JP2610995B2

JP2610995B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2610995B2
Application number: JP1130087A
Authority: JP
Inventors: 邦男宮嵜
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1989-05-25
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: US5001905A; JPH02310114A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は例えばバス用エアコンに好適な車両用空調装
置に関する。

（従来の技術）一般にバス用エアコンは、例えば実公昭62−40808号
公報のように、車両床下のエンジン搭載位置に、コンデ
ンサおよびエボポレータ等の空調装置本体とコンプレッ
サを集中して配置していたが、それらの位置が車両床下
を利用するバゲージスペースと競合して、上記スペース
を制約する問題があった。

このため、従来においても上記問題を解決するものと
して、例えばコンデンサとエバポレータ、およびブロア
とヒータコア等を車両最後部のルーフ上に集中して配置
する方法が、実公昭63−10326号公報で提案されてい
た。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような構成ではエンジンルーム内
に配置したコンプレッサと、コンデンサ等が上下に非常
に離間しているため、冷媒配管や温水配管が長路化した
りルーフに複雑な構成を要する等して、それらをコンパ
クトに配置することが困難であった。

本発明はこのような問題を解決し、一連の空調機器を
車両後部のバルクヘッドに配置し、それらの配置のコン
パクト化を図るとともに、車室へ供給する空気を全熱交
換器で一旦熱交換し、これをエバポレータまたはヒータ
コアで再度熱交換して、合理的かつ経済的な空調システ
ムを実現した車両用空調装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）このため、本発明の車両用空調装置は、少なくともコ
ンデンサとコンデンサファン、およびエバポレータとヒ
ータコアを有する空調ユニットを備えた車両用空調装置
において、前記空調ユニットを車両後部のバルクヘッド
に配設することで、これら一連の空調機器をコンパクト
に配置し、車両床下を利用したバケージスペースを広く
確保するとともに、上記空調ユニットを配設する空調ユ
ニットスペースを第１および第２熱交換室に区画し、上
記第１熱交換室にコンデンサとコンデンサファンを配置
し、上記第２熱交換室にエバポレータとヒータコアを配
置し、かつ第２熱交換室を送風ダクトに連通す一方、こ
れら熱交換室の境界部に内外気取入口を設け、該内外気
取入口に連通する通気路に、内外気を対抗流可能な全熱
交換器を配設し、熱交換後の内外気を第１および第２熱
交換室に導入可能にして、合理的な空調システムを実現
させたことを特徴としている。

（実施例）以下、本発明をバス用エアコンに適用した図示実施例
について説明すると、第１図乃至第３において１は車両
であるバスで、その車室２の天井部には、送風ダクトで
ある一対の天井ダクト3,3が設けられ、またその下方に
は送風ダクトである一対の床上ダクト4,4が配設されて
いて、該車両前部に前部ダクト５が設けられている。

上記ダクト3,4は車室後方に延設され、それらの基端
部が、車室後部のバルクヘッド（Bulk−Head）６内に配
設した空調ユニット７に接続されていて、該ユニット７
は少なくとも後述するコンデンサとコンデンサファン、
およびエバポレータとヒータコアを備えている。

上記空調ユニット７のスペースは、車両１の前後方向
をインナーパネル８とアウターパネル９で区画され、こ
のうちインナーパネル８は車室後部を仕切り、該パネル
８の上下位置に、内気取入口10,11を設けている。

上記アウターパネル９は、リヤパネル12と共に車両１
の後端部周面を形成しており、その中高位置に、排気口
13,13を設けている。

また、上記空調ユニット７のスペースは、その上下を
アッパーパネル14とロアパネル15で区画され、このうち
アッパーパネル14はルーフパネル16と共に車両１のルー
フを形成しており、該パネル14に外気取入口17,18を形
成している。また、ロアパネル15は、空調ユニットスペ
ースの下部を気密に閉塞しており、該パネル15の前端部
から床上ダクト4,4が下方に突出している。

更に空調ユニットスペースの左右両側面は、サイドパ
ネル19,19によって気密に閉塞され、車両１の後端部側
周面を形成しており、こうして周囲を区画したユニット
スペース内に、略く字形断面の仕切壁20が配設され、上
記スペース内を、第１および第２熱交換室21,22に区画
している。

上記第１熱交換室21は空調ユニットスペースの後方上
部に位置し、該室21の上下位置には排気口13と外気取入
口17が設けられ、これらの通気路に臨ませて、コンデン
サ23とコンデンサファン24が上下位置に配設されてい
る。図中25はファンモータである。

一方、前記第２交換室22は第３図のように、空調ユニ
ットスペースの前部側から後方下部へ屈曲する断面形状
に形成され、該室22の上下位置に内気取入口10,11が設
けられ、これらの通気路に臨ませて、空気清浄器26とエ
バポレータ27、およびヒータコア28が配設されている。

そして、上記第２交換室22の左右両側には、天井ダク
ト３と床上ダクト４の基端部がブロア29を挟んで上下に
配設され、該ブロア29の吸気口が上記交換室22に開口し
ている。

図中、30は第２交換室22の略上半部に配設された外気
導入ダクトで、第３図のように仕切壁20に沿って配設さ
れ、その下側開口部を上記交換室22の略中高位置に開口
するとともに、その上側開口部を前記内気吸気口10に開
口していて、この上側開口位置に臨ませて全熱交換器31
が配設されている。

すなわち、上記全熱交換器31は前記内外気取入口10,1
8の通気路に臨ませて、空調ユニットスペース６の前部
上端位置に設置され、これは例えば実公昭49−36276号
公報のように、二流体を対抗流可能なフィンプレートを
交互に複数積層した、伝熱式熱交換器で構成され、その
一方の流体通路を、内気取入口10から第１熱交換室21に
形成した通気口32に向けて設定し、他方の流体通路を、
外気取入口18から外気導入ダクト30の上側開口部に向け
て設定している。

そして、上記通気口32と外気導入ダクト30の下側開口
部に、給気ドア33,34が設けられ、また天井ダクト３と
床上ダクト４との境界部には切換ドア35が設けられ、更
にエバポレータ27の後方で、ヒータコア28の直下位置に
エアミックスドアである、リヒートエアミックスドア36
が設けられていて、これらのドア33,34,35,36が、各ア
クチュエータ（図示略）を介して自動的に開閉制御され
ている。

上記各アクチュエータの作動は、マイクロコンピュー
タを内蔵したコントロールユニットで制御され、該ユニ
ットには後述するガスセンサの他に、車室内外に設けた
内外気温度センサや湿度センサ、日射センサ等の情報が
入力され、これらの情報を基に所望の空調モード運転に
対し、内外気取入口と、冷風および温風の吹出口、換気
の要否、吹出口温度と風量、並びに後述するコンプレッ
サのON・OFF制御と運転基数等を演算若しくは決定し、
それらの制御信号を各制御対象機器に出力して、当該空
調モードに適合したフィーリングを自動的に設定かつ維
持するようにしている。

例えば、外気導入ドア33,34の駆動用アクチュエータ
は、換気モード運転時には、車室２に設置した例えば二
酸化炭素（CO₂）検出用ガスセンサ（図示略）からの信
号によって、前記ファンモータ25の作動を条件に駆動
し、かつ当該ガス濃度に応じて、上記ドア33,34の開度
を制御可能にしている。この場合、上記アクチュエータ
は、暖房運転時には当該モード信号によって駆動し、給
気ドア33,34の開度を当該車室温度に応じて、制御可能
にしている。

また、切換ドア35の駆動用アクチュエータは、空調装
置の冷房運転時に開作動して上記ドア35を開放し、冷風
を天井ダクト３へ送風可能にし、一方、暖房運転時には
閉作動して上記ドア35を閉鎖し、温風を床上ダクト４へ
送風可能にしている。

更にリヒートエアミックスドア36の駆動用アクチュエ
ータ（図示略）は、空調装置の冷房または暖房運転時に
駆動され、そのフルクールおよびフルヒートモード時に
は、全開および全閉して冷風もしくは温風の全量を各ダ
クトへ送風可能にし、一方、春秋等の中間気での空調運
転時には、所望の空調モードないしは車室温度に応じて
開度を制御可能にしている。

この他、図中37は車両１の床下に設けたバケージスペ
ース、38は車両１の後部に配置したコンプレッサで、そ
の近接位置に設置したエンジン（図示略）により駆動可
能にされている。

（作用）このように構成した車両用空調装置は、空調ユニット
７を構成する一連の機器、すなわちコンデンサ23とコン
デンサファン24、エバポレータ27とヒータコア28、ブロ
ア29と空気清浄器26、全熱交換器31とリヒートエアミッ
クスドア36等を、車両後部のバルクヘッド６に近接配置
して収容し、かつ該ユニット７下方の近接位置に、コン
プレッサ38を配置したから、これらの配置スペースがコ
ンパクトになり、それらの冷媒配管と温水配管が簡潔か
つ容易になるとともに、車両１の床下中間部の利用が開
放されて、当該部を利用するバケージスペース37を広域
に確保し得る。

こうして車両１に搭載された空調装置は、所望の空調
モード運転を選択することにより、コントロールユニッ
トが当該空調モードに応じて制御作動を開始する。

すなわち、上記コントロールユニットには、車室２の
二酸化炭素濃度を検出するガスセンサや内外気温度セン
サ、湿度センサ、日射センサその他各種の情報が入力さ
れ、これらの情報を基に刻々変動する車室内外の環境を
判断し、これを予め記憶した空調制御情報に基いて、内
外気取入口と、冷風および温風の吹出口、換気の要否、
吹出口温度と風量、並びにコンプレッサのON・OFF制御
と運転基数等を決定若しくは演算し、それらの制御信号
を各制御対象機器に出力して、当該空調モードを自動的
に設定かつ維持させる。

例えば、最強の冷房モード運転が選択されると、コン
プレッサ28をフル回転させるとともに、ブロア29を高速
回転して送風量を増量させ、またリヒートエアミックス
ドア36を、当該アクチュエータを介し第３図の実線のよ
うに全開させて、ブロア29への通風路を全開させ、更に
空気取入口として内気取入口10,11を選択するととも
に、切換ブロア35を当該アクチュエータを介し同図実線
のように全開させて、天井ダクト３への送風路を選択す
る。この場合、上記選択当初は給気ドア33,34は閉鎖さ
れている。

したがって、このような状況の下でブロア29が高速回
転すると、車室空気が内気取入口10,11が第２熱交換室2
2に吸入され、これが該室22内ブロア29に向かって移動
し、その際一部の空気が空気清浄器26を通過して、塵埃
を取り除かれる。

上記流入空気は、この後エバポレータ27に導かれ、該
エバポレータ27で熱交換されて冷却され、その冷気がブ
ロア29を介して天井ダクト3,3へ送り出され、該ダクト
3,3内を移動して車室２内に吹き出される。

一方、空調運転に伴ないファンモータ25が始動し、コ
ンデンサファン24が回転すると、外気が外気取入口17か
ら第１熱交換室21内に吸い込まれ、これがコンデンサ23
を通過する際に熱交換されて、コンデンサ23を冷却し、
吸熱後の空気が排気口13,13から車外へ排出される。

このような冷房運転時に車室２内の二酸化炭素濃度が
所定値に達し、これがガスセンサ（図示略）に検出され
て、その信号がコントロールユニットに入力されると、
コントロールユニットは前記空調モードと平行して、換
気モード運転を実行し、その制御信号を給気ドア33,34
の駆動用アクチュエータ（図示略）へ出力して、これら
を駆動させ、上記ドア33,34を第３図の実線のように開
放させる。なお、この場合、コンプレッサ38の運転基数
が減少され、実施例では１基になり、またブロア29の回
転速度も減速される。

こうして給気ドア33が開放されると、車室２と第１熱
交換室21とが、内気取入口10と全熱交換器31のフィンプ
レートが形成する通気路を介して連動し、かつ給気ドア
33の開口部周辺には、コンデンサファン24の回転による
ベルヌーイ効果によって、負圧が形成される。

また、給気ドア34が開放されると、外気取入口18と第
２熱交換室22とが、全熱交換器31のフィンプレートが形
成する通気路と外気導入ダクト30を介して連通する。

このため、高温側流体である外気が、ブロア29によっ
て外気取入口18,18から吸い込まれ、これが全熱交換器3
1のフィンプレートが形成する通気路に導かれて、第３
図の矢視のように移動し、また低温側流体である内気の
一部が、上記負圧によって全熱交換器31のフィンプレー
トが形成する通気路に導かれて、同図の矢視のように移
動する。

すなわち、上記内外気は全熱交換器31内を第３図のよ
うに対抗流を形成して移動し、その際それらが互いに熱
交換され、このうち外気は内気の温度および湿度に近い
状態、つまり冷却かつ除湿された状態で全熱交換器31を
通過し、一方、内気は外気の熱を吸熱した状態で全熱交
換器31を通過する。

そして熱交換後、上記外気は外気導入ダクト30に導か
れて第２熱交換室22へ移動し、該室22のエバポレータ27
で再度熱交換されて冷却され、ブロア29を介して天井ダ
クト３へ送り出され、車室２内に吹出される。

このように上記換気に際しては、外気を全熱交換器31
で一旦冷却かつ除湿して全熱交換しているから、これを
エバポレータ27で再度熱交換する場合でも、差程大きな
熱負荷増にならず、コンプレッサ38の負担を軽減する。

また、熱交換後の内気は熱交換前に比べて、高温かつ
高湿状態になるが、それでも車外の外気に比べて低温状
態に置かれるから、これがコンデンサ23を通過する際に
冷却効果を呈して、コンデンサ23の熱交換を増進させ
る。

なお、上述のような最強の冷房運転モードの代わり
に、中間ないし弱冷房運転モードを選択した場合には、
これに応じて例えばブロア29の回転速度やコンプレッサ
38の運転基数が調整され、また春秋等の中間期には、リ
ヒートエアミックスドア36の開度を当該空調モードに応
じて調整し、エバポレータ27を一旦冷却した空気に対
し、ヒータコア28への流量を調量して、所望の車室温度
を設定する。

また、上記冷房運転時には上述のような内気循環の代
わりに、給気ドア33,34を開放させて、外気を熱交換さ
せることも、勿論可能である。

次に冬期等の暖房運転時に、例えば最強の暖房モード
が選択されると、温水ポンプと予熱器（共に図示略）が
ONされ、温水バルブ（図示略）が全開される。また、ブ
ロア29を高速運転させて送風量を増量させるとともに、
リヒートエアミックスドア36を、当該アクチュエータを
介し第３図の破線のように全閉させて、導入空気の全量
をヒータコア28へ供給可能にする。

更に空気取入口として、外気取入口18,18が選択さ
れ、これに応じて給気ドア33,34を、当該アクチュエー
タを介して全開させ、かつ全熱交換器31を介して車室２
と第１熱交換室21を連通させる一方、全熱交換器31と外
気導入ダクト30を介して、外気取入口18,18と第２熱交
換室22を連通させ、また切換ドア35を、当該アクチュエ
ータを介し同図破線のように全閉させて、床上ダクト４
への送風路を選択する。

この場合でもファンモータ25が駆動され、コンデンサ
ファン24が回転される。

したがって、このような状況の下でブロア29が高速回
転すると、低温側流体である外気が、外気取入口18,18
に吸い込まれて全熱交換器31に導かれ、一方、暖房運転
時にも上述のようにコンデンサファン24が回転されるか
ら、外気取入ドア33の開口部周辺には、前述のように負
圧が形成される。

このため、高温側流体である車室空気が、内気取入口
10から吸い出され、これが全熱交換器31内を上記ドア33
方向へ移動する。

すなわち、上記内外気は全熱交換器31のフィンプレー
トが形成する通気路内を、第３図のように対抗流を形成
して移動し、その際それらが互いに熱交換され、このう
ち外気は、内気の熱を吸熱して車室温度近くに加温さ
れ、一方、内気は外気に吸熱されて冷却される。

そして上記熱交換後、外気は外気導入ダクト30に導か
れて第２熱交換室22へ移動し、該室22のリヒートエアミ
ックスドア36を介して、その全量がヒータコア28に導か
れ、該ヒータコアで再度熱交換されて加温され、その暖
気がブロア29,29を介し床上ダクト4,4へ送り出され、車
室２内に吹き出される。

一方、内気は給気ドア33を通過後、別の外気取入口17
から第１熱交換室21に流入した外気と合流して、車外に
排出される。

このように上記暖房に際しては、外気を全熱交換器31
で一旦加温し、これをヒータコア28で再度熱交換して加
温させているから、暖房が効率良く行なわれ、しかも一
部の換気用ないしは排出用内気を利用することことで、
合理的かつ経済的な暖房システムを実現できる。

なお、天井ダクト3,3の前部に、例えば外気を導入可
能なバイレベルファン（図示略）と、上記ダクト3,3を
閉鎖可能なバイレベルドアを設け、それほど加温を要し
ない暖房時にこれらを作動させて、天井ダクト3,3から
冷風を吹き出させ、いわゆる頭寒足熱の空調状態を設定
させることも可能である。

（発明の効果）本発明の車両用空調装置は以上のように、少なくとも
コンデンサとコンデンサファン、およびエバポレータと
ヒータコアを有する空調ユニットを備えた車両用空調装
置において、前記空調ユニットを車両後部のバルクヘッ
ドに配設したから、従来のこの種装置のように、空調ユ
ニットを車両のルーフ上に搭載するものに比べて、それ
らの配置スペースをコンパクト化でき、冷媒配管や温水
配管を簡潔かつ容易に行なえるとともに、車両床下を利
用したバケージスペースを広く確保することができるか
ら、大型バス等に好適な効果がある。

また、本発明では上記空調ユニットを配設する空調ユ
ニットスペースを第１および第２熱交換室に区画し、上
記第１熱交換室にコンデンサとコンデンサファンを配置
し、上記第２熱交換室にエバポレータとヒータコアを配
置し、かつ第２熱交換室を送風ダクトに連通する一方、
これら熱交換室の境界部に内外気取入口を設け、該内外
気取入口に連通する通気路に、内外気を対抗流可能な全
熱交換器を設置し、熱交換後の内外気を第１および第２
熱交換室に導入可能にしたから、冷房または暖房運転を
効率良く行なえるとともに、エバポレータおよびヒータ
コアの負担が軽減され、経済的で合理的な空調システム
を実現できる効果がある

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は本発
明を適用した車両の後部バルクヘッドの状況を示す説明
図、第３図は本発明の要部を拡大して示す断面図であ
る。１……車両、3,4……送風ダクト６……バルクヘッド、７……空調ユニット 10……内気取入口、18……外気取入口 21……第１熱交換室 22……第２熱交換室、23……コンデンサ 24……コンデンサファン 27……エバポレータ、28……ヒータコア 31……全熱交換器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともコンデンサとコンデンサファ
ン、およびエバポレータとヒータコアを有する空調ユニ
ットを備えた車両用空調装置において、前記空調ユニッ
トを車両後部のバルクヘッドに配設するとともに、上記
空調ユニットを配設する空調ユニットスペースを第１お
よび第２熱交換室に区画し、上記第１熱交換室にコンデ
ンサとコンデンサファンを配置し、上記第２熱交換室に
エバポレータとヒータコアを配置し、かつ第２熱交換室
を送風ダクトに連通する一方、これら熱交換室の境界部
に内外気取入口を設け、該内外気取入口に連通する通気
路に、内外気を対抗流可能な全熱交換器を配設し、熱交
換後の内外気を第１および第２熱交換室に導入可能にし
たことを特徴とする車両用空調装置。