JPS6357316A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用空調装置に供り、特に走行用動力源と
してエンジンを備えた車両に好適な車両用空調装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、走行用動力源としてエンジンを有した車両として
代表的なものとしてはバスが挙げられる。

該パス用の空調装置としては、実開昭６０−１７４６１
４号公報および実開昭６０−１７８１２２号公報に記載
のものが公知である。これらの空調装置においては、開
放形のコンプレッサを走行用主エンジンで直接駆動する
構成となっていた。そのために、動力伝達用のシャフト
がコンプレッサのハウジングを貫通する構造になってお
り、該シャフトシール部で冷媒漏れを防止する構成とな
っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、コンプレッサの全密閉化が行なかれて
おらず、開放形コンプレッサにおける冷媒漏れを前述の
ように、シャフトシールによって防止している。したが
って、冷媒漏れを完全に防止できず、定期的な冷媒の補
充が必要であるとともに、定期的にシール部材を交換す
る必要があり、保守の面について十分な配慮がなされて
いなかった。

また、コンプレッサの駆動源として走行用エンジンの動
力を利用するについては、それぞれの取付スペースの関
係上、第６図に示すようにコンプレッサ■のみ走行用主
エンジン２の近傍に設置され、室外熱交換器ｎは床下擾
こ、室内熱交換器りは天井ｌこそれぞれ別々に設置され
ていた。したがって、前記各機器の間を冷媒配管Ｕで連
結しなければならず、該配管の継手部が振動によって緩
み、冷媒漏れの原因となるために、定期的な増締めある
いは点検等の煩雑な作業が必要であった。

ところで、前述の問題点は、空調装置専用のエンジンを
備え、これによってコンプレッサを駆動するものにおい
ても発生していた。

さらに、走行用主エンジンでコンプレッサを駆動する場
合、該車両すなわちバスの走行状態によって、冷房能力
が大幅曇二斐化するため、定常的な冷房能力の確保につ
いて十分な配慮がなされていなかった。この問題点を解
決するものとして、停車時におけるアイドリング回転数
を上げることが考えられるが、燃費の低下等の問題があ
った。

本発明の目的とするところは、保守の周期を長期化でき
る車両用空調装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、エンジンによって発電機を駆動し、該発電
機によって得られた電力擾こよって全密閉サイクルの空
調装置を駆動することにより、達成される。

すなわち、一体形で全密閉サイクルの空調装置を採用し
、これにエンジンによって駆動される発電機からの電力
を供給して運転すれば、開放形のコンプレッサを用いな
くてすむので冷媒漏れはな４、したがって、冷媒の補充
、シールリングの交換等の必要がな（、また、各機器間
を連絡する配管も不要であるとともに、これに伴う保守
も不要であり、上記目的を達成することができる。

〔作　　用〕

本発明は、基本構成が全密閉サイクルすなわち、コンプ
レッサとしてモータ内蔵の全密閉形コンプレッサを採用
したものとなっている。したがって、バス等の走行用主
エンジンすなわち回転数が一定でないエンジンまたは空
調装置専用のほぼ一定回転数で運転されるエンジンによ
って発電機を駆動し、得られた電力でコンプレッサに内
蔵された駆動用のモータ（さらにはファン駆動用モータ
）を運転するため、前述の冷媒漏れ等の不具合を防止で
き、保守周期の長期化が図れる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図によって
説明する。同図において、１は本発明による車両用空調
装置を備えたバス、２は該車両１の走行駆動用に設けら
れる走行用主エンジンである。３は前記走行用主エンジ
ン２に電磁クラッチ７を介して駆動軸を連結した発電機
である。４は冷凍サイクルを成す各機器を備えた空調ユ
ニット、５は該空調ユニット４と前記発ｉ［３とを接続
する電気配線である。６は前記空調ユニット４に連通さ
れ、該空調ユニット４で得られる調和空気な室内に供給
し、パス１上部すなわち屋根部に設けられた空調ダクト
である。１１は前記発電ａ３によって発電された電力の
周波数を調整して該電力の供給を行ない駆動されるモー
タの回転数を調整する回転数調整手段であるところのイ
ンバータである。丘は冷凍サイクルを構成するコンプレ
ッサで、駆動用モータを完全密閉で内蔵した全密閉形の
ものである。１４は室外熱交換器、１７は室内熱交換器
で、これに対応してファン１３およびファン１６が設け
られている。１５は前記室外熱交換器１４と室内熱交換
器１７との間の冷凍サイクル中に設置されている膨張機
構である。なお、前記コンプレッサ辻。

ファン１３および１６は、前記インバータ１１で周波数
調整された発電ｉｊ＆３によって得られる電力によって
運転される。１８は前記インバータ１１および前記電磁
クラッチ７を制御する操作盤で、該機器間を電気配線１
９　ａおよび１９　ｂが接続している。

このような構成において、その作動状況を説明する。走
行用エンジン２が起動されている状態で、該バス１の運
転手が操作！！１８を操作し、前述の空調装置の運転を
指令すると、電気配線１９ａ、１９ｂを介して電磁クラ
ッチ７およびインバータ１１が動作する。該電磁クラッ
チ７が動作状態になると、走行用主エンジン２によって
発電機３が駆動され、発電が開始される。そして、該発
電機３によって得られた電力は、その周波数が前記走行
用主エンジン２の回転数によって変動するため、前記イ
ンバータ１１に供給され、ここで適正な周波数に変換さ
れる。前述のようにして周波数を適正に変換した電力に
より、コンプレッサｎオフアン１３および１６を所要の
回転数で運転する。このようにして、コンプレッサ化が
運転されると、冷媒が室外熱交換器１４．膨張機構巧、
室内熱交換器１６を循環し、該室内熱交換器１６におい
て空調作用を行なう。

なお、前述の冷凍サイクルにおいては、単純なサイクル
であるが、四方切換弁を設けてヒートポンプサイクルと
してもよい。また、前記インバータ１１の代りｌ；発電
８！３の出力周波数を検出して駆動されるモータの極数
変換な行なって回転数を調整する回転数調整手段を設け
てもよい。

前述の冷媒循環経路において、コンプレッサνを駆動用
モータ内蔵の全密閉形にし、空調ユニット４を一体形式
とすれば、配管類はすべて該ユニット内でろう付できる
ので冷凍サイクルの全密閉化が容易となる。

二のような構成によれば、走行用主エンジン２によりて
発電機３を駆動し、その電力を空調ユニット４に供給す
る方式を採用することによって、駆動モータ内蔵形で全
密閉形のコンプレッサＬを信用できるので、空調ユニッ
ト４の冷凍サイクル全密閉化が可能になり、このことに
よって冷媒漏れが防止でき、該冷媒漏れに関連した冷媒
供給あるいはシール部材の交換、配管の増締および点検
等の保守作業が不要となる。また、前記コンプレッサ化
は直接走行用主エンジン２によって駆動される構成でな
いため、空調装２の能力がバスｌの走行状態すなわち走
行用主エンジン２の運転状態番こよって影響を受けるこ
とはない。すなわち、走行用主エンジン２の回転数が低
下したときでも、発電機３の発電能力がある程度確保で
きれば、コンプレッサ琢等の回転数は定格もしくはその
付近まで維持できる。換言すれば、前記走行用主エンジ
ン２の回転数が低下、して、発電機３が発電する電力の
周波数が低下しても、前記インバータ１１で所定の周波
数まで上昇させることができる。したかって、該バス１
の運転状態とは無関係に空調装置に要求される能力を得
るための負荷に対応した運転ができる。さらに、走行用
主エンジン２０回転数が高速のときでも、空調装置に要
求される能力が少なく低負荷の場合、インバータ１１に
よって調整され、出力される周波数を低鳴して、冷え過
ぎ等の不具合も防止できる。

次に、第３図によフて本発明の他の実施例を説明する。

同図において、前記一実施例と同一符号は同一部材を示
すものである。本実施例の前記一実施例との相違点は、
発電機３で発電された電力を供給するにあたり、ファン
１３．１６について該電力をインバータを介することな
く直接供給する構成とし、かつ、コンプレッサ化につい
てインバータ１１　ａを介して周板数調整を行なった電
力を供給する構成とした点である。したがって、コンプ
レッサＬについてのみ、インバータＵａｔこよって供給
電力の周波数を調整し、能力の制御が行なえる。

このような構成では、空調能力に大きな影響を持たない
ファン１３．１６について、発電８１！３の発生周波数
に応じた回転数で運転することになり、空調能力に大き
鳴影響を与えるコンプレッサしについてのみ、要求され
る能力に応じて回転数が制御されることになる。

このような構成によれば、インバー９１１ａの容量が小
さくてすむ上に、運転制御機器あるいは制御内容を簡単
にできる。

次に第４図によって本発明の別の実施例を説明する。同
図において、前記一実施例と同一符号は同一部材を示す
ものである。本実施例の前記一実施例との相違点は、発
電機３によって発電されコンプレッサＬに供給される電
力の周波数を調整するインバータ１１　ｂと、前記と同
一の発電機３で発電されファン１３．１６に供給される
電力の周波数を調整するインバータ１１　Ｃとを個々に
設けた点である。

このような構成では、コンプレッサｎとファン１３およ
び１６とを独立した個々の回転数に制御することができ
る。したがって、空調装置として適用撤回が拡大できる
。

例えば、ファン１３．１６の回転数をコンプレッサ丘の
回転数と同等かまたはそれよりも低く制御すれば、冷凍
サイクル中の冷媒の循環量に対して室外熱交換器１４お
よび室内熱交換器１７に対する送風量が少なくなるため
、該冷媒の蒸発温度が低４なり除温運転に近い運転状態
とすることができる。

さらに、コンプレッサＬの回転数をファン１３．１６の
回転数よりも低く制御すれば、室外熱交換器１４および
室内熱交換器１７に対する風盟に対し冷媒循環量が少な
くなるため、空調装置全体の能力を絞った状態で運転す
ることになる。

なお、前記構成において、コンプレッサ丘、ファン１３
．１６の各回転数を別々に運転者が操作盤１８を介して
指令し制御するのは、その操作が複雑であり、該運転者
１８に対して大きな負担となる。そこで、前記操作盤１
８にマイクロコンピュータを接続し、車内の温度状態を
検知するセンサで制御入力を検知し入力して、前記運転
制御を行なわせるのが有効である。第５図は該マイクロ
コンピュータで行なわれる演算内容の一例を示すフロー
チャートで、図中の設定温度およびコンプレッサ、ファ
ンの周波数設定値は、機種および能力によって変更され
るべきものである。

なお、前記各実施例においては、バスの場合を例に説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、走行
用主または専用エンジンを動力源として用いる鉄道車両
の空調装置として適用しても同様の効果が得られるもの
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、空調！Ａ直におけ
る冷凍サイクルを全密閉形のサイクルとすることができ
、保守の周期を□長期化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空調装置の一実施例を示す制御系
および冷凍サイクルを示す回路図、第２図は第１図に示
す空調装置を備えたバスの側面図、第３図および第４図
は本発明による他の実施例を示す制御系および冷凍サイ
クルを示す回路図、第５図は第４図における空調装置の
制御の一例を示すフローチャート、第６図は従来の空調
装置を備えたバスの側面図である。 ２・・・・・・走行用主エンジン、３・・−・・・発電
機、４・・・空調ユニット、７・・・・・・電磁クラッ
チ、■・・・・・・インバータ、認・・・・・・コンプ
レッサ、１３．１６・・・・・・ファン、１８・・・・
・・操作盤 代理人　弁理士　　小　川　勝　男 オＩ囚 第３　図 第４圀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．駆動モータを内蔵したコンプレッサ、室外熱交換器
   、膨張機構、室内熱交換器および該各熱交換器用送風手
   段とから成る空調ユニットと、エンジンによって駆動さ
   れる発電機と、該発電機によって発電された電力を少な
   くとも前記コンプレッサの駆動用として供給し、該駆動
   されるモータの回転数を調整する回転数調整手段とから
   構成したことを特徴とする車両用空調装置。