JP2621407B2 - 車両用空気調和装置 - Google Patents

車両用空気調和装置

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JP2621407B2 JP63209729A JP20972988A JP2621407B2 JP 2621407 B2 JP2621407 B2 JP 2621407B2 JP 63209729 A JP63209729 A JP 63209729A JP 20972988 A JP20972988 A JP 20972988A JP 2621407 B2 JP2621407 B2 JP 2621407B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は補助エンジンを備えた車両用空気調和装置に
関する。
[従来の技術] 従来より、バス車両などの大型車両では、走行用エン
ジンの他に補助エンジンを備え、この補助エンジンによ
り冷凍サイクルの冷媒圧縮機を駆動する補助エンジン駆
動式の空気調和装置が多く採用されている。
このような空気調和装置は、補助エンジンによって駆
動される冷凍サイクルの他に、走行用エンジンの冷却水
(温水)を導いて空気を暖める温水式熱交換器を備え、
ブロワファンの送風により車室内に冷風あるいは温風を
吹き出すものである。
補助エンジンは、ブロワファンを回転駆動するブロワ
モータの回転軸と同軸上に設けられた電磁クラッチとベ
ルトを介して連結されており、従って、電磁クラッチへ
通電することで補助エンジンとブロワファンとが駆動連
結され、冷房運転時にはブロワファンを補助エンジンの
回転出力によって回転駆動する。
また、暖房運転時には補助エンジンの運転が停止され
るため、電磁クラッチへの通電を停止して補助エンジン
とブロワファンとを切り離すとともに、ブロワモータへ
通電して、ブロワモータの回転出力によりブロワファン
を回転駆動する。
[発明が解決しようとする課題] しかるに、補助エンジンを備えた車両でも、車両を停
車させた状態で暖房運転を行う場合には、熱交換器への
温水の供給、あるいは車載バッテリ充電のために走行用
エンジンを運転させておく必要がある。
このため、住宅街や深夜など静寂性が要求される場所
で暖房を行う場合には、騒音問題が大きな課題となって
いた。
また、暖房運転のために走行用エンジンを運転させる
ことから、燃費が悪くなる課題を有していた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、車両の停車中に走行用エンジンを運転させることな
く冷暖房運転を行うことのできる車両用空気調和装置を
提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手
段を採用する。
補助エンジンによって冷凍サイクルの冷媒圧縮機、及
び車室内へ送風する送風ファンを駆動し、ダクト内に配
された冷媒蒸発器で前記送風ファンにより送られた空気
を冷却して冷房運転を行う車両用空気調和装置におい
て、 前記ダクト内で前記冷媒蒸発器の空気下流側に配され
て、前記補助エンジンの冷却水回路に接続された温水式
熱交換器と、 暖房運転時に前記補助エンジンと前記温水式熱交換器
との間で冷却水を循環させる冷却水循環手段と、 暖房運転時に前記補助エンジンと前記温水式熱交換器
との間を循環する冷却水の温度が所定温度以下の時に冷
却水を加熱する予熱機とを備え、 前記補助エンジンは、暖房運転時にも起動して前記送
風ファンを駆動することを特徴とする。
[作用および発明の効果] 上記構成より成る本発明は、冷房運転を行う場合は、
補助エンジンによって冷凍サイクルの冷媒圧縮機と送風
ファンが駆動され、ダクト内に配された冷媒蒸発器で送
風ファンによって送られた空気が冷却されて車室内へ吹
き出される。
また、暖房運転を行う場合は、冷却水循環手段によっ
て補助エンジンと温水式熱交換器との間を冷却水が循環
し、且つ補助エンジンによって送風ファンが駆動される
ため、温水式熱交換器を通過する空気が温水式熱交換器
の内部を流れる温水(冷却水)との熱交換により加熱さ
れて車室内へ吹き出される。なお、補助エンジンの冷却
水の熱量で十分な暖房能力が得られない場合、つまり補
助エンジンと温水式熱交換器との間を循環する冷却水の
温度が所定温度以下の時には、予熱機によって冷却水を
加熱することで十分な暖房能力を得ることができる。
従って、車両の停車中に暖房運転を行う場合でも走行
用エンジンより冷却水を導く必要がなく、補助エンジン
を運転することにより走行用エンジンを停止させておく
ことができる。
この結果、住宅街や深夜などにおいて車両を停車させ
た状態で冷暖房運転を行う場合には、走行用エンジンと
比較して騒音レベルの低い補助エンジンの使用により車
外騒音を低減させることができる。
また、走行用エンジンより燃料消費量の少ない補助エ
ンジンを使用することにより燃費の低減を抑えることが
できる。
[実施例] 次に、本発明の車両用空気調和装置を図面に示す一実
施例に基づき説明する。
第1図はバス車両に適用した本発明の車両用空気調和
装置の概略構成図である。
本実施例のバス用空気調和装置1は、図示しない走行
用エンジンの他に補助エンジン2を備え、この補助エン
ジン2により、電磁クラッチ3を介して冷凍サイクル4
の冷媒圧縮機5を駆動するとともに、補助エンジン2の
冷却水(温水)を熱源として暖房用のヒータコア(本発
明の温水式熱交換器)6に導くものである。
冷凍サイクル4は、冷媒圧縮機5の他に冷媒凝縮器
7、レシーバ8、ドライヤ9、膨張弁10、冷媒蒸発器11
を備え、これらの機能部品を冷媒配管12により接続した
周知のものである。
上記した補助エンジン2、冷凍サイクル4の各機能部
品、およびヒータコア6は、補助エンジン2のラジエー
タ13、車室内へ空気を供給するためのブロワファン14と
ともにバス車両の客席床下に空調ユニットとして一体に
収納されている。
また、冷媒蒸発器11、ヒータコア6、およびブロワフ
ァン14は、クーラケース15内に収納されている。
クーラケース15には、車室内の空気を導入する内気導
入口16、車室外の空気を導入する外気導入口17、内気導
入口16あるいは外気導入口17より導入された空気を図示
しない送風ダクトを介して車室内へ供給するための吐出
口18が設けられている。
なお、外気導入口17には該外気導入口17を開閉する開
閉ダンパ19が設けられ、必要に応じて車両乗員により操
作される。
ヒータコア6は温水配管20によって補助エンジン2の
ウォータジャケット(図示しない)に接続され、温水配
管20に設けられたウォータポンプ21の作動によって供給
された補助エンジン2の冷却水と周囲の空気とを熱交換
させる。ヒータコア6によって暖められた空気は、ブロ
ワファン14の作動によって吐出口18より送風ダクトを介
して車室内に供給される。
ウォータポンプ21とヒータコア6との間には燃焼式の
予熱機22が配設されている。
この予熱機22は、補助エンジン2の冷却水の熱量では
バス車両の室内を暖房するのに不十分であるため、ヒー
タコア6に供給される冷却水を所定の温度(例えば70℃
以上)にまで加熱するものである。
予熱機22とウォータポンプ21との間には、夏期など長
期に亘って暖房を必要としない場合などに温水配管20を
閉じるための電磁弁23が設けられている。なお、本発明
の冷却水循環手段は、ウォータポンプ21と電磁弁23によ
って構成される。
ラジエータ13は、ラジエータ配管24によって補助エン
ジン2のウォータジャケットに接続され、補助エンジン
2によって駆動される冷却ファン25の送風を受けて加熱
された冷却水を冷却する。なお、ラジエータ配管24には
冷却水の過冷を防ぐためのサーモスタット26が設けられ
ている。
ブロワファン14は、トライブシャフト27、ユニーバサ
ルジョイント28、プーリ29、30およびベルト31を介して
補助エンジン2の出力軸に駆動連結されている。従っ
て、ブロワファン14の能力制御は、補助エンジン2の回
転出力を制御することにより行われる。
このバス用空気調和装置1は、第2図の電気回路図に
示すように車載バッテリ32を電源として作動する制御回
路33により作動モードが決定される。
制御回路33はエアコンスイッチ34の投入により作動
し、車室内の空気温度を検出する内気温サーミスタ35、
外気温を検出する外気温サーミスタ36、および室内温度
設定用サーミスタ37の合成抵抗値の変化を入力信号とし
て作動モードを決定する。
制御回路33は、各リレー38、39、40を介して、補助エ
ンジン2を作動させるための補助エンジン作動回路42、
電磁クラッチ3、およびウォータポンプ21への通電制御
を行うとともに、予熱機22に供給される冷却水の温度を
検出する水温サーミスタ43の検出温度に応じて予熱機22
を作動させるための予熱機作動回路44を通電制御する。
次に、本実施例の空気調和装置1の作動を説明する。
イ)冷房モードの場合。
補助エンジン作動回路42および電磁クラッチ3への通
電により、補助エンジン2の回転出力が電磁クラッチ3
を介して冷媒圧縮機5に継続的に伝達され、冷媒の吸入
および圧縮を行う。冷媒圧縮機5で圧縮された冷媒は、
冷媒凝縮器7に流入し、冷却ファン25の送風を受けて凝
縮液化され、一時レシーバ8に蓄えられる。レシーバ8
から吐出された冷媒はドライヤ9でろ過された後、膨張
弁10を通過する際に断熱膨脹されて低温・低圧の霧状冷
媒となり、冷媒蒸発器11に供給される。冷媒蒸発器11で
は、低温・低圧の冷媒が冷媒蒸発器11を通過する空気と
熱交換して蒸発し、冷媒圧縮機5内に吸引されて上記サ
イクルを繰り返す。
冷媒蒸発器11によって冷却された空気は補助エンジン
2によって駆動されるブロワファン14によって車室内に
送風され、車室内を冷房する。
ロ)暖房モードの場合。
補助エンジン作動回路42およびウォータポンプ21への
通電により補助エンジン2を作動させるとともに、補助
エンジン2の冷却水回路よりヒータコア6に冷却水を導
く。
このとき、水温サーミスタ43によって補助エンジン2
の冷却水回路から予熱機22に供給される冷却水の温度が
検出され、検出した冷却水温が例えば70℃以下の時には
予熱機作動回路44への通電を行い予熱機22を着火させ
る。
従って、ウォータポンプ21によって供給された冷却水
は、予熱機22によって所定温度にまで加熱された後、ヒ
ータコア6に導かれる。
加熱された冷却水はヒータコア6内を流れる際に周囲
の空気と熱交換され、再び補助エンジン2の冷却水回路
に戻る。
冷却水と熱交換されて暖められた空気は、補助エンジ
ン2によって駆動されるブロワファン14によって車室内
に送風され、車室内を暖房する。
このように、冷房運転および暖房運転を補助エンジン
2によって行うことができるため、車両の停車中に冷暖
房運転を行う際には走行用エンジンを運転する必要がな
い。
このため、特に住宅街や深夜などにおいて車両を停車
させた状態で冷暖房運転を行う場合には、走行用エンジ
ンと比較して騒音レベルの低い補助エンジン2の使用に
より車外騒音を低減させることができ、騒音による迷惑
を解消することができる。
また、走行用エンジンより燃料消費量の少ない補助エ
ンジン2を使用することにより燃費の低減を抑えること
ができる。
第3図に本発明の第2実施例を示す。
本実施例では、補助エンジン2とブロワファン14との
間に電磁クラッチ45を備えた発電機46を配設するととも
に、暖房運転時に発電機46の電力を受けてブロワファン
14を回転駆動するブロワモータ47を設けたものである。
従って、発電機46には同軸に電磁クラッチ45が設けら
れており、冷房運転時には電磁クラッチ45が通電される
ことで補助エンジン2の回転出力がブロワファン14に伝
達され、ブロワファン14を回転駆動する。
また暖房運転時には電磁クラッチ45への通電が遮断さ
れるとともに、ブロワモータ47が図示しないリレーを介
して発電機46に接続され、発電機46の電力によりブロワ
モータ47が回転してブロワファン14を回転駆動する。
この結果、冷房運転時には、発電機46の電力により車
載バッテリ32の充電を行ったり、室内灯やラジオなどの
電力負荷をまかなうことができる。
また暖房運転時には、走行用エンジンを停止させた状
態でも、発電機46の電力によって比較的電力消費量の大
きいブロワモータ47を使用することができるため、補助
エンジン2の回転出力を制御することなく、図示しない
レジスタによってブロワモータ47の能力制御を行うこと
ができる。
(変形例) 上記実施例では、本発明の車両用空気調和装置1をバ
ス車両に適用したが、補助エンジン2を備えた他の大型
車両、鉄道車両、あるいは船舶などに適用しても良い。
また、車両用空気調和装置1をバス車両の客席床下に
空調ユニットとして一体に収納したが、第2実施例で示
したように発電機46とともに、電力供給源としてのバッ
テリ、および燃料タンクを空調ユニットに内蔵させるこ
とで、空調ユニットを外部に取り出して電力源のない所
でも使用できるようにしても良い。
従って、空調ユニットを倉庫や屋外テント等の横に設
置して冷暖房を行うことができる。
補助エンジン2の冷却水のみをヒータコア6に供給す
るようにしたが、車両の走行中は走行用エンジンからも
冷却水を導くようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の第1実施例を示すもの
で、第1図はバス用空気調和装置の概略構成図、第2図
はバス用空気調和装置の電気回路図、第3図は本発明の
第2実施例を示すバス用空気調和装置の概略構成図であ
る。 図中 1…バス用空気調和装置(車両用空気調和装置) 2…補助エンジン 4…冷凍サイクル 5…冷媒圧縮機 6…ヒータコア(温水式熱交換器) 11…冷媒蒸発器 14…ブロワファン(送風ファン) 15…クーラケース(ダクト) 20…ウォータポンプ(冷却水循環手段) 22…予熱機 23…電磁弁(冷却水循環手段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−107030(JP,A) 特開 昭55−43932(JP,A) 実開 昭56−1808(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】補助エンジンによって冷凍サイクルの冷媒
    圧縮機、及び車室内へ送風する送風ファンを駆動し、ダ
    クト内に配された冷媒蒸発器で前記送風ファンにより送
    られた空気を冷却して冷房運転を行う車両用空気調和装
    置において、 前記ダクト内で前記冷媒蒸発器の空気下流側に配され
    て、前記補助エンジンの冷却水回路に接続された温水式
    熱交換器と、 暖房運転時に前記補助エンジンと前記温水式熱交換器と
    の間で冷却水を循環させる冷却水循環手段と、 暖房運転時に前記補助エンジンと前記温水式熱交換器と
    の間を循環する冷却水の温度が所定温度以下の時に冷却
    水を加熱する予熱機とを備え、 前記補助エンジンは、暖房運転時にも起動して前記送風
    ファンを駆動することを特徴とする車両用空気調和装
    置。
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