JPS5938123A - 自動車用空気調和機 - 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】 産業上の利用分野 本発明は自動車用空気調和機に関し、エネルギーの有効
利用と、快適性の向上を図るものである。

従来例の構成とその問題点 従来の自動車用空気調和機は、第１図に示すように、エ
ンジン１の回転軸より、ベルト２を介して、往復式ある
いは回転式の圧縮機３に、回転力を伝達し、圧縮機３を
駆動して、凝縮器４．膨張弁６．蒸発器６などからなる
冷凍サイクルを形成していた。そのため、空気調和機を
使用する際には、圧縮機３を駆動するための動力が、エ
ンジン１の負荷となるため、燃料消費量が増加するとい
う・欠点を有していた。また、車室内の温度調節は、感
温筒７”ｆ車室内の温度を検出し、制御装置８によυ′
、、電磁クラッチ９を制御することにより、圧縮機３を
発停して行っていた。そのため、圧縮機３０発停に応じ
て車室内の温度が大きく変動するばかりでなく、エンジ
ン１の負荷も変動するため、自動車の乗り□心地まで悪
くなる欠点を有していた０発明の目的 本発明は前記従来の欠点を解消するため、エンジンの排
気ガスの持つエネルギーにより駆動される排気タービン
を設け、これにより自動車用空気調和機を運転し、エネ
ルギーの有効利用および快適性の向上を図ることを目的
とするものである。

発明の構成 本発明はエンジンの排気ガスの持つエネルギーにより駆
動される排気タービンを設け、この排気タービンに連結
されたターボ圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器な
どにより冷凍サイクルを構成するとともに、排気ガスの
一部あるいは全部を、前記排気タービンをバイパスさせ
る排気ガスバイパス弁を設け、車室内の温度変化に応動
して、前記排気ガスバイパス弁を制御する制御装置を設
けたものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は本発明の一実施例における自動車用空気調和機
の構成図である。第２図において、１０はエンジンであ
り、その排気ガスは排気管１１全介して、排気タービン
１２に導かれたのち、マフラー１３を介して大気に放出
される。また、排気タービン１２に連結されたターボ圧
縮機１４は、凝縮器１６と、膨張弁１６と、蒸発器１７
と順次接続されて冷凍サイクルを構成している。なお、
１８は排気ガスの一部あるいは全部を、排気タービン１
２をバイパスさせる排気ガスバイパス弁であり、感温筒
１９により、車室内の温度を検出して作動する制御装置
２０により制御される。

以上のように構成された自動車用空気調和機について、
以下その動作を説明する。

エンジン１０の排気ガスは排気管１１を介して、排気タ
ービン１２に導かれ、ここで、持っていたエネルギーを
回収されたのち、マフラー１３を介して大気に放出され
る。一方、エンジン１０の排気ガスの持つエネルギーに
より駆動された排気タービン１２に、連結されたターボ
圧縮機１４ｖＣより、冷媒は、圧縮され高温高圧の状態
となり凝縮器１６に導かれ、ここで、大気に放熱して、
凝縮液化する。その後、膨張弁１６により蒸発圧力まで
減圧膨張して、蒸発器１７に流入する。ここで、車室内
の空気から吸熱して、蒸発気化するとともに、冷房作用
を成し、再びターボ圧縮機１４に吸入される。

このように、車室内の冷房を連続的に行うと、しだいに
車室内の温度が低下してくる。このような場合には、感
温筒１９が車室内の温度低下を検出し、制御装置２０ｉ
作動させ、排気ガスバイパス弁１Ｂ全開き、排気ガスの
一部あるいは全部を、排気タービン１２をバイパスさせ
ることにより、□排気タービン１２の出力を減少させて
、ターボ圧縮機１４の出力を低下させ、車室内の冷え過
ぎを防止し、快適な温度に制御することができる。

以上のように本実施例によれば、従来、無駄に大気に放
出されていた排気ガスの持つエネルギーを、排気タービ
ン１２により回収し、この排気タービン１２によりター
ボ圧縮機１４を駆動することにより、エンジン１０の負
荷を増大させることなく効率的に車室内の空気調和を行
うことができる。さらに、感温筒１９により車室内の温
度を検出して作動する制御装置２０により、排気ガスバ
イパス弁１８を制御することにより、エンジン１゜に負
荷変動を与えることなく、車室内の温度制御が行えるた
め、快適性の向上がはかれるものであるＯ また、第３図は本発明の自動車用空気調和機に使用する
排気ガスバイパス弁の一実施例の断面図であり、第２図
における感温等１９．制御装置２０゜排気ガスバイパス
弁１８を合わせた性能を持っており、第２図と合わせて
その動作を説明する。人口側フランジ２１を排気管１１
に接続し、出口側フランジ２２をマフラー１０の入口ｇ
ｌｌｌＫ接続して、熱膨張性媒体２３の封入された感温
筒２４ｉ車室内の温度を検出できる位置に取り付ける。

このように構成することによシ、車室内の温度が低下す
るにつれて、感温筒２４に封入された媒体２３が冷却さ
れて収縮して感温筒２４の内部圧力が低下する。したが
って、連通管２６で連通されたダイヤフラム２６は収縮
しようとする。この収縮しようとする力が温度設定スプ
リング２７の押し上げる力金上囲われば、弁体２８を下
方へ引き下げる。

そのため、排気ガスの通路は開かれ、排気ガスの一部は
、排気タービン１２をバイパスして、入口側フランジ２
１から出口側フランジ２２を通り、マフラー１３へ流れ
、大気に放出される。このときの排気ガスのバイパス量
は、車室内の温度低下に比例して、増大するように、弁
体２８によシ制御され、排気タービン１２の出力が減少
する。すなわち、冷房負荷の減少に比例して、冷房能力
が減少するように自動的に制御できるものであり、車室
内の温度変動も極めて小さくできるものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の自動車用空気
調和機は、エンジンの排気ガスの持つエネルギーにより
駆動される排気タービンを設け、この排気タービンに連
結されたターボ圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器
などにより冷凍サイクルを構成するとともに、排気ガス
の一部あるいは全部を、前記排気タービンをバイパスさ
せる排気ガスバイパス弁を設け、車室内の温度変化に応
動して、前記排気バイパス弁を制御する制御装置を設け
たものであるから、エンジンの負荷を増大させることな
く、効率的に車室内の空気調和を行うことができ、さら
に、エンジンに負荷変動を与えることなく、車室内の温
度変動も極めて小さくでき、快適性の向上がはかれる優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動車用空気調和機の構成図、第２図は
本発明の一実施例における自動車用空気調和機の構成図
、第３図は本発明の自動車用空気調和機に用いる排気ガ
スバイパス弁の断面図である０ １ｏ・・・・・・エンジン、１２・・・・・・排気ター
ビン、１４・・・・・・ターボ圧縮機、１５・・・・・
・凝縮器、１６・・・・・・膨張弁、１７・・・・・・
蒸発器、１８・・・・・・排気ガスバイパス弁、１９・
・・・・・感温筒、２ｏ・・・・・・制御装置、２４・
・・・・・感温筒、２６・・・・・・ダイヤフラム、２
７・・・・・・温度設定スプリング、２８・・・・・・
弁体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの排気ガスを持つエネルギーによシ駆動
   される排気タービンを設け、この排気タービ＼ ンに連結されたターボ圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、
   蒸発器などにより冷凍サイクルを構成する□とともに、
   排気ガスの一部あるいは全部を、前□記排気タービンを
   バイパ灸させる排気ガスバイパス弁を設け、車室内の温
   度変化に応動して、前記排気ガスバイパス弁を制御する
   制御装置を設けた自動車用空気調和機。
2. （２）制御装置は、車室内の温度低下に比例して、排気
   ガスのバイパス量が増大するように排気ガスバイパス弁
   を制御する制御装置とした特許請求の範囲第１項記載の
   自動車用空気調和機。