JP2002337541A - 車両用蓄冷式空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄冷ユニットの体格を増大せずに蓄冷材によ
る冷房性能を向上する。 【解決手段】 車両のエンジンを駆動源として冷却能力
を発揮する蒸発器２１と、エンジンの運転時に蒸発器２
１により冷却される蓄冷パック２３とを備え、エンジン
の停止時に、車室内へ吹き出される空気を蓄冷パック２
３により冷却する車両用蓄冷式空調装置において、蒸発
器２１と蓄冷パック２３を収容しているケース２４ａ内
に仕切り部材２９〜３３を配置して、蓄冷パック２３の
配置部分における空気通路２８を空気が蛇行状に流れる
ようにした。これにより、空気と蓄冷パック２３との接
触面積を増加できるので、風量が大きくなっても低温の
吹出風を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両エンジンの停
止時に蓄冷材により車室を冷房する車両用蓄冷式空調装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用蓄冷式空調装置
は、トラックの車室のうち運転室後方に備えられた仮眠
室の冷房用、あるいは荷物の積み卸し時、信号待ち時等
のアイドル時に車両エンジンの停止を停止するアイドル
ストップ時の車室冷房用等の用途に用いられる。

【０００３】これらの用途のうち、トラックの仮眠室を
冷房する用途の空調装置が、特開平７−３２９５５３号
公報や特許第２８２０６８１号公報等にて提案されてい
る。

【０００４】これらの従来技術では、車両エンジンの運
転時（車両走行時）に蓄冷用蒸発器により蓄冷材を冷却
し凍結させ、そして、車両エンジンの停止時には凍結し
た蓄冷材の表面を送風機の送風空気が通過することによ
り送風空気を冷却し、その冷却空気を車室（仮眠室）内
に吹き出して、車室（仮眠室）内の冷房を行うようにし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術では、凍結した蓄冷材の表面を送風空気が単純に直線
的に通過するだけであるので、送風空気と蓄冷材との接
触面積がどうしても小さくなり、送風空気からの吸熱量
が減少する。

【０００６】このため、風量を３０〜４０ｍ³／ｈ程度
まで減少しないと、低温（略１０〜１５℃程度）の冷風
を吹き出すことができない。冷房能力向上のために、風
量を６０〜８０ｍ³／ｈ程度まで増加すると、吹出風の
温度が２０℃付近まで上昇するので、冷房性能（単位時
間当たりの性能）を確保できない。

【０００７】本発明は上記点に鑑み、蓄冷ユニットの体
格を増大せずに、蓄冷材による冷房性能を向上すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、車両のエンジンを駆動
源として冷却能力を発揮する冷却手段（２１）と、エン
ジンの運転時に冷却手段（２１）により冷却される蓄冷
材（２３）とを備え、エンジンの停止時に、車室（３
１）内へ吹き出される空気を蓄冷材（２３）により冷却
する車両用蓄冷式空調装置において、蓄冷材（２３）の
配置部分における空気通路（２８）を空気が蛇行状に流
れるようにしたことを特徴とする。

【０００９】これによると、蓄冷材（２３）の配置部分
にて空気が蛇行状に流れるので、空気と蓄冷材（２３）
との接触面積を、従来技術のように蓄冷材表面を単純に
直線的に通過させるものに比較して大幅に増加できるの
で、風量が大きくなっても低温の吹出風を確保できる。
従って、冷却手段（２１）および蓄冷材（２３）を備え
る蓄冷ユニット（２４）の体格を大きくせずに、冷房性
能（単位時間当たりの性能）を向上できる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、冷却手段（２１）および蓄冷材（２３）を内蔵す
るケース（２４ａ）を有し、ケース（２４ａ）に、空気
通路（２８）に空気を流入させる空気入口（２５）、お
よび蓄冷材（２３）により冷却された空気を車室（３
１）内へ吹き出すための空気出口（２６）を設け、更
に、空気入口（２５）と空気出口（２６）との間におい
て、空気通路（２８）を蛇行状に形成するための仕切り
手段（２９〜３３）をケース（２４ａ）内に配置するこ
とを特徴とする。このような具体的配置構成により請求
項１の作用効果を良好に発揮できる。

【００１１】請求項３に記載の発明のように、請求項１
または２において、冷却手段は、具体的には、蛇行状に
曲げ形成された偏平チューブ（２１ａ）を冷媒が流れる
蒸発器（２１）であり、蓄冷材は蛇行状の偏平チューブ
（２１ａ）相互間に配置された蓄冷パック（２３）内に
封入されており、蛇行状の偏平チューブ（２１ａ）と蓄
冷パック（２３）との間に空気通路（２８）を構成する
ことができる。

【００１２】なお、上記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。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を図に示す一実施形態
について説明する。

【００１４】本実施形態に係る車両用蓄冷式空調装置は
トラック用に適用され、車両エンジンの停止時（荷物の
積み卸し時、信号待ち時等のアイドルストップ時）にも
車室の冷房作用を発揮するものである。

【００１５】先ず、図１により本実施形態の冷凍サイク
ルＲを説明する。冷凍サイクルＲの圧縮機１０は、車両
のエンジン（図示せず）から電磁クラッチ１１を介して
駆動力が伝達され、冷媒を吸入圧縮する。この圧縮機１
０から吐出された高圧冷媒は凝縮器（放熱器）１２に流
入して冷却され凝縮する。この凝縮器１２から流出する
冷媒は気液分離器１３に流入して気液に分離される。

【００１６】この気液分離器１３の出口側は、２つの冷
媒通路、すなわち、空調用冷媒通路１４と蓄冷用冷媒通
路１５とに分岐される。空調用冷媒通路１４には、電磁
弁からなる空調用開閉弁１６と、温度式膨張弁からなる
空調用減圧器１７と、この減圧器１７にて減圧された低
圧の気液二層冷媒を蒸発させる空調用蒸発器（空調用冷
却手段）１８が直列に接続されている。

【００１７】また、蓄冷用冷媒通路１５には電磁弁から
なる蓄冷用開閉弁１９と、蓄冷用減圧器２０と、この減
圧器２０にて減圧された低圧の気液二層冷媒を蒸発させ
る蓄冷用蒸発器（蓄冷用冷却手段）２１と、逆止弁２２
が直列に接続されている。

【００１８】蓄冷用減圧器２０は、本例では定圧膨張弁
を用いており、この定圧膨張弁はその下流側が所定圧力
以下に低下すると開弁するものである。蓄冷用蒸発器２
１はその内部を循環する冷媒の蒸発潜熱）により蓄冷パ
ック２２を冷却して蓄冷パック２２内の蓄冷材に蓄冷す
るようになっている。

【００１９】より具体的には、蓄冷用減圧器２０を構成
する定圧膨張弁の開弁圧の選択により蓄冷用蒸発器２１
での冷媒蒸発温度が例えば−１２°Ｃとなるような冷媒
蒸発圧力を設定して、蓄冷パック２３内の蓄冷材（例え
ば、水等）を凝固（凍結）させ、凝固潜熱により蓄冷を
行う。

【００２０】逆止弁２２は、空調用蒸発器１８側から蓄
冷用蒸発器２１へ高温冷媒が逆流するのを防止して、蓄
冷用蒸発器２１の上流側から下流側への一方向のみに冷
媒を流すものである。

【００２１】なお、蓄冷用減圧器２０、蓄冷用蒸発器２
１、蓄冷パック２３等により蓄冷ユニット２４が構成さ
れる。また、空調用減圧器１７、空調用蒸発器１８等に
より車室内前部の空調ユニット３０が構成される。

【００２２】図２はトラックの車室（運転室）３１内に
おける蓄冷ユニット２４および空調ユニット３０の具体
的配置例を示すものであり、空調用蒸発器１８等を収容
している空調ユニット３０は、車室３１内前部の計器盤
３２の内側部に配置される。空調用蒸発器１８で冷却さ
れた冷風は、空調ユニット３０内で温度調整された後に
計器盤３２の上方部に配置されたフェイス吹出口３３等
を通して車室３１内へ吹き出すようになっている。

【００２３】これに対して、蓄冷ユニット２４は車室３
１内のうち、座席（運転席または助手席）３４の下方部
位等に配置されて、エンジン運転時における蓄冷機能と
エンジン停止時における蓄冷材の放冷による冷房機能と
を発揮するようになっている。

【００２４】次に、上記蓄冷ユニット２４の具体的構成
を図３により説明すると、蓄冷ユニット２４は、空気通
路を構成するケース２４ａを有しており、このケース２
４ａは高さの低い直方体状の箱形状に樹脂にて成形され
ている。なお、図３の矢印は車室内の座席下方部への搭
載時における車両上下前後左右の各方向を示す。ケース
２４ａは、具体的には、車両上下方向にて２分割され、
上側の分割ケース体と下側の分割ケース体とを一体に締
結することにより直方体状の箱形状を形成する。図３
（ａ）では、この２分割ケース構造の図示を省略してい
る。

【００２５】ケース２４ａの長手方向の一端側、すなわ
ち、車両後方側の壁面の上部に車室内空気を取り入れる
空気入口２５が開口している。そして、ケース２４ａの
長手方向の他端側、すなわち、車両前方側の壁面に蓄冷
パック２３により冷却された冷風をケース２４ａの外部
に流出させる空気出口２６が開口している。なお、空気
出口２６には図示しない冷風吹出ダクトを接続し、この
冷風吹出ダクトの先端部を車室内の上部に配置し、この
冷風吹出ダクトの先端部の吹出口から乗員の上半身側へ
向かって冷風を吹き出すようになっている。

【００２６】ケース２４ａの内部で、空気出口２６の直
前の上流部には送風機２７が配置されている。この送風
機２７は遠心式多翼ファンからなる送風ファン２７ａ
と、駆動用モータ２７ｂと、送風ファン２７ａを収容す
るスクロールケーシング２７ｃとを有している。このス
クロールケーシング２７ｃの空気吹出部に上記空気出口
２６が形成されている。

【００２７】図３（ｂ）は蓄冷用蒸発器２１および蓄冷
パック２３の具体例を示すものであり、図３（ａ）の上
方から見た平面図である。蓄冷用蒸発器２１は、冷媒が
流通する偏平チューブ２１ａを複数箇所の曲げ部を有す
るように蛇行状に曲げ形成している。偏平チューブ２１
ａはアルミニュウム等の金属により形成されている。な
お、蓄冷パック２３は樹脂材により板厚の小さい細長の
タンク状に形成され、その内部に水等の蓄冷材を封入し
ている。蓄冷パック２３は、蓄冷用蒸発器２１の向かい
合う偏平チューブ２１ａ相互間に密着するように複数個
（図示の例では５個）配設されている。

【００２８】蓄冷パック２３のうち、偏平チューブ２１
ａの表面に密着する面、すなわち、図３（ｂ）の上下方
向（車両左右方向）の面には凹部２３ａが多数形成さ
れ、この凹部２３ａにより空気を流通させるための空気
通路２８が多数形成される。

【００２９】ところで、ケース２４ａの空気入口２５と
空気出口２６との間において、送風機２７の送風空気が
蓄冷用蒸発器２１内の多数の空気通路２８を図３（ａ）
の矢印のように蛇行状に流れるようにしてある。この蛇
行状の空気流れを形成するために、ケース２４ａの内壁
面と蓄冷用蒸発器２１との間に第１〜第５仕切り部材２
９〜３３を配置している。

【００３０】具体的には、ケース２４ａの内壁面から所
定間隔を隔てて蓄冷用蒸発器２１をケース２４ａ内の空
間に配置し、この所定間隔の部位に上記の第１〜第５仕
切り部材２９〜３３を配置して送風空気の流れを規制す
ることにより、図３（ａ）の矢印に示す蛇行状の空気流
れが空気通路２８に形成されるようにしている。

【００３１】第１〜第５仕切り部材２９〜３３は、ケー
ス２４ａの内壁面に樹脂で一体成形することが可能であ
るが、ケース２４ａと別体で形成してケース２４ａの内
壁面に接着等により固着してもよい。また、第１〜第５
仕切り部材２９〜３３の先端部と蓄冷用蒸発器２１との
接触部には適宜の弾性シール材を介在して空気洩れを防
止するようにしてもよい。

【００３２】次に、本実施形態の作動について述べる。

【００３３】１．エンジン運転時の車室冷房 エンジン運転時において、空調装置の作動スイッチ（図
示せず）が投入されている場合には、空調用開閉弁１６
を開いて空調ユニット内の空調用蒸発器１８にて低圧冷
媒を蒸発させて空調用蒸発器１８により車室内への吹出
空気を冷却する。この冷却空気（冷風）は、空調ユニッ
ト１８のフェイス吹出口３３等から車室内へ吹き出して
車室内を冷房する。

【００３４】一方、空調装置の作動スイッチが投入さ
れ、かつ、蓄冷ユニット２４での蓄冷を行うための蓄冷
スイッチ（図示せず）が投入されると、図示しない空調
制御装置により空調用開閉弁１６と蓄冷用開閉弁１９が
所定時間毎に交互に開閉される。これにより、減圧器１
７、２０により減圧された低圧冷媒が空調用蒸発器１８
と蓄冷用蒸発器２１に交互に流れる。

【００３５】ここで、蓄冷用蒸発器２１においては低圧
冷媒の蒸発温度が前述のように蓄冷用減圧器２０の作用
で蓄冷パック２３内の蓄冷材を凝固させるに十分な低温
に設定されるので、蓄冷材が凝固温度以下の低温に冷却
され、蓄冷材が凝固（凍結）する。従って、凝固潜熱に
より蓄冷材への蓄冷を行うことができる。この蓄冷時に
は蓄冷ユニット２４の送風機２７は停止したままであ
る。

【００３６】なお、蓄冷ユニット２４には、蓄冷材２３
ａの温度を検出する蓄冷温度センサ（図示せず）が設け
られており、この蓄冷温度センサの検出温度により蓄冷
材が完全に凝固したと判定されたときは、蓄冷スイッチ
の投入にもかかわらず、蓄冷用開閉弁１９を閉弁して蓄
冷機能を停止する。

【００３７】また、蓄冷用減圧器２０として定圧膨張弁
を用いており、この定圧膨張弁は、その下流側が所定圧
力以下に低下すると始めて開弁し、それ以外のときには
常に閉弁しているため、蓄冷用開閉弁１９を廃止しても
本実施形態のシステムは成立する。

【００３８】２．エンジン停止時の車室冷房 エンジン停止時において、蓄冷ユニット２４の冷房スイ
ッチ（図示せず）が投入されている場合には、蓄冷ユニ
ット２４の送風機２７のモータ２７ｂに通電して送風機
２７を作動させる。これにより、蓄冷ユニット２４の空
気入口２５から車室内空気がケース２４ａ内に流入す
る。この流入空気はケース２４ａ内の仕切り部材２９〜
３３により流れ方向が規制されて、図３（ａ）の矢印の
ように蓄冷用蒸発器２１内の多数の空気通路２８を蛇行
状に流れる。

【００３９】より具体的に述べると、送風機２７の送風
空気はケース２４ａ内で車両上下方向に複数回流れ方向
を反転して、蓄冷用蒸発器２１内の多数の空気通路２８
を蛇行状に流れる。この結果、送風機２７の送風空気と
蓄冷パック２３との接触面積を、従来技術のように蓄冷
材表面を単純に直線的に通過させるものに比較して大幅
に増加できるので、風量が大きくなっても低温の吹出風
を確保できる。従って、蓄冷ユニット２４の体格を大き
くせずに、冷房性能（単位時間当たりの性能）を向上で
きる。

【００４０】（他の実施形態）なお、上記の一実施形態
では、蓄冷ユニット２４をトラックの車室内の座席下方
に配置して、エンジン停止時における車室内冷房のため
に蓄冷ユニット２４を用いているが、車室のうち、トラ
ックの運転席後方に備えられる仮眠室（図示せず）に蓄
冷ユニット２４を配置して、エンジン停止時における仮
眠室の冷房のために蓄冷ユニット２４を用いるようにし
てもよい。

【００４１】また、トラック以外に、１ボックスカーの
ような車両において、車室後部の空間を駐車時にエンジ
ンを停止して冷房するような用途に本発明の蓄冷ユニッ
ト２４を用いてもよい。

【００４２】また、上記の一実施形態では、蓄冷ユニッ
ト２４のケース２４ａ内において送風空気が車両上下方
向で反転して、蓄冷用蒸発器２１内の多数の空気通路２
８を送風空気が蛇行状に流れるようにしているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、蓄冷ユニット２４
の車室内での配置形態の変化に応じて、送風空気が車両
前後方向、あるいは車両左右方向で反転して送風空気が
蛇行状に流れるようにしてもよい。

【００４３】また、上記の一実施形態では、蓄冷ユニッ
ト２４のケース２４ａ内に送風機２７を配置している
が、車室内前部の空調ユニット３０に対して比較的近接
した位置に蓄冷ユニット２４を配置する場合には、蓄冷
ユニット２４専用の送風機２７を廃止し、エンジン停止
時に空調ユニット３０の送風機（図示せず）を作動さ
せ、この空調ユニット３０の送風機の送風空気を適宜の
接続ダクトを介して蓄冷ユニット２４内に導入し、この
導入空気を蓄冷パック２３により冷却し、その冷却空気
を車室内へ吹き出すようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の車両用蓄冷式空調装置の
冷凍サイクル構成図である。

【図２】本発明の一実施形態の車両用蓄冷式空調装置の
トラック運転室内の配置説明図である。

【図３】（ａ）は第１実施形態による蓄冷ユニットの概
略断面図、（ｂ）は（ａ）の蓄冷用蒸発器の平面図であ
る。

【符号の説明】

２１…蓄冷用蒸発器、２１ａ…偏平チューブ、２３…蓄
冷パック、２４ａ…ケース、２５…空気出口、２６…空
気出口、２８…空気通路、２９〜３３…仕切り部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のエンジンを駆動源として冷却能力
   を発揮する冷却手段（２１）と、前記エンジンの運転時
   に前記冷却手段（２１）により冷却される蓄冷材（２
   ３）とを備え、 前記エンジンの停止時に、車室（３１）内へ吹き出され
   る空気を前記蓄冷材（２３）により冷却する車両用蓄冷
   式空調装置において、 前記蓄冷材（２３）の配置部分における空気通路（２
   ８）を前記空気が蛇行状に流れるようにしたことを特徴
   とする車両用蓄冷式空調装置。
2. 【請求項２】 前記冷却手段（２１）および前記蓄冷材
   （２３）を内蔵するケース（２４ａ）を有し、 前記ケース（２４ａ）に、前記空気通路（２８）に空気
   を流入させる空気入口（２５）、および前記蓄冷材（２
   ３）により冷却された空気を車室（３１）内へ吹き出す
   ための空気出口（２６）を設け、 更に、前記空気入口（２５）と前記空気出口（２６）と
   の間において、前記空気通路（２８）を蛇行状に形成す
   るための仕切り手段（２９〜３３）を前記ケース（２４
   ａ）内に配置することを特徴とする請求項１に記載の車
   両用蓄冷式空調装置。
3. 【請求項３】 前記冷却手段は、蛇行状に曲げ形成され
   た偏平チューブ（２１ａ）を冷媒が流れる蒸発器（２
   １）であり、 前記蓄冷材は前記蛇行状の偏平チューブ（２１ａ）相互
   間に配置された蓄冷パック（２３）内に封入されてお
   り、 前記蛇行状の偏平チューブ（２１ａ）と前記蓄冷パック
   （２３）との間に前記空気通路（２８）を構成したこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の車両用蓄冷式空
   調装置。