JPS5996055A - 車両用冷房装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
っていた。これは車内換気のために冷房装置の冷却ファ
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
は冬期に冷却ファン含運転して車内温度？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。

したがって、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ァンを
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な
もっていた。

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、冷却ファ
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
却ファン３が作動して冷風ダクト７含介して冷風吐出口
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ァン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
の送風スイッチ１４　ａを投入すると、電磁接触器１２
ａが励磁して主回路の接点１２ｂを閉じ、冷却ファン３
を回転させる。次に、冷房スイッチ１４　ｂを投入する
と冷房用サーモスタット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１３　ａが励磁して主回路の接点１３
　ｂ　Ｙ閉じてコンプレッサ９と凝縮ファン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昏こ送風スイッチ
１４　ａを投入して冷却ファン３だけを運転すると、ラ
ノシェ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２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、送風スイッチ１
４　ａ　’ａ：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っていた。

〔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ァンを自動運転して車両内攻好適
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、冷却ファンな風量可変形ファン
とするとともに、冷房装置を始動させる温度管設定する
冷房用サーモスタットと、この冷房用サーモスタットよ
りも低い温度に設定した換気用サーモスタットとを制御
回路に並設し、冷房用サーモスタットによって風量可変
形ファンを高速回転させる手段と換気用サーモスタット
によって風量可変形ファンを低速回転させる手段のいず
れか紮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（ま
冷房用サーモスタツトを選択作動させて風量可変形ファ
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、換気用サーモスタットナ
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である。この
場合は第３図ｆａｌの主回路の冷却ファンを風量可変形
ファン加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）ノ制御回路には換気スイッチ
１７と換気用’ｒｊ−モスタット１９および電磁接触器
１８の回路を追加し、上記風量可変形ファン団を２段に
作動させるように構成しである。なお、風量可変形ファ
ン加用モータは説明含簡単にするために極数変換モータ
としたが、他に適当な手段があればそれｌ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
入した後送風スイッチ１４　ａを投入すると、電磁接触
ａ　１２　ａが励磁してその接点ｔ２ｂを閉じる。

したがって、小極数モータ２０ａが起動して冷房時の送
風運転となり、冷房スイッチ１４ｂ１投入するとコンプ
レッサ９．凝縮ファン１ｏ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ッチ１７す投入してサー
モスタット１９により車内温度を検知し、サーモスタッ
ト１９の設定値よりも車内温度が高い時は、サーモスタ
ット１９の接点が閉じて電磁接触器１８　ａが励磁され
、接点１８　ｂを閉じて多極性モータ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１８　ｃによってインター
ロックきれるようになっている。

冷房シーズン以外、特に冬期の暖房時にはこの換気スイ
ッチエフな投入しておけば風量可変形ファン初はサーモ
スタット１９によっ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
制御性能な示す線図で、横軸は時間を示し、縦軸は車内
温度、換気量、炭酸ガス濃度２乗車率を示している。換
気用サーモスタット１９が接続して一点鎖線で示すサー
モスタット設定値と車内温度とが等しくなった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
ァン別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っている。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
用サーモスタット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ッチ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成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、乗車率が増すに従って炭酸ガス濃度は増加し、
ラッシュ時では二点鎖線で示した許容値管超え、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ット
１９がこれを検知して風量可変形７アン加を作動させ換
気量含増加させる。したがって、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、風量可変形ファン加によっ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；ま低い
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
の死荷重だったものが、年間を通じて有効に利用できる
し、Ｋ量可変形ファン（９）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、冷却ファンの風量に極
数変換モータの使用等で調節することにより、弱い送風
が可能になっ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ァン１設けると
ともに、制御回路に換気用サーモスタットを設けて車両
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
によって、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。したがって、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音もっている。

〔発明の効果〕

本発明は冷房シーズン以外でも冷却ファンを自動運転し
、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・・
・・・・冷却ファン、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
ァン、１１・・・・・・配線用遮断器、１２　ａ　、　
１３　ａ　、　１８　ａ・・・・・・電磁接触器、１２
　ｂ　、　１３　ｂ　、　１８　ｂ・・・・・・接点、
１４　ａ・・・・・・送風スイッチ、１４　ｂ・・・・
・・冷房スイッチ、１５・・・・・・冷房用サーモスタ
ット、１６・・・・・・瞬時再起動防止用タイムリレー
、１７・・・・・・換気スイッチ、１９・・・・・・換
気用サーモスタット、加・・・・・・風量可変形ファン
、′２ＩＪａ・・・ｔｒｈ 才３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　冷却ファンによっ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、上記冷却ファンを風量
   可変形ファンとするとともに、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ットと、この冷房用
   サーモスタットよりも低い温度に設定した換気用サーモ
   スタットとな制御回路に並設し、上記冷房用サーモスタ
   ットによって上記風量可変形ファンを高速回転させる手
   段と上記換気用サーモスタットによって上記風量可変形
   ファンを低速回転させる手段のいずれかな選択使用可能
   に構成したことを特徴とする車両用冷房装置。 ２、　上記風量可変形ファンを高速回転させる手段が、
   上記風景可変形ファンを回転させる極数切換モータを一
   上記冷房用サーモスタットによっ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、上記風量可変形ファンを低速回転させる手段が、上
   記風量可変形ファンを回転させる極数切換モータを上記
   換気用サーモスタットによっ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、　冷却ファン（こよって新鮮な外気な取入れること
   ができる車両用冷房装置の制御方法において、上記冷却
   ファンを風量可変形ファンとするとともに、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ットと
   、この冷房用サーモスタットよりも低い温度に設定した
   換気用サーモスタッ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ットを選択作動させて上
   記風量可変形ファ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ット管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な空調する
   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。