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発明の名称 コンデンサユニット構造及び車両用空気調和装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−71738(P2001−71738A)
公開日 平成13年3月21日(2001.3.21)
出願番号 特願平11−250916
出願日 平成11年9月3日(1999.9.3)
代理人 【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴 (外3名)
発明者 大塚 一博
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 コンデンサとコンデンサファンとを具備してなる車体天井設置型のコンデンサユニット構造であって、少なくとも前面及び両側面を縦壁で囲まれたユニットケース内に前記コンデンサ及び前記コンデンサファンを格納して走行風から遮断すると共に、前記縦壁の周囲に車体天井面との間に隙間を設けてカバー部材を取り付け、前記縦壁と前記カバー部材との間に前記ユニットケース前方の隙間から前記カバー部材の内部に走行風を導入して側面後方へ排出する風路系を形成したことを特徴とするコンデンサユニット構造。
【請求項2】 前記ユニットケースより前方の前記風路系内にレシーバを配置したことを特徴とする請求項1に記載のコンデンサユニット構造。
【請求項3】 低温低圧のガス冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された高温高圧のガス冷媒を外気で冷却するコンデンサ及びコンデンサファンを備えた車体天井設置型のコンデンサユニットと、前記コンデンサ本体で凝縮された冷媒を気液分離させるレシーバと、該レシーバから送られてきた液冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、該膨張弁から低温低圧の液冷媒を受け導入した空気と熱交換して冷却及び除湿するエバポレータとを具備して冷媒系が構成される車両用空気調和装置であって、前記コンデンサユニットを、少なくとも前面及び両側面を縦壁で囲まれたユニットケース内に前記コンデンサ及び前記コンデンサファンを格納して走行風から遮断すると共に、前記縦壁の周囲に車体天井面との間に隙間を設けてカバー部材を取り付け、前記縦壁と前記カバー部材との間に前記ユニットケース前方の隙間から前記カバー部材の内部に走行風を導入して側面後方へ排出する風路系が形成されるように構成したことを特徴とする車両用空気調和装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バスなどの車両に装備されるコンデンサユニット構造及び車両用空気調和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】バス等の車室内を空気調和することにより、乗員・乗客に快適な車室内環境を提供することができる車両用空気調和装置は、冷房運転及び暖房運転を行うことができる。冷房運転では、エバポレータを通過することで冷媒と熱交換して冷却・除湿された空調空気が、ブロアの作動によって車室内に設置された冷房ダクト内を送風され、冷房ダクトに設けられた各吹出口から車室内へ向けて吹き出される。このエバポレータに低温低圧の液冷媒を供給する冷媒系は、低温低圧のガス冷媒を圧縮機で圧縮して高温高圧のガス冷媒とし、このガス冷媒をコンデンサへ送って外気で冷却する。コンデンサで凝縮された冷媒はレシーバで気液分離させられ、液冷媒がレシーバから膨張弁に送られて減圧膨張することで低温低圧の液冷媒となり、再度エバポレータへ供給される冷凍サイクルを構成している。
【0003】暖房運転では、加熱源として走行用エンジン(メインエンジン)の冷却水がヒータコアに導入され、このヒータコアを通過して温められた空気が、ブロアの作動によって車室内に設置された暖房ダクト内を送風され、暖房ダクトに設けられた各吹出口から車室内へ向けて吹き出される。なお、路線バスなどでは、車室内の適所に設置した複数の放熱器を結んでエンジン冷却水を直接循環させる方式を採用したものもある。
【0004】バスに装備されている空気調和装置には、主として大型の観光バスに採用されているサブエンジン方式と、主として路線バスや小型バスなどに採用されている直結方式とがある。サブエンジン方式は、車両の走行用エンジン(メインエンジン)とは別に空気調和装置専用のエンジン(サブエンジン)を備えたものであり、このサブエンジンの駆動力を利用して冷媒系の圧縮機などを運転するように構成されている。このサブエンジン方式の場合、サブエンジン、圧縮機、コンデンサ及びエバポレータ等の主要機器がユニット化され、通常車体中央部の車室下側のスペースに設置されている。なお、サブエンジン方式の中には、コンデンサやエバポレータなどを車体の天井(屋根上)に設置する天井パッケージ型と呼ばれるものもある。
【0005】一方、直結方式の車両用空気調和装置は、乗用車等と同様に車両の走行用エンジンから冷媒系の圧縮機などに駆動力を得るものである。路線バスの場合には、圧縮機は車体後部のエンジン近傍に設置され、エバポレータやコンデンサは車体の天井(屋根上)に設置されることが多い。また、小型バスの場合には、圧縮機は車体前部のエンジン近傍に設置され、コンデンサは車体中央部の車室下側に、そしてエバポレータは車体後部の車室上部の天井に設置されることが多い。なお、バスの場合は通常、冷房用のダクト(冷房ダクト)が車室内の左右天井付近に配設され、暖房用のダクト(暖房ダクト)が車室内の左右床面付近に配設されている。
【0006】ところで、従来の車両用空気調和装置においては、バス等の車体天井に設置されるコンデンサユニットが図4に示すように構成されている。図4において、符号の1はコンデンサユニット、2はコンデンサ、3はコンデンサファン、4はレシーバ、5はユニットケース、6は車体の屋根面を示しており、コンデンサ2、コンデンサファン3及びレシーバ4がユニットケース5に格納されてコンデンサユニット1を構成し、該コンデンサユニット1が屋根面6に設置されている。この場合のユニットケース5は、上面が開口し底面及び前後左右の側面に壁面が存在する箱状のものであり、開口部に位置するコンデンサ2の上面から外気を吸込み、同様に開口部に面して設置されたコンデンサファン3からコンデンサ2を通過して熱交換した外気を吹出すようになっている。なお、図示は省略されているが、コンデンサユニット1には、冷媒系とコンデンサ2及びレシーバ4を接続する冷媒配管が設けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来のコンデンサユニット1の場合、車体天井に設置されているにもかかわらず、冷房能力を向上させるために走行風を有効利用できないという問題があった。すなわち、従来のコンデンサユニット1では、ユニットケース5内に全ての構成機器が格納されているので、ユニットケース5内の機器に走行風が当たらない構造、もしくは走行風が当たっても風抜けが悪く走行風の効果を得にくい構造となっていた。このため、コンデンサユニット1において走行風を有効利用し、車両用空気調和装置の冷房能力を向上させることが望まれる。
【0008】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、走行風を有効に利用して冷房能力を向上させることができるコンデンサユニット構造及び車両用空気調和装置の提供を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するため以下の手段を採用した。請求項1に記載のコンデンサユニット構造は、コンデンサとコンデンサファンとを具備してなる車体天井設置型のコンデンサユニット構造であって、少なくとも前面及び両側面を縦壁で囲まれたユニットケース内に前記コンデンサ及び前記コンデンサファンを格納して走行風から遮断すると共に、前記縦壁の周囲に車体天井面との間に隙間を設けてカバー部材を取り付け、前記縦壁と前記カバー部材との間に前記ユニットケース前方の隙間から前記カバー部材の内部に走行風を導入して側面後方へ排出する風路系を形成したことを特徴とするものである。この場合、前記ユニットケースより前方の前記風路系内にレシーバを配置するのが好ましい。
【0010】このようなコンデンサユニット構造によれば、コンデンサやコンデンサファンに悪影響を及ぼすことなく走行風の風路系を形成できる。そして、このような風路系にレシーバなどの冷媒系機器を配置すれば、走行風による冷却が可能となる。
【0011】請求項3に記載の車両用空気調和装置は、低温低圧のガス冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給された高温高圧のガス冷媒を外気で冷却するコンデンサ及びコンデンサファンを備えた車体天井設置型のコンデンサユニットと、前記コンデンサ本体で凝縮された冷媒を気液分離させるレシーバと、該レシーバから送られてきた液冷媒を減圧膨張させる膨張弁と、該膨張弁から低温低圧の液冷媒を受け導入した空気と熱交換して冷却及び除湿するエバポレータとを具備して冷媒系が構成される車両用空気調和装置であって、前記コンデンサユニットを、少なくとも前面及び両側面を縦壁で囲まれたユニットケース内に前記コンデンサ及び前記コンデンサファンを格納して走行風から遮断すると共に、前記縦壁の周囲に車体天井面との間に隙間を設けてカバー部材を取り付け、前記縦壁と前記カバー部材との間に前記ユニットケース前方の隙間から前記カバー部材の内部に走行風を導入して側面後方へ排出する風路系が形成されるように構成したことを特徴とするものである。
【0012】このような車両用空気調和装置によれば、コンデンサユニットにおいて走行風を有効利用して冷媒系の機器を冷却できるようになるので、冷房能力を向上させることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンデンサユニット構造及び車両用空気調和装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。コンデンサユニット構造を示す図1において、(a)は側面図、(b)は平面図である。ここで、符号の11はコンデンサユニット、12はコンデンサ、13はコンデンサファン、14はレシーバ、15はユニットケース、16は屋根面を示しており、ユニットケース15を構成する縦壁15aの周囲には、屋根面16との間に隙間Sを形成してカバー部材17が設けられている。
【0014】ユニットケース15は、屋根面16上に設置される底面から縦壁15aが起立する箱状の部材であり、その上面は開口している。図示の例では、矩形状のコンデンサ設置部15Aとその両側に設けられたコンデンサファン設置部15Bとを備えてなる平面視を略矩形状とした底面の前後左右端部にそれぞれ縦壁15aが設けられており、各縦壁15aの周囲には全周にわたってカバー部材17が取り付けられている。
【0015】カバー部材17は、縦壁15aの上端付近から屋根面16へ向けて下がる平面又は曲面の傾斜面を形成する板状の部材であり、その外側端部と屋根面16との間には隙間Sが形成されている。また、カバー部材17と屋根面16及び縦壁15aとの間には、走行風の流路となる空間部18が形成されている。なお、ユニットケース15のコンデンサファン設置部15B上方は、コンデンサファン13の吹出口を備えたカバー部材17で覆われている。
【0016】上述した構成のユニットケース15内には、中央部にコンデンサ12が設置され、その左右にそれぞれ3台のコンデンサファン13が設置されている。外気吸込口となるコンデンサファン12の上面は、図示省略の格子状部材を介して外気と連通している。従って、コンデンサファン13の作動により、外気は上面から吸い込まれてコンデンサ12を通過し、冷媒と熱交換した後カバー部材17に設けた吹出口から排出される。この間、コンデンサ12の上面から吸入された外気はユニットケース15内を流れるので、走行風から悪影響を受けるようなことはない。
【0017】ところで、上述した構成のコンデンサユニット11が天井に設置された車両を白抜き矢印で示す車両前進方向へ走行させると、矢印19で示す走行風が発生して前方の隙間Sから空間部18内へ流入する。この走行風は、ユニットケース15の前面に位置している縦壁15aに衝突して左右に分かれ、側面の隙間Sから流出する。従って、コンデンサユニット11には、前方の隙間Sから空間部18内に流入し、ユニットケース15の両側面にある隙間Sから順次スムーズに流出するという走行風の風路系が形成される。なお、この風路系は、コンデンサ12及びコンデンサファン13を格納するユニットケース15内から縦壁15aによって遮断された構成となっている。
【0018】このような風路系を有するコンデンサユニット11において、レシーバ14を風路系の上流側に、すなわちユニットケース15の前方に形成された空間部18に配置する。このようにすると、空間部18に流入した温度の低い走行風が最初にレシーバ14に当たるので、レシーバ14及びレシーバ14内の冷媒を効率よく冷却することができる。
【0019】図2は直結方式の車両用空調装置が装備された大型バスを示したもので、図中の符号21は車体後部に設置された走行用のエンジンで駆動される圧縮機、22は冷媒流路となるを冷媒配管、23は車体の屋根に設置されたエバポレータユニット、24は車室内に吹出口25から冷風を吹き出す左右一対の冷房ダクト、11は車体の屋根に設置されたコンデンサユニットである。
【0020】また、図3は図2に示した車両用空気調和装置の冷媒系を示す系統図であり、圧縮機21は、駆動源の走行用エンジンから駆動力を受けて運転され、低温低圧のガス冷媒を圧縮してコンデンサ12へ高温高圧のガス冷媒を供給する。コンデンサ12へ供給された高温高圧のガス冷媒は、外気との熱交換によって冷却され、凝縮して気液2相の冷媒となる。なお、コンデンサ12は電動のコンデンサファン13を備えており、該コンデンサファン13の運転によって外気を吸入し、コンデンサ12の凝縮能力を安定したものとしている。
【0021】気液2相の冷媒は、続いてレシーバ14へ送られて気液の分離がなされる。この時、走行風を受けてレシーバ14が冷却されるので、過冷却度が増して冷房能力を向上させることができる。レシーバ14をでた高温高圧の液冷媒は、さらに過冷却コイル26を通過して冷却された後、膨張弁27へ送られる。膨張弁27に送られた液冷媒は、膨張弁27内で減圧膨張し、低温低圧の液冷媒となってエバポレータユニット23内に設置されたエバポレータ23aへ供給される。エバポレータ23aに供給された低温低圧の液冷媒は、同じくエバポレータユニット23内に設けられたブロアが吸引し、エバポレータ23aを通過する車室内の空気と熱交換して冷却及び除湿する。この熱交換によって低温低圧のガス冷媒となった冷媒は、圧縮機21へ戻って再度圧縮され、以下このような循環を繰り返して冷凍サイクルが構成される。
【0022】このような冷凍サイクルにおいて、本発明のコンデンサユニット11では、レシーバ14に走行風を当てて冷却することができるので、過冷却度が増して冷房能力を向上させることができる。また、走行風の風路系に位置し、レシーバ14と冷媒系の前後に位置する機器(コンデンサ12及び過冷却コイル26)とを連結する冷媒配管22も同様に冷却されるので、これによっても過冷却度を増して冷房能力を向上させることができる。
【0023】なお、本発明のコンデンサユニット構造は、コンデンサが中央部に配置されたものに限定されることはなく、たとえば図4の従来例に示したように、中央部にコンデンサファンを設置するとともにその両側にコンデンサを配置したものにも適用可能である。なおまた、ユニットケース15の縦壁15aについては、たとえば図2に示した配置例のように、コンデンサユニット11のすぐ後ろにエバポレータユニット23が設置されているような場合、後部の縦壁を省略することも可能である。
【0024】
【発明の効果】本発明のコンデンサユニット構造及び車両用空気調和装置によれば、以下の効果を奏する。
(1) コンデンサ及びコンデンサファンの外気吸入・吹出経路と遮断された走行風の風路系をコンデンサユニットに形成することができるので、冷媒系機器を風路系に設置すれば、走行風を有効利用して冷却することが可能になる。
(2) 風路系の上流側にレシーバを配置すれば、温度の低い走行風を当てて効果的に冷却することができるので、冷媒の過冷却度が増して冷房能力を向上させることができる。
(3) コンデンサユニットにおいて走行風を有効利用して冷媒の過冷却度を増すことができるので、冷房能力に優れた車両用空気調和装置を提供できる。




 

 


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