JP2008081078A - 車両用副空調システム - Google Patents
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Abstract
【課題】トラックなどの車両において、停車中にはエンジンを停止しても作動する空調システムの提供。
【解決手段】本発明の貨物用車両における副空調システムは、貨物用車両の運転席の天井の上に、交流電源駆動式の家庭用空調機の室外機を緩衝部材を介して取り付け、前記運転室内には、前記家庭用空調機の室内機を取り付け、前記室外機と前記室内機とを配管・配線して接続することによって前記運転室内を空調するように構成するとともに、前記貨物用車両に、空調機専用の副バッテリーと、該バッテリーから出力される直流を前記家庭用空調機を駆動するための所定電圧の交流に変換するインバータと、該インバータの交流出力を前記家庭用空調機に供給する供給制御手段と、前記貨物用車両のエンジンの回転によって作動する発電機からの出力で前記副バッテリーを充電する充電制御手段とを搭載したことを特徴としている。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の貨物用車両における副空調システムは、貨物用車両の運転席の天井の上に、交流電源駆動式の家庭用空調機の室外機を緩衝部材を介して取り付け、前記運転室内には、前記家庭用空調機の室内機を取り付け、前記室外機と前記室内機とを配管・配線して接続することによって前記運転室内を空調するように構成するとともに、前記貨物用車両に、空調機専用の副バッテリーと、該バッテリーから出力される直流を前記家庭用空調機を駆動するための所定電圧の交流に変換するインバータと、該インバータの交流出力を前記家庭用空調機に供給する供給制御手段と、前記貨物用車両のエンジンの回転によって作動する発電機からの出力で前記副バッテリーを充電する充電制御手段とを搭載したことを特徴としている。
【選択図】図２
Description
本発明は、トラックなどの車両、特には大型貨物自動車等に搭載した運転室用の空調機に関するものである。
近年、トラックなどの大型自動車の運転室には、車載用の空調機が備えられている。この空調機のコンプレッサはエンジンの動力によって機械的に回転駆動されている。そのため、当該自動車が移動中はエンジンが動作しているため、空調機も動作するが、当該自動車の運転者が仮眠するためになどで停車させている間は、エンジンを止めると空調機も停止してしまうことになるため、空調機を作動させる目的のためにエンジンを低回転数でアイドリングさせることが行われている。
また、仮眠中に作動させるための畜冷式冷房装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
この提案では、煩雑な電気制御システムを必要とすることなく、快適な冷房フィーリングが得られる畜冷式冷房装置を提供するために、畜冷パックを用いて、長時間の間ほぼ均一な熱量ずつ放冷でき、使用者に対して快適なフィーリングでもって冷房できるように構成したものであるが、空調能力が不十分であり、設備の費用とスペースもかさむという問題があって、採用しにくいものであった。
また、仮眠中に作動させるための畜冷式冷房装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
この提案では、煩雑な電気制御システムを必要とすることなく、快適な冷房フィーリングが得られる畜冷式冷房装置を提供するために、畜冷パックを用いて、長時間の間ほぼ均一な熱量ずつ放冷でき、使用者に対して快適なフィーリングでもって冷房できるように構成したものであるが、空調能力が不十分であり、設備の費用とスペースもかさむという問題があって、採用しにくいものであった。
上述したように、停車中に、空調機を作動させるためにエンジンをアイドリングさせていると、１時間当たり２〜３リットル程度の燃料を消費し、停車時間は１日当たり８〜１０時間になる。
そのため、停車中のアイドリングは、エンジンの騒音がうるさいという問題と、冷房時の空調機の室外機からの廃熱が周囲を更に暑くするという問題と、エンジンからの排気ガスによる環境汚染の問題などがある。
そのため、停車中のアイドリングは、エンジンの騒音がうるさいという問題と、冷房時の空調機の室外機からの廃熱が周囲を更に暑くするという問題と、エンジンからの排気ガスによる環境汚染の問題などがある。
そこで、本発明は、停車中にはエンジンを停止しても作動する空調システムの提供を目的としてなされたものである。
本発明の請求項１にかかる車両用副空調システムにおいては、
貨物用車両の運転席の天井の上に、交流電源駆動式の家庭用空調機の室外機を緩衝部材を介して取り付け、
前記運転室内には、前記家庭用空調機の室内機を取り付け、
前記室外機と前記室内機とを配管・配線して接続することによって前記運転室内を空調するように構成するとともに、
前記貨物用車両に、空調機専用の副バッテリーと、該バッテリーから出力される直流を前記家庭用空調機を駆動するための所定電圧の交流に変換するインバータと、該インバータの交流出力を前記家庭用空調機に供給する供給制御手段と、前記貨物用車両のエンジンの回転によって作動する発電機からの出力で前記副バッテリーを充電する充電制御手段と
を搭載したことを特徴としている。
請求項２では、
前記供給制御手段は、前記エンジンを停止させた状態で、前記空調機の作動停止を制御し、前記エンジンが回転中は前記空調機の作動停止を制御しないスイッチを含んでいることを特徴としている。
貨物用車両の運転席の天井の上に、交流電源駆動式の家庭用空調機の室外機を緩衝部材を介して取り付け、
前記運転室内には、前記家庭用空調機の室内機を取り付け、
前記室外機と前記室内機とを配管・配線して接続することによって前記運転室内を空調するように構成するとともに、
前記貨物用車両に、空調機専用の副バッテリーと、該バッテリーから出力される直流を前記家庭用空調機を駆動するための所定電圧の交流に変換するインバータと、該インバータの交流出力を前記家庭用空調機に供給する供給制御手段と、前記貨物用車両のエンジンの回転によって作動する発電機からの出力で前記副バッテリーを充電する充電制御手段と
を搭載したことを特徴としている。
請求項２では、
前記供給制御手段は、前記エンジンを停止させた状態で、前記空調機の作動停止を制御し、前記エンジンが回転中は前記空調機の作動停止を制御しないスイッチを含んでいることを特徴としている。
本発明にかかる車両用副空調システムによれば、
副バッテリーとインバータで駆動する家庭用空調機を使用しているので、エンジンをアイドリング回転させない状態でも空調することができる。
したがって、エンジンのアイドリングによる環境汚染の問題や、燃料消費によるランニングコストの問題や、騒音の問題などを低減することができる。
また、家庭用空調機は安価に入手することができるので、燃料消費によるランニングコストの経費節減分で十分まかなうことができる。
また、前記供給制御手段は、前記エンジンを停止させた状態で、前記空調機の作動停止を制御し、前記エンジンが回転中は前記空調機の作動停止を制御しないスイッチを含んでいるので、無駄なく作動停止を制御することができる。
また、室外機と室内機とは冷媒の循環配管と電気配線だけでよいので、運転室の壁には最小限の小さな孔を開けるだけでよい。
副バッテリーとインバータで駆動する家庭用空調機を使用しているので、エンジンをアイドリング回転させない状態でも空調することができる。
したがって、エンジンのアイドリングによる環境汚染の問題や、燃料消費によるランニングコストの問題や、騒音の問題などを低減することができる。
また、家庭用空調機は安価に入手することができるので、燃料消費によるランニングコストの経費節減分で十分まかなうことができる。
また、前記供給制御手段は、前記エンジンを停止させた状態で、前記空調機の作動停止を制御し、前記エンジンが回転中は前記空調機の作動停止を制御しないスイッチを含んでいるので、無駄なく作動停止を制御することができる。
また、室外機と室内機とは冷媒の循環配管と電気配線だけでよいので、運転室の壁には最小限の小さな孔を開けるだけでよい。
以下に、本発明にかかる車両用副空調システムを、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、
１１は室外機、１２は室内機であり、これらの室外機１１と室内機１２は配管・配線によって接続されて副空調機１を構成している。この副空調機１は、例えば交流１００ボルトを駆動電源とする一般的な家庭用のインバータ方式の空調機が用いられている。
前記室内機１２は、トラックＴの運転室Ｒの天井の内側に設置されており、その給排気口は室内に開口するように配設されている。
前記室外機１１は、トラックＴの運転室Ｒの天井の外側に設置されており、その給排気口は室外に開口するように配設されている。なお、前記室外機１１は、前記天井と整流板Ｐの間に、緩衝材１４を間に挟んで設置されている。この整流板Ｐは、トラックが走行中には風除けとなって室外機１１を保護し、室外機１１が作動中は日除けとなって日射を遮り熱交換の効率向上に寄与する。前記整流板Ｐの裏側と室外機１１とを支柱で連結して、補強するとよい。
図１において、
１１は室外機、１２は室内機であり、これらの室外機１１と室内機１２は配管・配線によって接続されて副空調機１を構成している。この副空調機１は、例えば交流１００ボルトを駆動電源とする一般的な家庭用のインバータ方式の空調機が用いられている。
前記室内機１２は、トラックＴの運転室Ｒの天井の内側に設置されており、その給排気口は室内に開口するように配設されている。
前記室外機１１は、トラックＴの運転室Ｒの天井の外側に設置されており、その給排気口は室外に開口するように配設されている。なお、前記室外機１１は、前記天井と整流板Ｐの間に、緩衝材１４を間に挟んで設置されている。この整流板Ｐは、トラックが走行中には風除けとなって室外機１１を保護し、室外機１１が作動中は日除けとなって日射を遮り熱交換の効率向上に寄与する。前記整流板Ｐの裏側と室外機１１とを支柱で連結して、補強するとよい。
２は前記副空調機専用に設けられた副バッテリーであり、例えば２４ボルト、５２０Ａｈの鉛蓄電池を複数個並列に接続して使用する。副バッテリーの構成は使用する副空調機の消費電力に応じて適宜設定するものとする。１２ボルトのバッテリーでも、小容量のバッテリーを多数並列に接続してもよい。
３は前記副バッテリー２から出力される直流が、メインリレー４１を介して供給されるインバータであり、前記副空調機１を駆動するための交流１００ボルト（容量１５００Ｗ、最大瞬間容量３０００Ｗ）を出力する。
３は前記副バッテリー２から出力される直流が、メインリレー４１を介して供給されるインバータであり、前記副空調機１を駆動するための交流１００ボルト（容量１５００Ｗ、最大瞬間容量３０００Ｗ）を出力する。
５は当該トラックのキースイッチであり、ＯＦＦ，ＡＣＣ，ＩＧ，ＳＴの何れかに切り替え操作できる。
前記キースイッチ５をオンしてＩＧに切り替えている間は、エンジンが回転して走行可能な状態となっているが、主バッテリーからの電源がリレー４２に供給され、前記リレー４２の接点が開き、前記主バッテリーからの電源はスイッチ４３には供給されなくなる。従って、このような状態で前記スイッチ４３をオンしても前記メインリレー４１は作動せず、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へは供給されず、従って、前記副空調機１は作動しない。
なお、前記メインリレー４１、リレー４２、スイッチ４３、キースイッチ５によって、特許請求の範囲に記載された供給制御手段を構成している。
前記キースイッチ５をオンしてＩＧに切り替えている間は、エンジンが回転して走行可能な状態となっているが、主バッテリーからの電源がリレー４２に供給され、前記リレー４２の接点が開き、前記主バッテリーからの電源はスイッチ４３には供給されなくなる。従って、このような状態で前記スイッチ４３をオンしても前記メインリレー４１は作動せず、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へは供給されず、従って、前記副空調機１は作動しない。
なお、前記メインリレー４１、リレー４２、スイッチ４３、キースイッチ５によって、特許請求の範囲に記載された供給制御手段を構成している。
上述したようにエンジンが回転して走行可能な状態、もしくは走行中の状態では、必要に応じて、当該トラックＴにもとから備えられているエアコン（図示せず。これを、「主空調機」と言う。）を作動させることによって、運転室Ｒ内の冷暖房などの空調を行うことができる。前記主空調機は、公知の構成であり、エンジンの回転によって駆動されるコンプレッサと、このコンプレッサで圧縮した冷媒を膨張・気化させて冷気を作るエバポレータ、およびそれらの作動を制御する制御回路などを備えている。
前記キースイッチ５をオフしてＯＦＦに切り替えると、エンジンは停止し停車中の状態となり、主バッテリーからの電源がリレー４２に供給されなくなって、前記リレー４２の接点が閉じ、前記主バッテリーからの電源がスイッチ４３に供給されるようになる。従って、このような状態で前記スイッチ４３をオンすると、前記メインリレー４１が作動して、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へ供給され、従って、前記副空調機１は作動可能な状態となる。
ここで、前記副空調機１の電源をオンして例えば冷房運転に設定すると、室外機１１と室内機１２とが運転を開始して、運転室Ｒ内を冷房する。このような副空調機１の操作は、前記副空調機１が家庭用のエアコンであり、リモコンが付属しているので、このリモコンによって操作すると便利である。
このように、停車中においては、エンジンを停止させた状態であっても、必要に応じて、前記副空調機１を作動させることによって、運転室Ｒ内の冷暖房などの空調を行うことができる。従って、停車中に空調を行うために、トラックのエンジンを作動させなくても良いので、騒音、廃熱、燃料消費、排ガス等の問題を改善することができるのである。
ここで、前記副空調機１の電源をオンして例えば冷房運転に設定すると、室外機１１と室内機１２とが運転を開始して、運転室Ｒ内を冷房する。このような副空調機１の操作は、前記副空調機１が家庭用のエアコンであり、リモコンが付属しているので、このリモコンによって操作すると便利である。
このように、停車中においては、エンジンを停止させた状態であっても、必要に応じて、前記副空調機１を作動させることによって、運転室Ｒ内の冷暖房などの空調を行うことができる。従って、停車中に空調を行うために、トラックのエンジンを作動させなくても良いので、騒音、廃熱、燃料消費、排ガス等の問題を改善することができるのである。
次に、充電制御手段を説明する。
６はエンジンの回転によって回転駆動される発電機であり、この場合は直流２４ボルト以上を発電する。
７はアイソレータであり、１つの入力端子７１と、２つの出力端子７２、７３を備え、入力端子７１から出力端子７２への方向を順方向とする逆流防止ダイオードと、入力端子７１から出力端子７３への方向を順方向とする逆流防止ダイオードと、２つの大電流用のダイオードを内蔵し、２つの出力端子７２、７３間では相互方向に電流が流れないな構成になっている。そして、前記発電機６で発生させた充電電流は前記アイソレータ７で２つの出力端子７２、７３に分配されて、出力端子７２に接続された主バッテリー８と、出力端子７２に接続された副バッテリー２に、それぞれ充電する。
前記アイソレータ７によって、２つのバッテリーに分配して充電することが可能になるとともに、仮に前記副バッテリー２が放電してしまっても、主バッテリー８から副バッテリー２および空調機１側への電流は流れないので、主バッテリー８まで放電してしまうことは防止される。したがって、エンジンの起動には差し障りはない。
６はエンジンの回転によって回転駆動される発電機であり、この場合は直流２４ボルト以上を発電する。
７はアイソレータであり、１つの入力端子７１と、２つの出力端子７２、７３を備え、入力端子７１から出力端子７２への方向を順方向とする逆流防止ダイオードと、入力端子７１から出力端子７３への方向を順方向とする逆流防止ダイオードと、２つの大電流用のダイオードを内蔵し、２つの出力端子７２、７３間では相互方向に電流が流れないな構成になっている。そして、前記発電機６で発生させた充電電流は前記アイソレータ７で２つの出力端子７２、７３に分配されて、出力端子７２に接続された主バッテリー８と、出力端子７２に接続された副バッテリー２に、それぞれ充電する。
前記アイソレータ７によって、２つのバッテリーに分配して充電することが可能になるとともに、仮に前記副バッテリー２が放電してしまっても、主バッテリー８から副バッテリー２および空調機１側への電流は流れないので、主バッテリー８まで放電してしまうことは防止される。したがって、エンジンの起動には差し障りはない。
以上の構成において、
トラックの走行時もしくはエンジン作動時には、
キースイッチ５がＩＧになっているので、リレー４２に電流が供給され接点が開き、前記主バッテリーからの電源はスイッチ４３には供給されなくなるので、スイッチ４３をオンしても前記メインリレー４１は作動せず、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へは供給されず、従って、前記副空調機１は作動しない。
このようなトラックの走行時もしくはエンジン作動時には、副空調機１は作動しないがエンジンによって駆動される主空調機が作動するので、問題は無い。
この状態では、前記発電機６で発生させた充電電流は前記アイソレータ７で分配されて主バッテリー８と副バッテリー２とを充電する。
トラックの走行時もしくはエンジン作動時には、
キースイッチ５がＩＧになっているので、リレー４２に電流が供給され接点が開き、前記主バッテリーからの電源はスイッチ４３には供給されなくなるので、スイッチ４３をオンしても前記メインリレー４１は作動せず、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へは供給されず、従って、前記副空調機１は作動しない。
このようなトラックの走行時もしくはエンジン作動時には、副空調機１は作動しないがエンジンによって駆動される主空調機が作動するので、問題は無い。
この状態では、前記発電機６で発生させた充電電流は前記アイソレータ７で分配されて主バッテリー８と副バッテリー２とを充電する。
次に、エンジンの停止中には、
前記キースイッチ５をＯＦＦに切り替えているので、主バッテリー８からの電源がリレー４２に供給されなくなって、前記リレー４２の接点が閉じるので、前記主バッテリー８からの電源がスイッチ４３に供給されるようになる。従って、このような状態で前記スイッチ４３をオンすると、前記メインリレー４１が作動して、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へ供給され、従って、前記副空調機１は作動可能な状態となる。
このようなエンジン停止中には、主空調機は作動しないが副バッテリー２によって副空調機が作動するので、問題は無い。
前記キースイッチ５をＯＦＦに切り替えているので、主バッテリー８からの電源がリレー４２に供給されなくなって、前記リレー４２の接点が閉じるので、前記主バッテリー８からの電源がスイッチ４３に供給されるようになる。従って、このような状態で前記スイッチ４３をオンすると、前記メインリレー４１が作動して、前記副バッテリー２からの電源は前記インバータ３へ供給され、従って、前記副空調機１は作動可能な状態となる。
このようなエンジン停止中には、主空調機は作動しないが副バッテリー２によって副空調機が作動するので、問題は無い。
なお、家庭用の空調機（エアコン）をトラックに搭載すると、振動の問題などが発生するが、前記室外機１１は、例えば厚さ２０ミリ以上程度の緩衝材１４を間に挟んで設置されているので、振動による影響を低減することが可能となっている。また、室内機１２の取り付けに際しても緩衝材を使用することによって振動の影響を低減している。
また、インバータ方式の家庭用の空調機を使用しているので、例えば家庭用の１２００Ｗの空調機（４．５畳〜６畳用）を使用した場合、運転室は過程の部屋の容積と比べて非常に狭いので、十分な余力があり、前記空調機はインバータ方式によって能力を落として運転するので、極めて低消費電力で作動することになる。そのため、副バッテリー２によって３０時間程度の運転が可能となる。
また、インバータ方式の家庭用の空調機を使用しているので、例えば家庭用の１２００Ｗの空調機（４．５畳〜６畳用）を使用した場合、運転室は過程の部屋の容積と比べて非常に狭いので、十分な余力があり、前記空調機はインバータ方式によって能力を落として運転するので、極めて低消費電力で作動することになる。そのため、副バッテリー２によって３０時間程度の運転が可能となる。
次に、毎日、エンジンをアイドリングさせながら主空調機を作動させて停止している場合と、エンジンを停止させて、本発明よる副バッテリーによる副空調機を作動させる場合とを比較する。
アイドリング中に１時間当たり１リットル程度の燃料を消費し、毎日１０時間アイドリングさせて冷房する場合では、１ケ月間で約３００リットルの燃料が必要となるが、本発明によれば、副バッテリーの充電は走行中の余分なエネルギーを利用しているだけであるので、燃料の消費は僅かである。
そのため、本発明のシステムを採用するために必要な費用は、従来でのアイドリングに要する燃料の数カ月分の費用とほぼ等しいと言える。従って、それ以降はアイドリングに要する燃料が不要になるという効果が得られるとともに、排ガスによる環境汚染の問題や、エンジン騒音の問題も改善されるという効果が得られる。
アイドリング中に１時間当たり１リットル程度の燃料を消費し、毎日１０時間アイドリングさせて冷房する場合では、１ケ月間で約３００リットルの燃料が必要となるが、本発明によれば、副バッテリーの充電は走行中の余分なエネルギーを利用しているだけであるので、燃料の消費は僅かである。
そのため、本発明のシステムを採用するために必要な費用は、従来でのアイドリングに要する燃料の数カ月分の費用とほぼ等しいと言える。従って、それ以降はアイドリングに要する燃料が不要になるという効果が得られるとともに、排ガスによる環境汚染の問題や、エンジン騒音の問題も改善されるという効果が得られる。
キースイッチ５がＩＧになっていても、前記オルタネータまわりの発電系統のトラブルやエンジンが停止したりすると、前記リレー４２の接点が閉じて副空調機の作動が可能な状態になる。以上のように、本発明では、前記キースイッチ５と前記リレー４２とによってエンジンの回転状態を検知することができるようになっている。
なお、前記副バッテリー２とインバータ３の容量に余裕があれば、家庭用の照明や、テレビや、電気ヒータ式の湯沸器や、コンロなどを使用することも可能である。
なお、前記副バッテリー２とインバータ３の容量に余裕があれば、家庭用の照明や、テレビや、電気ヒータ式の湯沸器や、コンロなどを使用することも可能である。
１ 副空調機
１１ 室外機
１２ 室内機
１４ 緩衝材
２ 副バッテリー
３ インバータ
５ キースイッチ
４１ メインリレー
４２ リレー
４３ スイッチ
６ オルタネータ（発電機）
７ アイソレータ
８ 主バッテリー
Ｔ トラック、車両
Ｒ 運転室
Ｐ 整流板
１１ 室外機
１２ 室内機
１４ 緩衝材
２ 副バッテリー
３ インバータ
５ キースイッチ
４１ メインリレー
４２ リレー
４３ スイッチ
６ オルタネータ（発電機）
７ アイソレータ
８ 主バッテリー
Ｔ トラック、車両
Ｒ 運転室
Ｐ 整流板
Claims (2)
- 車両の運転席の天井の上に、交流電源駆動式の家庭用空調機の室外機を緩衝部材を介して取り付け、
前記運転室内には、前記家庭用空調機の室内機を取り付け、
前記室外機と前記室内機とを配管・配線して接続することによって前記運転室内を空調するように構成するとともに、
前記車両に、空調機専用の副バッテリーと、該バッテリーから出力される直流を前記家庭用空調機を駆動するための所定電圧の交流に変換するインバータと、該インバータの交流出力を前記家庭用空調機に供給する供給制御手段と、前記貨物用車両のエンジンの回転によって作動する発電機からの出力で前記副バッテリーを充電する充電制御手段と
を搭載したことを特徴とする車両用副空調システム。 - 前記供給制御手段は、前記エンジンを停止させた状態で、前記空調機の作動停止を制御し、前記エンジンが回転中は前記空調機の作動停止を制御しないスイッチを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の車両用副空調システム。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016078717A (ja) * | 2014-10-20 | 2016-05-16 | 豊 篠木 | 車両用副空調システム |
| US20190077216A1 (en) * | 2016-05-13 | 2019-03-14 | Tiger Tool International Incorporated | Heating and cooling systems and methods for truck cabs |
| US11407283B2 (en) | 2018-04-30 | 2022-08-09 | Tiger Tool International Incorporated | Cab heating systems and methods for vehicles |
| US11993130B2 (en) | 2018-11-05 | 2024-05-28 | Tiger Tool International Incorporated | Cooling systems and methods for vehicle cabs |
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Also Published As
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|---|---|
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