JPWO2018193570A1 - 車両空調設備 - Google Patents
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Abstract
Description
前記仕切り板の他方の側に設けられた第二の風路、
前記第一の風路内に配設された第一のファン、
前記第二の風路内に配設された第二のファン、
前記第一のファンおよび前記第二のファンを同じ方向に回転させる回転機、
車室外の空気の流入口である外気導入口と前記第一のファンとの間に位置し前記第一のファンの回転により前記外気導入口から流入した車室外の空気が流れる上流側熱交換部と、前記第一のファンと車室内吹出口との間に位置し前記第一のファンから流れてきた前記車室外の空気が流れる下流側熱交換部とで構成され、前記上流側熱交換部を流れる前記車室外の空気の流れと前記下流側熱交換部を流れる前記車室外の空気の流れとが対向流である第一の熱交換器、および
前記第一のファンから前記下流側熱交換部を通って流れてきた前記車室外の空気が流れる第二の熱交換器を備え、
第一の熱交換器は直交型熱交換器であり、
前記第二の熱交換器は、冷凍サイクル実行システムの一構成要素である熱交換器であり、
前記第二のファンの回転により内気導入口から流入し前記第一の熱交換器を通って車室外吹出口から排出される車室内の空気と、前記車室外の空気とが、前記第一の熱交換器で熱交換する
ことを特徴とする車両空調設備である。
電動車両に搭載される空調システムのヒートポンプシステムは、冷媒を圧縮する圧縮機、車室内に搭載される熱交換器ユニット、冷媒を膨張させる膨張弁、車室外に搭載される熱交換器が一巡して配管されており、冷媒が凝縮と蒸発を繰り返して循環する冷熱サイクルにより、車室内から車室外に熱輸送する冷房、車室外から車室内に熱輸送する暖房が可能となる。
以下、本発明の実施の形態1の具体的な事例を図1から図4によって説明する。
エアコンユニットの第一の仕切り板2DB1、エアコンユニットの第二の仕切り板2DB2、エアコンユニットの第三の仕切り板2DB3、エアコンユニットの第四の仕切り板2DB4、エアコンユニットの第五の仕切り板2DB5、エアコンユニットの第六の仕切り板2DB6、第二の弁7、第一の弁8、第三の弁9、第四の弁10、および第五の弁17により、後述の各用途に応じた図1から図4に白抜き矢印および黒塗り矢印で例示する空気流れの各種風路が構成される。
なお、エアコンユニット2は、フロント側遮蔽壁23および底部遮蔽壁24によって、隣接のエンジンルーム等の駆動原(図示省略)から物理的および熱的に遮蔽されている。
第二の弁7はバイパスに対して閉、第三の弁9は車室外に対して閉、第四の弁10は外気に対して開、第五の弁17は車室内に対して開いた状態である。フロントガラス19に曇り検知センサが設置されており、曇り検知センサの信号に応じて、第一の弁8の開度を調整する。第一の弁8が第一の熱交換器1に対して閉じられており、内気のすべてが車室内へ吹き出す場合、換気による熱損失がないが、内気は運転手、同乗者の呼吸により、CO2高濃度、高湿度となっており、フロントガラス19が曇り、息苦しさを感じる原因となる。
車室外の外気導入口11は、空気汚れ検出センサが設けられており、NOx、SOxの外気の汚れを検知した場合、それらを遮断するために外気吸込風路が遮閉するために第四の弁10が車室外に対して閉じられ、第五の弁17を車室内に対して開くことで車室内からの内気導入口14からの空気導入に切り替わる。したがって、車室内の快適性を向上させることが可能である。
暖房時にフロントガラス19が曇った場合は、図3に示すように、外気導入口11から吸い込んだ空気を第三の熱交換器15の蒸発器で冷却と除湿をして、第一の車室内吹出口12から乾いた空気をフロントガラス19に吹きあてることで、曇りを除去する。除湿で発生する水滴は第三の熱交換器15のドレインホース25で排出される。その場合は、内気導入口14からの空気は、第一の弁8を第一の熱交換器1に対して閉じ、第二の弁7を第三の熱交換器15に対して閉じることで、内気は第三の熱交換器15を通らず、バイパス18を通して、車室内吹出口13へ吹き出される。内気導入口14からの空気は、高湿度であるが、フロントガラスから遠い第二の吹出口13へ吹き出すため、フロントガラスの曇り原因となりにくい。そうすることで、第一の熱交換器1、第三の熱交換器15で熱を失うことなく、車室内空気へ吐き出すことで、熱効率を向上することが可能である。第一と第二の車室内吹出口12、13からの空気を完全に除湿したい場合は、第一の弁8は第一の熱交換器1に対して閉、第二の弁7は第三の熱交換器15に対して開とすることで、外気と内気ともに第三の熱交換器15で冷却して除湿する。
外気温度が0℃以下の環境下では、第一の熱交換器1が結氷する場合がある。それを解氷する風路構成を、図4を用いて説明する。第一の熱交換器1に結氷検出手段を有しており、結氷が検出された場合は、第二の熱交換器16の凝縮器で空気温度を上げて、高温の空気を第一の熱交換器1に戻す風路に切り替えることで、エレメントを解氷する。風路は、第一の弁8は第一の熱交換機1に対して閉、第二の弁7はバイパスに対して開、第三の弁9は車室外に対して開、第四の弁10は外気に対して閉、第五の弁17は車室内に対して開いた状態である。第二のプロペラ5の送風で車室内を空調しつつ、第一の熱交換機1の結氷を溶かすことが可能である。結氷検出手段は、車室外吹出口20、第三の熱交換器15もしくはその周辺風路に設置して、風速センサで所定の風速がでない場合を結氷と判断する手段が望ましい。
第二のプロペラの送風が、第一の熱交換器の吸込口は第一の調整弁により閉じられており、第二の弁開度により第三の熱交換器の吸込口とバイパスへの送風比が調整され、その後に第二の熱交換器で空気を熱せられて車室内へ吹き出す風路と、
第一のプロペラの送風が、第一の熱交換器を通過後、第三の熱交換器による冷却で湿度調整された空気をフロントガラスに吹きだす風路と、
フロントガラスの曇りを検出するセンサからの信号によって曇りを判断し、前記第二の弁開度を調整する制御部とを有している。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略、組み合わせることができる。
4 第一のプロペラ(第一のファン)、
5 第二のプロペラ(第一のファン)、
6 回転機、7 第二の弁、8 第一の弁、9 第三の弁、
10 第四の弁、11 外気導入口、12 第一の車室内吹出口、
13 第二の車室内吹出口、14 内気導入口、15 第三の熱交換器、
16 第二の熱交換器、17 第五の弁、18 バイパス、
19 フロントガラス、20 車室外吹出口、
21 第一の熱交換器の上流側熱交換部、
22 第一の熱交換器の下流側熱交換部、
23 フロント側遮蔽壁、24 底部遮蔽壁、
25 ドレインホース、26 第一の風路、27 第二の風路、
30 外形が正方形の熱交換器の導入口、導出口における三角形状の空間、
1DB 第一の熱交換器の仕切り板、
2DB1 エアコンユニットの第一の仕切り板、
2DB2 エアコンユニットの第二の仕切り板、
2DB3 エアコンユニットの第三の仕切り板、
2DB4 エアコンユニットの第四の仕切り板、
2DB5 エアコンユニットの第五の仕切り板、
2DB6 エアコンユニットの第六の仕切り板。
Claims (13)
- 仕切り板の一方の側に設けられた第一の風路、
前記仕切り板の他方の側に設けられた第二の風路、
前記第一の風路内に配設された第一のファン、
前記第二の風路内に配設された第二のファン、
前記第一のファンおよび前記第二のファンを同じ方向に回転させる回転機、
車室外の空気の流入口である外気導入口と前記第一のファンとの間に位置し前記第一のファンの回転により前記外気導入口から流入した車室外の空気が流れる上流側熱交換部と、前記第一のファンと車室内吹出口との間に位置し前記第一のファンから流れてきた前記車室外の空気が流れる下流側熱交換部とで構成され、前記上流側熱交換部を流れる前記車室外の空気の流れと前記下流側熱交換部を流れる前記車室外の空気の流れとが対向流である第一の熱交換器、および
前記第一のファンから前記下流側熱交換部を通って流れてきた前記車室外の空気が流れる第二の熱交換器を備え、
第一の熱交換器は直交型熱交換器であり、
前記第二の熱交換器は、冷凍サイクル実行システムの一構成要素である熱交換器であり、
前記第二のファンの回転により内気導入口から流入し前記第一の熱交換器を通って車室外吹出口から排出される車室内の空気と、前記車室外の空気とが、前記第一の熱交換器で熱交換する
ことを特徴とする車両空調設備。 - 前記第一のファンの回転によって前記上流側熱交換部を流れる前記空気および前記下流側熱交換部を流れる前記空気の流れる方向は水平方向であり、
前記第二のファンによって前記第一の熱交換器をながれる前記空気の流れる方向は垂直方向である
ことを特徴とする請求項1に記載の車両空調設備。 - 前記外気導入口は、フロントガラスに隣接して車室の外側に設けられ、
前記内気導入口は、前記車室内吹出口の下部に位置して設けられている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両空調設備。 - 前記第一の熱交換器が紙素材又は樹脂で構成され、
前記第二の熱交換器が金属で構成されている
ことを特徴とする請求項1から3の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 前記上流側熱交換部および前記下流側熱交換部は、それぞれ異なる空気質を改善する機能を有する
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 前記上流側熱交換部および前記下流側熱交換部の一方が脱臭する素材で構成され、他方が集塵する素材で構成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の車両空調設備。 - 前記第一の熱交換器の縦方向の長さが前記第一の熱交換器の横方向の長さより長い
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 前記第一の熱交換器の縦横比が2:1である
ことを特徴とする請求項7記載の車両空調設備。 - 前記第二のファンの送風が、前記第一の熱交換器および前記車室内へ通じており、前記第一の熱交換器の入口に設けられた第一の弁の開度により、前記第一の熱交換器と前記車室内への送風の分配比が調整が可能な風路が構成され、
フロントガラスの視認性を悪化させる曇りを検出するセンサと、
前記センサからの信号によって曇りを判断し、前記第一の弁の開度を調整する制御部とを有している
ことを特徴とする請求項1から8の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 前記第二の熱交換器で熱せられた空気を前記第一の熱交換器に戻す風路を有している
ことを特徴とする請求項1から9の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 冷媒を蒸発させることで吸熱する第三の熱交換器と、
前記第二のファンの送風が、前記第一の熱交換器の吸込口は第一の調整弁により閉じられており、第二の弁の開度により前記第三の熱交換器の吸込口とバイパスへの送風比が調整され、その後に前記第二の熱交換器で空気を熱せられて車室内へ吹き出す風路と、
前記第一のファンの送風が、前記第一の熱交換器を通過後、前記第三の熱交換器による冷却で湿度調整された空気をフロントガラスに吹きだす風路と、
前記フロントガラスの曇りを検出するセンサからの信号によって曇りを判断し、前記第二の弁の開度を調整する制御部とを有している
ことを特徴とする請求項1から10の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 前記第一のファンと前記第二のファンの少なくとも一方がシロッコファンである
ことを特徴とする請求項1から11の何れか一つに記載の車両空調設備。 - 前記第一のファンと前記第二のファンとが互いにファン径が異なるシロッコファンであることを特徴とする請求項1から11の何れか一つに記載の車両空調設備。
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