JP2007030723A - ダンパーユニットおよび空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外気フィルターを室内側からアクセスできるダンパーユニットを提供する。
【解決手段】 屋根２の室外側に装着されるダンパーユニットであって、室内に連通した内気吸込口２１と室外に連通した外気吸込口２２とを切り換えて開閉するためのダンパー２３と、外気吸込口２２の室外側に設置される外気フィルター２５と、外気フィルター２５の引き抜き方向が内気吸込口２１を向くように、外気フィルター２５を支持するダンパーケース２６とを有するダンパーユニット２０を提供する。ダンパー２３により、外気吸込口２２を閉じると、開いた内気吸込口２１から外気フィルター２５を室内４の側へ抜き差しできる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、吸気の少なくとも一部を内気と外気とに切り換えることが可能なダンパーユニット、およびそれを用いた空調装置に関するものである。

特許文献１には、コンデンサやエバポレータなどを含む空調システムの少なくとも一部をバスの車体の天井（屋根上）に設置する車両用空気調和装置が開示されている。
特開２００１−７１７３８号公報

空調システムにおいては、冷風を効率良く得たい、フレッシュエアーを導入したいなどの要望により、車内の空気を循環する系統と、車外の空気を導入する系統とを切り換えできるようになっているものが多い。このような系統の切り換えは、エバポレータに供給される空気の入力元を、ダンパーにより、車外と、車内とに切り換えることにより行われる。エバポレータを屋根上に搭載したシステムにおいては、室内外の切り換えダンパーは、エバポレータの上流の屋根上に配置される。このような配置を採用することにより、ダンパーユニットが室内に張り出すことを防止できる。また、ダンパーユニットと共に屋根上に外気の取り入れ口を配置できるので、雨水の進入を防ぐのも容易になる。

しかしながら、ダンパーユニットおよびその上流の系統を屋根上に配置することにより、それらの維持および管理に必要な作業を屋根上において行うことが要求される。ダンパーユニットの外気側には、塵、ゴミといった異物の侵入を防止するために外気フィルターが設置され、この外気フィルターの点検および交換を含むメンテナンスを、屋根に登って行う必要がある。さらに、外気フィルターのメンテナンスのために、天井搭載型の空調システムの外側を覆うエアコンカバーを外す必要があると、メンテナンスに費やされる時間はさらに増大する。

本発明の一形態は、室内外を区切る仕切り壁の室外側に装着されるダンパーユニットであり、このダンパーユニットは、室内に連通した第１の開口と室外に連通した第２の開口とを切り換えて開閉するためのダンパーと、第２の開口の室外側に設置される外気フィルターと、この外気フィルターの引き抜き方向が第１の開口を向くように、外気フィルターを支持可能なダンパーケースとを有する。

室外（屋外）に設置されている外気フィルターに対し、室内（屋内）からアクセスできれば、室外、特に屋根上などのアクセスの困難な場所に作業員が乗り降りする必要がなくなる。しかしながら、室内外を区切る仕切り壁に外気フィルターにアクセスするための開口を設けると、仕切り壁の構造を複雑にする。さらに、その開口に対し、防水あるいは止水などの室外からの影響を防ぐための機能を付加する必要がある。ダンパーにより開閉される第１の開口は、室外からの影響を防ぐための機能が付加された開口である。したがって、この第１の開口を介して、室外の外気フィルターに対してアクセス可能とすることにより、仕切り壁の構造を複雑にしたり、仕切り壁の機能が低下することは防止できる。

しかしながら、ダンパーの外側にある外気フィルターに対し第１の開口を介して室内からアクセスするために、ダンパーを分解したり、取り外したりすることが必要になると、逆に、第１の開口を通した狭い領域での作業が増え、外気フィルターのメンテナンスが面倒になる。これに対し、外気フィルターを引き抜くタイプとし、その引き抜き方向を第１の開口を向くように設定することにより、ダンパーを分解したり、取り外したりすることなく、第１の開口を介して室内から外気フィルターを取り外し、メンテナンスすることが可能となる。

さらに、このダンパーユニットにおいて、第２の開口から外気を吸い込む場合は、外気フィルターに対して室内側が負圧になり、雨水などの室外側の影響が、室内側に及び易い条件となる。しかしながら、その場合は、ダンパーにより室内側の第１の開口は閉じられる。このため、外気フィルターが室内側に引き出される構成としても、それによる止水性能の低下を未然に防止できる。

本発明の一形態は、上記のダンパーユニットと、このダンパーユニットを介して第１の開口および／または第２の開口から吸い込まれた空気を温度調整して室内に供給する熱交換ユニットとを有する空調装置である。特に、ダンパーユニットと熱交換ユニットとを含んで車両の屋根に搭載するためのエアコンカバーとを有する車載空調装置は、本発明の好適な一形態であり、外気フィルターをメンテナンスするために屋根上に作業員が乗ったり、エアコンカバーを取り外す手間を省くことができる。

また、本発明の一形態は、室内外を区切る仕切り壁の室外側に装着される空調装置であって、室内に連通した第１の開口と、室外に連通した第２の開口とを切り換えて開閉するためのダンパーと、第２の開口の室外側に設置される外気フィルターと、この外気フィルターの引き抜き方向が第１の開口を向くように、外気フィルターを支持可能な支持機構と、第１の開口および／または第２の開口から吸い込まれた空気を温度調整して室内に供給する熱交換ユニットとを有する空調装置である。第１の開口から室内側に外気フィルターを引き出すことができるので、外気フィルターをメンテナンスするために屋外から作業員が作業したり、エアコンカバーを取り外す手間を省くことができる。

第１の開口に対して外気フィルターを９０度から１８０度の範囲で傾いた状態で支持することが望ましい。この範囲で外気フィルターを傾けることにより、外気フィルターの引き抜き口が第１の開口の端近傍あるいは外側に位置していても、第１の開口の方向に直に外気フィルターを引き抜くことができる。さらに、第１の開口が仕切り壁、例えば、屋根（天井）に設けられている場合、第１の開口に対して外気フィルターを９０度から１８０度の範囲で傾けることは、外気フィルターが屋根に面するように傾いた状態で設置されることを意味する。したがって、外気フィルターの外面に着いた雨水あるいはゴミなどの異物は、室外側に排除されやすく、室内側に侵入し難くなる。

また、第２の開口に対して外気フィルターを傾いた状態で支持することにより、外気フィルターを引き抜くときに第２の開口との干渉を防止できる。したがって、第１の開口から外気フィルターを引き抜くときに、第２の開口をダンパーで閉めても、ダンパーとの干渉を避けて外気フィルターを引き抜くことができる。

ダンパーが第１の開口と第２の開口との間を旋回するタイプの場合は、ダンパーの旋回中心の側、すなわち、旋回の内側に、外気フィルターを引き抜くための引き抜き口を設けておくことが望ましい。外気フィルターを、ダンパーの旋回方向に傾けて配置することにより、第１の開口に対し、外気フィルターを引き抜きやすい角度で設置でき、また、外気フィルターと第２の開口とをコンパクトに纏めて配置できる。

図１に、バスの屋根上（天井）に空調装置が搭載された状態を示してある。この空調装置１０は、コンデンサを含んだコンデンサユニット１１と、エバポレータを含んだエバポレータユニット１２とを備えており、これらのユニット１１および１２がバス１の屋根（天井）２の上の前後に配置された天井搭載タイプのバスエアコンと称されるシステムである。コンデンサおよびエバポレータを含めた冷凍サイクルに冷媒を循環するためのコンプレッサ（不図示）は、エンジン駆動されるために車体後方のエンジン部分に搭載される。屋根２の上に搭載されるユニット１１および１２は、エアコンカバー１４により覆われることによりパッケージ化されており、この空調装置１０は、車載のパッケージ型エアコンでもある。エアコンカバー１４は、さらに、屋根カバー１５により覆われたり、あるいは屋根カバー１５と繋がることにより、屋根２の上部構造として一体感のある外観が得られるようになっている。以下において、屋根２とは、空調装置１０、屋根カバー１５などを含めた屋根上の構造物を支持することができる壁体であって、室内との境界を形成する天井を兼ねた部材あるいは構造体を示す。

図２に、バス１の屋根２に搭載された空調装置１０により温度調整した空気をバス１の車内４に供給する様子を示してある。この空調装置１０は、エバポレータユニット１２に含まれるエバポレータ１３を熱交換ユニットとし、室外５から吸い込んだ外気Ａおよび／または室内４から吸い込んだ内気Ｂを、エバポレータ１３により温度調節して室内４に供給する。温度調整された空気Ｃは、まず、車内４の両側の窓際に沿って車両の前後方向に延びた供給ダクト６に供給され、ダクト６を通って複数の吹出口６ａから車内４に吹き出される。したがって、エバポレータユニット１２は、左右対称な位置に配置された複数のエバポレータ１３を備えており、エバポレータユニット１２は、左右対称な配置のユニットに分けてデザインされている。

図３に、バス１の前方から見て左側のエバポレータユニット１２の概略構成を断面図により示してある。エバポレータユニット１２は、ダンパー２３により吸気の方向を室外と室内とに切り換えるためのダンパーユニット２０と、外気Ａおよび／または内気Ｂを温度調整するためのエバポレータ（熱交換ユニット）１３と、温度調整された空気Ｃを吹出口１８を介して室内４の供給ダクト６に供給するための送風機１７とを備えている。これらダンパーユニット２０、エバポレータ１３および送風機１７は、断熱材１６が内張りされたエアコンカバー１４により覆われており、室内４または室外５から吸気した空気を冷却して室内４に戻すための空気経路３０が形成されている。

図４および図５に、ダンパーユニット２０およびその近傍の構成を拡大して示してある。図４は、ダンパー２３により外気Ａが選択された様子を示し、図５は、ダンパー２３により内気Ｂが選択された様子を示してある。ダンパーユニット２０は、図７および図８に抜き出して示すように、ダンパーケース２６をベースとして、ダンパー２３およびその他の付属物をアセンブルできるようになっている。なお、図７は、ダンパー２３の側（室内側）からダンパーユニット２０を見た斜視図であり、図８は、室外側からダンパーユニット２０を見た斜視図である。

このダンパーユニット２０は、室内外を区切る仕切り壁である屋根２の上に設置される。したがって、ダンパーユニット２０は、室内４の側に対して、屋根２を挟んで室外５の側に装着されるアウトドアタイプのダンパーユニットである。ダンパーケース２６は、略三角形の側壁２６ｓを備えており、その頂点２６ｔの側を屋根２に向け、反対側の上辺２６ｕの側をエアコンカバー１４の側に向けて、屋根２を貫通するように設けられた内気吸込口（第１の開口）２１の近傍に設置される。したがって、ダンパーケース２６とエアコンカバー１４とにより、外気Ａを取り入れるための断面が略三角形のチェンバー２９が形成される。このチェンバー２９の内気吸込口２１の側に面する部分が、室外５に連通した外気吸込口（第２の開口）２２となり、反対側の屋根２を向いた部分に外気フィルター２５が設置され、外気フィルター２５を通った外気Ａが空調装置（エアコンユニット）１０の空気経路３０に供給される。

ダンパーユニット２０は、内気吸込口２１と、外気吸込口２２との間を、側壁２６ｓの頂点２６ｔの側に配置されたシャフト２３ｓを中心に旋回するダンパー２３を備えている。内気吸込口２１は、室内４に連通し、室内４から空気を吸い込めるように開いており、外気吸込口２２は、室外５に連通し、室外５から空気を吸い込めるように開いている。したがって、図４に示すように、ダンパー２３を内気吸込口２１の側へ旋回して内気吸込口２１を塞ぐと、外気吸込口２２が開き、外気Ａが選択され、空気経路３０に外気Ａが供給される。一方、図５に示すように、ダンパー２３を外気吸込口２２の側へ旋回して外気吸込口２２を塞ぐと、内気吸込口２１が開き、内気Ｂが選択され、空気経路３０に内気Ｂが供給される。ダンパー２３は、吸込口２１および２２を閉鎖するためのダンパープレート２３ｐと、その両端からシャフト２３ｓに向かって延びたアーム２３ａとを備えている。

ダンパーユニット２０は、さらに、ダンパーケース２６の外気吸込口２２と反対側に着脱可能に取り付けられたプレートタイプの外気フィルター２５を備えている。ダンパーケース２６の略三角形の側壁２６ｓは、外気吸込口２２と反対側の端に、頂点２６ｔの方向に向いて延びた溝２７を備えている。また、ダンパーケース２６は、頂点２６ｔの近傍に、ダンパー２３のアーム２３ａの間で、アーム２３ａと干渉しないように、ダンパーケース２６の幅方向に延びたスリット２８を備えている。したがって、図６に示すように、プレートタイプの外気フィルター２５を、スリット２８を通して溝２７に挿入することにより、溝２７を介してフィルター２５はダンパーケース２６に支持され、ダンパーケース２６にフィルター２５を装着できる。また、外気フィルター２５の一方の端には、外気フィルター２５がダンパーケース２６に装着された状態で下側に突き出る、操作用のノブ２５ａが設けられている。したがって、ノブ２５ａを引っ張ることにより、外気フィルター２５をダンパーケース２６から取り外しできる。

このエバポレータユニット１２においては、ダンパー２３により内気吸込口２１を開閉できるように、ダンパーユニット２０を内気吸込口２１の近傍に配置することにより、ダンパー２３により外気吸込口２２と内気吸込口２１とを切り換えて開閉できる。さらに、ダンパー２３により外気吸込口２２を閉じ、内気吸込口２１が開いたときに、室内４から内気吸込口２１を通して外気フィルター２５の操作部２５ａが見え、外気フィルター２５を内気吸込口２１の方向に引き抜ける。このため、内気吸込口２１を介して、室内４から外気フィルター２５をダンパーユニット２０に着脱できる。したがって、外気フィルター２５のメンテナンスは室内４から行うことができ、メンテナンスのために作業員が屋根２に上がり、屋根カバー１５およびエアコンカバー１４を外す必要はない。

ダンパーユニット２０は、図５に示すように、内気吸込口２１に対して外気吸込口２２が、頂点２６ｔの近傍のダンパーシャフト２３ｓを中心として角度θ１、傾いた状態となるように配置される。このため、旋回タイプのダンパー２３により、内気吸込口２１と、外気吸込口２２とを切り換えて開閉できる。外気フィルター２５は、外気吸込口２２に対して、頂点２６ｔの回りに、室外５の側にさらに角度θ２、傾いた状態で配置されている。したがって、外気フィルター２５は、内気吸込口２１に対して、頂点２６ｔの回りに、ほぼ角度θ１と角度θ２の和となる角度θ３ほど傾いた状態になる。このダンパーユニット２０においては、角度θ３は、１３０度程度になっている。外気フィルター２５を、内気吸込口２１に対して、頂点２６ｔの回りに、角度θ３が９０度から１８０度の範囲で傾けることにより、外気フィルター２５を着脱するためのスリット２８が内気吸込口２１の端に位置しても、外気フィルター２５の引き抜き方向Ｌは、内気吸込口２１の内側を向く。このため、外気フィルター２５の操作ノブ２５ａが内気吸込口２１の端に見える状態で、開放された内気吸込口２１を介して外気フィルター２５を室内４の側から抜き差しすることができる。

したがって、旋回タイプのダンパー２３では、内気吸込口２１の端に位置するダンパーシャフト２３ｓの側に配置されたスリット２８を介して外気フィルター２５を室内側から抜き差しできる。さらに、スリット２８をダンパーアーム２３ａの間に配置することにより、スリット２８を介して外気フィルター２５を引き抜く際の、外気フィルター２５とダンパー２３との干渉を防止できる。したがって、ダンパー２３を、内気Ｂを取り入れるモードにセットして、内気吸込口２１をオープンすることにより、ダンパー２３と干渉することなく室内４の側から外気フィルター２５にアクセスでき、ダンパー２３を分解することなく、外気フィルター２５を着脱できる。

さらに、外気吸込口２２に対して、外気フィルター２５は、角度θ２ほど傾いているので、外気吸込口２２の面に対して異なる方向に、外気フィルター２５を外気吸込口２２と干渉しないように着脱できる。このダンパーユニット２０においては、旋回タイプのダンパー２３で切り替えできるように、外気吸込口２２は内気吸込口２１に面しており、外気フィルター２５の引き抜き方向Ｌは外気吸込口２２の面に対して法線方向に大きく傾いていることが望ましい。したがって、角度θ２は、６０度から１２０度程度が好ましく、本例では、角度θ２はほぼ９０度に設定されている。

頂点２６ｔの回りに、内気吸込口２１と、外気吸込口２２と、外気フィルター２５とを室内４の側から順番に傾けて配置したデザインは、外気フィルター２５をダンパー２３および外気吸込口２２に干渉しないで着脱できるだけではなく、幾つかのメリットをもたらす。まず、内気吸込口２１と、外気吸込口２２と、外気フィルター２５が頂点２６ｔの回りに配置されるので、これらをコンパクトに配置できることである。したがって、ダンパーユニット２０をコンパクトにでき、それを含めたエバポレータユニット１２をコンパクトに、薄くすることができる。このため、屋外、特に、屋根上に配置されるバスエアコン１０としては、好ましいデザインとなる。

仕切り壁である屋根２に設けられた開口の内気吸込口２１に対して、外気フィルター２５を９０度以上に傾いた状態で配置すると、外気フィルター２５は、上方ではなく、屋根２に向くように下方に傾いた状態で設置される。フィルター２５を外面２５ｓがフェイスダウンの状態に配置すると、外面２５ｓに捕らえられた水滴あるいはゴミなどの異物は、外面２５ｓを下ると共に外側、すなわち、室外５の側に自律的に排出される。したがって、バスエアコン１０が外気モードのときに、外気Ａに巻き込まれて水滴などの異物が外気フィルター２５を透過してエバポレータユニット１２の内部に持ち込まれるのを抑制でき、フィルターとしての機能を十分に発揮させることができる。ダンパーケース２６は、外気フィルター２５により分離されて外側に落下した水滴などの異物Ｄを屋根２の方向に排出できるように、外気フィルター２５の室外５の側に、屋根２に向かって下側に傾斜する面２６ｄを備えている。

エバポレータユニット１２は、ダンパーユニット２０のさらに外側に、外気導入用の外部チャンバ４０を備えている。この外部チャンバ４０は、上方に向いた導入口４１を備えている。屋根カバー１５は、導入口４１との間に隙間を開けて覆う形状になっており、図４に示すように、屋根カバー１５と屋根２との間の隙間５１から屋根カバー１５の内部に導かれた外気Ａは、屋根カバー１５と外部チャンバ４０との間の流路５２を通って、いったん上方に向かう流れとなり、水滴およびゴミなどの異物Ｄが分離される。外部チャンバ４０に入った外気Ａは、チャンバ４０の内部で流速が落ちるので、再び、水滴およびゴミなどの異物Ｄが分離され、チャンバ４０の底に設けられた排出口４２から屋根２の上に排出される。このように前処理された外気Ａが外気フィルター２５によりさらにフィルタリングされ、外気フィルター２５で分離された異物は、チャンバ４０の内部に戻されて排出口４２から屋根２の上に排出される。

バスエアコン１０が外気モードのときは、ファン１７により外気Ａが外気吸込口２２から吸引される。したがって、外気フィルター２５の前後では、室外側に対して室内側が負圧になり、激しい雨が降っている条件では、水滴が外気Ａに巻き込まれて室内側に侵入しやすい。しかしながら、このダンパーユニット２０を採用したエバポレータユニット１２においては、上述したように、外部チャンバ４０により水滴は分離され、さらに、外気フィルター２５をフェイスダウンで配置することにより、外気フィルター２５でも水滴を分離することができる。また、外気モードのときは、室内側に繋がる内気吸込口２１は、ダンパー２３により閉じられているので、万一、外気フィルター２５を通して水滴が侵入したとしても直に室内４に影響を及ぼすことはない。また、少量の水滴を含んだ外気Ａが吸い込まれたとしても、エバポレータ１３により除湿された状態の空気Ｃが室内４に送風されるので、雨水の侵入によるトラブルは未然に防止できる。

逆に、雨天であっても、このバスエアコン１０は、内気吸込口２１を通して室内４の側から外気フィルター２５にアクセスできるので、天候に関わらず、安全に、室外に配置された外気フィルター２５の点検、交換および清掃などを含めたメンテナンスを行なうことができる。

なお、バスの屋根に搭載される空調装置に限らず、列車、乗用車、トラックなどの車両の屋根に搭載されるエアコンに対し、上述した構成を適用できる。また、車両に限らず、コンテナや、住居の屋根あるいは外壁に取り付ける空調装置にも、上記の構成を適用可能である。また、板状のダンパープレートが旋回するタイプのダンパーは、上述したダンパーユニットおよびそれを備えたエアコンに最も適したものであるが、旋回タイプに限定されることはない。ダンパープレートは円弧状のものであっても良く、ダンパープレートが平行に移動するタイプであっても良い。

バスの天井に搭載されたエアコンの概要を示す図。 図１のバスエアコンにより、温度調整された空気が供給される様子を示す図。 バスエアコンのエバポレータユニットの概略構成を示す断面図。 ダンパーユニットの概略構成を示す断面図であり、外気を導入して空調する外気モードを示す図。 ダンパーユニットの概略構成を示す断面図であり、内気を導入して空調する室内モードを示す図。 ダンパーユニットの概略構成を示す断面図であり、外気フィルターを抜き差しする様子を示す図。 ダンパーユニットをダンパー側から見た斜視図。 ダンパーユニットを外気フィルター側から見た斜視図。

符号の説明

１ バス（車両）、 ２ 屋根、 ４ 室内、 ５ 室外
１０ 空調装置（バスエアコン）
１２ エバポレータユニット、 １３ エバポレータ（熱交換ユニット）
１４ エアコンカバー、 １５ 屋根カバー
２０ ダンパーユニット
２１ 内気吸込口（第１の開口）、 ２２ 外気吸込口（第２の開口）
２３ ダンパー、 ２５ 外気フィルター、 ２６ ダンパーケース
２７ 外気フィルターの着脱用の溝、 ２８ スリット

Claims (8)

1. 室内外を区切る仕切り壁の室外側に装着されるダンパーユニットであって、
   室内に連通した第１の開口と室外に連通した第２の開口とを切り換えて開閉するためのダンパーと、
   前記第２の開口の前記室外側に設置される外気フィルターと、
   この外気フィルターの引き抜き方向が前記第１の開口を向くように、前記外気フィルターを支持可能なダンパーケースとを有するダンパーユニット。
2. 請求項１において、前記ダンパーケースは、前記第１の開口に対して前記外気フィルターを９０度から１８０度の範囲で傾いた状態で支持する、ダンパーユニット。
3. 請求項２において、前記外気フィルターは、前記仕切り壁の方向に傾いている、ダンパーユニット。
4. 請求項１において、前記ダンパーケースは、前記第２の開口に対して前記外気フィルターを傾いた状態で支持する、ダンパーユニット。
5. 請求項１において、前記ダンパーは、前記第１の開口と前記第２の開口との間を旋回し、
   前記ダンパーケースは、前記ダンパーの旋回中心の側に前記外気フィルターを引き抜くための引き抜き口を備えているダンパーユニット。
6. 請求項１に記載のダンパーユニットと、
   このダンパーユニットを介して前記第１の開口および／または第２の開口から吸い込まれた空気を温度調整して前記室内に供給する熱交換ユニットとを有する空調装置。
7. 請求項１に記載のダンパーユニットと、
   このダンパーユニットを介して前記第１の開口および／または第２の開口から吸い込まれた空気を温度調整して前記室内に供給する熱交換ユニットと、
   前記ダンパーユニットと前記熱交換ユニットとを含んで車両の屋根に搭載するためのエアコンカバーとを有する車載空調装置。
8. 室内外を仕切る仕切り壁の室外側に装着される空調装置であって、
   室内に連通した第１の開口と室外に連通した第２の開口とを切り換えて開閉するためのダンパーと、
   前記第２の開口の前記室外側に設置される外気フィルターと、
   この外気フィルターの引き抜き方向が前記第１の開口を向くように、前記外気フィルターを支持可能な支持機構と、
   前記第１の開口および／または第２の開口から吸い込まれた空気を温度調整して前記室内に供給する熱交換ユニットとを有する空調装置。

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