JPS6229247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用空調装置に関するものである。

バス等の車両用空調装置としては、一般にコン
プレツサ、コンデンサ、リキツドタンク、膨張
弁、エバポレータ及びこれらを連結する冷媒配管
等よりなる冷房ユニツトを車両床下に搭載すると
共に、車両の走行用エンジンの冷却水の熱を室内
に放熱する温水暖房装置を装備したものが普通に
用いられている。

そして冷房時は上記冷房ユニツトが作動すると
共に送風フアンが回転して室内空気をエバポレー
タに送り込みこゝで冷却された室内空気を冷風吹
出口より車室内に吹き出させるようになつてい
る。

こゝで送風フアンによりエバポレータ部を通過
する空気流量をｗとし、エバポレータの入口空気
温度（即ち室温）ｔ_Rとエバポレータ出口空気温
度ｔ_Cとの差、即ちエバポレータによる空気冷却
温度を△ｔとすると、冷房能力Ｑは式で表わされ
る。

Ｑ＝ｗ（cp△ｔ＋△qx） 但しcpは比熱、△qxは単位流量当りの水の凝
縮潜熱を表わす。

上記式において、△ｔは前記したように △ｔ＝ｔ_R−ｔ_C であり、ｔ_Cは４〜５℃以下になるとエバポレー
タに霜付を生じるので該ｔ_Cは少くとも７℃程度
以上としなければならず、従つて△ｔは室温ｔ_R
が決まれば必然的にその最大値が決まる。その為
冷房能力Ｑを大きくする為には空気流量ｗを大き
くする必要がある。

ところが送風フアンの送風量は回転数に比例
し、該送風フアンの所要動力は回転数の３乗に比
例するので、送風量を大きくしようとすると所要
動力が非常に大きくなり、極めて不経済であるば
かりか、騒音が大きくなり室内の居住性を悪化さ
せる等の問題が生じる。

又冷房能力を増大させるには上記のほかコンデ
ンサ、エバポレータ等の熱交換器を大きくしても
良いが、床下等の限られたスペース内では熱交換
器の大きさに限界があり、冷房能力を大きくする
ことはなかなか困難なことであつた。

本発明は極めて簡単なる施策によつて冷房能力
の増大をはかると共に、該冷房能力増大の為の施
策を暖房用としても兼用できるようにした空調装
置を提供しようとするもので、以下本発明を附図
実施例を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すものであ
り、１はコンプレツサ、２はコンデンサ、３はリ
キツドタンク、４Ａ，４Ｂは膨張弁、５Ａ，５Ｂ
はエバポレータを示し、図示しないエンジン又は
電動モータ等の動力源によつてコンプレツサ１が
回転駆動すると、該コンプレツサ１より吐出した
冷媒がコンデンサ２にて空冷等の手段により冷却
凝縮され、リキツドタンク３にて気液分離され、
液冷媒のみが膨張弁４Ａ，４Ｂで減圧されてエバ
ポレータ５Ａ，５Ｂに流れ、こゝで後述するよう
に室内空気の熱を奪つてガス冷媒となり再びコン
プレツサ１に吸入されるようになつている。

２個のエバポレータ５Ａ，５Ｂは室内空気吸入
口７を有するエバポレータケース６内に空気流通
方向に対し前後に配設され、送風フアン８の回転
によつて吸入口７より吸入された室内空気は先ず
第１のエバポレータ５Ａを通過する間に冷却され
た後第２のエバポレータ５Ｂに流入してこゝで更
に冷却されるようになつており、これらの上記冷
媒回路構成機器及び送風フアン８や送風ダクト等
よりなる送風機器更には駆動源等はユニツト化さ
れ、該ユニツトＡを車両の床下等に取りはずし可
能なるよう装着するものであり、以上の構成は従
来より一般に用いられている装置と同じである。

本発明では第１のエバポレータ５Ａと第２のエ
バポレータ５Ｂとの間に、熱交換器９を配設する
と共に、車室内にも熱交換器１１を設け、該２個
の熱交換器９と１１とを配管１０にて連結して水
等のブラインが両熱交換器９，１１間を循環する
よう構成し、上記車室内の熱交換器１１に室内空
気を流通させる為のフアン１２を設けたものであ
る。尚１０′はブラインを循環させる為のポン
プ、１３は熱交換器１１及びフアン１２を内装し
たケースである。

上記の構成において、冷房運転時送風フアン８
の回転によつてエバポレータケース６内に吸い込
まれた室内空気は第１のエバポレータ５Ａを通過
する間に冷却された後、熱交換器９に入る。

こゝで熱交換器９の入口空気温度は熱交換器１
１の入口空気温度即ち室内空気温度より低いの
で、ポンプ１０が作動してブラインが循環する
と、該ブラインは熱交換器９部で流通空気によつ
て冷やされ室内の熱交換器１１部で室内空気によ
つて暖められる。つまり第１のエバポレータ５Ａ
で冷却された空気は熱交換器９部で加温され、フ
アン１２にて熱交換器１１部を流通した室内空気
は冷却されて室内に吹き出す。

熱交換器９部で加温された空気はその下流の第
２のエバポレータ５Ｂを通過する間に再び冷却さ
れ、図示しないダクトを通つて冷風吹出口より車
室内に吹き出す。

今仮りに第５図に示すように室内空気温度が27
℃であつたとすると、第１のエバポレータ５Ａを
通過する間にt₁即ち17℃だけ冷却されて10℃とな
り、次に熱交換器９にて室内空気温度よりやや低
い24℃まで暖められ、更に第２のエバポレータ５
Ｂを通過する間にt₂即ち17℃だけ冷却されて７℃
の冷風となつて車室内に吹き出す。

この場合熱交換器９を持たない従来装置では、
第２のエバポレータ出口空気温度を着霜点より高
い７℃にしなければならないので、エバポレータ
の顕熱は第５図の点線にて示す温度差t₃で決定さ
れざるを得ず、該顕熱Q₀は Q₀＝cpw（t₁＋t₃）＝cp×ｗ×20℃ となる。

ところが熱交換器９を設けた本発明装置では顕
熱Q₁は Q₁＝cpu（t₁＋t₂）＝cp×ｗ×34℃ となり Ｑ_１／Ｑ_０＝ｃｐｗ×３４／ｃｐｗ×２０＝1.7 で上記実施例では従来装置と同一の風量で従来装
置に対し170％の顕熱による冷房能力増大をはか
ることができる。この能力は最大200％まで増大
可能である。尚潜熱については従来装置と冷媒蒸
発温度を同一とすれば同様の冷房効果を得る。

上記において熱交換器９部における流通空気の
温度上昇分の熱量は室内の熱交換器１１部におけ
る流通室内空気の冷却に使用されるので、該熱交
換器１１及びフアン１２を、室内の部分的に冷房
を効かせたい部分例えば運転席近傍に配設してお
くことにより、該熱交換器１１を通過して冷却さ
れた冷風を運転席のスポツト的冷房に使用し、運
転者の冷感向上をはかることができる。

第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、
第１図は単一の冷凍サイクルに膨張弁４とエバポ
レータ５のみを２個ずつ並列に設けたものに本発
明を適用した例を示しているに対し、第２図は独
立した２つの冷凍サイクルをもつたものに本発明
を適用した例を示しており、第２図においた第１
図と同一の符号は同一の部分を表わし、その機能
及び効果も第１図のものと同じである。

尚、第１，２図では２つの熱交換器９，１１及
び配管１０よりなる循環回路の熱交換媒体として
ブラインを用いた例を示しているが、該ブライン
の代りに例えば冷凍サイクルにおいて使用される
ものと同様の冷媒を用い蒸気圧縮サイクルを行う
ようにしても良く、この場合は熱交換器９はコン
デンサ、熱交換器１１はエバポレータとなる。又
熱交換器９及び１１の個数は図示のように単数で
も良いし複数としても良い。

上記第１，２図のユニツトＡの具体例を第３図
に示す。

即ち、第３において１４はフレームであり、該
フレーム１４の片側部上にコンデンサ２を装着
し、他側部上に各々膨張弁４Ａ，４Ｂをもつエバ
ポレータ５Ａ，５Ｂ及び熱交換器９を内装し室内
空気流入口７を有すると共に空気出口側に送風フ
アン８を取付けたエバポレータケース６を装着す
ると共に、フレーム１４の中央部上に駆動源であ
るエンジン１５及び該エンジン１５にて回転駆動
されるコンプレツサ１を防振的に装着し、更に図
示は省略しているがレシーバタンク３及びこれら
を連結する冷媒配管、送風フアン８と連通された
送風ダクト等をも装着して、一体型のユニツトＡ
を構成するものである。そして該ユニツトＡを第
４図に示すようにバス１６の床１７下部に取りは
ずし可能なるよう装着することにより前記エバポ
レータケース６の室内空気吸入口７は床１７部に
設けた室内空気取出口（図示省略）に連通しし、
送風フアン８に連結された送風ダクトは車体に設
けた立上りダクト１８に連通し、冷風を該立上り
ダクト１８から天井部に設けた冷風吹出ダクト１
９へと送給し、該冷風吹出ダクト１９に設けた多
数の吹出口１９Ａより車室内に吹き出すよう構成
される。

熱交換器１１及びフアン１２を内装したケース
１３は車室内に装着され、前記床下に設けたユニ
ツトＡの熱交換器９と車室内の熱交換器１１とは
配管１０にて連結されることは前述した通りであ
る。

第６図は本発明の第３の実施例を示すもので、
この例では熱交換器９と１１とを連通する配管１
０に、車両走行用のエンジン２０を冷却した後の
冷却水（温水）を予熱機２１及び弁２２を介して
上記配管１０に導く温水入口配管２５と、該配管
２５から配管１０内に流入し熱交換器９から熱交
換器１１を通過した後の温水を再び弁２３を介し
て走行用エンジン２０に流入させる温水戻り配管
２５′とを接続し、且つ配管１０の配管２５，２
５′の接続部間部分に弁２４を設けたものであ
り、その他の構造は第２図示のものと同じであ
り、第２図と同一の符号は同一の部分を表わして
いる。

上記の構成において、冷房運転に際しては弁２
４を開、弁２２，２３を閉とする。すると配管１
０は走行用エンジン２０の温水系統から完全に切
り離されて熱交換器９と１１とを配管１０にて連
通した水の循環回路が形成され、第２図の場合と
全く同様、室内空気が第１のエバポレータ５Ａに
て冷却された後熱交換器９にて加温され、更に第
２のエバポレータ５Ｂにて冷却されて車室内に吹
き出すと共に、熱交換器１１部で室内空気が冷却
されて室内に吹き出し、第５図にて説明したよう
に熱交換器９を有しない従来装置にくらべて著し
い冷房能力の向上をはかり得る。

冬期等外気温が低いときは、弁２４を閉、弁２
２，２３を開とし（このときユニツトＡのエンジ
ン１５は停止し冷凍サイクルは作動していないこ
とは勿論である）、送風フアン８、フアン１２及
びポンプ１０′を作動させる。

すると、走行用エンジン２０を冷却した後の温
水は必要に応じ予熱機２１が作動してこゝで更に
加熱された後配管１０に入り熱交換器９を通過し
更に熱交換器１１を通過して温水戻り配管２５′
を通つて走行用エンジン２０に戻る温水循環回路
が形成され、熱交換器９及び１１部を流通する室
内空気が暖められて温風が車室内に吹き出し、室
内の暖房を行うことができる。

尚第６図では第２図の実施例のものに暖房用の
温水配管２５，２５′を附加した例を示している
が、第１図の実施例のものに暖房用温水配管２
５，２５′を接続しても良く、又熱交換器９及び
１１の個数も図示のように各１個に限らず複数で
も良い。

以上のように本発明によれば、従来の冷凍サイ
クルに２個の熱交換器及びそれを連通する配管よ
りなる熱交換媒体の循環回路を設けるだけの極め
て簡単なる施策によつて、冷房能力の大幅な向上
をはかり得ると共に、該冷房能力向上の為の２個
の熱交換器を走行用エンジンの冷却水を利用した
温水暖房装置の暖房用放熱器として兼用させるこ
とができるもので、実用上多大の効果をもたらし
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１及び第２の実
施例をそれぞれ示す冷房系統説明図、第３図は第
１，２図のユニツトの具体的構造例を示す正面説
明図、第４図は第１，２図の装置の車両への搭載
状態例を示す側面説明図、第５図は第１，２図の
ものの熱交換温度特性を示す図、第６図は本発明
の第３の実施例を示す冷暖房系統説明図である。 １……コンプレツサー、２……コンデンサ、３
……リキツドタンク、４Ａ，４Ｂ……膨張弁、５
Ａ，５Ｂ……エバポレータ、６……エバポレータ
ケース、８……送風フアン、９，１１……熱交換
器、１０……配管、１２……フアン、２０……走
行用エンジン、２１……予熱機、２２，２３，２
４……弁、２５，２５′……温水配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも２個のエバポレータを有し、該２個
   のエバポレータを同一通風路内に送風フアンによ
   る通風方向に対し前後に配設した車両用空調装置
   において、上記２個のエバポレータの間に熱交換
   器を配設すると共に、車室内に設置した他の熱交
   換器とエバポレータ間に設置した熱交換器とを配
   管にて連通させて熱交換媒体が両熱交換器を循環
   する循環回路を形成したことを特徴とする車両用
   空調装置。 ２ 少くとも２個のエバポレータを有し、該２個
   のエバポレータを同一通風路内に送風フアンによ
   る通風方向に対し前後方向に配設した車両用空調
   装置において、上記２個のエバポレータの間に熱
   交換器を配設し、車室内に設置した他の熱交換器
   とエバポレータ間に配設した熱交換器とを配管に
   て連通させて水が両熱交換器を循環する循環回路
   を設けると共に、該循環回路に車両の走行用エン
   ジンの冷却水を循環させる為の温水配管を接続
   し、上記循環回路及び温水配管に、冷房運転時は
   上記両熱交換器間に水を循環させ、暖房時は両熱
   交換器に走行用エンジンの冷却水を流通させるよ
   う切換制御する弁を設けたことを特徴とする車両
   用空調装置。