(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室（５）内に座席（３）が車両前後方向に多数列配設された車両に搭載される換気装置において、
前記車室（５）外から導入した空気を前記車室（５）内に送る送風手段（９）と、
この送風手段（９）からの空気を前記車室（５）内に吹出す吹出口（１０）と、
前記車室（５）内の空気を取り入れる吸入口（１４）と、
この吸入口（１４）から取り入れた空気を前記車室（５）外に排出する排気手段（１３）とを備え、
前記吹出口（１０）は、前記座席（３）の上方において車両左右方向に延びるように設置され、
前記吸入口（１４）は、前記座席（３）の前方足元部において座席（３）側に向けて設置され、
前記吹出口（１０）および前記吸入口（１４）はともに、車両左右方向に長いスリット状であることを特徴とする車両用換気装置。
【請求項２】
前記吹出口（１０）は、前記送風手段（９）からの空気を前記座席（３）側に案内して吹出すようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用換気装置。
【請求項３】
前記座席（３）は二人掛け座席であって、前記吹出口（１０）は、前記二人掛け座席（３）の車両左右方向の幅の略全長に亘って延びるように設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用換気装置。
【請求項４】
前記吸入口（１４）は、前記各座席（３）毎に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスや鉄道車両等に搭載されて車室内の換気を行う車両用換気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、第２５２６９９６号特許公報では、車室外から導入した空気を、天井左右両側窓際部に複数個設けた吹出口から座席側に向けて吹出し、車室最後部上方に１か所設けた吸入口から車室内の空気を取り入れて、車室外に排出するようにした車両用換気装置が提案されている。
【０００３】
また、第２５２６９９５号特許公報では、図６に示すように、天井左右両側窓際部に複数個設けた吹出口１０から座席３側に向けて空気を吹出し、座席３側方（窓側）の床面２近傍（乗客の足元付近）に複数個設けた吸入口１４から車室５内の空気を取り入れて、車室５外に排出するようにしている。さらに、車室前部上方に１か所設けた内気導入口６Ｂから車室内の空気を取り入れて、車室内に循環するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来装置について、本発明者らが、外気導入モード（換気量１２００ｍ3/ｈ）での乗客の周辺の気流とＣＯ2 濃度を調べたところ、図７に示すように、乗客１２の頭部（顎から頭の頂部）周辺のＣＯ2 濃度が特に高くなることがわかった。
【０００５】
この図７において（図中の矢印は空気の流れを示す）、吹出口１０からの空気は乗客１２に当たった後、乗客１２の前方で下向きの速度が低下して吹出空気の大部分は上昇し始め（上向き気流成分が大）、それによって乗客１２の頭部近傍に大きな渦が発生している。このように空気が上昇するのは、以下の理由による。すなわち、吸入口が車室最後部上方にあるため、車両中央の天井部付近に車両後方へ向かう空気の流れが生じている。そして、天井窓際部の吹出口１０から車両中央側に向かって斜め下方に吹き出された空気は次第に風速が低下して、上記の天井部付近の空気の流れに引かれるためである。
【０００６】
そして、乗客１２の頭部近傍の大きな渦に乗客１２の呼気中のＣＯ2 が巻き込まれて、乗客１２の頭部周辺にＣＯ2 が停滞し、その結果乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度が特に高くなる。
一方、後者の従来装置では、吸入口１４を床面２近傍でかつ座席３側方（窓側）に設けているが、空気を車室５外に排出するための排気ファンの排気能力は、換気による熱損失を考慮するとさほど高く設定することができず、従って床面２近傍の空気を主に吸い込むだけで、車両中央側に向かって斜め下方に吹き出された空気の流れを、床面２近傍でかつ窓側に位置する吸入口１４側に変えることはあまり期待できない。
【０００７】
また、外気導入モード時にも、換気による熱損失を考慮して一部内気を混入させることが知られている。そして、この従来装置では内気導入口６Ｂが車室最前部上方にあるため、車両中央の天井部付近に車両前方へ向かう空気の流れが生じており、吹出口１０から車両中央側に向かって斜め下方に吹き出された空気は、図６中の矢印ｅのように結局天井部付近の空気の流れに引かれる。
【０００８】
従って、前述の従来装置と同様に、乗客１２の頭部近傍に大きな渦が発生し、乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度が特に高くなるという問題がある。
そして、乗客頭部周辺のＣＯ2 濃度を下げるために例えば換気量を増やすことが考えられるが、これは換気による熱損失が増加して、空調装置の消費動力の増加を招き望ましくない。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、換気量を増やすことなく乗客頭部周辺のＣＯ2 濃度を低下させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１ないし４に記載の発明では、座席（３）が車両前後方向に多数列配設された車両に搭載される換気装置において、送風手段（９）から送られた外気を吹出口（１０）から車室（５）内に吹出し、吸入口（１４）から取り入れた車室（５）内の空気を排気手段（１３）によって車室（５）外に排出するようにし、吹出口（１０）を、座席（３）の上方において車両左右方向に延びるように設置し、吸入口（１４）を、座席（３）の前方足元部において座席（３）側に向けて設置し、吹出口（１０）および吸入口（１４）をともに、車両左右方向に長いスリット状にする構成としている。
【００１１】
これによれば、吹出口（１０）が座席（３）の上方において車両左右方向に延びるように設置されていて、吹出空気が乗客（１２）に向かってほぼ真下に吹出されることから、吹出空気が下方まで到達しやすくなる。従って、吹出空気は天井部付近の空気の流れの影響を受けにくくなり、上向き気流成分が小さくなって渦も小さくなり、しかも吹出空気は乗客（１２）の体に沿って流れて、渦を頭部から離れる方向に移動させる。
【００１２】
その結果、この渦に乗客（１２）の呼気中のＣＯ2 が巻き込まれる量が少なくなり、換気量を増やすことなく乗客（１２）頭部周辺のＣＯ2 濃度を低下させることが可能になる。
しかも、吹出口（１０）が車両左右方向に延びていて、空気は車両左右方向に所定の幅をもって吹き出されるため、乗客（１２）頭部位置が車両左右方向に若干ずれていても、乗客（１２）頭部周辺の換気を確実に行うことができる。
【００１３】
また、吹出口（１０）を、車両左右方向に長いスリット状にしていることにより、吹出空気は層状になって吹き出されるため、乗客（１２）頭部位置が車両左右方向に若干ずれていても、乗客（１２）頭部周辺の換気をさらに確実に行うことができ、ＣＯ2低減効果を確実なものにすることができる。
【００１５】
また、乗客（１２）に向かってほぼ真下に吹出された吹出空気は、乗客（１２）に当たった後、乗客（１２）の体に沿って前方方向に流れの向きが変わる。そして、吸入口（１４）がその流れの向き、すなわち各座席（３）の前方に設置してあるから、吹出空気はスムーズに吸入口（１４）側に流れ、この流れに乗って乗客（１２）頭部周辺のＣＯ2が効率よく車室（５）外に排出される。
【００１６】
しかも、上記のように吹出空気がスムーズに吸入口（１４）側に流れるため、乗客（１２）の前方に発生する渦は小さくなると共に、その渦の位置が頭部からさらに離れる方向に移動する。従って、この渦に乗客（１２）の呼気中のＣＯ2が巻き込まれる量が大幅に少なくなり、乗客（１２）頭部周辺のＣＯ2濃度の低減効果をさらに高めることができる。
さらに、請求項３に記載の発明では、吹出口（１０）を、二人掛け座席（３）の車両左右方向の幅の略全長に亘って延びるように設置する構成としている。これによれば、窓側および通路側のいずれの乗客（１２）に対しても、換気を確実に行うことができる。また、請求項４に記載の発明のように、吸入口（１４）を、各座席（３）毎に設ける構成としてもよい。
【００１７】
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図１ないし図３は本発明装置をバス車両１に適用した例を示すもので、バス車両１の床面２には車両前後方向に二人掛けの座席３が多数列設けられ、床面２の下方には空調ユニット４が設置されている。空調ユニット４には、床面２に開口する内気導入口６Ｂから車室５の空気を導入する内気ダクト６と、車室５外に開口する外気導入口７Ｂから外気を導く外気ダクト７とが接続され、各ダクト６、７はそれぞれ内気ダンパー６Ａ、外気ダンパー７Ａによって開閉されるようになっている。
【００１９】
内気導入口６Ｂは、車両前後方向は中央よりもやや前寄りで、車両進行方向に向かって左側の座席３の座面下方（図２参照）に位置する。外気導入口７Ｂは、車両前後方向は中央よりもやや前寄りで、車両進行方向に向かって左側の車両壁面（図２参照）に位置する。
また、空調ユニット４には，床面２の下方で車両左右方向に分岐した後、左右窓際部を車両１の天井１Ａ部まで延びて空気を導く第１の送風ダクト８Ａが接続され、このダクト８Ａ内には送風ファン９（送風手段）が設置されている。車両１の天井１Ａの左右窓際部には、車両前後方向に延びて空気を導く第２の送風ダクト８Ｂが設置され、このダクト８Ｂは第１の送風ダクト８Ａと接続されている。さらに、第２の送風ダクト８Ｂから車両中央寄りの座席部分の上方まで延びる第３の送風ダクト８Ｃが、各座席３の上方でかつ天井１Ａの近傍に設けられている。
【００２０】
この第３の送風ダクト８Ｃの下に、下面側が開口した車両左右方向に延びる細長いスリット状の吹出口１０が設けられている。そして、送風ファン９から送られる空気は、第１の送風ダクト８Ａ、第２の送風ダクト８Ｂおよび第３の送風ダクト８Ｃを介して、吹出口１０から座席３側に吹き出し方向が案内されて吹出されるようになっている。
【００２１】
吹出口１０の大きさは、座席３が二人掛けの場合、車両左右方向の長さは座席３の幅より少し短い約８００ｍｍ（望ましくは座席３の幅と同程度）でよく、車両前後方向の長さは３０ｍｍ程度でよい。また、吹出口１０の車両左右方向の位置は座席３の幅内に納めてあり、吹出口１０の車両前後方向の位置は、乗客１２の頭上真上、ないしはそこから車両前方へ約６００ｍｍの範囲が望ましい。
【００２２】
車両１の床面２の左右窓際部には、車両前後方向に延びて空気を導く排気ダクト１１が設置され、この左右の各ダクト１１内にはそれぞれ排気ファン１３（排気手段）が設置されている。この排気ダクト１１から車両中央寄りの座席部分の前方まで延びる吸入口１４が、各座席３の前方で乗客１２の足元部に位置するように、前の座席３の背もたれ部に取り付けられている。この吸入口１４は車両左右方向に延びる細長いスリット状で、車両後方側の面が開口している。そして、排気ファン１３の駆動により、車室５内の空気が吸入口１４から吸い込まれ、排気ダクト１１を介して車室５の外に排出されるようになっている。
【００２３】
吸入口１４の大きさは、座席３が二人掛けの場合、車両左右方向の長さは約８００ｍｍ（望ましくは座席３の幅と同程度）でよく、車両上下方向の長さは３０ｍｍ程度でよい。また、吸入口１４は、乗客１２の膝位の高さがよく、例えば床面２から３００〜７００ｍｍの位置に設置されている。１５は車室内外の差圧を利用して換気を行う自然換気口である。
【００２４】
前述の空調ユニット４は，エバポレータ４Ａとヒータコア４Ｂを備える。エバポレータ４Ａは、図示しないエンジンにて駆動される圧縮機をもつ冷凍サイクルに設けられ、送風空気を冷媒の蒸発潜熱により冷却する。また、ヒータコア４Ｂはエンジンの冷却水（温水）を熱源として送風空気を加熱する。
次に、上記構成において作動を説明する。
【００２５】
冷房時は、冷凍サイクルの圧縮機および送風ファン９を作動させることにより、エバポレータ４Ａに冷媒が循環すると共に、送風ファン９にて導入された空気がエバポレータ４Ａを通過する間に冷却されて冷風となり、第１〜第３の送風ダクト８Ａ〜８Ｃを介して吹出口１０から座席３側に吹出される。そして、温水弁によるヒータコア４Ｂへの温水循環量の制御により、吹出空気温度が調整される。
【００２６】
この冷房時において、内気循環モードでは、内気ダンパー６Ａが内気導入口６Ｂを開き、外気ダンパー７Ａが外気導入口７Ｂを閉じて、送風ファン９にて車室５内の空気が導入される。逆に外気導入モードでは、内気導入口６Ｂが内気ダクト６を閉じ、外気ダンパー７Ａが外気導入口７Ｂを開いて送風ファン９にて外気が導入される。ただし、外気導入モード時に、換気による熱損失の増加を考慮して、内気導入口６Ｂを少し開いて一部内気を混入させるのが望ましい。
【００２７】
換気時は、外気導入モードにし、冷凍サイクルの圧縮機を停止すると共にヒータコア４Ｂへの温水の循環を停止する。そして、送風ファン９を作動させることにより、外気を取り入れて吹出口１０から座席３側に吹出す。
なお、いずれの場合も排気ファン１３を作動させて車室５内の空気を吸入口１４から吸引し、排気ダクト１１を介して車室５の外に排出する。
【００２８】
図４は、本実施形態の外気導入モード（換気量１２００ｍ3/ｈ）での、乗客１２周辺の気流（図中の矢印は空気の流れを示す）とＣＯ2 濃度を示すもので、空気の流れについて説明すると、各座席３の上方に設置されかつ車両左右方向に延びた吹出口１０から、窓側および車両中央側のそれぞれの乗客１２に向かって空気がほぼ真下に吹出され、吹出空気は乗客１２に当たった後乗客１２の体に沿って前方方向に流れの向きが変わる。
【００２９】
そして、吸入口１４がその流れの向き、すなわち各座席３の前方に設置してあり、しかも吸入口１４は車両左右方向に延びて窓側および車両中央側のそれぞれの乗客１２の前方にあるから、吹出空気はスムーズに吸入口１４側に流れ、この流れに乗って乗客１２頭部周辺のＣＯ2 が、効率よく排気ダクト１１を介して車室５の外に排出される。
【００３０】
また、吸入口１４へのスムーズな空気の流れにより、従来装置に比べて、上向き気流成分が小さくなって乗客１２の前方に発生する渦が小さくなり、しかもその渦は従来装置に比べて乗客１２の頭部から十分離れた位置に発生する。その結果、この渦に乗客１２の呼気中のＣＯ2 が巻き込まれる量が大幅に少なくなり、乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度が著しく低下する。
【００３１】
さらに、内気導入口６Ｂを床面２に設けているため、この内気導入口６Ｂからは床面２近傍の空気が取り込まれる。そして、外気導入モード時に一部内気を混入させた場合、内気導入口６Ｂ近傍の座席３の床面２付近では、内気導入口６Ｂに向かう空気の流れが生じている。従って、内気導入口６Ｂ近傍の座席３付近では、吸入口１４側に流れてくる空気がさらに下方に引き寄せられてＣＯ2 濃度がさらに低下する。
【００３２】
さらにまた、吹出空気はスリット状の吹出口１０から層状になって吹き出されるため、座席３内はムラなく均一に換気され、乗客１２頭部位置が車両左右方向に若干ずれていても、乗客１２頭部周辺の換気を確実に行うことができる。
図５は定員（４７名）フル乗車での、換気量（外気導入量）と乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度の関係を示すもので、図中ａは本実施形態において乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度を各座席３毎にそれぞれ測定しそれを平均した平均値、ｂは最高濃度の座席３の測定値と最低濃度の座席３の測定値、すなわち座席間ばらつきを示している。また、図中ｃは従来技術の欄で説明した前者の従来装置の平均値、ｄはその従来装置の座席間ばらつきである。
【００３３】
図５から明らかなように、ＣＯ2 濃度の各座席３の平均値は、従来に比し全域で低下しており、特に換気量が少ない領域でのＣＯ2 の低減効果が著しい。
また、吹出口１０および吸入口１４を各座席３毎に設け、しかも吹出口１０および吸入口１４を車両左右方向に延ばしているため、座席３位置（車両の前側・後ろ側、窓側・通路側の位置）に関わらず、各座席３を均等に換気可能であり、図５に示すように、ＣＯ2 濃度の座席間ばらつきを従来装置の１／４程度に少なくすることができる。
【００３４】
さらに、ＣＯ2 濃度の平均値を例えば１５００ｐｐｍに抑えようとすると、図５に示すように、従来は換気量が１２００ｍ3/ｈ必要であるのに対し、本実施形態では５００ｍ3/ｈで済み、換気量の大幅低減が可能である。その結果、換気による熱損失が減少し、空調装置の消費動力を少なくすることができる。
なお、上記の実施形態において、各座席３前方の吸入口１４を廃止し、吸入口１４を車室５後部上方に１か所設ける構成に変更しても、本発明は実施可能である。
【００３５】
この場合、従来装置では空気が車両中央側に向かって斜め下方に吹き出されるのに対し、吹出口１０が各座席３の上方に設置されて空気がほぼ真下に吹出されるため、吹出空気は下方まで到達しやすくなる。従って、吹出空気は天井部付近の空気の流れの影響を受けにくくなり、上向き気流成分が小さくなって渦も小さくなり、しかも吹出空気は乗客１２の体に沿って流れて、渦を頭部から離れる方向に移動させる。
【００３６】
このように、乗客１２の前方に発生する渦が小さくなると共に、頭部から離れる方向に移動することにより、この渦に乗客１２の呼気中のＣＯ2 が巻き込まれる量が少なくなり、乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度が低下する。
従って、吸入口１４を車室５後部上方に１か所設ける構成に変更しても、乗客１２の頭部周辺のＣＯ2 濃度を、例えば換気量３００ｍ3/ｈでは従来装置よりも６００ｐｐｍ低減することができる。
【００３７】
なお、上記の実施形態では、本発明をバス車両に適用した例について説明したが、例えば座席が車両前後方向に多数列配設された鉄道車両にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による換気装置を搭載した車両の側面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ部拡大断面図である。
【図４】本発明装置の空気の流れを示す説明図である。
【図５】本発明装置および従来装置のＣＯ2 濃度を示す図表である。
【図６】従来装置を搭載した車両の正面断面図である。
【図７】従来装置の空気の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
３…座席、５…車室、９…送風ファン（送風手段）、１０…吹出口、１３…排気ファン（排気手段）、１４…吸入口。
【図１】
0003937605.tif 000002
【図２】
0003937605.tif 000003
【図３】
0003937605.tif 000004
【図４】
0003937605.tif 000005
【図５】
0003937605.tif 000006
【図６】
0003937605.tif 000007
【図７】
0003937605.tif 000008