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発明の名称 車両用空調装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−130241(P2001−130241A)
公開日 平成13年5月15日(2001.5.15)
出願番号 特願平11−318757
出願日 平成11年11月9日(1999.11.9)
代理人 【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴 (外3名)
発明者 片山 康雄 / 安井 清登 / 平野 隆久
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 エンジンで駆動される発電機の発電電力によりコンプレッサを動作させて冷房を行い、エンジンの冷却水を使った熱交換器(ヒータコア)によって暖房を行う車両用空調装置において、エンジンの暖機運転中等、暖房能力が不足するときに、発電機の発電電力を使って暖房能力またはデフロスト能力を向上させることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項2】 前記暖房能力またはデフロスト能力を向上させるための発電機は、コンプレッサ駆動用発電機であることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
【請求項3】 前記暖房能力またはデフロスト能力を向上させるための発電機は、コンプレッサ駆動用及び車両用の共用発電機であることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
【請求項4】 前記暖房能力またはデフロスト能力の向上は、前記熱交換器(ヒータコア)の冷却水の入り口側に電気ヒータを配設して前記冷却水を加熱することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項5】 前記暖房能力またはデフロスト能力の向上は、前記熱交換器(ヒータコア)の暖房空気の出口側に電気ヒータを配設して該暖房空気を加熱することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項6】 前記暖房能力またはデフロスト能力の向上は、前記熱交換器(ヒータコア)の冷却水の入り口側及び前記熱交換器(ヒータコア)の暖房空気の出口側に電気ヒータを配設して前記冷却水及び前記暖房空気を加熱することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項7】 前記電気ヒータは、放熱フィン付の電熱コイルヒータであることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の車両用空調装置。
【請求項8】 前記電気ヒータは、セラミックヒータ等のPTC( Positive Temperature Coefficient )ヒータであることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の車両用空調装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、夏期はエンジンで駆動される発電機の発電電力によりコンプレッサを動作させて冷房を行い、冬季はさらにエンジンの冷却水を使った熱交換器(ヒータコア)を通過させることにより除湿暖房を行う車両用空調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より自動車等の車両の空調方式として、夏期はエンジンで駆動される発電機の発電電力によりコンプレッサを動作させて冷房を行い、冬季はさらにエンジンの冷却水を使った熱交換器(ヒータコア)を通過させることにより除湿暖房を行う方式が使われている。車両の走行中は、冬季においてもエンジンの冷却水は高温となり、暖房のための熱源として充分な熱容量をもっている。
【0003】図4に従来の技術による車両用空調装置の構成をブロック図で示す。この図において、エアーダクト2の中には、ファン3、エバポレータ4およびヒータコア5が収容され、それぞれ通風、冷房、暖房の役目をもっている。吸気口切り替え弁8の位置如何により、外気はa方向から、室内循環気はb方向から取り入れられ、ファン3によって矢印cの方向に送風される。
【0004】冷房を行うときは、エバポレータ4を動作させ(コンプレッサ及びコンデンサは不図示)、冷暖切り替え弁9を9aの位置に回転させて取り入れた空気がヒータコア5を通過しないようにしている。暖房を行うときは、エバポレータ4を通過後、冷暖切り替え弁を9bの位置に回転させて取り入れた空気がヒータコア5を通過して冷却水入口6から入り、冷却水出口7から出る冷却水の熱によって暖められるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジン停止時はこのエンジン本体及び冷却水の温度が周囲温度と同一の温度になっており、厳冬期には場所により氷点下の温度となっていることもある。従って、エンジンの始動直後や厳冬期の暖気運転中は、エンジンの冷却水温度が低く、冷却水を暖房用の熱源として使えないという課題があった。特に最近、エンジンの高効率化によってエンジンから冷却水への排熱が減少する傾向にあることも上述の課題を助長する要因となっている。
【0006】本発明はこのような背景の下になされたもので、エンジンの冷却水または暖房出力の空気を外部から加熱して厳冬期のエンジンの暖気運転中にも暖房能力またはデフロスト能力を発揮することができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明は、エンジンで駆動される発電機の発電電力によりコンプレッサを動作させて冷房を行い、エンジンの冷却水を使った熱交換器(ヒータコア)によって暖房を行う車両用空調装置において、エンジンの暖機運転中等、暖房能力が不足するときに、発電機の発電電力を使って暖房能力またはデフロスト能力を向上させることを特徴とする車両用空調装置を提供する。
【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用空調装置において、前記暖房能力またはデフロスト能力を向上させるための発電機は、コンプレッサ駆動用発電機であることを特徴とする。
【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の車両用空調装置において、前記暖房能力またはデフロスト能力を向上させるための発電機は、コンプレッサ駆動用及び車両用の共用発電機であることを特徴とする。
【0010】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記暖房能力またはデフロスト能力の向上は、前記熱交換器(ヒータコア)の冷却水の入り口側に電気ヒータを配設して前記冷却水を加熱することを特徴とする。
【0011】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記暖房能力またはデフロスト能力の向上は、前記熱交換器(ヒータコア)の暖房空気の出口側に電気ヒータを配設して該暖房空気を加熱することを特徴とする。
【0012】請求項6に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記暖房能力またはデフロスト能力の向上は、前記熱交換器(ヒータコア)の冷却水の入り口側及び前記熱交換器(ヒータコア)の暖房空気の出口側に電気ヒータを配設して前記冷却水及び前記暖房空気を加熱することを特徴とする。
【0013】請求項7に記載の発明は、請求項4ないし6のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記電気ヒータは、放熱フィン付の電熱コイルヒータであることを特徴とする。
【0014】請求項8に記載の発明は、請求項4ないし6のいずれかに記載の車両用空調装置において、前記電気ヒータは、セラミックヒータ等のPTC( Positive Temperature Coefficient )ヒータであることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の車両用空調装置。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>図1は、この発明の第1の実施形態による車両用空調装置の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は車両用空調装置であり、エアーダクト2の内部に主要機器として、通風を行うファン3、冷房用のエバポレータ4(コンプレッサ及びコンデンサは不図示)及びエンジンで暖められた冷却水を通して熱交換をして暖房を行うヒータコア5が収容されている。
【0016】吸気口切り替え弁8の位置如何により、外気はa方向から、室内循環気はb方向から取り入れられ、ファン3によって矢印cの方向に送風される。冷房を行うときは、エバポレータ4を動作させ、冷暖切り替え弁9を9aの位置に回転させて取り入れた空気がヒータコア5を通過しないようにし、冷気をd方向に送出する。送出された冷気は車室内、フロントガラスまたは足下等に切り替えまたは分岐されるが、ここでは不図示としている。
【0017】暖房を行うときは、エバポレータ4を通過後、冷暖切り替え弁を9bの位置に回転させて取り入れた空気がヒータコア5を通過して冷却水入口6から入り、冷却水出口7から出る冷却水の熱によって暖められるようになっている。また、デフロスト機能が必要なときはエバポレータ4とヒータコア5の両方を動作させ、冷暖切り替え弁9のコントロールによって所望の特性を得る。
【0018】このような標準的な車両用空調装置の構成に加え、この実施形態では図1に示すようにヒータコア5の冷却水の入口側に電熱ヒータ11を設けている。冬期のエンジン始動直後等の場合、ヒータコア5に通水される冷却水温度が低いので、この電熱ヒータ11への通電によって冷却水を加熱してヒータコア5による暖房効果を高めるようにしている。この電熱ヒータ11には、コイルヒータまたはセラミックヒータ等のPTC(Positive Temperature Coefficient )ヒータ等が使用され、加熱のための電力は空調専用の発電機から給電される構成と、車両用の共用発電機から給電される構成とがある。
【0019】<第2の実施形態>図2は、この発明の第2の実施形態による車両用空調装置の構成を示すブロック図である。この図において図1と同一の機能を持つ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。この第2の実施形態では、上述の標準的な車両用空調装置の構成に加え、電熱ヒータ12を図に示すようにヒータコア5の空気の出口側に設け、ヒータコア5で暖められた空気をさらに高温にして冬季のエンジン始動直後の暖房効果を高めるようにしている。電熱ヒータ12の種類、給電方法等は、第1の実施形態の電熱ヒータ11の場合と同様である。
【0020】<第3の実施形態>図3は、この発明の第3の実施形態による車両用空調装置の構成を示すブロック図である。この図において図1と同一の機能を持つ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。この第3の実施形態では、上述の標準的な車両用空調装置の構成に加え、ヒータコア5の冷却水の入口側に電熱ヒータ11を設け、さらに、ヒータコア5の空気の出口側に電熱ヒータ12を設けて冷却水を加熱するとともに、ヒータコア5で暖められた空気をさらに高温にして冬季のエンジン始動直後の暖房効果を高めるようにしている。電熱ヒータ12の種類、給電方法等は、第1の実施形態の電熱ヒータ11の場合と同様である。
【0021】以上、本発明の実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、電熱ヒータの種類は上述の実施形態で取り上げた種類のヒータに限られるものではなく、どのような種類のヒータであってもよい。
【0022】
【発明の効果】これまでに説明したように、この発明によれば、エンジンの冷却水または暖房出力の空気を外部から加熱して暖房能力またはデフロスト能力を向上させるようにしたので、厳冬期のエンジンの暖気運転中にも暖房能力またはデフロスト能力を発揮することができるという効果が得られる。また、冷却水を加熱することによってエンジンの暖機運転時間を短縮することができるという効果も得られる。




 

 


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