特に制限されないが、第２外気導入扉２２には、並列された複数の小扉により大きな面積の流路を開閉できるフラッパードアを採用している。
【００２６】
第２ダクト２４の下流端には、第２室内送風扉２６と、第２室外排出扉２５とが設けられている。第２室内送風扉２６は、第２ダクト２４からミックスチャンバー１２に通じる開口部を開閉する弁、第２室外排出扉２５は第２ダクト２４から車室外に通じる開口部を開閉する弁である。特に制限されないが、第２室外排出扉２５には、並列された複数の小扉により大きな面積の流路を開閉できるフラッパードアを採用している。
【００２７】
第２ダクト２４の空気は、第２ファン２３の作用により上流から下流へ流れ、途中でコンデンサ５を通過して温められる。また、この空気の一部は圧縮機４にも当って、圧縮機４を冷却するとともに、この空気自体も温められる。第２ファン２３としては、特に制限されないが、プロペラファンを採用している。
【００２８】
内気戻りダクト１９は、車室内の空気を第１ダクト１６の上流側および第２ダクト２４の上流側へ戻すダクトである。内気戻りダクト１９の上流端は、車室内に開口している。内気戻りダクト１９の下流端は、第１ダクト１６の内気導入口と、第２ダクト２４の内気導入口に接続されている。
【００２９】
第１室内送風扉１４、第１室外排出扉１５、第１外気導入扉１８、第１内気導入扉２０、第２内気導入扉２１、第２外気導入扉２２、第２室外排出扉２５、および、第２室内送風扉２６は、電気モータにより開閉駆動される。各扉は、空気の通り路を開閉して、この通り路の空気の流量をゼロ又は有限の流量に切り替え可能である。また、各扉は、各空気の通り路の開度を連続的または複数段階に切り替え可能に構成され、それにより空気の流量を連続的又は複数段階に切り替えることができる。
【００３０】
各扉の開閉は、図示略の制御部によって電気的に制御される。この制御部はユーザのボタン操作等に基づいて各扉を所定の開度に開閉駆動する。なお、各扉は、ユーザのレバー操作の動力を油圧又はワイヤーを介して伝達して開閉する構成としてもよい。
【００３１】
この実施の形態の車両用空調装置は、少なくとも、膨張弁２、エバポレータ３、圧縮機４、コンデンサ５、ミックスチャンバー１２、第１ダクト１６、第１ファン１７、内気戻りダクト１９、第２ファン２３、第２ダクト２４、および、８つの扉（１４、１５、１８、２０、２１、２２、２５、２６）が、一体化（ユニット化とも言う）されて構成されている。
【００３２】
そして、室内ダクト１１が車室内に配置され、上記ユニット化された構成が車室外に配置されている。エバポレータ３およびコンデンサ５は車室の近傍に配置され、室内送風ダクト、第１ダクト１６および第２ダクト２４は、流路長が短く構成されている。
【００３３】
この実施の形態の車両用の空調装置は、電気自動車に搭載されるものである。エンジン自動車では、エンジン排熱の影響を軽減させるため、ヒートポンプのコンデンサを車両先頭のラジエータの近傍に配置する必要があるが、電気自動車ではこのような配置制限がない。そのため、この実施の形態の車両用空調装置では、ヒートポンプのコンデンサ５を送風装置内に配置することが可能になっている。また、エンジン自動車では、ヒートポンプの圧縮機４をエンジンの駆動力を伝達して駆動する場合があるが、電気自動車では電気的に駆動されるため圧縮機４の配置制限がない。そのため、この実施の形態の車両用空調装置では、圧縮機４を送風装置内に配置することが可能になっている。
【００３４】
また、エンジン自動車では、エンジンルーム内が非常に高温になることから、エンジンルームと車室との間に断熱性のある仕切りを設けて、送風装置を仕切りより車室側に配置する必要があったが、電気自動車では、このような配置制限がない。そのため、この実施の形態の車両用空調装置では、送風装置を車室外に配置して、車室内のスペースを広くすることが可能になっている。
【００３５】
以下には、上記構成の車両用空調装置の複数種類の運転動作について説明する。
【００３６】
＜暖房運転＞
図３は、本発明の実施の形態の車両用空調装置における暖房運転の状態を表わす図である。図中、空気の流れを帯状の矢印で表わし、外部から導入される空気（外気とも呼ぶ）を「ＦＲＥ（Fresh air）」、車室内から戻される空気（内気とも呼ぶ）を「ＲＥＣ（Recirculated air）」と記している。
【００３７】
この実施の形態の車両用空調装置では、暖房または冷房等の運転の切り替えに拘わらずに、ヒートポンプの冷媒の流れは同一方向である。
【００３８】
暖房運転では、図３に示すように、第１室内送風扉１４と第２室外排出扉２５とが閉じられ、第２室内送風扉２６と第１室外排出扉１５とが開かれる。また、第１外気導入扉１８と、第２外気導入扉２２の一部と、第２内気導入扉２１の一部とが開かれ、第１内気導入扉２０が閉じられる。そして、第１ファン１７と第２ファン２３とが駆動される。
【００３９】
このような空気の流路の切り替えにより、第１ダクト１６では、外部から導入した空気（外気）からエバポレータ３を介して冷媒へ熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の冷却された空気が車室外に排出される。また、第２ダクト２４では、外部から導入した空気（外気）および車室内から導入した空気（内気）へコンデンサ５を介して冷媒から熱を移動する熱交換が行われる。また、この空気が圧縮機４に当って圧縮機４から熱を吸収する。そして、これらの作用により温められた空気がミックスチャンバー１２へ送られる。第２ダクト２４へ導入される外気と内気との割合は、第２外気導入扉２２と第２内気導入扉２１との開度によって、例えば７：３に制御される。
【００４０】
なお、第２ダクト２４へ導入する空気に外気を含めている理由は、この空気を内気１００％とすると、車室内の湿度を下げることができずに、窓にくもりが生じる恐れがあるからである。なお、第２ダクト２４へ導入する外気と内気との割合は、湿度および温度によって、「１：９」〜「９：１」程度に変更可能である。
【００４１】
このような暖房運転により、第２ダクト２４で温められた空気がミックスチャンバー１２と室内ダクト１１とを介して車室内へ送出されて車室内が暖房される。
【００４２】
＜冷房運転＞
図４は、本発明の実施の形態の車両用空調装置における冷房運転の状態を表わす図である。
【００４３】
冷房運転では、図４に示すように、第１室内送風扉１４と第２室外排出扉２５とが開かれ、第２室内送風扉２６と第１室外排出扉１５とが閉じられる。また、第１外気導入扉１８と第２内気導入扉２１とが閉じられ、第１内気導入扉２０と第２外気導入扉２２とが開かれる。そして、第１ファン１７と第２ファン２３とが駆動される。
【００４４】
このような空気の流路の切り替えにより、第１ダクト１６では、車室内から導入した空気からエバポレータ３を介して冷媒へ熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の冷却された空気がミックスチャンバー１２へ送られる。また、第２ダクト２４では、外部から導入した空気へコンデンサ５を介して冷媒から熱を移動する熱交換が行われる。また、この空気が圧縮機４から熱を得て温められる。そして、この温められた空気が外部へ排出される。
【００４５】
このような冷房運転により、第１ダクト１６で冷却された空気がミックスチャンバー１２と室内ダクト１１とを介して車室内へ送出されて車室内が冷房される。
【００４６】
＜除湿暖房運転＞
図５は、本発明の実施の形態の車両用空調装置における除湿暖房運転の状態を表わす図である。
【００４７】
除湿暖房運転においても、ヒートポンプの冷媒が流れる方向は、暖房運転および冷房運転と同一方向である。
【００４８】
除湿暖房運転では、図５に示すように、第１室内送風扉１４の一部と、第１室外排出扉１５の一部と、第２室内送風扉２６とが開かれ、第２室外排出扉２５が閉じられる。また、第１外気導入扉１８の一部と、第１内気導入扉２０の一部と、第２外気導入扉２２の一部と、第２内気導入扉２１の一部とが共に開かれる。そして、第１ファン１７と第２ファン２３とが駆動される。
【００４９】
エバポレータ３へ送られる外気と内気との割合は、第１外気導入扉１８と第１内気導入扉２０との開度によって、例えば８：２に制御される。また、コンデンサ５へ送られる外気と内気との割合は、第２外気導入扉２２と第２内気導入扉２１との開度によって、例えば２：８に制御される。
【００５０】
このような空気の流路の切り替えにより、第２ダクト２４では、導入された外気と内気とへコンデンサ５を介して冷媒から熱を移動する熱交換が行われる。また、この空気が圧縮機４の熱により温められる。そして、この温められた空気がミックスチャンバー１２へ送られる。一方、第１ダクト１６では、導入された外気と内気とからエバポレータ３を介して冷媒へ熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の冷却および除湿された空気の一部が外部に排出され、一部がミックスチャンバー１２へ送られる。
【００５１】
このような除湿暖房運転により、コンデンサ５で温められた空気とエバポレータ３で除湿された空気とがミックスチャンバー１２で混合されて、室内ダクト１１を介して車室内に送出される。
【００５２】
このような除湿暖房運転によれば、エバポレータ３で冷却された空気の一部が車室内へ送られるので、暖房能力が少し低下するが、湿度が高くて窓がくもりやすいときに、車室内の温度を余り低下させずに湿度を低くすることができる。
【００５３】
なお、除湿暖房運転において、エバポレータ３へ導入される外気と内気との割合は８：２に制限されず、外気が半分以上の割合であれば同様の作用が得られる。また、除湿暖房運転において、コンデンサ５へ導入される外気と内気との割合は２：８に制限されず、内気が半分以上の割合であれば同様の作用が得られる。これらの割合は、車室内外の温度および湿度によって調整されるものである。
【００５４】
＜排熱回収暖房運転＞
図６は、本発明の実施の形態の車両用空調装置における排熱回収暖房運転の状態を表わす図である。
【００５５】
排熱回収暖房運転においても、ヒートポンプの冷媒が流れる方向は、暖房運転および冷房運転と同一方向である。
【００５６】
排熱回収暖房運転では、図６に示すように、第１室内送風扉１４と第２室外排出扉２５とが閉じられ、第１室外排出扉１５と第２室内送風扉２６とが開かれる。また、第１外気導入扉１８の一部と、第１内気導入扉２０の一部と、第２外気導入扉２２の一部と、第２内気導入扉２１の一部とが開かれる。そして、第１ファン１７と第２ファン２３とが駆動される。
【００５７】
エバポレータ３へ送られる外気と内気との割合は、第１外気導入扉１８と第１内気導入扉２０との開度によって、例えば３：７に制御される。また、コンデンサ５へ送られる外気と内気との割合は、第２外気導入扉２２と第２内気導入扉２１との開度によって、例えば７：３に制御される。
【００５８】
このような空気の流路の切り替えにより、第１ダクト１６では、外気と内気とからエバポレータ３を介して冷媒へ熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の冷却された空気が外部に排出される。また、第２ダクト２４では、外気と内気とへコンデンサ５を介して冷媒から熱を移動する熱交換が行われる。また、この空気が圧縮機４の熱により温められる。そして、この温められた空気がミックスチャンバー１２へ送られる。
【００５９】
このような排熱回収暖房運転により、第２ダクト２４で温められた空気が室内ダクト１１を介して車室内に送出されて車室内が暖房される。また、第１ダクト１６においては、温かい内気がエバポレータ３を通過して外部に排出されるが、この通過の際にエバポレータ３を介して内気の熱が冷媒に移される。すなわち、内気が外部に排出されるが、この内気の熱は冷媒を介して回収されて、コンデンサ５において空気を温める熱として利用される。この排熱回収暖房運転は、外気温が非常に低くなって高い暖房性能が必要な時に利用できる。なお、外気と内気との温度および湿度によっては、排熱回収暖房運転は湿度の高い内気をエバポレータ３に当てるため、エバポレータ３の着霜を誘発する場合もある。このような場合には、上述した暖房運転のほうがエバポレータ３の着霜を防止することができる。
【００６０】
なお、この排熱回収暖房運転においては、エバポレータ３へ導入される外気と内気との割合は３：７に制限されず、内気が半分以上の割合であれば同様の作用が得られる。また、排熱回収暖房運転において、コンデンサ５へ導入される外気と内気との割合は７：３に制限されず、外気が半分以上の割合であれば同様の作用が得られる。これらの割合は車室内外の温度および湿度により調整されるものである。
【００６１】
以上のように、本実施の形態の車両用空調装置によれば、ヒートポンプを利用した車室内の暖房を行うことができる。よって、エンジンの熱がない場合でも少ないエネルギーで車室内を高効率に暖房することができる。また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、ヒートポンプの冷媒の流れを逆転させずに、空気の流路の形態を切り替えることで暖房運転と冷房運転とを切り替えることができる。従って、冷媒の流れを逆転して冷暖房を切り替える空調装置と比較して、車室内の暖房と冷房とを素早く切り替えることができる。よって、例えば、暖房運転で窓のくもりが発生した場合に、速やかに冷房運転を行って窓のくもりを除去することが可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、ヒートポンプの冷媒の流れを逆転させる構成が不要なので部品点数および部品コストの低減を図ることができる。
【００６３】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、運転内容を、上述した暖房運転、冷房運転、除湿暖房運転および排熱回収暖房運転に適宜切り替えることができる。従って、これらの運転内容の切り替えにより、外気と内気との温度および湿度に応じて、効率的に車室内の温度および湿度を適宜調整することができる。
【００６４】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、ヒートポンプの圧縮機４が第２ダクト２４中に配置されているので、各暖房運転中にヒートポンプの駆動に伴う圧縮機４の発熱を暖気に吸収して車室内に送ることができる。よって、ヒートポンプの駆動に伴うエネルギー損失の低減を図れる。
【００６５】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、膨張弁２、エバポレータ３、圧縮機４、コンデンサ５、および送風装置の大半が一体的に構成されてユニット化されている。よって、車両用空調装置を車両へ容易に搭載することができる。また、ユニット化された構成が車室外に配置され、室内ダクト１１のみが車室内に配置される構成なので、車室内のスペースを広くすることができる。
【００６６】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、ヒートポンプの冷媒を流す配管７ａ〜７ｃが第１ダクト１６および第２ダクト２４に収容されている。従って、第１ダクト１６および第２ダクト２４に冷媒用の配管を外部に導き出す穴を設ける必要がない。配管を外部に通す場合には穴と配管の隙間を空気が通らないように封止する等の煩雑な処理が必要であるのに対して、本実施の形態ではこのような煩雑な処理が不要となる。
【００６７】
また、コンデンサ５が送風装置の中に配置されているので、車両のラジエータの手前に配置される場合と比較して、コンデンサ５の塩害の影響を少なくすることができる。よって、コンデンサ５の塩害に対する耐性を低く設定して、コンデンサ５のコスト低減を図ることができる。
【００６８】
また、エバポレータ３から車室内までのダクトの長さ、コンデンサ５から車室内までのダクトの長さが、共に短い構成なので、ダクトの圧力損失を小さくすることができ、送風の効率も高くすることができる。
【００６９】
＜変形例＞
図７Ａには、本発明の変形例の車両用空調装置を上方から見た構成図（内部流路が見えるようにした概略破断面図）である。図７Ｂは、本発明の変形例の車両用空調装置を側方から見た構成図（内部流路が見えるようにした概略破断面図）である。
【００７０】
この変形例は、圧縮機４の配置を第２ダクト２４のコンデンサ５の上流側としたものである。詳細には、第２ダクト２４には、上流から下流へ向かって、圧縮機４、第２ファン２３、コンデンサ５の順で配置されている。
【００７１】
このような配置としても、上述した実施の形態の車両用空調装置と同様の作用効果が得られる。また、圧縮機４とコンデンサ５とでは、後者の方が温度が高くなる場合が多い。そのため、この変形例では、上述の実施の形態と比較して、圧縮機４により低い温度の空気が当ることとなって、圧縮機４の熱をより多く空気へ移すことができる。
【００７２】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７３】
なお、上記実施の形態では、各流路の空気の流量を切り替える手段として、開閉扉の構成を例にとって説明したが、様々な形態のバルブを同様に適用できることは明らかである。また、バルブを用いずに、複数のファンまたは走行中の風圧を利用して各流路の気圧を切り替えることにより、各流路の空気の流量を切り替える構成を採用することもできる。
【００７４】
また、上記実施の形態では、各流路の空気の流量を調整する切替部の構成として、空気の流量を連続的にまたは複数段階に切り替えられる構成を例にとって説明したが、流量をゼロか有限量にのみ切り替えられる構成を採用しても良い。すなわち、１つの流路の入口又は出口に、２つの扉（切替部）を設けて、１つの扉を開、もう１つの扉を閉として、一方の扉にのみ空気が流れる構成としてもよい。また、両方の扉を所定の割合で開けて、両方に所定の割合で空気が流れる構成としてもよい。
【００７５】
また、本発明に係る車両用空調装置は、上記実施の形態の車両用空調装置から室内ダクト１１を省いた構成としてもよい。また、第１ダクト１６、第２ダクト２４および内気戻りダクト１９の配置および形態は、上記実施の形態のものから適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、電気自動車に搭載される車両用空調装置に有用である。
【符号の説明】
【００７７】
２  膨張弁
３  エバポレータ
４  圧縮機
５  コンデンサ
１４  第１室内送風扉
１５  第１室外排出扉
１６  第１ダクト
１７  第１ファン
１８  第１外気導入扉
１９  内気戻りダクト
２０  第１内気導入扉
２１  第２内気導入扉
２２  第２外気導入扉
２３  第２ファン
２４  第２ダクト
２５  第２室外排出扉
２６  第２室内送風扉
２７  第２室内送風ダクト
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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