JP5881129B2 - 冷凍室を備えたトラック - Google Patents

Description

本発明は、専用の冷凍システムを装備した冷凍室と、運転室とを備えたトラックに関する。

現在、トラックを含む多くの車両は、車室内の空気を冷却することができる空調設備を装備している。トラックがエンジン停止によって止まっている時、トラックのドライバーは、トラックの空調システムがエンジンで駆動されている場合、空調システムを作動させることができない。従って、トラックが暖かい場所に駐車されている場合、トラックの車室がドライバーにとって不快になる可能性がある。いかなる場合にも、車両の空調設備は、トラックの車室を冷却するために相当量のエネルギーを必要とする。これは、これらの冷蔵装置が比較的小さいサイズであることを必要とし、あまり高価過ぎるべきではないという事実によっても更に言えることであり、そのため、多くの場合、本来の効率が最適ではなくなる。

冷凍室はトラック自体又はセミトレーラー内に載置することが可能であり、この冷凍室を装備したトラックは、通常、冷凍室専用の冷凍システムを装備している。冷凍室を冷凍するために非常に大きな冷却力を必要とするため、通常、これらの冷凍システムは、従来の車両空調設備と比べてはるかに巨大になっている。そのような冷凍システムのほとんどは、蒸気圧縮式（閉ループ式）のものであり、冷媒が、圧縮機、凝縮器、膨張器、及び蒸発器からなる密閉サイクル回路に流れる。大きな冷凍室を冷凍するシステムは、専用の内燃エンジンを備えることができる。それにもかかわらず、特許文献１に記載されているように、高圧下で専用タンク内に貯蔵された窒素又は二酸化炭素等の予め圧縮された流体の単なる開ループ膨張に基づくその他のシステムも存在する。いかなる場合にも、冷凍室の温度は、冷凍システムによって、いつでも、実質的に一定値に維持され、この冷凍システムは、運転室がそのように装備されている場合、トラックの車室の空調システムから独立している

冷凍室の温度はドライバーの快適さのために車室内で必要とされる温度よりもはるかに低いので、冷凍室の冷凍システムを使用して、冷凍室内の温度にそれほど影響を与えずに車室の温度を制御することができる。このため、冷凍室内に設置された熱交換器を使用して車室から来る空気流をリフレッシュすることが、特許文献２から知られている。そして、このリフレッシュされた空気流が車室に戻されて吹き込まれる。このシステムは単一の空気／空気熱交換器を有しており、車室の空気と冷凍室の空気が熱交換することができる。そのような方法は、専用の車室冷却システムの使用を必要としない。

この技術は、十分な空気流を得るために車室から冷凍室へと伸びる大直径のダクトを必要とするが、冷凍室が車両の運転時に車室に対して大きな動きがあるトレーラー又はセミトレーラーに載せられている場合、都合が悪いことが判明している。更に、空気対空気の熱交換は満足できる効率を示さず、空気によって低熱エネルギーを運ぶことは比較的高いエネルギー損失を誘導する。

欧州特許出願公開第１ ６５９ ３５５号明細書 独国特許出願公開第１０１ ４２ ５４６号明細書

本発明は、専用の冷凍システムを装備した冷凍室と、運転室とを有するトラックであって、低いエネルギー消費で運転室をリフレッシュすることができるトラックを提案することを目的とする。

このため、本発明は、運転室に案内される空気流を冷却するように構成された運転室空気冷却交換器を有する運転室と、専用の開ループ冷凍システムを装備した冷凍室とを備えており、開ループ冷凍システムは、圧縮冷凍流体タンクと、冷凍室内の冷凍室熱交換器に圧縮冷凍流体を案内する手段と、冷凍流体を放出するための外気への出口とからなるトラックであって、冷凍流体が外気に放出される前に、冷凍室熱交換器内で循環した冷凍流体の少なくとも一部を運転室に案内して空気調節を行う手段を更に備えているトラックに関する。

本発明により、冷凍室の冷凍システムによって供給される冷却力を使用して、液体又は気体であってよい冷凍流体を運転室に案内することによって運転室をリフレッシュする。運転室がこの流体によって一旦リフレッシュされると、冷凍流体は車両の外側に押し出すことができる。

有益ではあるが強制的ではない本発明の更なる態様によれば、そのようなトラックは以下の特徴のうちの１つ又は幾つかを含むことができる。
・冷凍流体の少なくとも一部が運転室に直接吹き込まれること、
・冷凍流体の少なくとも一部が運転室内に位置する熱交換器に案内されること、
・冷凍流体の少なくとも一部が運転室空気冷却交換器に案内されること、
・運転室が運転室空気冷却交換器と中間交換器の間で熱伝達流体を循環させる熱伝達回路を備えており、冷凍流体の少なくとも一部が中間交換器に案内されること、
・熱伝達回路は相変化が起こらない流体を循環させること、
・運転室空気冷却交換器は、複数の離間配置された空気吹き出し口からなる、運転室の換気システムに連結していること、
・運転室空気冷却交換器は、トラックのダッシュボードの中又は下に少なくとも部分的に設置された換気システムに連結していること、
・運転室空気冷却交換器は、運転室のリビングスペース内に設置されて前記リビングスペースを換気するように構成された局部換気システムに連結していること、
・トラックは、運転室に案内された空気流を冷却するように構成された運転室専用空調システムを備えていること、及び／又は、
・運転室空調システムは蒸発器を備えており、運転室空気冷却交換器と前記蒸発器は同じ換気システムに連結していること。

以下、本発明の目的を限定することなく、本発明を添付図面に関連させた例示的実施形態として説明する。

本発明の第１の実施形態によるトラックの概略図である。 本発明の第２の実施形態によるトラックの概略図である。 本発明の第３の実施形態によるトラックの概略図である。 本発明の第４の実施形態によるトラックの概略図である。 本発明の第５の実施形態によるトラックの概略図である。

図１〜３に示すように、本発明によるトラックＴは、運転室Ｃを備えており、運転室Ｃは、運転室の前方、実質的にはフロントガラス３の下に位置するダッシュボード２と、運転席４と、運転席の背後に位置し、ベッドを設置することができるリビングスペース６とからなっている。トラックＴは、運転室Ｃの下に、シャーシフレームを備えており、その上には、特に、ホイール、及び内燃エンジンＥが載置されている。

トラックＴは、冷凍室１００を装備している。冷凍室１００は、トラックＴ上に一体化させてもよく、トラックＴによって駆動されるトレーラー又はセミトレーラーの一部であってもよい。好ましくは、冷凍室は、空気がそれらの容積の一方から他方へと移動しないように運転室から完全に分離している。冷凍室１００は、例えば、一定温度以下で維持する必要がある品物を運ぶためのものである。冷凍室１００は、冷凍室１００内の所望温度を維持するように構成された冷凍システム１０２を装備している。

冷凍システム１０２は、窒素、二酸化炭素、又は別の種類の冷凍流体であってよい、予圧縮された冷凍流体の膨張及び循環を用いる。予圧縮された冷凍流体は、冷凍システム１０２に属するタンク１０４内に高圧で貯蔵され、冷凍流体回路２００を介して、冷凍室１００内の熱交換器１２０に案内される。空気は、冷凍室１００に送り込まれ、冷却されて冷凍室１００を所望温度にリフレッシュするように冷凍室熱交換器１２０に吹き付けられる。そのようなシステムでは、冷凍流体は車両の外で圧縮される。従って、タンクは、必要に応じて高圧冷凍流体で補充される。或いは、タンクは、空のタンクの満杯のタンクとの容易な交換を可能にするように、車両から容易に取り外しができるように設計してもよい。冷凍室１００は複数のサブ区画室からなっていてもよく、且つ／又は、冷凍室熱交換器１２０は、冷凍流体の流れに対して直列及び／又は並列に配設された複数の交換器ユニットに分割してもよい。

冷凍流体は、一旦冷凍室交換器１２０を通過すると、通常はトラックＴの外側に放出される。言い換えると、冷凍流体は、閉ループ回路内を循環せず、連続的な圧縮及び膨張動作を受けることはない。これにより、窒素等の圧縮された冷凍流体を車両の外で生成する場合少ないエネルギー消費で生成することができるという事実を踏まえると、それに応じてエネルギーを節約することができる。

冷凍システム１０２は、普通、いつでも冷凍室１００において所望温度が得られるように特大サイズであるので、運転室Ｃ内の温度を制御するのに必要とされるエネルギーは、冷凍システム１０２のエネルギー需要に対して、実質的に低くなる。従って、排気ダクト２０２を介してトラックＴの外に直接排気する代わりに、冷凍流体の少なくとも一部を運転室（Ｃ）に送り込んで空気調節を行う、即ち、運転室内の空気の温度を下げることが好ましい。好ましくは、冷凍流体は、冷凍システム１０２を運転室Ｃに接続するダクト２０４を介して、運転室Ｃ内に位置する熱交換器３００に案内される。排気ダクト２０２は、運転室に案内される前に大気に排気される冷凍流体の量を制御するための図示しない弁を装備していることが好ましい。トラックが、冷凍システム１０２を装備した貯蔵室１００が取り外せないように取り付けられた固定式トラック、例えばセミトレーラーを牽引することができるトラクターである場合、ダクト２０４は、好ましくは迅速連結式の、コネクターによって接続される２つの部分から形成されることが好ましい。回路２００内の冷凍流体の交換器３００の方への循環は、ポンプ２０８によって実行することができるが、一部の設計では、単に冷凍流体の圧力から生じることもある。これによって、低いエネルギー消費で運転室を冷却すること、及び冷凍流体の冷却能力を最適化することが可能になる。図１に示す第１の実施形態において、熱交換器３００は、運転室（Ｃ）に案内された空気流（Ｆ１，Ｆ２）を冷却するように構成された運転室空気冷却交換器である。この場合、それは冷凍流体が運転室に案内される空気流と熱交換することができる流体／空気交換器である。運転室空気冷却交換器３００は、トラックＴのダッシュボードの下に位置し、図示しない換気システムと連結していると好都合である。そのような換気システムは、図５に示す実施形態に関して後述する換気システムと同様であってよい。

熱交換器３００内で循環した後、冷凍流体は、運転室空気冷却交換器の下流に位置する第２の排気ダクト２０６を介して外気にトラックＴの外側で排気することができる。運転室空気冷却交換器を通る流体の流れを制御するために、図示しない弁をこの排気ダクト２０６内に設けてもよい。

図２〜５に示す第２〜第５の実施形態において、図１の部品と同様の部品は同じ参照符号を有する。特に明記しない限り、それらは第１の実施形態のように動作する。

図２に示す本発明の第２の実施形態によれば、冷凍流体が案内される熱交換器３００は、同じく運転室（Ｃ）に案内された空気流（Ｆ１，Ｆ２）を冷却するように構成された運転室空気冷却交換器である。従って、それは冷凍流体が運転室に案内される空気流と熱交換することができる流体／空気交換器である。本実施形態では、冷凍流体が案内される熱交換器は、例えば運転室の後部の、例えば運転室の後部壁に沿って、運転室のリビングスペース内に位置している。冷凍流体が案内される熱交換器は、矢印Ｆ３で示すように、運転室Ｃ及び／又は運転室の外部から空気を抽出し、リビングスペース６に空気流Ｆ２を吹き込むように構成された換気システム６２と連結していることが好ましい。これにより、ドライバーに快適な休憩状態を提供する。熱交換器３００により、ドライバーがリビングスペース６で休んだり眠ったりする時、内燃エンジンＥが停止している間、リビングスペース６内の温度を快適なレベルに維持することができる。

図３に示す本発明の第３の実施形態において、トラックＴは、運転室Ｃ専用の熱伝達流体回路４００を備えている。回路４００は、運転室空気冷却交換器４０４と中間交換器４０２の間で熱伝達流体を循環させることができ、冷凍流体の少なくとも一部が中間交換器４０２に案内される。熱伝達流体は、液体、例えば水、水性液体又はグリコール系液体であることが好ましい。熱伝達回路において、熱伝達流体は相変化を受けないことが好ましい。前述の実施例では、熱伝達流体は液相のままである。運転室空気冷却交換器４０４は、熱伝達流体が運転室に案内されることになる空気流と熱交換することができる流体／空気交換器である。中間交換器４０２は、熱伝達流体が冷凍流体と熱交換することができる流体／流体熱交換器である。実際、熱伝達流体は、中間交換器４０２内の冷凍流体によって冷却され、運転室空気冷却交換器４０４を冷却することになる。運転室空気冷却交換器４０４は、トラックのダッシュボード２の下の図示しない換気システムと連結してもよい。回路４００内の熱伝達流体の循環は、ポンプ４０６によって実行することができる。

貯蔵室冷凍システム１０２に使用される冷凍流体を最大限活用する、上記の運転室空調システムは、潜在的に別々にポンプ２０８，４０６をごく僅かに使用してトラックからのエネルギーを使用するので非常に好都合である。それでもやはり、場合によっては、運転室が従来の運転室空調システムも装備していることが望ましいことがある。例えば、トラックがトレーラー又はセミトレーラーを牽引するように構成されたトラクターである場合、トラクターは、時にはそのようなトレーラー又はセミトレーラーなしで動作することや、開ループ冷凍システムを装備していないトレーラー又はセミトレーラーを牽引することがある。そのような場合、トラックによって駆動される従来の閉ループ運転室空調システムを設けると好都合である。

図４に示す本発明の第４の実施形態において、トラックＴは、第２の実施形態のように、運転室Ｃのリビングスペース６内に位置する熱交換器３００を備えている。更に、トラックＴは、運転室Ｃ専用で冷凍室冷凍システム１０２から独立している空調システム１０を装備しており、より具体的には、実質的に運転室Ｃのダッシュボードと、フロントガラスと、運転席／助手席間に構成される領域として定義されるドライバー領域に冷却空気を提供するためのものである。空調システム１０は、図示のように、内燃エンジンＥによって駆動してもよく、電動機等の別の動力源によって駆動してもよい。空調システム１０は蒸気圧縮サイクルに基づくものであってもよく、そのため、エンジンＥによって駆動される圧縮機１２と、凝縮器１６と、レシーバードライヤー１８と、膨張器２０と、蒸発器２２とからなる冷凍回路１４を備えていてもよい。回路１４内を循環する冷凍流体は、例えば、従来のＲ１３４ａ冷媒やＣＯ２であってよい。この冷凍流体は、矢印Ａ３及びＡ４で示すように、回路１４の閉ループ内を循環し、相変化を受ける。矢印Ａ３は、凝縮器１６から蒸発器２２への冷凍流体流を表している。矢印Ａ４は、蒸発器２２から凝縮器１６への冷凍流体流を表している。蒸発器２２は、運転室Ｃのドライバー領域に案内されることになる空気流Ｆ１を冷却するように構成されており、例えば、換気システムの空気ダクト内に組み込まれることによって、運転室Ｃの換気システム８に連結することができる。

換気システム８は、大部分の車両におけるように、運転室Ｃ内の様々な場所に位置する複数の離間配置された空気吹き出し口を備えて、フロントガラス又は側面窓の防曇のような特定の機能を実行するため、及び／又はドライバー／同乗者の足の方へ空気を案内するなどして、ドライバー及び同乗者をより快適にさせるために、換気した空気流Ｆ１を様々な地帯により支配的に拡散させることが好ましい。ほとんどの場合、換気システムは、少なくとも部分的にはダッシュボード２の中又は下に設置される。

換気システム８は、一般的に、空気吹き出し口に送るための１つ又は複数の空気ダクトと、場合により様々な速度で、システムを通して空気流を送り込むためのブロワーとを備えている。換気システムは、更に、どの吹き出し口又は吹き出し口群に空気流を送るかを選択的に制御するための空気分配制御システムを備えていることが好ましい。

換気システム８は、ダッシュボード２上に位置する図示しない制御装置により、ドライバーによって制御することができ、この制御装置は電子制御装置と通信するように構成されており、電子制御装置は、例えば、空気流の温度又は速度に関して、或いは吹き出し口の選択に関して、システムの自動又は半自動制御を実施するように構成してもよい。

換気システム８は、ほとんどの場合、運転室にフレッシュな空気を吹き込むために車両の外部から空気を吸い込むことができるが、その分配システムの一部として、空気を再循環させる手段を更に備えてもよく、その手段では、空気が運転室から吸い込まれ、吹き出し口の１つ又は幾つかを通して運転室にリダイレクトされる。ほとんどの場合、換気システムは、空気流を加熱するためのヒーター、又はその少なくとも一部と連結させることができ、その空気流は換気システムを介して運転室に案内される。ヒーターは、電気抵抗器であってもよく、又は、空気流Ｆ１がエンジン冷却回路の冷却液と熱交換する熱交換器であってもよい。そのようなヒーターは図面には示されていないが、例えば、換気システム８のダクト内に組み込んでもよい。

それは別として、この第４の実施形態は、特に熱交換器３００への冷凍流体の供給に関して、第２の実施形態と同様に機能する。

図５に示す本発明の第５の実施形態によれば、トラックＴは、第４の実施形態に関して説明したような専用の運転室空調システム１０と、図１に関して説明したような冷凍回路２００に接続された運転室空気冷却交換器３００との両方を装備することができ、運転室空気冷却交換器３００と専用の運転室空調システムの蒸発器２２とは同じ換気システム８に連結している。共通の換気システムは、第４の実施形態に関して説明したように少なくとも部分的にはダッシュボード２の中又は下に設置されることが好ましい。この実施形態では、運転室換気システム８は、車両の運転状態に応じて、蒸発器２２によって、又は運転室空気冷却交換器３００によって、或いはそれらの装置の両方によって冷却されることになる冷却空気を送ることができる。従って、いかなる状況下でも、運転室Ｃを冷却することができ、換気システム８を介して冷却空気を送ることで、最高の快適さのために運転室のドライバー領域に最適な分配が達成される。なお、蒸発器２２及び運転室空気冷却交換器３００の両方が冷気を送ると、冷却効果が増大し、非常に暖かい天候の場合に好都合となり得る。

それは別として、この第５の実施形態は、特に運転室空気冷却交換器３００への冷凍流体の供給に関して、第１の実施形態と同様に機能する。

冷凍流体の循環を用いて運転室を冷却することによって、エンジンのアイドリング時のエンジン駆動空調システムの起動を回避することができる。更に、車両の停止時に空気調節を行うためだけにエンジンをかけっぱなしにすることを避けることができ、従ってトラックＴの燃料消費を減らすことができる。

本発明の図示しない実施形態によれば、好ましくは冷凍流体が空気である場合、冷凍流体を熱交換器に案内するのではなく、運転室に直接吹き込んで空気調節を行うことができる。そのような場合、冷凍流体は運転室内で空気と混合するようになる。

いずれの場合も、交換器１２０内で循環した圧縮冷凍流体の全体、又はそのほんの一部を運転室Ｃに案内することができる。

Claims (8)

1. 運転室（Ｃ）に案内される空気流（Ｆ１，Ｆ２）を冷却するように構成された運転室空気冷却交換器（３００，４０４）を有する前記運転室（Ｃ）と、専用の開ループ冷凍システム（１０２）を装備した冷凍室（１００）とを備えており、前記開ループ冷凍システムは、圧縮冷凍流体タンク（１０４）と、前記冷凍室（１００）内の冷凍室熱交換器（１２０）に圧縮冷凍流体を案内する手段（２００）と、前記冷凍流体を放出するための外気への第1の出口とからなるトラック（Ｔ）であって、前記冷凍流体が外気に放出される前に、前記冷凍室熱交換器（１２０）内で循環した前記冷凍流体の少なくとも一部を運転室熱交換器（３００，４０２）に案内して空気調節を行う手段（２０４，２０８）と、前記冷凍流体が前記運転室熱交換器（３００，４０２）内で循環した後、前記冷凍流体を放出するための外気への第２の出口を更に備えている、トラック。
2. 前記運転室（Ｃ）は、前記運転室空気冷却交換器と中間交換器（４０２）の間で熱伝達流体を循環させる熱伝達回路（４００）を備えており、前記冷凍流体の少なくとも一部が前記中間交換器に案内される、請求項１に記載のトラック。
3. 前記熱伝達回路（４００）は相変化を受けない流体を循環させる、請求項２に記載のトラック。
4. 前記運転室空気冷却交換器（３００，４０４）は、複数の離間配置された空気吹き出し口からなる、前記運転室（Ｃ）の換気システム（６２，８）に連結している、請求項１乃至３のいずれかに記載のトラック。
5. 前記運転室空気冷却交換器（３００，４０４）は、前記トラック（Ｔ）のダッシュボード（２）の中又は下に少なくとも部分的に設置された換気システム（８）に連結している、請求項１乃至４のいずれかに記載のトラック。
6. 前記運転室空気冷却交換器（３００）は、前記運転室（Ｃ）のリビングスペース（６）内に設置されて前記リビングスペース（６）を換気するように構成された局部換気システム（６２）に連結している、請求項１乃至４のいずれかに記載のトラック。
7. 前記運転室（Ｃ）に案内される空気流（Ｆ１）を冷却するように構成された運転室専用空調システム（１０）を備えている、請求項１乃至６のいずれかに記載のトラック。
8. 前記運転室空調システム（１０）は蒸発器（２２）を備えており、前記運転室空気冷却交換器（３００，４０４）と前記蒸発器（２２）が同じ換気システム（８）に連結している、請求項７に記載のトラック。

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