JPH04218424A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱タンクまたは蓄冷
タンクを内蔵した熱交換器を通風ダクト内に配置した車
両用空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６１−１７１６
０５号公報や、特開昭６０−１９３９１４号公報等にお
いては、例えば通風ダクト外に配置された保温タンクま
たは蓄熱タンク内で蓄熱または蓄冷されたエンジン冷却
水を通風ダクト内の冷媒蒸発器の下流側に配置されたヒ
ータコアのチューブ内に供給し、通風ダクト内を通過す
る空気と熱交換させることによって車室内の急速暖房ま
たは急速冷房を行う車両用空気調和装置が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
は、熱媒体として熱容量の大きなエンジン冷却水のみを
利用しているので、例えば保温タンクまたは蓄熱タンク
からヒータコアのチューブまでの配管が長かったり、保
温タンクまたは蓄熱タンクの保温力が弱かったりすると
、車室内の急速暖房または急速冷房の即効性が低下する
という課題があった。

【０００４】本発明は、熱容量の大きなエンジン冷却水
を利用して車室内の急速暖房または急速冷房を行う装置
において、車室内の急速暖房と急速冷房の即効性の低下
を補うことが可能な車両用空気調和装置の提供を目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】〔請求項１〕　　本発明
は、車室内に向かって空気を送るための通風ダクトと、
この通風ダクト内を通過する空気とエンジン冷却水とを
熱交換させる複数のチューブ、これらのチューブに並列
接続され、内部に流入した前記エンジン冷却水を蓄熱す
る蓄熱タンク、および前記複数のチューブに並列して配
設され、通電されると前記通風ダクト内を通過する空気
を加熱する複数のペルチェ素子を有し、前記通風ダクト
内に配置された熱交換器と、この熱交換器から流出した
エンジン冷却水を前記エンジンを通して前記熱交換器に
戻す第１経路、ならびに前記熱交換器から流出したエン
ジン冷却水を前記エンジンを迂回するバイパス配管を通
して前記熱交換器に戻す第２経路を有する冷却水回路と
、前記第２経路内に水流を発生させるポンプと、前記第
１経路と前記第２経路とを切り換える切換手段と、前記
切換手段を制御して前記第１経路に切り換える通常暖房
モード、ならびに前記ポンプを作動させ、前記複数のペ
ルチェ素子を通電するとともに、前記切換手段を制御し
て前記第２経路に切り換える急速暖房モードに設定する
制御手段とを備えた技術手段を採用した。

【０００６】〔請求項２〕　　本発明は、車室内に向か
って空気を送るための通風ダクトと、この通風ダクト内
に配置され、前記通風ダクト内を通過する空気を冷却す
る冷却手段と、前記通風ダクト内を通過する空気とエン
ジン冷却水とを熱交換させる複数のチューブ、これらの
チューブに並列接続され、内部に流入した前記エンジン
冷却水を蓄冷する蓄冷タンク、ならびに前記複数のチュ
ーブに並列して配設され、通電されると前記通風ダクト
内を通過する空気を冷却する複数のペルチェ素子を有し
、前記通風ダクト内の前記冷却手段の下流側に配置され
た熱交換器と、この熱交換器から流出したエンジン冷却
水を前記エンジンを通して前記熱交換器に戻す第１経路
、および前記熱交換器から流出したエンジン冷却水を前
記エンジンを迂回するバイパス配管を通して前記熱交換
器に戻す第２経路を有する冷却水回路と、前記第２経路
内に水流を発生させるポンプと、前記第１経路と前記第
２経路とを切り換える切換手段と、前記冷却手段および
前記ポンプを作動させるとともに、前記切換手段を制御
して前記第２経路に切り換える通常冷房モード、ならび
に前記冷却手段および前記ポンプを作動させるとともに
、前記複数のペルチェ素子を通電し、前記切換手段を制
御して前記第２経路に切り換える急速冷房モードに設定
する制御手段とを備えた技術手段を採用した。

【０００７】

【作用】〔請求項１〕　　（通常暖房モード）　　制御
手段によって、切換手段を制御して冷却水回路を第１経
路に切り換えると、エンジンで温められたエンジン冷却
水が通風ダクト内に配置された熱交換器の複数のチュー
ブ内または蓄熱タンク内に流入する。このため、通風ダ
クト内を通過する空気は、複数のチューブ内を通過する
エンジン冷却水により加熱された後に、車室内に送り込
まれて車室内を暖房する。一方、複数のチューブ内を通
過したエンジン冷却水は、熱交換器から流出した後にエ
ンジンに流入する。そして、再度エンジンにより温めら
れたエンジン冷却水は、再度複数のチューブ内または蓄
熱タンク内に流入する。この結果、蓄熱タンク内に高温
のエンジン冷却水が蓄熱されることとなる。

【０００８】（急速暖房モード）　　制御手段によって
、複数のペルチェ素子を通電すると、通風ダクト内を通
過する空気が複数のペルチェ素子により直接加熱される
。 さらに、制御手段によって、ポンプを作動させ、且つ切
換手段を制御して冷却水回路を第２経路に切り換えると
、第２経路内をエンジン冷却水がポンプの圧送力により
循環する。よって、蓄熱タンク内で通常暖房モード時に
蓄熱されていた高温のエンジン冷却水は、蓄熱タンクを
流出して熱交換器から流出する。そして、熱交換器から
流出した高温のエンジン冷却水は、エンジンに戻されず
にバイパス配管を通って複数のチューブ内または蓄熱タ
ンク内に流入する。このため、通風ダクト内を通過する
空気は、複数のチューブ内を通過する高温のエンジン冷
却水によっても加熱される。この結果、複数のペルチェ
素子により加熱された空気が車室内に送り込まれること
によって車室内が急速暖房される。

【０００９】〔請求項２〕　　（通常冷房モード）　　
制御手段によって、冷却手段を作動させると、通風ダク
ト内を通過する空気が冷却手段により冷却された後、熱
交換器に送られる。さらに、制御手段によって、ポンプ
を作動させ、且つ切換手段を制御して冷却水回路を第２
経路に切り換えると、ポンプにより圧送されたエンジン
冷却水が、通風ダクト内に配置された熱交換器の複数の
チューブ内または蓄冷タンク内に流入する。このため、
冷却手段により冷却された空気は、複数のチューブ内を
通過するエンジン冷却水を冷却した後に、車室内に送り
込まれて車室内を冷房する。一方、複数のチューブ内で
冷却されたエンジン冷却水は、熱交換器から流出して、
エンジンを迂回するバイパス配管を通って、再度複数の
チューブ内または蓄冷タンク内に流入する。この結果、
蓄冷タンク内に低温のエンジン冷却水が蓄冷されること
となる。

【００１０】（急速冷房モード）　　制御手段によって
、複数のペルチェ素子を通電すると、通風ダクト内を通
過する空気が複数のペルチェ素子により直接冷却される
。 さらに、制御手段によって、冷却手段およびポンプを作
動させ、且つ切換手段を制御して冷却水回路を第２経路
に切り換える。すると、蓄冷熱タンク内で通常冷房モー
ド時に蓄冷されていた低温のエンジン冷却水は、ポンプ
の圧送力により熱交換器から流出する。そして、熱交換
器から流出した低温のエンジン冷却水は、エンジンを迂
回するバイパス配管を通って複数のチューブ内または蓄
冷タンク内に流入する。このため、通風ダクト内を通過
する空気は、複数のチューブ内を通過する低温のエンジ
ン冷却水によっても冷却される。この結果、複数のペル
チェ素子により冷却された空気が車室内に送り込まれる
ことによって車室内が急速冷房される。

【００１１】

【発明の効果】〔請求項１〕　　本発明は、複数のペル
チェ素子により直接、通風ダクト内を通過する空気を加
熱することによって、熱容量の大きなエンジン冷却水を
利用して急速暖房を行う装置の急速暖房の即効性の低下
を補うことができる。この結果、従来の技術と比較して
、車室内の急速的な暖房効果を向上させることができる
。

【００１２】〔請求項２〕　　本発明は、複数のペルチ
ェ素子により直接、通風ダクト内を通過する空気を冷却
することによって、熱容量の大きなエンジン冷却水を利
用して急速暖房を行う装置の急速冷房の即効性の低下を
補うことができる。この結果、従来の技術と比較して、
車室内の急速的な冷房効果を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】本発明の車両用空気調和装置を図１ないし図
５に示す一実施例に基づき説明する。図１は自動車用冷
暖房装置の主要部の構造を示した概略図で、図２は自動
車用冷暖房装置の全体構造を示した概略図である。

【００１４】この自動車用冷暖房装置１は、本発明の車
両用空気調和装置であって、通風ダクト２、冷凍サイク
ル３、熱交換器４、冷却水回路５および制御回路６を備
える。

【００１５】通風ダクト２は、自動車の車室内に空調空
気を送るもので、上流側にブロワ７を収納している。こ
のブロワ７は、通電されると通風ダクト２内に車室に向
かう空気流を発生させる。

【００１６】冷凍サイクル３は、冷媒圧縮機（図示せず
）、冷媒凝縮器（図示せず）、減圧装置（図示せず）、
冷媒蒸発器８などからなる周知の構造である。冷媒蒸発
器８は、本発明の冷却手段であって、電磁クラッチ（図
示せず）が通電されることによって冷媒圧縮機がエンジ
ン９に回転駆動されることにより内部に流入する冷媒と
通過する空気とを熱交換して空気を冷却する。

【００１７】熱交換器４は、図３に示すように、熱交換
ユニット１０、入口側タンク１１、出口側タンク１２、
中間タンク１３および２つの蓄冷熱タンク１４を有し、
通風ダクト２内の冷媒蒸発器８の下流に配置されている
。なお、熱交換ユニット１０は、複数の行きチューブ１
５、複数の戻りチューブ１６、複数のコルゲートフィン
１７、２つの伝熱板１８および２組のペルチェユニット
１９から構成されている。

【００１８】入口側タンク１１は、一方の蓄冷熱タンク
１４および複数の行きチューブ１５の図示上端部に接続
されている。この入口側タンク１１は、冷却水回路５か
ら流入したエンジン冷却水を、一方の蓄冷熱タンク１４
および複数の行きチューブ１５に流出する。

【００１９】出口側タンク１２は、他方の蓄冷熱タンク
１４および複数の戻りチューブ１６の図示上端部に接続
されている。この出口側タンク１２は、他方の蓄冷熱タ
ンク１４および複数の戻りチューブ１６から流入したエ
ンジン冷却水を冷却水回路５に流出する。

【００２０】中間タンク１３は、一方の蓄冷熱タンク１
４および複数の行きチューブ１５の図示下端部と他方の
蓄冷熱タンク１４および複数の戻りチューブ１６の図示
下端部とに接続されている。この中間タンク１３は、一
方の蓄冷熱タンク１４および複数の行きチューブ１５か
ら流入したエンジン冷却水を他方の蓄冷熱タンク１４お
よび複数の戻りチューブ１６に流出する。

【００２１】２つの蓄冷熱タンク１４は、複数の行きチ
ューブ１５および複数の戻りチューブ１６の外側に並列
的に配置され、複数の行きチューブ１５および複数の戻
りチューブ１６に対して並列接続されている。これらの
蓄冷熱タンク１４は、２枚の金属または耐水性の樹脂製
プレート（図示せず）間に断熱材（図示せず）を挟み込
んだ構造で、これにより内部と外部とを断熱している。 一方の蓄冷熱タンク１４は、入口側タンク１１と中間タ
ンク１３との間に接続され、内部に流入したエンジン冷
却水の温度を保ちながらそのエンジン冷却水を貯留する
。他方の蓄冷熱タンク１４は、中間タンク１３と出口側
タンク１２との間に接続され、内部に流入したエンジン
冷却水の温度を保ちながらそのエンジン冷却水を貯留す
る。なお、入口側タンク１１、出口側タンク１２、中間
タンク１３、２つの蓄冷熱タンク１４および２組のペル
チェユニット１９は、外部と内部とを断熱する複数の断
熱材２０により囲まれている。

【００２２】複数の行きチューブ１５は、入口側タンク
１１と中間タンク１３とを連通し、複数の戻りチューブ
１６は、中間タンク１３と出口側タンク１２とを連通す
る。これらの行きチューブ１５および戻りチューブ１６
は、並列的に配置され、通風ダクト２内を通過する空気
と内部を流れるエンジン冷却水とを熱交換する。また、
複数の行きチューブ１５および複数の戻りチューブ１６
の両端部は、それぞれ仕切り板２１を介して入口側タン
ク１１、出口側タンク１２および中間タンク１３にろう
付け等により接合されている。その仕切り板２１には、
蓄冷熱タンク１４、複数の行きチューブ１５および複数
の戻りチューブ１６に対応した対置に、入口側タンク１
１、出口側タンク１２および中間タンク１３の内部と蓄
冷熱タンク１４、複数の行きチューブ１５および複数の
戻りチューブ１６の内部とを連通させ連通穴２２が形成
されている。

【００２３】複数のコルゲートフィン１７は、複数の行
きチューブ１５、複数の戻りチューブ１６および２つの
伝熱板１８の間にそれぞれ配設されている。また、これ
らのコルゲートフィン１７は、複数の行きチューブ１５
、複数の戻りチューブ１６および２つの伝熱板１８にろ
う付け等により接合されている。

【００２４】２つの伝熱板１８は、多数の板ばね片２３
が外側に向かって切り起こされている。これらの伝熱板
１８は、熱交換ユニット１０を通過する空気に２組のペ
ルチェユニット１９の熱エネルギーを伝熱する。

【００２５】２組のペルチェユニット１９は、複数のＰ
形半導体２４と複数のＮ形半導体２５とを複数の内側導
電板（伝熱部）２６および複数の外側導電板２７により
複数のペルチェ素子２８を連設したものである。これら
のペルチェユニット１９は、Ｎ形半導体２５から内側導
電板２６を介してＰ形半導体２４に向かって電流が流れ
た場合、すなわち、第１通電方向に電流が流れた場合に
、内側導電板２６で熱が吸熱され、外側導電板２７で同
熱量の熱が発生する。逆に、Ｐ形半導体２４から内側導
電板２６を介してＮ形半導体２５に向かって電流が流れ
た場合、すなわち、第２通電方向に電流が流れた場合に
は、内側導電板２６で熱が発生し、外側導電板２７で熱
が吸熱される。

【００２６】これらのペルチェユニット１９を熱交換器
４に組み込む際には、図４に示すように、蓄冷熱タンク
１４とコルゲートフィン１７との間に形成された口の字
状の溝部２９内に、図４に示す矢印方向に押し込んで熱
交換器４に装着される。このとき、伝熱板１８から溝部
２９側に突出した複数の板ばね片２３を倒しながら溝部
２９内にペルチェユニット１９を挿入することによって
、それらの板ばね片２３の弾性力により伝熱板１８とペ
ルチェユニット１９の内側導電板２６との密着性が高く
保たれる。

【００２７】冷却水回路５は、第１経路３０および第２
経路３１を有し、エンジン９、ラジエータ３２、サーモ
スタット３３およびウォータポンプ３４を環状に接続し
、エンジン９、三方弁３５、熱交換器４およびウォータ
ポンプ３４を環状に接続し、補助ポンプ３６および熱交
換器４を環状に接続するものである。

【００２８】第１経路３０は、エンジン９と熱交換器４
とを環状に接続することによって、熱交換器４から流出
したエンジン冷却水をエンジン９を通して再度熱交換器
４に戻す経路である。第２経路３１は、エンジン９を迂
回する（冷却水回路５をショートサーキットする）バイ
パス配管３７と熱交換器４とを環状に接続することによ
って、熱交換器４から流出したエンジン冷却水をバイパ
ス配管３７を通して再度熱交換器４に戻す経路である。

【００２９】ウォータポンプ３４は、エンジン９により
回転駆動されると、第１経路３０内でエンジン冷却水を
循環させる。三方弁３５は、本発明の切換手段であって
、制御回路６により通電制御される電磁式アクチュエー
タ３８に開閉弁される。この三方弁３５は、開弁する（
図１において実線で示す側に切り換えられる）と、冷却
水回路５の経路を第１経路３０に切り換える。また、こ
の三方弁３５は、閉弁する（図１において破線で示す側
に切り換えられる）と、冷却水回路５の経路を第２経路
３１に切り換える。補助ポンプ３６は、本発明のポンプ
であって、バイパス配管３７に配置され、通電されると
第２経路３１内でエンジン冷却水を循環させる。

【００３０】制御回路６は、冷房スイッチ３９、手動ス
イッチ４０、エンジン冷却水温センサ４１、外気温セン
サ４２、タンク内水温センサ４３および吹出温度センサ
４４から出力される信号に応じて、冷凍サイクル３の電
磁クラッチ、ブロワ７、複数のペルチェ素子２８、補助
ポンプ３６および電磁式アクチュエータ３８への通電（
ＯＮ）および通電の停止（ＯＦＦ）を制御する。冷房ス
イッチ３９は、通常冷房モードまたは急速冷房モードの
起動スイッチである。手動スイッチ４０は、急速暖房モ
ードの起動スイッチである。エンジン冷却水温センサ４
１は、エンジン９内のエンジン冷却水温を検出するもの
である。外気温センサ４２は、車室外の空気温度、つま
り外気温を検出するものである。タンク内水温センサ４
３は、蓄冷熱タンク１４内のエンジン冷却水温を検出す
るものである。吹出温度センサ４４は、冷媒蒸発器８か
ら吹き出された吹出空気温度を検出するものである。

【００３１】また、制御回路６は、通常冷房モード時に
三方弁３５を閉弁（電磁式アクチュエータ３８をＯＦＦ
）し、補助ポンプ３６をＯＮし、複数のペルチェ素子２
８をＯＦＦする。また、急速冷房モード時には、三方弁
３５を閉弁し、補助ポンプ３６をＯＮし、複数のペルチ
ェ素子２８をＯＮ（第１通電方向）する。さらに、通常
暖房時には、三方弁３５を開弁（電磁式アクチュエータ
３８をＯＮ）し、補助ポンプ３６をＯＦＦし、複数のペ
ルチェ素子２８をＯＦＦする。そして、急速暖房モード
時には、三方弁３５を閉弁し、補助ポンプ３６をＯＮし
、複数のペルチェ素子２８をＯＮ（第２通電方向）する
。

【００３２】図５は制御回路６の作動の一例を表す作動
フローチャートである。初めに、初期設定を行った（ス
テップＳ１）後に、エンジン９内のエンジン冷却水温（
Ｔｗｅ）、外気温（Ｔａ）、蓄冷熱タンク１４内のエン
ジン冷却水温（Ｔｗｔ）および冷媒蒸発器８から吹き出
された吹出空気温度（Ｔａｏ）を検出する（ステップＳ
２）。そして、冷房スイッチ３９がＯＮされているか否
かを判断する（ステップＳ３）。冷房スイッチ３９がＯ
Ｎされている（Ｙｅｓ）時、三方弁３５が閉弁状態であ
るか否かを判断する（ステップＳ４）。三方弁３５が閉
弁状態ではない（Ｎｏ）時、通常暖房モードに設定する
（ステップＳ５）。

【００３３】ステップＳ４において、三方弁３５が閉弁
状態である（Ｙｅｓ）時、吹出空気温度（Ｔａｏ）とエ
ンジン冷却水温（Ｔｗｔ）との差が所定温度（例えば３
０℃）より大きいか否かを判断する（ステップＳ６）。 （Ｔａｏ−Ｔｗｔ）＞３０℃ではない（Ｎｏ）時、通常
冷房モードに設定する（ステップＳ７）。

【００３４】ステップＳ６において、（Ｔａｏ−Ｔｗｔ
）＞３０℃である（Ｙｅｓ）時、急速冷房モードに設定
して（ステップＳ８）、再度ステップＳ６の制御を行う
。

【００３５】ステップＳ３において、冷房スイッチ３９
がＯＮされていない（Ｎｏ）時、手動スイッチ４０がＯ
ＦＦされているか否かを判断する（ステップＳ９）。手
動スイッチ４０がＯＦＦされていない（Ｎｏ）時、エン
ジン冷却水温（Ｔｗｅ）が所定水温（例えば４０℃）よ
り低いか否かを判断する（ステップＳ１０）。Ｔｗｅ＜
４０℃ではない（Ｎｏ）時、ステップＳ５の制御を行う
。

【００３６】ステップＳ１０において、Ｔｗｅ＜４０℃
である（Ｙｅｓ）時、急速暖房モードに設定して（ステ
ップＳ１１）、再度ステップＳ１０の制御を行う。

【００３７】ステップＳ９において、手動スイッチ４０
がＯＦＦされている（Ｙｅｓ）時、外気温（Ｔａ）が所
定温度（例えば２５℃）より低いか否かを判断する（ス
テップＳ１２）。Ｔａ＜２５℃である（Ｙｅｓ）時、ス
テップＳ１０の制御を行い、Ｔａ＜２５℃ではない（Ｎ
ｏ）時、制御を終了する。

【００３８】この自動車用冷暖房装置１の作用を図１な
いし図４に基づき説明する。

【００３９】（通常冷房モード時の作用）　　通常冷房
モードに設定されると、まず電磁クラッチが通電されて
エンジン９によって冷媒圧縮機が回転駆動され、さらに
ブロワ７が通電されて通風ダクト２内に車室内に向かう
空気流が発生する。このため、冷媒蒸発器８において、
内部を流れる冷媒と通風ダクト２内を流れる空気とが熱
交換することによって通風ダクト２内を流れる空気が冷
却される。さらに、電磁式アクチュエータ３８を通電す
ることにより三方弁３５を閉弁して冷却水回路５を第２
経路３１に切り換えるとともに、補助ポンプ３６を通電
することによって、図１の実線で示したように、補助ポ
ンプ３６の圧送力により第２経路３１内にエンジン冷却
水の循環流ができる。よって、バイパス配管３７内のエ
ンジン冷却水は、熱交換器４の入口側タンク１１内に流
入した後に複数の行きチューブ１５、中間タンク１３お
よび複数の戻りチューブ１６内を流れて出口側タンク１
２内に流入する。あるいは、一方の蓄冷熱タンク１４、
中間タンク１３および他方の蓄冷熱タンク１４を通って
出口側タンク１２内に流入する。このため、冷媒蒸発器
８を通過する際に冷却された空気は、熱交換ユニット１
０内に流入した際に、複数の行きチューブ１５内および
複数の戻りチューブ１６内を流れるエンジン冷却水を冷
却する。その後に、熱交換ユニット１０から流出した空
気が車室内に送り込まれることによって車室内が冷房さ
れる。

【００４０】一方、複数の行きチューブ１５内および複
数の戻りチューブ１６内で冷媒蒸発器８から吹き出され
た空気により冷却された低温のエンジン冷却水は、出口
側タンク１２から熱交換器４の外部に流出した後に、バ
イパス配管３７を通って再度入口側タンク１１内に戻る
。そして、低温のエンジン冷却水は、再度複数の行きチ
ューブ１５内および複数の戻りチューブ１６内に流入し
てさらに空気により冷却されながら第２経路３１内を循
環する。なお、通常冷房モードによる冷房運転が終了し
た際に、２つの蓄冷熱タンク１４内に貯留されているエ
ンジン冷却水は、これらのタンクが断熱材２０によりコ
の字状に囲まれているので保温され、外気温が非常に高
くても低温状態に保たれる。この結果、２つの蓄冷熱タ
ンク１４内に低温のエンジン冷却水が蓄冷される。

【００４１】（急速冷房モード時の作用）　　急速冷房
モードに設定されると、通常冷房モードと同様に、図１
の実線で示したように、第２経路３１内にエンジン冷却
水の循環流ができる。その上、２組のペルチェユニット
１９の複数のペルチェ素子２８に第１通電方向の電流が
流される。複数のペルチェ素子２８は、第１通電方向に
電流が流されると、内側導電板２４で熱が吸収される。 このため、伝熱板１８を介して熱交換ユニット１０を通
過する空気を複数のペルチェ素子２８によって直接冷却
される。また、２つの蓄冷熱タンク１４内で通常冷房モ
ード時に蓄冷されていた低温のエンジン冷却水は、第２
経路３１内を循環して入口側タンク１１から複数の行き
チューブ１５内および複数の戻りチューブ１６内に流入
した際に、例えば冷房初期で冷媒蒸発器８を通過しても
未だ高温の空気を冷却する。この結果、２組のペルチェ
ユニット１９と蓄冷されたエンジン冷却水とによって冷
却された空気が車室内に送り込まれることによって車室
内が急速冷房される。

【００４２】（通常暖房モード時の作用）　　通常暖房
モードに設定されると、電磁式アクチュエータ３８の通
電を停止することにより三方弁３５を開弁して冷却水回
路５を第１経路３０に切り換えることによって、図１の
破線で示したように、ウォータポンプ３４の圧送力によ
り第１経路３０内にエンジン９で温められた高温のエン
ジン冷却水を循環させる。よって、高温のエンジン冷却
水は、熱交換器４の入口側タンク１１内に流入した後に
複数の行きチューブ１５、中間タンク１３および複数の
戻りチューブ１６内を流れて出口側タンク１２内に流入
する。あるいは、一方の蓄冷熱タンク１４、中間タンク
１３および他方の蓄冷熱タンク１４を通って出口側タン
ク１２内に流入する。このため、通風ダクト２内を通過
する冷たい空気は、熱交換ユニット１０内に流入した際
に、複数の行きチューブ１５内および複数の戻りチュー
ブ１６内を流れる高温のエンジン冷却水により加熱され
、高温の空気となる。そして、この高温の空気は、熱交
換ユニット１０から流出した後に、車室内に送り込まれ
ることによって車室内が暖房される。

【００４３】一方、複数の行きチューブ１５内および複
数の戻りチューブ１６内で冷たい空気と熱交換したエン
ジン冷却水は、出口側タンク１２から熱交換器４の外部
に流出した後に、エンジン９により再度温められて高温
のエンジン冷却水となる。この高温のエンジン冷却水は
、再度入口側タンク１１から再度複数の行きチューブ１
５内および複数の戻りチューブ１６内に流入して、再び
空気を加熱する。なお、通常暖房モードによる暖房運転
が終了した際に、２つの蓄冷熱タンク１４内に貯留され
ているエンジン冷却水は、これらのタンクが断熱材２０
により囲まれているので保温され、外気温が非常に低く
ても高温状態に保たれる。この結果、２つの蓄冷熱タン
ク１４内に高温のエンジン冷却水が蓄熱される。

【００４４】（急速暖房モード時の作用）　　急速暖房
モードに設定されると、三方弁３５が閉弁して冷却水回
路５を第２経路３１に切り換えることによって、図１の
実線で示したように、第２経路３１内にエンジン冷却水
の循環流ができる。その上、２組のペルチェユニット１
９の複数のペルチェ素子２８に第２通電方向の電流が流
される。複数のペルチェ素子２８は、第２通電方向に電
流が流されると、内側導電板２４で熱が発生する。この
ため、伝熱板１８を介して熱交換ユニット１０を通過す
る空気を複数のペルチェ素子２８によって直接加熱する
ことができる。また、２つの蓄冷熱タンク１４内で通常
暖房モード時に蓄熱されていた高温のエンジン冷却水は
、第２経路３１内を循環して入口側タンク１１から複数
の行きチューブ１５内および複数の戻りチューブ１６内
に流入した際に、例えば暖房初期でかなり低温の空気を
加熱する。この結果、２組のペルチェユニット１９と蓄
熱されたエンジン冷却水とによって加熱された空気が車
室内に送り込まれることによって車室内が急速暖房され
る。

【００４５】以上のように、この自動車用冷暖房装置１
は、熱交換ユニット１０を通過する空気を、蓄冷および
蓄熱されたエンジン冷却水によって熱交換させて冷却お
よび加熱するだけでなく、２組のペルチェユニット１９
によって冷却および加熱することができる。このため、
蓄冷および蓄熱されたエンジン冷却水のみによって熱交
換させる従来の技術と比較して、冷却水回路５の第２経
路３１の配管が長くても、車室内の急速的な冷房効果と
急速的な暖房効果を得ることができる。

【００４６】また、通風ダクト２内に配置された熱交換
器４に蓄冷熱タンク１４およびペルチェユニット１９を
組み込むことによって装置の大きさを小さくすることが
できる。さらに、冷却水回路５には、補助ポンプ３６お
よびバイパス配管３７を追加するだけでよいので、通風
ダクト外に配置された保温タンクまたは蓄熱タンクを追
加した従来技術より冷却水回路５が非常に簡易な構造と
なる。

【００４７】（変形例）　　本実施例では、断熱材によ
り各タンクを囲んだものを用いたが、断熱材により蓄熱
タンクまたは蓄冷タンクのみを囲んだものを用いても良
い。本実施例では、熱交換器内にペルチェユニットを２
組だけ組み込んだが、ペルチェユニットを１組または３
組以上組み込んでも良い。本実施例では、冷却手段とし
て冷凍サイクルの冷媒蒸発器を使用したが、複数のペル
チェ素子を使用しても良い。本実施例では、ポンプとし
て電動ポンプを使用したが、油圧ポンプ等を使用しても
良い。本実施例では、切換手段として電磁式アクチュエ
ータに駆動される三方弁を使用したが、第１経路と第２
経路とを切り換えることが可能ならば２以上の三方弁、
１以上の電磁式開閉弁または１以上の油圧式三方弁等の
切換手段を使用しても良い。本実施例では、本発明を用
いた自動車用冷暖房装置を実施したが、請求項１の発明
を用いた車両用暖房装置または請求項２を用いた車両用
冷房装置を実施しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用冷暖房装置の主要部の構造を
示した概略図である。

【図２】本発明の自動車用冷暖房装置の全体構造を示し
た概略図である。

【図３】本発明の自動車用冷暖房装置に組み込まれた熱
交換器の主要部の構造を示した断面図である。

【図４】本発明の自動車用冷暖房装置に組み込まれた熱
交換器の主要部の分解図である。

【図５】制御回路の作動の一例を表す作動フローチャー
トである。

【符号の説明】

１　　自動車用冷暖房装置（車両用空気調和装置）２　
　通風ダクト ４　　熱交換器 ５　　冷却水回路 ６　　制御回路（制御手段） ８　　冷媒蒸発器（冷却手段） ９　　エンジン １４　　蓄冷熱タンク（蓄熱タンク、蓄冷タンク）１５
　　複数の行きチューブ １６　　複数の戻りチューブ ２８　　複数のペルチェ素子 ３０　　第１経路 ３１　　第２経路 ３５　　三方弁（切換手段） ３６　　補助ポンプ（ポンプ） ３７　　バイパス配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（ａ）車室内に向かって空気を送るた
   めの通風ダクトと、 （ｂ）この通風ダクト内を通過する空気とエンジン冷却
   水とを熱交換させる複数のチューブ、これらのチューブ
   に並列接続され、内部に流入した前記エンジン冷却水を
   蓄熱する蓄熱タンク、および前記複数のチューブに並列
   して配設され、通電されると前記通風ダクト内を通過す
   る空気を加熱する複数のペルチェ素子を有し、前記通風
   ダクト内に配置された熱交換器と、 （ｃ）この熱交換器から流出したエンジン冷却水を前記
   エンジンを通して前記熱交換器に戻す第１経路、ならび
   に前記熱交換器から流出したエンジン冷却水を前記エン
   ジンを迂回するバイパス配管を通して前記熱交換器に戻
   す第２経路を有する冷却水回路と、 （ｄ）前記第２経路内に水流を発生させるポンプと、（
   ｅ）前記第１経路と前記第２経路とを切り換える切換手
   段と、 （ｆ）前記切換手段を制御して前記第１経路に切り換え
   る通常暖房モード、ならびに前記ポンプを作動させ、前
   記複数のペルチェ素子を通電するとともに、前記切換手
   段を制御して前記第２経路に切り換える急速暖房モード
   に設定する制御手段とを備えた車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】　　（ｇ）車室内に向かって空気を送るた
   めの通風ダクトと、 （ｈ）この通風ダクト内に配置され、前記通風ダクト内
   を通過する空気を冷却する冷却手段と、（ｉ）前記通風
   ダクト内を通過する空気とエンジン冷却水とを熱交換さ
   せる複数のチューブ、これらのチューブに並列接続され
   、内部に流入した前記エンジン冷却水を蓄冷する蓄冷タ
   ンク、ならびに前記複数のチューブに並列して配設され
   、通電されると前記通風ダクト内を通過する空気を冷却
   する複数のペルチェ素子を有し、前記通風ダクト内の前
   記冷却手段の下流側に配置された熱交換器と、 （ｊ）この熱交換器から流出したエンジン冷却水を前記
   エンジンを通して前記熱交換器に戻す第１経路、および
   前記熱交換器から流出したエンジン冷却水を前記エンジ
   ンを迂回するバイパス配管を通して前記熱交換器に戻す
   第２経路を有する冷却水回路と、 （ｋ）前記第２経路内に水流を発生させるポンプと、（
   ｌ）前記第１経路と前記第２経路とを切り換える切換手
   段と、 （ｍ）前記冷却手段および前記ポンプを作動させるとと
   もに、前記切換手段を制御して前記第２経路に切り換え
   る通常冷房モード、ならびに前記冷却手段および前記ポ
   ンプを作動させるとともに、前記複数のペルチェ素子を
   通電し、前記切換手段を制御して前記第２経路に切り換
   える急速冷房モードに設定する制御手段とを備えた車両
   用空気調和装置。