JP3931663B2

JP3931663B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3931663B2
Application number: JP2002008898A
Authority: JP
Inventors: 竜己蒲生; 敦長谷川; 雅弘毛利; 和廣斉藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: CN1374208A; SG94869A1; HK1048097A1; CN1167559C; HK1048097B; JP2002331824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の車室を有する車両に適用される車両用空調装置に関するもので、２階建てバス等の大型車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、現状の２階建てバス用の空調装置の概略を示すものであり、この空調装置では、２階は１階に比べて日射の影響を強く受けて室内温度が上昇し易いので、２階に吹き出す空気を冷却する蒸発器１３を２台とし、１階に吹き出す空気を冷却する蒸発器１３を１台としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、路線バスでは、１階の乗降口が頻繁に開閉されるため、２階に吹き出す空気を冷却する蒸発器を２台とし、１階に吹き出す空気を冷却する蒸発器を１台とすると、１階において冷房能力が不足するおそれが高い。
【０００４】
一方、観光バス等の乗降口の開閉が比較的に少ないバスにおいては、前述のごとく、日射の影響を強く受けて２階の冷房能力が不足するおそれが高い。
【０００５】
したがって、上記の従来型空調装置では、冷房負荷の変化に対応した冷房能力を発揮することが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、冷房負荷の変化に対応した冷房能力を発揮することが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、第１車室及び第２車室を有する車両に適用される車両用空調装置であって、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器をなす第１〜第３空気冷却器（１３ａ〜１３ｃ）と、第１空気冷却器（１３ａ）に冷媒を循環させる第１圧縮機（Ｃｐ１）、第２空気冷却器（１３ｂ）に冷媒を循環させる第２圧縮機（Ｃｐ２）、及び第３空気冷却器（１３ｃ）に冷媒を循環させる第３圧縮機（Ｃｐ３）と、第１車室に向けて第１空気を送風するための第１送風機（２５）と、第２車室に向けて第２空気を送風するための第２送風機（２２）とを備え、第１空気冷却器（１３ａ）は第１空気を冷却するようになっており、第２空気冷却器（１３ｂ）は第２空気を冷却するようになっており、第３空気冷却器（１３ｃ）は第１空気及び第２空気を双方とも冷却するようになっており、第１車室を最大能力で冷房する第１車室最大冷房モード時には、第１、第３圧縮機（Ｃｐ１、Ｃｐ３）及び第１送風機（２５）を稼動させ、第１車室を最大能力より小さい冷房能力で冷房する第１車室通常冷房モード時には、第１圧縮機（Ｃｐ１）及び第１送風機（２５）を稼動させ、第２車室を最大能力で冷房する第２車室最大冷房モード時には、第２、第３圧縮機（Ｃｐ２、Ｃｐ３）及び第２送風機（２２）を稼動させ、第２車室を最大能力より小さい冷房能力で冷房する第２車室通常冷房モード時には、第２圧縮機（Ｃｐ２）及び第２送風機（２２）を稼動させることを特徴とする。
【０００８】
これにより、第１空気冷却器（１３ａ）を第１車室専用として稼動させ、第２空気冷却器（１３ｂ）を第２車室専用として稼動させるとともに、第３空気冷却器（１３ｃ）を第１車室と第２車室とで共用することができるので、第１車室において冷房能力が不足した場合には、第３空気冷却器（１３ｃ）で冷却した空気を第１車室に供給することにより第１車室の冷房能力不足を補い、第２車室において冷房能力が不足した場合には、第３空気冷却器（１３ｃ）で冷却した空気を第２車室に供給することにより第２車室の冷房能力不足を補うことができる。
【０００９】
したがって、冷房負荷の変化に対応した冷房能力を発揮することができるので、第１車室と第２車室との間で発生する冷房能力の不釣り合いを是正しつつ、室内が過度に冷却されてしまうことを未然に防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両空調装置にて、１階の車室内及び２階の車室内の空調を行う２階建てバス用空調装置であって、１階の車室が第１車室であり、２階の車室が第２車室であることを特徴とする。
【００１４】
これにより、第１空気冷却器（１３ａ）を１階専用として稼動させ、第２空気冷却器（１３ｂ）を２階専用として稼動させるとともに、第３空気冷却器（１３ｃ）を１階と２階とで共用することができるので、１階において冷房能力が不足した場合には、第３空気冷却器（１３ｃ）で冷却した空気を１階に供給することにより１階の冷房能力不足を補い、２階において冷房能力が不足した場合には、第３空気冷却器（１３ｃ）で冷却した空気を２階に供給することにより２階の冷房能力不足を補うことができる。
【００１５】
したがって、冷房負荷の変化に対応した冷房能力を発揮することができるので、１階と２階との間で発生する冷房能力の不釣り合いを是正しつつ、室内が過度に冷却されてしまうことを未然に防止できる。
【００１６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る車両用空調装置を２階建てバスに適用したものであって、図１はバス車両の全体の概要を示すもので、空調ユニット１はバス車両の最後部のバルクヘッド部３１に配設されたもので、２階用吹出ダクト２はこの空調ユニット１で空調された空気（空調風）をバス車両の２階の車室内天井部に導くものでありで、２階の車室（第２車室）内天井部の左右両側に配設されてバス車両前後方向に長く延びている。
【００１８】
１階用吹出ダクト３は空調風をバス車両の１階の車室（第１車室）内天井部に導くもので、図２に示すように、１階の車室内天井部の中央部に配設されてバス車両前後方向に長く延びている。なお、両吹出ダクト２、３には、乗員に向けて空調風を吹き出す吹出口（図示せず。）が多数個設けられている。
【００１９】
また、図１中、外気取り入れ口４は後述する凝縮器冷却用外気を取り入れるもので、バス車両の側面から外気を取り入れるようになっている。凝縮器空気排出口５は凝縮器冷却後の空気（温風）を排出するもので、バス車両後面から空気を排出するようになっている。凝縮器用送風機６は、多数個（本例では６個）の並列配置された軸流ファンからなるものである。なお、凝縮器空気排出口５は図１に明示されていないが、バス車両後面の幅方向の略全長にわたって、多数個の凝縮器用送風機６に対向して形成されている。
【００２０】
また、図２中、本体ケーシング１０は空調ユニット１の外郭を形成するものであり、この本体ケーシング１０は、鉄板等の金属板にて車両幅方向に長い横長の略直方体状にて構成されている。そして、本体ケーシング１０は、図３に示すように、上下方向に２つの部分に断熱して区画されており、上部の区画にて室内に吹き出す空気を冷却する冷却ユニット１１が設けられ、下部の区画にて室内に吹き出す空気から吸熱した熱を室外に放熱する凝縮ユニット１２が設けられている。
【００２１】
また、冷却ユニット１１内の車両前方側には、車両幅方向に長く延びた横長の３台の蒸発器１３ａ〜１３ｃが配置されている。そして、蒸発器１３ａは１階の車室内に向けて吹き出される空調風、すなわち１階用吹出ダクト３に供給される空気を冷却する第１空気冷却器を構成するものであり、蒸発器１３ｂは２階の車室内に向けて吹き出される空調風、すなわち２階用吹出ダクト２に供給される空気を冷却する第２空気冷却器を構成するものであり、蒸発器１３ｃは１階の車室内に向けて吹き出される空調風及び２階の車室内に向けて吹き出される空調風のうち、双方の空気を冷却する第３空気冷却器を構成するものである。
【００２２】
ここで、３台の蒸発器１３ａ〜１３ｃそれぞれは、図４に示すように、専用の第１〜３圧縮機Ｃｐ１〜Ｃｐ３により冷媒が循環させられており、これら圧縮機Ｃｐ１〜Ｃｐ３は、エンジン（図示せず。）により駆動される。
【００２３】
なお、蒸発器１３ａ〜１３ｃは、冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式の冷凍機の低圧側熱交換器であり、本実施形態では、３台の蒸発器１３ａ〜１３ｃに対して、それぞれ専用の第１〜３圧縮機Ｃｐ１〜Ｃｐ３を備えているので、３台の冷凍機を備えていることとなる。
【００２４】
因みに、図４中、凝縮器Ｃｎ１〜Ｃｎ３は冷媒を凝縮させる熱交換器であり、レシーバＲｅ１〜Ｒｅ３は凝縮器から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるものであり、過冷却器Ｓｃ１〜Ｓｃ３はレシーバから流出した冷媒を冷却するものであり、ドライヤＤｒ１〜Ｄｒ３は冷媒中に混入した水分を除去するものであり、膨張弁Ｅｘ１〜Ｅｘ３は冷媒を減圧膨張させるものである。
【００２５】
内気センサＳ１は冷却ユニット１１に吸入される車室内空気（内気）の温度を検出する温度検出手段であり、フロストセンサＳ２は蒸発器１３ａ〜１３ｃを通過した直後の空気温度を検出する温度センサである。なお、本実施形態では、凝縮器Ｃｎ１〜Ｃｎ３は、図３に示すように、一体化された１台の凝縮器２９として凝縮ユニット１２に搭載されている。
【００２６】
ところで、冷却ユニット１１の車室側端面の左右両側には、図２に示すように縦長の第１内気吸入口１４、１４が設けられており、１階用吹出ダクト３は、縦長の第１内気吸入口１４、１４に挟まれた、冷却ユニット１１の幅方向中央位置に配置されており、１階用吹出ダクト３の上側に第２内気吸入口１５が設けられている。このため、第１、第２内気吸入口１４、１４、１５から内気が冷却ユニット１１内に吸入され、蒸発器１３に流入するようになっている。
【００２７】
また、蒸発器１３の空気下流側（車両後方側）には、図３に示すように、所定間隔を介して蒸発器１３と対向するように上下方向に延びる対向壁板１６ａ、１６ｂが配置されており、この両対向壁板１６ａ、１６ｂは鉄板等の金属板で構成されている。
【００２８】
そして、蒸発器１３の空気下流側（車両後方側）流路は、水平方向に延びる隔壁板１７により上方側流路１８と下方側流路１９とに分割されており、上方側流路１８には対向壁板１６ａが、また下方側流路１９には対向壁板１６ｂが、それぞれ横断している。
【００２９】
このため、上方側流路１８において対向壁板１６ａより下流側に上方側の空気チャンバー２０が区画形成され、下方側流路１９において対向壁板１６ｂより下流側に下方側の空気チャンバー２１が区画形成される。
【００３０】
また、上方側流路１８に位置する対向壁板１６ａは、図５に示すように、車両幅方向の中央部が、蒸発器１３から最も遠く離れるように階段状に形成されているとともに、この対向壁板１６ａには、多数個、本例では６個の送風機２２が設置されている。
【００３１】
一方、下方側流路１９に位置する対向壁板１６ｂは、図６に示すように、車両幅方向に直線状に延びるように形成されており、そしてこの対向壁板１６ｂにも、多数個、本例では６個の送風機２５が設置されている。
【００３２】
次に、本実施形態に係る車両用空調装置の特徴作動を述べる。
【００３３】
第１モード
このモードは１階の室内を最大能力で冷房するものであり、第１、３圧縮機Ｃｐ１、Ｃｐ３及び送風機２５を稼動させる。
【００３４】
これにより、第１蒸発器１３ａ及び第３蒸発器１３ｃの両者により冷却された空気が１階の室内に供給されるので、大きな冷房能力を得ることができる。
【００３５】
第２モード
このモードは第１モードより小さい冷房能力を発揮させながら１階の室内を冷房するものであり、第１圧縮機Ｃｐ１及び送風機２５を稼動させる。
【００３６】
なお、このモードにおいては、第１圧縮機Ｃｐ１と第３圧縮機Ｃｐ３とを交互に稼動させてもよい。
【００３７】
第３モード
このモードでは第１圧縮機Ｃｐ１及び送風機２５を停止し、１階の冷房を停止する。
【００３８】
第４モード
このモードは２階の室内を最大能力で冷房するものであり、第２、３圧縮機Ｃｐ２、Ｃｐ３及び送風機２２を稼動させる。
【００３９】
これにより、第２蒸発器１３ｂ及び第３蒸発器１３ｃの両者により冷却された空気が２階の室内に供給されるので、大きな冷房能力を得ることができる。
【００４０】
第５モード
このモードは第４モードより小さい冷房能力を発揮させながら２階の室内を冷房するものであり、第２圧縮機Ｃｐ２及び送風機２２を稼動させる。
【００４１】
なお、このモードにおいては、第２圧縮機Ｃｐ２と第３圧縮機Ｃｐ３とを交互に稼動させてもよい。
【００４２】
第６モード
このモードでは第２圧縮機Ｃｐ２及び送風機２５を停止し、２階の冷房を停止する。
【００４３】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４４】
本実施形態によれば、第１蒸発器１３ａを１階専用として稼動させ、第２蒸発器１３ｂを２階専用として稼動させるとともに、第３蒸発器１３ｃを１階と２階とで共用しているので、１階において冷房能力が不足した場合には、第３蒸発器１３ｃで冷却した空気を１階に供給することにより１階の冷房能力不足を補い、２階において冷房能力が不足した場合には、第３蒸発器１３ｃで冷却した空気を２階に供給することにより２階の冷房能力不足を補うことができる。
【００４５】
したがって、冷房負荷の変化に対応した冷房能力を発揮することができるので、１階と２階との間で発生する冷房能力の不釣り合いを是正しつつ、室内が過度に冷却されてしまうことを未然に防止できる。
【００４６】
（第２実施形態）
図７は本実施形態に係る車両用空調装置における、第１〜３圧縮機Ｃｐ１〜Ｃｐ３、及び１階用及び２階用の送風機２２の作動を示す作動図表であり、図表中、「○」は圧縮機を稼動させることを意味するもので、「×」は圧縮機を停止させる意味であり、送風機２２の送風量は、「Ｈｉ」が最も送風量が大きく、次いで、Ｍｅ２、Ｍｅ１、Ｌｏの順に送風量が小さくなることを意味する。
【００４７】
また、作動モード記号、例えば「２Ｍ１」は２階用の空調モード１を示し、「１Ｍ１」は１階用の空調モード１を示し、Ｍ１が最も冷房能力が大きく、次いで、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５の順に冷房能力が小さくなることを意味する。
【００４８】
したがって、１階用の空調モードとしてＭ１〜Ｍ５の５種類があり、２階用の空調モードとしてＭ１〜Ｍ５の５種類があるので、車両用空調装置としての総空調モード数は、２５（＝５×５）となる。
【００４９】
そして、図７（ａ）からも明らかなように、１階、２階の双方で高い冷房能力を必要とするときは、第１〜３圧縮機Ｃｐ１〜Ｃｐ３の全てを稼動させるとともに、１階用及び２階用の送風機２２をＨｉで稼動させる。一方、１階、２階の双方で冷房能力を殆ど必要としないときは、第１〜３圧縮機Ｃｐ１〜Ｃｐ３並びに１階用及び２階用の送風機２２を停止させる。
【００５０】
なお、図８は１階の空調制御モードと２階の空調制御モードとを独立して制御する場合の作動図表であり、図８からも明らかなように、１階の空調制御モードと２階の空調制御モードとを単純に組み合わせると、２Ｍ１と１Ｍ３、２Ｍ１と１Ｍ４、２Ｍ１と１Ｍ５、２Ｍ２と１Ｍ３、２Ｍ２と１Ｍ４、２Ｍ２と１Ｍ５、２Ｍ３と１Ｍ１、２Ｍ３と１Ｍ２、２Ｍ４と１Ｍ１、２Ｍ４と１Ｍ２、２Ｍ５と１Ｍ１、及び２Ｍ５と１Ｍ２の組み合わせにおいて、第３圧縮機Ｃｐ３の制御が１階用制御と２階用制御とで相違するが、本実施形態では、冷房を優先して第３圧縮機Ｃｐ３を稼動させる。
【００５１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、２階建てバスに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の車両にも適用することができる。
【００５２】
また、上述の実施形態では、圧縮機の台数と蒸発器の台数とは同じであったが、圧縮機の台数を蒸発器の台数より減らして、１台の圧縮機にて複数台の蒸発器に冷媒を供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の空調ユニットの設置形態を示すバス車両全体の斜視図である。
【図２】図３の空調ユニットの設置形態を示すバス車両後部の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空調ユニットの縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る蒸気圧縮式冷凍機の模式図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】第２実施形態に係る空調ユニットの作動を示す図表である。
【図８】第２実施形態に係る空調ユニットの作動を説明するための図表である。
【図９】従来の技術に係る空調ユニットの縦断面図である。
【符号の説明】
１…空調ユニット、２…２階用吹出ダクト、３…１階用吹出ダクト、
１３ａ…第１蒸発器、１３ｂ…第２蒸発器、１３ｃ…第３蒸発器。

Claims

第１車室及び第２車室を有する車両に適用される車両用空調装置であって、
冷媒を蒸発させることにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍機の低圧側熱交換器をなす第１〜第３空気冷却器（１３ａ〜１３ｃ）と、
前記第１空気冷却器（１３ａ）に冷媒を循環させる第１圧縮機（Ｃｐ１）、前記第２空気冷却器（１３ｂ）に冷媒を循環させる第２圧縮機（Ｃｐ２）、及び前記第３空気冷却器（１３ｃ）に冷媒を循環させる第３圧縮機（Ｃｐ３）と、
前記第１車室に向けて第１空気を送風するための第１送風機（２５）と、
前記第２車室に向けて第２空気を送風するための第２送風機（２２）とを備え、
前記第１空気冷却器（１３ａ）は前記第１空気を冷却するようになっており、
前記第２空気冷却器（１３ｂ）は前記第２空気を冷却するようになっており、
前記第３空気冷却器（１３ｃ）は前記第１空気及び前記第２空気を双方とも冷却するようになっており、
前記第１車室を最大能力で冷房する第１車室最大冷房モード時には、前記第１、第３圧縮機（Ｃｐ１、Ｃｐ３）及び前記第１送風機（２５）を稼動させ、
前記第１車室を最大能力より小さい冷房能力で冷房する第１車室通常冷房モード時には、前記第１圧縮機（Ｃｐ１）及び前記第１送風機（２５）を稼動させ、
前記第２車室を最大能力で冷房する第２車室最大冷房モード時には、前記第２、第３圧縮機（Ｃｐ２、Ｃｐ３）及び前記第２送風機（２２）を稼動させ、
前記第２車室を最大能力より小さい冷房能力で冷房する第２車室通常冷房モード時には、前記第２圧縮機（Ｃｐ２）及び前記第２送風機（２２）を稼動させることを特徴とする車両用空調装置。
請求項１に記載の車両空調装置にて、１階の車室内及び２階の車室内の空調を行う２階建てバス用空調装置であって、
前記１階の車室が前記第１車室であり、
前記２階の車室が前記第２車室であることを特徴とする２階建てバス用空調装置。