JP2015209178A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】双方向に走行する車両がいずれの方向に走行していても、その走行風を熱交換器の熱交換に利用することができる車両用空気調和装置を提供する。
【解決手段】車両用空気調和装置１は、双方向に走行する車両２に設けられ、車両２の走行方向に対向して吹く走行風を取り込む複数の開口部１１を備える装置本体１０と、装置本体１０に設けられ、複数の開口部１１に対向する位置に、夫々走行風を取り込み走行風と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部２１が配置された複数の熱交換器２０と、装置本体１０に設けられ、複数の熱交換器２０に夫々空気を送風する複数の送風機３０と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、双方向に走行する車両に設けられる車両用空気調和装置に関する。

車両として、例えばバスには、バス用の冷房装置としてバスクーラが設置されている場合がある。バスは、原則として、前方及び後方のうち、前方、即ち、片方向に走行するものである。このバスクーラのように、片方向に走行する車両に使用される車両用空気調和装置は、車両の走行方向に対し平行の方向に吹く走行風を利用することによって、凝縮器用の送風機を使用せずに、凝縮器によって走行風と冷媒との間で熱交換することができる。

このような車両等に用いられる車両用空気調和装置として、特許文献１には、特許文献１の従来技術として、冷凍サイクルを構成する凝縮器（コンデンサ）が、その長手方向が車両の走行方向に沿って配置された車両用空気調和装置が開示されている。また、特許文献１に係る発明は、凝縮器（コンデンサ）が車両の前後方向に傾けられた車両用空気調和装置である。この特許文献１に係る発明は、凝縮器が車両の前後方向に傾けられることによって、車両の走行時に生じるラム圧を利用して、凝縮器の吸い込み風量を増加させようとするものである。

特開２００３−３２０８４１号公報（請求項１、第４頁、図１０）

しかしながら、特許文献１の従来技術として記載された車両用空気調和装置は、凝縮器の長手方向が車両の走行方向に対し平行であるため、凝縮器における風の吸い込み口に、直接走行風が当たらない。このため、この車両用空気調和装置は、冷房運転中においては、常に、凝縮器用の送風機を運転して、車両外の空気を凝縮器に当てて、熱交換をする必要がある。また、特許文献１に係る車両用空気調和装置は、片方向に走行している場合は、走行風を利用して熱交換を行うことができるものの、双方向に走行する車両においては、走行方向によっては、走行風が凝縮器に直接当たらない。更に、この特許文献１は、凝縮器における熱交換において、走行風を積極的に利用することについては、何ら配慮されていない。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、双方向に走行する車両がいずれの方向に走行していても、その走行風を熱交換器の熱交換に利用することができる車両用空気調和装置を提供するものである。

本発明に係る車両用空気調和装置は、双方向に走行する車両に設けられ、車両の走行方向に対向して吹く走行風を取り込む複数の開口部を備える装置本体と、装置本体に設けられ、複数の開口部に対向する位置に、夫々走行風を取り込み走行風と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部が配置された複数の熱交換器と、装置本体に設けられ、複数の熱交換器に夫々空気を送風する複数の送風機と、を有する。

本発明によれば、装置本体が、車両の走行方向に対向して吹く走行風を取り込む複数の開口部を備えているため、双方向に走行する車両がいずれの方向に走行していても、熱交換器における熱交換部が、いずれかの開口部から取り込まれた走行風と冷媒との間で熱交換を行う。従って、車両がいずれの方向に走行していても、その走行風を熱交換器の熱交換に利用することができる。

実施の形態１に係る車両用空気調和装置１を示す側面図である。 実施の形態１における熱交換器２０を示す上面図である。 実施の形態１における熱交換器２０を示す側面断面図である。 実施の形態１に係る車両用空気調和装置１を示す側面断面図である。 比較例１に係る車両用空気調和装置１００を示す側面図である。 比較例１に係る車両用空気調和装置１００を示す正面断面図である。 比較例１に係る車両用空気調和装置１００を示す側面断面図である。 実施の形態２に係る車両用空気調和装置２００を示す側面図である。 実施の形態２に係る車両用空気調和装置２００を示す上面図である。 実施の形態３に係る車両用空気調和装置３００を示す上面図である。 実施の形態４に係る車両用空気調和装置４００を示す上面図である。 実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００を示す側面図である。 実施の形態５における制御部５５０を示すブロック図である。 実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の動作を示す側面図である。 実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の動作を示す側面図である。 実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００を示す側面図である。 実施の形態６における制御部６５０を示すブロック図である。 実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の動作を示すフローチャートである。 実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の動作を示す側面図である。 実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の動作を示す側面図である。

以下、本発明に係る車両用空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両用空気調和装置１を示す側面図である。この図１に基づいて、車両用空気調和装置１について説明する。図１に示すように、車両用空気調和装置１は、装置本体１０と、熱交換器２０と、送風機３０とを備えており、例えば車両２の屋根に設置されている。図１では、車両２として、前方及び後方の双方向に走行する鉄道用車両について例示する。

装置本体１０は、双方向に走行する車両２に設けられ、車両２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風を取り込む複数の開口部１１を備えるものである。図２は、実施の形態１に係る熱交換器２０を示す上面図、図３は、実施の形態１における熱交換器２０を示す側面断面図である。図２に示すように、複数の熱交換器２０は、装置本体１０に設けられ、複数の開口部１１に対向する位置に、夫々走行風を取り込み走行風と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部２１が配置されたものである。このとき、熱交換器２０の長手方向は、車両２の幅方向、即ち、走行方向に対し垂直（矢印Ｘ方向）に配置されている。また、図３に示すように、熱交換器２０は、車両２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対し傾斜されている。

そして、図２、図３に示すように、複数の送風機３０は、装置本体１０に設けられ、複数の熱交換器２０に夫々空気を送風するものである。この送風機３０において、空気の送風方向は、車両２の下方である。そして、装置本体１０において、この送風機３０の上方には、空気が通過する送風開口１２が設けられている。

図４は、実施の形態１に係る車両用空気調和装置１を示す側面断面図である。図４に示すように、車両用空気調和装置１は、更に、圧縮機４０と、室内用熱交換器４１と、室内用送風機４２と、膨張部（図示せず）とを備えており、これらが、送風機３０に隣接して設置された収納部１３に収納されている。圧縮機４０は、冷媒を圧縮するものであり、室内用熱交換器４１は、室内用送風機４２によって送風された室内空気と冷媒との間で熱交換を行って、冷媒を蒸発するものである。そして、膨張部は、冷媒を膨張するものである。これらの圧縮機４０、熱交換器２０、膨張部及び室内用熱交換器４１が、配管（図示せず）によって接続されて、冷媒回路が構成されている。また、装置本体１０の下部には、室内空気が通過するための開口であるリターン口１４が設けられている。

本実施の形態１に係る車両用空気調和装置１は、図１に示すように、２台設けられており、夫々第１の車両用空気調和装置１ａ及び第２の車両用空気調和装置１ｂとして、車両２の走行方向（矢印Ｙ方向）における両端部に、互いの収納部１３が向かい合うように設置されている。

次に、冷媒回路における動作について説明する。先ず、冷房運転について説明する。圧縮機４０は、冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された冷媒は、熱交換器２０に流入し、熱交換器２０は、走行風との熱交換により、冷媒を凝縮する。この凝縮された冷媒は、膨張部（図示せず）に流入し、膨張部は、凝縮された冷媒を減圧する。そして、減圧された冷媒は、室内用熱交換器４１に流入し、室内用熱交換器４１は、室内用送風機４２から供給される室内空気との熱交換により、冷媒を蒸発する。そして、蒸発された冷媒は、圧縮機４０に吸入される。これにより、車両２の室内が冷房される。

次に、暖房運転について説明する。圧縮機４０は、冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮して高温高圧のガスの状態で吐出する。この吐出された冷媒は、室内用熱交換器４１に流入し、室内用熱交換器４１は、室内用送風機４２から供給される室内空気との熱交換により、冷媒を凝縮する。この凝縮された冷媒は、膨張部（図示せず）に流入し、膨張部は、凝縮された冷媒を減圧する。そして、減圧された冷媒は、熱交換器２０に流入し、熱交換器２０は、走行風との熱交換により、冷媒を蒸発する。そして、蒸発された冷媒は、圧縮機４０に吸入される。これにより、車両２の室内が暖房される。

次に、本実施の形態１に係る車両用空気調和装置１の作用について説明する。先ず、図１において、車両２が、矢印αの方向に走行している場合について説明する。車両２の走行方向（矢印Ｙ方向）に吹く走行風は、第１の車両用空気調和装置１ａの装置本体１０における開口部１１から、装置本体１０の内部に取り込まれる。このとき、送風機３０は、停止されている。そして、熱交換器２０における熱交換部２１において、この走行風と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器２０を通過した走行風は、装置本体１０における送風開口１２から車両２の上方に排気される。

このように、本実施の形態１に係る車両用空気調和装置１は、装置本体１０が、車両２の走行方向に対向して吹く走行風を取り込む複数の開口部１１を備えているため、双方向に走行する車両２がいずれの方向に走行していても、熱交換器２０における熱交換部２１が、いずれかの開口部１１から取り込まれた走行風と冷媒との間で熱交換を行う。従って、双方向に走行する車両２がいずれの方向に走行していても、その走行風を熱交換器２０の熱交換に利用することができる。また、その際、送風機３０は停止されている。即ち、送風機３０が停止されていても、走行風を利用することによって、熱交換器２０の熱交換を行うことができる。従って、送風機３０を運転するための電力を消費せず、省エネルギに資する。

なお、第２の車両用空気調和装置１ｂにおいては、送風機３０を運転することによって、送風機３０から送風開口１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器２０における熱交換部２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器２０を通過した空気は、開口部１１から車両２の後方に排気される。

次に、図１において、車両２が、矢印βの方向に走行している場合について説明する。車両２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風は、第２の車両用空気調和装置１ｂの装置本体１０における開口部１１から、装置本体１０の内部に取り込まれる。このとき、送風機３０は、停止されている。そして、熱交換器２０における熱交換部２１において、この走行風と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器２０を通過した走行風は、装置本体１０における送風開口１２から車両２の上方に排気される。

このように、本実施の形態１に係る車両用空気調和装置１は、熱交換器２０における熱交換部２１が、開口部１１に対向する位置に配置されているため、開口部１１から取り込まれた走行風を、熱交換器２０の熱交換に積極的に利用することができる。また、その際、送風機３０は停止されている。即ち、送風機３０が停止されていても、走行風を利用することによって、熱交換器２０の熱交換を行うことができる。従って、送風機３０を運転するための電力を消費せず、省エネルギに資する。

なお、第１の車両用空気調和装置１ａにおいては、送風機３０を運転することによって、送風機３０から送風開口１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器２０における熱交換部２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器２０を通過した空気は、開口部１１から車両２の後方に排気される。

なお、本実施の形態１に係る車両用空気調和装置１と比較するため、比較例１に係る車両用空気調和装置１００について説明する。図５は、比較例１に係る車両用空気調和装置１００を示す側面図である。図５に示すように、車両用空気調和装置１００は、装置本体１１０と、熱交換器１２０と、送風機１３０とを備えており、車両２の屋根に設置されている。装置本体１１０は、車両２に設けられるものである。図６は、比較例１に係る車両用空気調和装置１００を示す正面断面図である。図６に示すように、熱交換器１２０は、装置本体１１０に設けられ、車両２の両側部に２台設置されている。その際、熱交換器１２０の長手方向は、図５に示すように、車両２の走行方向（矢印Ｙ方向）に沿って配置されている。装置本体１１０において、これらの熱交換器１２０における熱交換部１２１の前方には、空気が通過する開口部１１１が設けられている。

また、送風機１３０は、装置本体１１０に設けられ、熱交換器１２０に空気を送風するものである。この送風機１３０において、空気の送風方向は、車両２の下方である。そして、装置本体１１０において、この送風機１３０の上方には、空気が通過する送風開口１１２が設けられている。

図７は、比較例１に係る車両用空気調和装置１００を示す側面断面図である。図７に示すように、車両用空気調和装置１００は、更に、圧縮機１４０と、室内用熱交換器１４１と、室内用送風機１４２と、膨張部（図示せず）とを備えており、これらが、送風機１３０に隣接して設置された収納部１１３に収納されている。圧縮機１４０は、冷媒を圧縮するものであり、室内用熱交換器１４１は、室内用送風機１４２によって送風された室内空気と冷媒との間で熱交換を行って、冷媒を蒸発するものである。そして、膨張部は、冷媒を膨張するものである。これらの圧縮機１４０、熱交換器１２０、膨張部及び室内用熱交換器１４１が、配管（図示せず）によって接続されて、冷媒回路が構成されている。また、装置本体１１０の下部には、室内空気が通過するための開口であるリターン口１１４が設けられている。

比較例１に係る車両用空気調和装置１００は、図５に示すように、２台設けられており、夫々第１の車両用空気調和装置１００ａ及び第２の車両用空気調和装置１００ｂとして、車両１０２の走行方向（矢印Ｙ方向）における両端部に、互いの収納部１１３が向かい合うように設置されている。

次に、比較例１に係る車両用空気調和装置１００の作用について説明する。図５、図６に示すように、第１の車両用空気調和装置１００ａにおいては、送風機１３０を運転することによって、送風機１３０から送風開口１１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器１２０における熱交換部１２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器１２０を通過した空気は、開口部１１１から車両１０２の側方且つ上方に排気される。このように、比較例１に係る車両用空気調和装置１００では、熱交換器１２０における熱交換を行うために、送風機１３０を常に運転する必要がある。

なお、上記実施の形態１では、図１に示すように、第１の車両用空気調和装置１ａ及び第２の車両用空気調和装置１ｂが、互いの収納部１３が向かい合うように設置されている。比較例２として、これらの第１の車両用空気調和装置１ａ及び第２の車両用空気調和装置１ｂが、同じ向きになるように設置される場合について説明する。車両２が矢印αの方向に走行している場合、第１の車両用空気調和装置１ａ及び第２の車両用空気調和装置１ｂのいずれもが、送風機３０が停止されていても、走行風を利用することによって、熱交換器２０の熱交換を行う。しかしながら、車両２が矢印βの方向に走行している場合、第１の車両用空気調和装置１ａ及び第２の車両用空気調和装置１ｂのいずれも、送風機３０を運転しなければ、熱交換器２０の熱交換を行うことができない。

実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る車両用空気調和装置２００について説明する。図８は、実施の形態２に係る車両用空気調和装置２００を示す側面図である。本実施の形態２は、車両用空気調和装置２００が１台であり、この１台の車両用空気調和装置２００が、２個の熱交換器２２０と２個の送風機２３０とを備えている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図８に示すように、車両用空気調和装置２００における装置本体２１０は、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に平行に、第１の室２１０ａと第２の室２１０ｂとに区画されており、これらの第１の室２１０ａと第２の室２１０ｂとの間に、収納部２１３が設置されている。第１の室２１０ａには、第１の熱交換器２２０ａと第１の送風機２３０ａとが設けられており、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風を取り込む第１の開口部２１１ａが設けられている。

第１の熱交換器２２０ａは、この第１の開口部２１１ａに対向する位置に、走行風を取り込み走行風と冷媒との間で熱交換を行う第１の熱交換部２２１ａが配置されたものである。また、第１の送風機２３０ａは、第１の熱交換器２２０ａに空気を送風するものである。この第１の送風機２３０ａにおいて、空気の送風方向は、車両２０２の下方である。そして、第１の室２１０ａにおいて、この第１の送風機２３０ａの上方には、空気が通過する第１の送風開口２１２ａが設けられている。

そして、第２の室２１０ｂには、第２の熱交換器２２０ｂと第２の送風機２３０ｂとが設けられており、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風を取り込む第２の開口部２１１ｂが設けられている。第２の熱交換器２２０ｂは、この第２の開口部２１１ｂに対向する位置に、走行風を取り込み走行風と冷媒との間で熱交換を行う第２の熱交換部２２１ｂが配置されたものである。また、第２の送風機２３０ｂは、第２の熱交換器２２０ｂに空気を送風するものである。この第２の送風機２３０ｂにおいて、空気の送風方向は、車両２０２の下方である。そして、第２の室２１０ｂにおいて、この第２の送風機２３０ｂの上方には、空気が通過する第２の送風開口２１２ｂが設けられている。

なお、第１の室２１０ａ及び第２の室２１０ｂにおいては、第１の送風機２３０ａと第２の送風機２３０ｂとが互いに向かい合うように設けられている。また、第１の室２１０ａと第２の室２１０ｂとは、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）において互いに離間されている。即ち、第１の送風機２３０ａと第２の送風機２３０ｂとは、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）において互いに離間されている。

次に、本実施の形態２に係る車両用空気調和装置２００の作用について説明する。先ず、図８において、車両２０２が、矢印αの方向に走行している場合について説明する。図９は、実施の形態２に係る車両用空気調和装置２００を示す上面図である。図９に示すように、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風は、第１の室２１０ａにおける第１の開口部２１１ａから、第１の室２１０ａの内部に取り込まれる。このとき、第１の送風機２３０ａは、停止されている。そして、第１の熱交換器２２０ａにおける第１の熱交換部２２１ａにおいて、この走行風と冷媒との間で熱交換が行われる。第１の熱交換器２２０ａを通過した走行風は、第１の室２１０ａにおける第１の送風開口２１２ａから車両２０２の上方に排気される。

そして、第２の室２１０ｂにおいては、第２の送風機２３０ｂを運転することによって、第２の送風機２３０ｂから第２の送風開口２１２ｂを通って空気が取り込まれ、第２の熱交換器２２０ｂにおける第２の熱交換部２２１ｂにおいて、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。第２の熱交換器２２０ｂを通過した空気は、第２の開口部２１１ｂから車両２０２の後方に排気される。

その際、第１の送風機２３０ａと第２の送風機２３０ｂとは、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）において互いに離間されているため、第１の室２１０ａにおける第１の送風開口２１２ａから排気された走行風は、第２の送風機２３０ｂに取り込まれ難い。第１の室２１０ａにおける第１の送風開口２１２ａから排気された走行風は、第１の熱交換器２２０ａにおいて加熱又は冷却されているため、この走行風がそのまま第２の送風機２３０ｂに取り込まれると、第２の熱交換器２２０ｂにおける熱交換の効率が低下してしまう。本実施の形態２は、第１の室２１０ａにおける第１の送風開口２１２ａから排気された走行風が、第２の送風機２３０ｂに取り込まれ難いため、第２の熱交換器２２０ｂにおける熱交換の効率が低下することを抑制することができる。

次に、図８において、車両２０２が、矢印βの方向に走行している場合について説明する。車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風は、第２の室２１０ｂにおける第２の開口部２１１ｂから、第２の室２１０ｂの内部に取り込まれる。このとき、第２の送風機２３０ｂは、停止されている。そして、第２の熱交換器２２０ｂにおける第２の熱交換部２２１ｂにおいて、この走行風と冷媒との間で熱交換が行われる。第２の熱交換器２２０ｂを通過した走行風は、第２の室２１０ｂにおける第２の送風開口２１２ｂから車両２０２の上方に排気される。

そして、第１の室２１０ａにおいては、第１の送風機２３０ａを運転することによって、第１の送風機２３０ａから第１の送風開口２１２ａを通って空気が取り込まれ、第１の熱交換器２２０ａにおける第１の熱交換部２２１ａにおいて、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。第１の熱交換器２２０ａを通過した空気は、第１の開口部２１１ａから車両２０２の後方に排気される。

車両２０２が矢印βの方向に走行している場合においても、第１の送風機２３０ａと第２の送風機２３０ｂとは、車両２０２の走行方向（矢印Ｙ方向）において互いに離間されているため、第２の室２１０ｂにおける第２の送風開口２１２ｂから排気された走行風は、第１の送風機２３０ａに取り込まれ難い。第２の室２１０ｂにおける第２の送風開口２１２ｂから排気された走行風は、第２の熱交換器２２０ｂにおいて加熱又は冷却されているため、この走行風がそのまま第１の送風機２３０ａに取り込まれると、第１の熱交換器２２０ａにおける熱交換の効率が低下してしまう。本実施の形態２は、第２の室２１０ｂにおける第２の送風開口２１２ｂから排気された走行風が、第１の送風機２３０ａに取り込まれ難いため、第１の熱交換器２２０ａにおける熱交換の効率が低下することを抑制することができる。

また、本実施の形態２は、１台の車両用空気調和装置２００に２個の熱交換器２２０及び２個の送風機２３０を設けることによって、１台の車両用空気調和装置２００で十分な空調性能を発揮することが可能である。なお、車両用空気調和装置２００には、２個の熱交換器２２０及び２個の送風機２３０を設けるだけに限らず、３個以上の複数の熱交換器２２０及び３個以上の複数の送風機２３０を設けてもよい。

実施の形態３．
次に、本実施の形態３に係る車両用空気調和装置３００について説明する。図１０は、実施の形態３に係る車両用空気調和装置３００を示す上面図である。本実施の形態３は、第１の送風機３３０ａと第２の送風機３３０ｂとの設置位置が、実施の形態２と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１、２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１、２との相違点を中心に説明する。

図１０に示すように、第１の送風機３３０ａと第２の送風機３３０ｂとは、車両２の幅方向における異なる位置に設置されている。即ち、第１の送風機３３０ａと第２の送風機３３０ｂとは、車両３０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に平行の方向の同一線分γ上から互いに逸れて設置されている。そして、第１の室３１０ａにおいて、第１の送風機３３０ａの上方には、第１の送風開口２１２ａが設けられており、第２の室３１０ｂにおいて、第２の送風機３３０ｂの上方には、第２の送風開口２１２ｂが設けられている。即ち、これらの第１の送風開口２１２ａと第２の送風開口２１２ｂとにおいても、車両３０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に平行の方向の同一線分γ上から互いに逸れて設けられている。

本実施の形態３は、第１の送風機３３０ａと第２の送風機３３０ｂとが、車両３０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に平行の方向の同一線分γ上から互いに逸れて設置されている。このため、図１０において、車両３０２が矢印αの方向に走行している場合、実施の形態２よりも更に、第１の室３１０ａにおける第１の送風開口３１２ａから排気された走行風は、第２の送風機３３０ｂに取り込まれ難い。従って、第２の熱交換器３２０ｂにおける熱交換の効率が低下することを抑制することができる。

また、図１０において、車両３０２が矢印βの方向に走行している場合、実施の形態２よりも更に、第２の室３１０ｂにおける第２の送風開口３１２ｂから排気された走行風は、第１の送風機３３０ａに取り込まれ難い。従って、第１の熱交換器３２０ａにおける熱交換の効率が低下することを抑制することができる。なお、車両用空気調和装置３００には、２個の熱交換器３２０及び２個の送風機３３０を設けるだけに限らず、３個以上の複数の熱交換器３２０及び３個以上の複数の送風機３３０を設けてもよい。

実施の形態４．
次に、本実施の形態４に係る車両用空気調和装置４００について説明する。図１１は、実施の形態４に係る車両用空気調和装置４００を示す上面図である。本実施の形態４は、第１の送風機４３０ａにおける空気の送風方向が、実施の形態３と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１、２、３と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１、２、３との相違点を中心に説明する。

図１１に示すように、第１の送風機４３０ａは、空気の送風方向が、車両４０２の下方且つ側方である。これにより、図１１において、車両４０２が矢印αの方向に走行している場合、第１の熱交換器４２０ａを通過した走行風は、第１の室４１０ａにおける第１の送風開口３１２ａから車両４０２の上方且つ側方に排気される。このため、実施の形態３よりも更に、第１の室４１０ａにおける第１の送風開口３１２ａから排気された走行風は、第２の送風機４３０ｂに取り込まれ難い。従って、第２の熱交換器４２０ｂにおける熱交換の効率が低下することを抑制することができる。

なお、第１の送風機４３０ａだけでなく、第２の送風機４３０ｂにおいても、空気の送風方向を、車両４０２の下方且つ側方としてもよい。また、車両用空気調和装置４００には、２個の熱交換器４２０及び２個の送風機４３０を設けるだけに限らず、３個以上の複数の熱交換器４２０及び３個以上の複数の送風機４３０を設けてもよい。

実施の形態５．
次に、本実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００について説明する。図１２は、実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００を示す側面図である。本実施の形態５は、車両用空気調和装置５００が、速度検出部５０３と制御部５５０とを備えている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態５では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図１２に示すように、車両用空気調和装置５００は、装置本体５１０と、熱交換器５２０と、送風機５３０とを備えており、１号車５０２ａの両端部には、第１の車両用空気調和装置５００ａ及び第２の車両用空気調和装置５００ｂが、車両５０２の走行方向（矢印Ｙ方向）における両端部に、互いの収納部５１３が向かい合うように設置されている。また、２号車５０２ｂの両端部には、第３の車両用空気調和装置５００ｃ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄが、車両５０２の走行方向（矢印Ｙ方向）における両端部に、互いの収納部５１３が向かい合うように設置されている。

そして、車両用空気調和装置５００には、速度検出部５０３が設けられている。この速度検出部５０３は、車両５０２の走行速度を検出するものである。また、車両用空気調和装置５００には、送風機５３０の動作を制御する制御部５５０が設けられている。この制御部５５０は、指令線５０５によって、第１の車両用空気調和装置５００ａ、第２の車両用空気調和装置５００ｂ、第３の車両用空気調和装置５００ｃ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄに接続されている。図１３は、実施の形態５における制御部５５０を示すブロック図である。図１３に示すように、制御部５５０は、速度判定手段５５１と、速度対応運転手段５５２と、速度対応停止手段５５３とを備えている。

速度判定手段５５１は、速度検出部５０３において検出された走行速度が、予め決められた閾値速度以上であるか否かを判定するものである。この閾値速度は、適宜変更することができる。また、速度対応運転手段５５２は、速度判定手段５５１において、検出された走行速度が閾値速度未満であると判定された場合、送風機５３０を運転するものである。更に、速度対応停止手段５５３は、速度判定手段５５１において、検出された走行速度が閾値速度以上であると判定された場合、送風機５３０を停止するものである。

次に、本実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の動作について説明する。図１４は、実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の動作を示すフローチャートであり、図１５、図１６は、実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の動作を示す側面図である。図１４に示すように、先ず、車両用空気調和装置５００の運転の指令が下ると、車両用空気調和装置５００の制御が開始される（ステップＳ１）。そして、制御部５５０によって、送風機５３０が運転条件を満たしているか否かが判断される（ステップＳ２）。制御部５５０によって、送風機５３０が運転条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ２のＮｏ）、第１の車両用空気調和装置５００ａ、第２の車両用空気調和装置５００ｂ、第３の車両用空気調和装置５００ｃ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄにおける送風機５３０が停止される（ステップＳ６）。その後、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ２において、制御部５５０によって、送風機５３０が運転条件を満たしていると判断された場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、速度判定手段５５１によって、速度検出部５０３において検出された走行速度が、閾値速度以上であるか否かが判定される。そして、速度判定手段５５１によって、走行速度が閾値速度未満であると判定された場合（ステップＳ３のＮｏ）、速度対応運転手段５５２によって、第１の車両用空気調和装置５００ａ、第２の車両用空気調和装置５００ｂ、第３の車両用空気調和装置５００ｃ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄにおける送風機５３０の運転が開始される（ステップＳ５）。

このとき、図１５に示すように、第１の車両用空気調和装置５００ａ、第２の車両用空気調和装置５００ｂ、第３の車両用空気調和装置５００ｃ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄにおいて、送風機５３０を運転することによって、送風機５３０から送風開口５１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器５２０における熱交換部５２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器５２０を通過した空気は、開口部５１１から排気される。その後、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ３において、速度判定手段５５１によって、走行速度が閾値速度以上であると判定された場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、速度対応停止手段５５３によって、第１の車両用空気調和装置５００ａ及び第３の車両用空気調和装置５００ｃにおける送風機５３０が停止される（ステップＳ４）。なお、第２の車両用空気調和装置５００ｂ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄにおける送風機５３０の運転は開始される。

このとき、図１６に示すように、車両５０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風は、第１の車両用空気調和装置５００ａ及び第３の車両用空気調和装置５００ｃの装置本体５１０における開口部５１１から、装置本体５１０の内部に取り込まれる。このとき、送風機５３０は、停止されている。そして、熱交換器５２０における熱交換部５２１において、この走行風と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器５２０を通過した走行風は、装置本体５１０における送風開口５１２から車両５０２の上方に排気される。

なお、第２の車両用空気調和装置５００ｂ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄにおいては、送風機５３０を運転することによって、送風機５３０から送風開口５１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器５２０における熱交換部５２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器５２０を通過した空気は、開口部５１１から車両５０２の後方に排気される。その後、ステップＳ１に戻る。

以上説明したように、実施の形態５は、走行速度が閾値速度未満であるときは、速度対応運転手段５５２によって、第１の車両用空気調和装置５００ａ、第２の車両用空気調和装置５００ｂ、第３の車両用空気調和装置５００ｃ及び第４の車両用空気調和装置５００ｄにおける送風機５３０の運転が開始される。これにより、低速走行時に発生し得る風量不足による冷媒の圧力の上昇及び冷暖房能力の低下を抑制することができる。そして、走行速度が閾値速度以上であるときは、速度対応停止手段５５３によって、第１の車両用空気調和装置５００ａ及び第３の車両用空気調和装置５００ｃにおける送風機５３０が停止される。これにより、送風機５３０を運転するための電力を消費せず、省エネルギに資する。また、本実施の形態５に係る車両用空気調和装置５００の構造は、実施の形態１〜４のいずれの構造を用いてもよい。

実施の形態６．
次に、本実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００について説明する。図１７は、実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００を示す側面図である。本実施の形態６は、車両用空気調和装置６００が、圧力検出部６０４を備えている点で、実施の形態５と相違する。本実施の形態６では、実施の形態１〜５と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜５との相違点を中心に説明する。

図１７に示すように、車両用空気調和装置６００には、圧力検出部６０４が設けられている。圧力検出部６０４は、圧縮機４０の圧力を検出するものであり、高圧圧力スイッチとして構成してもよいし、圧力センサとして構成してもよい。図１８は、実施の形態６における制御部６５０を示すブロック図である。図１８に示すように、制御部６５０は、実施の形態５と同様の速度判定手段５５１及び速度対応停止手段５５３に加えて、更に、圧力判定手段６５４、圧力対応運転手段６５５及び圧力対応停止手段６５６を備えている。

圧力判定手段６５４は、圧力検出部６０４において検出された圧力が、予め決められた閾値圧力以下であるか否かを判定するものである。この閾値圧力は、適宜変更することができる。また、圧力対応運転手段６５５は、圧力判定手段６５４において、検出された圧力が閾値圧力よりも大きいと判定された場合、送風機６３０を運転するものである。更に、圧力対応停止手段６５６は、圧力判定手段６５４において、検出された圧力が閾値圧力以下であると判定された場合、送風機６３０を停止するものである。

次に、本実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の動作について説明する。図１９は、実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の動作を示すフローチャートであり、図２０、図２１は、実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の動作を示す側面図である。図１９に示すように、先ず、車両用空気調和装置６００の運転の指令が下ると、車両用空気調和装置６００の制御が開始される（ステップＳ１１）。そして、制御部６５０によって、送風機６３０が運転条件を満たしているか否かが判断される（ステップＳ１２）。制御部６５０によって、送風機６３０が運転条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１２のＮｏ）、第１の車両用空気調和装置６００ａ、第２の車両用空気調和装置６００ｂ、第３の車両用空気調和装置６００ｃ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおける送風機６３０が停止される（ステップＳ１７）。その後、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１２において、制御部６５０によって、送風機６３０が運転条件を満たしていると判断された場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、速度判定手段５５１によって、速度検出部５０３において検出された走行速度が、閾値速度以上であるか否かが判定される。そして、速度判定手段５５１によって、走行速度が閾値速度未満であると判定された場合（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、圧力判定手段６５４によって、圧力検出部６０４において検出された圧力が、閾値圧力以下であるか否かが判定される。そして、圧力判定手段６５４によって、圧力が閾値圧力より大きいと判定された場合（ステップＳ１４のＮｏ）、圧力対応運転手段６５５によって、第１の車両用空気調和装置６００ａ、第２の車両用空気調和装置６００ｂ、第３の車両用空気調和装置６００ｃ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおける送風機６３０の運転が開始される（ステップＳ１６）。

このとき、図２０に示すように、第１の車両用空気調和装置６００ａ、第２の車両用空気調和装置６００ｂ、第３の車両用空気調和装置６００ｃ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおいて、送風機６３０を運転することによって、送風機６３０から送風開口６１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器６２０における熱交換部６２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器６２０を通過した空気は、開口部６１１から排気される。その後、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１３において、速度判定手段５５１によって、走行速度が閾値速度以上であると判定された場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、速度対応停止手段５５３によって、第１の車両用空気調和装置６００ａ及び第３の車両用空気調和装置６００ｃにおける送風機６３０が停止される（ステップＳ１５）。なお、第２の車両用空気調和装置６００ｂ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおける送風機６３０の運転は開始される。また、ステップＳ１４において、圧力判定手段６５４によって、圧力が閾値圧力以下であると判定された場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、速度対応停止手段５５３によって、第１の車両用空気調和装置６００ａ及び第３の車両用空気調和装置６００ｃにおける送風機６３０が停止される（ステップＳ１５）。なお、第２の車両用空気調和装置６００ｂ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおける送風機６３０の運転は開始される。

このとき、図２１に示すように、車両６０２の走行方向（矢印Ｙ方向）に対向して吹く走行風は、第１の車両用空気調和装置６００ａ及び第３の車両用空気調和装置６００ｃの装置本体６１０における開口部６１１から、装置本体６１０の内部に取り込まれる。このとき、送風機６３０は、停止されている。そして、熱交換器６２０における熱交換部６２１において、この走行風と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器６２０を通過した走行風は、装置本体６１０における送風開口６１２から車両６０２の上方に排気される。

なお、第２の車両用空気調和装置６００ｂ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおいては、送風機６３０を運転することによって、送風機６３０から送風開口６１２を通って空気が取り込まれ、熱交換器６２０における熱交換部６２１において、この空気と冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換器６２０を通過した空気は、開口部６１１から車両６０２の後方に排気される。その後、ステップＳ１１に戻る。

以上説明したように、実施の形態６は、走行速度が閾値速度未満であり、且つ圧縮機４０の圧力が閾値圧力より大きいときは、圧力対応運転手段６５５によって、第１の車両用空気調和装置６００ａ、第２の車両用空気調和装置６００ｂ、第３の車両用空気調和装置６００ｃ及び第４の車両用空気調和装置６００ｄにおける送風機６３０の運転が開始される。これにより、低速走行時に発生し得る風量不足による冷媒の圧力の上昇及び冷暖房能力の低下を抑制することができる。更に、送風機６３０の運転によって、熱交換器６２０の熱交換が促進され、圧縮機４０の高圧力に対応することができる。

そして、走行速度が閾値速度以上、又は圧縮機４０の圧力が閾値圧力以下であるときは、速度対応停止手段５５３又は圧力対応停止手段６５６によって、第１の車両用空気調和装置６００ａ及び第３の車両用空気調和装置６００ｃにおける送風機６３０が停止される。これにより、更に、送風機６３０を運転するための電力を消費せず、省エネルギに資する。

なお、制御部６５０は、圧力判定手段６５４、圧力対応運転手段６５５及び圧力対応停止手段６５６だけを備えるように構成してもよい。この場合、圧縮機４０の圧力のみをもって、送風機６３０の運転が制御される。また、本実施の形態６に係る車両用空気調和装置６００の構造は、実施の形態１〜４のいずれの構造を用いてもよい。

１ 車両用空気調和装置、１ａ 第１の車両用空気調和装置、１ｂ 第２の車両用空気調和装置、２ 車両、１０ 装置本体、１１ 開口部、１２ 送風開口、１３ 収納部、１４ リターン口、２０ 熱交換器、２１ 熱交換部、３０ 送風機、４０ 圧縮機、４１ 室内用熱交換器、４２ 室内用送風機、１００ 車両用空気調和装置、１００ａ 第１の車両用空気調和装置、１００ｂ 第２の車両用空気調和装置、１０２ 車両、１１０ 装置本体、１１１ 開口部、１１２ 送風開口、１１３ 収納部、１１４ リターン口、１２０ 熱交換器、１２１ 熱交換部、１３０ 送風機、１４０ 圧縮機、１４１ 室内用熱交換器、１４２ 室内用送風機、２００ 車両用空気調和装置、２０２ 車両、２１０ 装置本体、２１０ａ 第１の室、２１０ｂ 第２の室、２１１ａ 第１の開口部、２１１ｂ 第２の開口部、２１２ａ 第１の送風開口、２１２ｂ 第２の送風開口、２１３ 収納部、２２０ 熱交換器、２２０ａ 第１の熱交換器、２２０ｂ 第２の熱交換器、２２１ａ 第１の熱交換部、２２１ｂ 第２の熱交換部、２３０ 送風機、２３０ａ 第１の送風機、２３０ｂ 第２の送風機、３００ 車両用空気調和装置、３０２ 車両、３１０ 装置本体、３１０ａ 第１の室、３１０ｂ 第２の室、３１１ａ 第１の開口部、３１１ｂ 第２の開口部、３１２ａ 第１の送風開口、３１２ｂ 第２の送風開口、３１３ 収納部、３２０ 熱交換器、３２０ａ 第１の熱交換器、３２０ｂ 第２の熱交換器、３２１ａ 第１の熱交換部、３２１ｂ 第２の熱交換部、３３０ 送風機、３３０ａ 第１の送風機、３３０ｂ 第２の送風機、４００ 車両用空気調和装置、４０２ 車両、４１０ 装置本体、４１０ａ 第１の室、４１０ｂ 第２の室、４１１ａ 第１の開口部、４１１ｂ 第２の開口部、４１２ａ 第１の送風開口、４１２ｂ 第２の送風開口、４１３ 収納部、４２０ 熱交換器、４２０ａ 第１の熱交換器、４２０ｂ 第２の熱交換器、４２１ａ 第１の熱交換部、４２１ｂ 第２の熱交換部、４３０ 送風機、４３０ａ 第１の送風機、４３０ｂ 第２の送風機、５００ 車両用空気調和装置、５００ａ 第１の車両用空気調和装置、５００ｂ 第２の車両用空気調和装置、５００ｃ 第３の車両用空気調和装置、５００ｄ 第４の車両用空気調和装置、５０２ 車両、５０２ａ １号車、５０２ｂ ２号車、５０３ 速度検出部、５０５ 指令線、５１０ 装置本体、５１１ 開口部、５１２ 送風開口、５１３ 収納部、５２０ 熱交換器、５２１ 熱交換部、５３０ 送風機、５５０ 制御部、５５１ 速度判定手段、５５２ 速度対応運転手段、５５３ 速度対応停止手段、６００ 車両用空気調和装置、６００ａ 第１の車両用空気調和装置、６００ｂ 第２の車両用空気調和装置、６００ｃ 第３の車両用空気調和装置、６００ｄ 第４の車両用空気調和装置、６０２ 車両、６０２ａ １号車、６０２ｂ ２号車、６０４ 圧力検出部、６０５ 指令線、６１０ 装置本体、６１１ 開口部、６１２ 送風開口、６１３ 収納部、６２０ 熱交換器、６２１ 熱交換部、６３０ 送風機、６５０ 制御部、６５４ 圧力判定手段、６５５ 圧力対応運転手段、６５６ 圧力対応停止手段。

Claims (7)

1. 双方向に走行する車両に設けられ、前記車両の走行方向に対向して吹く走行風を取り込む複数の開口部を備える装置本体と、
   前記装置本体に設けられ、複数の前記開口部に対向する位置に、夫々前記走行風を取り込み前記走行風と冷媒との間で熱交換を行う熱交換部が配置された複数の熱交換器と、
   前記装置本体に設けられ、複数の前記熱交換器に夫々空気を送風する複数の送風機と、を有する
   車両用空気調和装置。
2. 複数の前記送風機は、
   前記車両の走行方向において互いに離間されている
   請求項１記載の車両用空気調和装置。
3. 複数の前記送風機は、
   前記車両の幅方向における異なる位置に設置されている
   請求項１又は２記載の車両用空気調和装置。
4. 複数の前記送風機は、
   空気の送風方向が、前記車両の下方且つ側方である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用空気調和装置。
5. 前記送風機は、
   前記熱交換器における熱交換部が前記走行風と前記冷媒との間で熱交換を行う際、停止されている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用空気調和装置。
6. 前記車両の走行速度を検出する速度検出部と、
   前記送風機の動作を制御する制御部と、を更に有し、
   前記制御部は、
   前記速度検出部において検出された走行速度が、予め決められた閾値速度以上であるか否かを判定する速度判定手段と、
   前記速度判定手段において、検出された走行速度が前記閾値速度未満であると判定された場合、前記送風機を運転する速度対応運転手段と、
   前記速度判定手段において、検出された走行速度が前記閾値速度以上であると判定された場合、前記送風機を停止する速度対応停止手段と、を有する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用空気調和装置。
7. 前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機の圧力を検出する圧力検出部と、
   前記送風機の動作を制御する制御部と、を更に有し、
   前記制御部は、
   前記圧力検出部において検出された圧力が、予め決められた閾値圧力以下であるか否かを判定する圧力判定手段と、
   前記圧力判定手段において、検出された圧力が前記閾値圧力よりも大きいと判定された場合、前記送風機を運転する圧力対応運転手段と、
   前記圧力判定手段において、検出された圧力が前記閾値圧力以下であると判定された場合、前記送風機を停止する圧力対応停止手段と、を有する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用空気調和装置。

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