JP2010076587A - 輸送車両のキャビン空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブエンジン３２でコンプレッサ５を駆動する冷凍機１を搭載した冷凍冷蔵トラックＴにおいて、メインエンジンを停止したアイドルストップ状態で、キャビンＣ（乗員室）の冷房を効率よく安定して行い得るようにする。
【解決手段】メイン冷媒回路２７のコンデンサコイル６からの液冷媒の一部を膨張させた後に蒸発させて水（熱媒体）を冷却するサブ熱交換器４２を接続したサブ冷媒回路４０と、このサブ熱交換器４２で冷却された水をキャビンＣ内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器４８が接続された熱媒体回路４５とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、輸送物を冷凍状態ないし低温状態で収容する冷却庫を備えた輸送車両の乗員用キャビン（乗員室）を空気調和するキャビン空調装置に関し、特に、車両走行用のメインエンジンとは異なるサブエンジンにより駆動される圧縮機（コンプレッサ）を備えたものに関する。

近年、原油の高騰や炭酸ガス排出抑制の動きがある中、トラックを使った物流においても燃料消費の抑制の要望が強くなっている。この燃費抑制対策の１つの手段として、トラック乗員の仮眠時や納入先での時間待ちにおけるアイドルストップ（停車中の走行用エンジンを停止する）という有力な手段があるが、この仮眠時等でキャビン内部に対し夏期の冷房及び冬期の暖房を良好に行うことが実現上のネックとなっている。

このようなキャビン内部を冷暖房するために、従来、例えば特許文献１に示されるように、恒温庫内に庫内熱交換器を、またキャビン内部に車室内熱交換器をそれぞれ設けて、両者を熱媒体循環路で接続し、庫内熱交換器で恒温庫内の空気と熱交換した熱媒体を車室内熱交換器に送ってキャビン内部の空気と熱交換させることにより、キャビン内部を恒温庫内の空気に合わせて冷却又は加熱して空調することが提案されている。

また、この提案例のものでは、熱媒体としてエンジンの冷却水を用い、この冷却水を車室内熱交換器又は庫内熱交換器で空気と熱交換させることで、キャビンの暖房と恒温庫内の加温とを切り換えるようになっている。さらに、冷媒圧縮用のコンプレッサ（圧縮機）を走行中は車両走行用エンジンで、また駐車中は地上電源によって作動する電動モータでそれぞれ駆動したり、或いはサブエンジンでコンプレッサを駆動したりするようにしている。
特開２００６−２７３１５０号公報

ところが、上記特許文献１のものでは、恒温庫内の空気を熱源としてキャビン内部の空気と熱交換させるので、冷房時の熱効率が低いとともに、キャビン内の冷房温度は恒温庫内の空気の温度に左右され、安定した冷房能力や温度が得られないという難がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、上記のようにサブエンジンで圧縮機を駆動する冷凍機を搭載した冷凍冷蔵トラック等の輸送車両において、メインエンジンを停止したアイドルストップ状態で、キャビンの冷房を効率よく安定して行い得るようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、熱媒体を冷凍機の冷媒回路の冷媒と直接に熱交換させ、この熱交換された熱媒体をキャビン内の空気と熱交換させて冷房するようにした。

具体的には、請求項１の発明では、乗員を収容するキャビンと、輸送物を収容する冷却庫と、車両走行用のメインエンジンとは異なるサブエンジンにより駆動されてガス冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）、この圧縮機で圧縮されたガス冷媒を凝縮して液冷媒にする凝縮器、この凝縮器の液冷媒を膨張させるメイン膨張手段、及びこのメイン膨張手段で膨張した液冷媒を蒸発させて、その蒸発熱により上記冷却庫内を冷却する蒸発器が接続されたメイン冷媒回路を有する冷凍機とを備えた輸送車両の上記乗員用キャビン内部を空調するようにしたキャビン空調装置が対象である。

そして、上記メイン冷媒回路に並列に接続され、上記凝縮器からの液冷媒の一部を膨張させるサブ膨張手段と、このサブ膨張手段で膨張した液冷媒を１次側で蒸発させて２次側の熱媒体を冷却するサブ熱交換器とが接続されたサブ冷媒回路を備える。また、上記サブ熱交換器での冷媒の蒸発熱により冷却された熱媒体を上記キャビン内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器と、上記熱媒体を循環させる循環ポンプとが接続された熱媒体回路を備えたことを特徴とする。

この請求項１の発明では、冷凍機のメイン冷媒回路における圧縮機がサブエンジンにより駆動されてガス冷媒を圧縮すると、この圧縮機で圧縮されたガス冷媒は凝縮器で液冷媒に凝縮され、この液冷媒はメイン膨張手段で膨張した後に蒸発器で蒸発してガス冷媒となり、そのガス冷媒は圧縮機に戻って再度圧縮される冷凍サイクルが繰り返され、上記蒸発器での冷媒の蒸発熱により、輸送物を収容する冷却庫内が冷却される。

一方、この冷媒回路に並列に接続されているサブ冷媒回路では、上記凝縮器からの液冷媒の一部がサブ膨張手段で膨張し、この膨張した液冷媒はサブ熱交換器の１次側で蒸発してガス冷媒となり、そのガス冷媒は冷媒回路の圧縮機に戻って再圧縮される。そして、このサブ熱交換器の１次側での冷媒の蒸発により２次側の熱媒体が冷却され、この熱媒体は循環ポンプによりキャビン熱交換器に至り、そのキャビン熱交換器でキャビン内部の空気と熱交換してその空気を冷却した後、元のサブ熱交換器の２次側に戻って再度冷却される。

これによって、仮眠時や時間待ちで輸送車両が停車していても、走行用エンジンを停止したアイドルストップ状態で、冷却庫内部を冷却保持するためのサブエンジンの運転を利用してキャビン内部の冷房が行え、燃料消費の抑制が可能となる。

また、このように、冷凍機におけるメイン冷媒回路の冷媒の一部をサブ熱交換器で蒸発させて、その蒸発熱により熱媒体を冷却してキャビン内部を冷房するので、冷却庫内部の空気から冷熱を得てキャビン内部を冷房する場合に比べ、冷房効率が高いとともに、安定して冷房を行うことができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明と同様に、乗員を収容するキャビンと、輸送物を収容する冷却庫と、車両走行用のメインエンジンとは異なるサブエンジンにより駆動されてガス冷媒を圧縮する圧縮機（コンプレッサ）、この圧縮機で圧縮されたガス冷媒を凝縮して液冷媒にする凝縮器、この凝縮器の液冷媒を膨張させる膨張手段、及びこの膨張手段で膨張した液冷媒を蒸発させて、その蒸発熱により上記冷却庫内を冷却する蒸発器が接続された冷媒回路を有する冷凍機とを備えた輸送車両の上記乗員用キャビン内部を空調するようにしたキャビン空調装置が対象である。

そして、１次側が上記膨張手段下流側の冷媒回路に直列に接続され、該１次側の冷媒を蒸発させて２次側の熱媒体を冷却するサブ熱交換器と、このサブ熱交換器で冷却された熱媒体を上記キャビン内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器と、上記熱媒体を循環させる循環ポンプとが接続された熱媒体回路を備えたことを特徴とする。

この請求項２の発明では、輸送車両の冷凍機は上記請求項１の発明と同様に作動し、蒸発器での冷媒の蒸発熱により冷却庫内が冷却される。

一方、熱媒体回路においては、そのサブ熱交換器の１次側が上記膨張手段下流側の冷媒回路に直列に接続されているので、このサブ熱交換器の１次側での冷媒の蒸発により２次側の熱媒体が冷却される。この熱媒体は循環ポンプによりキャビン熱交換器に至り、そのキャビン熱交換器でキャビン内部の空気と熱交換してその空気を冷却した後、元のサブ熱交換器の２次側に戻って再度冷却される。

この発明でも、仮眠時や時間待ちであっても、冷却庫内部を冷却保持するためのサブエンジンの運転を利用してキャビン内部の冷房が行え、燃料消費の抑制が可能となる。

また、冷凍機における冷媒回路の蒸発器下流側の冷媒により熱媒体を冷却してキャビン内部を冷房するので、冷房効率が高いとともに、安定して冷房を行うことができる。

請求項３の発明では、上記請求項１の輸送車両のキャビン空調装置におけるサブ膨張手段は、サブ熱交換器から出た熱媒体の温度を所定温度に調整可能であるものとする。

この発明では、サブ膨張手段の開度を調節することで、熱媒体の温度を所定温度に調整することができ、熱媒体の凍結や配管の着霜等を防止することができる。

請求項４の発明では、上記請求項１〜３のいずれか１つの輸送車両のキャビン空調装置において、熱媒体回路を循環する熱媒体は水とする。また、サブエンジンの冷却水をラジエータとの間で循環させる冷却水循環回路に接続され、サブエンジンからラジエータに至る冷却水を熱媒体回路のキャビン熱交換器に供給可能な冷却水給排回路と、冷房運転時には、上記熱媒体回路の水をサブ熱交換器とキャビン熱交換器との間で循環させる一方、暖房運転時には、上記サブエンジンの冷却水を熱媒体回路のキャビン熱交換器に供給した後にラジエータに戻るように上記熱媒体回路の水流路を切り換える流路切換手段とを備えたことを特徴とする。

この請求項４の発明では、熱媒体としての水が熱媒体回路を循環する。そして、流路切換手段により水の流路が切り換えられ、冷房運転時には、水がサブ熱交換器とキャビン熱交換器との間で循環することで、上記説明と同様にキャビン内部が冷房される。

これに対して、暖房運転時には、サブエンジンの冷却水が冷却水給排回路を経て熱媒体回路のキャビン熱交換器に供給された後にラジエータに戻るように流れる。このことで、サブエンジンで加熱された冷却水がキャビン熱交換器でキャビン内部の空気と熱交換してその空気を加熱し、キャビン内部が暖房される。よって、キャビン内部の冷房に加えて暖房をも行うことができる。

請求項５の発明では、上記請求項１〜４のいずれか１つの輸送車両のキャビン空調装置において、キャビン熱交換器の上流側の熱媒体回路に蓄熱器が接続されていることを特徴とする。

この請求項５の発明では、冷房運転時に、キャビン熱交換器の上流側の蓄熱器に冷熱が蓄えられる。そして、冷却庫内の温度調節のためにサブエンジンや冷凍機の圧縮機が停止し、サブ熱交換器で熱媒体が冷却されなくなったとき、キャビン熱交換器に流れる熱媒体が、蓄熱器に蓄えられた冷熱により冷却され、このことでキャビン内部の冷房を確保することができる。一方、暖房運転時にも、蓄熱器に温熱が蓄えられ、サブエンジンが停止したときには、熱媒体が、蓄熱器に蓄えられた温熱により加熱されるので、キャビン内部の暖房を確保することができる。

以上説明したように、請求項１の発明では、サブエンジンにより駆動される圧縮機を有する冷凍機が搭載された輸送車両において、冷凍機の凝縮器からの液冷媒の一部をサブ膨張手段で膨張させた後に１次側で蒸発させて２次側の熱媒体を冷却するサブ熱交換器が接続されたサブ冷媒回路と、このサブ熱交換器で冷却された熱媒体をキャビン内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器が接続された熱媒体回路とを設けた。また、請求項２の発明では、冷凍機の膨張手段下流側の冷媒回路に１次側が直列に接続され、２次側の熱媒体を冷却するサブ熱交換器と、このサブ熱交換器で冷却された熱媒体をキャビン内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器とが接続された熱媒体回路を設けた。これらの発明によると、仮眠時や時間待ちであっても、冷却庫内部を冷却保持するためのサブエンジンの運転を利用してキャビン内部の冷房を行って燃料消費の抑制を図るとともに、冷却庫内部の空気から冷熱を得てキャビン内部を冷房するのに比べ、冷房効率が高効率化及び冷房の安定化を図ることができる。

請求項３の発明によると、上記サブ膨張手段により、サブ熱交換器から出た熱媒体の温度を所定温度に調整可能としたことにより、熱媒体の凍結や配管の着霜等を防止することができる。

請求項４の発明によると、熱媒体は水とし、サブエンジンの冷却水をキャビン熱交換器に供給可能な冷却水給排回路を設け、冷房運転時には、熱媒体回路の水をサブ熱交換器とキャビン熱交換器との間で循環させる一方、暖房運転時には、サブエンジンの冷却水をキャビン熱交換器に供給した後にラジエータに戻るようにしたことにより、サブエンジンの冷却水でキャビン内部の空気を加熱してキャビン内部を暖房でき、キャビン内部の冷房に加えて暖房をも行うことができる。

請求項５の発明によると、キャビン熱交換器の上流側の熱媒体回路に蓄熱器を接続したことにより、キャビン熱交換器に流れる熱媒体を蓄熱器で冷却又は加熱して、キャビン内部の冷房又は暖房を確保することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

［実施形態１］
図３は輸送車両としてのサブエンジン駆動式冷凍冷蔵トラックＴ（以下、トラックと称する）を示し、このトラックＴは、ドライバ等の乗員を収容するキャビンＣ（乗員室）と、輸送物を収容する冷却庫Ｄとを備え、その冷却庫Ｄ内部は冷凍機１により冷却されるようになっている。

図１及び図２に示すように、上記冷凍機１は、コンデンシングユニット２とエバポレータユニット３とを有する。コンデンシングユニット２はガス冷媒を凝縮するためのもので、図３に示すように、例えば冷却庫Ｄの外側の車体フレームの左右一側部に取り付けられている。一方、エバポレータユニット３は液冷媒を蒸発させるためのもので、図３に示すように、例えば冷却庫Ｄ内側の前部の上端に設けられている。

上記コンデンシングユニット２には、ガス冷媒を圧縮するコンプレッサ５（圧縮機）と、このコンプレッサ５の吐出側に接続されかつコンプレッサ５で圧縮されたガス冷媒を周りの空気（外気）との熱交換により冷却して液冷媒に凝縮する熱交換器からなるコンデンサコイル６（凝縮器）と、このコンデンサコイル６に接続されたレシーバ７及びドライヤ８と、コンプレッサ５の吸込み側にスロットリングバルブ９を介して接続されたアキュムレータ１０とが設けられている。コンプレッサ５の吐出側にはスリーウェイバルブ１１（三方弁）を介してデフロスト配管１３の上流端が分岐接続されている。また、上記スリーウェイバルブ１１とコンプレッサ５の吸込み側のスロットリングバルブ９とは常時閉のデフロスト電磁弁１４を有するバイパス配管１５によって接続されている。

一方、上記エバポレータユニット３とコンデンシングユニット２とは液接続配管１８、ガス接続配管１９及びデフロスト接続配管２０を介して接続されている。エバポレータユニット３は予冷熱交換器２２を備え、この予冷熱交換器２２は、上記コンデンシングユニット２のドライヤ８に上記液接続配管１８を介して接続されてコンデンサコイル６（凝縮器）からの液冷媒が流れる１次側２２ａを有し、その液冷媒を２次側２２ｂのガス冷媒により冷却する。エバポレータユニット３は、さらに上記予冷熱交換器２２の１次側２２ａに接続されかつ上記冷却された液冷媒を減圧膨張させる例えば電磁式のメイン膨張弁２３と、このメイン膨張弁２３及び上記予冷熱交換器２２の２次側２２ｂの間に接続され、メイン膨張弁２３で膨張した液冷媒を蒸発させる熱交換器からなるエバボレータコイル２４（蒸発器）と、メイン膨張弁２３及びエバボレータコイル２４の間にディストリビュータ２５を介して分岐接続されたドレンパンヒータ２６とが設けられている。

上記エバボレータコイル２４は上記冷却庫Ｄ内の空気と熱交換可能であり、その蒸発熱により冷却庫Ｄ内を冷却する。また、ドレンパンヒータ２６は、エバボレータコイル２４で生じたドレン水を受けるドレンパン（図示せず）を加熱することでドレン水を蒸発させるもので、上記コンデンシングユニット２におけるデフロスト配管１３の下流端に上記デフロスト接続配管２０を介して接続されている。そして、上記予冷熱交換器２２の２次側２２ｂは上記ガス接続配管１９を介してコンデンシングユニット２のアキュムレータ１０に接続されている。

以上のように、コンプレッサ５、コンデンサコイル６（凝縮器）、メイン膨張弁２３及びエバポレータコイル２４（蒸発器）は閉じ回路に接続されて、冷凍機１のメイン冷媒回路２７が構成されている。

上記コンプレッサ５はベルト伝動機構３０を介してサブエンジン３２に駆動連結されている。このベルト伝動機構３０は、サブエンジン３２側の駆動プーリ３０ａ、コンプレッサ５側の従動プーリ３０ｂ及び伝動ベルト３０ｃからなる。サブエンジン３２は、トラックＴを走行させるためのメインエンジン（図示せず）とは異なる冷凍機専用のもので、このサブエンジン３０によりコンプレッサ５が駆動されてガス冷媒を圧縮する。

上記サブエンジン３２は冷却水（例えば不凍液）により冷却される水冷式のもので、このサブエンジン３２とラジエータ３３とは閉回路の冷却水循環回路３４により接続されている。この冷却水循環回路３４には、サブエンジン３２の冷却水吐出側に接続された水ポンプ３５と、この水ポンプ３５の吐出側及びラジエータ３３の入口側の間に接続された開閉弁３６とが設けられており、水ポンプ３５により冷却水をサブエンジン３２とラジエータ３３との間で循環させることにより、サブエンジン３２を冷却する。

本発明の特徴として、上記液接続配管１８にはサブ冷媒回路４０の上流端が分岐接続されている。このサブ冷媒回路４０の下流端は上記ガス接続配管１９に接続されており、サブ冷媒回路４０は上記メイン冷媒回路２７に並列に接続されている。

サブ冷媒回路４０の途中には、上記コンデンサコイル６からメイン膨張弁２３に至る液冷媒の一部を膨張させるサブ膨張手段としての例えば電磁式のサブ膨張弁４１と、このサブ膨張弁４１で膨張した液冷媒を１次側４２ａで蒸発させることで２次側４２ｂの水（熱媒体）と熱交換してそれを冷却するサブ熱交換器４２と、開閉弁４３とが直列に接続されている。

また、上記サブ熱交換器４２の２次側４２ｂには熱媒体回路４５が閉じ回路となるように接続されている。この熱媒体回路４５は、上記サブエンジン３２の冷却水を含む水を熱媒体として循環させる。熱媒体回路４５には、吸込み側が上記サブ熱交換器４２の２次側４２ｂに接続されかつ水（熱媒体）を熱媒体回路４５で循環させる循環ポンプ４６と、この循環ポンプ４６の吐出側に接続され、蓄熱材（図示せず）を有する蓄熱器４７と、この蓄熱器４７及びサブ熱交換器４２の２次側４２ｂの間に接続されたキャビン熱交換器４８とが設けられている。つまり、蓄熱器４７はキャビン熱交換器４８の直上流側の熱媒体回路４５に接続されている。そして、キャビン熱交換器４８は、例えば図３に示すようにキャビンＣの内部に、或いはキャビンＣ内部とダクト等で連通するように配置され、このキャビン熱交換器４８には電動モータ４９により駆動されるファン５０が付設されており、このキャビン熱交換器４８において、上記サブ熱交換器４２での冷媒の蒸発熱により冷却された水を、ファン５０により流れるキャビンＣ内部の空気との間で熱交換させるようになっている。

また、上記サブ熱交換器４２の直下流側の熱媒体回路４５には、その部分の水温を検出する温度センサ５２が配置され、この温度センサ５２の温度変化に応じて上記サブ膨張弁４１の開度が制御されるようになっており、このことで、サブ熱交換器４２から出た水の温度を例えば０℃以上となるように調整可能とされている。

さらに、上記循環ポンプ４６の吐出側と蓄熱器４７との間の熱媒体回路４５には、スリーウェイバルブ５４を介して冷却水供給配管５５の下流端が分岐接続されている。この冷却水供給配管５５の途中には開閉弁５６が接続され、冷却水供給配管５５の上流端は上記水ポンプ３５と開閉弁３６との間の冷却水循環回路３４に接続されている。

また、キャビン熱交換器４８とサブ熱交換器４２との間の熱媒体回路４５には、スリーウェイバルブ５７を介して冷却水戻し配管５８の上流端が分岐接続されている。この冷却水戻し配管５８の下流端は上記開閉弁３６とラジエータ３３との間の冷却水循環回路３４に接続されている。これら冷却水供給配管５５及び冷却水戻し配管５８により、冷却水循環回路３４に接続された冷却水給排回路５９が構成され、この冷却水給排回路５９により、サブエンジン３２からラジエータ３３に至る冷却水を熱媒体（水）としてキャビン熱交換器４８に供給可能としている。

そして、上記２つのスリーウェイバルブ５４，５７及び２つの開閉弁３６，５６は流路切換手段を構成しており、これらスリーウェイバルブ５４，５７の切換え及び開閉弁３６，５６の開閉切換えにより、キャビン熱交換器４８を流れる水の流路（経路）を切り換え、冷房運転時には、キャビン熱交換器４８の流入側（蓄熱器４７側）が循環ポンプ４６と連通するようにスリーウェイバルブ５４を切り換え、かつキャビン熱交換器４８の流出側がサブ熱交換器４２と連通するようにスリーウェイバルブ５７を切り換え、開閉弁３６を開きかつ開閉弁５６を閉じることで、図１に示すように、熱媒体回路４５の水を、該熱媒体回路４５のみでサブ熱交換器４２とキャビン熱交換器４８との間で循環させ、キャビンＣ内部の空気をキャビン熱交換器４８で冷却して冷房する。一方、暖房運転時には、キャビン熱交換器４８の流入側（蓄熱器４７側）が冷却水供給配管５５と連通するようにスリーウェイバルブ５４を切り換え、かつキャビン熱交換器４８の流出側が冷却水戻し配管５８と連通するようにスリーウェイバルブ５７を切り換え、開閉弁３６を閉じかつ開閉弁５６を開くことで、図２に示すように、水ポンプ３５から吐出された冷却水を冷却水供給配管５５を経由してキャビン熱交換器４８に供給した後に冷却水戻し配管５８を介してラジエータ３３に戻すように循環させ、キャビンＣ内部の空気をキャビン熱交換器４８で加温して暖房するようになっている。

（冷凍機の作動）
次に、上記冷凍機１の作動について説明する。サブエンジン３２の運転によりベルト伝動機構３０を介してコンデンシングユニット２のコンプレッサ５が駆動され、このコンプレッサ５においてガス冷媒が圧縮されて吐出される。コンプレッサ５から吐出された高圧のガス冷媒はコンデンサコイル６で外気による冷却により凝縮して液冷媒になり、この液冷媒は液接続配管１８を経てエバポレータユニット３の予冷熱交換器２２の１次側２２ａに流入し、２次側２２ｂを戻る低温のガス冷媒により冷却された後、メイン膨張弁２３において減圧されて膨張する。この膨張した液冷媒はエバポレータコイル２４で蒸発してガス化し、そのときの蒸発熱により冷却庫Ｄ内の空気が冷却される。このエバポレータコイル２４で蒸発したガス冷媒（一部は液冷媒のまま）は予冷熱交換器２２の２次側２２ｂに流れて上記１次側２２ａの液冷媒と熱交換して昇温した後、ガス接続配管１９を通ってコンデンシングユニット２のアキュムレータ１０に入り、このアキュムレータ１０からガス冷媒のみがコンプレッサ５に吸い込まれて再圧縮される。

また、こうした冷凍サイクルの経過に伴い、上記エバポレータコイル２４に着霜してその熱交換性能が低下したときには、その除霜のためにデフロスト運転が行われる。このときは、スリーウェイバルブ１１がコンプレッサ５の吐出側をデフロスト配管１３に接続するように切り換わり、コンプレッサ５から吐出された高温のガス冷媒がデフロスト接続配管２０及びエバポレータユニット３のドレンパンヒータ２６を経由してエバポレータコイル２４に供給され、このガス冷媒によりエバポレータコイル２４が加熱され、それに付着した霜が溶融除去される。このエバポレータコイル２４を加熱したガス冷媒は上記と同様に予冷熱交換器２２、ガス接続配管１９及びアキュムレータ１０を経てコンプレッサ５に吸い込まれる。また、デフロスト電磁弁１４が開き、コンプレッサ５から吐出された高温のガス冷媒の一部はそのままコンプレッサ５に吸い込まれる。

尚、開閉弁３６が開くとともに、開閉弁５６は閉じており、サブエンジン３２の冷却水が水ポンプ３５によりラジエータ３３との間で循環してサブエンジン３２を冷却する。

（キャビンの冷房運転）
このような冷凍機１の作動時に、夏期等でキャビンＣ内を冷房するときには、図１に示すように、上記と同様に開閉弁３６が開きかつ開閉弁５６が閉じて、冷却水はサブエンジン３２とラジエータ３３との間で循環している状態に保たれる。

また、熱媒体回路４５におけるキャビン熱交換器４８の流入側（蓄熱器４７側）が循環ポンプ４６と連通するようにスリーウェイバルブ５４が切り換えられるとともに、スリーウェイバルブ５７はキャビン熱交換器４８の流出側がサブ熱交換器４２と連通するように切り換えられる。そして、開閉弁４３が開くことで、上記メイン冷媒回路２７の液接続配管１８を流れる液冷媒の一部がサブ冷媒回路４０に流れ、その液冷媒はサブ膨張弁４１で減圧されて膨張した後、サブ熱交換器４２の１次側４２ａに流入して２次側４２ｂの水と熱交換して蒸発し、その蒸発熱により２次側４２ｂの水を冷却する。このサブ熱交換器４２で蒸発したガス冷媒はメイン冷媒回路２７のガス接続配管１９に戻り、エバポレータコイル２４からのガス冷媒と合流してアキュムレータ１０を経てコンプレッサ５に吸い込まれる。尚、サブ冷媒回路４０に流れるのは冷媒の一部であり、大半の残部はメイン冷媒回路２７を流れるので、冷凍庫Ｄの冷却性能が大きく影響を受けることはない。

そして、上記サブ熱交換器４２の２次側４２ｂで冷却された水は循環ポンプ４６の作動により蓄熱器４７を通り、そこで冷熱の一部を蓄熱した後にキャビン熱交換器４８に流入し、このキャビン熱交換器４８において、上記冷却された水とキャビンＣ内部の空気とが熱交換して、その空気が冷却される。この空気はファン５０によりキャビンＣ内に供給され、このことでキャビンＣ内部が冷房される。また、キャビン熱交換器４８を通過した水はサブ熱交換器４２の２次側４２ｂに戻って再度冷却される（尚、図１ではメイン冷媒回路２７、サブ冷媒回路４０、熱媒体回路４５及び冷却水循環回路３４で流体が流れている状態を太線で示している）。

そのとき、サブ熱交換器４２の直下流側の熱媒体回路４５における水の温度が温度センサ５２により検出され、この温度センサ５２の温度変化に応じて上記サブ膨張弁４１の開度が制御され、サブ熱交換器４２から出た水の温度が例えば０℃以上となるように調整される。その結果、サブ熱交換器４２の直下流側の熱媒体回路４５で配管に着霜したり水が凍結したりするのを防止することができる。

さらに、上記冷却庫Ｄ内の温度調整（温度制御）のために冷凍機１のサブエンジン３２が一時的に運転停止され（ＯＮ−ＯＦＦ運転でのＯＦＦ状態）、或いは上記デフロスト運転が行われると、液接続配管１８の液冷媒がサブ熱交換器４２に流入しなくなるが、そのときには、開閉弁４３が閉じるとともに、それまで蓄熱器４７で蓄熱された冷熱が冷熱源として水に付与されて、その水が冷却保持される。このことで、水の温度の上昇が防止され、キャビンＣの冷房能力が確保される。

尚、その際、スリーウェイバルブ５４が蓄熱器４７と水ポンプ３５（冷却水供給配管５５）との連通を遮断しているので、サブエンジン３２の冷却水が蓄熱器４７に流入することはないが、上記開閉弁５６を閉にすることで、エンジンの高温の冷却水の流入を完全に防止することができる。また、この開閉弁５６は省略してもよい。

（キャビンの暖房運転）
一方、冷凍機１が上記と同様に作動しており、冬期等でキャビンＣ内を暖房するときには、図２に示すように、上記開閉弁３６が閉じかつ開閉弁５６が開き、また開閉弁４３が閉じる。

また、スリーウェイバルブ５４は、熱媒体回路４５におけるキャビン熱交換器４８の流入側（蓄熱器４７）が冷却水供給配管５５と連通するように切り換えられ、かつスリーウェイバルブ５７は、キャビン熱交換器４８の流出側が冷却水戻し配管５８と連通するように切り換えられる。このことで、水ポンプ３５から吐出された高温の冷却水が冷却水供給配管５５を経由して熱媒体回路４５の一部に流入し、その蓄熱器４７を通って温熱の一部を蓄熱した後にキャビン熱交換器４８に入る。このキャビン熱交換器４８において、上記高温の冷却水がキャビンＣ内部の空気と熱交換してその空気を加熱し、この加熱された空気はファン５０によりキャビンＣ内に供給される。よってキャビンＣ内部が暖房される。また、キャビン熱交換器４８を通過した冷却水は熱媒体回路４５から冷却水戻し配管５８を経てラジエータ３３に戻って冷却される。尚、この暖房運転時には循環ポンプ４６が停止する（この図２でもメイン冷媒回路２７、サブ冷媒回路４０、熱媒体回路４５及び冷却水循環回路３４で流体が流れている状態を太線で示している）。

この暖房運転時に、上記冷却庫Ｄ内の温度調整のために冷凍機１のサブエンジン３２が停止すると、直ぐには冷却水の温度は下がらない。しかし、仮に下がったとしても、蓄熱器４７で蓄熱された温熱が温熱源として冷却水に付与されて冷却水が加熱保持される。このことで、冷却水の温度の低下が防止され、キャビンＣの暖房能力が確保される。

（実施形態１の効果）
したがって、この実施形態１においては、乗員が仮眠するためや時間待ちのためにトラックＴが停車したアイドルストップの状態であっても、冷却庫Ｄ内部を冷却保持するためのサブエンジン３２の運転を利用してキャビンＣ内部の冷房を行うことができ、その分、燃料消費の抑制が可能となる。

また、冷房運転時には、冷凍機１におけるメイン冷媒回路２７の液冷媒の一部をサブ熱交換器４２で蒸発させて、その蒸発熱により熱媒体回路４５の水を冷却してキャビンＣ内部を冷房するので、従来のように冷却庫Ｄ内部の空気自体から冷熱を得てキャビンＣ内部を冷房するのに比べ、冷房効率が高いとともに、安定して冷房を行うことができる。

さらに、キャビン熱交換器４８の上流側の熱媒体回路４５に蓄熱器４７が接続されているので、デフロスト運転時等で、蓄熱器４７で蓄熱された冷熱で水を冷却保持でき、キャビンＣの冷房能力が確保される。

また、暖房運転時には、サブエンジン３２の冷却水循環回路３４の冷却水をキャビン熱交換器４８に供給してキャビンＣ内部の空気を熱交換により加熱し、キャビンＣ内部を暖房でき、よってキャビンＣ内部の冷房に加えて暖房をも行うことができる。

［実施形態２］
図４は本発明の実施形態２を示し（尚、図１及び図２と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実施形態１では、メイン冷媒回路２７にサブ冷媒回路４０を分岐して接続し、そのサブ冷媒回路４０にサブ熱交換器４２を接続しているのに対し、サブ冷媒回路４０は設けずに、サブ熱交換器４２をメイン冷媒回路２７（冷媒回路）に直列に接続してその冷媒と直接に熱交換させるようにしたものである。

すなわち、この実施形態では、図４に示すように、実施形態１におけるサブ冷媒回路４０、サブ膨張弁４１、開閉弁４３は設けられていない。また、膨張弁２３下流側のメイン冷媒回路２７にサブ熱交換器４２が接続されている。このサブ熱交換器４２は、その１次側４２ａが上記膨張弁２３直下流側にあるディストリビュータ２５とエバポレータコイル２４との間のメイン冷媒回路２７に直列に接続されていてメイン冷媒回路２７の一部を構成しており、膨張弁２３で膨張した液冷媒の一部を蒸発させて、その蒸発熱により、２次側４２ｂの熱媒体回路４５における水（熱媒体）を冷却するようになっている。尚、図４中、６０は熱媒体回路４５に接続された開閉弁で、閉じ状態では冷却水の循環を停止させるものである。その他の構成は実施形態１と同じである。

（実施形態２の作動及び効果）
この実施形態では、メイン冷媒回路２７において膨張弁２３直下流側にサブ熱交換器４２の１次側４２ａが直列に接続されているので、キャビンＣの冷房運転時、その膨張弁２３で膨張した液冷媒がエバポレータコイル２４に流れる前に一部がサブ熱交換器４２で蒸発し、その蒸発熱により、２次側４２ｂの熱媒体回路４５における水が冷却される。開閉弁６０が開いている状態では、この水は熱媒体回路４５を流れキャビン熱交換器４８（図１参照）においてキャビンＣ内の空気と熱交換して該空気を冷却し、キャビンＣ内部が冷房される。上記サブ熱交換器４２で蒸発するのは液冷媒の一部であり、大半の残部は下流側のエバポレータコイル２４で蒸発するので、冷凍庫Ｄの冷却性能が大きく影響を受けることはない。一方、暖房運転時は上記実施形態１と同じである。よって、この実施形態においても実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。

［その他の実施形態］
尚、上記実施形態では、キャビンＣ内部を冷房と共に暖房できるようにしているが、冷房のみを行うようにしてもよい。その場合、上記実施形態のように、サブエンジン３２の冷却水をキャビン熱交換器４８に流入させる必要がないので、熱媒体回路４５の熱媒体として水以外のものを用いることもできる。

また、上記実施形態は、冷凍冷蔵トラックＴの場合であるが、本発明はその他の輸送車両に対しても適用することができる。

本発明は、輸送車両のキャビンを効率よく安定して冷房できるので、極めて有用で産業上の利用可能性が高い。

図１は、本発明の実施形態１に係るキャビン空調装置の冷房運転状態を示す回路図である。 図２は、暖房運転状態を示す図１相当図である。 図３は、サブエンジン駆動式冷凍冷蔵トラックの概略図である。 図４は、実施形態２の要部を示す図１相当図である。

符号の説明

Ｔ 冷凍冷蔵トラック（輸送車両）
Ｃ キャビン
Ｄ 冷却庫
１ 冷凍機
５ コンプレッサ（圧縮機）
６ コンデンサコイル（凝縮器）
２３ メイン膨張弁（メイン膨張手段）
２４ エバボレータコイル（蒸発器）
２７ メイン冷媒回路
３２ サブエンジン
３３ ラジエータ
３４ 冷却水循環回路
３６ 開閉弁
４０ サブ冷媒回路
４１ サブ膨張弁（サブ膨張手段）
４２ サブ熱交換器
４２ａ １次側
４２ｂ ２次側
４５ 熱媒体回路
４６ 循環ポンプ
４７ 蓄熱器
４８ キャビン熱交換器
５４ スリーウェイバルブ
５６ 開閉弁
５７ スリーウェイバルブ
５９ 冷却水給排回路

Claims (5)

1. 乗員を収容するキャビンと、輸送物を収容する冷却庫と、車両走行用のメインエンジンとは異なるサブエンジンにより駆動されてガス冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮されたガス冷媒を凝縮して液冷媒にする凝縮器、該凝縮器の液冷媒を膨張させるメイン膨張手段、及び該メイン膨張手段で膨張した液冷媒を蒸発させて、その蒸発熱により上記冷却庫内を冷却する蒸発器が接続されたメイン冷媒回路を有する冷凍機とを備えた輸送車両の上記キャビン内部を空調するようにしたキャビン空調装置であって、
   上記メイン冷媒回路に並列に接続され、上記凝縮器からの液冷媒の一部を膨張させるサブ膨張手段と、該サブ膨張手段で膨張した液冷媒を１次側で蒸発させて２次側の熱媒体を冷却するサブ熱交換器とが接続されたサブ冷媒回路と、
   上記サブ熱交換器での冷媒の蒸発熱により冷却された熱媒体を上記キャビン内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器と、上記熱媒体を循環させる循環ポンプとが接続された熱媒体回路と
   を備えたことを特徴とする輸送車両のキャビン空調装置。
2. 乗員を収容するキャビンと、輸送物を収容する冷却庫と、車両走行用のメインエンジンとは異なるサブエンジンにより駆動されてガス冷媒を圧縮する圧縮機、該圧縮機で圧縮されたガス冷媒を凝縮して液冷媒にする凝縮器、該凝縮器の液冷媒を膨張させる膨張手段と、及び該膨張手段で膨張した液冷媒を蒸発させて、その蒸発熱により上記冷却庫内を冷却する蒸発器が接続された冷媒回路を有する冷凍機とを備えた輸送車両の上記キャビン内部を空調するようにしたキャビン空調装置であって、
   １次側が上記膨張手段下流側の冷媒回路に直列に接続され、該１次側の冷媒を蒸発させて２次側の熱媒体を冷却するサブ熱交換器と、該サブ熱交換器で冷却された熱媒体を上記キャビン内部の空気との間で熱交換させるキャビン熱交換器と、上記熱媒体を循環させる循環ポンプとが接続された熱媒体回路を備えたことを特徴とする輸送車両のキャビン空調装置。
3. 請求項１の輸送車両のキャビン空調装置において、
   サブ膨張手段は、サブ熱交換器から出た熱媒体の温度を所定温度に調整可能であることを特徴とする輸送車両のキャビン空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つの輸送車両のキャビン空調装置において、
   熱媒体回路を循環する熱媒体は水であり、
   サブエンジンの冷却水をラジエータとの間で循環させる冷却水循環回路に接続され、サブエンジンからラジエータに至る冷却水を上記熱媒体回路のキャビン熱交換器に供給可能な冷却水給排回路と、
   冷房運転時には、上記熱媒体回路の水をサブ熱交換器とキャビン熱交換器との間で循環させる一方、暖房運転時には、上記サブエンジンの冷却水を熱媒体回路のキャビン熱交換器に供給した後にラジエータに戻るように上記熱媒体回路の水流路を切り換える流路切換手段と
   を備えたことを特徴とする輸送車両のキャビン空調装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つの輸送車両のキャビン空調装置において、
   キャビン熱交換器の上流側の熱媒体回路に蓄熱器が接続されていることを特徴とする輸送車両のキャビン空調装置。

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