JP3449762B2 - 空調装置 - Google Patents
空調装置Info
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- JP3449762B2 JP3449762B2 JP29829493A JP29829493A JP3449762B2 JP 3449762 B2 JP3449762 B2 JP 3449762B2 JP 29829493 A JP29829493 A JP 29829493A JP 29829493 A JP29829493 A JP 29829493A JP 3449762 B2 JP3449762 B2 JP 3449762B2
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- Japan
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- shaft
- air conditioner
- air
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は車両などに用いられる
空調装置に関する。
空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平４−１３４１９８号公報に図３の
ような回転流体機械２０１が記載されている。これはエ
アコンシステム（空調装置）であり、ブロワ２０３は直
結のモータ２０５で駆動され、昇圧された高温の空気は
水冷の空気冷却器２０７で冷却された後、ラジアルター
ビン２０９での断熱膨脹により冷却されて空調用などに
供されると共に、ラジアルタービン２０９の回転力はブ
ロワ２０３とモータ２０５とにフィードバックされてエ
ネルギーが回収される。
ような回転流体機械２０１が記載されている。これはエ
アコンシステム（空調装置）であり、ブロワ２０３は直
結のモータ２０５で駆動され、昇圧された高温の空気は
水冷の空気冷却器２０７で冷却された後、ラジアルター
ビン２０９での断熱膨脹により冷却されて空調用などに
供されると共に、ラジアルタービン２０９の回転力はブ
ロワ２０３とモータ２０５とにフィードバックされてエ
ネルギーが回収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】モータ２０５の回転数
は約１万回転が限度であるから、ブロワ２０３の圧力比
を高めシステムの空調能力を高めるにはインペラ２１１
を大径にするか又はインペラ段数を増やすことが必要で
あるが、いずれもブロワ２０３が大幅に大型になり重く
なる。
は約１万回転が限度であるから、ブロワ２０３の圧力比
を高めシステムの空調能力を高めるにはインペラ２１１
を大径にするか又はインペラ段数を増やすことが必要で
あるが、いずれもブロワ２０３が大幅に大型になり重く
なる。
【０００４】そこでこの発明は、大幅な大型化や重量化
を伴わずに空調能力を高めた空調装置の提供を目的とす
る。
を伴わずに空調能力を高めた空調装置の提供を目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明では、インターナルギヤとピニオンギヤ
とサンギヤからなるプラネタリーギヤ式の増速機構を介
してモータの回転駆動力が伝達されて回転駆動される遠
心式のエアコンプレッサと、このエアコンプレッサから
発生する高温高圧の空気を冷却する冷却器と、冷却器で
冷却された高圧の空気を断熱膨脹させて冷却すると共に
発生した回転力を前記モータと前記コンプレッサにフィ
ードバックするタービンとを備え、前記エアコンプレッ
サの回転軸と前記タービンの回転軸とが直結され、該回
転軸が前記増速機構の両側でケーシングに支承され、前
記回転軸の中間部に回転軸が貫通する中空軸が設けら
れ、該中空軸に前記モータの駆動力が伝達され、前記増
速機構のインターナルギヤが前記中空軸に一体に形成さ
れ、前記増速機構のサンギヤが前記回転軸に一体回転可
能に設けられ、前記インターナルギヤと前記サンギヤに
噛み合うピニオンギヤが前記ケーシングに支持されてい
ることを特徴としている。請求項２記載の発明では、請
求項１記載の空調装置であって、前記中空軸がベアリン
グを介して前記ケーシングに支持されていることを特徴
とする空調装置。請求項３記載の発明では、請求項１又
は請求項２記載の空調装置であって、前記モータの駆動
軸と前記中空軸とがベルト伝動機構で連結され、前記モ
ータの回転駆動力が前記ベルト伝動機構を介して前記中
空軸に伝達されることを特徴としている。請求項４記載
の発明では、請求項１又は請求項２記載の空調装置であ
って、前記モータが前記回転軸と同軸上に配置され前記
モータの回転駆動力が前記中空軸に伝達されることを特
徴としている。
請求項１の発明では、インターナルギヤとピニオンギヤ
とサンギヤからなるプラネタリーギヤ式の増速機構を介
してモータの回転駆動力が伝達されて回転駆動される遠
心式のエアコンプレッサと、このエアコンプレッサから
発生する高温高圧の空気を冷却する冷却器と、冷却器で
冷却された高圧の空気を断熱膨脹させて冷却すると共に
発生した回転力を前記モータと前記コンプレッサにフィ
ードバックするタービンとを備え、前記エアコンプレッ
サの回転軸と前記タービンの回転軸とが直結され、該回
転軸が前記増速機構の両側でケーシングに支承され、前
記回転軸の中間部に回転軸が貫通する中空軸が設けら
れ、該中空軸に前記モータの駆動力が伝達され、前記増
速機構のインターナルギヤが前記中空軸に一体に形成さ
れ、前記増速機構のサンギヤが前記回転軸に一体回転可
能に設けられ、前記インターナルギヤと前記サンギヤに
噛み合うピニオンギヤが前記ケーシングに支持されてい
ることを特徴としている。請求項２記載の発明では、請
求項１記載の空調装置であって、前記中空軸がベアリン
グを介して前記ケーシングに支持されていることを特徴
とする空調装置。請求項３記載の発明では、請求項１又
は請求項２記載の空調装置であって、前記モータの駆動
軸と前記中空軸とがベルト伝動機構で連結され、前記モ
ータの回転駆動力が前記ベルト伝動機構を介して前記中
空軸に伝達されることを特徴としている。請求項４記載
の発明では、請求項１又は請求項２記載の空調装置であ
って、前記モータが前記回転軸と同軸上に配置され前記
モータの回転駆動力が前記中空軸に伝達されることを特
徴としている。
【０００６】
【作用】エアコンプレッサは増速機構を介してモータに
高速で回転駆動され、発生した高温高圧の空気は冷却器
で冷却された後タービンを回転させると共に断熱膨脹に
より更に冷却される。タービンで冷却された空気は空調
用に供され、タービンの回転力はモータとエアコンプレ
ッサにフィードバックされてエネルギーが回収される。
高速で回転駆動され、発生した高温高圧の空気は冷却器
で冷却された後タービンを回転させると共に断熱膨脹に
より更に冷却される。タービンで冷却された空気は空調
用に供され、タービンの回転力はモータとエアコンプレ
ッサにフィードバックされてエネルギーが回収される。
【０００７】こうして、モータの負荷が軽減されると共
に全体の効率が向上する。又、増速機構を設けたことに
よってエアコンプレッサはモータの回転数より高速で駆
動されるからインペラを大径に又は多段構成にせつに圧
力比を高めることができる。従って、大幅な大型化や重
量化を伴わずに空調能力が向上する。また、コンプレッ
サとタービンの回転軸とを直結し、この回転軸を増速機
構の両側でケーシングに支持したことにより、吸込口、
吐出口側のケーシング内に駆動力を伝達する回転軸や増
速機構を連結する回転軸が存在しないので、ケーシング
内の空気流の邪魔になることがなく、空気の流入効率や
吐出効率を低下させることがない。また、インターナル
ギヤが一体に形成された中空軸内に回転軸を貫通させた
ことにより、潤滑空間をコンパクトにまとめることがで
き、潤滑性を向上することができると共に、これによっ
ても大型化を防止することができる。また、ピニオンギ
ヤをケーシングに回転自在に支持したことでインターナ
ルギヤを介して中空軸がケーシングに支持することが可
能になり、この場合インターナルギヤからの駆動力のラ
ジアル方向の荷重が、ピニオンギヤが支持されているケ
ーシングで受けられ、回転軸にラジアル方向の荷重が入
力されるのが抑制され、回転軸の軸振れを防止して回転
軸の回転バランスがより向上することにより空調能力を
向上させることができる。また、回転軸の周囲に軸方向
及び径方向に配置スペースが少ないプラネタリーギヤ式
のギヤ組がコンプレッサとタービンとの間のケーシング
内に同軸上に配置されるので、コンプレッサやタービン
の周囲に広いスペースを確保することができるので、コ
ンプレッサやタービンに接続する管路の取り回しの自由
度を向上することができる。また。モータからの駆動力
のラジアル方向荷重は中空軸の支持ベアリングで受けら
れ、回転軸にラジアル方向の荷重が入力されるのが抑制
され、回転軸の軸振れを防止して回転軸の回転バランス
を向上することにより空調能力をより一層向上させるこ
とができる。 また、モータと中空軸をベルト伝動機構を
介して連結する構成では、空調装置 の周囲の取付構造物
との干渉を回避するレイアウトが可能になる設計上の自
由度を増すことができるものでモータを回転軸と同軸上
に配置する構成では、空調装置全体をコンパクトにする
ことが可能となる。
に全体の効率が向上する。又、増速機構を設けたことに
よってエアコンプレッサはモータの回転数より高速で駆
動されるからインペラを大径に又は多段構成にせつに圧
力比を高めることができる。従って、大幅な大型化や重
量化を伴わずに空調能力が向上する。また、コンプレッ
サとタービンの回転軸とを直結し、この回転軸を増速機
構の両側でケーシングに支持したことにより、吸込口、
吐出口側のケーシング内に駆動力を伝達する回転軸や増
速機構を連結する回転軸が存在しないので、ケーシング
内の空気流の邪魔になることがなく、空気の流入効率や
吐出効率を低下させることがない。また、インターナル
ギヤが一体に形成された中空軸内に回転軸を貫通させた
ことにより、潤滑空間をコンパクトにまとめることがで
き、潤滑性を向上することができると共に、これによっ
ても大型化を防止することができる。また、ピニオンギ
ヤをケーシングに回転自在に支持したことでインターナ
ルギヤを介して中空軸がケーシングに支持することが可
能になり、この場合インターナルギヤからの駆動力のラ
ジアル方向の荷重が、ピニオンギヤが支持されているケ
ーシングで受けられ、回転軸にラジアル方向の荷重が入
力されるのが抑制され、回転軸の軸振れを防止して回転
軸の回転バランスがより向上することにより空調能力を
向上させることができる。また、回転軸の周囲に軸方向
及び径方向に配置スペースが少ないプラネタリーギヤ式
のギヤ組がコンプレッサとタービンとの間のケーシング
内に同軸上に配置されるので、コンプレッサやタービン
の周囲に広いスペースを確保することができるので、コ
ンプレッサやタービンに接続する管路の取り回しの自由
度を向上することができる。また。モータからの駆動力
のラジアル方向荷重は中空軸の支持ベアリングで受けら
れ、回転軸にラジアル方向の荷重が入力されるのが抑制
され、回転軸の軸振れを防止して回転軸の回転バランス
を向上することにより空調能力をより一層向上させるこ
とができる。 また、モータと中空軸をベルト伝動機構を
介して連結する構成では、空調装置 の周囲の取付構造物
との干渉を回避するレイアウトが可能になる設計上の自
由度を増すことができるものでモータを回転軸と同軸上
に配置する構成では、空調装置全体をコンパクトにする
ことが可能となる。
【０００８】
【実施例】図１により第１実施例の説明をする。符号を
附していな部材等は図示されていない。
附していな部材等は図示されていない。
【０００９】この実施例の空調装置１は遠心式のエアコ
ンプレッサ３とモータ５とプラネタリーギヤ式の増速機
構７とタービン９とインタークーラ１１（冷却器）とを
備えている。
ンプレッサ３とモータ５とプラネタリーギヤ式の増速機
構７とタービン９とインタークーラ１１（冷却器）とを
備えている。
【００１０】エアコンプレッサ３とタービン９の各イン
ペラ１３，１５はインペラシャフト１７によって直結さ
れており、インペラシャフト１７はフローティングブッ
シュ１９，１９によってケーシング２１に支承されてい
る。
ペラ１３，１５はインペラシャフト１７によって直結さ
れており、インペラシャフト１７はフローティングブッ
シュ１９，１９によってケーシング２１に支承されてい
る。
【００１１】増速機構７のインターナルギヤ２３は中空
軸２５と一体に形成されている。インペラシャフト１７
は中空軸２５を貫通し、中空軸２５はベアリング２７，
２７によりケーシング２１に支承されている。ピニオン
ギヤ２９はベアリング３１を介してピニオンシャフト３
３に支持され、ピニオンシャフト３３はケーシング２１
に支持されている。サンギヤ３５はインペラシャフト１
７に形成されている。
軸２５と一体に形成されている。インペラシャフト１７
は中空軸２５を貫通し、中空軸２５はベアリング２７，
２７によりケーシング２１に支承されている。ピニオン
ギヤ２９はベアリング３１を介してピニオンシャフト３
３に支持され、ピニオンシャフト３３はケーシング２１
に支持されている。サンギヤ３５はインペラシャフト１
７に形成されている。
【００１２】モータ５の出力軸３７はベアリング３９，
３９を介してケーシング２１に支承されており、出力軸
３７とケーシング２１との間にはシール４１が配置され
ている。出力軸３７と中空軸２５にはプーリ４３，４５
がそれぞれ連結されており、これらのプーリ４３，４５
はベルト４７を介して連結され、ベルト伝動機構４９を
構成している。
３９を介してケーシング２１に支承されており、出力軸
３７とケーシング２１との間にはシール４１が配置され
ている。出力軸３７と中空軸２５にはプーリ４３，４５
がそれぞれ連結されており、これらのプーリ４３，４５
はベルト４７を介して連結され、ベルト伝動機構４９を
構成している。
【００１３】モータ５の回転はベルト伝動機構４９から
増速機構７に伝達され、増速機構７によって増速され、
エアコンプレッサ３のインペラ１３を毎分数万回転の高
速で駆動する。
増速機構７に伝達され、増速機構７によって増速され、
エアコンプレッサ３のインペラ１３を毎分数万回転の高
速で駆動する。
【００１４】エアコンプレッサ３のハウジング５１の吐
出側は空気流路５３を介してインタークーラ１１に連結
されている。インタークーラ１１は屈曲した冷却管５５
と冷却フィン５７とを備え、エンジン駆動のファンによ
り冷却管５５を流れる空気を冷却する。冷却管５５は空
気流路５９を介してタービン９のハウジング６１に連結
されている。
出側は空気流路５３を介してインタークーラ１１に連結
されている。インタークーラ１１は屈曲した冷却管５５
と冷却フィン５７とを備え、エンジン駆動のファンによ
り冷却管５５を流れる空気を冷却する。冷却管５５は空
気流路５９を介してタービン９のハウジング６１に連結
されている。
【００１５】エアコンプレッサ３が駆動されると、吸込
口６３から吸込まれた常温の空気は昇圧されて高温にな
り、インタークーラ１１で冷却された後タービン９に供
給されてインペラ１５を回転させると共に断熱膨脹して
冷却され、吐出口６５から吐出されて車室の冷房に用い
られる。又、タービン９の回転力はインペラシャフト１
７を介してエアコンプレッサ３にフィードバックされて
回転を促進すると共に、増速機構７を介してモータ５に
与えられてモータの負荷を軽減する。こうして、エネル
ギーが回収され、空調装置１全体の効率が向上する。
口６３から吸込まれた常温の空気は昇圧されて高温にな
り、インタークーラ１１で冷却された後タービン９に供
給されてインペラ１５を回転させると共に断熱膨脹して
冷却され、吐出口６５から吐出されて車室の冷房に用い
られる。又、タービン９の回転力はインペラシャフト１
７を介してエアコンプレッサ３にフィードバックされて
回転を促進すると共に、増速機構７を介してモータ５に
与えられてモータの負荷を軽減する。こうして、エネル
ギーが回収され、空調装置１全体の効率が向上する。
【００１６】又増速機構７でモータ５の回転を増速する
ことによって、インペラ１３を大径にせず、又インペラ
を多段構成にせずにエアコンプレッサ３の圧力比を高め
たから、大幅な大型化や重量化を伴わずに空調能力が向
上した。
ことによって、インペラ１３を大径にせず、又インペラ
を多段構成にせずにエアコンプレッサ３の圧力比を高め
たから、大幅な大型化や重量化を伴わずに空調能力が向
上した。
【００１７】次に図２によって第２実施例の説明をす
る。この実施例の空調装置６７は第１実施例の空調装置
１においてモータをエアコンプレッサ３及びタービン９
と同軸に配置してベルト伝動機構４９を省いたものに相
当する。従って、図２では第１実施例と同機能の部材に
は同一の符号が与えられている。又、符号を附していな
い部材は図示されていない。
る。この実施例の空調装置６７は第１実施例の空調装置
１においてモータをエアコンプレッサ３及びタービン９
と同軸に配置してベルト伝動機構４９を省いたものに相
当する。従って、図２では第１実施例と同機能の部材に
は同一の符号が与えられている。又、符号を附していな
い部材は図示されていない。
【００１８】モータ６９は中空軸２５と同軸に配置され
ており、そのステータはケーシング２１に支持されロー
タは中空軸２５上に固定されている。
ており、そのステータはケーシング２１に支持されロー
タは中空軸２５上に固定されている。
【００１９】モータ６９の回転は増速機構７を介して増
速されてエアコンプレッサ３を駆動し、高温高圧の空気
はインタークーラ１１で冷却されてタービン９を駆動す
ると共に、断熱膨脹して低温になり、車室冷房用に供さ
れる。又、タービン９の回転力はインペラシャフト１７
を介してエアコンプレッサ３に又、増速機構７を介して
モータ６９にそれそぞれフィードバックされ、エアコン
プレッサ３の回転を促進すると共にモータ６９の負荷を
軽減する。こうして、エネルギーが回収され、空調装置
６７の効率が向上する。又、上記のようにモータ６９を
エアコンプレッサ３及びタービン９と同軸配置してベル
ト伝動機構４９を省いたから、それだけ軽量でコンパク
トである。
速されてエアコンプレッサ３を駆動し、高温高圧の空気
はインタークーラ１１で冷却されてタービン９を駆動す
ると共に、断熱膨脹して低温になり、車室冷房用に供さ
れる。又、タービン９の回転力はインペラシャフト１７
を介してエアコンプレッサ３に又、増速機構７を介して
モータ６９にそれそぞれフィードバックされ、エアコン
プレッサ３の回転を促進すると共にモータ６９の負荷を
軽減する。こうして、エネルギーが回収され、空調装置
６７の効率が向上する。又、上記のようにモータ６９を
エアコンプレッサ３及びタービン９と同軸配置してベル
ト伝動機構４９を省いたから、それだけ軽量でコンパク
トである。
【００２０】なお、冷却器で高温高圧の空気と熱交換を
して生じた暖気を車両の空調に利用してもよい。
して生じた暖気を車両の空調に利用してもよい。
【００２１】
【発明の効果】この発明の空調装置は、モータの回転を
増速機構で増速してエアコンプレッサを駆動しその圧縮
空気を冷却器で冷却した後タービンを回転させて更に冷
却して空調用に供すると共にタービンの回転力をモータ
とエアコンプレッサで回収するように構成した。このよ
うにエアコンプレッサは高速で回転駆動されるからイン
ペラを大径に又は多段構成にせず、従って大幅な大型化
や重量化を伴わずに、エアコンプレッサの圧力比を高め
空調能力を向上させることができる。
増速機構で増速してエアコンプレッサを駆動しその圧縮
空気を冷却器で冷却した後タービンを回転させて更に冷
却して空調用に供すると共にタービンの回転力をモータ
とエアコンプレッサで回収するように構成した。このよ
うにエアコンプレッサは高速で回転駆動されるからイン
ペラを大径に又は多段構成にせず、従って大幅な大型化
や重量化を伴わずに、エアコンプレッサの圧力比を高め
空調能力を向上させることができる。
【図１】第１実施例の概略図である。
【図２】第２実施例の概略図である。
【図３】従来例の概略図である。
１，６７ 空調装置
３ エアコンプレッサ
５，６９ モータ
７ 増速機構
９ タービン
１１ インタークーラ（冷却器）
Claims (4)
- 【請求項１】 インターナルギヤとピニオンギヤとサン
ギヤからなるプラネタリーギヤ式の増速機構を介してモ
ータの回転駆動力が伝達されて回転駆動される遠心式の
エアコンプレッサと、このエアコンプレッサから発生す
る高温高圧の空気を冷却する冷却器と、冷却器で冷却さ
れた高圧の空気を断熱膨脹させて冷却すると共に発生し
た回転力を前記モータと前記コンプレッサにフィードバ
ックするタービンとを備え、前記エアコンプレッサの回
転軸と前記タービンの回転軸とが直結され、該回転軸が
前記増速機構の両側でケーシングに支承され、前記回転
軸の中間部に回転軸が貫通する中空軸が設けられ、該中
空軸に前記モータの駆動力が伝達され、前記増速機構の
インターナルギヤが前記中空軸に一体に形成され、前記
増速機構のサンギヤが前記回転軸に一体回転可能に設け
られ、前記インターナルギヤと前記サンギヤに噛み合う
ピニオンギヤが前記ケーシングに支持されていることを
特徴とする空調装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の空調装置であって、前記
中空軸がベアリングを介して前記ケーシングに支持され
ていることを特徴とする空調装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の空調装置で
あって、前記モータの駆動軸と前記中空軸とがベルト伝
動機構で連結され、前記モータの回転駆動力が前記ベル
ト伝動機構を介して前記中空軸に伝達されることを特徴
とする空調装置。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載の空調装置で
あって、前記モータが前記回転軸と同軸上に配置され前
記モータの回転駆動力が前記中空軸に伝達されることを
特徴とする空調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29829493A JP3449762B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29829493A JP3449762B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151403A JPH07151403A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3449762B2 true JP3449762B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=17857786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29829493A Expired - Fee Related JP3449762B2 (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 空調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3449762B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100493188B1 (ko) * | 1997-12-26 | 2005-09-08 | 삼성테크윈 주식회사 | 램에어이용공기조화장치 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29829493A patent/JP3449762B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07151403A (ja) | 1995-06-16 |
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