(57)【要約】【課題】暖房開始時から直ちに温風を車室内を吹き出させることができ、即暖性に優れた車両用空気調和装置を提供する。【解決手段】空気取入口１１ａより吸入した空気を圧縮し、高温高圧の空気として吐出する空気圧縮機１２と、空気圧縮機１２より吐出された高温高圧の空気と車室２ｂ内に導く送風とを熱交換して送風を温風とする放熱器１４とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気取入口（１１ａ）より吸入した空気を圧縮し、高温高圧の空気として吐出する空気圧縮機（１２）と、前記空気圧縮機（１２）より吐出された高温高圧の空気と車室（２ｂ）内に導く送風とを熱交換して送風を温風とする放熱器（１４）とを備えたことを特徴とする車両用空気調和装置（１Ａ）〜（１Ｄ）。
【請求項２】
請求項１記載の車両用空気調和装置（１Ａ）〜（１Ｄ）であって、
前記空気取入口（１１ａ）は、エンジンルーム（３）内に開口されていることを特徴とする車両用空気調和装置（１Ａ）〜（１Ｄ）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）であって、
前記空気取入口（１１ａ）から取り入れた空気を導く空気ダクト（１１）は、エンジン（３）の排気管（４）の外周に沿って配置されていることを特徴とする車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）。
【請求項４】
請求項３記載の車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）であって、
前記排気管（４）の外周に沿って配置される前記空気ダクト（１１）は、前記空気取入口（１１ａ）から前記空気圧縮機（１２）の範囲のものであることを特徴とする車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）であって、
前記空気ダクト（１１）内には、前記排気管（４）の外周から延びる熱伝導性の高い放熱フィン（１７）が配置されていることを特徴とする車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）であって、
前記放熱器（１４）の後流の空気ダクト（１５）には、空気絞り部（１８）が設けられていることを特徴とする車両用空気調和装置（１Ａ），（１Ｂ）。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用空気調和装置（１Ｂ）であって、
前記空気ダクト（１１）は、前記エンジン（３）の排気を取り入れるよう構成されていることを特徴とする車両用空気調和装置（１Ｂ）。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の車両用空気調和装置（１Ｃ），（１Ｄ）であって、
前記放熱器（１４）を通過した排出空気より動力を回収し、回収した動力を前記空気圧縮機（１２）に供給することを特徴とする車両用空気調和装置（１Ｃ），（１Ｄ）。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の車両用空気調和装置（１Ｄ）であって、
前記空気取入口に取り入れる空気を前記排気管（４）の排気圧によって過給することを特徴とする車両用空気調和装置（１Ｄ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の暖房を行う車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の車両用空気調和装置としては、エンジンで加熱されたエンジン周囲の空気を車室内に直接導くようにしたもの（特許文献１参照）や、エンジンの排気熱を利用するものがある（特許文献１参照）が、送風のクリーン性、静音性に問題があったり、構造が非常に複雑であったりする。
【０００３】
他の従来の車両用空気調和装置としては、エンジンの冷却水が循環される放熱器を有し、この放熱器によって冷却水と車室内に導く送風との間で熱交換させるものがある（特許文献１参照）。この他の従来例では、送風のクリーン性、静音性に問題がなく、又、車両用空気調和装置の構造が簡単である。
【特許文献１】特開２００６−１４３０１０号公報
【特許文献２】特開平９−６６７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、他の従来例では、エンジンの冷却水はエンジンの始動時からある程度の時間が経過しないと暖房に適した温度にまで上昇しないため、即暖性が悪いという問題がある。特に、搭載エンジンが低温度でも駆動できるものでは、即暖性が更に悪くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、暖房開始時から直ちに温風を車室内を吹き出させることができ、即暖性に優れた車両用空気調和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】
【０００６】
上記目的を達成する請求項１の発明は、空気取入口より吸入した空気を圧縮し、高温高圧の空気として吐出する空気圧縮機と、前記空気圧縮機より吐出された高温高圧の空気と車室内に導く送風とを熱交換して送風を温風とする放熱器とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の車両用空気調和装置であって、前記空気取入口は、エンジンルーム内に開口されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の車両用空気調和装置であって、前記空気取入口から取り入れた空気を導く空気ダクトは、エンジンの排気管の外周に沿って配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３記載の車両用空気調和装置であって、前記排気管の外周に沿って配置される前記空気ダクトは、前記空気取入口から前記空気圧縮機の範囲のものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４記載の車両用空気調和装置であって、前記空気ダクト内には、前記排気管の外周から延びる熱伝導性の高い放熱フィンが配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、前記放熱器の後流の空気ダクトには、空気絞り部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、前記空気ダクトは、前記エンジンの排気を取り入れるよう構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、前記放熱器を通過した排出空気より動力を回収し、回収した動力を前記空気圧縮機に供給することを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の車両用空気調和装置であって、前記空気取入口に取り入れる空気を前記排気管の排気圧によって過給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、空気圧縮機は圧縮によって高温高圧の空気を作ることから、空気圧縮機からは駆動開始と共に高温高圧の空気が吐出され、この高温高圧の空気によって放熱器を通過する送風が加熱されて温風になって車室内に導かれるため、空気圧縮機の駆動開始時、つまり、暖房開始時から直ちに温風を車室内に導くことができ、即暖性に優れている。
【００１６】
又、空気圧縮機より吐出された高温高圧の空気を車室内に導く場合と比較して、送風のクリーン性、静音性に優れている。更に、送風力の調整が自由にできると共に車室内の圧力調整の必要性もない。
【００１７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、エンジンの駆動によってエンジンルーム内が暖められると、その暖かい空気が空気圧縮機に取り入れられるため、暖房性能が向上する。
【００１８】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、エンジンの駆動によって排気管に高温の排気が流れると、その排気熱によって空気取入口より取り入れられた空気が加熱されるため、暖房性能が向上する。
【００１９】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、排気管の排気熱で加熱された空気を空気圧縮機が圧縮するため、暖房性能が向上する。
【００２０】
請求項５の発明によれば、請求項３又は請求項４の発明の効果に加え、排気管の排気熱が効率良く空気取入口より取り入れた空気に伝達されるため、暖房性能の向上に寄与する。
【００２１】
請求項６の発明によれば、請求項１〜請求項５の発明の効果に加え、放熱器内を流れた高圧の空気が高圧状態で車室外に排出されずに、空気絞り部で低圧とされた後に車室外に排出されるため、排出音による騒音を極力防止できる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、請求項１〜請求項６の発明の効果に加え、エンジンの排気熱を直接に利用できるため、暖房性能が向上する。
【００２３】
請求項８の発明によれば、請求項１〜請求項７の発明の効果に加え、空気圧縮機の回転動力を低減できるため、省動力化を図ることができる。
【００２４】
請求項９の発明によれば、請求項１〜請求項８の発明の効果に加え、空気圧縮機の圧縮動力を低減できるため、省動力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施形態を示し、図１は車両用空気調和装置の概略構成図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２７】
図１において、車両１のエンジンルーム２ａにはエンジン３が配置されている。エンジン３の排気管４は、車室２ｂの下方を通って車両１の後部まで延設されている。
【００２８】
車両用空気調和装置１０Ａは、給気用空気ダクト１１と、給気用空気ダクト１１の他端が給気口に接続された空気圧縮機１２と、空気圧縮機１２の吐出口に一端が接続された中間空気ダクト１３と、中間空気ダクト１３の他端が入口に接続された放熱器１４と、放熱器１４の出口に一端が接続された排気用空気ダクト１５とを備えている。
【００２９】
給気用空気ダクト１１の一端は空気取入口１１ａとして構成されている。この空気取入口１１ａは、エンジンルーム２ａに開口されている。より詳細には、空気取入口１１ａは、エンジンルーム２ａ内のエンジン３の近傍に開口されている。給気用空気ダクト１１の中間には大径ダクト部１６が形成されている。この大径ダクト部１６は、エンジン３の排気管４の外周に沿って配置されている。大径ダクト部１６内には、図２に示すように、排気管４の外周から伸びる熱伝導性の高い放熱フィン１７が放射状に配置されている。
【００３０】
空気圧縮機１２は、空気取入口１１ａより吸入した空気を圧縮し、高温高圧の空気として吐出する。
【００３１】
放熱器１４は、空調ケース２０内の空調用通路２１に配置され、空気圧縮機１２より吐出された高温高圧の空気と空調用通路２１を通る送風とを熱交換させる。空調ケース２０内の構成は、下記する。
【００３２】
排気用空気ダクト１５は、その他端に空気排出口（図示せず）を有し、空気排出口は車室外に開口されている。又、排気用空気ダクト１５には、放熱器１４より排出された空気を減圧する空気絞り部１８が設けられている。
【００３３】
空調ケース２０は、例えばインストルメントパネルの内側に配置されている。空調ケース２０内の空調用通路２１には、内気又は外気を吸い込むブロア２２と、前記した放熱器１４と、放熱器１４を通過する送風量と放熱器１４を迂回する送風量の割合を調整する配風ドア２３とが設けられている。空調用通路２１の最下流には、フット用ドア２４によって開閉するフット吹出口２５と、デフロスタ用ドア２６によって開閉するデフロスタ吹出口２７と、ベント用ドア２８によって開閉するベント吹出口２９が設けられている。フット吹出口２５、デフロスタ吹出口２７及びベント吹出口２９は、それぞれ所望の位置で車室２ｂ内に開口されている。
【００３４】
上記構成において、暖房モードが選択されると、空気圧縮機１２が駆動される。すると、空気取入口１１ａよりエンジンルーム２ａ内の空気が給気用空気ダクト１１を介して空気圧縮機１２に吸入され、この吸入された空気が圧縮によって高温高圧の空気とされる。この高温高圧の空気は中間空気ダクト１３を通って放熱器１４内を流れ、その後、排気用空気ダクト１５を通って空気排気口（図示せず）より排出される。
【００３５】
一方、暖房モードが選択されると、空気圧縮機１２と共にブロア２２も駆動される。このブロア２２の駆動によって内気又は外気が空調用通路２１に吸引され、吸引された送風が空調用通路２１を流れる。送風の内で放熱器１４を通るもの（図１では全送風が放熱器１４を通るよう設定）は、放熱器１４内の高温高圧の空気と熱交換されて温風となる。放熱器１４を通過した温風は、３つの吹出口２５，２７，２９のいずれかより車室２ｂ内に吹き出され、これによって車室２ｂ内が暖められる。
【００３６】
上記動作にあって、空気圧縮機１２は圧縮によって高温高圧の空気を作ることため、空気圧縮機１２からは駆動開始と共に高温高圧の空気が吐出される。そして、この高温高圧の空気によって放熱器１４を通過する送風が加熱されて温風になって車室２ｂ内に導かれる。従って、空気圧縮機１２の駆動開始時、つまり、暖房開始時から直ちに温風が車室２ｂ内に導かれ、即暖性に優れている。
【００３７】
又、空気圧縮機１２より吐出された高温高圧の空気自体を車室２ｂ内に導く場合と比較して、送風のクリーン性、静音性に優れている。更に、放熱器１４によって熱交換された温風を車室２ｂ内に導くため、ブロア２２によって送風力の調整が自由にできると共に車室２ｂ内の圧力調整の必要性もない。
【００３８】
この第１の実施形態では、空気取入口１１ａは、エンジンルーム２ａ内に開口されている。従って、エンジン３の駆動によってエンジンルーム２ａ内が暖められると、その暖かい空気が空気圧縮機１２に取り入れられるため、暖房性能が向上する。特に、この実施形態では、空気取入口１１ａは、エンジンルーム２ａ内のエンジン３の近傍に開口されているので、エンジンルーム２ａ内の特に高熱の空気を取り入れることができるため、更に暖房性能が向上する。尚、空気取入口１１ａは、エンジンルーム２ａ内の排気管４の近傍に開口しても同様の効果が得られる。
【００３９】
この第１の実施形態では、空気取入口１１ａから取り入れた空気を導く空気ダクト１１は、エンジン３の排気管４の外周に沿って配置されている。従って、エンジン３の駆動によって排気管４に高温の排気が流れると、その排気熱によって空気取入口１１ａより取り入れられた空気が加熱されるため、暖房性能が向上する。
【００４０】
この第１の実施形態では、排気管４の外周に沿って配置される空気ダクトは、空気取入口１１ａから空気圧縮機１２の範囲のもの、つまり、給気用空気ダクト１１である。従って、排気管４の排気熱で加熱された空気を空気圧縮機１２が圧縮するため、暖房性能が向上する。尚、空気圧縮機１２と放熱器１４間を接続する中間空気ダクト１３を排気管４の外周に沿って配置しても良い。
【００４１】
この第１の実施形態では、給気用空気ダクト１１の大径ダクト部１６内には、排気管４の外周から延びる熱伝導性の高い放熱フィン１７が配置されている。従って、エンジン３の排気熱が効率良く空気取入口１１ａより取り入れた空気に伝達されるため、暖房性能の向上に寄与する。
【００４２】
この第１の実施形態では、排気用空気ダクト１５には、空気絞り部１８が設けられている。従って、放熱器１４内を流れた高圧の空気が高圧状態で車室外に排出されずに、空気絞り部１８で低圧とされた後に車室外に排出されるため、排出音による騒音を極力防止できる。
【００４３】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る車両用空気調和装置の概略構成図である。
【００４４】
図３に示すように、第２の実施形態の車両用空気調和装置１０Ｂは、前記第１の実施形態のものと比較するに、給気用空気ダクト１１にはエンジン排気取入ダクト３０が付設されている。このエンジン排気取入ダクト３０によってエンジン３の排気の一部を給気用空気ダクト１１に取り入れるよう構成されている。
【００４５】
他の構成は、前記第１の実施形態と同様であるため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
この第２の実施形態でも、前記第１の実施形態と同様に、暖房開始時から直ちに温風が車室２ｂ内に導かれ、即暖性に優れている。
【００４７】
この第２の実施形態では、給気用空気ダクト１１は、エンジン３の排気を取り入れるよう構成されている。従って、エンジン３の排気熱を直接に利用できるため、暖房性能が向上する。
【００４８】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る車両用空気調和装置の概略構成図である。
【００４９】
図４に示すように、第３の実施形態の車両用空気調和装置１０Ｃは、前記第１の実施形態のものと比較するに、排気用空気ダクト１５には空気絞り部が設けられておらず、その代わりに排気用空気ダクト１５の空気排気口（図示せず）には膨脹機３１が設けられている。この膨脹機３１は、排気風によって回転する回転体３１ａが有し、この回転体３１ａの回転が空気圧縮機１２の動力源３２に伝達されるよう構成されている。
【００５０】
他の構成は、前記第１の実施形態とほぼ同様であるため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
この第３の実施形態でも、前記第１の実施形態と同様に、暖房開始時から直ちに温風が車室２ｂ内に導かれ、即暖性に優れている。
【００５２】
この第３の実施形態では、放熱器１４を通過した排出空気より動力を回収し、回収した動力を空気圧縮機１２に供給するよう構成されている。従って、空気圧縮機１２の回転動力を低減できるため、省動力化を図ることができる。
【００５３】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態に係る車両用空気調和装置の概略構成図である。
【００５４】
図５に示すように、第４の実施形態の車両用空気調和装置１０Ｄは、前記第３の実施形態のものと比較するに、エンジン３の排気圧より回転する回転体３３と、この回転体３３によって回転し、空気取入口（図示せず）に取り入れる空気を過給する過給部３４が設けられている。つまり、空気取入口に取り入れる空気を排気管４の排気圧によって過給できるよう構成されている。
【００５５】
他の構成は、前記第３の実施形態とほぼ同様であるため、同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
この第４の実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、暖房開始時から直ちに温風が車室２ｂ内に導かれ、即暖性に優れている。
【００５７】
この第４の実施形態では、前記第３の実施形態と同様に、放熱器１４を通過した排出空気より動力を回収し、回収した動力を空気圧縮機１２に供給するよう構成されているので、空気圧縮機１２の回転動力を低減できるため、省動力化を図ることができる。
【００５８】
その上、この第４の実施形態では、空気取入口に取り入れる空気を排気管４の排気圧によって過給するよう構成されている。従って、空気圧縮機１２の圧縮動力を低減できるため、省動力化を図ることができる。
【００５９】
（その他）
前記各実施形態では、空調用通路２１には、放熱器１４のみが配置されているが、エンジン冷却水を循環させるヒータコアも配置し、放熱器１４とヒータコアを併用すれば更に大きな暖房効果を発揮することができる。
【００６０】
前記各実施形態では、空調用通路２１に放熱器１４のみが配置されているが、エバポレータを配置すれば、暖房と共に冷房もでき、且つ、暖房時の即暖性に優れた車両用空気調和装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示し、車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示し、車両用空気調和装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第４の実施形態を示し、車両用空気調和装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
２ａ  エンジンルーム
２ｂ  車室
３  エンジン
４  排気管
１０Ａ〜１０Ｄ  車両用空気調和装置
１１  給気用空気ダクト（空気ダクト）
１１ａ  空気取入口
１２  空気圧縮機
１４  放熱器
１５  排気用空気ダクト（空気ダクト）
１７  放熱フィン
１８  空気絞り部
【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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