(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、空気の流れを切り替える構成の簡素化を図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、第１熱交換器（３）と、第２熱交換器（５）と、第１熱交換器（３）を通過した空気を流す第１流路（１６）と、第２熱交換器（５）を通過した空気を流す第２流路（２４）と、第１流路から車室内へ空気を送る第１開口部（１４）と、第１流路から車室外へ空気を排出する第２開口部（１５）と、第２流路から車室内へ空気を送る第３開口部（２６）と、第２流路から車室外へ空気を排出する第４開口部（２５）と、第１開口部と第２開口部とを一体的な弁体により変化させる第１切替弁（３１）と、第２開口部と第３開口部とを一体的な弁体により連動させて変化させる第２切替弁（３２）とを具備する。【選択図】図２Ａ
2013141932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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熱交換器を通過した空気を流す第１流路と、
前記第２熱交換器を通過した空気を流す第２流路と、
前記第１流路から車室内へ空気を送る第１開口部と、
前記第１流路から車室外へ空気を排出する第２開口部と、
前記第２流路から車室内へ空気を送る第３開口部と、
前記第２流路から車室外へ空気を排出する第４開口部と、
前記第１開口部の開度と前記第２開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第１切替弁と、
前記第３開口部の開度と前記第４開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第２切替弁と、
を具備する車両用空調装置。
【請求項２】
前記第１切替弁および第２切替弁は、
前記第１開口部を開、前記第２開口部を閉、前記第３開口部を閉、前記第４開口部を開として、前記第１熱交換器を通過した空気が車室内へ送られ、且つ、前記第２熱交換器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１開口部を閉、前記第２開口部を開、前記第３開口部を開、前記第４開口部を閉として、前記第２熱交換器を通気した空気が車室内へ送られ、且つ、前記第１熱交換器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１記載の車両用空調装置。
【請求項３】
車室内の空気を前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の上流へ戻す第３流路と、
前記第１熱交換器へ車室外の空気を導入する第５開口部と、
前記第１熱交換器へ前記第３流路から車室内の空気を導入する第６開口部と、
前記第５開口部の開度と前記第６開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第３切替弁と、
を具備する請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項４】
車室内の空気を前記第１熱交換器および前記第２熱交換器の上流へ戻す第３流路と、
前記第２熱交換器へ車室外の空気を導入する第７開口部と、
前記第２熱交換器へ前記第３流路から車室内の空気を導入する第８開口部と、
前記第７開口部の開度と前記第８開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第４切替弁と、
を具備する請求項１記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記第２熱交換器へ車室外の空気を導入する第７開口部と、
前記第２熱交換器へ前記第３流路から車室内の空気を導入する第８開口部と、
前記第７開口部の開度と前記第８開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第４切替弁と、
を具備する請求項３記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記第１〜第４切替弁は、
前記第１開口部を閉、前記第２開口部を開、前記第３開口部を開、前記第４開口部を閉、前記第５開口部を開、前記第６開口部を閉、前記第７開口部の一部を開、前記第８開口部の一部を開として、
空気の流路を、車室外から前記第１熱交換器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熱交換器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４切替弁は、
前記第１開口部を開、前記第２開口部を閉、前記第３開口部を閉、前記第４開口部を開、前記第５開口部を閉、前記第６開口部を開、前記第７開口部の開、前記第８開口部の閉として、
空気の流路を、車室内から前記第１熱交換器を通過した空気が車室内へ送られ、且つ、車室外から前記第２熱交換器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４切替弁は、
前記第１開口部の一部を開、前記第２開口部の一部を開、前記第３開口部を開、前記第４開口部を閉、前記第５開口部の一部を開、前記第６開口部の一部を開、前記第７開口部の一部を開、前記第８開口部の一部を開として、
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熱交換器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熱交換器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４切替弁は、
前記第１開口部を閉、前記第２開口部を開、前記第３開口部を開、前記第４開口部を閉、前記第５開口部の一部を開、前記第６開口部の一部を開、前記第７開口部の一部を開、前記第８開口部の一部を開として、
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熱交換器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熱交換器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熱交換器を通過する空気に推力を与える第１送風器と、
前記第２熱交換器を通過する空気に推力を与える第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、前記第１〜第３流路、前記第１〜第４切替弁、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。
【請求項１１】
前記第１〜第４切替弁の少なくとも何れか１つは、開口部と遮断部とを有する帯状体をスライド移動させる構成である
請求項１０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、特許文献１、２に示されるように、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。
【０００３】
特許文献１には、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車両用空調装置が開示されている。特許文献２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２００８−１５５８２７号公報
【特許文献２】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２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、冷房と暖房との切り替えに伴い空気の流れを制御するためのドアを多く備える必要があり、構造が複雑化するという問題があった。
【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、空気の流れを切り替える構成の簡素化を図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、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、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熱交換器を通過した空気を流す第１流路と、前記第２熱交換器を通過した空気を流す第２流路と、前記第１流路から車室内へ空気を送る第１開口部と、前記第１流路から車室外へ空気を排出する第２開口部と、前記第２流路から車室内へ空気を送る第３開口部と、前記第２流路から車室外へ空気を排出する第４開口部と、前記第１開口部の開度と前記第２開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第１切替弁と、前記第３開口部の開度と前記第４開口部の開度とを一体的な弁体により連動させて互い違いに変化させる第２切替弁とを具備する構成を採る。
【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、第１切替弁と第２切替弁は、それぞれ２つの開口部を一体的な弁体により連動させて変化させる構成なので、空気の流れを切り替える構成を簡素にできる。
【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のうち送風装置を示す構成図
【図２Ｂ】図２Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す図２ＡのＡ−Ａ線部分の概略断面図
【図３Ａ】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３Ｂ】図３Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図
【図４Ａ】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４Ｂ】図４Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図
【図５Ａ】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５Ｂ】図５Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図
【図６Ａ】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６Ｂ】図６Ａの送風装置の外気と内気の導入口の部分を示す概略断面図
【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の送風装置を示す構成図（内部流路が見えるようにした概略断面図）である。図２Ｂは、送風装置の外気と内気の導入部を示す図２ＡのＡ−Ａ線部分の概略断面図である。
【００１５】
この実施の形態の車両用空調装置は、図１に示すヒートポンプの構成と、図２Ａ，図２Ｂに示す送風装置の構成とを備えている。
【００１６】
ヒートポンプには、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とが設けられている。
【００１７】
上記構成のうち、エバポレータ３は第１熱交換器、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、室内ダクト１１、室内送風ダクト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室内送風口１４、第１室外排出口１５、第１外気導入口１８、第１内気導入口２０、第２内気導入口２１、第２外気導入口２２、第２室外排出口２５、第２室内送風口２６、第１切替弁３１、第２切替弁３２、第３切替弁３３、および、第４切替弁３４を備えている。
【００１９】
図２Ａ，図２Ｂにおいて、各開口部（第１室内送風口１４、第１室外排出口１５、第１外気導入口１８、第１内気導入口２０、第２内気導入口２１、第２外気導入口２２、第２室外排出口２５、第２室内送風口２６）は、第１切替弁３１、第２切替弁３２、第３切替弁３３、および、第４切替弁３４により覆われて、直接的には見えていない。
【００２０】
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、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室内送風口１４、第１室外排出口１５、第２室内送風口２６、第２室外排出口２５、第１外気導入口１８、第１内気導入口２０、第２外気導入口２２、第２内気導入口２１が、第１〜第８開口部にそれぞれ相当する。
【００２１】
室内ダクト１１は、室内送風ダクト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。
【００２２】
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が、それぞれ配置されている。第１ダクト１６の上流端には、車室外に通じる第１外気導入口１８と、内気戻りダクト１９に通じる第１内気導入口２０とが設けられている。第１ダクト１６の下流端には、室内送風ダクト１２に通じる第１室内送風口１４と、車室外に通じる第１室外排出口１５とが設けられている。
【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１切替弁３１は、空気を通す開口帯３１Ａと、空気を遮断する遮蔽帯３１Ｂとを有する帯状の弁体を、第１室内送風口１４および第１室外排出口１５に沿ってスライド移動させる構成である。開口帯３１Ａがダクトの開口部の一部又は全部に重なることで、この開口部を介して空気が送出可能となり、遮蔽帯３１Ｂがダクトの開口部を全部覆うことで、この開口部を介して空気が送出不可となる。
【００２５】
第３切替弁３３は、空気を通す開口帯３３Ａと、空気を遮断する遮蔽帯３３Ｂとを有する帯状の弁体を、第１外気導入口１８および第１内気導入口２０に沿ってスライド移動させる構成である。第３切替弁３３の空気の送出および遮断の作用は、第１切替弁３１の作用と同様である。
【００２６】
第２ダクト２４には、上流側に第２ファン２３が、途中にコンデンサ５が、それぞれ配置されている。第２ダクト２４の上流端には、車室外に通じる第２外気導入口２２と、内気戻りダクト１９に通じる第２内気導入口２１とが設けられている。第２ダクト２４の下流端には、室内送風ダクト１２に通じる第２室内送風口２６と、車室外に通じる第２室外排出口２５とが設けられている。
【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。第２ファン２３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。
【００２８】
第２切替弁３２は、空気を通す開口帯３２Ａと、空気を遮断する遮蔽帯３２Ｂとを有する帯状の弁体を、第２室内送風口２６および第２室外排出口２５に沿ってスライド移動させる構成である。第２切替弁３２の空気の送出および遮断の作用は、第１切替弁３１の作用と同様である。
【００２９】
第４切替弁３４は、空気を通す開口帯３４Ａと、空気を遮断する遮蔽帯３４Ｂとを有する帯状の弁体を、第２外気導入口２２および第２内気導入口２１に沿ってスライド移動させる構成である。第４切替弁３４の空気の送出および遮断の作用は、第１切替弁３１の作用と同様である。
【００３０】
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の第１内気導入口２０と、第２ダクト２４の第２内気導入口２１に接続されている。
【００３１】
第１〜第４切替弁３１〜３４は、電気モータにより各弁体をスライド駆動するように構成されている。第１〜第４切替弁３１〜３４の各弁体のスライド駆動は、図示略の制御部により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弁体を所定量移動させる。なお、各弁体は、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スライド移動する構成としてもよい。
【００３２】
この実施の形態の車両用空調装置は、少なくとも、エバポレータ３、コンデンサ５、室内送風ダクト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、第１〜第４切替弁３１〜３４が、一体化（ユニット化とも言う）されて構成されている。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜暖房運転＞
図３Ａ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３Ｂは、図３Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図である。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。
【００３８】
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。
【００３９】
暖房運転では、図３Ａ，図３Ｂに示すように、第１切替弁３１と第２切替弁３２とにより、第１室内送風口１４と第２室外排出口２５とが閉じられ、第２室内送風口２６と第１室外排出口１５とが開かれる。また、第３切替弁３３と第４切替弁３４とにより、第１外気導入口１８と、第２外気導入口２２の一部と、第２内気導入口２１の一部とが開かれ、第１内気導入口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。
【００４０】
このような空気の流路の切り替えにより、エバポレータ３では、外部から導入した空気（外気）から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、コンデンサ５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）へ冷媒から熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の温められた空気が室内送風ダクト１２へ送られる。コンデンサ５へ導入される外気と内気との割合は、第２外気導入口２２と第２内気導入口２１との開度によって、例えば７：３に制御される。
【００４１】
なお、コンデンサ５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、コンデンサ５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。
【００４２】
このような暖房運転により、コンデンサ５で温められた空気が室内送風ダクト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。
【００４３】
＜冷房運転＞
図４Ａ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。図４Ｂは、図４Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図である。
【００４４】
冷房運転では、図４Ａ，図４Ｂに示すように、第１切替弁３１および第２切替弁３２により、第１室内送風口１４と第２室外排出口２５とが開かれ、第２室内送風口２６と第１室外排出口１５とが閉じられる。また、第３切替弁３３および第４切替弁３４により、第１外気導入口１８と第２内気導入口２１とが閉じられ、第１内気導入口２０と第２外気導入口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。
【００４５】
このような空気の流路の切り替えにより、エバポレータ３では、車室内から導入した空気から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室内送風ダクト１２へ送られる。また、コンデンサ５では、外部から導入した空気へ冷媒から熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の温められた空気が外部へ排出される。
【００４６】
このような冷房運転により、エバポレータ３で冷却された空気が室内送風ダクト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。
【００４７】
＜除湿暖房運転＞
図５Ａ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。図５Ｂは、図５Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図である。
【００４８】
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。
【００４９】
除湿暖房運転では、図５Ａ，図５Ｂに示すように、第１切替弁３１および第２切替弁３２により、第１室内送風口１４の一部と、第１室外排出口１５の一部と、第２室内送風口２６とが開かれ、第２室外排出口２５が閉じられる。また、第３切替弁３３および第４切替弁３４により、第１外気導入口１８の一部と、第１内気導入口２０の一部と、第２外気導入口２２の一部と、第２内気導入口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。
【００５０】
エバポレータ３へ送られる外気と内気との割合は、第１外気導入口１８と第１内気導入口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外気導入口２２と第２内気導入口２１との開度によって、例えば２：８に制御される。
【００５１】
このような空気の流路の切り替えにより、コンデンサ５では、導入された外気と内気とへ冷媒から熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の温められた空気が室内送風ダクト１２へ送られる。一方、エバポレータ３では、導入された外気と内気とから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、一部が室内送風ダクト１２へ送られる。
【００５２】
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室内送風ダクト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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
＜排熱回収暖房運転＞
図６Ａ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。図６Ｂは、図６Ａの送風装置の外気と内気の導入部を示す概略断面図である。
【００５６】
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。
【００５７】
排熱回収暖房運転では、図６Ａ，図６Ｂに示すように、第１切替弁３１および第２切替弁３２により、第１室内送風口１４と第２室外排出口２５とが閉じられ、第１室外排出口１５と第２室内送風口２６とが開かれる。また、第３切替弁３３および第４切替弁３４により、第１外気導入口１８の一部と、第１内気導入口２０の一部と、第２外気導入口２２の一部と、第２内気導入口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。
【００５８】
エバポレータ３へ送られる外気と内気との割合は、第１外気導入口１８と第１内気導入口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外気導入口２２と第２内気導入口２１との開度によって、例えば７：３に制御される。
【００５９】
このような空気の流路の切り替えにより、エバポレータ３では、外気と内気とから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、コンデンサ５では、外気と内気とへ冷媒から熱を移動する熱交換が行われて、熱交換後の温められた空が室内ダクト１１へ送られる。
【００６０】
このような排熱回収暖房運転により、コンデンサ５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、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、第１室内送風口１４と第１室外排出口１５とが隣接して配置され、これらの開閉を第１切替弁３１により連動して行う構成としている。また、第２室内送風口２６と第２室外排出口２５とが隣接して配置され、これらの開閉を第２切替弁３２により連動して行う構成としている。従って、各開口部の開閉を独立して行う構成と比較して、開口部を開閉する制御系統数を少なくすることができる。また、第１切替弁３１および第２切替弁３２は、帯状の弁体をスライド移動させて開口部の開度を変化させる構成なので、装置のさらなるコンパクト化を図ることができる。
【００６６】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、第１外気導入口１８と第１内気導入口２０とが隣接して配置され、これらの開閉を第３切替弁３３により連動して行う構成としている。また、第２外気導入口２２と第２内気導入口２１とが隣接して配置され、これらの開閉を第４切替弁３４により連動して行う構成としている。従って、各開口部の開閉を独立して行う構成と比較して、開口部を開閉する制御系統数を少なくすることができる。また、第３切替弁３３および第４切替弁３４は、帯状の弁体をスライド移動させて開口部の開度を変化させる構成なので、装置のさらなるコンパクト化を図ることができる。
【００６７】
また、本実施の形態の車両用空調装置によれば、エバポレータ３、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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の前後の冷媒配管を短くすることができる。よって、冷媒配管のコスト低減および冷媒圧損の低減を図ることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【００７２】
なお、上記実施の形態では、複数の開口部を連動させて開閉する切替弁として、帯状の弁体をスライド移動する構成を例にとって説明したが、例えば、回転ドア形式の連動バルブなど、様々な形態の連動バルブを同様に適用できることは明らかである。
【００７３】
また、切替弁は、２つの開口部のうち一方を開、もう一方を閉として、一方の開口部のみに空気が流れるように切り替えられる構成としてもよい。また、両方の開口部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ように切り替えられる構成としてもよい。
【００７４】
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】
【００７５】
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】
【００７６】
３  エバポレータ
５  コンデンサ
１１  室内ダクト
１２  室内送風ダクト
１４  第１室内送風口
１５  第１室外排出口
１６  第１ダクト
１７  第１ファン
１８  第１外気導入口
１９  内気戻りダクト
２０  第１内気導入口
２１  第２内気導入口
２２  第２外気導入口
２３  第２ファン
２４  第２ダクト
２５  第２室外排出口
２６  第２室内送風口
３１  第１切替弁
３２  第２切替弁
３３  第３切替弁
３４  第４切替弁
３１Ａ〜３４Ａ  開口帯
３１Ｂ〜３４Ｂ  遮蔽帯
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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