CN102056756B - 车辆用换气空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明具有：换气装置(2)，吸入车辆外的空气；空气调和装置(3)，进行车辆内的空气调节；新鲜外部气体用通道(4)，将换气装置(2)和空气调和装置(3)连接，将换气装置(2)从车辆外吸入的空气向空气调和装置(3)供给；以及，调和空气用通道(5)，将空气调和装置(3)吹出的调和空气向车辆内供给，使新鲜外部气体用通道(4)产生分支而与调和空气用通道(5)连接。由此，即使在由于可燃性制冷剂泄漏等原因空气调和装置停止动作时，也可以确保车辆内的换气量。

Description

车辆用换气空调装置

技术领域

本发明涉及搭载于火车等车辆上的车辆用换气空调装置。

背景技术

以往，关于交通工具的换气装置，作为以“实现构造简单且制造简便，在保证规定空气调和能力的同时确保合适的风量、风速，并减少噪音”为目的的技术，提出有如下的技术方案：“一种交通工具的换气装置，具有：第1管路、第2管路、第3管路、空气调和机构、和换气机构，上述第1管路设置在车辆的上部，将来自空气调和机构的调和空气供给到车室内，上述第2管路设置在车辆的下部，吸引车室内的空气并使其回流，上述第3管路设置在车辆的下部，吸引车室内的空气并引导至排气机构，上述空气调和机构设置在地板下，将来自第2管路的回流空气及由吸气机构吸入的来自车室外的空气混合并进行空气调和，上述换气机构包括上述吸气机构和排气机构，在车室内被分隔的情况下，按照每个室设置独立的换气装置，第3管路与厕所的排气口连接。”(专利文献1)。

此外，关于车辆用空调装置，作为以解决如下问题为目的的技术，即，“在使用可燃性制冷剂的车辆用空调装置中，存在不能通过送风装置将泄漏的制冷剂排出到外部的情况，即使关闭配风装置的门，制冷剂也可能从内部气体导入口泄漏到车室内”，提出有如下技术方案：“在可燃性制冷剂的泄漏量少的情况下，增加外部气体导入量从而使可燃性制冷剂的浓度达不到燃烧范围，在可燃性制冷剂的泄漏量大的情况下，关闭空调风吹出口11、12、13以及内部气体导入口3，从而成为使壳体2内与车室内完全隔绝的状态，并且使压缩机19停止。”(专利文献2)。

专利文献1：日本特开平5-69824号公报(摘要)

专利文献2：日本特开2005-178428号公报(摘要)

近年来，从防止地球变暖的观点出发，提出有采用地球暖化系数小的制冷剂，例如HFO-1234(四氟丙烯，地球变暖系数＝4)等。

但是，由于HFO-1234是可燃性的，在上述专利文献1中记载的通道结构中，在采用HFO-1234的情况下，当空气调和装置内发生制冷剂泄漏时，制冷剂流出到车辆内，可能会由于乘客吸烟等而引起制冷剂起火燃烧。

因此，如上述专利文献2记载的技术那样，考虑在制冷剂泄漏时，停止空气调和装置的压缩机，从而使制冷剂不向车室内流出。

但是，空气调和装置具有向车室内供给调和空气的作用，当空气调和装置停止工作时，车室内的换气停滞。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而做出的，目的在于提供一种车辆用换气空调装置，即使在由于可燃性制冷剂的泄漏等原因而停止了空气调和装置的工作时，也能够确保车辆内的换气量。

本发明的车辆用换气空调装置具有：换气装置，其吸入车辆外的空气；空气调和装置，其进行车辆内的空气调节；新鲜外部气体用通道，其将上述换气装置和上述空气调和装置连接，将上述换气装置从车辆外吸入的空气供给到上述空气调和装置；以及，调和空气用通道，其将上述空气调和装置吹出的调和空气供给到车辆内，本发明的车辆用换气空调装置使上述新鲜外部气体用通道产生分支并与上述调和空气用通道连接。

发明的效果

根据本发明的车辆用换气空调装置，即使在停止了空气调和装置的情况下，也能向车辆内供给新鲜空气，并确保所需的换气量。

附图说明

图1是实施方式1的车辆用换气空调装置的结构图。

图2是说明实施方式1的车辆用换气空调装置的异常时的动作的图。

图3是空气调和装置3的内部结构图。

图4是实施方式3的空气调和装置3的侧截面图。

具体实施方式

实施方式1

图1是本发明的实施方式1的车辆用换气空调装置的结构图。

图1中，1是车辆，2是换气装置，3是空气调和装置，4是新鲜外部气体用通道，5是调和空气用通道，6是回流通道，7是排气通道，8是旁通通道，9a是第1挡板，9b是第2挡板，10a是平时的空气流动。

换气装置2经由排气通道7吸引车辆内的空气，并向车辆外排出。

并且，吸引车辆外的新鲜空气，经由新鲜外部气体用通道4将该新鲜空气供给至空气调和装置3，或者经由旁通通道8～调和空气用通道5供给至车辆内。关于该空气的流动，在后面另行说明。

空气调和装置3经由回流通道6接收车辆内的空气的回流，或者经由新鲜外部气体用通道4接收新鲜空气的供给，进行冷气控制和暖气控制等的空调动作。

并且，经由吹出口～调和空气用通道5，将调和空气供给至车辆内。

换气装置2和空气调和装置3配置在车辆的地板下。

新鲜外部气体用通道4将换气装置2和空气调和装置3连接，并将从换气装置2吹出的新鲜外部气体导向空气调和装置3的吸引口。

调和空气用通道5从空气调和装置3的调和空气吹出口开始，经由车辆上部进行布管，将从空气调和装置3吹出的调和空气从车辆上部向车辆内供给。

回流通道6将车辆内与空气调和装置3连接，使车辆内的空气向空气调和装置3回流。

排气通道7将车辆内与换气装置2连接。车辆内的空气由排气通道7吸引到换气装置2，借助换气装置2的功能向车外排出。

旁通通道8将新鲜外部气体用通道4和调和空气用通道5连接。旁通通道8的一端连接在换气装置2和空气调和装置3的中间部分，使新鲜外部气体用通道4产生分支，另一端与空气调和装置3的调和空气吹出口连接。

第1挡板9a设置在调和空气用通道5和旁通通道8的连接部上。第2挡板9b设置在新鲜外部气体用通道4和旁通通道8的连接部上。

如图1的点划线所示，第1挡板9a和第2挡板9b自由开闭地构成，具有截断各通道的功能，从而使空气不在新鲜外部气体用通道4、调和空气用通道5、以及旁通通道8中流动。有关截断的具体动作待后文描述。

此外，本实施方式1的车辆用换气空调装置具有未图示的控制机构。

控制机构控制换气装置2、空气调和装置3、第1挡板9a、和第2挡板9b的动作。

控制机构可以由实现其功能的电路设备那样的硬件构成，也可以由微型电子计算机或CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)那样的运算装置和规定其动作的软件构成。

在图1中，第1挡板9a和第2挡板9b位于用实线表示位置上。在空气调和装置3进行常规动作时，第1挡板9a和第2挡板9b位于图1的实线所示的位置上。

在图1所示的状态下，第1挡板9a打开调和空气用通道5，使空气调和装置3和车辆内连通，将调和空气供给到车辆内。

此外，第2挡板9b打开新鲜外部气体用通道4，使换气装置2和空气调和装置3连通，将新鲜的空气供给到空气调和装置3。

通过图1所示的各挡板的配置，向车辆内供给的空气如图1的实线箭头10a所示那样流动。

即，可以形成如下空气循环：通过换气装置2排出车辆内的空气，或通过换气装置2获取车辆外的新鲜空气，由空气调和装置3进行空气调和并向车辆内供给。

本实施方式1的“第1截断机构”相当于第1挡板9a。

并且，“第2截断机构”相当于第2挡板9b。

以上说明了本实施方式1的车辆用换气空调装置的结构和常规动作。

接着，对本实施方式1的车辆用换气空调装置的异常时的动作进行说明。

图2是说明本实施方式1的车辆用换气空调装置的异常时的动作的图。

控制机构使用任意的公知技术和必要的传感器等，检测例如空气调和装置3的制冷剂泄漏。

接着，控制机构使空气调和装置3的动作停止，并且使第1挡板9a和第2挡板9b移动到图2的9a和9b所示的位置上。

作为用于使各挡板移动的具体方式，可以利用适当的必要的技术，例如，发出放开支持各挡板的支持部件的内容的电信号等。只要适当地设置必要的部件等即可。

在图2所示的状态下，第1挡板9a截断空气调和装置3的调和空气吹出口而使制冷剂不向车辆内泄漏，并且，使调和空气用通道5和旁通通道8连通。

此外，第2挡板9b截断空气调和装置3的新鲜外部气体吸引口，并且使新鲜外部气体用通道4和旁通通道8连通。

通过图2所示的各挡板的配置，向车辆内供给的空气如图2的点划线箭头10b所示那样流动。

即，可以以使制冷剂不从空气调和装置3向车辆内泄漏的方式截断调和空气吹出口，并且，使换气装置2吸引的新鲜外部气体在车辆内循环。

在本实施方式1中，表示了设置有第1挡板9a和第2挡板9b的例子，但即使仅设置第1挡板9a，也可以发挥截断空气调和装置3的调和空气吹出口并且向车辆内供给新鲜外部气体的功能。

并且，在本实施方式1中，作为以使空气不在新鲜外部气体用通道4、调和空气用通道5、以及旁通通道8内流动的方式进行截断的机构，在各通道的通气口设置了第1挡板9a和第2挡板9b。

但是，截断空气流动的机构不仅限于此。

例如，通过在各通道的通气口配置根据电气指示动作的节流部件，使通气口的直径变窄，也可以截断空气流动。也可以使用其他截断机构。

如上所述，根据本实施方式1，由于将旁通通道8的一端与新鲜外部气体用通道4连接，使新鲜外部气体用通道4产生分支，将另一端与调和空气用通道5连接，因此，即使在空气调和装置3的动作停止时，也可以使新鲜外部气体在车辆内循环。

此外，根据本实施方式1，由于在空气调和装置3的调和空气吹出口上设置第1挡板9a，所以可截断调和空气用通道5的空气流动。

由此，防止空气调和装置3的制冷剂向车辆内泄漏，即使使用可燃性制冷剂时，也能够防止起火等情况，可以提高安全性。

此外，根据本实施方式1，当第1挡板9a截断空气调和装置3的调和空气吹出口时，在比新鲜外部气体用通道4和调和空气用通道5的连接位置更靠近空气调和装置3的位置上截断吹出口。

由此，换气装置2吸引的新鲜外部气体被引导向比第1挡板9a更靠近车辆内的一侧，确保了新鲜外部气体流入车辆内的路径，因此，可以防止制冷剂向车辆内泄漏，并同时确保新鲜空气的循环量。

此外，在本实施方式1中，将空气调和装置3配置在车辆的地板下。

由此，当制冷剂的比重比空气重时，即使空气调和装置3的制冷剂发生了泄漏，也可以防止制冷剂向空气调和装置3的上方的车辆内流出。

实施方式2

在本发明的实施方式2中，对空气调和装置3的结构例进行说明。其他结构与实施方式1相同。

图3是空气调和装置3的内部结构图。

在图3中，11是压缩机，12是室外热交换器，13是毛细管，14是室内热交换器，15是制冷剂配管，16是室外鼓风机，17是室内鼓风机，18是空调控制器，19是制冷剂压力传感器，20a是设置在室外热交换器的上游侧的空气温度传感器，20b是设置在室内热交换器的上游侧的空气温度传感器，21是压缩机电流传感器。

空气调和装置3具有蒸汽压缩机式冷冻循环，该蒸汽压缩机式冷冻循环由压缩机11、室外热交换器12、毛细管13、室内热交换器14、制冷剂配管15的连接构成。在冷冻循环的内部，作为制冷剂封入有HFO-1234(四氟丙烯)。

一般的，冷冻循环具有如下特性，即，根据流入室外热交换器12和室内热交换器14的空气的温度，制冷剂压力或压缩机电流改变，流入空气温度与制冷剂压力或压缩机电流之间具有相关关系。

此外，当制冷剂由于某些原因向冷冻循环外泄漏时，制冷剂压力以及压缩机电流较正常时降低。

利用冷冻循环的该特性，可以检测出制冷剂的泄漏。

空调控制器18一直监视制冷剂压力传感器19、空气温度传感器20a及20b、压缩机电流传感器21的检测值。相对于流入空气温度，当制冷剂压力、压缩机电流中的某一项变得低于正常值时，判定为发生了制冷剂泄漏。

空调控制器18是相当于实施方式1中的控制机构的装置。

对于上述各传感器的检测值，当仅其中任一项脱离了正常运转时的特性时即可判定为发生了制冷剂泄漏，也可以适当组合多个检测值来进行判定。

考虑有如下方法，例如，当产生了2个以上超出了判定为制冷剂泄漏的阈值的检测值时判定为发生了制冷剂泄漏的方法、当将多个检测值代入规定的运算式而算出的值超出了阈值时判定为制冷剂泄漏的方法等。

对于作为制冷剂泄漏判断基准的阈值、流入空气温度与制冷剂压力或压缩机电流之间的相关关系，可以预先存储在未图示的快速ROM(只读传感器)等存储装置中，空调控制器18利用该值进行泄漏判断即可。

在判定为制冷剂泄漏的情况下，空调控制器18停止压缩机11、室外鼓风机16、室内鼓风机17。并且同时使第1挡板9a和第2挡板9b运动，截断空气调和装置3与新鲜外部气体用通道4以及调和空气用通道5。

由此，空气调和装置3内部的制冷剂不会向装置外流出而是滞留。

另一方面，换气装置2吸引的新鲜外部气体，如实施方式1中说明的那样向车辆内循环供给。

以上，在本实施方式2中，对空气调和装置3的结构例、检测制冷剂泄漏的方法以及此时的动作例进行了说明。

实施方式3

图4是本发明的实施方式3的空气调和装置3的侧截面图。

在图4中，22是将聚集在室内热交换器14下部的冷凝水从空气调和装置底面向车外排出的排水泵。排水泵22根据空调控制器18的指示工作。23是设置在空气调和装置3内的吹出口3a附近(例如室内鼓风机17的吹出口)的紫外线灯。紫外线灯在空气调和装置3的运转中一直点亮，当空气调和装置3中发生了制冷剂泄漏时，通过紫外线分解从空气调和装置3向调和空气通道5流出的制冷剂。

图4中未表示的其他结构与实施方式1～2是相同的，对相同结构部分标注相同符号。

本实施方式3中的“排出机构”相当于排水泵22。也可以用排水泵以外的排出机构。

接着，对本实施方式3的空气调和装置3的动作进行说明。

空气调和装置3进行制冷运转时，空气中的水分在室内热交换器14冷凝，并积存在室内热交换器14的下部，驱动排水泵22而将其排出车外。

排水泵22通常仅在制冷运转中工作，不进行制冷运转时由于不产生冷凝水而停止。

在制冷剂泄漏发生时，空调控制器18进行实施方式1～2中说明的动作，并且，继续排水泵22的运转。

制冷剂的比重大于空气，在制冷剂泄漏时滞留在空气调和装置3的下部，通过排水泵22继续运转，而向车辆外排出。向车辆外排出的制冷剂由紫外线分解。

此外，紫外线灯在空气调和装置工作时一直点亮，在空气调和装置中发生了制冷剂泄漏时，在检测出该制冷剂泄漏为止的期间，制冷剂通过室内鼓风机17向调和空气通道5流出，而该流出制冷剂通过由设置在吹出口3a附近的紫外线灯照射的紫外线而分解。

如上所述，根据本实施方式3，当发生了制冷剂泄漏时，压缩机11、室外鼓风机16、室内鼓风机17停止，而排水泵22继续运转，将制冷剂排出到车外。

此外，从检测到制冷剂泄漏开始、到室内鼓风机17停止为止的期间，通过室内鼓风机17向调和空气通道5流出的制冷剂通过由设置在吹出口3a附近的紫外线灯照射的紫外线分解。

这样，通过并用紫外线灯23、第1挡板9a和排水泵22，可以更加可靠地防止制冷剂向车辆内泄漏。

由此，可以安全地实施在空气调和装置3内部为了修理而进行的制冷剂配管的焊接作业。

实施方式4

在上述实施方式1～3中，对使用HFO-1234作为制冷剂的例子进行了说明，但也可以使用其他制冷剂。

使用其他可燃性制冷剂的情况也与实施方式1～3相同，在制冷剂泄漏时截断调和空气的流动而避免发生起火等，可以发挥确保新鲜外部气体的循环量的效果。

符号说明：

1车辆，2换气装置，3空气调和装置，3a空气调和装置的吹出口，4新鲜外部气体用通道，5调和空气用通道，6回流通道，7排气通道，8旁通通道，9a第1挡板，9b第2挡板，10a～10b空气的流动，11压缩机，12室外热交换器，13毛细管，14室内热交换器，15制冷剂配管，16室外鼓风机，17室内鼓风机，18空调控制器，19制冷剂压力传感器，20a～20b空气温度传感器，21压缩机电流传感器，22排水泵，23紫外线灯。

Claims (8)

1.一种车辆用换气空调装置，其特征在于，具有：

换气装置，其吸入车辆外的空气；

空气调和装置，其进行车辆内的空气调和；

新鲜外部气体用通道，其将上述换气装置和上述空气调和装置连接，将上述换气装置从车辆外吸入的空气供给到上述空气调和装置；

调和空气用通道，其将上述空气调和装置吹出的调和空气供给到车辆内；

第1截断机构，该第1截断机构截断上述空气调和装置吹出调和空气的吹出口，使该调和空气不供给到车辆内；以及，

第2截断机构，该第2截断机构使上述换气装置从车辆外吸入的空气不供给到上述空气调和装置，

上述车辆用换气空调装置使上述新鲜外部气体用通道产生分支并与上述调和空气用通道连接，

上述第1截断机构以如下方式构成：当截断上述空气调和装置吹出调和空气的吹出口时，打开上述新鲜外部气体用通道和上述调和空气用通道的连接口，上述换气装置从车辆外吸入的空气经由上述新鲜外部气体用通道的上述分支被引导向比上述第1截断机构更靠近车辆内的一侧。

2.如权利要求1所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，上述第1截断机构以如下方式构成：通过在比上述新鲜外部气体用通道和上述调和空气用通道的连接位置更靠近上述空气调和装置的位置截断上述吹出口，确保上述换气装置从车辆外吸入的空气经由上述新鲜外部气体用通道的上述分支流入车辆内的路径。

3.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，具有：

传感器，其检测上述空气调和装置的制冷剂泄漏；

控制机构，其控制上述空气调和装置及上述第1截断机构的动作，

上述控制机构在根据上述传感器的检测值判断为上述空气调和装置发生了制冷剂泄漏时，停止上述空气调和装置的运转，并且，使上述第1截断机构工作而使上述空气调和装置吹出的调和空气不供给到车辆内。

4.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，具有排出机构，该排出机构将积存在上述空气调和装置的底面的冷凝水排出到车辆外，

上述排出机构在上述空气调和装置的运转停止时也继续运转，将上述冷凝水排出到车辆外。

5.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，在上述空气调和装置内的上述吹出口附近，设置当该空气调和装置运转时一直点亮的紫外线灯，

当上述空气调和装置中发生了制冷剂泄漏时，通过紫外线分解从该空气调和装置向上述调和空气通道流出的制冷剂。

6.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，上述空气调和装置配置在车辆的地板下。

7.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，上述空气调和装置使用可燃性制冷剂。

8.如权利要求1或权利要求2所述的车辆用换气空调装置，其特征在于，上述空气调和装置使用HFO-1234作为制冷剂。

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