JPH0137306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は車両用冷房装置およびその制御方法に
係り、特に、新鮮な外気を取り入れるとともに冷
房シーズン以外でも有効に使用できる車両用冷房
装置およびその制御方法に関するものである。

〔従来技術〕

電車等の車両用冷房装置の稼動時期は従来は夏
季の冷房シーズンに限られ、夏季以外は無用で車
両の死荷重となつていた。これは車内換気のため
に冷房装置の冷却フアンを用いて新鮮な外気を取
り入れるタイプの車両用冷房装置においても同じ
く無用の長物的な存在となる。これは冬期に冷却
フアンを運転して車内温度を調節しようとする
と、冷風が吹き出して乗客に不快感（コールドド
ラフト）を与えることに原因する。

したがつて、新鮮な外気を取り入れることがで
きる冷房装置を搭載した車両の場合でも上記理由
で冷却フアンを運転できないので、十分な換気が
できず、車両内の炭酸ガス濃度が増して乗客に不
快感を与えるという問題点をもつていた。

第１図は従来から用いられている屋根上搭載式
冷房装置の一例を示す車両要部の断面図である。
車両１の屋根の上に搭載された冷房装置２は、冷
却フアン３、冷却器４ａ，４ｂが組込まれてお
り、その両側面には新鮮な外気取入口５ａ，５ｂ
が設けられている。冷却フアン３が作動して冷風
ダクト７を介して冷風吐出口８より車内に送風す
ると、外気取入口５より新鮮な外気が吸入される
とともに、天井リターン口６を介して車内の空気
が環流する。この混合空気は左右の冷却器４ａ，
４ｂを通る間に冷却されて冷却フアン３に吸入さ
れる。

第２図は従来の冷房装置の電気系統図で、第２
図ａは主回路を示し、第２図ｂは制御回路を示し
ている。主回路の配線用遮断器１１を投入接続し
た後制御回路の送風スイツチ１４ａを投入する
と、電磁接触器１２ａが励磁して主回路の接点１
２ｂを閉じ、冷却フアン３を回転させる。次に、
冷房スイツチ１４ｂを投入すると冷房用サーモス
タツト１５が閉じていれば瞬時再起動防止用タイ
ムリレー１６が励磁して設定された時限後に閉
じ、電磁接触器１３ａが励磁して主回路の接点１
３ｂを閉じてコンプレツサ９と凝縮フアン１０を
回転させて冷房運転となる。

このように構成された冷房装置を各期に送風ス
イツチ１４ａを投入して冷却フアン３だけを運転
すると、ラツシエ時の車内換気不足は解消できる
が、車内が閑散な時は暖房効果を低下させる。ま
た、冷風吐出口８から吹出す空気には外気が混入
しているので、吐出風速を高めると乗客に不快な
コールドドラフトを与えることになる。なお、夏
季に冷房能力が不足した場合は吐出風速を高めて
乗客に涼感を与えるようにしているが、冬期に吐
出風速を高めるのは不適当である。また、送風ス
イツチ１４ａを手動で断続して換気を制御するこ
とは現実的でない。即ち、冷房シーズン以外にこ
の装置を換気に利用するのは実際上は多くの問題
点をもつていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来技術の問題点を解消し、冷房
シーズン以外の時期でも冷却フアンを自動運転し
て車両内を好適に空調し、年間を通じて有効利用
可能な車両用冷房装置およびその制御方法を提供
することである。

〔発明の概要〕

本発明の第１の特徴は、冷却フアンを風量可変
形フアンとするとともに、冷房装置を始動させる
温度を設定する冷房用サーモスタツトと、この冷
房用サーモスタツトよりも低い温度に設定した換
気用サーモスタツトとを制御回路に並設し、冷房
用サーモスタツトによつて風量可変形フアンを高
速回転させる手段と換気用サーモスタツトによつ
て風量可変形フアンを低速回転させる手段のいず
れかを選択可能に構成したことにある。また第２
の特徴とするところは、上記構成の装置を冷房シ
ーズンには冷房用サーモスタツトを選択作動させ
て風量可変形フアンを回転させる極数切換モータ
を小極数モータとして使用し、冷房シーズン以外
では、換気用サーモスタツトを選択作動させて極
数切換モータを多極数モータとして使用して車両
内を空調するごとく操作することにある。

第３図は本発明の一実施例である冷房装置の電
気系統図で、第２図と同じ部分には同一符号を付
してある。この場合は第３図ａの主回路の冷却フ
アンを風量可変形フアン２０として高速回転用の
小極数モータ２０ａと低速回転用の多極数モータ
２０ｂに接続して切換可能としている。また、第
３図ｂの制御回路には換気スイツチ１７と換気用
サーモスタツト１９および電磁接触器１８の回路
を追加し、上記風量可変形フアン２０を２段に作
動させるように構成してある。なお、風量可変形
フアン２０用モータは説明を簡単にするために極
数変換モータとしたが、他の適当な手段があれば
それを用いてもよい。

夏季の冷房シーズンにおいては、配線用遮断器
１１を投入した後送風スイツチ１４ａを投入する
と、電磁接触器１２ａが励磁してその接点１２ｂ
を閉じる。したがつて、小極数モータ２０ａが起
動して冷房時の送風運転となり、冷房スイツチ１
４ｂを投入するとコンプレツサ９、凝縮フアン１
０を起動して冷房運転となるのは第２図の場合と
同様である。

冷房シーズン以外では換気スイツチ１７を投入
してサーモスタツト１９により車内温度を検知
し、サーモスタツト１９の設定値よりも車内温度
が高い時は、サーモスタツト１９の接点が閉じて
電磁接触器１８ａが励磁され、接点１８ｂを閉じ
て多極数モータ２０ｂが起動し、小風量の送風運
転となる。なお、小極数モータ２０ａと多極数モ
ータ２０ｂが同時に通電されることがないよう
に、電磁接触器１８のｂ接点１８ｃによつてイン
ターロツクきれるようになつている。

冷房シーズン以外、特に冬期の暖房時にはこの
換気スイツチ１７を投入しておけば風量可変形フ
アン２０はサーモスタツト１９によつて車両温度
と外気温度を比較し、車内温度が設定温度より高
い時はその温度が設定温度と等しくなるまで自動
運転されることになる。

第４図は第３図の車両用冷房装置の冷房シーズ
ン以外の制御性能を示す線図で、横軸は時間を示
し、縦軸は車内温度、換気量、炭酸ガス濃度、乗
車率を示している。換気用サーモスタツト１９が
接続して一点鎖線で示すサーモスタツト設定値と
車内温度とが等しくなつたＡ点を超えると、多極
数モータ２０ｂが回転して実線の如く温度上昇速
度は緩やかになる。また、換気量は風量可変形フ
アン２０が運転を開始すると換気量は増加し、こ
のとき新鮮な外気が一部導入されるので車内の炭
酸ガス濃度は実線に示すごとく殆んど上昇するこ
とがなく、その濃度は二点鎖線で示す許容値の付
近で止まつている。また、上記乗車率は階段状に
上昇して車内温度と炭酸ガス濃度がそれにつれて
増加する場合であるが、上記のごとく換気用サー
モスタツト１９が作動した後は好適な空調状態に
維持される。なお、一点鎖線は換気スイツチ１７
を投入しない場合を比較して示したものである。

一般に車両内の換気は走行時に隙間から侵入し
たりドアの開閉時の空気の出入等で或程度行なわ
れているので、乗客が少ないときは炭酸ガスが問
題になることは無い。しかし、乗車率が増すに従
つて炭酸ガス濃度は増加し、ラツシユ時では二点
鎖線で示した許容値を超え、車内温度は一点鎖線
を超えて乗客の不快感は増す。このように炭酸ガ
ス濃度と温度とは比例関係があるので、上記のご
とく車内温度が設定値を超えると換気用サーモス
タツト１９がこれを検知して風量可変形フアン２
０を作動させ換気量を増加させる。したがつて、
車内温度の上昇と炭酸ガス濃度の増加は抑制され
る。また、風量可変形フアン２０によつて換気が
行なわれる際に、車内上下の温度差、即ち、上部
は高く下部は低いという問題は解消されて均一化
される。

さて、従来の冷房装置のように冷房シーズン以
外は車両の死荷重だつたものが、年間を通じて有
効に利用できるし、風量可変形フアン２０の風量
は冷房シーズン以外でも合理的に調節できる。即
ち、冷却フアンの風量を極数変換モータの使用等
で調節することにより、弱い送風が可能になつて
コールドドラフトの問題を解消させることができ
た。

本実施例の車両用冷房装置は、主回路に接点を
介して極数変換形モータで作動させる風量可変フ
アンを設けるとともに、制御回路に換気用サーモ
スタツトを設けて車両内が設定温度以上に上昇し
た時に電磁接触器が作動して上記接点を接続した
極数変換形モータを作動させることによつて、冷
房シーズン以外における車内温度上昇の防止、炭
酸ガス濃度の低減および暖房時の車内上下の温度
差を解消できる。したがつて、冷房シーズンの車
内の空調とともに年間を通じて有効に利用して常
時快適な車内環境を提供できるという効果をもつ
ている。

〔発明の効果〕

本発明は冷房シーズン以外でも冷却フアンを自
動運転し、年間を通じて有効に利用できるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の屋根上搭載式冷房装置の一例を
示す車両要部の断面図、第２図は従来の冷房装置
の電気系統図、第３図は本発明の一実施例である
冷房装置の電気系統図、第４図は第３図の装置の
冷房シーズン以外の制御性能を示す線図である。 １……車両、２……冷房装置、３……冷却フア
ン、４……冷却器、５……外気取入口、６……天
井リターン口、７……冷風ダクト、８……冷気噴
出口、９……コンプレツサ、１０……凝縮フア
ン、１１……配線用遮断器、１２ａ，１３ａ，１
８ａ……電磁接触器、１２ｂ，１３ｂ，１８ｂ…
…接点、１４ａ……送風スイツチ、１４ｂ……冷
房スイツチ、１５……冷房用サーモスタツト、１
６……瞬時再起動防止用タイムリレー、１７……
換気スイツチ、１９……換気用サーモスタツト、
２０……風量可変形フアン、２０ａ……小極数モ
ータ、２０ｂ……多極数モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却フアンによつて新鮮な外気を取入れるこ
   とができる車両用冷房装置において、上記冷却フ
   アンを風量可変形フアンとするとともに、上気冷
   房装置を始動させる温度を設定する冷房用サーモ
   スタツトと、この冷房用サーモスタツトよりも低
   い温度に設定した換気用サーモスタツトとを制御
   回路に並設し、上記冷房用サーモスタツトによつ
   て上記風量可変形フアンを高速回転させる手段と
   上記換気用サーセスタツトによつて上記風量可変
   形フアンを低速回転させる手段のいずれかを選択
   使用可能に構成したことを特徴とする車両用冷房
   装置。 ２ 上記風量可変形フアンを高速回転させる手段
   が、上記風量可変形フアンを回転させる極数切換
   モータを上記冷房用サーモスタツトによつて小極
   数モータに切換えて使用する手段である特許請求
   の範囲第１項記載の車両用冷房装置。 ３ 上記風量可変形フアンを低速回転させる手段
   が、上記風量可変形フアンを回転させる極数切換
   モータを上記換気用サーモスタツトによつて多極
   数モータに切換えて使用する手段である特許請求
   の範囲第１項記載の車両用冷房装置。 ４ 冷却フアンによつて新鮮な外気を取入れるこ
   とができる車両用冷房装置の制御方法において、
   上記冷却フアンを風量可変形フアンとするととも
   に、上記冷房装置を始動させる温度を設定する冷
   房用サーモスタツトと、この冷房用サーモスタツ
   トよりも低い温度に設定した換気用サーモスタツ
   トとを制御回路に並設し、冷房シーズンには上記
   冷房用サーモスタツトを選択作動させて上記風量
   可変形フアンを回転させる極数切換モータを小極
   数モータとして使用し、上記冷房シーズン以外で
   は、上記換気用サーモスタツトを選択作動させて
   上記極数切換モータを多極数モータとして使用し
   て車両内を空調するごとく操作することを特徴と
   する車両用冷房装置の制御方法。