(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給されたガス冷媒と外気との間で熱交換を行わせるコンデンサユニットと、該コンデンサユニットから供給された液冷媒と車室内の空気との間で熱交換を行わせるエバポレータユニットとを備えるとともに、前記コンデンサユニットが車体の屋根上に設置されてなる車両用空気調和装置であって、
前記コンデンサユニットは、前記ガス冷媒を流通させる複数のチューブを備えたコンデンサと、該コンデンサを間に挟むように間隔をおいて配置されるコンデンサファンとを備え、前記外気は前記コンデンサユニットの上面中央部から前記コンデンサを上から下へと通過した後、前記コンデンサファンを通って前記コンデンサユニットの両端部から排出されるように流通されるとともに、前記各チューブの長手方向が、前記コンデンサファンと前記コンデンサとが向き合う方向に沿って配されている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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バス等の車両に設置されて車室内における冷房を行う車両用空気調和装置に係り、特に、コンデンサユニットを屋根上に備えた車両用空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バス等に装備される車両用空気調和装置としては、主として大型の観光バスに採用されるサブエンジン方式と、主として路線バスや小型バスなどに採用される直結方式とが知られている。
【０００３】
サブエンジン方式は、車両の走行用エンジン（メインエンジン）とは別に空気調和装置専用のエンジン（サブエンジン）を備えたものであり、このサブエンジンの駆動力を利用して冷媒系の圧縮機などを運転するように構成されている。
このサブエンジン方式の場合、サブエンジンや圧縮機等の主要機器がユニット化され、通常、車体中央部の車室下側のスペースに設置されている。
【０００４】
これに対して、直結方式の車両用空気調和装置は、乗用車等と同様に車両の走行用エンジンから冷媒系の圧縮機などに駆動力を得るものである。
小型バスの場合、圧縮機は車体前部のエンジン近傍に設置され、コンデンサユニットは車体中央部の車室下側に、そしてエバポレータユニットは車体後部の車室上部（天井）に設置されることが多い。
【０００５】
他方、路線バスの場合には、圧縮機は車体後部のエンジンの近傍に設置され、エバポレータユニットやコンデンサユニットは車体の屋根上に設置されることが多い。
特に最近は、お年寄りや体の不自由な方々の乗降を容易にすべく車両が低床化される傾向にあるため、エバポレータユニットやコンデンサユニットを屋根上に設置する必要性が高まっている。
【０００６】
このコンデンサユニットは、図６に示すように、車両の進行方向（白抜き矢印）に向かって左右に３つづつ、相互に間隔をおいて配される計６つのコンデンサファン１と、これらコンデンサファン１の間に挟まれるようにして左右方向中央部に配されるコンデンサ２とを備えて構成されている。
【０００７】
コンデンサ２は、図９に示すように、左右方向に沿って僅かな間隔をおいて配される複数のフィン３と、これらフィン３に直交するように挿通される複数（ｎ本）のチューブ４とを備えている。
チューブ４は、Ｕ字状をなす冷媒流通用の管体で、その開口端は冷媒の入口および出口とされている。
【０００８】
また、各チューブ４の入口は、圧縮機からコンデンサユニットへと延びる冷媒配管に接続され、また、各チューブ４の出口は、コンデンサユニットからエバポレータユニットへと延びる冷媒配管に接続されている。
以上の構成により、圧縮機から冷媒配管を通ってコンデンサユニットへと送られてきた冷媒は、図６において鎖線でｎ個にパス切りされたコンデンサ２内を並列して流れることになる。
【０００９】
そして、圧縮機からコンデンサユニットに送られたガス冷媒は、コンデンサ２の上流側で分流して各チューブ４内を流通し、その出口側で合流するまでの間に、コンデンサファン１によって吸入された外気と熱交換して凝縮される（図７参照）。
この凝縮された液冷媒は、冷媒配管を通ってエバポレータユニットへと送られ、室内空気の冷却に供される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンデンサ２との熱交換に供される外気は、図７の実線で示すように、コンデンサファン１の回転によって、コンデンサ２の上方から該コンデンサ２を上下に通過した後、コンデンサファン１を通って外部へと排出されるようになっている。
【００１１】
しかるに、コンデンサ２を通過する外気の風速分布は、図８の通りになる。
この図８において、Ｘ軸はコンデンサ２の幅方向（左右方向）中央からの距離、Ｙ軸はコンデンサ２を通過する外気の風速を示し、ｘ1およびｘ2は、それぞれコンデンサ２の左端および右端を示している。
【００１２】
この図から明らかなように、従来のコンデンサユニットの構成では、コンデンサ２を通過する外気の風速分布が、コンデンサファン１から離れるに従って次第に弱まるため、各パス毎にガス冷媒と外気との熱交換が均等に行われず、各チューブ４の出口側における冷媒温度にばらつきが生じる。
これにより、凝縮効率の低下を来たし、本来の冷房能力を十分に発揮することができないといった問題があった。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各パス毎に行われるガス冷媒と外気との熱交換量を均等にし、コンデンサユニットにおけるガス冷媒の凝縮効率を向上させることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の構成を採用した。
すなわち、ガス状の冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機から供給されたガス冷媒と外気との間で熱交換を行わせるコンデンサユニットと、該コンデンサユニットから供給された液冷媒と車室内の空気との間で熱交換を行わせるエバポレータユニットとを備えるとともに、前記コンデンサユニットが車体の屋根上に設置されてなる車両用空気調和装置であって、前記コンデンサユニットは、前記ガス冷媒を流通させる複数のチューブを備えたコンデンサと、該コンデンサを間に挟むように間隔をおいて配置されるコンデンサファンとを備え、前記外気は前記コンデンサユニットの上面中央部から前記コンデンサを上から下へと通過した後、前記コンデンサファンを通って前記コンデンサユニットの両端部から排出されるように流通されるとともに、前記各チューブの長手方向が、前記コンデンサファンと前記コンデンサとが向き合う方向に沿って配されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この車両用空気調和装置によれば、コンデンサを通過する外気の風速変化の方向に沿ったパス切りがなされるため、各パス毎に行われるガス冷媒と外気との熱交換量、すなわち各チューブを流れるガス冷媒と外気との熱交換量は全てのチューブにおいて均等になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。
これらの図において、符号１０は冷媒系、１１は圧縮機、１２はコンデンサユニット、１３は膨張弁、１４はエバポレータユニット、１５はコンデンサファン、１６はコンデンサ、１７はフィン、１８はチューブ、Ｅは走行用のエンジンを示している。
【００１７】
冷媒系１０は、図５に示すように、左右２系列になっており、２台の圧縮機１１が走行用のエンジンＥに隣接して車体の後部に設置され、ベルト１１ａにより駆動されるようになっている。
また、コンデンサユニット１２及びエバポレータユニット１４は、図４に示すように、ともに車体の屋根上に設置されている。
【００１８】
コンデンサユニット１２は、図２に示すように、車両の進行方向（白抜き矢印）に向かって左右に３つづつ、相互に間隔をおいて配される計６つのコンデンサファン１５と、これらコンデンサファン１５の間に挟まれるようにして左右方向中央部に配されるコンデンサ１６とを備えて構成されている。
【００１９】
コンデンサ１６は、図１に示すように、左右方向（車両進行方向に直交する方向）に僅かに隙間をあけて平行に配される複数のフィン１７と、これらフィン１７を挿通する複数（ｎ本）のチューブ１８とを備えて構成されている。
チューブ１８は、Ｕ字状をなす冷媒流通用の管体で、その開口端は冷媒の入口および出口とされている。
【００２０】
また、各チューブ１８の入口は、圧縮機１１からコンデンサユニット１２へと延びる冷媒配管２１に接続され、また、各チューブ１８の出口は、コンデンサユニット１２からエバポレータユニット１４へと延びる冷媒配管２２に接続されている。
【００２１】
以上の構成により、コンデンサユニット１２は、図２の鎖線で示すように、コンデンサファン１５とコンデンサ１６とが向かい合う方向（左右方向）に沿ってパス切りがなされ、これらパス毎に冷媒がコンデンサ１６内を並列して流れることになる。
【００２２】
次に、冷媒系１０の作用について説明する。
冷房運転時には、エンジンＥを駆動源としてベルト１１ａを介して圧縮機１１が駆動され、低温低圧のガス冷媒を圧縮する。
このようにして高温高圧となったガス冷媒は、コンデンサユニット１２に送られて外気と熱交換する。
【００２３】
コンデンサユニット１２では、圧縮機１１から送られてきたガス冷媒がコンデンサ１６の上流側で各チューブ１８内に分流する。
これら分流したガス冷媒は、各チューブ１８の出口側で再び合流するまでの間に、コンデンサファン１５によって吸入した外気に冷却されて凝縮される。
【００２４】
ガス冷媒を冷却する外気は、図３に示すように、コンデンサユニット１２の上面中央部からコンデンサ１６を上から下へと通過した後、Ｕターンし、コンデンサファン１５を通ってコンデンサユニット１２の上面両端部から排出されるため、コンデンサ１６を通過する外気の風速分布は、コンデンサファン１５から離れるに従って次第に弱くなる。
【００２５】
したがって、チューブ１８を流通するガス冷媒と外気との熱交換量は、コンデンサ１６の左右方向中央部が少なく、両端部に向かって次第に増加することになるが、本実施形態のコンデンサユニット１２では、各チューブ１８の長手方向が、コンデンサ１６を通過する外気の風速変化の方向に沿って並列に配置されているため、各チューブ１８毎の熱交換量は等しくなり、従って各パスでは均等にガス冷媒が冷却され、コンデンサ出口温度が均等になる。
【００２６】
このようにして凝縮された液冷媒は、レシーバ２３に送られて気液の分離がなされ、さらにドライヤ２４を経て膨張弁１３へと導かれる。
膨張弁１３で減圧膨張された高温高圧の液冷媒は、低温低圧の液冷媒となってエバポレータユニット１４に送り込まれ、ブロア２５に吸引されてエバポレータ２６を通過する車室内の空気と熱交換して該空気を冷却及び除湿する。
【００２７】
この熱交換により低温低圧のガス冷媒となった冷媒は、圧縮機１１に戻って再度圧縮され、以下このような時計廻りの循環（図５の実線矢印）を繰り返して冷凍サイクルが構成され、この冷凍サイクルによって車室内の空気調和が実現される。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の車両用空気調和装置によれば、ガス冷媒を流通させる各チューブ１８の長手方向が、コンデンサファン１５とコンデンサ１６とが向き合う方向と平行となるように配置されるため、コンデンサ１６を通過する外気の風速変化の方向に沿ったパス切りがなされることになる。
【００２９】
これにより、各チューブ１８を流れるガス冷媒と外気との熱交換量が全てのチューブ１８で均等になり、各パス毎に熱交換量が相違して凝縮が効率的に行われないといった不具合を回避することができる。
すなわち、各パス間における熱交換量の均等化が図られて凝縮効率が向上し、本来の空調能力を余すところなく発揮することが可能になる。
【００３０】
なお、本実施形態では、直結方式の車両用空気調和装置について説明したが、本発明は、サブエンジン方式の車両用空気調和装置にも適用可能である。
すなわち、観光バス等の大型バスにおいても、近年は床下のトランクルームをより広く確保するために、コンデンサユニット１２をエバポレータユニット１４とともに屋根上に設置する場合があるが、かかる場合にも本発明の車両用空気調和装置が適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の車両用空気調和装置によれば、コンデンサを通過する外気の風速変化の方向に沿ったパス切りがなされるため、各パス間におけるガス冷媒と外気との熱交換量が均等になり、凝縮効率の向上を図ることができる。
よって、本来の空調能力を余すところなく発揮することが可能になり、車室内で快適な空調フィーリングを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る車両用空気調和装置の一実施形態の要部（コンデンサユニット）を示す斜視図である。
【図２】  図１に示すコンデンサユニットを模式的に表した平面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  図１に示すコンデンサユニットを備えた車両用空気調和装置を路線バスに搭載した状態を示す斜視図である。
【図５】  図４に示す車両用空気調和装置の冷媒回路図である。
【図６】  従来のコンデンサユニットを模式的に表した平面図である。
【図７】  図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】  図６に示すコンデンサを通過する外気の風速分布を示す線図である。
【図９】  図６に示すコンデンサを拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
１１  圧縮機
１２  コンデンサユニット
１４  エバポレータユニット
１５  コンデンサファン
１６  コンデンサ
１８  チューブ
【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９】
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