(57)【要約】  特にバス用の屋根搭載空調装置Ｋ（４）に関し、連続して内部冷媒の動きに曝される一連の装置を有しており、ファン装置（１６）を含む高圧側熱交換器（５４）、膨張装置（５２）、蒸発装置（３６）、蒸発装置（３６）で熱交換する空調空気を送る内部配置ダクト（１２）で構成している。前記の高圧側熱交換器（５４）はモジュール的な設計（６）となっている。本発明によれば、同じタイプのモジュール（６ａ，６ｂ）を結合するための接続部が設けられ、準備され、または形成されるようになっており、そしてモジュール（６ないし６ａ，６ｂ）は、同じ能力のモジュール、および／または段階をつけた能力のモジュールを、格子状に接続するように設計されている。
2007507383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部冷媒を使用した冷蒸気圧縮原理による運転方法を使う、車両とくにバス用の屋根搭載空調装置（４）であって、
次々に内部冷媒があたる一連の、ファン装置（１６）を付属した高圧側熱交換器（５４）、膨張装置（５２）、蒸発装置（３６）、
屋根搭載空調装置（４）に関連して、蒸発装置（３６）で熱交換する状態にある空調空気を送る内部配置ダクト（１２）、そして
独自ケーシング（６，１４）内に付属するファン装置（１６）のある高圧側熱交換器（５４）のモジュール的構成（６）を備えている屋根搭載空調装置において、
高圧側熱交換器（５４）の同種モジュール（６ａ，６ｂ）を結合するための接続部（３４）を、設けることができる、用意している、または構成しており、そして
モジュール（６ないし６ａ，６ｂ）が、同じ能力のモジュールおよび／または段階づけた能力のモジュールにより格子状の接続部（７，８；３４）に配置されている
ことを特徴とする屋根搭載空調装置。
【請求項２】
モジュール（６ないし６ａ，６ｂ）の接続部が車両の長手方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項３】
高圧側熱交換器（５４）が、内部冷媒を送るために丸パイプ（２０）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項４】
高圧側熱交換器（５４）が、内部冷媒を送るためにフラットパイプ（２１）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項５】
高圧側熱交換器（５４）のケーシング（２３）が、内部冷媒を送るために選択的に丸パイプ（２０）またはフラットパイプ（２１）を組み込めるような寸法になっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項６】
空調する空気を暖房するために、加熱装置（４０）も含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項７】
加熱装置が、外部フィンのついた蒸発装置（３６）の中で、空調する空気の空気経路と並んで、少なくとも一つの蒸発熱交換器（３６）の外部フィンの長手方向に配置されている、少なくとも一つの加熱熱交換器（４０）を有していることを特徴とする請求項６に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項８】
格子状に少なくとも幾つか、好ましくは全てのモジュール（６ａ，６ｂ）がそれぞれ同じ長手方向長さで配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項９】
モジュール（６ないし６ａ，６ｂ）が、蒸発装置（３６）、および内部配置ダクト（１２）の一部を含んでいることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１０】
内部配置ダクト（１２）が、モジュール（６ないし６ａ，６ｂ）と分離して設けられており、この側面に接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１１】
蒸発装置（３６）が、内部配置ダクト（１２）の側面に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１２】
蒸発装置（３６）および／または内部配置ダクト（１２）がそれ自体、それぞれ独自のケーシング（２４；２５）と共にモジュール（１０；１４）的に構成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１３】
車両の横方向に部分的および／またはモジュール（６，１０，１４）的に区分され、部分、モジュールまたは複数の部分、モジュールの隣接する対の間で相対する角度位置において車両の横方向に調整可能（４４；４６）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１４】
部分、モジュールまたは複数の部分、モジュールの隣接する少なくとも一つの対が、ヒンジ形式（４４）または屈曲形式（４６）の結合により繋がっていることを特徴とする請求項１３に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１５】
部分、モジュールまたは複数の部分、モジュールのペアの間にあるブリッジ構造（４２）を特徴とする請求項１３〜１４に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１６】
モジュール（６，１４）の異なった能力ステップを、蒸発装置（３６）に組み込める同じブロワーユニット（３８）の異なった数、および／または高圧側熱交換器（５４）に組み込める同じファン装置（１６）の異なった数により選択できることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１７】
高圧側熱交換器（５４）、蒸発装置（３６）、少なくとも一部の内部配置ダクト（１２）が、それぞれ車両の（ないしモジュール６，１０，１４の）長手方向に延伸していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１８】
横方向断面で高圧側熱交換器（５４）を中央に配置し、その両外側に続いて内部配置ダクト（１２）を、そしてその両外側に続いてそれぞれ膨張装置（５２）と繋がっている蒸発装置（３６）で屋根搭載空調装置（４）を構成していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項１９】
屋根搭載空調装置（４）の内部配置ダクト（１２）が取り付け空間を（２４に）有しており、その中に、車両内の空気を空調する、車両内に導入された外部空気を空調する運転方法、および／またはこの両方の運転方法の混合運転間で切り替えるバルブ（２６）を、組み付けている又は組み付け可能であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２０】
少なくとも一つのモジュール（６ないし６ａ，６ｂ）において、高圧側熱交換器（５４）がファン装置（１６）と並んで圧縮装置（５０）により補完されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２１】
補完する圧縮装置（５０）が、その側で独自ケーシングと一緒でモジュール（５６）的に構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２２】
少なくとも一つのモジュール（６ないし６ａ，６ｂ）において、高圧側熱交換器（５４）がファン装置（１６）と並んで燃料電池装置（６４）により補完されていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２３】
補完する燃料電池装置（６４）が、その側で独自ケーシング（６６）と一緒でモジュール（６８）的に構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２４】
燃料電池装置（６４）に、屋根搭載空調装置内部で、独自の冷却装置（７０）または独自の冷却モジュールを関連配置していることを特徴とする請求項２２または２３に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２５】
内部冷媒を、燃料電池装置（６４）用の冷却手段としても意図していることを特徴とする請求項２３または２４に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２６】
燃料電池装置（６４）の燃料のためのタンク（８０）を、屋根搭載空調装置（４）内に嵌め込んでいることを特徴とする請求項２２〜２５のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２７】
タンク（８０）が、その側で独自のモジュール（７６）として構成していることを特徴とする請求項２６に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２８】
タンク（８０）が、燃料電池装置（６４）のモジュール（６８）内に嵌め込まれていることを特徴とする請求項２３および２６に記載の屋根搭載空調装置。
【請求項２９】
運転方法が臨界以上に設定さており、高圧側熱交換器（５４）が内部冷媒用のガスクーラーを有していることを特徴とする請求項１〜２８のいずれかに記載の屋根搭載空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両とくにバス用の屋根搭載空調装置に関するものである。その時この特有な商用車の中で特に考慮されるのは陸上用車両である。そのとき共通で狙いとするのは商用車でありレールの有無に関しない。主な用途はバスの屋根搭載空調装置である。
【背景技術】
【０００２】
請求項１でのプレアンブル部の特徴を有するこの種の屋根搭載空調装置は、米国特許公開公報（ＵＳ−Ａ４６７９６１６）で公開されている。この公知の屋根搭載空調装置では、高圧側熱交換器全体が、それに付属するファン装置と一緒に、一つの独自ケーシング内に第一モジュールとして組み合わされている。第二のモジュールは、付属するブロワーと一緒になった蒸発器装置全体（以下においては一般的に蒸発装置とも呼ぶ）を表している。そのとき、この両方のモジュールを更にモジュール的に細分化はしない。意図しているのは専ら、これらモジュールの一つをそれぞれ取り外し、別のこのモジュールを新しく取り付け、このモジュールの一つを交換し、またはこの種の二つのモジュールから成る屋根搭載空調装置を組み合わせることである。その他では従来の方法により、それぞれの車両の要求により屋根搭載空調装置の構造を決めている。とくに、異なった形式の車両で異なった能力要求に対して、同じ形式のモジュールを使用することは考えられていない。また、一方では高圧側熱交換器の範囲で、または他方で蒸発装置の範囲で、該当する種類のそれぞれ複数のモジュールを、または能力的に差のある又は同じモジュールを使用することが考慮されていない。よって、モジュール構成により達成できる合理化効果は比較的少ない。
【特許文献１】米国特許公開第４６７９６１６
【特許文献２】米国特許第５１２１６１３号明細書
【特許文献３】ドイツ国特許第１９５０５４０３Ｃ２
【特許文献４】ドイツ国特許第７７１４６１７Ｕ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は全体として、請求項１に記載のプレアンブルの特徴を有する屋根搭載空調装置を更に合理的なものにすることであり、そのとき特に着眼点を高圧側の熱交換器においている。ここで問題としているのは、液化装置では臨界以下の運転であり、そしてガスクーラーでは臨界以上の運転である（請求項２９も参照）。
【０００４】
この全体としての課題を、請求項１の特徴により解決する。そのとき本発明が前提にしている見識は、高圧側熱交換器は、製造コストの観点からだけでなく車両の屋根上での必要空間によっても、屋根搭載空調装置のその他の構成要素と比較して傑出した意味を有しているということである。この見識により本発明の枠では、高圧側熱交換器の寸法を車両タイプによって決めるということから脱却している。むしろ主な着眼点を、本発明の枠ではモジュールとも呼ぶユニット方式構成部品の製造、保管、供給を簡単にすることにおいている。そのとき理想的なケースであれば、高圧側熱交換器を構成するために、僅か一つだけのモジュール形式を使用する。そして、そのようなモジュールは、例えばバスであるというような車両形式とは関係なく、少なくとも称呼能力と圧力損失に関して、そして好ましくは構成部品全体の構成と寸法にも関して最小の設計を有している。そして、更に高い称呼能力の要求があるときには、統一的に規格化したモジュールを、要求に従いユニット方式で組み合わせて行う。
【０００５】
後に請求項８との関係で取り扱うように、個別モジュールの構成を規格化することは特に、個別モジュールのケーシングの規格化に関連する。これは、方形形状のモジュールにおけるその外部寸法、例えば長さ、幅、高さだけに該当するだけではなく、理想的な場合には、それによりモジュールを製造するための大量生産部品を示す完全に統一した形状のケーシングに該当するものである。
【０００６】
そして、その種の少なくとも二つの同じ形式のモジュールをお互いに接続するときに、本発明の考え方が形状的に特に一目瞭然となる。しかし、この種のモジュールを一つだけ使用するときでも、このモジュールが上述のユニット方式でできており、例えば二倍の称呼能力の高圧側熱交換器をつくりあげるために二つの同じモジュールを結合して用いられる時には、本発明による考えが既に満たされる。
【０００７】
本発明の前提となっている前述の従来技術米国特許公開４６７９６１６号の構成方法、すなわち、高圧側熱交換器用に常に一つだけのモジュールを使用するが、車両の各形式用このモジュールを新しく寸法を決めて設計するので、異なった車両タイプにユニット方式でなくて提供されるものと、これを混同すべきではない。
【０００８】
また本発明による構成方法を、該当する公開資料ではそのような大量生産部品を当事者がモジュールと呼んでいるとしても、称呼能力に従い車両特有のケーシング内に大量生産部品による異なった数をお互いに接続するという公知の方法と混同すべきでない。
【０００９】
そして、この種の大量生産部品として、冷媒を送るためのフィン付きパイプのある熱交換器として構成されており、変えることができる任意の数で固定の冷房装置ケーシング内に配置できるものが米国特許第５１２１６１３号（ＵＳ５１２１６１３Ａ）で公開されている。そして更に、ドイツ国特許第１９５０５４０３Ｃ２による車両用屋根搭載空調装置でも、一つだけの車両固有のケーシング内に、高圧側熱交換器だけでなく蒸発装置の異なった種類の大量生産部品が、車両の長手方向だけでなく横方向にもそれぞれ変えられる数で、即ち一方で蒸発器要素、他方で液化要素がお互いに結合されている。類似のものをドイツ国特許第７７１４６１７Ｕ１が示しており、その車両用屋根搭載空調装置では、凝縮器ユニットと蒸発器ユニットがそれぞれ大量生産部品として構成されており、規格化した構造長さで横方向に同種の大量生産要素を結合して、それぞれ車両の長手方向に延伸している。
【００１０】
そして本発明による屋根搭載空調装置の最も狙いとする方式が示されるのは、異なった称呼能力の高圧側熱交換器用ユニット内に、同じ称呼能力を有する複数のモジュールが装備されているときであり、それにより必要とする称呼能力に従い少なくとも一つ、その他の場合には同じ種類の二つ以上のモジュールをお互いに碁盤目状に結合する。しかし本発明は、高圧側熱交換器用に用意したモジュールのユニットシステム内に、異なった称呼能力に設定した種々の基本モジュールを一緒に嵌め込むことを排除するものではなく、そのときには、これが例えば能力的に整数倍数の最も小さい称呼能力の基本モデルを表すことができ、あるいは又、実際の要求によりその他の方法で能力的に段階がつけられている。しかしながらいずれの場合にも、このモジュールのユニットにおいていずれの場合も、異なった称呼能力モジュールの小さい数を提供することに、そのときの目的を設定している。後に更に詳細が明確になるように、実際にはバスでの全ての要求に対して、異なった称呼能力のモジュールの最大３つの形式を有する高圧側熱交換器用のモジュールで用を足すことができ、そのことから、形状的な外側寸法において同じに設計することができる（最後の場合に関しては請求項１６を参照）。
【００１１】
一般的な種類の車両では大抵、屋根搭載空調装置を取り付けるための屋根上の面は、車両の幅方向より長手方向の方が基本的に長い。通常の場合、これがバスに当てはまる。この観点からだけでも、多数のモジュールをユニット方式で結合するとき、車両の長手方向にこの結合を行うことは推奨する価値がある。そしてそれにより、最初からモジュールにある又は結合時に設けられる結合要素は、そのような結合に対応して配置される。そのとき結合要素は多重であってもよい。任意の種類の結合の他に、例えばハンダ付け、溶接、ネジ止めまたはリベットも使うことができる。
【００１２】
しかし、モジュールの結合を車両の長手方向に設けるという考えは、この一般的な観点を含んでいるだけでなく、屋根の上でモジュールを延伸する形状を考慮すれば更に特殊なものにすることができる。そしてモジュールは基本的に、車両の屋根が収容できるいずれの形状のベース面を有していてもよい。そのとき、特殊ケースは正方形のベース面であろう。しかしモジュールは大抵、長く伸びたベース面を有しており、そしてそれは大抵、角のある又は角を丸めた直角となっている。そして、車両の長手方向にモジュールを結合するという考えには、車両屋根の長手方向と直角に高圧側熱交換器のモジュールを配置して、そのとき結合を車両長手方向に側面対側面で行うことを含んでいるだろう。しかし、モジュールのベース面が長手方向に延伸しており、モジュールの長手軸が、車両の長手軸またはその上方の屋根面と一致しているか、それと平行に走るか、または少なくとも圧倒的に車両の長手方向に向いている配置がさらに好ましい。
【００１３】
その他に、空調装置に丸パイプを使用するかフラットパイプを使用するかの判断に関しては、本発明の考えに差はない。モジュールでいずれにせよ備えている高圧側熱交換器を、内部冷媒を送るために丸パイプまたはフラットパイプを任意に組み付けできるような寸法にすることが、むしろ好ましい（請求項５）。これにより、モジュールを組立ユニットで、またはメーカーや代理店の出荷倉庫で半製品として準備し、そして車両で使用するために丸パイプまたはフラットパイプのいずれを使いたいか、をユーザーの希望に委ねるという可能性が開ける。しかしこれは、メーカー側が大量生産用に丸パイプまたはフラットパイプを最初から組み付ける、ということを排除するものではない。
【００１４】
本発明による屋根搭載空調装置は、その基本構造に従い、空調する空気を冷却することを狙っている（請求項１の要素を参照）。しかし、空調という概念の一般的な意味において、本発明による屋根搭載空調装置も、空調すべき空気を暖めるための加熱装置を備えることにより、選択的に利用するために、空調する空気用の暖房装置として更に形成することができる。そのときの構造的に好ましい配置を請求項７が示している。そこでは、基本となる構成の可能性として、大抵は車両にある内燃エンジンの冷却循環からの熱媒体を使うという、一般的に使われる技術を前提にしている。しかしながら、これがない場合または別の理由により、例えば電気的な暖房装置を設ける、またはそれを一般的に補充として装備することもある。
【００１５】
高圧側熱交換器のモジュールを一種類だけ使用するとき、モジュールは最初からその大量生産のために同じベース面を有している。しかしながら、用意されているユニット内に既に述べた方法で、異なった称呼能力の多数のモジュールが準備されているとき、車両屋根の上にある結合用碁盤目に、少なくとも幾つか、好ましくは全てのモジュールを、少なくともそれぞれ同じ長手方向長さで配置するようにする。そのとき特に参照する必要があるのは既に述べた好ましいケース、すなわち、モジュールが長手方向に伸ばして構成されており、そしてその長手方向延長軸が車両軸ないしその屋根の長手方向に向いており、または特にこれと重なるまたはこれと平行である場合である。そのとき、碁盤目において少なくとも幾つか好ましくは全てのモジュールはそれぞれ同じ横方向の延長長さを有している、という可能性が排除されるのではなく、むしろ好ましいものである。
【００１６】
本発明による屋根搭載空調装置のいずれも、空調すべき空気を送るための内部配置ダクトも有している。本発明の枠内にある好ましい構造では、−場合によって、固有ケーシングと一緒にその部分ではモジュールとして完成された−内側配置ダクトが、高圧側熱交換器のモジュールとは分離して用意されており、そして側面でこれに接続されている。しかし本発明は、内部配置ダクトの少なくとも一部が高圧側熱交換器のモジュールに一緒に含まれており、そのとき好ましくは、更に蒸発装置も高圧側熱交換器のモジュールに一緒に含まれていることもあるというような、高圧側熱交換器のモジュールを更に広範囲に集積するという解決手段を排除するものではない。この最後に挙げた可能性をまたもや、モジュールと呼んで同じタイプの車両に大量に前組立の後で取り付けることができるユニットとして、車両タイプあたり一つの屋根搭載空調装置を完成している、という考えと混同すべきではない。この場合に本発明の意味おいて考慮されているのは、ユニット方式内に同じ称呼能力、そのとき目的に合わせて同じ圧力損失に設定したユニットを有することであり、そのユニットは、一つの最低能力を超えて要求されるときには、モジュールとして格子状に接続できるものであり、または最初からより小さいユニットで称呼能力を用意するときには、オリジナルとして既に車両の屋根の上に接続して配置される。
【００１７】
蒸発装置が高圧側熱交換器のモジュールに嵌め込まれているかどうかに関係なく、蒸発装置が内部配置ダクトの側方に配置されていると目的に適っており、いずれの場合にも屋根搭載空調装置で好都合な面配置がえられる。
【００１８】
好ましい実施形態では、蒸発装置および／または内部配置ダクトは、それ自体、それぞれ独自ケーシングモジュールと一緒で構成されている。そのとき考えられることは、高圧側熱交換器の異なった称呼能力のモジュール全てに対して、内部装置ダクトないし少なくともその一部および／または蒸発装置には、それぞれ一つだけのモジュールを設けることである。しかし本発明の枠においては、屋根搭載空調装置全体を取り付ける時に高いユニット方式のフレキシビリティを得るために正にこの場所で、更なる形成を意図しており、その場合に蒸発装置もその側で目的に合わせて僅かの能力ステップで設け、そして屋根搭載空調装置全体の構成に基づいてモジュール全てのユニット全体から相当するものを選択できるようになっている。そして、この共通的な考え（請求項１２を参照）を更に発展形成することができ（請求項１６を参照）、高圧側熱交換器のモジュールおよび／または蒸発装置のモジュールで、目的に合わせてその他の構成を同じままとし、そして、高圧側熱交換器のモジュールにある同じファンユニットないし蒸発装置にある同じブロワーユニットのそれぞれで適切な数を選択することにより、称呼能力によるランク付けを好ましくは排他的にまたは基本的に選ぶことができる。そのとき、能力的にのみ違いのあるブロワーまたはファン装置の同じ構造体が、比較的小さく変えられる数でモジュールに使用される、または称呼能力を変えるときに後装備できるように、該当するモジュールを準備する。この考えにより、熱交換能力または蒸発器能力の称呼能力ランク付けを、ランク付けする該当するモジュールが同じ外側構造でありながら、その内部でのみで行うことが可能となる。
【００１９】
目的に合わせて、高圧側熱交換器ないしそのモジュールが車両の長手方向に延伸していることを既に述べた。この考えを更に発展させた構成において、目的に合わせて意図していることは（請求項１７参照）、蒸発装置、および内部配置ダクトの少なくとも一部もそれぞれ、車両ないし高圧側熱交換器モジュールの長手方向に延伸しており、そしてそれが特に、蒸発装置、および内部配置ダクトの少なくとも一部がモジュールで構成されている時に有利である。
【００２０】
内部配置ダクトおよび蒸発装置がその側でモジュールで配置されているかどうかとは関係なく、そしてそれらが目的に合わせて特に横方向で独自部分を設けているなかで、車両の横方向における屋根搭載空調装置の特別な形状により請求項１３〜１５の意味において、横方向で車両の屋根にある湾曲への適合も意図している。即ち、種々のモジュールがないし該当する配置部分のみであっても、車両の長手方向に走るまたは向いた継ぎ目または接続線を有するとき、これにより可能となることは、少なくとも一対の、横方向にお互いに接続する部分、モジュール、または連なった部分とモジュールを、水平方向に関して又は、隣接する部分または隣接するモジュールに関しても屈曲して配置できることであり、そのとき横方向全体で見ると多段に亘る曲げを行うことができて、車両の屋根にある取り付け面の丸みまたはその他屈曲に従う、または少なくともこれに合わせられる。その場合、隣接する部分、モジュールまたは対となった部分またはモジュールの間に、固定可能なヒンジ形式の接続を設けることができ、それは特に横方向で上下に重なるモジュールで意味がある。横方向に続く部分または一連の部分やモジュールにおいては、角度を有する固定接続を設けることもできる。そのとき角度接続する特に好ましく目的に適った変形体は、隣接するモジュールや部分または対になったモジュールや部分の間で、曲げるべき場所としてこれを設けることである。これは構造的に特に簡単にするだけでなく、取り外し時に屋根搭載空調装置の隣接しお互いに屈曲する範囲の重量を、車両の屋根の上で希望する最終調整の調整用に利用するときに、屋根の上での取り付け作業を軽減することもできる。屋根搭載空調装置の範囲の自重を利用するこの場合、それぞれの角度設定を固定するための独自手段は、この固定がモジュールないし部分の重量により継続して保証されるので、度外視することができる。安全上の理由から、これが取り付けた角度的設定を固定することを排除するものではない。
【００２１】
最後に述べた処置が車両の横方向面とは異なる車両屋根取り付け面の空間的形状への適合方法に関しているのに対し、請求項１５は、即ち異なった幅寸法であるときに、車両の横方向における種々の取り付け面に別の種類で適合させる方法に関するものである。均等に重量を配分するという理由から、そのような場合に推奨されることは、屋根搭載空調装置を車両上の取り付け面全幅に亘って配分することであり、そのために、少なくとも部分的にモジュールとなった又はこの横方向で固定されている幅方向構造をバランスするために、少なくとも一つのブリッジ構造を、横方向で隣接する対の部分やモジュールの間に設けている（請求項１５参照）。
【００２２】
屋根搭載空調装置が、断面方向でその中心に対して（請求項１８の意味で）対称に取り付けられていると好ましく、そのとき中心は高圧側熱交換器の配置内にある。そして両側で、まず外側で内部配置ダクトが接続しており、そして更にこの外側に蒸発装置が接続しており、そのとき後者は膨張装置と目的に合わせて結合している。
【００２３】
まさにバスにおいて、しかし幾つかの他の車両においても、車両内部の空気の空調、車両に吸入された外部空気の空調および／またはこれら両方運転方法間での混合運転の間で、切り替えバルブを目的に合わせて調整できるように、屋根搭載空調装置を装備する。屋根搭載空調装置における内部配置ダクトの少なくとも一部をモジュールで構成するとき特に、この中に組み込み空間を設けて、その中にそのような切り替えバルブを組み込む又は組み込めるようにすると目的に適っている。この切り替えバルブは、完全に従来の方法で調整トラップにより構成することができる。
【００２４】
高圧側熱交換器は従来のように、屋根搭載空調装置では内部冷媒が流れる方向で圧縮装置の後ろに接続されており、その装置は、高圧側熱交換器のように屋根搭載空調装置にあるではなく、車両のエンジンルーム内に配置されている、または少なくとも車両により機械的にまたは油圧で駆動される。更なる合理化手段においては本発明の枠内で、好ましくはそのような圧縮装置を又、屋根搭載空調装置内に一緒に嵌め込んでおり、すなわちそのファン装置と並んで高圧側熱交換器の少なくとも一つのモジュールのところにあると目的に適っている。そのとき補充する圧縮装置が、その側で独自ケーシングを有する独自モジュールを示していると好ましい。
【００２５】
本発明による屋根搭載空調装置でファン装置と並んで、高圧側熱交換器のモジュールを更に補充するものを、請求項２２〜２８が示しており、ここでの考えを更に発展させた構成を使った燃料電池装置が該当する。そのとき燃料電池装置は、圧縮装置を屋根搭載空調装置に嵌め込んだときに、少なくともこの圧縮装置の運転電力、そしてその他にも例えば場合によって補充的に暖房目的のためにも屋根搭載空調装置を利用するときの電力を生み出すための、電力発生装置としての役割をする。またファンおよびブロワーも電力の供給を必要とする。これは、燃料電池装置が又、その他の目的に、例えば車両自体用の利用電力装置として使用されることを排除するものではない。
【００２６】
屋根搭載空調装置の運転方法は、何十年にも亘る従来技術に対応して臨界以下である、または最新の技術に相当しても臨界以上で設計されることがあり、そのとき臨界を超える運転は例えば二酸化炭素を内部冷媒用の運転媒体として使用する。最後に挙げた場合には好ましくは、高圧側熱交換器ないしそのモジュールには、さらに内部冷媒用のガスクーラーを含んでいる（請求項２９を参照）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下において、多数の実施例の概略的な図を使って本発明を詳細に説明する。図１では、図示していないバスの屋根にある取り付け面２を、鎖線で示しており、その上に屋根搭載空調装置４の第一実施例が取り付けられている。
【００２８】
屋根搭載空調装置は、ここでも大抵の他の実施形態と同じように、個別の場合にはそれぞれの称呼パラメーターを有するユニット方式のモジュールで組み合わせられている。特定形式のモジュール全ては、図示の実施例でそれぞれの称呼パラメーターとは関係なく、該当するモジュールのケーシングにより決まる規定の外部形状を有している。
【００２９】
図１による屋根搭載空調装置４は、それぞれ概ね四角形のベース面がある種々のモジュールを有しており、取り付け面２の長手方向軸３に平行に延伸している。そのとき取り付け面２の幅方向から見て、異なった称呼能力を有する高圧側熱交換器の二つのモジュール６が並んで配置されており、横方向にずれることなく側面でお互いに結合されている。結合するために、モジュール６が重なり合う壁面突起部７を備えており、ネジまたはリベット８でお互いを固定している。
【００３０】
モジュール６の両側面に、そしてそれぞれ基本的に同じ長手方向の長さで、空調する空気を送るための内部配置ダクト１２のモジュール１０が、側面で隣り合って配置されている。そして、その両外側で長手方向にそれぞれ同じ関連配置で、蒸発装置のモジュール１４が延伸している。
【００３１】
図１において熱交換器の両モジュール６は、一つのモジュール６ａでは三つのファン１６を組み付けているのに対し、他のモジュール６ｂではモジュールの同じ長手方向長さで一つだけの組み付けファン１６を有していることにより称呼能力が異なっている。
【００３２】
図１においてはファンをカバー格子のみで図示している。加えてモジュール６ｂでは組み付け場所１７をファンおよびカバー格子なしで示しており、図示していない第三の組み付け場所１７と同様に、選択的にカバー格子を含めファン１６を装備することもあるが、図では装備していない。組み付け場所１７に装備がないときには、図示していないがカバーにより蓋をせねばならない。
【００３３】
モジュール６と１０の間には、側面接続７，８と同じような方法の側面接続１８，１９を示唆している。図示していないので相当して同じように考えられたいが、モジュール１０と１４の間にも側面接続がある。
【００３４】
図２が図１と変わっている点は、図１のモジュール６ｂにおいて装備のない組み付け場所１７も、図示しているカバー格子のついたファン１６で装備されていることのみである。
【００３５】
図１と２を比較して、モジュール６の同じ外側形状でこれを選択的に、一つのファン１６付き（図１）、二つのファン１６付き（図２）、または三つのファン１６付き（図１と２のモジュール６ａ）で装備できることが分かる。そのときにモジュール６のその他は同じ構成で、三つの異なった称呼能力それぞれを一つのモジュールに設けることができる。
【００３６】
加えて、図１だけでなく図２が示していることは、それぞれ異なった称呼能力を有する二つのモジュールを組み合わせて、高圧側熱交換器の総能力をつくりだせることである（図１では称呼能力１及び３、並びに図２では称呼能力２及び３）。
【００３７】
そのとき、図示していない方法により別の変形例を設けることができる。その場合とくに、一つには二つを超えるモジュール６を軸方向に前後して接続すること、そして他方では三つを超えるファン１６のあるモジュールそれぞれを装備することが問題となる。バスにおいては、実施例のように同じ外側形状のモジュールで、二個、三個、四個のファンで称呼能力的に変形したものを使うことで足りることが、実際において分かっている。
【００３８】
モジュールの構成は、図３〜９で更に詳細に分かる。最初に、一方では図４と５そして他方では図６と７により、その他では同じままの外側形状ないしモジュールの大きさ、そして特にモジュール高さであるときに、内部冷媒を送るパイプの形状が任意であってよいことが分かる。図３〜５では丸パイプ２０、図６と７ではフラットパイプを使って、例としてこれを示しており、そのときこれらのパイプはそれぞれ外側フィン２２を有している。このフィン２２は周囲の空気に当たり、冷房運転での空調時に取り込んだ熱を冷却するために、従来の方法で内部冷媒を冷却する。
【００３９】
モジュール６ないし６ａと６ｂ、モジュール１０、モジュール１４の各個別ケーシングを特に図８で、そして部分的にはその他の図においても、参照番号２３，２４，２５を付けて表している。
【００４０】
内部配置ダクトのケーシング２４を、図１０と１０ａにおいて更に詳細に拡大して図示している。
図１０ａにおいてはケーシング内部で更に、調整プレート２８のついた切り替えバルブ２６を示しており、それを使って従来の方法で、内部配置ダクト１０を通って送られる空調空気を、循環する空気の運転で、新鮮な空気を使って、あるいはその混合運転により送り込むことができる。
【００４１】
ケーシング２４にはその他に、車両内部から流入して空調する空気の流入開口部２９、外部から流入し邪魔板３１により切り替えバルブ２６に送られる新鮮空気用の流入開口部３０、そしてそれぞれの後ろで空調する内部または外部空気をモジュール１４の蒸発装置に送る流出開口部３２を構成している。図１０では更に側面接続１８，１９が、後に図８を使って更に詳細に説明する方法で形成されている。
【００４２】
モジュール１０は、図８ａにおける図示の中央で明確に識別できる。これから分かることは、蒸発器のモジュール１４には更に次の別の要素が含まれていることである：その一つとして蒸発熱交換器３６が常に含まれており、内側では内部冷媒が、そして外側では内部配置ダクトを介して送られる空調すべき空気が当たっている。そのとき蒸発熱交換器３６は、高さいっぱいにケーシング２５に嵌め込まれている。能力の変更は、ブロワー３８の数を変えて行うが、図ではそのうちの一つしか示していない。そのときに問題となるのは、例えばモジュール当たり１〜４個のブロワーを使用することであるが、モジュール６に対して両側で対称的な配置をするために、実際には倍数のブロワー数、それにより左右の蒸気熱交換器３６を使用する倍数の蒸発能力をつくりだすことになる。しかしながらブロワー３８の数を増やすこともあり、あるいは境目にあるような場合には一つだけのブロワーの使用をやめることもある。
【００４３】
屋根搭載空調装置を、空調する空気を冷却するためだけでなく、代替として更に暖房のために使用するとき、蒸発装置モジュール１４内に暖房熱交換器を一緒に装備することもあり、図示している丸パイプ使用の実施例では、目的に合わせてバスにおける駆動用内燃エンジンの冷却媒体を使って加熱でき、同様に外側からは空調する空気が当たる。フラットパイプを使用するときにも、もちろん同じことが言える。図示していないがその代わり方法として、例えば電気などにより加熱可能な別の加熱要素を設けることもできる。
【００４４】
なお、図８ａでは丸パイプのみを記載しているが、同様に代替としてフラットパイプで置き換えることも可能である。
図８と９から分かることの一つは、取り付け面２の幅寸法に合わせて、モジュール６，１０と１４が横方向でそれぞれ、ブリッジ構造部材４２を介して間隔を保持できることであり、その部材が両側で、その間にあるモジュール６およびモジュール１０を接続している。大抵の場合、ブリッジ構造部材を更に必要とすることはないが、モジュール１０と１４の間にも同様に必要に応じて配置することがある。ブリッジ構造部材４２は、ケーシング形式構造のモジュールで形成されていることが分かる（図９にのみ図示）。
【００４５】
さらに図８ａと９で図示しているのは、モジュール６に対して相対的にモジュール１０を屈曲させることにより、車両の幅方向における取り付け面２の表面湾曲に合わせられることである。そのとき、図９ではヒンジ形式の接続４４を、他方図８ａでは曲げ屈曲の接続４６を示唆している。
【００４６】
ここまでに記載した配置の運転方法を、幾つかの重要な補充事項と一緒に、図１１以下を使って説明する。まず内部冷媒の配管図１１と１２から、運転方法の可能性として、次のような内部冷媒の循環が分かる：バスの駆動エンジン４８により圧縮装置ないしコンプレッサー５０が機械的に駆動され、それが圧縮作用により内部冷媒を低圧の状態から高圧の状態に変えて、モジュール６の内部にある熱交換器装置の熱交換器配管２０ないし２１に送り込み、そのときその外側フィンのところで周囲の空気に熱を放出する。そして、内部冷媒は蒸発器モジュール１４内で膨張装置５２に送られ、そこで内部冷媒は再び低圧の状態に変えられ、この状態でモジュール１４の内部にある蒸発装置３６に送られる。膨張装置５２は機械的に蒸発装置３６と繋がっている。蒸発装置からきた内部冷媒は再び圧縮装置５０に送られる。
【００４７】
図１１の中央にある矢印により内部冷媒の循環方向を示している。図１１による図示では、蒸発装置がそれぞれ独自のモジュール１４内に配置されているが、図１２のように代替として、高圧側熱交換器のモジュール６内に一緒に配置されていることもある。
【００４８】
そのとき、読解を簡単にするために、基本的にパイプ２０または２１およびその外部フィン２２から成る高圧側熱交換器を、一緒に共通の参照番号５４で表している。
図１１と１２では更に、圧縮装置５０が、本発明による屋根搭載空調装置の外部で、車両の駆動エンジンの範囲に配置されている。図１３は、独自ケーシングを有する独自モジュール５６内に圧縮装置５０を配置し、本発明による屋根搭載空調装置にある対応する切り取り部内に嵌め込むという、本発明の枠内での好ましい変形例を示している。よく分かるようにするために図１３では、モジュール５６の下側カバープレートを取り払っている。ここではモジュール６（訳注：図１３の参照番号５は６の間違いと思われる。なお全文中で５を説明する記載もない）がモジュール１０と１４より短い長手方向長さを有しており、それにより生まれた空間に圧縮装置５０を嵌め込んでいることが分かる。参照番号５８を使って、従来の電源供給用配線ブロックと電気的に駆動する個別部品の付属制御装置を一緒に記載している。
【００４９】
図１３ａによる概略的な断面図において、モジュール５６のケーシング６０を示しており、そこに前述した両要素５０と５８が嵌っている。ケーシング６０から電力供給配線６２が、外側に図示しているソケットを介して外部に導かれている。
【００５０】
モジュール５６と同じように、モジュール６の軸方向延長部分にまたは追加して、燃料電池装置６４を独自のケーシング６６を有する独自モジュールとして装備することもあり、それ自体でそれが独自モジュール６８となる。
【００５１】
燃料電池装置で必要な独自の冷却循環７０は、同様にケーシング６６内に含まれているが、図では簡単に示唆するのみである。その他に、燃料電池装置で発生した電気エネルギー用の電気配線、および燃料電池装置の燃料を供給排出するために関連配置した配管がついた接続口７４のあることがわかり、同様にケーシング６６を通っている。
【００５２】
そのとき図１４では、燃料が外部からモジュール６８内に供給され、消費したガスがここから再び排出される実施形態を示している。
それに対して図１５は、燃料電池装置６４の燃料収容タンク８０がついた独自ケーシング７８を有する独立したモジュール７６を示している。このモジュール７６は、前述したモジュール５６および／または６８と同様に単独で、又は両方のモジュール５６，６８またはその一つと組み合わせて、屋根搭載空調装置４の内部で一緒に嵌め込むことができる。ここでも又、タンクに充填するための個別開口部、そして燃料電池装置において燃料を取り出す排出配管を設けることも、意味のある考えである。
【００５３】
図１６は図１１を拡張した配管図を示しており、燃料電池装置６８によりモジュール周りで屋根搭載空調装置を補充している。ここでは内部冷媒が燃料電池６４を冷却するようになっている。高い圧力レベルにある冷媒はこのために、膨張装置５２を使って低い圧力レベルに絞られ蒸発装置３６に送られる。図示している方法においては、冷媒が燃料電池の冷却循環７０で冷却される（請求項２５を参照）。なお代替として、独自に屋根搭載空調装置を補充するモジュールとして冷却循環を設けることもある。また代替として又は併行して内部冷媒を使って冷却した空気を、燃料電池を冷却するために使用できることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】屋根搭載空調装置の第一実施形態において切断した斜視遠視図である。
【図２】図１と同じ図示で、第一実施形態を同じ構成の第二実施形態あるが、切断しておらず、異なった称呼能力を有している。
【図３】図２における高圧側熱交換器の切断図である。
【図４】図３による高圧側熱交換器の切断図である。
【図５】同じ基本的な構成でより高い称呼能力を有する図４の変形体である。
【図６】図４と図５に従う図であるが、内部冷媒を送るパイプの形状が異なる。
【図７】図４と図５に従う図であるが、内部冷媒を送るパイプの形状が異なる。
【図８】本発明による屋根搭載空調装置の断面図である。
【図８ａ】図８の一部を拡大した図である。
【図９】図８ａの変形体である。
【図１０】ケーシング付き独立モジュールとしての内部配置ダクトを断面にして拡大した        図である。
【図１０ａ】図１０と同じ図で、異なった空調運転方法で切り換えるバルブの調整トラッ        プを追加して組み込んでいる。
【図１１】本発明による屋根搭載空調装置の配管図である。
【図１２】図１１の代替図である。
【図１３】本発明による屋根搭載空調装置の可能性ある実施形態で下方からみた外観を示す図である。
【図１３ａ】図１３でXIII−XIII線で切断した図である。
【図１４】本発明による屋根搭載空調装置に一緒に装備可能な燃料電池の独立モジュール        の断面図である。
【図１５】燃料電池燃料用独立タンクの断面図であり、このタンク自体がケーシング付き独立モジュールとして本発明による屋根搭載空調装置に取り付けるために構成されている。
【図１６】図１１の代替図である。
【符号の説明】
【００５５】
２    取り付け面                              ３    長手軸
４    屋根搭載空調装置                        ６    モジュール
７    側面接続部                              ８    側面接続部、ネジまたはリベット
１０  モジュール                            １２  内部ダクト
１４  蒸発装置のモジュール                  １６  ファン
１７  組み付け場所                          １８，１９  側面接続
２０  丸パイプ                              ２１  フラットパイプ
２２  外側フィン                            ２４  内部配置ダクトのケーシング
２５  ケーシング                            ２６  切り替えバルブ
２８  調整プレート                          ２９  流入開口部
３０  流入開口部                            ３１  邪魔板、流出開口部
３４  接続部                                ３６  蒸発熱交換器
３８  ブロワー                              ４２  ブリッジ構造
４４  接続                                  ４６  接続
４８  駆動エンジン                          ５０  コンプレッサー
５２  膨張装置                              ５４  高圧側熱交換器
５６  モジュール
５８  従来の電源供給用配線ブロックと電気的に駆動する個別部品の付属制御装置
６０  ケーシング                            ６２  電気供給配線
６４  燃料電池装置                          ６６  ケーシング
６８  モジュール                            ７０  冷却循環
７４  接続口                                ７６  モジュール
７８  独自ケーシング                        ８０  タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図８ａ】
2007507383.tif 000011
【図９】
2007507383.tif 000012
【図１０】
2007507383.tif 000013
【図１０ａ】
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【図１１】
2007507383.tif 000015
【図１２】
2007507383.tif 000016
【図１３】
2007507383.tif 000017
【図１３ａ】
2007507383.tif 000018
【図１４】
2007507383.tif 000019
【図１５】
2007507383.tif 000020
【図１６】
2007507383.tif 000021
【国際調査報告】
2007507383.tif 000022
2007507383.tif 000023
2007507383.tif 000024
2007507383.tif 000025