車両用空気調和装置

本発明は、気密構造を有する車両用空調装置に関する。

蒸発器によって発生するドレン水を屋外に排水する排水機構を備える住宅用の空調室内機においては、ドレンパン出口近傍にフロート式の弁体を配設し、ドレン水が溜まってくると、弁体がドレン水に浮いて上昇し、排水口が開いて排水できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、住宅用の空気調和機において、ドレンパンの排水口に、電圧を印加すると変形して排水口を開く開閉蓋を設けたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１，２に記載の技術では、室内の気密性をある程度高めることができる。 しかしながら、走行速度が速く、トンネルなどを通過する車両においては、車両内と車両外との間で急激な圧力変動が生じるため、単一の弁体（又は開閉蓋）構造の特許文献１，２に記載の技術を適用することはできない。 例えば、弁体や開閉蓋の開放時に車両がトンネルに進入すると車両外（＝空調機本体の外部）で正圧圧力変動が発生し、その影響が車両内に及び、耳が痛くなる、いわゆる「耳ツン現象」が発生する。

そこで、空調機本体内の蒸発器によって発生するドレン水を、排水ポンプによって、排水管を介して強制的に排水することが行われている。 排水ポンプは、仕様範囲の気密構造を保つために、排水管を一旦、一定の高さ位置まで延出させて折り返し、さらに下方でも上向きに折り返すことによって揚程を設け、かつトラップが形成されるようにしている。

しかし、この場合には、電気部品である排水ポンプ用の電動機を使用するため、故障が発生した場合には、ドレン水の排水ができなくなり、空調を停止せざるを得なくなるという難点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、電気部品を使用することなく、気密を保持しつつ、ドレン水を排水できるようにすることを目的とする。

本発明に係る車両用空気調和装置は、蒸発器を有する車両の空調機本体と、蒸発器によって発生したドレン水の排水口を有し、空調機本体の底部に設けられたドレン水受部と、ドレン水受部の排水口を覆うように設けられた気密保持箱と、気密保持箱の側面に設けられ、空調機本体の内部空間と気密保持箱の内部空間とを連通させる連通孔と、排水口に設置され、車両外部からの正圧圧力を受けて開かれ、車両外部からの負圧圧力を受けて閉じられる第１の気圧遮断弁と、連通孔に設置され、車両外部からの正圧圧力を受けて閉じられる第２の気圧遮断弁とを備え、第２の気圧遮断弁は、ドレン水受部のドレン水が予め設定された水位となれば、このドレン水によって開かれてこのドレン水を気密保持箱内に導入させ、第１の気圧遮断弁は、開かれた際に、気密保持箱内のドレン水を排水するものである。

本発明に係る車両用空気調和装置においては、第１の気圧遮断弁２と第２の気圧遮断弁３が、車両外部の気圧の変動に対応して排水口又は連通孔を閉じるので、車両内の気密を保持することができる。
また、車両外部の圧力変動がない時、あるいは車両外部からの負圧圧力を受けて第１の気圧遮断弁が排水口を閉じている時は、第２の気圧遮断弁３が車両外部の圧力変動の影響を受けない。 このため、ドレン水受部のドレン水が予め設定された水位となれば、このドレン水によって第２の気圧遮断弁が開かれ、このドレン水を気密保持箱内に導入することができる。 気密保持箱内のドレン水は、第１の気圧遮断弁２が開かれる度、排水される。 したがって、電気部品を使用することなく、車両内の気密を保持しつつ、気密保持箱内へのドレン水の導入、及び気密保持箱内のドレン水を排水することができる。

本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置の気密保持箱部の構成を示す模式図である。

本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置の車両外部に気圧の変動がない時の気密保持箱部の第１と第２の気圧遮断弁の動作を示す模式図である。

本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置の車両外部に急激な正圧圧力変動があった時の気密保持箱内部の状態を示す模式図である。

以下、図示実施形態に基づき本発明の車両用空気調和装置を説明する。
図１は本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置の気密保持箱部の構成を示す模式図である。 図２は本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置の車両外部に気圧の変動がない時の気密保持箱部の第１と第２の気圧遮断弁の動作を示す模式図である。 図３は本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置の車両外部に急激な正圧圧力変動があった時の気密保持箱内部の状態を示す模式図である。
本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置は、空調機本体１００の内部に蒸発器２０と、蒸発器２０の周辺に、蒸発器２０によって発生したドレン水９を受けるドレン水受部２１と、排水口５とが設けられている。 また、空調機本体１００のドレン水９の排水口５を覆うように密閉構造を有する気密保持箱１が設けられている。 排水口５には、車両外部からの正圧圧力を受けて開かれ、車両外部からの負圧圧力を受けて閉じられる第１の気圧遮断弁２が設置されている。 すなわち、第１の気圧遮断弁２は、ドレン水受部２１の上面における排水口５の周縁部に水平配置され、排水口５の一側に第１の水平方向の軸３１を介して取り付けられ、上向き（図１の時計回りＡ）に揺動した時に開かれるようになっている。 また、第１の気圧遮断弁２は、その弁体の自由端の上面に、水と比べて比重が小さい（＝浮力が大きい）部品４が取り付けられ、全体として水よりも比重が小さくなるように、つまりフロート式のフラップ弁として構成されている。 したがって、気密保持箱１内のドレン水９が予め設定された水位以上となれば、図２のように自由端側が浮上して上向き（図１の時計回りＡ）に回動し、開かれてドレン水９を排水１０する。

また、気密保持箱１の側面には、空調機本体１００の内部空間と当該気密保持箱１の内部空間とを連通させる連通孔６が形成されている。 つまり、空調機本体１００の内部空間は、連通孔６、気密保持箱１、及び排水口５を介して車両外部空間に連通している。 連通孔６には、車両外部からの正圧圧力を受けて閉じられる第２の気圧遮断弁３が設置されている。 すなわち、第２の気圧遮断弁３は、気密保持箱１の内周面における連通孔６の周縁部に垂直配置され、連通孔６の上縁部に第２の水平方向の軸３２を介して取り付けられ、気密保持箱１の内部側（図１の時計回りＢ）に揺動した時に開かれるフラップ弁として構成されている。

第１の気圧遮断弁２と第２の気圧遮断弁３とは、車両外部で、図１に白抜き矢印で示す正圧圧力変動７又は負圧圧力変動８が発生した場合に、排水口５又は連通孔６を閉じて、空調機本体１００の内部に外部気圧の影響が及ぶのを防止している。
すなわち、第１の気圧遮断弁２と第２の気圧遮断弁３とは、回転方向が圧力変動方向に応じて互いに逆向きとなるように設置されている。 例えば、車両がトンネル内に進入し、車両外部で正圧圧力変動７が発生した場合は、空調機本体１００の内部と車両外部との間で気圧差が生じ、空調機本体１００の内部の圧力が車両外部の圧力よりも低くなる。 この気圧差は、第１の気圧遮断弁２を開方向に回動させるように作用するが、第２の気圧遮断弁３には閉方向に回動させるように、あるいは閉状態の保持力として作用する。 つまり、車両外部から正圧圧力変動７を受けたときは、第２の気圧遮断弁３によって空調機本体１００内の気密が保持される。 また、この時、第１の気圧遮断弁２が浮上して開かれた状態となり、図２のように気密保持箱１内のドレン水９が排水口５から車両外部へ排水１０される。 さらに、車両がトンネル内を通過する時に急激に変化する圧力変動によって、第１の気圧遮断弁２が排水口５からの圧力を受けて急激に回動するため、図３のように水しぶき２２が発生する。 この水しぶき２２は、第１の気圧遮断弁２が気密保持箱１によって覆われているため、四方に飛び散ることがなく、空調機本体１００内の他の機器及び電線部に水しぶき２２が付着するようなことはない。

また、空調機本体１００の外部で負圧圧力変動８が発生した場合は、空調機本体１００の内部と車両外部との間で気圧差が生じ、空調機本体１００の内部の圧力が車両外部の圧力よりも高くなる。 この気圧差は、第１の気圧遮断弁２を閉方向に回動させるように、あるいは閉状態の保持力として作用する。 つまり、車両外部から負圧圧力変動８を受けたときは、第１の気圧遮断弁２によって空調機本体１００内の気密が保持される。 また、この時、第２の気圧遮断弁３は車両外部の圧力変動の影響を受けないので、ドレン水受部２１内のドレン水９が予め設定された水位となれば、ドレン水９によって開かれる。 そして、ドレン水９が気密保持箱１内に導入される。

以上のように、本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置によれば、車両内部と車両外部との間で急激な圧力変動が生じても、電気部品を使用することなく、第１の気圧遮断弁２と第２の気圧遮断弁３によって、気密を保持しつつ、つまり急激な圧力変動によって耳が痛くなる「耳ツン現象」を緩和しつつ、ドレン水９を排水１０することができる。

また、本発明の実施形態に係る車両用空気調和装置によれば、第１の気圧遮断弁２がフロート式のフラップ弁であるので、気密保持箱１内のドレン水９が予め設定された水位となれば、浮力によって開かれてドレン水９を排水１０することができる。

なお、ここでは第１の気圧遮断弁２をフロート式のフラップ弁としているが、これに限定されるものでなく、例えばドレン水９の水位によって鉛直方向に浮き沈みする直動方式のフロート弁であってもよい。

１ 気密保持箱、２ 第１の気圧遮断弁、３ 第２の気圧遮断弁、４ 部品、５ 排水口、６ 連通孔、７ 正圧圧力変動、８ 負圧圧力変動、９ ドレン水、１０ 排水、２０ 蒸発器、２１ ドレン水受部、２２ 水しぶき、３１ 第１の水平方向の軸、３２ 第２の水平方向の軸、１００ 空調機本体。