(57)【要約】【課題】炎天下等に駐車後に乗車する場合に、車内を急速に冷却することができ、かつ環境を害さないようにする。【解決手段】走行中の冷凍機１の余剰冷却能力によって、断熱した低温蓄熱槽３内で製氷し、駐車後に乗車する前に車内の空気をこの氷に循環させることによって、急速に車内を冷房することができる。冷凍機１にヘリウムガスで作動するスターリング冷凍機を使用し、低温蓄熱槽３を冷却する冷媒経路２に２酸化炭素を冷媒として使用することによって、環境を害さないようにできる。スターリング冷凍機は低電力で駆動できるので、駐車中は太陽電池６によって低温蓄熱槽３の温度の上昇を抑えることができる。【選択図】    図１
2004245486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍機と低温蓄熱槽とを備え、
車のエンジン作動中は、上記冷凍機によって上記低温蓄熱槽を冷却し、
エンジンを停止した後に再乗車する場合には、上記冷却した低温蓄熱槽によって車内空気を冷却できる
ことを特徴とするカークーリングシステム。
【請求項２】
請求項１において、前記冷凍機の吸熱部と前記低温蓄熱槽とを冷媒経路で連結し、
上記冷凍機の吸熱部で冷却された冷媒によって上記低温蓄熱槽を冷却する
ことを特徴とするカークーリングシステム。
【請求項３】
請求項２において、前記冷媒は２酸化炭素であって、
上記冷媒は、前記冷凍機の吸熱部で液化し、前記低温蓄熱槽で気化する
ことを特徴とするカークーリングシステム。
【請求項４】
請求項１において、前記冷凍機の冷媒は、前記低温蓄熱槽とこの後流に設けた熱交換器とを循環することを特徴とするカークーリングシステム。
【請求項５】
請求項２〜３のいずれかにおいて、前記冷媒経路の冷媒は前記低温蓄熱槽と、この後流に設けた熱交換器とを循環することを特徴とするカークーリングシステム。
【請求項６】
請求項１、２、３または５のいずれかの１において、前記冷凍機はスターリング冷凍機であることを特徴とするカークーリングシステム。
【請求項７】
請求項６において、前記スターリング冷凍機は、車のエンジン停止中にはこの車に設けた太陽電池から駆動電力を供給される
ことを特徴とするカークーリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カークーリングシステムに関し、特に夏場の駐車後に乗車する際に、車内を急速に冷却することができるカークーリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温多湿のわが国では、今やカークーラーは必需品となっている。ところで夏場の炎天下等に駐車しておくと、車内は太陽熱によって、５０〜７０℃まで上昇する。したがってクーラを最大に調整して、できるだけ早く車内の空気温度を下げる必要がある。このため従来から、乗用車の車内容積が通常３〜４ｍ３程度に過ぎず、また通常の走行中では、１ＫＷ程度の駆動動力で十分車内を冷房可能であるにもかかわらず、駆動動力が３〜５ＫＷという大きな容量のクーラーが使用されている。またエンジンを掛けたままでクーラーを作動させておくことも、長時間の駐車では困難である。このため従来から、フロントガラス内等に遮光シートを置いたり、車の側面ウィンドウを少しあけて、小さなファンで換気する手段等も用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし夏場の炎天下等に駐車した後に、クーラーを作動させるためには、とりあえず乗車してエンジンを始動することが必要になる。しかるにドアを開けると熱風がどっと流出し、極めて不快な思いをしつつ乗車して、エンジンを始動させなけばならない。さらに上述したような大きな駆動動力のクーラーを最大限に作動させても、クーラーの噴出し口から冷風が吹き出すまでは、１〜２分のアイドル時間を要し、車内温度が適温になるまで、通常５分以上待たなければならない。また従来の遮光シートや換気ファンでは、夏場の炎天下等においては、ほとんど車内の温度上昇を防止することはできない。またオゾン層の破壊を防止するために、クーラーの冷媒をフロンから代替フロンへ切り替えることが進められているが、代替フロン自体も、地球温暖化に極めて大きな影響を与える。
【０００４】
そこで本発明の目的は、従来のカークーラーとは異なる発想に基づき、特に夏場の駐車後に乗車する際に、車内を急速に冷却することができ、かつ極めて環境に優しいカークーリングシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明によるカークーリングシステムの第１の特徴は、冷凍機と低温蓄熱槽とを備え、車のエンジン作動中は、この冷凍機によってこの低温蓄熱槽を冷却し、エンジンを停止した後に再乗車する場合に、この冷却した低温蓄熱槽で車内空気を冷却できることにある。
【０００６】
すなわち上述したように、走行中のクーラーの所要動力は、せいぜい１ＫＷ程度で十分である。したがって走行中に、クーラーの余剰能力によって、低温蓄熱槽を冷却して、例えば氷を容易に造り出すことができる。そしてエンジンを停止して駐車後に再乗車する前に、この低温蓄熱槽の氷に車内空気を循環させて解凍すれば、アイドル期間を待たずに直ちに車内空気の冷房が開始されるので、短い時間で車内の温度を快適な温度まで下げることが可能になる。したがってわずかな時間をおいてドアを開けると、心地よい冷風が流出し、極めて快適な状態で乗車することができる。なお、車外から低温蓄熱槽の氷を急速に解凍等する手段としては、リモコン操作によって、例えばバッテリーで送風ファンを短時間だけ駆動すればよい。
【０００７】
本発明によるカークーリングシステムの第２の特徴は、前記特徴１に記載した冷凍機の吸熱部と、低温蓄熱槽とを冷媒経路で連結し、この冷凍機の吸熱部で冷却された冷媒によって、この低温蓄熱槽を冷却することにある。
【０００８】
すなわち冷凍機の吸熱部を直接低温蓄熱槽に接触させて、例えば水を冷却したり製氷することも可能であるが、この場合は、冷凍機と低温蓄熱槽とを近接して配置することが必要になり、設置場所の選択の自由度が制限される場合もある。そこで冷凍機の吸熱部と低温蓄熱槽とを、冷媒経路で連結するように構成することによって、冷凍機と低温蓄熱槽とを、別々の任意の場所に設置することができるようになり、設置場所の選択の自由度が大幅に増加する。
【０００９】
本発明によるカークーリングシステムの第３の特徴は、前記特徴２に記載した冷媒は２酸化炭素であって、この冷媒は、前記冷凍機の吸熱部で液化し、前記低温蓄熱槽で気化することにある。
【００１０】
すなわちこのように発明を構成することによって、低温蓄熱槽を小型軽量にすることが可能となる。すなわち低温蓄熱槽で、例えば水を低温にして利用することもできるが、氷を製造しておけば、氷の潜熱（８０ｋｃａｌ／ｋｇ）を利用することができるため、単に水を低温にする場合に比べて、車内空気の冷却に必要な冷却熱を得るための水の容積を、大幅に減少させることが可能となる。また低温蓄熱槽で液化２酸化炭素を気化させて、この２酸化炭素の気化熱を利用することによって、低温蓄熱槽を冷却するための溶媒の伝熱面積を大幅に減少させることができる。したがってこの双方の作用によって、低温蓄熱槽をきわめて小型軽量にすることができる。また２酸化炭素は、フロンや代替フロン等と比較して環境性に優れ、防火性も有している。
【００１１】
本発明によるカークーリングシステムの第４の特徴は、前記特徴１に記載した冷凍機の冷媒は、前記低温蓄熱槽と、この後流に設けた熱交換器とを循環することにある。また本発明によるカークーリングシステムの第５の特徴は、前記特徴２に記載した冷媒経路の冷媒は、前記低温蓄熱槽と、この後流に設けた熱交換器とを循環することにある。
【００１２】
このように発明を構成することにより、走行中における低温蓄熱槽の冷却と、その後流に設けた熱交換器による車内の冷房とを、１つの冷凍機によって行うことができる。
【００１３】
本発明によるカークーリングシステムの第６の特徴は、前期特徴１、２、３または５のいずれかの１に記載した冷凍機が、スターリング冷凍機であることにある。ここでスターリング冷凍機とは、公知の技術であって詳細は後述するが、例えば作動流体として密閉ヘリウムを用い、リニアモーターで往復駆動されるピストンと、このピストンと対向して往復運動するディスプレッサとを備えるフリーピストン型のものが既に実用化されている。
【００１４】
すなわちスターリング冷凍機を使用することによって、冷凍機を小型軽量にすることができ、低電力、低騒音で、かつ負荷の変化に関係なく高効率に作動させることができる。また駆動源は電気であるため、従来のカークーラー用の圧縮機のように、エンジンを始動することなく、バッテリーや太陽電池で駆動することができ、作動の制御も容易となる。さらに動作流体はヘリウムガスであるため、環境性及び防火性に極めて優れている。
【００１５】
本発明によるカークーリングシステムの第７の特徴は、前記特徴６に記載したスターリング冷凍機は、車のエンジン停止中には、この車に設けた太陽電池から駆動電力を供給できることにある。
【００１６】
すなわちスターリング冷凍機は、上述したように例えばリニアモーターによって電気駆動され、駆動電力が低い場合であっても、性能が低下しないという特性を有している。したがってエンジンが停止中の状態においても、太陽電池からの電力によって効率的に駆動することが可能になる。したがって停車中の状態においても、バッテリーを消耗させることなく、低温蓄熱槽が暖まることを抑制すること等が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明によるカークーリングシステムの構成を示す。カークーリングシステムは、スターリング冷凍機１と低温蓄熱槽３とを備えており、このスターリング冷凍機の吸熱部１１と、この低温蓄熱槽と、この低温蓄熱槽の後流に設けた熱交換器２１とを、冷媒経路２で連結している。冷媒経路２には、高圧の２酸化炭素が充填されている。そして２酸化炭素は、冷凍機１の吸熱部１１と低温蓄熱槽３との間に設けたポンプ２２によって、スターリング冷凍機１の吸熱部１１と、低温蓄熱槽３と、その後流に設けた熱交換器２１とを、この順序で循環している。
【００１８】
なお熱交換器２１には、車内温度が設定温度を超えた場合に作動する、送風ファン２３が設けてある。スターリング冷凍機１と、ポンプ２２と、送風ファン２３との電力は、車に搭載してあるバッテリー５と太陽電池６とから、制御装置４を介して供給される。また冷凍機１の吸熱部１１と低温蓄熱槽３との間の冷媒経路２は、液化２酸化炭素が流れるため、直径が細い管になっており、逆に熱交換器２１から冷凍機１の吸熱部１１に戻るこの冷媒経路は、この低温蓄熱槽と熱交換器とで気化した２酸化炭素の蒸気が流れるため、直径が太い管になっている。なお、冷凍機１の吸熱部１１の位置が高い場合には、特にポンプ２２を設けなくても、サーモサイフォンのように、液化２酸化炭素と気化２酸化炭素との比重差によって、冷媒経路２内を冷媒を自然循環させることも可能である。
【００１９】
次に図２を参照しつつ、低温蓄熱槽３の構成を説明する。低温蓄熱槽３は、製氷容器３１と、この製氷容器を収納する断熱容器３２とを備えている。製氷容器３１は、それぞれアルミ製の上部容器３１ａと、下部容器３１ｃと、これらを連結する多数の連通管３１ｂとから構成される。なお製氷容器３１内には、密閉蓋付の注入口３１ｄから純水が投入して充填してある。そして断熱容器３２内に冷媒経路２が挿入され、この冷媒経路は、製氷容器３１の周囲を取り囲むようにこの断熱容器の内壁面上に巻設され、この製氷容器を冷却する気化器２３を形成している。
【００２０】
断熱容器３２には、車内の空気を循環させる流入口３２ａと、流出口３２ｂとが設けてあり、それぞれ開閉自在の蓋３３，３４を有している。また流出口３２ｂには、送風ファン３５が設けてある。なお蓋３３，３４の開閉と、送風ファン３５の作動とは、制御装置４で制御される。
【００２１】
ここで図３を参照しつつスターリング冷凍機１を概説する。スターリング冷凍機１は、シリンダ１４の中心に形成した円形貫通穴に、相互に対向して往復運動するピストン１５と、ディスプレッサ１３とが挿入されている。ピストン１５は、一端を円盤バネ１５ａで支持されており、外周には、リニアモータ１６が設けてある。ディスプレッサ１３の一端には細長いロッド部１３ａが連設され、このロッド部は、ピストン１５の中心に形成した貫通穴を通して、その一端を円盤バネ１３ｂで支持される。
【００２２】
シリンダ１４の先端部分の外周には、円筒形状の蓄熱器１７が巻設してある。蓄熱器１７の一端部には、円筒形状の放熱器１２が当接し、他端部には、円筒形状の吸熱器１８が当接する。なお、これらの部品は、外部ケーシング１９と、吸熱器１８を覆う吸熱部１１で密閉してあり、高圧のヘリウムガスが充填してある。
【００２３】
次に、このスターリング冷凍機１の作用について概説する。まず、ピストン１５が、リニアモータ１６によって図３の右方向に移動し、このピストンとディスプレッサ１３に挟まれた空間のヘリウムガスを圧縮する。この圧縮工程によりガスの温度は上昇するが、この圧縮空間に隣接する放熱器１２からガスの熱が外部に放熱されるため、結果としてこの圧縮工程は等温圧縮となる。
【００２４】
さて、ディスプレッサ１３の左右空間は、放熱器１２、蓄熱器１７及び吸熱器１８を通して連通しているため、このディスプレッサの左空間の圧力が高くなると、このディスプレッサの右空間の圧力も高くなる。そして、ディスプレッサ１３の右空間の圧力が、ピストン１５の左空間の圧力より高くなると、ロッド１３ａの断面積分だけ、このディスプレッサの右受圧面に掛かる力が大きくなるため、このピストンは左方向に移動する。ピストン１５が左方向に移動すると、このディスプレッサとピストン１５に挟まれた空間の圧縮ヘリウムは、放熱器１２、蓄熱器１７及び吸熱器１８を通して、このディスプレッサの右空間に移動する。したがって、この工程において圧縮ガスは等容積変化を行なう。この際、圧縮ヘリウムの熱の一部は蓄熱器１７に蓄熱される。
【００２５】
次に、ピストン１５がリニアモータ１６によって図３の左方向に移動すると、このピストンとディスプレッサ１３との間の空間にあるヘリウムガスは膨張し、この空間と連通するこのディスプレッサの右空間にあるヘリウムガスも膨張し、ガス温度が低下する。そして、この温度が低下したガスは、この空間に隣接する吸熱器１８を介して、吸熱部１１で外部の熱を吸熱する。したがって、この工程は、等温膨張行程となる。
【００２６】
ディスプレッサ１３の右空間にあるヘリウムガスが等温膨張して、ピストン１５の左空間圧力より低下すると、ロッド１３ａの断面積分だけこのディスプレッサの右受圧面に掛かる力が小さくなるため、このディスプレッサは右方向に移動し、このディスプレッサの右空間のガスを蓄熱器１７等を通して左空間に移動させる。したがって、この工程において膨張ガスは等容積変化を行なう。この際、膨張ガスは蓄熱器１７に蓄熱された熱を回収する。
【００２７】
以上概説したように、このスターリング冷凍機１は、リニアモータ１６によってピストン１５を往復運動させ、ロッド１３ａの断面積分だけ圧力が異なることにより、ディスプレッサ１３を、このピストンと一定の位相差をもって往復運動させる。そして、この往復サイクルを繰り返すことにより、放熱器１２からヘリウムガスの熱を外部に放熱し、一方吸熱器１８を介して吸熱部１１で外部の熱を吸熱する。なお、放熱と吸熱の間の等容変化工程において、ヘリウムガスの熱を蓄熱器１７に蓄熱し、あるいは回収することにより、スターリング冷凍機１の動作係数を大きく向上させている。なお、ピストン１５の一端部と、ロッド１３ａの先端部とを、円盤バネ１５ａ，１３ｂでそれぞれ拘束するのは、これらの円盤バネの共振を利用することによって、このピストンとディスプレッサ１３との往復運動周期を一定に保持するためである。
【００２８】
さて次にカークーリングシステムの作用について説明する。走行中には、制御装置４からの指示によって、製氷容器３１を収納する断熱容器３２の流入口３２ａと、流出口３２ｂとの蓋３３，３４がそれぞれ閉じ、かつこの流出口に設けた送風ファン３５には電力が供給されない。したがって製氷容器３１は、断熱容器３２内に密閉され、外部の車内空気から熱的に遮断された状態となる。そしてバッテリー５の電力によって、スターリング冷凍機１が作動し、吸熱部１１を低温に冷却する。
【００２９】
さてスターリング冷凍機１の吸熱部１１には、冷媒経路２が巻設してあるため、冷媒の２酸化炭素は、低温のこの吸熱部で冷却されて液化する。この液化２酸化炭素は、冷媒経路２に設けたポンプ２２によって、低温蓄熱槽３の断熱容器３２内に送られる。断熱容器３２内では、冷媒経路２は気化器２３となって、製氷容器３１を取り巻くように巻設してある。したがって通過する液化２酸化炭素の一部は、より高温の製氷容器３１内の水と熱交換して気化し、この気化熱によって、効率的にこの製氷容器内の水を冷却して氷結させる。
【００３０】
低温蓄熱槽３の断熱容器３２から流出した２酸化炭素は、次に熱交換器２１に送られる。残留する液化２酸化炭素は、熱交換器２１を通過する間に、車内の空気と熱交換して気化し、この気化熱によって、効率的に車内を冷房する。なお熱交換器２１には、送風ファン２３によって車内空気が吹き付けられ、熱伝達率を向上させると共に、冷却した空気を車内に循環させる。
【００３１】
ところで製氷容器３１内の水が全て氷結した後は、水の凝結熱がなくなるために、この製氷容器内の氷は、通過する液化２酸化炭素の温度まで急速に冷却される。したがってこの状態になったときには、液化２酸化炭素は、低温蓄熱槽３内で殆ど熱交換しないままで、次の熱交換器２１に流入する。したがって、スターリング冷凍機１の吸熱部１１で冷却した液化２酸化炭素の、ほぼ全部を熱交換器２１で気化させることができるため、製氷容器３１内での製氷が完了した後は、無駄なく効率的に車内を冷房することができる。
【００３２】
さて夏場の炎天下に駐車した場合には、バッテリー５の消耗を回避するために、太陽電池６からの電力でスターリング冷凍機１を駆動する。太陽電池６の電力は限られているため、バッテリー５から電力を供給した場合のように、車内の温度を適温に保つことは困難であるが、十分断熱された製氷容器３１内の温度上昇を抑制し、氷を溶け難くしている。
【００３３】
次に駐車後に乗車する際には、車外からリモコンによって制御装置４を作動させ、製氷容器３１を収納する断熱容器３２の流入口３２ａと、流出口３２ｂとの蓋３３，３４をそれぞれ開放し、かつバッテリー５から電力を供給して、送風ファン３５を回転させる。車内の高温の空気は、流入口３２ａから断熱容器３２内に導入され、製氷容器３１の多数の連通管３１ｂの間を通過して冷却され、流出口３２ｂから車内に放散する。すなわち車内の高温空気は、０℃という低温の連通管３１ｂの間を循環しつつ、かつ氷の大きな溶解熱との熱交換によって急速に冷却され、短時間の間に車内の空気温度を適温まで下げることができる。したがって、この状態でドアを開けると、ドアから外気より低い温度の空気が流出し、極めて爽快な気分で乗車することができる。
【００３４】
図４及び図５に、通常の蒸気圧縮冷凍サイクルの冷凍機１０１，２０１を使用した場合の、カークーリングシステムのブロック線図を示す。図４は、冷凍機１０１の冷媒によって直接低温蓄熱槽１０３を冷却し、熱交換器１２１で車内を冷房するカークーリングシステムを示している。すなわち冷凍機１０１は、冷媒として代替フロンを使用し、エンジンで駆動される圧縮器１１０で高温蒸気に圧縮され、凝縮器１２０で外気に放熱して液化する。この液化した冷媒は、膨張バルブ１３０で膨張冷却し、その一部が低温蓄熱槽１０３内で気化し、この低温蓄熱槽を冷却する。そして低温蓄熱槽１０３から流出した冷媒は、次に熱交換器１２１内に流入して、残留する液化冷媒が、車内空気との熱交換によって気化し、車内空気を冷房する。
【００３５】
なお、低温蓄熱槽１０３は、上述したものと同様に、断熱容器に製氷容器を収納したものであって、この断熱容器には、それぞれ開閉自在の蓋を備えた流入口と流出口とを有している。また流出口と、熱交換器１２１には、送風ファンが設けてある。なおこのカークーリングシステムの作用は、上述した作用と同じであるが、冷凍機１０１の圧縮器１１０は、エンジンで機械的に駆動するものであって、太陽電池の電力を利用しない点が異なる。
【００３６】
図５は、冷凍機２０１の吸熱部２４０との熱交換によって冷却された、別個の冷媒経路２０２によって低温蓄熱槽２０３を冷却し、熱交換器２２１で車内を冷房するカークーリングシステムを示している。すなわち冷凍機２０１は、冷媒として代替フロンを使用し、エンジンで駆動される圧縮器２１０で高温蒸気に圧縮され、凝縮器２２０で外気に放熱して液化する。この液化した冷媒は、膨張バルブ２３０で膨張冷却し、次いで吸熱部２４０で気化して、熱交換器２２１を介して冷媒経路２０２内の冷媒を冷却液化する。そしてこの液化冷媒の一部が低温蓄熱槽２０３内で気化し、この低温蓄熱槽を冷却する。そして低温蓄熱槽２０３から流出した冷媒は、次に熱交換器２２１内に流入して、残留する液化冷媒が、車内空気との熱交換によって気化し、車内空気を冷房する。
【００３７】
図６に、カークーリングシステムの搭載例を示す。スターリング冷凍機１、低温蓄熱槽３、及び熱交換器２１は、車のフロントダッシュボードの内のエンジンルームに装着してある。また太陽電池６は、フロントダッシュボードの上面に設置してある。そしてバッテリー５と太陽電池６からの電力は、制御装置４を介して、スターリング冷凍機１や、低温蓄熱槽３と熱交換器２１の送風ファン等に供給される。また２酸化炭素を充填した冷媒経路が、スターリング冷凍機１の冷却部と、低温蓄熱槽３と、熱交換器２１とを連結している。
【００３８】
そして走行中には、バッテリー５からの電力によって、スターリング冷凍機１が駆動され、低温蓄熱槽３を冷却すると共に、熱交換器２１によって車内を冷房する。また駐車中には、太陽電池６からの電力によって、断熱された低温蓄熱槽３を冷却し、この低温蓄熱槽の温度が上昇するのを抑制する。そして駐車後に乗車する際には、バッテリー５からの電力によって、低温蓄熱槽３の送風ファンが回転し、高温になった車内の空気をこの低温蓄熱槽を通過循環させて、急速に冷却する。
【００３９】
なお、製氷容器３１等には、水に限らず他の冷却剤も使用できるが、低温で凝結する冷却剤を使用することが望ましい。融解熱を利用することによって、低温蓄熱槽３を小型にできると共に、高温の車内空気を通過循環させるときに、製氷容器３１の温度を低い融解温度に維持することができるからである。また低温蓄熱槽３は、エンジンルームに限らず、座席の下や、天井や、トランクルーム等に設置することもできる。また車内の冷房システムと、低温蓄熱槽３の冷却とを、別々の冷凍機で行うように構成することも容易にできる。
【００４０】
また駐車中には、座席やダッシュボード等も高温になるが、これらは熱容量が小さいプラスチック等の部材で形成されている。そこで例えば太陽電池６の容量を増加させて、停車中にスターリング冷凍機１を駆動し、低温蓄熱槽３の温度が上昇しない程度に冷却した後の冷媒を、これらの部品に装着した細管等に導入して、これらの部品の温度の上昇を抑えることによって、乗車時の快感をより高めることもできる。さらに駐車時の車内温度をできるだけ下げるためには、ウインドに熱線遮断フィルム等を貼ることが有効である。
【００４１】
【発明の効果】
第１に、走行中の冷凍機の余剰能力によって低温蓄熱槽を冷却し、エンジンを止めて例えば炎天下で駐車した後に再乗車する前に、低温蓄熱槽に車内空気を循環させることによって、冷凍機の能力を必要以上に大きくしないで、短い時間で車内の温度を快適な温度まで下げることが可能になる。第２に、冷凍機の吸熱部によって冷却した別個の冷媒経路で低温蓄熱槽等を冷却することによって、低温蓄熱槽等を別々の任意の場所に設置することができる。第３に、別個の冷媒経路の冷媒に２酸化炭素を使用して、低温蓄熱槽等で液化２酸化炭素の気化熱を利用することによって、低温蓄熱槽等を小型化し、かつ冷却能率を向上させることができる。また２酸化炭素は、フロンや代替フロンより環境性がよく、防火性や取り扱い性にも優れている。
【００４２】
第４に、冷凍機としてスターリング冷凍機を使用することによって、冷凍機を小型軽量にすることとができ、低電力、低騒音で、かつ極めて高効率に作動させることができる。また駆動源は電気であるため、従来のカークーラー用の圧縮機のように、エンジンによって機械的に駆動することなく、バッテリーや太陽電池で駆動することができ、作動の制御も容易となる。さらに動作流体はヘリウムであるため、環境性及び防火性に極めて優れている。第５に、停車中に太陽電池でスターリング冷凍機を駆動することによって、バッテリーを消耗させることなく、低温蓄熱槽が暖まることを抑制することができる。
【００４３】
【実施例】
ここでカークーリングシステムを設計する際の参考として、図１に示すカークーリングシステムの低温蓄熱槽３とスターリング冷凍機１とについて、必要となる容量の見積もりの１例を示す。
【００４４】
（１）炎天下等に駐車後に再乗車する場合に、車内空気を不快感を生じない程度に下げるために必要となる、低温蓄熱槽３の冷却剤の量。
【００４５】
従来のカークーラーの経験では、駐車後に乗車する際に、車内空気温度を十分低下させるためには、カークーラーを最大限に５分間程度作動させる必要があると思われる。ここで従来の乗用車のカークーラーの最大（駆動）能力は、３〜５ＫＷＨとされているので、ここでは５ＫＷＨとする。またカークーラーの動作係数（以下「ＣＯＰ」という。）は、２．５程度とされている。したがって、５ＫＷＨのカークーラーを５分間作動させたときの、吸熱量Ｑ２は、５ｘ２．５ｘ５／６０＝１．０４ＫＷ＝約９００Ｋｃａｌになる。
【００４６】
そこで低温蓄熱槽３の冷却剤に水を使用し、この吸熱量Ｑ２に相当する熱量が、０℃の氷を２０℃の水に加熱する熱量とする。そして必要な水の量をＭ  ｋｇとすると、（Ｍ  ｋｇ）ｘ（８０＋２０  ｋｃａｌ／ｋｇ）＝約９００ｋｃａｌであるため、Ｍ＝約９ｋｇとなる。したがって、低温蓄熱槽３に必要な水の容積は、例えば厚さ約１０ｃｍ、縦横３０ｃｍ程度のもので足り、マージンを考えても座席の下等に十分収納可能な容積となる。
【００４７】
（２）上記Ｍ＝約９ｋｇの水を、走行中２時間で、製氷するために必要なスターリング冷凍機１の（駆動）能力。
【００４８】
スターリング冷凍機１の（駆動）能力をＷ、ＣＯＰを慎重に見積もって３程度とし、温度２５℃から０℃の氷に製氷するとすると、（ｗ）ｘ（ＣＯＰ＝３）ｘ（作動時間＝２時間）＝（９ｋｇ）ｘ（２５＋８０  ｋｃａｌ／ｋｇ）だから、Ｗ＝約０．２ＫＷＨになる。ここで低温蓄熱槽３と、冷媒経路２との断熱性能を５０％、すなわち冷却熱の５０％が失われるとすると、Ｗ＝０．２／０．５＝約０．４ＫＷＨになる。そして上述したように、走行中の車内冷房のための動力は、１ＫＷＨ程度とされるため、結局スターリング冷凍機１の必要（駆動）能力は、０．４＋１．０＝１．４ＫＷＨで足りることになる。なお上述したように、従来のカークーラーの駆動能力が５ＫＷＨであるため、３分の１程度の駆動動力で足りることになる。
【００４９】
なお上述した見積もりは、従来の冷凍機の駆動能力、ＣＯＰ、およびスターリング冷凍機１のＣＯＰ、そして低温蓄熱槽３と冷媒経路２との断熱性能について、代表的な値を用いたものであり、これらの数値は、これらの部品の個々の設計によって変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カークリングシステムの全体構成図である。
【図２】低温蓄熱槽の拡大断面図である。
【図３】スターリング冷凍機の概略構成図である。
【図４】他のカークリングシステムの全体構成ブロック図である。
【図５】他のカークリングシステムの全体構成ブロック図である。
【図６】カークリングシステムの搭載を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１      冷凍機
１１                    吸熱部
１２                    放熱器
２，２０２              冷媒経路
２１，１２１，２２１    熱交換器
２２，２２２            ポンプ
２３                    送風ファン
３，１０３，２０３      低温蓄熱槽
３１                    製氷容器
３２                    断熱容器
３２ａ                  流入口
３２ｂ                  流出口
３３，３４              蓋
３５                    送風ファン
４                      制御装置
５                      バッテリー
６                      太陽電池
【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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