JP2007112269A - 蓄冷装置付き空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】仮眠室の空間を有効に利用して空調性能及び居住性をともに向上させ、仮眠室に快適な環境を形成することができる蓄冷装置付き空調装置を提供すること。
【解決手段】車両用空調装置の冷媒回路に連結され、車両停止時に運転席後方に設けた仮眠室１６を冷房する蓄冷式冷房ユニット２０を備えた蓄冷装置付き空調装置において、蓄冷式空調ユニット２０を仮眠室１６の天井１８に設置し、室内の空気を吸い込む吸込口２１を仮眠室１６の足元側となる側壁１９の上部付近に配置するとともに、室内に冷風を吹き出す吹出口２２を車幅方向の中央付近に配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の空気調和装置に適用される蓄冷装置付き空調装置に関する。

従来より、たとえばトラックのキャビン用空調装置として、蓄冷装置付きの冷凍サイクル（冷媒回路）を備えた蓄冷装置付き空調装置が知られている。この空調装置では、たとえば運転手が仮眠する場合などエンジンを停止した状態でキャビン内に設けられた仮眠室等の冷房が可能となるように、車両走行中に冷熱を蓄熱しておく蓄冷用冷却コイルを備えている。
蓄冷用冷却コイルは、冷凍サイクル中において、エンジンが駆動される車両走行中等にキャビン内の空調に使用される空調用エバポレータと並列に設置され、エンジンで駆動されるコンプレッサから交互に冷媒の供給を受けて蓄冷するものである。

運転席の後方に仮眠室が設けられ、この仮眠室を冷房対象とするキャビン用の蓄冷装置付き空調装置には、蓄冷用冷却コイル、蓄冷パック及びファンを備えた蓄冷式空調ユニットの設置場所により分類される下記の方式がある。
第１の方式としては、キャビン後方の窓枠を利用し、窓ガラスに代えて蓄冷式空調ユニットを設置する後方窓枠タイプがある。（たとえば、特許文献１参照）
第２の方式としては、キャビン内に設けられた仮眠室の側方壁面等に沿って設置する足元タイプがある。（たとえば、特許文献２参照）
特開平７−３２９５５４号公報（図１及び図３参照） 特開２００４−３３０９８１号公報（図４参照）

ところで、上述した後方窓枠タイプは、キャビンの下に設置されたエンジンの排熱や日射の影響を受けやすいため、熱ロスが大きくなるという問題を有している。
また、上述した足元タイプは、ユニットが仮眠室のベッド足元に設置されるため、乗員が利用できるベッドスペースを狭めるという問題を有している。
このように、運転席後方のベッドを備えた仮眠スペース（仮眠室）を冷房対象とする従来の蓄冷装置付き空調装置は、熱ロスの低減により空調性能の向上を図るとともに、仮眠室により広いベッドスペースを確保して居住性を向上させることが望まれている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、仮眠室の空間を有効に利用して空調性能及び居住性をともに向上させ、仮眠室に快適な環境を形成することができる蓄冷装置付き空調装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る蓄冷装置付き空調装置は、車両用空調装置の冷媒回路に連結され、車両停止時に運転席後方に設けた仮眠スペースを冷房する蓄冷式冷房ユニットを備えた蓄冷装置式空調装置において、前記蓄冷式空調ユニットを前記仮眠スペースの天井に設置し、室内の空気を吸い込む吸込口を前記仮眠室の足元側壁面の上部付近に配置するとともに、室内に冷風を吹き出す吹出口を車幅方向中央付近に配置したことを特徴とするものである。

このような蓄冷装置付き空調装置によれば、蓄冷式空調ユニットを仮眠スペースの天井に設置し、室内の空気を吸い込む吸込口を仮眠室の足元側壁面の上部付近に配置するとともに、室内に冷風を吹き出す吹出口を車幅方向の中央付近に配置したので、蓄冷式空調ユニットの天井配置によりエンジンの排熱や日射に起因する熱ロスが低減され、しかも、乗員が仮眠する姿勢では足元に突起物がないため広い仮眠スペースを確保できる。また、吹出口が天井の車幅方向の中央付近に配置されているので、仮眠中の乗員に対し上方から上半身に向けて冷風を落下させることができる。

上記の蓄冷装置付き空調装置においては、前記蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを車幅方向に傾斜させて設置することが好ましく、これにより、蓄冷パックの表面に付着する結露水（ドレン）の排水が容易かつ確実になる。

上記の蓄冷装置付き空調装置においては、前記蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを車幅方向に分割して設置することが好ましく、これにより、分割した蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルの傾斜角度を調整して導風することで吹出方向の最適化が可能となる。

上記の蓄冷装置付き空調装置においては、前記蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを収納して内部に空気通路を形成する別体の内部ケースを設けることが好ましく、これにより、蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルが断熱されて熱ロスをさらに低減することができる。この場合の内部ケースは、断熱性能の高い素材が好ましい。

上述した本発明によれば、吸込口を仮眠室の足元側壁面の上部付近に配置し、かつ、吹出口を車幅方向の中央付近に配置した蓄冷式空調ユニットを仮眠スペースの天井に設置したので、エンジン排熱や日射の影響を受けにくい天井配置により熱ロスが低減されて空調性能を向上させるとともに、空調対象となる仮眠室は仮眠姿勢の乗員足元に突起物のない空間となるためより広いベッドスペースを確保して居住性を向上させることができる。しかも、天井の吹出口を車幅方向の中央付近に配置したので、仮眠中の乗員に対し上方から上半身に向けて冷風を落下させることができ、ファンを低速運転して風速を抑制した良好な空調フィーリングの冷房運転を行うことができる。すなわち、本発明の蓄冷装置付き空調装置は、仮眠室の空間を有効に利用して空調性能及び居住性をともに向上させ、仮眠室に快適な環境を形成するという顕著な効果が得られる。

また、蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを車幅方向に傾斜させて設置すれば、蓄冷パックの表面に付着する結露水を容易かつ確実に排水することができる。
また、蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを車幅方向に分割し、分割した蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルの傾斜角度を適宜調整して設置すれば、冷パック及び蓄冷用冷却コイルが所望の方向へ導風して吹出口から吹き出す冷風の吹出方向を最適化することができる。
また、蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを別体の内部ケースに収納し、内部に空気通路を形成する別体の内部ケースを設ければ、蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルが断熱されて熱ロスをさらに低減することができる。

以下、本発明に係る蓄冷装置付き空調装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図５に示す冷媒回路図は、主として車両用空調装置に適用されるものであり、たとえばトラック等の車両に装備される蓄冷装置付き空調装置に採用されている。図５において、１はコンプレッサ、２はコンデンサ、３はレシーバ、４は空調用エバポレータ、５は感温筒６を備えた温度式の膨張弁（以下、「空調用膨張弁」ともいう）、７は空調電磁弁、８は蓄冷用冷却コイル、９は感温筒１０を備えた温度式の膨張弁（以下、「蓄冷用膨張弁」ともいう）、１１は蓄冷電磁弁、１２は逆止弁、１３は空調用エバポレータの温度を検知し作動するフロストサーモ、１４は装置全体の制御装置である。

上記の各要素から構成される蓄冷装置付き空調装置において、冷媒回路中に並列に配置された空調用エバポレータ４及び蓄冷用冷却コイル８には、各々の冷媒配管上流側に空調電磁弁７及び畜冷電磁弁１１が設けられている。制御装置１４は、空調電磁弁７または蓄冷電磁弁１１に対して交互に通電することで開閉制御し、空調用エバポレータ４と蓄冷用冷却コイル８とに冷媒を交互に流す。この場合、空調用エバポレータ４の運転時間及び蓄冷用冷却コイル８の運転時間は、たとえば所定の時間比となるように設定され、この時間比に基づいて制御装置１４が空調電磁弁７及び蓄冷電磁弁１１の開閉を制御する。
なお、上述した運転時間の一例をあげると、たとえば空調用エバポレータ４に冷媒を流す空調運転時間を４５秒とし、蓄冷用冷却コイル８に冷媒を流す蓄冷運転時間を２０秒とする。

ここで、上述した冷媒回路に連結され、車両の停止時に運転席後方の仮眠スペースを冷房する蓄冷式冷房ユニットに係る第１の実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、蓄冷用冷却コイル８を備えた蓄冷式冷房ユニット２０は、トラックのキャビンＣ内に設置されている。キャビンＣの運転席（不図示）及び助手席１５の後方には、仮眠室１６となる空間（仮眠スペース）が設けられており、車幅方向にベッド１７を設置した仮眠室１６の天井１８に蓄冷式冷房ユニット２０が取り付けられている。

蓄冷式冷房ユニット２０は、空気の吸込口２１及び冷風の吹出口２２を設けたケーシング２３内に、蓄冷ユニット３０及びファン４０を内蔵した構成とされる。蓄冷ユニット３０は、上述した車両空調用の冷凍サイクル（冷媒回路）に冷媒配管２４を介して連結されている蓄冷用冷却コイル８と、該蓄冷用冷却コイル８により冷却する水等の蓄冷材をパックケース内に密封した蓄冷パック３１とを具備して構成される。図示の蓄冷ユニット３０は、蓄冷用冷却コイル８の扁平押出チューブ８ａを両側から蓄冷パック３１で挟持した構成とされる。
蓄冷用冷却コイル８は、左右一対のヘッダー８ｂ，８ｂ間を複数の扁平押出チューブ８ａにより連結した構成とされ、各扁平押出チューブ８ａには図示しない多数の冷媒流路が設けられている。図示の例では、車幅方向を４つのブロックに分割された蓄冷パック３１が、直線状のヘッダー８ｂに沿って一列に配列されている。

また、蓄冷式冷房ユニット２０内に設置される蓄冷ユニット３０は、側壁１９側が低くなるよう車幅方向に傾斜して設置される。すなわち、蓄冷ユニット３０内に設置された蓄冷パック３１及び蓄冷用冷却コイル８を傾斜させたことにより、蓄冷パック３１の表面に付着する結露水は傾斜設置により低くなる側壁１９側へ重力で流下するので、たとえば図示省略のドレンパンに結露水を集めて排水するドレン処理が容易になる。

ファン４０は、仮眠室１６からケーシング２３内に冷却する空気を吸い込むとともに、ケーシング２３内の空気流路５０を通過する際に蓄冷パック３１と熱交換して冷却された冷風を仮眠室１６内に吹き出す機能を有している。この場合のファン４０は、吸込口２１の近傍に配設されて吸い込んだ空気を吹出口２２まで比較的長い流路を押し出す必要があるため、たとえばシロッコファンが採用される。
ケーシング２３は、仮眠室１６の天井１８及び助手席１５側の側壁１９に支持されている。このケーシング２３は、吸込口２１から吸い込んだ空気を冷却して吹出口２２に導く略Ｌ字状のダクトとして機能し、側壁１９の上方付近に位置するよう吸込口２１を設けるとともに、天井１８の車幅方向中央付近に位置するよう吹出口２２が設けられている。

すなわち、上述した蓄冷式冷房ユニット２０は、仮眠スペース１６の天井１８に設置され、仮眠室１６内の空気を吸い込む吸込口２１を仮眠室１６の乗員足元側となる側壁１９の上部付近に配置するとともに、仮眠室１６内に冷風を吹き出す吹出口２２を車幅方向の中央付近に配置したものとなる。
この結果、蓄冷式空調ユニット２０を天井１８に配置したことにより、通常キャビンＣの下部に設置される車両走行用エンジンの排熱に起因する熱ロスが低減され、さらに、キャビンＣに設けられる窓等からの日射に起因する熱ロスも低減される。

また、上述した蓄冷式冷房ユニット２０は、助手席１５側となる側壁１９の上方部にのみ存在する構成としたので、頭を運転席側にして仮眠室１６内のベッド１７上に乗員が仮眠する姿勢では、乗員の足元となる助手席１５側には側壁１９の下方に突起物がなく、従って、足元の広い仮眠スペースを確保できる。
また、吹出口２２が天井１８の車幅方向の中央付近に配置されているので、仮眠中の乗員に対し上方から上半身に向けて冷気が落下するように風速を抑制した冷風として吹き出すことができる。

続いて、上述した蓄冷式冷房ユニットについて、第２の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、蓄冷ユニットを左右の蓄冷ユニット３０Ｌ，３０Ｒに二分割して、すなわち車幅方向に二分割した蓄冷ユニット３０Ｌ，３０Ｒを冷媒配管２４で連結してケーシング２３内に設置した構成とされる。この場合、左右の蓄冷ユニット３０Ｌ，３０Ｒの傾斜角度を調整することにより、特に、吹出口２２に近い蓄冷ユニット３０Ｌの傾斜角度を調整することにより、蓄冷ユニット３０Ｌがケーシング２３内を流れて吹出口２２から吹き出す空気の導風板として機能する。このため、蓄冷ユニット３０Ｌの傾斜角度に応じて、吹出口２２から流出する冷風を所望の吹出方向に向けることができるので、通常必要となるルーバーを吹出口２２に設けなくても、吹出方向の最適化が可能となる。

ところで、図示の構成例では車幅方向を二分割した蓄冷ユニットとしたが、三分割またはそれ以上に分割した構成としてもよい。
また、上述した分割構造のドレン処理は、各々独自の配水系等を設けてもよいが、各蓄冷ユニット３０Ｌ，３０Ｒ毎に分割したドレンパン（不図示）をホース等で連結して排水することが好ましい。

最後に、上述した蓄冷式冷房ユニットについて、第３の実施形態を図４に示して説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、蓄冷式冷房ユニット２０，２０Ａ内に設置される蓄冷パック３１及び蓄冷用冷却コイル８を収納して内部に空気通路５０を形成する別体の内部ケース６０を設けた構成とされる。すなわち、本実施形態の蓄冷ユニット３０Ａは、断熱性に優れた素材の内部ケース６０とケーシング２３との二重構造としたため、蓄冷パック３１及び蓄冷用冷却コイル８が断熱されて熱ロスをさらに低減することができる。

上述した本発明によれば、吸込口２１を仮眠室１６の足元側となる側壁（壁面）１９の上部付近に配置し、かつ、吹出口２２を車幅方向の中央付近に配置した蓄冷式空調ユニット２０，２０Ａを仮眠室１６の天井１８に設置したので、エンジン排熱や日射の影響を受けにくい天井配置により熱ロスが低減されて空調性能を向上させるとともに、空調対象となる仮眠室１６は仮眠姿勢の乗員足元に突起物のない空間となるためより広いベッドスペースを確保して居住性を向上させることができる。
しかも、天井１８の吹出口２２を車幅方向の中央付近に配置したので、仮眠中の乗員に対し上方から上半身に向けて冷風を落下させることができ、この結果、ファン４０を低速運転して風速を抑制した良好な空調フィーリングの冷房運転を行うことができる。

すなわち、本発明の蓄冷装置付き空調装置は、仮眠室１６の空間を有効に利用して空調性能及び居住性をともに向上させ、仮眠室１６に快適な環境を形成することができる蓄冷式冷房ユニット２０，２０Ａを備えたものとなる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係る蓄冷装置付き空調装置の一実施形態を示す図で、キャビン内における蓄冷式冷房ユニットの設置例を示す斜視図である。 図１の蓄冷式冷房ユニットに係る内部構成例の第１の実施形態を示す斜視図である。 図１の蓄冷式冷房ユニットに係る内部構成例の第２の実施形態を示す斜視図である。 図１の蓄冷式冷房ユニットに係る内部構成例の第３の実施形態を示す断面図である。 車両用空調装置に適用される蓄冷装置付き空調装置の冷媒回路図である。

符号の説明

１ コンプレッサ
２ コンデンサ
４ 空調用エバポレータ
５，９ 膨張弁
７ 空調電磁弁
８ 蓄冷用冷却コイル
８ａ 扁平押出チューブ
１１ 蓄冷電磁弁
１４ 制御装置
２０，２０Ａ 蓄冷式冷房ユニット
２１ 吸込口
２２ 吹出口
２３ ケーシング
３０，３０Ｌ，３０Ｒ 蓄冷ユニット
３１ 蓄冷パック
４０ ファン
５０ 空気流路
６０ 内部ケース

Claims (4)

1. 車両用空調装置の冷媒回路に連結され、車両停止時に運転席後方に設けた仮眠スペースを冷房する蓄冷式冷房ユニットを備えた蓄冷装置付き空調装置において、
   前記蓄冷式空調ユニットを前記仮眠スペースの天井に設置し、室内の空気を吸い込む吸込口を前記仮眠室の足元側壁面の上部付近に配置するとともに、室内に冷風を吹き出す吹出口を車幅方向の中央付近に配置したことを特徴とする蓄冷装置付き空調装置。
2. 前記蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを車幅方向に傾斜させて設置したことを特徴とする請求項１に記載の蓄冷装置付き空調装置。
3. 前記蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを車幅方向に分割して設置したことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄冷装置付き空調装置。
4. 前記蓄冷式空調ユニット内に設置される蓄冷パック及び蓄冷用冷却コイルを収納して内部に空気通路を形成する別体の内部ケースを設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蓄冷装置付き空調装置。

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