車両用空調装置
【課題】ペルチェ素子を用いた車両用空調装置であって、ペルチェ素子から放出される熱量を有効利用できるとともに、車両への搭載性が向上した車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車室内へ向かう送風空気の空気通路を形成するケーシング１１と、ケーシング１１内に配置され、エンジンの冷却水と送風空気との熱交換により、送風空気を加熱するヒータコア１５とを備える車両用空調装置において、ヒータコア１５を構成するチューブ１５１のうち入口側部分１５１ａと出口側部分１５１ｂとを、それぞれ、放熱部と吸熱部とし、それらの間にペルチェモジュール５０を配置して、放熱部、吸熱部およびペルチェ素子とヒータコア１５とを一体化させる。これによれば、ヒータコア１５が配置された空気通路内に放熱部が位置するので、ペルチェ素子から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できるとともに、車両への搭載性を向上できる。
【解決手段】車室内へ向かう送風空気の空気通路を形成するケーシング１１と、ケーシング１１内に配置され、エンジンの冷却水と送風空気との熱交換により、送風空気を加熱するヒータコア１５とを備える車両用空調装置において、ヒータコア１５を構成するチューブ１５１のうち入口側部分１５１ａと出口側部分１５１ｂとを、それぞれ、放熱部と吸熱部とし、それらの間にペルチェモジュール５０を配置して、放熱部、吸熱部およびペルチェ素子とヒータコア１５とを一体化させる。これによれば、ヒータコア１５が配置された空気通路内に放熱部が位置するので、ペルチェ素子から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できるとともに、車両への搭載性を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの冷却水を熱源として車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器と、冷却水または送風空気を加熱して、暖房に必要な熱量を補う補助暖房装置とを備える車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８６２４号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、補助暖房装置として、冷却水を加熱するタイプを用いた場合では、加熱用熱交換器で送風空気と熱交換されなかった熱を、エンジン表面から無駄に放出してしまうという問題がある。
【０００５】
この対策としては、図２０に示すように、ペルチェ素子を用いて、加熱用熱交換器での熱交換後の冷却水から熱交換前の冷却水へ熱を汲み上げることが考えられる。図２０に、本発明者が検討した車両用空調装置の全体構成を示す。なお、図２０では、図１と同様の構成部に同一の符号を付している。
【０００６】
図２０に示す車両用空調装置は、ケーシング１１の内部に、加熱用熱交換器としての第１、第２ヒータコア１４、１５を備えている。そして、第２ヒータコア１５とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する第２ヒータコア用の冷却水流路３４のうち第２ヒータコア１５よりも上流側に放熱部３４ａが設けられ、第２ヒータコア１５よりも下流側に吸熱部３４ｂが設けられている。さらに、放熱部３４ａと吸熱部３４ｂとの間にペルチェモジュール５０が配置されている。ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂは、１つの部品として構成され、ケーシング１１の外部、例えば、エンジンルーム内に配置される。
【０００７】
この車両用空調装置によれば、ペルチェモジュール５０のペルチェ素子によって、吸熱部３４ｂを流れる冷却水から、放熱部３４ａを流れる冷却水へ熱を汲み上げるので、第２ヒータコア１５で送風空気と熱交換されなかった熱量を暖房に利用でき、冷却水の熱量を有効に利用できる。
【０００８】
しかし、図２０に示す車両用空調装置では、ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂをケーシング１１の外部に配置しているので、ペルチェ素子から放出される熱の一部が、送風空気の加熱に利用されずに、無駄に放出されてしまうという放熱ロスの問題が生じる。
【０００９】
この放熱ロスには、放熱部３４ａで冷却水へ伝熱されずに、放熱部３４ａからエンジンルーム内の空間に放出される放熱部３４ａからの放熱ロスと、ペルチェ素子によって加熱された冷却水が、放熱部３４ａから第２ヒータコア１５に向かって流れる途中で、エンジンルーム内の空間に放熱する冷却水からの放熱ロスとがある。
【００１０】
また、図２０に示す車両用空調装置では、ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂを、ケーシング１１と別体の部品としているので、これらの車両への搭載の際に、ケーシング１１を車両へ搭載する工程の他に、ペルチェモジュール５０等を車両へ搭載する工程が必要となり、車両への搭載性が悪いという問題が生じる。
【００１１】
なお、上述の問題は、加熱用熱交換器に用いる加熱流体として、エンジンの冷却水を用いる場合に限らず、他の加熱流体を用いた場合においても、同様に生じる問題である。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みて、ペルチェ素子を用いた車両用空調装置であって、ペルチェ素子から放出される熱量を有効利用できるとともに、車両への搭載性が向上した車両用空調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】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
ケーシング（１１）内に配置され、加熱流体と車室内へ向かう送風空気との熱交換により、送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
熱交換前の加熱流体に放熱する放熱部（１５１ａ）と、
熱交換後の加熱流体から吸熱する吸熱部（１５１ｂ）と、
放熱部（１５１ａ）と吸熱部（１５１ｂ）との間に配置され、吸熱部（１５１ｂ）から放熱部（１５１ａ）へ熱を汲み上げるペルチェ素子（５０、５１）とを備え、
放熱部（１５１ａ）は、ケーシング（１１）の加熱用熱交換器（１５）が配置された空気通路（１６）内に配置されていることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、加熱用熱交換器が配置された空気通路内に放熱部を配置したので、ペルチェ素子から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できる。
【００１５】
また、放熱部をケーシング内に配置すると、ペルチェ素子および吸熱部は、ケーシングに固定されることとなり、ケーシングに組み込まれた状態となる。したがって、本発明によれば、ケーシングを車両に搭載することで、放熱部、吸熱部およびペルチェ素子の車両への搭載が完了するので、車両への搭載性が向上する。
【００１６】
請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載の発明のように、放熱部（１５１ａ）、ペルチェ素子（５０、５１）および吸熱部（１５１ｂ）は、加熱用熱交換器（１５）と一体化していることが好ましい。
【００１７】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、加熱用熱交換器（１５）は、加熱流体の流路を形成する流路形成部材（１５１）を有し、
放熱部は、流路形成部材（１５１）のうち加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
吸熱部は、流路形成部材（１５１）のうち加熱流体出口側の部分（１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈ）によって構成され、
ペルチェ素子（５０、５１）は、流路形成部材（１５１）の加熱流体入口側の部分と加熱流体出口側の部分との間に配置されている構成を採用できる。
【００１８】
請求項２、３に記載の発明によれば、放熱部（１５１ａ）、ペルチェ素子（５０、５１）および吸熱部（１５１ｂ）が、加熱用熱交換器（１５）と一体化しているので、両者が別体の場合と比較して、これらの車両への搭載性が向上する。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のように、放熱部は、流路形成部材（１５１）のうち送風空気と熱交換を行う部分であって、加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
放熱部（１５１ａ）の外面に、送風空気と加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられている構成を採用できる。
【００２０】
これによれば、ペルチェ素子から放出される熱量のうち冷却水に伝熱しなかった熱量の送風空気への伝熱を促進できる。
【００２１】
また、ペルチェ素子の吸熱側と放熱側の温度差が広がると、ペルチェ素子の性能が低下することが知られている。本発明によれば、ペルチェ素子から汲み上げられた熱量をすぐに送風空気へ伝えることができ、放熱部を流れる加熱流体の温度上昇を抑制できるので、ペルチェ素子の性能低下を抑制できる。
【００２２】
また、請求項３、４に記載の発明では、請求項５に記載の発明のように、流路形成部材（１５１）は、サーペンタイン形状であることが好ましい。
【００２３】
また、請求項３〜５に記載の発明では、請求項６に記載の発明のように、加熱用熱交換器（１５）は、送風空気と加熱流体との熱交換を行う熱交換コア部における流路形成部材（１５１）の外面に、送風空気と加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられており、
フィン（１５２）は、流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ上流側ではフィンピッチが粗く、流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ下流側ではフィンピッチが細かく設定されていることが好ましい。これにより、熱交換コア部を通過後の送風空気の温度分布を均一にすることができるからである。
【００２４】
また、請求項３〜６に記載の発明では、請求項７に記載の発明のように、流路形成部材（１５１）の放熱部および吸熱部を構成する部分は、その内部の流路高さが、１ｍｍ未満であることが好ましい。これにより、加熱流体の熱伝達率を向上できるからである。
【００２５】
また、請求項１〜７に記載の発明では、請求項８に記載の発明のように、加熱用熱交換器として、第１加熱用熱交換器（１４）と、第１加熱用熱交換器（１４）通過後の空気を加熱する第２加熱用熱交換器（１５）とを備え、
放熱部（１５１ａ）、ペルチェ素子（５０、５１）および吸熱部（１５１ｂ）は、第２加熱用熱交換器（１５）に対して設けられており、
第１加熱用熱交換器（１４）から流出の加熱流体が、吸熱部（１５１ｂ）を流れる吸熱中もしくは吸熱前の加熱流体に合流するようになっていることが好ましい。
【００２６】
これによれば、第１加熱用熱交換器から流出の加熱流体の温度が、第２加熱用熱交換器での熱交換後の加熱流体の温度よりも高い場合に、吸熱部を流れる加熱流体の温度を上昇させて、吸熱部を流れる加熱流体と放熱部を流れる加熱流体との温度差を低減できるからである。
【００２７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１中の第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の外観を示す斜視図である。
【図３】図２中の第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図４】図２、３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の車両用空調装置の電気制御部の構成図である。
【図６】図５中の空調制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ４の一部を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４のチューブ１５１内の流路高さと熱伝達率との関係を示す図である。
【図９】第２実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１０】第３実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１１】第４実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１２】第５実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１３】第６実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の外観を示す斜視図である。
【図１４】第７実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の外観を示す斜視図である。
【図１５】第８実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１６】第９実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図１７】第１０実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図１８】第１１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図１９】第１２実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図２０】本発明の課題を説明するための車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００３０】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、エンジン（内燃機関）ＥＧおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車に搭載されるものである。したがって、エンジンＥＧは、車両走行用の駆動力を得るための駆動手段である。
【００３１】
本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷に応じてエンジンＥＧを作動あるいは停止させて、エンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させている。
【００３２】
車両用空調装置１は、図１に示す室内空調ユニット１０と、後述する図５に示す空調制御装置６０とを備えている。
【００３３】
室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング１１内に送風機１２、蒸発器１３、第１ヒータコア１４、第２ヒータコア１５等を収容したものである。
【００３４】
ケーシング１１は、車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂で成形されている。ケーシング１１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替箱２０が配置されている。
【００３５】
より具体的には、内外気切替箱２０には、ケーシング１１内に内気を導入させる内気導入口２１および外気を導入させる外気導入口２２が形成されている。さらに、内外気切替箱２０の内部には、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドア２３が配置されている。外気切替ドア２３は、内外気切替ドア用の電動アクチュエータ７１によって駆動され、この電動アクチュエータ７１は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００３６】
内外気切替箱２０の空気流れ下流側には、内外気切替箱２０を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機（ブロワ）１２が配置されている。この送風機１２は、遠心多翼ファン１２ａを電動モータ１２ｂにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置６０から出力される制御信号によって回転数（送風量）が制御される。
【００３７】
送風機１２の空気流れ下流側には、蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１３は、図示しない圧縮機、凝縮器、気液分離器、膨張弁等とともに、冷凍サイクルを構成している。
【００３８】
蒸発器１３の空気流れ下流側には、蒸発器１３通過後の空気を流す加熱用冷風通路１６、加熱冷風バイパス通路１７といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路１６および加熱冷風バイパス通路１７から流出した空気を混合させる混合空間１８が形成されている。
【００３９】
加熱用冷風通路１６には、蒸発器１３通過後の空気を加熱するための加熱手段としての第１、第２ヒータコア１４、１５が配置されている。第１ヒータコア１４は、エンジンＥＧの冷却水と蒸発器１３通過後の空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の空気を加熱する第１加熱用熱交換器である。第２ヒータコア１５は、第１ヒータコア１４の空気流れ下流側に配置されており、エンジンＥＧの冷却水と第１ヒータコア１４通過後の空気とを熱交換させて、第１ヒータコア１４通過後の空気を加熱する第２加熱用熱交換器である。ちなみに、冷却水は、水もしくは添加成分を含む水である。
【００４０】
車両用空調装置１は、第１、第２ヒータコア１４、１５とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路３０を有している。この冷却水回路３０には、第１、第２ヒータコア１４、１５用の冷却水流路３１と、ラジエータ４１用の冷却水流路３２とが並列して設けられている。
【００４１】
第１、第２ヒータコア１４、１５用の冷却水流路３１は、分岐点３１ａと合流点３１ｂを有し、エンジンＥＧから流出した冷却水が、分岐点３１ａで分岐して第１ヒータコア１４に向かって流れる第１ヒータコア１４用の冷却水流路３３と、第２ヒータコア１５に向かって流れる第２ヒータコア用の冷却水流路３４とを有している。合流点３１ｂで、第１、第２ヒータコア１４、１５をそれぞれ通過した冷却水が合流する。このように、第１、第２ヒータコア１４、１５は、冷却水流れに対して並列に配置されている。
【００４２】
また、エンジンＥＧの冷却水入口側には、サーモスタット４２が設けられており、このサーモスタット４２によって、第１、第２ヒータコア１４、１５用の冷却水流路３１と、ラジエータ４１用の冷却水流路３２とを流れる冷却水の流量が調整される。また、冷却水回路３０には、冷却水流れを形成する電動式のウォータポンプ４３が設けられている。このウォータポンプ４３は、エンジンＥＧの停止時であっても、空調制御装置６０による制御によって作動する。なお、ウォータポンプ４３は、エンジンＥＧからの動力を受けて作動するものであっても良く、この場合、エンジンＥＧの停止と共にウォータポンプ４３も停止する。
【００４３】
エンジンＥＧの冷却水出口付近には、エンジンＥＧから流出した冷却水の温度を検出する第１冷却水温度センサ６５が設けられている。また、第２ヒータコア１５には、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ通過後の冷却水の温度を検出する第２冷却水温度センサ６６が設けられている。
【００４４】
図２に、ケーシング１１の加熱用冷風通路１６に配置された第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の斜視図を示す。
【００４５】
第１ヒータコア１４は、平行に配置された複数のチューブ１４１と、複数のチューブ１４１の一端側に連なる第１ヘッダタンク１４２と、複数のチューブ１４１の他端側に連なる第２ヘッダタンク１４３と、複数のチューブ１４１の外面に設けられ、冷却水と送風空気との熱交換を促進するフィン１４４とを備えている。そして、第１ヒータコア１４は、冷却水入口側の配管接続部１４５に流入した冷却水が、第１ヘッダタンク１４２から複数のチューブに分岐して流れた後、第２ヘッダタンク１４３で合流し、冷却水出口側の配管接続部１４６から流出する構成となっている。第１ヒータコア１４では、複数のチューブ１４１とフィン１４２とによって、送風空気と冷却水との熱交換を行う熱交換コア部が構成されている。
【００４６】
第２ヒータコア１５は、その全体の高さ寸法が第１ヒータコア１４よりも低く、例えば、第１ヒータコア１４の半分であり、その全体が加熱用冷風通路を形成するケーシング１１の壁面上に配置されている。
【００４７】
また、第２ヒータコア１５は、第１ヒータコア１４よりも冷却水の流水抵抗が大きな構成となっており、第１ヒータコア１４よりも内部を流れる冷却水の流量が少なくなっている。例えば、第２ヒータコア１５の方が第１ヒータコアよりも、冷却水流路の流路断面積が小さくなっている。なお、第２ヒータコア１５用の冷却水流路３４における流水抵抗を、第１ヒータコア１４用の冷却水流路３３における流水抵抗よりも高くして、第２ヒータコア１５の内部を流れる冷却水の流量を、第１ヒータコア１４よりも少なくしても良い。
【００４８】
第２ヒータコア１５は、チューブがサーペンタイン形状である熱交換器であり、横断面形状が扁平状の１つのチューブ１５１が蛇行して配置されており、チューブ１５１とチューブ１５１との間の空間に位置するように、チューブ１５１の外面にフィン１５２が設けられている。
【００４９】
チューブ１５１は、冷却水の流路を形成する流路形成部材であり、ＣｕやＡｌ等の金属で構成される。フィン１５２は、送風空気と冷却水との熱交換を促進するものであり、ＣｕやＡｌ等の金属で構成される。フィン１５２と、チューブ１５１のうちフィン１５２が外面に設けられている部分とが、送風空気と冷却水との熱交換を行う熱交換コア部を構成している。なお、チューブ１５１のうちフィン１５２が設けられていない部分１５１ｂ、１５１ｄは、冷却水を冷却水出口に導くための冷却水流路を構成している。
【００５０】
第２ヒータコア１５は、第１ヒータコア１４とは別体のものである。このため、第２ヒータコア１５においても、チューブ１５１の一端側に冷却水入口側の配管接続部１５３が設けられ、チューブ１５１の他端側に冷却水出口側の配管接続部１５４が設けられている。配管接続部１５３、１５４は、エンジンと第２ヒータコアとの間の冷却水経路を形成する配管と接続される部分である。冷却水入口側の配管接続部１５３が第２ヒータコア１５の冷却水入口であり、冷却水出口側の配管接続部１５４が第２ヒータコア１５の冷却水出口である。冷却水入口側の配管接続部１５３と冷却水出口側の配管接続部１５４とは、隣り合わせに配置されている。
【００５１】
本実施形態では、加熱用冷風通路１６の下側半分を占めるように第２ヒータコア１５を配置するため、冷却水入口側の配管接続部１５３が第２ヒータコア１５の底部に配置され、冷却水入口側の配管接続部１５３の下に、冷却水出口側の配管接続部１５４が配置されている。このため、チューブ１５１は、下から上に向かって蛇行した後、蛇行した部分の横側および下側を通る形状となっている。
【００５２】
また、フィン１５２は、波状に折り曲げられたコルゲートフィンである。車室内への送風空気の温度分布を均一にするため、冷却水流れの上流側である高水温域ではフィンピッチｆｐ１を粗く、冷却水流れの下流側である低水温域ではフィンピッチｆｐ２を細かくしている。フィンピッチｆｐ１、ｆｐ２とは、隣り合う同じ向きのフィン山同士の間隔のことである。
【００５３】
図３に、第２ヒータコア１５の概念図を示す。図３は、第２ヒータコア１５を空気流れ下流側から見た正面図に対応している。
【００５４】
図２、３に示すように、チューブ１５１は、冷却水入口側に位置する入口側部分１５１ａと冷却水出口側に位置する出口側部分１５１ｂとが隣り合っている。本実施形態では、入口側部分１５１ａは、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部に位置する直線部分であり、出口側部分１５１ｂは、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部に位置する直線部分である。
【００５５】
そして、図３中の破線矢印で示すように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａを通過後の冷却水は、蛇行して流れながら送風空気と熱交換した後、出口側部分１５１ｂに流入する。したがって、チューブ１５１の入口側部分１５１ａは、熱交換前の冷却水が流れる部分であり、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは、熱交換後の冷却水が流れる部分であると言える。なお、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂに流入した冷却水は、入口側部分１５１ａの冷却水流れに対して対向する向きにて流れる。
【００５６】
また、図２、３に示すように、チューブ１５１のうち入口側部分１５１ａと出口側部分１５１ｂとの間に、ペルチェモジュール５０が配置されている。
【００５７】
ここで、図４に、図２、３中のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。ペルチェモジュール５０は、複数のペルチェ素子５１が一体化されたものである。ペルチェ素子５１は、電流が流れることで、一方側から他方側へ熱を汲み上げる汲上手段である。この熱の汲み上げ方向は、電流の向きによって決定される。
【００５８】
具体的には、ペルチェ素子５１は、Ｐ型層５２と、Ｎ型層５３と、Ｐ型層５２とＮ型層５３の両方と電気的に接続された電極５４と、Ｐ型素子とＮ型素子の一方ずつと電気的に接続された電極５５とを備えている。Ｐ型層５２、Ｎ型層５３は半導体や金属等で構成され、電極５４、５５は金属で構成される。
【００５９】
ペルチェモジュール５０は、このような構成の単一のペルチェ素子５１が直列に複数連結され、直列に複数連結されたペルチェ素子５１を挟む１対の絶縁層５６、５７を備えている。この絶縁層５６、５７は、平板形状であり、セラミックス等によって構成される。そして、本実施形態では、１対の絶縁層５６、５７のうち、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ側に位置する一方の絶縁層５６が放熱板となり、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ側に位置する他方の絶縁層５７が吸熱板となるように、電極５４、５５に電流を流すようになっている。なお、ペルチェモジュール５０のペルチェ素子５１は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、電源のＯＮ、ＯＦＦが制御される。
【００６０】
また、本実施形態では、チューブ１５１の入口側部分１５１ａは、切り欠き状の開放部１６１を有しており、ペルチェモジュール５０の放熱側の絶縁層５６によって、その開放部１６１が塞がれている。このように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａは、金属部材と放熱側の絶縁層５６とによって構成されており、絶縁層５６の放熱面５６ａから冷却水へ直接放熱されるようになっている。
【００６１】
同様に、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは、切り欠き状の開放部１６２を有しており、ペルチェモジュール５０の吸熱側の絶縁層５７によって、その開放部１６２が塞がれている。このように、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは、金属部材と吸熱側の絶縁層５７とによって構成されており、絶縁層５７の吸熱面５７ａが冷却水から直接吸熱するようになっている。
【００６２】
また、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂは、その内部の冷却水流路の高さが１ｍｍ未満のμｍサイズである。この冷却水流路の高さとは、ペルチェモジュール５０の絶縁層５６、５７の表面に対して直交する方向での高さである。
【００６３】
また、図１に示すように、加熱冷風バイパス通路１７は、蒸発器１３通過後の空気を、ヒータコア１４を通過させることなく、混合空間１８に導くための空気通路である。したがって、混合空間１８にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１６を通過する空気および加熱冷風バイパス通路１７を通過する空気の風量割合によって変化する。
【００６４】
そこで、本実施形態では、蒸発器１３の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１６および加熱冷風バイパス通路１７の入口側に、加熱用冷風通路１６および加熱冷風バイパス通路１７へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１９を配置している。
【００６５】
したがって、エアミックスドア１９は、混合空間１８内の空気温度（車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整手段を構成する。エアミックスドア１９は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ７２によって駆動され、この電動アクチュエータ７２は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６６】
さらに、ケーシング１１の送風空気流れ最下流部には、混合空間１８から空調対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出すために、デフロスタ開口部２４、フェイス開口部２５およびフット開口部２６が設けられている。
【００６７】
デフロスタ開口部２４には、図示しないデフロスタダクトが接続され、このデフロスタダクト先端部のデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて空調風を吹き出すようになっている。フェイス開口部２５には、図示しないフェイスダクトが接続され、フェイスダクト先端部のフェイス吹出口から車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すようになっている。また、フット開口部２６には、図示しないフットダクトが接続され、フットダクト先端部のフット吹出口から乗員の足元に向けて空調風を吹き出すようになっている。
【００６８】
また、ケーシング１１には、吹出口モードを切り替えるための吹出口モードドアとして、フロスタ開口部２４を開閉するデフロスタドア２４ａと、フェイス開口部２５を開閉するフェイスドア２５ａと、フット開口部２６を開閉するフットドア２６ａとが設けられている。これらの吹出口モードドア２４ａ、２５ａ、２６ａは、吹出口モードドア用の電動アクチュエータ７３によって駆動され、この電動アクチュエータ７３は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６９】
次に、図５により、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機１２、各種電動アクチュエータ７１、７２、７３、ペルチェ素子５１等の作動を制御する。
【００７０】
また、空調制御装置６０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ６１、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ６２（外気温検出手段）、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ６３、蒸発器１３から吹き出される空気温度である蒸発器吹出空気温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ６４（蒸発器温度検出手段）、エンジン冷却水温度ＴＷを検出する第１、第２冷却水温度センサ６５、６６（冷却水温度検出手段）等のセンサ群の検出信号が入力される。
【００７１】
さらに、空調制御装置６０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ（図示せず）、エアコンのオン・オフを切り替えるエアコンスイッチ７０ａ、車両用空調装置１の自動制御を設定・解除するオートスイッチ７０ｂ、運転モードの切替スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ（図示せず）、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ（図示せず）、送風機１２の風量設定スイッチ（図示せず）、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ７０ｃ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ７０ｄ等が設けられている。
【００７２】
さらに、空調制御装置６０は、エンジンＥＧの作動を制御するエンジン制御装置８０に電気的接続されており、空調制御装置６０およびエンジン制御装置８０は互いに電気的に通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置６０がエンジン制御装置８０へエンジンＥＧの作動要求信号を出力することによって、エンジンＥＧを作動させることができる。
【００７３】
次に、図６により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。図６は、空調制御装置６０の制御処理を示すフローチャートである。なお、図６中の各ステップは、空調制御装置６０が有する各種の機能実現手段を構成している。
【００７４】
まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等が行われる。
【００７５】
次のステップＳ２では、操作パネル７０の操作信号や、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群６１〜６６等の検出信号を読み込んでステップＳ３へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ７０ｃによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機１２の風量の設定信号等がある。
【００７６】
ステップＳ３では、車室内吹出空気の目標吹出空気温度ＴＡＯを算出する。目標吹出空気温度ＴＡＯは、空調熱負荷、すなわち、車室内設定温度と、車室内温度等の車両環境条件とに基づいて算出され、具体的には、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチ７０ｃによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ６１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ６２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００７７】
続くステップＳ４では、空調制御装置６０に接続された各種機器の制御目標値、例えば、送風機１２の送風量（ブロワレベル）、吸込口モード、吹出口モード、エアミックスドアの開度、エンジン作動要求の要否、ペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦ等を決定する。送風量、吹出口モード等については、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて決定する。エンジン作動要求の要否については、第１冷却水温度センサ６５で検出した冷却水温度ＴＷ１が所定の基準温度（エンジン作動の要求水温）よりも低い場合に、エンジン作動要求信号の出力を決定する。なお、ペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦの決定については後述する。
【００７８】
その後、ステップＳ５では、ステップＳ４で決定された制御目標値が得られるように、空調制御装置６０に接続された各種機器やエンジン制御装置８０に対して制御信号を出力する。
【００７９】
これにより、送風機１２が所望の送風量となるように作動し、所望の吹出口モードとなるように、吹出口モードドアが所定の位置となり、必要に応じてエンジンＥＧが作動する。
【００８０】
続く、ステップＳ６では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。
【００８１】
次に、上述したステップＳ４での制御目標値の決定処理のうちペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦの決定処理を説明する。図７に、ペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦの決定処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００８２】
ステップＳ１１では、第２ヒータコア吹出空気温度ＴＷＤを算出する。第２ヒータコア吹出空気温度ＴＷＤは、第２ヒータコア１５からの吹出空気温度であり、第２ヒータコア１５で冷却水との熱交換によって空気が加熱されたときの加熱空気温度である。このヒータコア吹出空気温度ＴＷＤは、厳密には、第２冷却水温度センサ６６で検出した冷却水温度ＴＷ２、蒸発器１３の通過後の空気温度ＴＥ、第２ヒータコア１５の熱交換性能等に基づいて算出されるが、冷却水温度ＴＷ２と略同一である。なお、第２冷却水温度センサ６６を用いる代わりに、第２ヒータコア１５からの吹出空気温度を検出するセンサを用いても良い。
【００８３】
続く、ステップＳ１２では、第２ヒータコア吹出空気温度ＴＷＤと目標吹出空気温度ＴＡＯを比較し、ＴＷＤがＴＡＯよりも低いか否かを判定する。ＴＷＤがＴＡＯよりも低ければ、ＹＥＳ判定して、ステップＳ１３に進み、ペルチェ素子５１を通電（ＯＮ）状態とする。一方、ＴＷＤがＴＡＯ以上であれば、ＮＯ判定して、ステップＳ１４に進み、ペルチェ素子５１を非通電（ＯＦＦ）状態とする。
【００８４】
したがって、エンジンＥＧの停止後から長時間経過して、エンジンＥＧの作動時よりも冷却水温度が低下した場合、ＴＷＤがＴＡＯよりも低くなる。そこで、このような場合に、本実施形態では、ペルチェ素子５１を通電し、第２ヒータコア１５での熱交換後の冷却水から吸熱して、第２ヒータコア１５での熱交換前の冷却水に放熱させる。これにより、第２ヒータコア１５での熱交換前の冷却水の温度を上昇させて、冷却水温度を暖房に必要な温度にすることができる。なお、この場合、空調制御装置６０は、エアミックスドア１９を最大暖房位置とすることが好ましい。
【００８５】
一方、エンジンＥＧの作動時や、エンジンＥＧの停止後からの経過時間が短く、冷却水温度がエンジンＥＧの作動時に近い場合のように、冷却水の温度が十分に高く、ＴＷＤがＴＡＯ以上となる場合であれば、ペルチェ素子５１による冷却水の加熱が不要なので、空調制御装置６０はペルチェ素子５１を非通電とする。この場合、空調制御装置６０は、従来と同様に、エアミックスドア１９の位置（開度）を制御することによって、空調風の温度を調整する。
【００８６】
次に、本実施形態の主な特徴について説明する。
【００８７】
（１）ペルチェ素子を有していない従来の車両用空調装置では、第２ヒータコア１５から流出した冷却水がそのままエンジンＥＧに流入するので、第２ヒータコア１５で送風空気と熱交換されなかった熱量が、エンジンＥＧの表面から放出されていた。
【００８８】
これに対して、本実施形態では、ペルチェ素子５１によって、第２ヒータコア１５での熱交換後の冷却水から、第２ヒータコア１５での熱交換前の冷却水に汲み上げているので、第２ヒータコア１５で送風空気と熱交換されなかった熱量を暖房に利用でき、従来よりも冷却水の熱量を有効に利用できる。
【００８９】
（２）本実施形態では、第２ヒータコア１５を構成するチューブ１５１のうち冷却水入口側の入口側部分１５１ａと冷却水出口側の出口側部分１５１ｂとの間に、ペルチェモジュール５０（ペルチェ素子５１）を配置している。
【００９０】
すなわち、チューブ１５１の入口側部分１５１ａをペルチェ素子５１から冷却水へ放熱する放熱部とし、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを冷却水からペルチェ素子が吸熱する吸熱部とし、チューブ１５１の入口側部分１５１ａとチューブ１５１の出口側部分１５１ｂとでペルチェ素子５１を挟んでいる。このように、本実施形態では、放熱部１５１ａ、ペルチェ素子５１および吸熱部１５１ｂを第２ヒータコア１５と一体化している。
【００９１】
ここで、発明が解決しようとする課題の欄で説明した図２０に示す車両用空調装置では、上述の通り、放熱部３４ａをケーシング１１の外部に配置しているので、放熱部３４ａからの放熱ロスが生じたり、放熱部３４ａから第２ヒータコア１５までを冷却水が流れる間での冷却水からの放熱ロスが生じたりしてしまう。
【００９２】
これに対して、本実施形態では、放熱部１５１ａ、ペルチェモジュール５０および吸熱部１５１ｂを第２ヒータコア１５と一体化したので、放熱部１５１ａが加熱用冷風通路１６の内部に配置されている。このため、本実施形態によれば、ペルチェ素子５１から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できる。
【００９３】
また、本実施形態では、放熱部１５１ａ、ペルチェモジュール５０および吸熱部１５１ｂを第２ヒータコア１５と一体化したので、ペルチェモジュール５０等をケーシング１１とともに車両へ搭載することができる。よって、本実施形態によれば、図２０に示す車両用空調装置で必要なペルチェモジュール５０等をエンジンルーム内に搭載する工程が不要となるので、これらの車両への搭載性が向上する。
【００９４】
（３）本実施形態では、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａは、送風空気と冷却水との熱交換を行う熱交換コア部の一部である。すなわち、本実施形態では、熱交換コア部を構成するチューブ１５１の一部を放熱部として利用している。
【００９５】
このため、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａの外面には、フィン１５２が設けられている。
【００９６】
ここで、ペルチェ素子の吸熱側と放熱側の温度差が広がると、ペルチェ素子の性能が低下することが知られている。
【００９７】
本実施形態によれば、ペルチェ素子５１から汲み上げられた熱量をすぐに送風空気へ伝えることができ、チューブ１５１の入口側部分１５１ａを流れる冷却水の温度上昇を抑制できるので、ペルチェ素子５１の性能低下を抑制できる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、ペルチェ素子５１から放出される熱量のうち冷却水に伝熱しなかった熱量の送風空気への伝熱を促進できる。
【００９９】
なお、吸熱部を構成する出口側部分１５１ｂにおいては、チューブ１５１の下面はケーシング１１の壁面に接し、チューブ１５１の上面はペルチェモジュール５０に接しているので、送風空気との接触が抑制されている。これにより、吸熱後の冷却水と送風空気との熱交換によって、送風空気が冷却されてしまうのを抑制している。
【０１００】
（４）本実施形態では、放熱部および吸熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂの流路高さを１ｍｍ未満のμｍサイズとして、放熱部および吸熱部における冷却水流路をマイクロチャネル化している。これにより、冷却水流路内に乱流を生じさせることができ、放熱部および吸熱部での冷却水への熱伝達率の向上が可能となる。
【０１０１】
具体的には、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂにおける流路高さは、図８に示す結果より、０．２ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下であること好ましい。
【０１０２】
ここで、図８に、チューブ１５１内の流路高さと熱伝達率との関係を示す。図８は、チューブ１５１内の流路幅が１０ｍｍのときの熱伝達率を、一般的な計算方法によって試算した結果である。図８に示すように、流路高さが高くなるに連れて、熱伝達率が徐々に低下するが、流路高さが０．８５ｍｍ以上のときに急激に熱伝達率が低下する。これは、冷却水流れが乱流から層流に変わるためであると推測される。
【０１０３】
（第２実施形態）
図９に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。
【０１０４】
第１実施形態の第２ヒータコア１５は、チューブ１５１の入口側部分１５１ａからチューブ１５１の出口側部分１５１ｂまでの間を冷却水が蛇行して流れる構成であった。
【０１０５】
これに対して、本実施形態の第２ヒータコア１５は、チューブ１５１の入口側部分１５１ａからチューブ１５１の出口側部分１５１ｂまでの間を、図９中の破線矢印で示すように、冷却水が複数の冷却水流路に分岐して流れた後、合流する構成としている。すなわち、本実施形態の第２ヒータコア１５は、並列に配置された複数のチューブの一端側にチューブ１５１の入口側部分１５１ａが連通し、並列に配置された複数のチューブの他端側に冷却水が合流する合流部分が連通し、この合流部分がチューブ１５１の出口側部分１５１ｂに連なる構成である。
【０１０６】
このように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａからチューブ１５１の出口側部分１５１ｂまでの間の冷却水流れについては、任意に変更可能である。
【０１０７】
ただし、第２ヒータコア１５を流れる冷却水の流量が第１ヒータコア１４よりも少ない場合は、本実施形態よりも、第１実施形態のように、チューブ１５１がサーペンタイン形状であることが好ましい。これは、本実施形態では、冷却水の流量が少ないと、図中破線で示す複数の冷却水流れのうち、冷却水入口に近い側のみに冷却水が流れ、加熱後の送風空気に温度差の大きな温度分布が生じてしまう。これに対して、第１実施形態では、１本のチューブ内を冷却水が流れる構成であり、冷却水の流量が少なくても、冷却水流れの偏りが生じないからである。
【０１０８】
（第３実施形態）
図１０に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態は、第２ヒータコア１５において、第１実施形態よりも、ペルチェモジュール５０の設置範囲を拡張したものである。
【０１０９】
具体的には、図１０に示すように、チューブ１５１の入口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部および一方の側方部に位置する直線部分１５１ａ、１５１ｃによって、放熱部が構成されている。同様に、チューブ１５１の出口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部および一方の側方部に位置する直線部分１５１ｂ、１５１ｄによって、吸熱部が構成されている。
【０１１０】
そして、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ、１５１ｃと、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ、１５１ｄとの間に、２つの平板状のペルチェモジュール５０がＬ字状に配置されている。第２ヒータコア１５をこのような構成とすることもできる。
【０１１１】
（第４実施形態）
図１１に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態は、第２ヒータコア１５において、第３実施形態よりも、さらに、ペルチェモジュール５０の設置範囲を拡張したものである。
【０１１２】
具体的には、図１１に示すように、チューブ１５１の入口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、一方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅによって、放熱部が構成されている。同様に、チューブ１５１の出口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、一方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆによって、吸熱部が構成されている。
【０１１３】
そして、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅと、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆとの間に、３つの平板状のペルチェモジュール５０がＵ字状に配置されている。第２ヒータコア１５をこのような構成とすることもできる。
【０１１４】
（第５実施形態）
図１２に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態は、第２ヒータコア１５において、第４実施形態よりも、さらに、ペルチェモジュール５０の設置範囲を拡張したものである。
【０１１５】
具体的には、図１２に示すように、チューブ１５１の入口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、両方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇによって、放熱部が構成されている。同様に、チューブ１５１の出口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、両方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈによって、吸熱部が構成されている。
【０１１６】
そして、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇと、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈとの間に、４つの平板状のペルチェモジュール５０が配置されている。第２ヒータコア１５をこのような構成とすることもできる。
【０１１７】
（第６実施形態）
図１３に、本実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の斜視図を示す。本実施形態は、第１実施形態で説明した図２の第２ヒータコア１５に対して、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを、加熱用冷風通路１６の外部に配置するように変更したものである。
【０１１８】
具体的には、ケーシング１１の壁面に貫通した開口部が設けられており、この開口部内にチューブ１５１の出口側部分１５１ｂが配置された状態で、第２ヒータコア１５がケーシング１１に固定されている。なお、開口部の代わりに、ケーシング１１の壁面に溝部が設けられていても良い。このため、第２ヒータコア１５は、加熱用冷風通路１６を構成するケーシング１１の壁面上にペルチェモジュール５０とチューブ１５１の入口側部分１５１ａとが配置されているが、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは配置されていない。
【０１１９】
これにより、本実施形態によれば、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは加熱用冷風通路１６を流れる送風空気と接しないので、吸熱された冷却水によって、加熱用冷風通路１６を流れる送風空気が冷却されることを防止できる。
【０１２０】
なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、放熱部１５１ａ、ペルチェモジュール５０および吸熱部１５１ｂが第２ヒータコア１５と一体化しているので、車両への搭載性が向上している。
【０１２１】
（第７実施形態）
図１４に、本実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の斜視図を示す。本実施形態では、図示しない連結部材によって、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５とを固定して、両者を一体化させている。
【０１２２】
さらに、本実施形態では、図２と図１４とを対比して分かるように、第１実施形態で説明した図２の第２ヒータコア１５に対して、冷却水入口側の配管接続部１５３を第１ヒータコア１４の冷却水入口側の配管接続部１４５に連通させ、冷却水出口側の配管接続部１５４を第１ヒータコア１４の冷却水出口側の配管接続部１４６に連通させている。このため、１つの冷却水入口側の配管接続部１４５から、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５に冷却水が分岐して流れ、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５からの冷却水が合流して、１つの冷却水出口側の配管接続部１４６から流出する。
【０１２３】
第１実施形態では、車両用空調装置１を車両に搭載した際に、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５のそれぞれに対して、冷却水配管の接続が必要となる。これに対して、本実施形態によれば、第１実施形態よりも配管接続部の数が少ないので、車両用空調装置１を車両に搭載した際の接続工程を簡略化できる。
【０１２４】
（第８実施形態）
図１５に、本実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態では、第１実施形態で説明した図２の第２ヒータコア１５に対して、第１ヒータコア１４の冷却水出口１４７と連通する連通部１５５を設け、第１ヒータコア１４から流出の冷却水を、吸熱部を構成する第２ヒータコア１５のチューブ１５１の出口側部分１５１ｂを流れる冷却水に合流させるように変更している。
【０１２５】
これによれば、第１ヒータコア１４から流出の冷却水の温度が、第２ヒータコア１５での熱交換後の冷却水の温度よりも高い場合、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを流れる冷却水の温度を上昇させて、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを流れる冷却水とチューブ１５１の入口側部分１５１ａを流れる冷却水との温度差を低減できる。
【０１２６】
ここで、ペルチェ素子５１は、吸熱側と放熱側との温度差が小さいほど、放熱量が多いことが知られている。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と比較して、ペルチェ素子５１からの放熱量を多くでき、吸熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａを流れる冷却水の温度上昇を大きくできる。
【０１２７】
なお、第２ヒータコア１５に設ける連通部１５５の位置は、ペルチェ素子５１に吸熱される前の冷却水に、第１ヒータコア１４からの冷却水を合流させることができれば、どの位置であっても良い。例えば、吸熱部を構成するチューブ１５１の出口側部分１５１ｂの途中の位置であっても、それよりも上流側の位置であっても良い。
【０１２８】
（第９実施形態）
図１６に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。第１〜第６実施形態の車両用空調装置は、第１、第２ヒータコア１４、１５という２つのヒータコアを備えていたが、本実施形態の車両用空調装置１は、１つのヒータコア１５を有している。本実施形態は、第１実施形態で説明した図１の車両用空調装置に対して、第１ヒータコア１４を省略したものに相当する。
【０１２９】
本実施形態のように、１つのヒータコア１５を備える車両用空調装置に対して、本発明を適用することも可能である。
【０１３０】
（第１０実施形態）
図１７に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。上述の各実施形態では、エンジンＥＧの冷却系統が１つであったので、エンジンＥＧから流出の冷却水を分岐させて、第１、第２ヒータコア１４、１５に流入させていたが、本実施形態のように、エンジンＥＧの冷却系統が２つの場合は、第１、第２ヒータコア１４、１５に異なる冷却系統の冷却水を流入させても良い。
【０１３１】
具体的には、エンジンＥＧのシリンダヘッド１０１とシリンダブロック１０２とを別々に冷却する冷却回路が車両に搭載されている場合、第１ヒータコア１４内をシリンダヘッド１０１から流出の冷却水が流れ、第２ヒータコア１５内をシリンダブロック１０２から流出の冷却水が流れる構成とする。
【０１３２】
この場合、例えば、エンジンＥＧの定常運転時では、シリンダヘッド１０１内の冷却水流量が、シリンダブロック１０２内の冷却水流量よりも多くされることで、シリンダヘッド１０１から流出の冷却水は、シリンダブロック１０２から流出の冷却水よりも低温とされる。これは、耐ノッキング性能の向上のために、シリンダヘッド１０１を積極的に冷却するためである。一方、シリンダブロック１０２から流出の冷却水は、エンジン内部のフリクション増大を抑制しつつ、暖房性能を維持できる温度以上とされる。
【０１３３】
このように、第１、第２ヒータコア１４、１５に温度が異なる冷却水が流入するようにしても良い。
【０１３４】
（第１１実施形態）
図１８に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。上述の各実施形態では、車室内への送風空気を加熱するためのヒータコア内を流れる加熱流体として、エンジンＥＧの冷却水を用いたが、本実施形態では、インバータ１１１の冷却水を用いている。
【０１３５】
具体的には、インバータ１１１は、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載され、走行用電動モータに供給される電流を直流から交流に変換するものである。そして、第２ヒータコア１５とインバータ１１１との間を冷却水が循環する冷却水回路が形成されている。これにより、第２ヒータコア１５には、インバータ１１１を冷却した後の冷却水が流入するようになっている。一方、第１ヒータコア１４は、第１実施形態と同様に、エンジンＥＧの冷却水が流入するようになっている。
【０１３６】
（第１２実施形態）
図１９に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。上述の各実施形態では、放熱部、吸熱部およびペルチェ素子とヒータコアとを一体化していたが、本実施形態では、両者を別体として構成している。
【０１３７】
図１９に示すように、本実施形態では、ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂを、ケーシング１１の加熱用冷風通路１６内に配置し、ケーシング１１に固定している。
【０１３８】
放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂは、冷却水の流路を形成しており、例えば、ＣｕやＡｌ等の金属で構成されるものである。そして、放熱部３４ａと吸熱部３４ｂとの間に、ペルチェモジュール５０が挟まれて固定されている。なお、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂについては、第１実施形態と同様に、金属部材とペルチェモジュール５０の絶縁層とによって構成しても良い。
【０１３９】
本実施形態によっても、放熱部３４ｂが加熱用冷風通路１６内に配置されているので、第１実施形態と同様に、ペルチェ素子５１から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できる。
【０１４０】
また、本実施形態では、ペルチェモジュール５０等がケーシング１１に組み付けられた状態となるので、ケーシング１１を車両に搭載することで、ペルチェモジュール５０等の車両への搭載が完了する。したがって、本実施形態によれば、図２０に示す車両用空調装置と比較して、ペルチェモジュール５０等をエンジンルーム内に搭載する工程が不要となるので、これらの車両への搭載性が向上する。
【０１４１】
なお、本実施形態においても、吸熱部３４ｂによって送風空気が冷却されないように、吸熱部３４ｂをケーシング１１の壁面に接して配置したり、吸熱部３４ｂを加熱用冷風通路１６の外部に配置したりすることが好ましい。
【０１４２】
（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、図４に示すように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂを、金属部材とペルチェモジュール５０の絶縁層５６、５７とによって構成していたので、絶縁層５６、５７と冷却水との間で直接伝熱されるようになっていた。
【０１４３】
これに対して、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂを、金属部材のみによって構成し、チューブ１５１とペルチェモジュール５０の絶縁層５６、５７とを接触させることにより、チューブ１５１を介して、絶縁層５６、５７と冷却水との間で伝熱させても良い。
【０１４４】
（２）第１実施形態では、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａが、送風空気と冷却水との熱交換を行う部分であったが、熱交換前の冷却水が流れる部分であれば、熱交換を行わない部分であっても良い。ただし、この場合であっても、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分をヒータコア１５に一体化させることが好ましい。
【０１４５】
（３）ペルチェモジュール５０を構成するペルチェ素子５１の数は任意に設定可能でされ、ペルチェモジュール５０の数についても任意に設定可能である。
【０１４６】
（４）上述の第１、第２ヒータコア１４、１５を備える各実施形態では、第２ヒータコア１５のみに、ペルチェモジュール５０を設置したが、第１、第２ヒータコア１４、１５の両方に、ペルチェモジュール５０を設置しても良い。この場合、第１ヒータコア１４の構造を、第２ヒータコア１５と同様の構造とすれば良い。
【０１４７】
（５）第１〜第９実施形態は、本発明の車両用空調装置を、エンジンＥＧと走行用電動モータとを備えるハイブリッド車両に搭載していたが、車両走行用の駆動力を得るための駆動手段としてエンジンＥＧのみを有する車両に搭載しても良い。この場合、暖房時に、ペルチェ素子５１を常にＯＮさせるようにしても良い。これは、近年のエンジンＥＧは、エンジンの熱効率が向上しており、エンジンの発熱量が少なく、暖房の熱源が不足するためである。
【０１４８】
また、ヒータコア内を流れ、送風空気を加熱するための加熱流体として、第１実施形態では、エンジンＥＧの冷却水を用い、第１１実施形態では、インバータ１１１の冷却水を用いたが、他の加熱流体を用いても良い。
【０１４９】
例えば、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載のモータジェネレータや、燃料電池車両や、エンジンＥＧと燃料電池とのハイブリッド車両に搭載の燃料電池等の冷却水を利用することができる。このように、車両に搭載された発熱体の廃熱を利用することができる。なお、冷却水の代わりに、他の液体を溶媒とする冷却液や冷却用の気体を用いても良く、本発明に用いる加熱流体は、発熱体の冷却を目的とするものでなくても良い。
【０１５０】
（６）上述の各実施形態を実施可能な範囲で組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０１５１】
１１ ケーシング
１４ 第１ヒータコア（第１加熱用熱交換器）
１５ 第２ヒータコア（第１加熱用熱交換器）
１５１ チューブ（流路形成部材）
１５１ａ チューブの入口側部分（放熱部）
１５１ｂ チューブの出口側部分（吸熱部）
１５２ フィン
１６ 加熱用冷風通路（加熱用熱交換器が配置された空気通路）
５０ ペルチェモジュール
５１ ペルチェ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの冷却水を熱源として車室内への送風空気を加熱する加熱用熱交換器と、冷却水または送風空気を加熱して、暖房に必要な熱量を補う補助暖房装置とを備える車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８６２４号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、補助暖房装置として、冷却水を加熱するタイプを用いた場合では、加熱用熱交換器で送風空気と熱交換されなかった熱を、エンジン表面から無駄に放出してしまうという問題がある。
【０００５】
この対策としては、図２０に示すように、ペルチェ素子を用いて、加熱用熱交換器での熱交換後の冷却水から熱交換前の冷却水へ熱を汲み上げることが考えられる。図２０に、本発明者が検討した車両用空調装置の全体構成を示す。なお、図２０では、図１と同様の構成部に同一の符号を付している。
【０００６】
図２０に示す車両用空調装置は、ケーシング１１の内部に、加熱用熱交換器としての第１、第２ヒータコア１４、１５を備えている。そして、第２ヒータコア１５とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する第２ヒータコア用の冷却水流路３４のうち第２ヒータコア１５よりも上流側に放熱部３４ａが設けられ、第２ヒータコア１５よりも下流側に吸熱部３４ｂが設けられている。さらに、放熱部３４ａと吸熱部３４ｂとの間にペルチェモジュール５０が配置されている。ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂは、１つの部品として構成され、ケーシング１１の外部、例えば、エンジンルーム内に配置される。
【０００７】
この車両用空調装置によれば、ペルチェモジュール５０のペルチェ素子によって、吸熱部３４ｂを流れる冷却水から、放熱部３４ａを流れる冷却水へ熱を汲み上げるので、第２ヒータコア１５で送風空気と熱交換されなかった熱量を暖房に利用でき、冷却水の熱量を有効に利用できる。
【０００８】
しかし、図２０に示す車両用空調装置では、ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂをケーシング１１の外部に配置しているので、ペルチェ素子から放出される熱の一部が、送風空気の加熱に利用されずに、無駄に放出されてしまうという放熱ロスの問題が生じる。
【０００９】
この放熱ロスには、放熱部３４ａで冷却水へ伝熱されずに、放熱部３４ａからエンジンルーム内の空間に放出される放熱部３４ａからの放熱ロスと、ペルチェ素子によって加熱された冷却水が、放熱部３４ａから第２ヒータコア１５に向かって流れる途中で、エンジンルーム内の空間に放熱する冷却水からの放熱ロスとがある。
【００１０】
また、図２０に示す車両用空調装置では、ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂを、ケーシング１１と別体の部品としているので、これらの車両への搭載の際に、ケーシング１１を車両へ搭載する工程の他に、ペルチェモジュール５０等を車両へ搭載する工程が必要となり、車両への搭載性が悪いという問題が生じる。
【００１１】
なお、上述の問題は、加熱用熱交換器に用いる加熱流体として、エンジンの冷却水を用いる場合に限らず、他の加熱流体を用いた場合においても、同様に生じる問題である。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みて、ペルチェ素子を用いた車両用空調装置であって、ペルチェ素子から放出される熱量を有効利用できるとともに、車両への搭載性が向上した車両用空調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】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
ケーシング（１１）内に配置され、加熱流体と車室内へ向かう送風空気との熱交換により、送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
熱交換前の加熱流体に放熱する放熱部（１５１ａ）と、
熱交換後の加熱流体から吸熱する吸熱部（１５１ｂ）と、
放熱部（１５１ａ）と吸熱部（１５１ｂ）との間に配置され、吸熱部（１５１ｂ）から放熱部（１５１ａ）へ熱を汲み上げるペルチェ素子（５０、５１）とを備え、
放熱部（１５１ａ）は、ケーシング（１１）の加熱用熱交換器（１５）が配置された空気通路（１６）内に配置されていることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、加熱用熱交換器が配置された空気通路内に放熱部を配置したので、ペルチェ素子から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できる。
【００１５】
また、放熱部をケーシング内に配置すると、ペルチェ素子および吸熱部は、ケーシングに固定されることとなり、ケーシングに組み込まれた状態となる。したがって、本発明によれば、ケーシングを車両に搭載することで、放熱部、吸熱部およびペルチェ素子の車両への搭載が完了するので、車両への搭載性が向上する。
【００１６】
請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載の発明のように、放熱部（１５１ａ）、ペルチェ素子（５０、５１）および吸熱部（１５１ｂ）は、加熱用熱交換器（１５）と一体化していることが好ましい。
【００１７】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、加熱用熱交換器（１５）は、加熱流体の流路を形成する流路形成部材（１５１）を有し、
放熱部は、流路形成部材（１５１）のうち加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
吸熱部は、流路形成部材（１５１）のうち加熱流体出口側の部分（１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈ）によって構成され、
ペルチェ素子（５０、５１）は、流路形成部材（１５１）の加熱流体入口側の部分と加熱流体出口側の部分との間に配置されている構成を採用できる。
【００１８】
請求項２、３に記載の発明によれば、放熱部（１５１ａ）、ペルチェ素子（５０、５１）および吸熱部（１５１ｂ）が、加熱用熱交換器（１５）と一体化しているので、両者が別体の場合と比較して、これらの車両への搭載性が向上する。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明のように、放熱部は、流路形成部材（１５１）のうち送風空気と熱交換を行う部分であって、加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
放熱部（１５１ａ）の外面に、送風空気と加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられている構成を採用できる。
【００２０】
これによれば、ペルチェ素子から放出される熱量のうち冷却水に伝熱しなかった熱量の送風空気への伝熱を促進できる。
【００２１】
また、ペルチェ素子の吸熱側と放熱側の温度差が広がると、ペルチェ素子の性能が低下することが知られている。本発明によれば、ペルチェ素子から汲み上げられた熱量をすぐに送風空気へ伝えることができ、放熱部を流れる加熱流体の温度上昇を抑制できるので、ペルチェ素子の性能低下を抑制できる。
【００２２】
また、請求項３、４に記載の発明では、請求項５に記載の発明のように、流路形成部材（１５１）は、サーペンタイン形状であることが好ましい。
【００２３】
また、請求項３〜５に記載の発明では、請求項６に記載の発明のように、加熱用熱交換器（１５）は、送風空気と加熱流体との熱交換を行う熱交換コア部における流路形成部材（１５１）の外面に、送風空気と加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられており、
フィン（１５２）は、流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ上流側ではフィンピッチが粗く、流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ下流側ではフィンピッチが細かく設定されていることが好ましい。これにより、熱交換コア部を通過後の送風空気の温度分布を均一にすることができるからである。
【００２４】
また、請求項３〜６に記載の発明では、請求項７に記載の発明のように、流路形成部材（１５１）の放熱部および吸熱部を構成する部分は、その内部の流路高さが、１ｍｍ未満であることが好ましい。これにより、加熱流体の熱伝達率を向上できるからである。
【００２５】
また、請求項１〜７に記載の発明では、請求項８に記載の発明のように、加熱用熱交換器として、第１加熱用熱交換器（１４）と、第１加熱用熱交換器（１４）通過後の空気を加熱する第２加熱用熱交換器（１５）とを備え、
放熱部（１５１ａ）、ペルチェ素子（５０、５１）および吸熱部（１５１ｂ）は、第２加熱用熱交換器（１５）に対して設けられており、
第１加熱用熱交換器（１４）から流出の加熱流体が、吸熱部（１５１ｂ）を流れる吸熱中もしくは吸熱前の加熱流体に合流するようになっていることが好ましい。
【００２６】
これによれば、第１加熱用熱交換器から流出の加熱流体の温度が、第２加熱用熱交換器での熱交換後の加熱流体の温度よりも高い場合に、吸熱部を流れる加熱流体の温度を上昇させて、吸熱部を流れる加熱流体と放熱部を流れる加熱流体との温度差を低減できるからである。
【００２７】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１中の第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の外観を示す斜視図である。
【図３】図２中の第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図４】図２、３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１の車両用空調装置の電気制御部の構成図である。
【図６】図５中の空調制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ４の一部を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４のチューブ１５１内の流路高さと熱伝達率との関係を示す図である。
【図９】第２実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１０】第３実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１１】第４実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１２】第５実施形態における第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１３】第６実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の外観を示す斜視図である。
【図１４】第７実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の外観を示す斜視図である。
【図１５】第８実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の構造を示す概念図である。
【図１６】第９実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図１７】第１０実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図１８】第１１実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図１９】第１２実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【図２０】本発明の課題を説明するための車両用空調装置の全体構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００３０】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。本実施形態の車両用空調装置は、エンジン（内燃機関）ＥＧおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車に搭載されるものである。したがって、エンジンＥＧは、車両走行用の駆動力を得るための駆動手段である。
【００３１】
本実施形態のハイブリッド車両は、車両の走行負荷に応じてエンジンＥＧを作動あるいは停止させて、エンジンＥＧおよび走行用電動モータの双方から駆動力を得て走行する走行状態や、エンジンを停止させて走行用電動モータのみから駆動力を得て走行する走行状態等を切り替えることができる。これにより、車両走行用の駆動力をエンジンＥＧのみから得る通常の車両に対して車両燃費を向上させている。
【００３２】
車両用空調装置１は、図１に示す室内空調ユニット１０と、後述する図５に示す空調制御装置６０とを備えている。
【００３３】
室内空調ユニット１０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、その外殻を形成するケーシング１１内に送風機１２、蒸発器１３、第１ヒータコア１４、第２ヒータコア１５等を収容したものである。
【００３４】
ケーシング１１は、車室内へ送風される送風空気の空気通路を形成しており、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂で成形されている。ケーシング１１内の送風空気流れ最上流側には、内気（車室内空気）と外気（車室外空気）とを切替導入する内外気切替箱２０が配置されている。
【００３５】
より具体的には、内外気切替箱２０には、ケーシング１１内に内気を導入させる内気導入口２１および外気を導入させる外気導入口２２が形成されている。さらに、内外気切替箱２０の内部には、内気の風量と外気の風量との風量割合を変化させる内外気切替ドア２３が配置されている。外気切替ドア２３は、内外気切替ドア用の電動アクチュエータ７１によって駆動され、この電動アクチュエータ７１は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００３６】
内外気切替箱２０の空気流れ下流側には、内外気切替箱２０を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機（ブロワ）１２が配置されている。この送風機１２は、遠心多翼ファン１２ａを電動モータ１２ｂにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置６０から出力される制御信号によって回転数（送風量）が制御される。
【００３７】
送風機１２の空気流れ下流側には、蒸発器１３が配置されている。蒸発器１３は、その内部を流通する冷媒と送風空気とを熱交換させて送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。蒸発器１３は、図示しない圧縮機、凝縮器、気液分離器、膨張弁等とともに、冷凍サイクルを構成している。
【００３８】
蒸発器１３の空気流れ下流側には、蒸発器１３通過後の空気を流す加熱用冷風通路１６、加熱冷風バイパス通路１７といった空気通路、並びに、加熱用冷風通路１６および加熱冷風バイパス通路１７から流出した空気を混合させる混合空間１８が形成されている。
【００３９】
加熱用冷風通路１６には、蒸発器１３通過後の空気を加熱するための加熱手段としての第１、第２ヒータコア１４、１５が配置されている。第１ヒータコア１４は、エンジンＥＧの冷却水と蒸発器１３通過後の空気とを熱交換させて、蒸発器１３通過後の空気を加熱する第１加熱用熱交換器である。第２ヒータコア１５は、第１ヒータコア１４の空気流れ下流側に配置されており、エンジンＥＧの冷却水と第１ヒータコア１４通過後の空気とを熱交換させて、第１ヒータコア１４通過後の空気を加熱する第２加熱用熱交換器である。ちなみに、冷却水は、水もしくは添加成分を含む水である。
【００４０】
車両用空調装置１は、第１、第２ヒータコア１４、１５とエンジンＥＧとの間を冷却水が循環する冷却水回路３０を有している。この冷却水回路３０には、第１、第２ヒータコア１４、１５用の冷却水流路３１と、ラジエータ４１用の冷却水流路３２とが並列して設けられている。
【００４１】
第１、第２ヒータコア１４、１５用の冷却水流路３１は、分岐点３１ａと合流点３１ｂを有し、エンジンＥＧから流出した冷却水が、分岐点３１ａで分岐して第１ヒータコア１４に向かって流れる第１ヒータコア１４用の冷却水流路３３と、第２ヒータコア１５に向かって流れる第２ヒータコア用の冷却水流路３４とを有している。合流点３１ｂで、第１、第２ヒータコア１４、１５をそれぞれ通過した冷却水が合流する。このように、第１、第２ヒータコア１４、１５は、冷却水流れに対して並列に配置されている。
【００４２】
また、エンジンＥＧの冷却水入口側には、サーモスタット４２が設けられており、このサーモスタット４２によって、第１、第２ヒータコア１４、１５用の冷却水流路３１と、ラジエータ４１用の冷却水流路３２とを流れる冷却水の流量が調整される。また、冷却水回路３０には、冷却水流れを形成する電動式のウォータポンプ４３が設けられている。このウォータポンプ４３は、エンジンＥＧの停止時であっても、空調制御装置６０による制御によって作動する。なお、ウォータポンプ４３は、エンジンＥＧからの動力を受けて作動するものであっても良く、この場合、エンジンＥＧの停止と共にウォータポンプ４３も停止する。
【００４３】
エンジンＥＧの冷却水出口付近には、エンジンＥＧから流出した冷却水の温度を検出する第１冷却水温度センサ６５が設けられている。また、第２ヒータコア１５には、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ通過後の冷却水の温度を検出する第２冷却水温度センサ６６が設けられている。
【００４４】
図２に、ケーシング１１の加熱用冷風通路１６に配置された第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の斜視図を示す。
【００４５】
第１ヒータコア１４は、平行に配置された複数のチューブ１４１と、複数のチューブ１４１の一端側に連なる第１ヘッダタンク１４２と、複数のチューブ１４１の他端側に連なる第２ヘッダタンク１４３と、複数のチューブ１４１の外面に設けられ、冷却水と送風空気との熱交換を促進するフィン１４４とを備えている。そして、第１ヒータコア１４は、冷却水入口側の配管接続部１４５に流入した冷却水が、第１ヘッダタンク１４２から複数のチューブに分岐して流れた後、第２ヘッダタンク１４３で合流し、冷却水出口側の配管接続部１４６から流出する構成となっている。第１ヒータコア１４では、複数のチューブ１４１とフィン１４２とによって、送風空気と冷却水との熱交換を行う熱交換コア部が構成されている。
【００４６】
第２ヒータコア１５は、その全体の高さ寸法が第１ヒータコア１４よりも低く、例えば、第１ヒータコア１４の半分であり、その全体が加熱用冷風通路を形成するケーシング１１の壁面上に配置されている。
【００４７】
また、第２ヒータコア１５は、第１ヒータコア１４よりも冷却水の流水抵抗が大きな構成となっており、第１ヒータコア１４よりも内部を流れる冷却水の流量が少なくなっている。例えば、第２ヒータコア１５の方が第１ヒータコアよりも、冷却水流路の流路断面積が小さくなっている。なお、第２ヒータコア１５用の冷却水流路３４における流水抵抗を、第１ヒータコア１４用の冷却水流路３３における流水抵抗よりも高くして、第２ヒータコア１５の内部を流れる冷却水の流量を、第１ヒータコア１４よりも少なくしても良い。
【００４８】
第２ヒータコア１５は、チューブがサーペンタイン形状である熱交換器であり、横断面形状が扁平状の１つのチューブ１５１が蛇行して配置されており、チューブ１５１とチューブ１５１との間の空間に位置するように、チューブ１５１の外面にフィン１５２が設けられている。
【００４９】
チューブ１５１は、冷却水の流路を形成する流路形成部材であり、ＣｕやＡｌ等の金属で構成される。フィン１５２は、送風空気と冷却水との熱交換を促進するものであり、ＣｕやＡｌ等の金属で構成される。フィン１５２と、チューブ１５１のうちフィン１５２が外面に設けられている部分とが、送風空気と冷却水との熱交換を行う熱交換コア部を構成している。なお、チューブ１５１のうちフィン１５２が設けられていない部分１５１ｂ、１５１ｄは、冷却水を冷却水出口に導くための冷却水流路を構成している。
【００５０】
第２ヒータコア１５は、第１ヒータコア１４とは別体のものである。このため、第２ヒータコア１５においても、チューブ１５１の一端側に冷却水入口側の配管接続部１５３が設けられ、チューブ１５１の他端側に冷却水出口側の配管接続部１５４が設けられている。配管接続部１５３、１５４は、エンジンと第２ヒータコアとの間の冷却水経路を形成する配管と接続される部分である。冷却水入口側の配管接続部１５３が第２ヒータコア１５の冷却水入口であり、冷却水出口側の配管接続部１５４が第２ヒータコア１５の冷却水出口である。冷却水入口側の配管接続部１５３と冷却水出口側の配管接続部１５４とは、隣り合わせに配置されている。
【００５１】
本実施形態では、加熱用冷風通路１６の下側半分を占めるように第２ヒータコア１５を配置するため、冷却水入口側の配管接続部１５３が第２ヒータコア１５の底部に配置され、冷却水入口側の配管接続部１５３の下に、冷却水出口側の配管接続部１５４が配置されている。このため、チューブ１５１は、下から上に向かって蛇行した後、蛇行した部分の横側および下側を通る形状となっている。
【００５２】
また、フィン１５２は、波状に折り曲げられたコルゲートフィンである。車室内への送風空気の温度分布を均一にするため、冷却水流れの上流側である高水温域ではフィンピッチｆｐ１を粗く、冷却水流れの下流側である低水温域ではフィンピッチｆｐ２を細かくしている。フィンピッチｆｐ１、ｆｐ２とは、隣り合う同じ向きのフィン山同士の間隔のことである。
【００５３】
図３に、第２ヒータコア１５の概念図を示す。図３は、第２ヒータコア１５を空気流れ下流側から見た正面図に対応している。
【００５４】
図２、３に示すように、チューブ１５１は、冷却水入口側に位置する入口側部分１５１ａと冷却水出口側に位置する出口側部分１５１ｂとが隣り合っている。本実施形態では、入口側部分１５１ａは、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部に位置する直線部分であり、出口側部分１５１ｂは、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部に位置する直線部分である。
【００５５】
そして、図３中の破線矢印で示すように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａを通過後の冷却水は、蛇行して流れながら送風空気と熱交換した後、出口側部分１５１ｂに流入する。したがって、チューブ１５１の入口側部分１５１ａは、熱交換前の冷却水が流れる部分であり、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは、熱交換後の冷却水が流れる部分であると言える。なお、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂに流入した冷却水は、入口側部分１５１ａの冷却水流れに対して対向する向きにて流れる。
【００５６】
また、図２、３に示すように、チューブ１５１のうち入口側部分１５１ａと出口側部分１５１ｂとの間に、ペルチェモジュール５０が配置されている。
【００５７】
ここで、図４に、図２、３中のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。ペルチェモジュール５０は、複数のペルチェ素子５１が一体化されたものである。ペルチェ素子５１は、電流が流れることで、一方側から他方側へ熱を汲み上げる汲上手段である。この熱の汲み上げ方向は、電流の向きによって決定される。
【００５８】
具体的には、ペルチェ素子５１は、Ｐ型層５２と、Ｎ型層５３と、Ｐ型層５２とＮ型層５３の両方と電気的に接続された電極５４と、Ｐ型素子とＮ型素子の一方ずつと電気的に接続された電極５５とを備えている。Ｐ型層５２、Ｎ型層５３は半導体や金属等で構成され、電極５４、５５は金属で構成される。
【００５９】
ペルチェモジュール５０は、このような構成の単一のペルチェ素子５１が直列に複数連結され、直列に複数連結されたペルチェ素子５１を挟む１対の絶縁層５６、５７を備えている。この絶縁層５６、５７は、平板形状であり、セラミックス等によって構成される。そして、本実施形態では、１対の絶縁層５６、５７のうち、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ側に位置する一方の絶縁層５６が放熱板となり、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ側に位置する他方の絶縁層５７が吸熱板となるように、電極５４、５５に電流を流すようになっている。なお、ペルチェモジュール５０のペルチェ素子５１は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、電源のＯＮ、ＯＦＦが制御される。
【００６０】
また、本実施形態では、チューブ１５１の入口側部分１５１ａは、切り欠き状の開放部１６１を有しており、ペルチェモジュール５０の放熱側の絶縁層５６によって、その開放部１６１が塞がれている。このように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａは、金属部材と放熱側の絶縁層５６とによって構成されており、絶縁層５６の放熱面５６ａから冷却水へ直接放熱されるようになっている。
【００６１】
同様に、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは、切り欠き状の開放部１６２を有しており、ペルチェモジュール５０の吸熱側の絶縁層５７によって、その開放部１６２が塞がれている。このように、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは、金属部材と吸熱側の絶縁層５７とによって構成されており、絶縁層５７の吸熱面５７ａが冷却水から直接吸熱するようになっている。
【００６２】
また、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂは、その内部の冷却水流路の高さが１ｍｍ未満のμｍサイズである。この冷却水流路の高さとは、ペルチェモジュール５０の絶縁層５６、５７の表面に対して直交する方向での高さである。
【００６３】
また、図１に示すように、加熱冷風バイパス通路１７は、蒸発器１３通過後の空気を、ヒータコア１４を通過させることなく、混合空間１８に導くための空気通路である。したがって、混合空間１８にて混合された送風空気の温度は、加熱用冷風通路１６を通過する空気および加熱冷風バイパス通路１７を通過する空気の風量割合によって変化する。
【００６４】
そこで、本実施形態では、蒸発器１３の空気流れ下流側であって、加熱用冷風通路１６および加熱冷風バイパス通路１７の入口側に、加熱用冷風通路１６および加熱冷風バイパス通路１７へ流入させる冷風の風量割合を連続的に変化させるエアミックスドア１９を配置している。
【００６５】
したがって、エアミックスドア１９は、混合空間１８内の空気温度（車室内へ送風される送風空気の温度）を調整する温度調整手段を構成する。エアミックスドア１９は、エアミックスドア用の電動アクチュエータ７２によって駆動され、この電動アクチュエータ７２は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６６】
さらに、ケーシング１１の送風空気流れ最下流部には、混合空間１８から空調対象空間である車室内へ温度調整された送風空気を吹き出すために、デフロスタ開口部２４、フェイス開口部２５およびフット開口部２６が設けられている。
【００６７】
デフロスタ開口部２４には、図示しないデフロスタダクトが接続され、このデフロスタダクト先端部のデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて空調風を吹き出すようになっている。フェイス開口部２５には、図示しないフェイスダクトが接続され、フェイスダクト先端部のフェイス吹出口から車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すようになっている。また、フット開口部２６には、図示しないフットダクトが接続され、フットダクト先端部のフット吹出口から乗員の足元に向けて空調風を吹き出すようになっている。
【００６８】
また、ケーシング１１には、吹出口モードを切り替えるための吹出口モードドアとして、フロスタ開口部２４を開閉するデフロスタドア２４ａと、フェイス開口部２５を開閉するフェイスドア２５ａと、フット開口部２６を開閉するフットドア２６ａとが設けられている。これらの吹出口モードドア２４ａ、２５ａ、２６ａは、吹出口モードドア用の電動アクチュエータ７３によって駆動され、この電動アクチュエータ７３は、空調制御装置６０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６９】
次に、図５により、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された送風機１２、各種電動アクチュエータ７１、７２、７３、ペルチェ素子５１等の作動を制御する。
【００７０】
また、空調制御装置６０の入力側には、車室内温度Ｔｒを検出する内気センサ６１、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ６２（外気温検出手段）、車室内の日射量Ｔｓを検出する日射センサ６３、蒸発器１３から吹き出される空気温度である蒸発器吹出空気温度（蒸発器温度）ＴＥを検出する蒸発器温度センサ６４（蒸発器温度検出手段）、エンジン冷却水温度ＴＷを検出する第１、第２冷却水温度センサ６５、６６（冷却水温度検出手段）等のセンサ群の検出信号が入力される。
【００７１】
さらに、空調制御装置６０の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル７０に設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ（図示せず）、エアコンのオン・オフを切り替えるエアコンスイッチ７０ａ、車両用空調装置１の自動制御を設定・解除するオートスイッチ７０ｂ、運転モードの切替スイッチ（図示せず）、吸込口モードを切り替える吸込口モードスイッチ（図示せず）、吹出口モードを切り替える吹出口モードスイッチ（図示せず）、送風機１２の風量設定スイッチ（図示せず）、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ７０ｃ、冷凍サイクルの省動力化を優先させる指令を出力するエコノミースイッチ７０ｄ等が設けられている。
【００７２】
さらに、空調制御装置６０は、エンジンＥＧの作動を制御するエンジン制御装置８０に電気的接続されており、空調制御装置６０およびエンジン制御装置８０は互いに電気的に通信可能に構成されている。これにより、一方の制御装置に入力された検出信号あるいは操作信号に基づいて、他方の制御装置が出力側に接続された各種機器の作動を制御することもできる。例えば、空調制御装置６０がエンジン制御装置８０へエンジンＥＧの作動要求信号を出力することによって、エンジンＥＧを作動させることができる。
【００７３】
次に、図６により、上記構成における本実施形態の作動を説明する。図６は、空調制御装置６０の制御処理を示すフローチャートである。なお、図６中の各ステップは、空調制御装置６０が有する各種の機能実現手段を構成している。
【００７４】
まず、ステップＳ１では、フラグ、タイマ等の初期化、および上述した電動アクチュエータを構成するステッピングモータの初期位置合わせ等が行われる。
【００７５】
次のステップＳ２では、操作パネル７０の操作信号や、空調制御に用いられる車両環境状態の信号、すなわち上述のセンサ群６１〜６６等の検出信号を読み込んでステップＳ３へ進む。具体的な操作信号としては、車室内温度設定スイッチ７０ｃによって設定される車室内設定温度Ｔｓｅｔ、吹出口モードの選択信号、吸込口モードの選択信号、送風機１２の風量の設定信号等がある。
【００７６】
ステップＳ３では、車室内吹出空気の目標吹出空気温度ＴＡＯを算出する。目標吹出空気温度ＴＡＯは、空調熱負荷、すなわち、車室内設定温度と、車室内温度等の車両環境条件とに基づいて算出され、具体的には、下記数式Ｆ１により算出される。
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ…（Ｆ１）
ここで、Ｔｓｅｔは車室内温度設定スイッチ７０ｃによって設定された車室内設定温度、Ｔｒは内気センサ６１によって検出された車室内温度（内気温）、Ｔａｍは外気センサ６２によって検出された外気温、Ｔｓは日射センサ６３によって検出された日射量である。Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓは制御ゲインであり、Ｃは補正用の定数である。
【００７７】
続くステップＳ４では、空調制御装置６０に接続された各種機器の制御目標値、例えば、送風機１２の送風量（ブロワレベル）、吸込口モード、吹出口モード、エアミックスドアの開度、エンジン作動要求の要否、ペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦ等を決定する。送風量、吹出口モード等については、目標吹出空気温度ＴＡＯに基づいて決定する。エンジン作動要求の要否については、第１冷却水温度センサ６５で検出した冷却水温度ＴＷ１が所定の基準温度（エンジン作動の要求水温）よりも低い場合に、エンジン作動要求信号の出力を決定する。なお、ペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦの決定については後述する。
【００７８】
その後、ステップＳ５では、ステップＳ４で決定された制御目標値が得られるように、空調制御装置６０に接続された各種機器やエンジン制御装置８０に対して制御信号を出力する。
【００７９】
これにより、送風機１２が所望の送風量となるように作動し、所望の吹出口モードとなるように、吹出口モードドアが所定の位置となり、必要に応じてエンジンＥＧが作動する。
【００８０】
続く、ステップＳ６では、制御周期τの間待機し、制御周期τの経過を判定するとステップＳ２に戻るようになっている。
【００８１】
次に、上述したステップＳ４での制御目標値の決定処理のうちペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦの決定処理を説明する。図７に、ペルチェ素子５１のＯＮ／ＯＦＦの決定処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００８２】
ステップＳ１１では、第２ヒータコア吹出空気温度ＴＷＤを算出する。第２ヒータコア吹出空気温度ＴＷＤは、第２ヒータコア１５からの吹出空気温度であり、第２ヒータコア１５で冷却水との熱交換によって空気が加熱されたときの加熱空気温度である。このヒータコア吹出空気温度ＴＷＤは、厳密には、第２冷却水温度センサ６６で検出した冷却水温度ＴＷ２、蒸発器１３の通過後の空気温度ＴＥ、第２ヒータコア１５の熱交換性能等に基づいて算出されるが、冷却水温度ＴＷ２と略同一である。なお、第２冷却水温度センサ６６を用いる代わりに、第２ヒータコア１５からの吹出空気温度を検出するセンサを用いても良い。
【００８３】
続く、ステップＳ１２では、第２ヒータコア吹出空気温度ＴＷＤと目標吹出空気温度ＴＡＯを比較し、ＴＷＤがＴＡＯよりも低いか否かを判定する。ＴＷＤがＴＡＯよりも低ければ、ＹＥＳ判定して、ステップＳ１３に進み、ペルチェ素子５１を通電（ＯＮ）状態とする。一方、ＴＷＤがＴＡＯ以上であれば、ＮＯ判定して、ステップＳ１４に進み、ペルチェ素子５１を非通電（ＯＦＦ）状態とする。
【００８４】
したがって、エンジンＥＧの停止後から長時間経過して、エンジンＥＧの作動時よりも冷却水温度が低下した場合、ＴＷＤがＴＡＯよりも低くなる。そこで、このような場合に、本実施形態では、ペルチェ素子５１を通電し、第２ヒータコア１５での熱交換後の冷却水から吸熱して、第２ヒータコア１５での熱交換前の冷却水に放熱させる。これにより、第２ヒータコア１５での熱交換前の冷却水の温度を上昇させて、冷却水温度を暖房に必要な温度にすることができる。なお、この場合、空調制御装置６０は、エアミックスドア１９を最大暖房位置とすることが好ましい。
【００８５】
一方、エンジンＥＧの作動時や、エンジンＥＧの停止後からの経過時間が短く、冷却水温度がエンジンＥＧの作動時に近い場合のように、冷却水の温度が十分に高く、ＴＷＤがＴＡＯ以上となる場合であれば、ペルチェ素子５１による冷却水の加熱が不要なので、空調制御装置６０はペルチェ素子５１を非通電とする。この場合、空調制御装置６０は、従来と同様に、エアミックスドア１９の位置（開度）を制御することによって、空調風の温度を調整する。
【００８６】
次に、本実施形態の主な特徴について説明する。
【００８７】
（１）ペルチェ素子を有していない従来の車両用空調装置では、第２ヒータコア１５から流出した冷却水がそのままエンジンＥＧに流入するので、第２ヒータコア１５で送風空気と熱交換されなかった熱量が、エンジンＥＧの表面から放出されていた。
【００８８】
これに対して、本実施形態では、ペルチェ素子５１によって、第２ヒータコア１５での熱交換後の冷却水から、第２ヒータコア１５での熱交換前の冷却水に汲み上げているので、第２ヒータコア１５で送風空気と熱交換されなかった熱量を暖房に利用でき、従来よりも冷却水の熱量を有効に利用できる。
【００８９】
（２）本実施形態では、第２ヒータコア１５を構成するチューブ１５１のうち冷却水入口側の入口側部分１５１ａと冷却水出口側の出口側部分１５１ｂとの間に、ペルチェモジュール５０（ペルチェ素子５１）を配置している。
【００９０】
すなわち、チューブ１５１の入口側部分１５１ａをペルチェ素子５１から冷却水へ放熱する放熱部とし、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを冷却水からペルチェ素子が吸熱する吸熱部とし、チューブ１５１の入口側部分１５１ａとチューブ１５１の出口側部分１５１ｂとでペルチェ素子５１を挟んでいる。このように、本実施形態では、放熱部１５１ａ、ペルチェ素子５１および吸熱部１５１ｂを第２ヒータコア１５と一体化している。
【００９１】
ここで、発明が解決しようとする課題の欄で説明した図２０に示す車両用空調装置では、上述の通り、放熱部３４ａをケーシング１１の外部に配置しているので、放熱部３４ａからの放熱ロスが生じたり、放熱部３４ａから第２ヒータコア１５までを冷却水が流れる間での冷却水からの放熱ロスが生じたりしてしまう。
【００９２】
これに対して、本実施形態では、放熱部１５１ａ、ペルチェモジュール５０および吸熱部１５１ｂを第２ヒータコア１５と一体化したので、放熱部１５１ａが加熱用冷風通路１６の内部に配置されている。このため、本実施形態によれば、ペルチェ素子５１から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できる。
【００９３】
また、本実施形態では、放熱部１５１ａ、ペルチェモジュール５０および吸熱部１５１ｂを第２ヒータコア１５と一体化したので、ペルチェモジュール５０等をケーシング１１とともに車両へ搭載することができる。よって、本実施形態によれば、図２０に示す車両用空調装置で必要なペルチェモジュール５０等をエンジンルーム内に搭載する工程が不要となるので、これらの車両への搭載性が向上する。
【００９４】
（３）本実施形態では、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａは、送風空気と冷却水との熱交換を行う熱交換コア部の一部である。すなわち、本実施形態では、熱交換コア部を構成するチューブ１５１の一部を放熱部として利用している。
【００９５】
このため、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａの外面には、フィン１５２が設けられている。
【００９６】
ここで、ペルチェ素子の吸熱側と放熱側の温度差が広がると、ペルチェ素子の性能が低下することが知られている。
【００９７】
本実施形態によれば、ペルチェ素子５１から汲み上げられた熱量をすぐに送風空気へ伝えることができ、チューブ１５１の入口側部分１５１ａを流れる冷却水の温度上昇を抑制できるので、ペルチェ素子５１の性能低下を抑制できる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、ペルチェ素子５１から放出される熱量のうち冷却水に伝熱しなかった熱量の送風空気への伝熱を促進できる。
【００９９】
なお、吸熱部を構成する出口側部分１５１ｂにおいては、チューブ１５１の下面はケーシング１１の壁面に接し、チューブ１５１の上面はペルチェモジュール５０に接しているので、送風空気との接触が抑制されている。これにより、吸熱後の冷却水と送風空気との熱交換によって、送風空気が冷却されてしまうのを抑制している。
【０１００】
（４）本実施形態では、放熱部および吸熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂの流路高さを１ｍｍ未満のμｍサイズとして、放熱部および吸熱部における冷却水流路をマイクロチャネル化している。これにより、冷却水流路内に乱流を生じさせることができ、放熱部および吸熱部での冷却水への熱伝達率の向上が可能となる。
【０１０１】
具体的には、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂにおける流路高さは、図８に示す結果より、０．２ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下であること好ましい。
【０１０２】
ここで、図８に、チューブ１５１内の流路高さと熱伝達率との関係を示す。図８は、チューブ１５１内の流路幅が１０ｍｍのときの熱伝達率を、一般的な計算方法によって試算した結果である。図８に示すように、流路高さが高くなるに連れて、熱伝達率が徐々に低下するが、流路高さが０．８５ｍｍ以上のときに急激に熱伝達率が低下する。これは、冷却水流れが乱流から層流に変わるためであると推測される。
【０１０３】
（第２実施形態）
図９に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。
【０１０４】
第１実施形態の第２ヒータコア１５は、チューブ１５１の入口側部分１５１ａからチューブ１５１の出口側部分１５１ｂまでの間を冷却水が蛇行して流れる構成であった。
【０１０５】
これに対して、本実施形態の第２ヒータコア１５は、チューブ１５１の入口側部分１５１ａからチューブ１５１の出口側部分１５１ｂまでの間を、図９中の破線矢印で示すように、冷却水が複数の冷却水流路に分岐して流れた後、合流する構成としている。すなわち、本実施形態の第２ヒータコア１５は、並列に配置された複数のチューブの一端側にチューブ１５１の入口側部分１５１ａが連通し、並列に配置された複数のチューブの他端側に冷却水が合流する合流部分が連通し、この合流部分がチューブ１５１の出口側部分１５１ｂに連なる構成である。
【０１０６】
このように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａからチューブ１５１の出口側部分１５１ｂまでの間の冷却水流れについては、任意に変更可能である。
【０１０７】
ただし、第２ヒータコア１５を流れる冷却水の流量が第１ヒータコア１４よりも少ない場合は、本実施形態よりも、第１実施形態のように、チューブ１５１がサーペンタイン形状であることが好ましい。これは、本実施形態では、冷却水の流量が少ないと、図中破線で示す複数の冷却水流れのうち、冷却水入口に近い側のみに冷却水が流れ、加熱後の送風空気に温度差の大きな温度分布が生じてしまう。これに対して、第１実施形態では、１本のチューブ内を冷却水が流れる構成であり、冷却水の流量が少なくても、冷却水流れの偏りが生じないからである。
【０１０８】
（第３実施形態）
図１０に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態は、第２ヒータコア１５において、第１実施形態よりも、ペルチェモジュール５０の設置範囲を拡張したものである。
【０１０９】
具体的には、図１０に示すように、チューブ１５１の入口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部および一方の側方部に位置する直線部分１５１ａ、１５１ｃによって、放熱部が構成されている。同様に、チューブ１５１の出口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部および一方の側方部に位置する直線部分１５１ｂ、１５１ｄによって、吸熱部が構成されている。
【０１１０】
そして、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ、１５１ｃと、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ、１５１ｄとの間に、２つの平板状のペルチェモジュール５０がＬ字状に配置されている。第２ヒータコア１５をこのような構成とすることもできる。
【０１１１】
（第４実施形態）
図１１に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態は、第２ヒータコア１５において、第３実施形態よりも、さらに、ペルチェモジュール５０の設置範囲を拡張したものである。
【０１１２】
具体的には、図１１に示すように、チューブ１５１の入口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、一方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅによって、放熱部が構成されている。同様に、チューブ１５１の出口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、一方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆによって、吸熱部が構成されている。
【０１１３】
そして、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅと、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆとの間に、３つの平板状のペルチェモジュール５０がＵ字状に配置されている。第２ヒータコア１５をこのような構成とすることもできる。
【０１１４】
（第５実施形態）
図１２に、本実施形態における第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態は、第２ヒータコア１５において、第４実施形態よりも、さらに、ペルチェモジュール５０の設置範囲を拡張したものである。
【０１１５】
具体的には、図１２に示すように、チューブ１５１の入口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、両方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇによって、放熱部が構成されている。同様に、チューブ１５１の出口側部分であって、外形が四角形状の第２ヒータコア１５全体における底部、両方の側方部および上部に位置する直線部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈによって、吸熱部が構成されている。
【０１１６】
そして、チューブ１５１の入口側部分１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇと、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈとの間に、４つの平板状のペルチェモジュール５０が配置されている。第２ヒータコア１５をこのような構成とすることもできる。
【０１１７】
（第６実施形態）
図１３に、本実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の斜視図を示す。本実施形態は、第１実施形態で説明した図２の第２ヒータコア１５に対して、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを、加熱用冷風通路１６の外部に配置するように変更したものである。
【０１１８】
具体的には、ケーシング１１の壁面に貫通した開口部が設けられており、この開口部内にチューブ１５１の出口側部分１５１ｂが配置された状態で、第２ヒータコア１５がケーシング１１に固定されている。なお、開口部の代わりに、ケーシング１１の壁面に溝部が設けられていても良い。このため、第２ヒータコア１５は、加熱用冷風通路１６を構成するケーシング１１の壁面上にペルチェモジュール５０とチューブ１５１の入口側部分１５１ａとが配置されているが、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは配置されていない。
【０１１９】
これにより、本実施形態によれば、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂは加熱用冷風通路１６を流れる送風空気と接しないので、吸熱された冷却水によって、加熱用冷風通路１６を流れる送風空気が冷却されることを防止できる。
【０１２０】
なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、放熱部１５１ａ、ペルチェモジュール５０および吸熱部１５１ｂが第２ヒータコア１５と一体化しているので、車両への搭載性が向上している。
【０１２１】
（第７実施形態）
図１４に、本実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の斜視図を示す。本実施形態では、図示しない連結部材によって、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５とを固定して、両者を一体化させている。
【０１２２】
さらに、本実施形態では、図２と図１４とを対比して分かるように、第１実施形態で説明した図２の第２ヒータコア１５に対して、冷却水入口側の配管接続部１５３を第１ヒータコア１４の冷却水入口側の配管接続部１４５に連通させ、冷却水出口側の配管接続部１５４を第１ヒータコア１４の冷却水出口側の配管接続部１４６に連通させている。このため、１つの冷却水入口側の配管接続部１４５から、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５に冷却水が分岐して流れ、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５からの冷却水が合流して、１つの冷却水出口側の配管接続部１４６から流出する。
【０１２３】
第１実施形態では、車両用空調装置１を車両に搭載した際に、第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５のそれぞれに対して、冷却水配管の接続が必要となる。これに対して、本実施形態によれば、第１実施形態よりも配管接続部の数が少ないので、車両用空調装置１を車両に搭載した際の接続工程を簡略化できる。
【０１２４】
（第８実施形態）
図１５に、本実施形態における第１ヒータコア１４と第２ヒータコア１５の概念図を示す。本実施形態では、第１実施形態で説明した図２の第２ヒータコア１５に対して、第１ヒータコア１４の冷却水出口１４７と連通する連通部１５５を設け、第１ヒータコア１４から流出の冷却水を、吸熱部を構成する第２ヒータコア１５のチューブ１５１の出口側部分１５１ｂを流れる冷却水に合流させるように変更している。
【０１２５】
これによれば、第１ヒータコア１４から流出の冷却水の温度が、第２ヒータコア１５での熱交換後の冷却水の温度よりも高い場合、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを流れる冷却水の温度を上昇させて、チューブ１５１の出口側部分１５１ｂを流れる冷却水とチューブ１５１の入口側部分１５１ａを流れる冷却水との温度差を低減できる。
【０１２６】
ここで、ペルチェ素子５１は、吸熱側と放熱側との温度差が小さいほど、放熱量が多いことが知られている。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と比較して、ペルチェ素子５１からの放熱量を多くでき、吸熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａを流れる冷却水の温度上昇を大きくできる。
【０１２７】
なお、第２ヒータコア１５に設ける連通部１５５の位置は、ペルチェ素子５１に吸熱される前の冷却水に、第１ヒータコア１４からの冷却水を合流させることができれば、どの位置であっても良い。例えば、吸熱部を構成するチューブ１５１の出口側部分１５１ｂの途中の位置であっても、それよりも上流側の位置であっても良い。
【０１２８】
（第９実施形態）
図１６に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。第１〜第６実施形態の車両用空調装置は、第１、第２ヒータコア１４、１５という２つのヒータコアを備えていたが、本実施形態の車両用空調装置１は、１つのヒータコア１５を有している。本実施形態は、第１実施形態で説明した図１の車両用空調装置に対して、第１ヒータコア１４を省略したものに相当する。
【０１２９】
本実施形態のように、１つのヒータコア１５を備える車両用空調装置に対して、本発明を適用することも可能である。
【０１３０】
（第１０実施形態）
図１７に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。上述の各実施形態では、エンジンＥＧの冷却系統が１つであったので、エンジンＥＧから流出の冷却水を分岐させて、第１、第２ヒータコア１４、１５に流入させていたが、本実施形態のように、エンジンＥＧの冷却系統が２つの場合は、第１、第２ヒータコア１４、１５に異なる冷却系統の冷却水を流入させても良い。
【０１３１】
具体的には、エンジンＥＧのシリンダヘッド１０１とシリンダブロック１０２とを別々に冷却する冷却回路が車両に搭載されている場合、第１ヒータコア１４内をシリンダヘッド１０１から流出の冷却水が流れ、第２ヒータコア１５内をシリンダブロック１０２から流出の冷却水が流れる構成とする。
【０１３２】
この場合、例えば、エンジンＥＧの定常運転時では、シリンダヘッド１０１内の冷却水流量が、シリンダブロック１０２内の冷却水流量よりも多くされることで、シリンダヘッド１０１から流出の冷却水は、シリンダブロック１０２から流出の冷却水よりも低温とされる。これは、耐ノッキング性能の向上のために、シリンダヘッド１０１を積極的に冷却するためである。一方、シリンダブロック１０２から流出の冷却水は、エンジン内部のフリクション増大を抑制しつつ、暖房性能を維持できる温度以上とされる。
【０１３３】
このように、第１、第２ヒータコア１４、１５に温度が異なる冷却水が流入するようにしても良い。
【０１３４】
（第１１実施形態）
図１８に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。上述の各実施形態では、車室内への送風空気を加熱するためのヒータコア内を流れる加熱流体として、エンジンＥＧの冷却水を用いたが、本実施形態では、インバータ１１１の冷却水を用いている。
【０１３５】
具体的には、インバータ１１１は、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載され、走行用電動モータに供給される電流を直流から交流に変換するものである。そして、第２ヒータコア１５とインバータ１１１との間を冷却水が循環する冷却水回路が形成されている。これにより、第２ヒータコア１５には、インバータ１１１を冷却した後の冷却水が流入するようになっている。一方、第１ヒータコア１４は、第１実施形態と同様に、エンジンＥＧの冷却水が流入するようになっている。
【０１３６】
（第１２実施形態）
図１９に、本実施形態における車両用空調装置の全体構成を示す。上述の各実施形態では、放熱部、吸熱部およびペルチェ素子とヒータコアとを一体化していたが、本実施形態では、両者を別体として構成している。
【０１３７】
図１９に示すように、本実施形態では、ペルチェモジュール５０、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂを、ケーシング１１の加熱用冷風通路１６内に配置し、ケーシング１１に固定している。
【０１３８】
放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂは、冷却水の流路を形成しており、例えば、ＣｕやＡｌ等の金属で構成されるものである。そして、放熱部３４ａと吸熱部３４ｂとの間に、ペルチェモジュール５０が挟まれて固定されている。なお、放熱部３４ａおよび吸熱部３４ｂについては、第１実施形態と同様に、金属部材とペルチェモジュール５０の絶縁層とによって構成しても良い。
【０１３９】
本実施形態によっても、放熱部３４ｂが加熱用冷風通路１６内に配置されているので、第１実施形態と同様に、ペルチェ素子５１から放出される熱量を、車室内に向かう送風空気の加熱に有効に利用できる。
【０１４０】
また、本実施形態では、ペルチェモジュール５０等がケーシング１１に組み付けられた状態となるので、ケーシング１１を車両に搭載することで、ペルチェモジュール５０等の車両への搭載が完了する。したがって、本実施形態によれば、図２０に示す車両用空調装置と比較して、ペルチェモジュール５０等をエンジンルーム内に搭載する工程が不要となるので、これらの車両への搭載性が向上する。
【０１４１】
なお、本実施形態においても、吸熱部３４ｂによって送風空気が冷却されないように、吸熱部３４ｂをケーシング１１の壁面に接して配置したり、吸熱部３４ｂを加熱用冷風通路１６の外部に配置したりすることが好ましい。
【０１４２】
（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、図４に示すように、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂを、金属部材とペルチェモジュール５０の絶縁層５６、５７とによって構成していたので、絶縁層５６、５７と冷却水との間で直接伝熱されるようになっていた。
【０１４３】
これに対して、チューブ１５１の入口側部分１５１ａおよび出口側部分１５１ｂを、金属部材のみによって構成し、チューブ１５１とペルチェモジュール５０の絶縁層５６、５７とを接触させることにより、チューブ１５１を介して、絶縁層５６、５７と冷却水との間で伝熱させても良い。
【０１４４】
（２）第１実施形態では、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分１５１ａが、送風空気と冷却水との熱交換を行う部分であったが、熱交換前の冷却水が流れる部分であれば、熱交換を行わない部分であっても良い。ただし、この場合であっても、放熱部を構成するチューブ１５１の入口側部分をヒータコア１５に一体化させることが好ましい。
【０１４５】
（３）ペルチェモジュール５０を構成するペルチェ素子５１の数は任意に設定可能でされ、ペルチェモジュール５０の数についても任意に設定可能である。
【０１４６】
（４）上述の第１、第２ヒータコア１４、１５を備える各実施形態では、第２ヒータコア１５のみに、ペルチェモジュール５０を設置したが、第１、第２ヒータコア１４、１５の両方に、ペルチェモジュール５０を設置しても良い。この場合、第１ヒータコア１４の構造を、第２ヒータコア１５と同様の構造とすれば良い。
【０１４７】
（５）第１〜第９実施形態は、本発明の車両用空調装置を、エンジンＥＧと走行用電動モータとを備えるハイブリッド車両に搭載していたが、車両走行用の駆動力を得るための駆動手段としてエンジンＥＧのみを有する車両に搭載しても良い。この場合、暖房時に、ペルチェ素子５１を常にＯＮさせるようにしても良い。これは、近年のエンジンＥＧは、エンジンの熱効率が向上しており、エンジンの発熱量が少なく、暖房の熱源が不足するためである。
【０１４８】
また、ヒータコア内を流れ、送風空気を加熱するための加熱流体として、第１実施形態では、エンジンＥＧの冷却水を用い、第１１実施形態では、インバータ１１１の冷却水を用いたが、他の加熱流体を用いても良い。
【０１４９】
例えば、ハイブリッド車両や電気自動車に搭載のモータジェネレータや、燃料電池車両や、エンジンＥＧと燃料電池とのハイブリッド車両に搭載の燃料電池等の冷却水を利用することができる。このように、車両に搭載された発熱体の廃熱を利用することができる。なお、冷却水の代わりに、他の液体を溶媒とする冷却液や冷却用の気体を用いても良く、本発明に用いる加熱流体は、発熱体の冷却を目的とするものでなくても良い。
【０１５０】
（６）上述の各実施形態を実施可能な範囲で組み合わせても良い。
【符号の説明】
【０１５１】
１１ ケーシング
１４ 第１ヒータコア（第１加熱用熱交換器）
１５ 第２ヒータコア（第１加熱用熱交換器）
１５１ チューブ（流路形成部材）
１５１ａ チューブの入口側部分（放熱部）
１５１ｂ チューブの出口側部分（吸熱部）
１５２ フィン
１６ 加熱用冷風通路（加熱用熱交換器が配置された空気通路）
５０ ペルチェモジュール
５１ ペルチェ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内へ向かう送風空気の空気通路を形成するケーシング（１１）と、
前記ケーシング（１１）内に配置され、加熱流体と車室内へ向かう送風空気との熱交換により、前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
熱交換前の前記加熱流体に放熱する放熱部（１５１ａ）と、
熱交換後の前記加熱流体から吸熱する吸熱部（１５１ｂ）と、
前記放熱部（１５１ａ）と前記吸熱部（１５１ｂ）との間に配置され、前記吸熱部（１５１ｂ）から前記放熱部（１５１ａ）へ熱を汲み上げるペルチェ素子（５０、５１）とを備え、
前記放熱部（１５１ａ）は、前記ケーシング（１１）の前記加熱用熱交換器（１５）が配置された空気通路（１６）内に配置されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記放熱部（１５１ａ）、前記ペルチェ素子（５０、５１）および前記吸熱部（１５１ｂ）は、前記加熱用熱交換器（１５）と一体化してい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】
前記加熱用熱交換器（１５）は、前記加熱流体の流路を形成する流路形成部材（１５１）を有し、
前記放熱部は、前記流路形成部材（１５１）のうち前記加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
前記吸熱部は、前記流路形成部材（１５１）のうち前記加熱流体出口側の部分（１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈ）によって構成され、
前記ペルチェ素子（５０、５１）は、前記流路形成部材（１５１）の前記加熱流体入口側の部分と前記加熱流体出口側の部分との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記放熱部は、前記流路形成部材（１５１）のうち前記送風空気と熱交換を行う部分であって、前記加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
前記放熱部（１５１ａ）の外面に、前記送風空気と前記加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記流路形成部材（１５１）は、サーペンタイン形状であることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記加熱用熱交換器（１５）は、前記送風空気と前記加熱流体との熱交換を行う熱交換コア部における前記流路形成部材（１５１）の外面に、前記送風空気と前記加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられており、
前記フィン（１５２）は、前記流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ上流側ではフィンピッチが粗く、前記流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ下流側ではフィンピッチが細かく設定されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記流路形成部材（１５１）の前記放熱部および前記吸熱部を構成する部分は、その内部の流路高さが、１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記加熱用熱交換器として、第１加熱用熱交換器（１４）と、前記第１加熱用熱交換器（１４）通過後の空気を加熱する第２加熱用熱交換器（１５）とを備え、
前記放熱部（１５１ａ）、前記ペルチェ素子（５０、５１）および前記吸熱部（１５１ｂ）は、前記第２加熱用熱交換器（１５）に対して設けられており、
前記第１加熱用熱交換器（１４）から流出の加熱流体が、前記吸熱部（１５１ｂ）を流れる吸熱中もしくは吸熱前の加熱流体に合流するようになっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項１】
車室内へ向かう送風空気の空気通路を形成するケーシング（１１）と、
前記ケーシング（１１）内に配置され、加熱流体と車室内へ向かう送風空気との熱交換により、前記送風空気を加熱する加熱用熱交換器（１５）と、
熱交換前の前記加熱流体に放熱する放熱部（１５１ａ）と、
熱交換後の前記加熱流体から吸熱する吸熱部（１５１ｂ）と、
前記放熱部（１５１ａ）と前記吸熱部（１５１ｂ）との間に配置され、前記吸熱部（１５１ｂ）から前記放熱部（１５１ａ）へ熱を汲み上げるペルチェ素子（５０、５１）とを備え、
前記放熱部（１５１ａ）は、前記ケーシング（１１）の前記加熱用熱交換器（１５）が配置された空気通路（１６）内に配置されていることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記放熱部（１５１ａ）、前記ペルチェ素子（５０、５１）および前記吸熱部（１５１ｂ）は、前記加熱用熱交換器（１５）と一体化してい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】
前記加熱用熱交換器（１５）は、前記加熱流体の流路を形成する流路形成部材（１５１）を有し、
前記放熱部は、前記流路形成部材（１５１）のうち前記加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
前記吸熱部は、前記流路形成部材（１５１）のうち前記加熱流体出口側の部分（１５１ｂ、１５１ｄ、１５１ｆ、１５１ｈ）によって構成され、
前記ペルチェ素子（５０、５１）は、前記流路形成部材（１５１）の前記加熱流体入口側の部分と前記加熱流体出口側の部分との間に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記放熱部は、前記流路形成部材（１５１）のうち前記送風空気と熱交換を行う部分であって、前記加熱流体入口側の部分（１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、１５１ｇ）によって構成され、
前記放熱部（１５１ａ）の外面に、前記送風空気と前記加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記流路形成部材（１５１）は、サーペンタイン形状であることを特徴とする請求項３または４に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
前記加熱用熱交換器（１５）は、前記送風空気と前記加熱流体との熱交換を行う熱交換コア部における前記流路形成部材（１５１）の外面に、前記送風空気と前記加熱流体との熱交換を促進するフィン（１５２）が設けられており、
前記フィン（１５２）は、前記流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ上流側ではフィンピッチが粗く、前記流路形成部材（１５１）の加熱流体流れ下流側ではフィンピッチが細かく設定されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項７】
前記流路形成部材（１５１）の前記放熱部および前記吸熱部を構成する部分は、その内部の流路高さが、１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【請求項８】
前記加熱用熱交換器として、第１加熱用熱交換器（１４）と、前記第１加熱用熱交換器（１４）通過後の空気を加熱する第２加熱用熱交換器（１５）とを備え、
前記放熱部（１５１ａ）、前記ペルチェ素子（５０、５１）および前記吸熱部（１５１ｂ）は、前記第２加熱用熱交換器（１５）に対して設けられており、
前記第１加熱用熱交換器（１４）から流出の加熱流体が、前記吸熱部（１５１ｂ）を流れる吸熱中もしくは吸熱前の加熱流体に合流するようになっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用空調装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−９６６９５（Ｐ２０１２−９６６９５Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６９４８（Ｐ２０１０−２４６９４８）
【出願日】平成２２年１１月３日（２０１０．１１．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３日（２０１０．１１．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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