(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置及び室内熱交換器が順次配管を介して接続された冷媒回路と、
前記室内熱交換器から空気を引き込み、ダクトを介して車両の内部へ空気を送出する室内送風機と、
前記圧縮機及び前記室内送風機を制御する制御装置と、
前記室内熱交換器から発生するドレン水を貯留するドレンパンと、
前記ドレンパンに設けられ、前記ドレン水を排水するドレン排水口と、
を備え、
前記制御装置は、前記圧縮機を運転又は停止を繰り返した場合であっても、独立して前記室内送風機を運転し、
前記圧縮機の運転時間を積算し、前記圧縮機の積算運転時間が基準値以上となるごとに、前記圧縮機を停止すると共に、前記室内送風機を低速運転または停止する運転制御を行う
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空気調和装置、特にドレン水の排水に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和装置において、ケーシング内部に熱交換器と送風機とを配置し、送風機を駆動することによって熱交換器と送風機との間に負圧空間を形成し、空気が熱交換器を経由して吸込まれるようにしている。そして、ケーシング内の底面部にドレンパンを設け、ドレンパンの負圧の作用しない位置にドレン孔を形成している。
【０００３】
このような構成にすることで、ドレンパンが負圧空間の外方に位置することになり、負圧がドレン孔に作用して、ケーシングの内側へ向けて圧力が生じることはなく、ドレン水がドレン孔を通して確実に排水されるようにした空気調和装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−１３７２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用空気調和装置において、例えば床下設置型の空気調和装置のように、吹出口に接続する車両ダクトが長い場合、大きな圧力損失が発生する。そのため、大きな圧力損失を満足するために、静圧が高い室内送風機を採用する必要がある。
【０００６】
ここで、静圧が高い室内送風機が、ドレン水を発生させる室内熱交換器の下流側に設置されている場合には、吸い込みダクト側のダクト抵抗の圧力損失分（負圧分）に相当する水位のドレン水がドレン孔から排出されず、ドレンパンへ溜まってしまう。このため、その水位の状態でもドレンパンからドレン水が溢れることがないように、ドレンパンの高さを高くし、ドレンパンの容量を大きくしている。
【０００７】
しかし、ドレンパンを上記のような構造とすると、空気調和装置の運転中は常にドレン水がドレンパンに溜まった状態となるため、ドレンパンにおいて異臭が発生し、室内熱交換器及びパッキン等の腐食が発生する問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ドレンパンを小型化し、かつドレンパンにおける異臭の発生を抑制すると共に、室内熱交換器及びパッキン等の腐食を抑制する車両用空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両用空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置及び室内熱交換器が順次配管を介して接続された冷媒回路と、前記室内熱交換器から空気を引き込み、ダクトを介して車両の内部へ空気を送出する室内送風機と、前記圧縮機及び前記室内送風機を制御する制御装置と、前記室内熱交換器から発生するドレン水を貯留するドレンパンと、前記ドレンパンに設けられ、前記ドレン水を排水するドレン排水口と、を備え、前記制御装置は、前記圧縮機を運転又は停止を繰り返した場合であっても、独立して前記室内送風機を運転し、前記圧縮機の運転時間を積算し、前記圧縮機の積算運転時間が基準値以上となるごとに、前記圧縮機を停止すると共に、前記室内送風機を低速運転または停止する運転制御を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御装置が、圧縮機の運転状況またはドレン水の発生量に応じて圧縮機及び室内送風機の運転制御を行い、ドレン水に加わる負圧を減少させ、ドレン水をドレン排水口から排水することで、ドレンパンを小型化し、かつドレンパンにおける異臭の発生を抑制すると共に、室内熱交換器及びパッキン等の腐食の抑制をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用の空気調和装置を搭載した車両の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る車両用の空気調和装置の冷媒回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１における利用側ユニットの拡大模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る室内送風機及び圧縮機の経過時間毎の運転状態を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る利用側ユニットの内部の圧力状態とドレン水の排水量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る車両用の空気調和装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の経過時間毎の運転状態と圧縮機の積算運転時間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態２に係る車両用の空気調和装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３に係る車両用の空気調和装置の冷媒回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る圧縮機の経過時間毎の運転状態とドレン水の発生量との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る車両用の空気調和装置の制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の車両用の空気調和装置２の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
［車両１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用の空気調和装置２を搭載した車両１の概略図である。図１に示されるように、車両１は、空気調和装置２、車両吹出しダクト３及び車両吸込みダクト４を備えている。空気調和装置２は、車両１の外部の床下や屋根上等に設置され、後述する室内送風機５等を備えている。車両吸込みダクト４は、車両１の内部に設置され、空気調和装置２とダクトを介して接続されている。車両吹出しダクト３は車両１内の上部に設置され、空気調和装置２とダクトを介して接続されている。
【００１４】
空気調和装置２内に設けられた室内送風機５は、車両吸込みダクト４から車両１内の空気を吸込み、車両吹出しダクト３へ空気を送風する。車両吹出しダクト３を出た空気は、車両吸込みダクト４に吸い込まれ、空気調和装置２へ送られる。このようにして、車両１内の空気は循環する。この際、空気調和装置２と車両吹出しダクト３との距離は非常に長いため、室内送風機５が空気を送風する際に、大きな圧力損失が発生する。このため、この大きな圧力損失を補うために、静圧が高い室内送風機５を採用する必要がある。
【００１５】
［空気調和装置２の構成］
図２は、本発明の実施の形態１に係る車両用の空気調和装置２の冷媒回路図である。図２に示されるように、空気調和装置２の冷媒回路は、圧縮機８、切替弁１２、熱源側熱交換器１０、減圧装置１１及び室内熱交換器６が冷媒配管を介して環状に接続された構成となっている。熱源側ユニット２０には、圧縮機８、切替弁１２、熱源側熱交換器１０、減圧装置１１、及び熱源側送風機９が設けられている。一方、利用側ユニット２１には、室内熱交換器６、室内送風機５及びドレンパン７が設けられている。また、空気調和装置２には、室内送風機５及び圧縮機８の運転時間を計測するタイマ１４が設けられている。さらに、空気調和装置２には、タイマ１４から室内送風機５及び圧縮機８の運転時間に関する情報を読み込むと共に、室内送風機５及び圧縮機８の運転を制御する制御装置１３が設けられている。なお、制御装置１３は、例えばマイコンにより構成されている。
【００１６】
冷媒回路内の冷媒は、圧縮機８において高温高圧の過熱ガスに圧縮された後、熱源側熱交換器１０へ送られ、熱源側送風機９により冷却され低温高圧の液冷媒に凝縮される。そして、低温高圧の液冷媒は、減圧装置１１を通り、低温低圧の気液二相冷媒となる。低温低圧の気液二相冷媒は、室内熱交換器６を通り、室内送風機５により引き込まれた空気と熱交換を行い、低温低圧の過熱ガス状態となり、再度、圧縮機８に吸引される。
【００１７】
ここで、室内熱交換器６内の冷媒と、室内送風機５により送風された空気と熱交換を行う際に、室内熱交換器６内の冷媒の温度が、空気中に含まれる水蒸気の露点温度以下となる場合、室内熱交換器６に結露が生じる。そこで、この結露を貯留し、排水するために後述するドレンパン７が設けられている。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態１における利用側ユニット２１の拡大模式図である。図３に示されるように、室内熱交換器６の下部にはドレンパン７が設けられ、ドレンパン７の底部には、ドレン水を排水するドレン排水口１７が設けられている。室内熱交換器６に結露した水は、ドレン水となってドレンパン７に滴下する。
【００１９】
ここで、空気調和装置２の運転中は、室内送風機５の静圧が高く、利用側ユニット２１内の負圧が、ドレン排水口１７から排水されるドレン水の自重より大きくなるため、ドレン水がドレン排水口１７から排出されなくなる。その結果、ドレン水がドレンパン７に溜まった状態となり、ドレン水位１８が上昇する。なお、ドレンパンの高さ１９は、ドレン水がドレンパン７から溢れないように、ドレン水位１８より高く設計されている。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態１に係る室内送風機５及び圧縮機８の経過時間毎の運転状態を示すグラフである。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る利用側ユニット２１の内部の圧力状態とドレン水の排水量との関係を示すグラフである。図４に示されるように、制御装置１３は、室内送風機５及び圧縮機８は、予め決められた基準時間の間だけ運転する。そして、基準時間に達した場合、制御装置１３は、一時的に室内送風機５及び圧縮機８の運転を同時に停止させる。その後、所定の時間が経過した後、再度、制御装置１３は、室内送風機５及び圧縮機８の運転を同時に開始させる。なお、本実施の形態１では、室内送風機５の運転を停止する例を示したが、本発明はこれに限定されず、室内送風機５を低速運転にしても良い。このことは、後述する実施の形態２及び３についても同様である。
【００２１】
ここで、図５に示されるように、室内送風機５の運転中には、室内送風機５の静圧が高いため、利用側ユニット２１の内部の圧力が負圧状態となる。しかし、室内送風機５が運転を停止すると、利用側ユニット２１の内部の圧力が、時間の経過と共に負圧状態から大気圧に等しい状態に戻る。ここで、利用側ユニット２１の内部の負圧が減少するに従い、ドレン排水口１７から排水されるドレン水に加わる圧力も減少する。このため、ドレン排水口１７から排水されるドレン水の量も増加する。このように、室内送風機５の運転を停止し、利用側ユニット２１の内部の負圧を減少させることで、ドレン水の排水を実現することができる。
【００２２】
図６は、本発明の実施の形態１に係る車両用の空気調和装置２の制御動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら図６の各ステップに基づいて空気調和装置２の制御動作について説明する。
【００２３】
（ステップＳ１１）
空気調和装置２の運転が指令される。その後、ステップＳ１２へ移行する。
（ステップＳ１２）
制御装置１３は、空気調和装置２の制御を開始する。その後、ステップＳ１３へ移行する。
（ステップＳ１３）
制御装置１３は、室内送風機５及び圧縮機８に対する運転指令が出されているか判断する。室内送風機５及び圧縮機８を運転する場合は、ステップＳ１４へ移行し、運転しない場合は、ステップＳ１７へ移行する。
（ステップＳ１４）
圧縮機８の運転時間が基準時間以上であるか判断する。基準時間以上である場合は、ステップＳ１５へ移行し、基準時間未満である場合は、ステップＳ１６へ移行する。なお、基準時間としては、ドレン水位１８が、ドレンパンの高さ１９を超えない範囲の時間を設定する。
【００２４】
（ステップＳ１５）
一定時間、圧縮機８の運転を停止させ、室内送風機５を低速運転又は停止させる。その後、ステップＳ１３へ移行する。一定時間としては、ドレン水が、ドレンパン７から排水されるのに十分な時間を確保する。
（ステップＳ１６）
室内送風機５及び圧縮機８の運転を継続する。その後、ステップＳ１３へ移行する。
（ステップＳ１７）
室内送風機５及び圧縮機８の運転を停止する。その後、ステップＳ１３へ移行する。
【００２５】
以上のことから、ドレン水位１８がドレンパンの高さ１９を超えてドレン水が溢れないようにするために、間欠的に室内送風機５を低速運転又は停止し、利用側ユニット２１の内部の負圧を減少させ、ドレンパン７内のドレン水に加わる圧力を減少させる。その結果、ドレン排水口１７からドレン水の排水をすることができる。これにより、ドレンパン７を小型化し、かつドレンパン７における異臭の発生を抑制すると共に、室内熱交換器６及びパッキン等の腐食の抑制をすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機８の経過時間毎の運転状態と圧縮機８の積算運転時間の関係を示すグラフである。本実施の形態２における空気調和装置２の基本的な構成は実施の形態１における空気調和装置２と同様であるため、以下、実施の形態１との相違点を中心に本実施の形態２を説明する。実施の形態１と本実施の形態２との相違点は、圧縮機８の積算運転時間を基準として圧縮機８及び室内送風機５を停止させる点である。
【００２７】
図７に示されるように、圧縮機８は、運転と停止を繰り返す。制御装置１３は、タイマ１４から圧縮機８の運転時間に関する情報を読み取ると共に、圧縮機８の運転時間を積算し、積算した運転時間が基準値を超えた場合に、一時的に室内送風機５及び圧縮機８の運転を同時に停止させる。上述したように、室内送風機５が停止している間は、利用側ユニット２１の内部の圧力が、時間の経過と共に負圧状態から大気圧に等しい状態に戻る（図５参照）。ここで、利用側ユニット２１の内部の負圧が減少するに従い、ドレン水に加わる圧力も減少するため、ドレン排水口１７から排水されるドレン水の量も増加する。このように、室内送風機５の運転を停止し、利用側ユニット２１の内部の負圧を減少させることで、ドレン水の排水を実現することができる。
【００２８】
図８は、本発明の実施の形態２に係る車両用の空気調和装置２の制御動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら図８の各ステップに基づいて空気調和装置２の制御動作について説明する。
【００２９】
（ステップＳ２１）
空気調和装置２の運転が指令される。その後、ステップＳ２２へ移行する。
（ステップＳ２２）
制御装置１３は、空気調和装置２の制御を開始する。その後、ステップＳ２３へ移行する。
（ステップＳ２３）
制御装置１３は、室内送風機５及び圧縮機８に対する運転指令が出されているか判断する。室内送風機５及び圧縮機８を運転する場合は、ステップＳ２４へ移行し、運転しない場合は、ステップＳ２７へ移行する。
（ステップＳ２４）
圧縮機８の積算運転時間が基準値以上であるか判断する。基準値以上である場合は、ステップＳ２５へ移行し、基準値未満である場合は、ステップＳ２６へ移行する。なお、基準値としては、ドレン水位１８が、ドレンパンの高さ１９を超えない範囲の時間を設定する。
【００３０】
（ステップＳ２５）
一定時間、圧縮機８の運転を停止させ、室内送風機５を低速運転又は停止させる。その後、ステップＳ２３へ移行する。一定時間としては、ドレン水が、ドレンパン７から排水されるのに十分な時間を確保する。
（ステップＳ２６）
室内送風機５及び圧縮機８の運転を継続する。その後、ステップＳ２３へ移行する。
（ステップＳ２７）
室内送風機５及び圧縮機８の運転を停止する。その後、ステップＳ２３へ移行する。
【００３１】
以上のことから、ドレン水位１８がドレンパンの高さ１９を超えてドレン水が溢れないようにするために、室内送風機５の積算運転時間が基準値に達する毎に、室内送風機５を低速運転又は停止し、利用側ユニット２１の内部の負圧を減少させ、ドレンパン７内のドレン水に加わる圧力を減少させる。その結果、ドレン排水口１７からドレン水の排水をすることができる。これにより、ドレンパン７を小型化し、かつドレンパン７における異臭の発生を抑制すると共に、室内熱交換器６及びパッキン等の腐食の抑制をすることができる。
【００３２】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る車両用の空気調和装置２の冷媒回路図である。本実施の形態３における空気調和装置２の基本的な構成は実施の形態１における空気調和装置２と同様であるため、以下、実施の形態１との相違点を中心に本実施の形態３を説明する。実施の形態１と本実施の形態３との相違点は、ドレン水の発生量を基準として圧縮機８及び室内送風機５を停止させる点である。
【００３３】
図９に示されるように、利用側ユニット２１は、室内熱交換器６の空気の吸い込み側に第一の乾湿計１５を備え、室内熱交換器６の空気の吹き出し側に第二の乾湿計２５を備えている。また、ドレンパン７には、ドレン水の水位を検知するドレン水センサ２６が設けられている。制御装置１３は、第一の乾湿計１５及び第二の乾湿計２５から空気の温度及び湿度の情報を読み込み、ドレンパン７に溜まっているドレン水の量を計算すると共に、ドレン水センサ２６からドレンパン７に溜まっているドレン水の発生量の情報を読み込む。
【００３４】
ドレン水の量の計算方法は、風量をＱ（ｍ３／ｍｉｎ）、絶対湿度差をＨ（ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ））、空気密度をＤ（１．２ｋｇ（ＤＡ）／ｍ３）とすると、「１分当たりのドレン水の発生量＝Ｑ×Ｈ×Ｄ」のドレン水発生量の算出式により求まる。なお、絶対湿度差は、室内熱交換器６の吸込み空気の乾球温度及び湿球温度から求めた絶対湿度と、吹出し空気の乾球温度及び湿球温度から求めた絶対湿度差である。
【００３５】
図１０は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機８の経過時間毎の運転状態とドレン水の発生量との関係を示すグラフである。図１０に示されるように、圧縮機８は、運転と停止を繰り返す。制御装置１３は、ドレンパン７に溜まったドレン水の量を積算し、積算したドレン水量が規定値（基準量）を超えた場合に、一時的に室内送風機５及び圧縮機８の運転を同時に停止させる。上述したように、室内送風機５が停止している間は、利用側ユニット２１の内部の圧力が、時間の経過と共に負圧状態から大気圧に等しい状態に戻る（図５参照）。ここで、利用側ユニット２１の内部の負圧が減少するに従い、ドレン水に加わる圧力も減少するため、ドレン排水口１７から排水されるドレン水の量も増加する。このように、室内送風機５の運転を停止し、利用側ユニット２１の内部の負圧を減少させることで、ドレン水の排水を実現することができる。
【００３６】
図１１は、本発明の実施の形態３に係る車両用の空気調和装置２の制御動作を示すフローチャートである。以下、図２を参照しながら図１１の各ステップに基づいて空気調和装置２の制御動作について説明する。
【００３７】
（ステップＳ３１）
空気調和装置２の運転が指令される。その後、ステップＳ３２へ移行する。
（ステップＳ３２）
制御装置１３は、空気調和装置２の制御を開始する。その後、ステップＳ３３へ移行する。
（ステップＳ３３）
制御装置１３は、室内送風機５及び圧縮機８に対する運転指令が出されているか判断する。室内送風機５及び圧縮機８を運転する場合は、ステップＳ３４へ移行し、運転しない場合は、ステップＳ３７へ移行する。
（ステップＳ３４）
積算したドレン水の量が基準量以上であるか判断する。基準量以上である場合は、ステップＳ３５へ移行し、基準量未満である場合は、ステップＳ３６へ移行する。なお、基準量としては、ドレン水位１８が、ドレンパンの高さ１９を超えない範囲の量を設定する。
【００３８】
（ステップＳ３５）
一定時間、圧縮機８の運転を停止させ、室内送風機５を低速運転又は停止させる。その後、ステップＳ３３へ移行する。一定時間としては、ドレン水が、ドレンパン７から排水されるのに十分な時間を確保する。
（ステップＳ３６）
室内送風機５及び圧縮機８の運転を継続する。その後、ステップＳ３３へ移行する。
（ステップＳ３７）
室内送風機５及び圧縮機８の運転を停止する。その後、ステップＳ３３へ移行する。
【００３９】
以上のことから、ドレン水位１８がドレンパンの高さ１９を超えてドレン水が溢れないようにするために、積算したドレン水の量が基準量に達する毎に、室内送風機５を低速運転又は停止し、利用側ユニット２１の内部の負圧を減少させ、ドレンパン７内のドレン水に加わる圧力を減少させる。その結果、ドレン排水口１７からドレン水の排水をすることができる。これにより、ドレンパン７を小型化し、かつドレンパン７における異臭の発生を抑制すると共に、室内熱交換器６及びパッキン等の腐食の抑制をすることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態３では、ドレン水の量を第一の乾湿計１５及び第二の乾湿計２５からの情報を制御装置１３が読み取り、上述した計算式により算出した。しかし、ドレンパン７に設けられたドレン水センサ２６により直接、ドレン水位１８を検知して、ドレン水位１８が基準の高さに達した場合に室内送風機５及び圧縮機８を制御してもよい。なお、基準の高さは、ドレンパンの高さ１９未満とする。
【符号の説明】
【００４１】
１  車両、２  空気調和装置、３  車両吹出しダクト、４  車両吸込みダクト、５  室内送風機、６  室内熱交換器、７  ドレンパン、８  圧縮機、９  熱源側送風機、１０  熱源側熱交換器、１１  減圧装置、１２  切替弁、１３  制御装置、１４  タイマ、１５  第一の乾湿計、１７  ドレン排水口、１８  ドレン水位、１９  ドレンパンの高さ、２０  熱源側ユニット、２１  利用側ユニット、２５  第二の乾湿計、２６  ドレン水センサ。
【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】
0006468849.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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