JPS5855056Y2 - 車輛用空気調和装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車輌に用いるための空気調和装置に係る。

従来のバス等の車輌に用いられている空調システムは、
車室内空気を空気調和装置に送り、その空気調和装置で
空調された空気を再び車室内へ送る、いわゆる内気循環
式であり、また換気に関しては車輌走行時に車室内へ自
然に流入せられる外気を利用した、いわゆる自然換気式
のものである。

このような自然換気式のものにおいては、車室内に自然
に流入せられる外気の量即ち総換気量が車輌速度の変動
に伴い変動し、車輛速度により換気負荷が異ってしまう
がため車室内の平衡温度が変動するとともに、車輌速度
の低速域においては必要換気量が確保できず、煙草の煙
が目にしみる、息苦しい等といった空気衛生上の問題が
生じていた。

一般に必要換気量（↓１人当す１０ｍ３／ｈ以上であり
、従って４０人乗りの車輛の場合４００ｍ３／ｈ以上必
要とされる。

また、近年の高級車輛においては、窓枠が気密に固定さ
れて空気洩れが非常に少ないようになっているがために
、上記の問題は特に顕著である。

更に従来の車輌のなかには、空気調和装置のハウジング
に穴を設けて外気とのそのハウジング内空間とを連通せ
しめた構造のものもあるが、そのハウジングに設けられ
た穴を通ってハウジング内空間に流入せられる外気の流
量はハウジング内空間の圧力の変動に応じて変動してし
まう。

即ち、空調システム全体を循環する空気の総循環量とい
うものは車室内の空調負荷及び暖房時か冷房時かのモー
ドの違いによって変動するが、その変動に伴って流人外
気量も変動してしまい、上述した問題は避けられない。

本考案は上述した従来技術の欠点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、車輌速度及び総循環量の
変動に関係なく常に所定量の換気を可能ならしめる車輌
用空気調和装置を提供することである。

かかる本考案の目的は、空気調和装置のハウジング内空
間に送風装置により常に所定量の外気を積極的に導入せ
しめる構成により遠戚された。

以下本考案の一実施例を添付図面を参照して詳述する。

第１図は本考案による空気調和装置１を有する空調シス
テムがバス車輛に適用された例を示し、その空気調和装
置１は車輛２の床下部に装備され、車室内の空調される
べき空気は床面空気取入口３から空気調和装置１に流入
せられて空調され、空調済の空気はダクト４を通って天
井部に備えられた多数の冷風吹出口５及び床面上の乗員
足元付近に備えられた多数の温風吹出口（図示なし）か
ら車室内へ循環せられるようになっている。

第２図に詳細が示されているように、本考案による空気
調和装置１は空調用補助エンジン１１を有し、その補助
エンジン１１の出力軸１３は冷凍サイクルの圧縮機１５
に作動連結せられているとともに、別の出力軸１７は冷
却用ファン１９に連結せられ、そのファン１９は車輛２
の側面外板に設けられた開口部２１より外気を導入し、
その外気により冷凍サイクルの凝縮器２３を強制冷却す
るようになっている。

補助エンジン１１の出力軸１７にはプーリ２５が固着さ
れ、そのプーリ２５は、出力軸１７とほぼ平行をなして
延在する軸２７の一端に固着せられたプーリ２９にベル
ト３１を介して連結せられている。

軸２７の他端には電磁クラッチ３３が備えられ、その電
磁クラッチ３３は付勢時プーリ３５を軸２７に駆動連結
せしめるとともに消勢時そのプーリ３５はモータ３７の
出力軸３９に駆動連結されるようになっている。

そのプーリ３５は、シロッコファンよりなる送風装置４
１の軸４３に固着せられたブーＩＪ４５にベルト４７を
介して連結せられている。

第３図に詳細が示される通り、空気調和装置１はハウジ
ング５１を有し、そのハウジング５１は、第１図にも示
されている空気取入口３を介して車室内空間とハウジン
グ内空間５３とを連通せしめる空気人口５５及び第１図
のダクト４とハウジング内空間５３とを連通せしめる空
気出口５７を有している。

送風装置４１は、電磁クラッチ３３の付勢、消勢に応じ
補助エンジン１１及びモータ３７のいずれか一方からの
動力により作動せられ、その際車室内空間内の空調され
るべき空気を空気取入口３及び空気人口５５を通してハ
ウジング内空間５３：こ導入せしめるとともに空調済空
気を空気出口５７、ダク１−４及び冷風吹出口５又は温
風吹出口（図示なし）を通して車室内空間へ排出せしめ
る。

空気人口５５と空気出口５７との間のハウジング内空間
５３には熱交換装置６１が配備されていて空気人口５５
からそのハウジング内空間に導入される空調されるべき
空気に対し熱交換を行うようになっている。

その熱交換装置６１は車輌の主エンジンの冷却水を熱源
とする加熱器６３と冷凍サイクルの蒸発器よりなる冷却
器６５とを有している。

ハウジング５１には外気取入口６７が備えられ、その外
気取入ｉら７は車輌の外板に設けられた開口部６９に可
撓ダクト７１を介して連通せしめられている。

外気取入口６７には外気取入用送風装置７３が取付けら
れ、その外気取入用送風装置はハウジング５１の壁内面
に固定されたブラケット７５により支持されているモー
タ７７と、そのモータの出力軸７９に固着された軸流フ
ァン８１とを有している。

その外気取入用送風装置７３のモータ７７は常に所定の
回転数で回転し、それによりファン８１は開口部６９、
ダクト７１及び外気取入口６７により構成される外気取
入用通路を通して常に所定量の外気をハウジング内空間
５３へ導入せしめるようになっている。

外気取入用送風装置７３がハウジング５１に取付けられ
ていることは前述した通りであるが、注目すべきことは
、第３図に明瞭に示されているように、外気取入用送風
装置７３に対向する位置において車輛２の外板に開口部
６９が設けられていることである。

以上の構成を備えた本考案による空気調和装置の作動に
ついて以下説明する。

車室内の運転席近傍に設置されている空調装置制御パネ
ル（図示せず）の外気導入スイッチにより外気導入用送
風装置７３のモータ７７を付勢してファン８１を回転せ
しめ、外気取入口６７からハウジング内空間５３へ常に
所定量の外気を導入せしめる。

冷房時には、空調装置制御パネルのモード切換レバーを
冷房用に切換へ、それにより補助エンジン１１を駆動せ
しめるとともに電磁クラッチ３３を付勢してプーリ３５
を軸２７に作動連結せしめ、送風装置４１を補助エンジ
ン１１の動力により回転せしめる。

それにより、車室内空間の空気は床面空気取入口３及び
空気人口５５を通ってハウジング内空間５３に導入され
、その空気は外気取入用送風装置７３によりハウジング
内空間５３に導入された外気と混合されて熱交換装置６
１を通過し、空気出口５７から車室内空間に排出せしめ
られる。

補助エンジン１１の駆動により圧縮機１５が作動され、
冷媒を圧縮せしめる。

圧縮された冷媒は凝縮機２３にて冷却されて液化し、そ
の液冷媒は図示しない膨張弁で膨張せられて熱交換装置
６１の冷却器６５に流入し、そこで蒸発することにより
前述した車室内空気と外気との混合空気から熱を奪う。

こうして冷却された空気は空気出口５７及びダクト４を
通り、冷風吹出口５から車室内に送られる。

このとき、加熱器６３へのエンジン冷却水の流入は図示
しない温水弁の閉塞によって防止される。

換気又は暖房時には、空調装置制御パネルのモード切換
レバーを換気又は暖房用に切換へ、それにより補助エン
ジン１１を非作動状態にするとともに電磁クラッチ３５
を消勢し、プーリ３５をモータ３７に連結せしめ、この
モータ３７を作動させる。

それにより送風装置４１は作動状態に維持される。

また、図示しない温水弁を開いて、加熱器６３へ高温の
エンジン冷却水を流入させる。

ハウジング内空間５３に導入せられた車室内空気と外気
との混合空気は加熱器６３により熱を奪い、こうして加
熱された空気は空気出口５７及びダクト４を通って図示
しない床面上の温風吹出口から車室内へ送られる。

外気取入用送風装置７３は、冷房時、暖房時にかかわり
なく常に作動状態を維持されていて、車輌の外板に設け
られた開口部６９、可撓ダクト７１及びハウジング５１
に設けられた外気取入口６７により構成された外気取入
用通路を通して常に所定量の外気をハウジング内空間５
３へ強制導入している。

以上述べた本考案による空気調和装置１の作動特性につ
いて第４図乃至第６図を参照して以下説明する。

この第４図及び第５図は、本考案による空気調和装置が
乗員４０名以上のバス車輛に適用され、外気取入用送風
装置７３が常に約４５０ ｍ３／ ｈの外気をハウジン
グ内空間５３に導入している場合の作動特性を示してい
る。

第４図は、空調システム全体における空気の総循環量（
ｍ３／ｈ）と外気取入用送風装置７３によりハウジング
空間５３内に導入される外気導入量（ｍ３／ｈ）との関
係を示している。

その空調システム全体の総循環量は車室内空間の空調負
荷の変動及び暖房時、冷房時のごとくモードの違いによ
り変動し、送風装置４１に制御されるものである。

例えば、暖房時、総循環量は約５００ｍ３／ｈ必要とさ
れ、冷房時には約３０００ｍ３／ｈ必要である。

このように、総循環量というものは車室内空間の空調負
荷の変動及びモードの違いにより変動し、それに伴い熱
交換装置６１上流側のハウジング空間５３内の圧力も変
動する。

外気取入用送風装置７３は常に一定量の外気を導入する
よう設定されているが、その熱交換装置上流側での圧力
変動によりその外気導入量も若干変動する。

しかしながら、第４図中線Ａで示される通り、その外気
導入量の変動は約４５０ｍ３／ｈ乃至約６００ ｍ３／
ｈと、その変動の幅はかなり狭く、外気導入量は総循
環量が変動しても実質的にほぼ一定であることが理解で
きる。

それに対し、ハウジング内空間と外気とを単に開口のみ
で連通させ、外気取入用送風装置で外気をそのハウジン
グ内空間に積極的に導入しない従来のものは第４図中線
Ｂで示される通り、総循環量の変動に対し急激に変動し
てしまい、総循環量が低い領域では必要とされる量だけ
外気が導入されず、空気衛生上の問題が生じせしめられ
るとともに総循環量が高い領域では必要以上の外気が導
入されてしまい、空調システム全体の効率低下を招来せ
しめてしまう。

第５図は、車両速度（Ｋｍ／ｈ）と、外気取入用送風装
置７３による外気導入量即ち車室内空間に導入される総
換気量（ｍ３／ｈ）との関係を示す。

外気取入用送風装置７３による外気導入量は、先にも述
べた通り一定に設定されているけれども第５図中線Ｃで
示される通り車輌速度の変動につれ変動する。

しかしながら、その変動量は約４５０ｍ３／ｈ乃至７５
０ｍ３／ｈとその変動幅は狭く、車輌速度が変動しても
実質的にほぼ一定であることが知れる。

それに対し、すき間風による自然換気式の従来の車輌の
場合、線りで示される通り、車輌速度の変動に対し急激
に変動してしまい、車輌速度が低い領域では必要とされ
る外気即ち換気量が得られず、空気衛生上の問題は避け
られない。

第６図は、本考案による空気調和装置を様々な種類の車
輌に適用した場合の外気導入量即ち換気量（ｍ３／ｈ）
と車室内空間の冷房時平衡温度（℃）との関係を示して
いる。

即ち、外気取入用送風装置７３による外気導入量の設定
値は車輌の大きさにより異なるものであるが、本考案の
ごとく、外気を熱交換装置６１の上流側に導入し、その
導入された外気をハウジング内空間５３に導入された車
室内空気と混合せしめた直後に熱交換装置で熱交換させ
て冷却している場合には、第６図中線Ｅで示されるごと
き結果が得られ、それに対し自然換気式の従来のもので
はすき間風が冷却されないまま車室内へ導入されるので
、線Ｆで示される特性しか得られない。

即ち、本考案における場合、冷房時に従来のものに対し
常に低めの平衡温度が得られ、それだけ空調システムの
冷房効率を改善できる。

また、自然換気式の従来のものでは車室内温度分布にか
なりのバラツキが生ずるが、本考案のように外気を積極
的にハウジング内空間に導入し、その外気に対し熱交換
を行った後に車室内空間に送気する場合、車室内の温度
分布が均一ならしめられるという事実も実験結果から判
明している。

これら効果は冷房時、暖房時のいずれにも発揮される。

第７図はそれぞれ本考案による空気調和装置の変形例を
示し、第７図の変形例においては、先の実施例の可撓ダ
クト７１の代わりに、リング状弾性部材８５を用い、そ
の弾性部材によりハウジング５１に備えられている外気
取入口６７を、車輌の外板内面に固着されたダクト部材
８７に取付け、このようにして空気調和装置１の振動と
、それとは異なる車輌自体の振動とを吸収せしめるとと
もに、そのハウジング５１とダクト部材８７との間の製
作公差により生ずるであろう間隙のバラツキを補償して
密封性を確実ならしめている。

そのために、その弾性部材８５の厚みは、その製作公差
のバラツキを鑑みて、例えばハウジング５１とダクト部
材８７との間隙が４Ｑｍｍであればそれより厚い６０ｍ
ｍの厚さに設計され、その弾性部材８５は圧縮状態でそ
のハウジング５１とダクト部材８７との間に装備されて
いる。

なお、前述の実施例では外気取入用送風装置７３のモー
タ７７を独立に設けた外気導入スイッチにより作動制御
するようにしているが、この外気導入スイッチを廃止し
て、モータ７７を空気調和装置１の作動と連動して作動
させるようにしてもよい。

すなわち、モータ７７の電源回路を空気調和装置１の操
作回路に連結して、空気調和装置１の作動時はこれと連
動して、モータ７７を作動させるようにしてもるい。

以上述べた通り、本考案による空気調和装置は、外気取
入用送風装置７３により常に所定量の外気をハウジング
内空間に強制導入するよう横取されているがため、空調
システム全体における総循環量の変動及び車輌速度の変
動にかかわらず、実質的に一定の外気が導入され、それ
により車室内空気を常に良好な衛生状態に保つことが可
能である。

また、外気を熱交換装置上流側のハウジング内空間に導
入し、その外気に対し熱交換を行った後に車室内空間に
送り込んでいるがため、優れた平衡温度特性が得られる
とともに車室内温度分布も一様なものが得られ、実用効
果は極めて高いものである。

更に外気取入用送風装置を空調用ハウジングに取付けて
いること及び外気取入用送風装置に対向する位置におい
て、車輌外板に開口を設け、ここがら外気を取入れるよ
うにしているので、外気取入用通路の通風抵抗が小くて
すみ、小形の外気取入用送風装置によって効率よく外気
をハウジング内空間に取入れることができ、加えて、外
気取入用送風装置を空調用ハウジングと一体的に横取で
きるので、全体構造が簡潔且つコンパクトになり、低コ
ストで製作できるとともに、取付スペースも小さくて済
むという種々の効果をもたらすものである。

尚、以上述べた実施例において、熱交換装置６１は加熱
器６３及び冷却器６５を有しているとして示されている
が、その熱交換装置は加熱器のみでも、また冷却器のみ
でもよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による空気調和装置が組込まれている
空調システム全体を示す概略図、第２図は本考案による
空気調和装置の平面図、第３図は第２図に示したものの
一部の拡大側面図、第４図は空調システム全体における
総循環量と外気導入量との関係を示す特性図、第５図は
車輌速度と総換気量との関係を示す特性図、第６図は換
気量と車室内平衡温度との関係を示す特性図、第７図は
本考案による空気調和装置の変形例を示す部分詳細図で
ある。 １・・・・・・空気調和装置、２・・・・・・車輛、３
・・・・・・床面空気取入口、４・・・・・・ダクト、
５・・・・・・冷風吹出口、１１・・・・・・空調用補
助エンジン、１３・・・・・・出力軸、１５・・・・・
・圧縮器、１７・・・・・・出力軸、１９・・・・・・
冷却用ファン、２１・・・・・・開口部、２３・・・・
・・凝縮器、２５・・・・・・プーリ、２７・・・・・
・軸、２９・・・・・・プーリ、３１・・・・・ベルト
、３３・・・・・電磁クラッチ、３５・・・・・・プー
リ、３７・・・・・・モータ、３９・・・・・・出力軸
、４１・・・・・・送風装置、４３・・・・・・軸、４
５・・・・・・プーリ、４７・・・・・・ベルト、５１
・・・・・・ハウジング、５３・・・・・・ハウジング
内空間、５５・・・・・・空気入口、５７・・・・・・
空気出口、６１・・・・・・熱交換装置、６３・・・・
・・加熱器、６５・・・・・・冷却器、６７・・・・・
・外気取入口、６９・・・・・・開口部、７１・・・・
・・可撓ダクト、７３・・・・・・外気取入用送風装置
、７５・・・・・・ブラケット、７７・・・・・・モー
タ、７９・・・・・・出力軸、８１・・・・・・ファン
、８７・・・・・ダクト部材、８５・・・・・・弾性部
材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 車輌用空気調和装置にして、 ハウジングであって該ハウジング内空間と車室内空間と
   を夫々連通せしめる空気入口及び空気出口を有している
   ハウジングと、 前記車室内空間内の空調されるべき空気を前記空気入口
   を通して前記ハウジング内空間に導入せしめるとともに
   空調済空気を前記空気出口を通して前記車室内空間へ排
   出せしめる送風装置と、前記空気人口と前記空気出口と
   の間の前記ハウジング内空間に配備されていて該空気入
   口から該ハウジング内空間に導入される空調されるべき
   空気に対し熱交換を行う熱交換装置と、 前記ハウジング内空間と外気とを連通せしめる外気取入
   用通路であって前記ハウジングに設けた外気取入口と前
   記外気取入口に対向する位置において車輌外板に設けた
   開口部とを含む外気取入用通路と、 前記外気取入用通路を通して前記ハウジング内空間へ前
   記空気調和装置の作動中宮に所定量の外気を導入せしめ
   るために前記外気取入口において前記開口部に対向して
   前記ハウジングに取付けた外気取入用送風装置と、 を有していることを特徴とする車輌用空気調和装置。