JP2000038029A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強用のカバーを必要とすることなく、積雪
によるフィンのつぶれを防止する。 【解決手段】 圧縮機１１から供給された冷媒と外気と
の間で熱交換を行わせるコンデンサユニット１２が車体
の屋根上に設置されてなる車両用空気調和装置におい
て、コンデンサユニット１２に融雪手段を設けた。融雪
手段の熱源としては、走行用エンジンＥの冷却水や圧縮
機１１から吐出されたガス冷媒を採用する。例えば、前
者の場合には、フィン１７の上端部に温水コイル３１を
蛇行するように配管し、この温水コイル３１をエンジン
Ｅの冷却水系３２に接続する。そして、エンジンＥを冷
却して温水になった冷却水を温水コイル３１に通し、そ
の保有熱を放熱させることで、コンデンサユニット１２
に積もった雪を融かす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バス等の車両に設
置されて車室内における冷房を行う車両用空気調和装置
に係り、特に、コンデンサユニットを屋根上に備えた車
両用空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バス等に装備される車両用空気調和装置
としては、主として大型の観光バスに採用されるサブエ
ンジン方式と、主として路線バスや小型バスなどに採用
される直結方式とが知られている。

【０００３】サブエンジン方式は、車両の走行用エンジ
ン（メインエンジン）とは別に空気調和装置専用のエン
ジン（サブエンジン）を備えたものであり、このサブエ
ンジンの駆動力を利用して冷媒系の圧縮機などを運転す
るように構成されている。このサブエンジン方式の場
合、サブエンジンや圧縮機等の主要機器がユニット化さ
れ、通常車体中央部の車室下側のスペースに設置されて
いる。

【０００４】これに対して、直結方式の車両用空気調和
装置は、乗用車等と同様に車両の走行用エンジンから冷
媒系の圧縮機などに駆動力を得るものである。小型バス
の場合、圧縮機は車体前部のエンジン近傍に設置され、
コンデンサユニットは車体中央部の車室下側に、そして
エバポレータユニットは車体後部の車室上部（天井）に
設置されることが多い。

【０００５】他方、路線バスの場合には、圧縮機は車体
後部のエンジンの近傍に設置され、エバポレータユニッ
トやコンデンサユニットは車体の屋根上に設置されるこ
とが多い。特に最近は、お年寄りや体の不自由な方々の
乗降を容易にすべく車両が低床化される傾向にあり、エ
バポレータユニットやコンデンサユニットを屋根上に設
置する必要性が高まっている。

【０００６】このコンデンサユニットは、図７に示すよ
うに、車両の進行方向（白抜き矢印）に向かって左右に
３つづつ、相互に間隔をおいて配される計６つのコンデ
ンサファン１と、これらコンデンサファン１の間に挟ま
れるようにして左右方向中央部に配されるコンデンサ２
とをケーシング３内に備えた構成とされている。

【０００７】コンデンサ２は、図９に示すように、左右
方向に沿って僅かな間隔をおいて並べられる複数のフィ
ン４と、これらフィン４に直交するように挿通される複
数のチューブ５とを備えている。チューブ５はＵ字状を
なす冷媒流通用の管体であり、また、フィン４はチュー
ブ５と外気との伝熱面積を確保する目的で設けられるも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このコンデ
ンサユニットは、図２に示すように、コンデンサファン
１を回転させてコンデンサ２の上方から外気を吸い込
み、これをコンデンサ２に通すことで、チューブ５内を
流れるガス冷媒を冷却して凝縮させるものであるから、
コンデンサ２と対向するケーシング３の上面中央部は、
外気の取り入れを可能にしつつ、コンデンサユニット内
への異物の侵入を阻止すべく、例えば網状に形成されて
いる（図示略）。

【０００９】このため、ケーシング３の天井面３Ａにお
いては、網状に形成された部分（以下、網状部と称す
る。）の強度がその周辺部分に比べて低く、降雪時に
は、天井面３Ａに積もった雪の重みによって網状部が下
方にたわみ、フィン４に潰れが生じるという問題があっ
た。

【００１０】この対策として、冬期に限って網状部にカ
バーを装着して補強することが考えられるが、カバーが
大きなものになるため、着脱時の作業性が悪いという問
題が生じ得る。しかも、夏期の間は、ケーシング３から
取り外したカバーの保管場所を確保しなければならず、
多数の車両を所有するユーザにとっては、この保管場所
の確保が困難になることが予想される。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、補強用のカバーを必要と
することなく、積雪によるフィンのつぶれを防止するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては以下の構成を採用した。すなわ
ち、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供
給されたガス冷媒と外気との間で熱交換を行わせるコン
デンサユニットと、該コンデンサユニットから供給され
た液冷媒と車室内の空気との間で熱交換を行わせるエバ
ポレータユニットとを備えるとともに、前記コンデンサ
ユニットが車体の屋根上に設置されてなる車両用空気調
和装置であって、前記コンデンサユニットに融雪手段が
設けられていることを特徴とするものである。

【００１３】この車両用空気調和装置では、コンデンサ
ユニットの上に落下した雪を積もる前に逐次融かすこと
ができるため、コンデンサユニットへの積雪が防止され
る。この融雪手段の熱源としては、走行用エンジンの冷
却水や圧縮機から吐出されたガス冷媒が採用される。

【００１４】走行用エンジンの冷却水を熱源とする場合
には、例えば、コンデンサユニットの上部に温水コイル
を配管し、この温水コイルを走行用エンジンの冷却水系
に接続すればよい。この構成では、走行用エンジンを冷
却して温水になった冷却水が温水コイルに導入される
と、この温水の保有熱がコンデンサユニットの上部で放
熱されるため、これによりコンデンサユニットに積もっ
た雪が融雪される。

【００１５】また、圧縮機から吐出されたガス冷媒を熱
源とする場合には、エバポレータユニットの作動を停止
した状態で圧縮機を運転し、冷媒を循環させればよい。
この構成では、圧縮機から吐出されたガス冷媒が高温高
圧であるため、これがコンデンサユニットに送られると
保有熱が放熱され、これによりコンデンサユニットに積
もった雪が融雪される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態につ
いて、図１〜図５を参照しながら説明する。これらの図
において、符号１０は冷媒系、１１は圧縮機、１２はコ
ンデンサユニット、１３は膨張弁、１４はエバポレータ
ユニット、１５はコンデンサファン、１６はコンデン
サ、１７はフィン、１８はチューブ、Ｅは走行用のエン
ジンを示している。

【００１７】冷媒系１０は、図４に示すように、左右２
系列になっており、２台の圧縮機１１が走行用のエンジ
ンＥに隣接して車体の後部に設置され、ベルト１１ａに
より駆動されるようになっている。また、コンデンサユ
ニット１２及びエバポレータユニット１４は、図３に示
すように、ともに車体の屋根上に設置されている。

【００１８】コンデンサユニット１２は、図１に示すよ
うに、車両の進行方向（白抜き矢印）に向かって左右に
３つづつ、相互に間隔をおいて配される計６つのコンデ
ンサファン１５と、これらコンデンサファン１５の間に
挟まれるようにして左右方向中央部に配されるコンデン
サ１６とをケーシング１９内に備えて構成されている。

【００１９】コンデンサ１６は、左右方向（車両進行方
向に直交する方向）に僅かに隙間をあけて平行に配され
る複数のフィン１７と、これらフィン１７を挿通する複
数のチューブ１８とを備えて構成されている。チューブ
１８は、Ｕ字状をなす冷媒流通用の管体で、その開口端
は冷媒の入口および出口とされている。

【００２０】また、各チューブ１８の入口は、圧縮機１
１からコンデンサユニット１２へと延びる冷媒配管２１
に接続され、また、各チューブ１８の出口は、コンデン
サユニット１２からエバポレータユニット１４へと延び
る冷媒配管２２に接続されている。また、コンデンサユ
ニット１２とエバポレータユニット１４の間には、レシ
ーバ２３，ドライヤ２４，および膨張弁１３がこの順に
設けられている。

【００２１】フィン１７は、チューブ１８と外気との伝
熱面積を増大させる目的で設けられたものであるが、こ
れらチューブ１８の他に、当該フィン１７の上端部には
温水コイル３１が挿通されている。この温水コイル３１
は、フィン１７の上端部で蛇行するように配管されてい
るとともに、冷媒系１０とは別系統をなすエンジンＥの
冷却水系３２に接続され、これにより本実施形態の融雪
手段が構成されている。

【００２２】この構成では、エンジンＥを冷却して温水
になった冷却水が温水コイル３１に導入され、この温水
の保有熱がフィン１７の上端部で放熱されるようになっ
ている。冷却水系３２は、図５に示すように、走行用の
エンジンＥ，温水コイル３１，およびラジエタ３３をこ
の順に接続するとともに、温水コイル３１を迂回するた
めのバイパス回路３２ａを備えて構成されている。

【００２３】バイパス回路３２ａの入口側には、三方弁
３４が設けられ、この三方弁３４を操作することで、エ
ンジンＥからの温水を温水コイル３１側に導入したり、
温水水を温水コイル３１に導くことなくラジエタ３３に
送ることができる。これにより、冷房運転時には温水コ
イル３１をバイパスさせ、降雪時には温水コイル３１に
温水を流通させるといった選択的な操作が可能になって
いる。符号３５は、バイパス回路３２ａを通過した温水
が、温水コイル３１側に流れることを防止するための逆
止弁である。

【００２４】次に、冷媒系１０および冷却水系３２の作
用について説明する。冷房運転時は、エンジンＥを駆動
源としてベルト１１ａを介して圧縮機１１が駆動され、
低温低圧のガス冷媒を圧縮する。このようにして高温高
圧となったガス冷媒は、コンデンサユニット１２に送ら
れて外気と熱交換する。

【００２５】コンデンサユニット１２では、コンデンサ
ファン１５の回転によって、ケーシング１９の上面中央
部から外気を吸い込み、コンデンサ１６を通過させるこ
とで、チューブ１８内を流通するガス冷媒を冷却して凝
縮させる。このようにして凝縮された液冷媒は、レシー
バ２３に送られて気液の分離がなされ、さらにドライヤ
２４を経て膨張弁１３へと導かれる。

【００２６】そして、膨張弁１３で減圧膨張された高温
高圧の液冷媒は、低温低圧の液冷媒となってエバポレー
タユニット１４に送り込まれ、ブロア２５に吸引されて
エバポレータ２６を通過する車室内の空気と熱交換して
該空気を冷却及び除湿する。この熱交換により低温低圧
のガス冷媒となった冷媒は、圧縮機１１に戻って再度圧
縮され、以下このような時計廻りの循環（図４の実線矢
印）を繰り返して冷凍サイクルが構成され、この冷凍サ
イクルによって車室内の空気調和が実現される。

【００２７】ちなみに、冷却水系３２では、エンジンＥ
からの温水がバイパス回路３２ａを通ってラジエタ３３
に送り込まれるように三方弁３４が操作され、同時に逆
止弁３５を全閉にして温水コイル３１への逆流を防止し
ている。温水コイル３１をバイパスした温水は、ラジエ
タ３３を通過する際に外気に放熱し、再度、エンジンＥ
の冷却に供される。

【００２８】これに対し、降雪時には、逆止弁３５を全
開にするとともに、エンジンＥからの温水が温水コイル
３１側に流れるように三方弁３４が操作される。これに
より、温水コイル３１に温水が流通し、この温水がフィ
ン１７の上端部で放熱されるため、ケーシング１９の上
に落下した雪が融雪されることになる。

【００２９】以上説明したように、本実施形態の車両用
空気調和装置によれば、エンジンＥを冷却して温水にな
った冷却水をコンデンサユニット１２の上部に導き、こ
の温水の保有熱を放熱させることで、ケーシング１９の
上に落下した雪を積もる前に逐次融かすことができるた
め、ケーシング１９に積もった雪の重みで網状部がたわ
んでフィン１７に潰れが生じるといったことがない。よ
って、網状部を補強するためのカバーが不要になる。

【００３０】なお、本実施形態では、温水コイル３１を
フィン１７の上端部に挿通させることで、コンデンサユ
ニット１２の上部に融雪のための熱源を配置するように
したが、温水コイル３１をフィン１７に挿通させるので
はなく、フィン１７の上方に固定するようにしてもよ
い。

【００３１】次に、本発明の第２実施形態について、図
６を参照しながら説明する。本実施形態の車両用空気調
和装置は、圧縮機１１からコンデンサユニット１２に送
り込まれる高温高圧のガス冷媒を熱源として用いるもの
であり、その他の点については、上述の第１実施形態と
同様の構成である。したがって、以下、特徴部分につい
てのみ説明する。

【００３２】図６は、本実施形態に係る冷媒系４０を簡
略化した冷媒回路図で、同図中、符号４１，４２は電磁
弁、４３はガス戻し回路、４４は液戻し回路を示し、第
１実施形態と同様の構成要素については、図４と同一の
符号を付している。

【００３３】この冷媒系４０には、圧縮機１１の出口側
とコンデンサ１６との間から分岐して圧縮機１１の入口
側とエバポレータ２６との間に接続されるガス戻し回路
４３と、コンデンサ１６の出口側とエバポレータ２６と
の間から分岐して、前記ガス戻し回路４３に接続される
液戻し回路４４とが設けられている。

【００３４】ガス戻し回路４３は、圧縮機１１から吐出
された高温高圧のガス冷媒をコンデンサユニット１２お
よびエバポレータユニット１４に通さずに、そのまま圧
縮機１１へと戻すための回路で、その途中には、圧縮機
１１へのガス戻し量を調整するための電磁弁４１が設け
られている。

【００３５】他方、液戻し回路４４は、圧縮機１１から
吐出されコンデンサ１６を通過して凝縮された液冷媒
を、エバポレータユニット１４に通さずに圧縮機１１へ
と戻すための回路で、その途中には、圧縮機１１への液
戻し量を調整するための電磁弁４２が設けられている。

【００３６】これらガス戻し回路４３および液戻し回路
４４を冷媒系４０に設けた理由は次の通りである。すな
わち、通常の車両用空気調和装置は冷房専用であるか
ら、降雪シーズンに作動させることはないが、本実施形
態では、圧縮機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒
を融雪のための熱源として用いるため、降雪時に融雪運
転を行うために圧縮機１１を作動させる必要が生じる。

【００３７】ところが、今述べた通り、降雪時に冷房運
転を行うわけではないから、コンデンサ１６を通過する
際に凝縮された高温高圧の液冷媒を膨張弁１３で低温低
圧に状態変化させ、これをエバポレータ２６で蒸発させ
て車室内の空気を冷却するといった必要は全くなく、し
たがって、本実施形態での融雪運転は、エバポレータ２
６を停止させたままの状態で行うことになる。

【００３８】ここで、仮にガス戻し回路４３および液戻
し回路４４がなかったとすると、コンデンサ１６を通過
した液冷媒は、膨張弁１３を通過することで低温低圧の
状態に変化しているため、この低温低圧の液冷媒がエバ
ポレータ２６をそのまま通過して圧縮機１１に送り込ま
れると、液冷媒を圧縮してしまうとともに、低圧スイッ
チの作動を誘発して圧縮機１１が発停を繰り返すといっ
た問題が生じる。

【００３９】そこで、このような問題が起きることのな
いように、ガス戻し回路４３および液戻し回路４４を介
して、高温高圧のガス冷媒および液冷媒を、圧縮機１１
の上流側で低温低圧の液冷媒に混ぜるようにしている。
さらに、ガス冷媒の混入量が過剰であると、必要以上に
高圧になって圧縮機１１を破損させるおそれが生じるた
め、電磁弁４１，４２を操作することで、混入すべきガ
ス冷媒と液冷媒の流量を調整するようにしている。

【００４０】ちなみに、ガス戻し回路４３および液戻し
回路４４の管径は、ともにφ６．３５mmに設定され、エ
バポレータ２６の出口側とコンデンサ１６とを圧縮機１
１を介して接続する冷媒管の管径（φ１９．０５mm）、
およびコンデンサ１６の出口側とエバポレータ２６とを
接続する冷媒管の管径（φ９．５２mm）よりも小径とさ
れている。

【００４１】以上説明したように、本実施形態の車両用
空気調和装置によれば、エバポレータユニット１４の作
動を停止させた状態で圧縮機１１の運転を行えば、圧縮
機１１から吐出された高温高圧のガス冷媒がコンデンサ
ユニット１２へと送り込まれ、このガス冷媒がチューブ
１８を流通する間に放熱することによって、ケーシング
１９の上に落下した雪を積もる前に逐次融かすことがで
きる。

【００４２】よって、ケーシング１９に積もった雪の重
みでフィン１７に潰れが生じるといったことがなく、網
状部を補強するためのカバーが不要になる。また、第１
実施形態のように、コンデンサユニット１２について新
たに温水コイル３１を設置するといった大がかりな設計
変更を伴わないため、融雪運転の可能な車両用空気調和
装置を低コストにて構成することができる。

【００４３】なお、本発明に係る融雪手段の熱源は、上
記２つの実施形態に限らず、走行用バッテリからの通電
によって発熱する発熱体や、走行用エンジンから排出さ
れる排気ガスとしてもよい。

【００４４】例えば前者の場合、コンデンサユニット
は、ニクロム線等をコイル状にしてなる発熱体を備えた
ヒータコアをフィン１７の上方に配置して構成される。
そして、降雪時にヒータコアへの通電を行えば、発熱体
からの放熱によってケーシング１９の上に落下した雪を
積もる前に逐次融かすことができる。

【００４５】また、後者の場合には、走行用エンジンか
ら排出された排気ガスの一部をケーシング１９内へと導
くダクトをコンデンサユニットに接続し、このダクトか
ら吹き出される排気ガスをコンデンサユニットの網状部
から排出させる構成とする。この構成によっても、降雪
時に排気ガスをコンデンサユニット１２の上面から排出
させることで、排気ガスの保有熱によってケーシング１
９の上に落下した雪を積もる前に逐次融かすことができ
る。

【００４６】さらに、上述の各実施形態では、圧縮機１
１の駆動方式として、直結方式が採用された車両用空気
調和装置について説明したが、サブエンジン方式を採用
した車両用空気調和装置にも適用可能である。すなわ
ち、観光バス等の大型バスにおいても、近年は床下のト
ランクルームをより広く確保するために、コンデンサユ
ニット１２をエバポレータユニット１４とともに屋根上
に設置する場合があるが、かかる場合にも適用可能であ
る。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果を奏することができる。 （ａ）請求項１記載の車両用空気調和装置は、コンデン
サユニットの上に落下した雪を逐次融かすことで、コン
デンサユニットへの積雪を防止することができるため、
補強用のカバーを必要とすることなく、積雪によるフィ
ンの潰れを防止することができる。

【００４８】（ｂ）請求項２記載の車両用空気調和装置
は、走行用エンジンを冷却して温水になった冷却水の保
有熱によってコンデンサユニットに積もった雪を融かす
ものであるから、融雪のための熱源を容易に確保するこ
とができ、しかも、融雪運転に際して特別にコストが発
生することもない。

【００４９】（ｃ）請求項３記載の車両用空気調和装置
は、圧縮機から吐出されたガス冷媒の保有熱によってコ
ンデンサユニットに積もった雪を融かすものであるか
ら、冷房運転のための冷媒系を利用した融雪運転が可能
になる。よって、コンデンサユニットについて大がかり
な設計変更を伴わずに、簡易かつ低コストで積雪による
フィンの潰れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る車両用空気調和装置の第１実施
形態の要部（コンデンサユニット）を示す斜視図であ
る。

【図２】 図１に示すコンデンサユニットの断面図であ
る。

【図３】 図１に示すコンデンサユニットを備えた車両
用空気調和装置を路線バスに搭載した状態を示す斜視図
である。

【図４】 図４に示す車両用空気調和装置の冷媒回路図
である。

【図５】 図３に示すエンジンの冷却水系の回路図であ
る。

【図６】 本発明に係る車両用空気調和装置の第２実施
形態を示す冷媒回路図である。

【図７】 従来のコンデンサユニットを模式的に表した
平面図である。

【図８】 図７のＡ−Ａ線断面図である。

【図９】 図７に示すコンデンサを拡大して示す斜視図
である。

【符号の説明】

１１ 圧縮機 １２ コンデンサユニット １４ エバポレータユニット １５ コンデンサファン １６ コンデンサ １７ フィン １８ チューブ １９ ケーシング ３１ 温水コイル ３２ 冷却水系 ４１、４２ 電磁弁 ４３ ガス戻し回路 ４４ 液戻し回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧
   縮機から供給されたガス冷媒と外気との間で熱交換を行
   わせるコンデンサユニットと、該コンデンサユニットか
   ら供給された液冷媒と車室内の空気との間で熱交換を行
   わせるエバポレータユニットとを備えるとともに、前記
   コンデンサユニットが車体の屋根上に設置されてなる車
   両用空気調和装置であって、 前記コンデンサユニットに融雪手段が設けられているこ
   とを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記融雪手段は、走行用エンジンの冷却
   水を熱源とすることを特徴とする請求項１記載の車両用
   空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記融雪手段は、前記圧縮機から吐出さ
   れたガス冷媒を熱源とすることを特徴とする請求項１記
   載の車両用空気調和装置。