JP2012250642A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒回収を伴うメンテナンス作業を簡単化でき、また、点検作業の簡単化及び収納スペースの確保が可能な車両用空調装置を提供する。
【解決手段】複数車両３０で構成された編成車両に対し１台設けられる室外ユニット１０と、車両３０と同数台設けられ、各車両３０それぞれに設置される室内ユニット２０とを備え、全ての車両３０に跨がって配管される主冷媒配管４１に室外ユニット１０が接続されると共に、主冷媒配管４１に分岐配管４２を介して各室内ユニット２０が接続され、室外ユニット１０の圧縮機１１は、各室内ユニット２０の全ての空調負荷を処理可能な容量を有し、主冷媒配管４１の各車両３０間の連結部分を、両端にカップリング５１が設けられたフレキシブル配管５２により連結した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に関する。

従来より、編成車両を構成する各車両毎に空調装置を設け、空調装置の室内ユニットを車両の屋根上、空調装置の室外ユニットを床下に配置した車両用空調装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−７７３１８号公報（第２頁、図１）

このように空調装置を車両毎に設けた構成では、メンテナンス時に冷媒回収を行うに際し、車両毎に作業を行う必要があり作業者にとって多大な負担となっていた。また、車両台数と同数の室外ユニット及び室内ユニットを備えていることから、点検箇所が多く点検作業が困難であるという問題があった。また、車両毎に室外ユニットと室内ユニットの両方の設置スペースが必要とされることから、他の部品等の収納スペースの確保が難しいという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷媒回収を伴うメンテナンス作業を簡単化でき、また、点検作業の簡単化及び収納スペースの確保が可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用空調装置は、複数車両で構成された編成車両に対して１台設けられる室外ユニットと、複数車両と同数台設けられ、各車両それぞれに設置される室内ユニットとを備え、編成車両の全ての車両に跨がって配管される主冷媒配管に室外ユニットが接続されると共に、主冷媒配管に分岐配管を介して各室内ユニットが接続され、室外ユニットの圧縮機は、各室内ユニットの全ての空調負荷を処理可能な容量を有し、主冷媒配管の各車両間の連結部分を、両端にカップリングが設けられたフレキシブル配管により連結するものである。

本発明によれば、各室内ユニットの全ての空調負荷を処理可能な容量を有する１台の圧縮機を有すると共に、主冷媒配管の各車両間の連結部分を、両端にカップリングが設けられたフレキシブル配管により連結したので、冷媒回収を伴うメンテナンス作業を簡単化でき、また、点検作業の簡単化及び収納スペースの確保が可能である。

本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置の冷媒サイクルを示す図である。 図１の車両用空調装置が配置された編成車両を示す図である。 図１の冷媒サイクルにおける各車両間の連結部分の構成を示す図である。

図１は、本発明の一実施の形態に係る車両用空調装置の冷媒サイクルを示す図である。なお、図１には、この車両用空調装置が設置される編成車両が３両構成の場合を例示している。また、図２は、図１の車両用空調装置が配置された編成車両を示している。なお、図２には編成車両を構成する３両のうち２両を示し、１両の図示は省略している。
車両用空調装置１は、室外ユニット１０と、室外ユニット１０に並列に接続された複数台（ここでは３台）の室内ユニット２０とを備えている。室外ユニット１０は、車両用空調装置１が設置される編成車両に１台とされ、車両３０の床下スペースに配置される。また、室内ユニット２０は編成車両を構成する各車両３０に設けられ、車両３０の天井裏に配置されて温度調整した風を車両３０内に送風する。

室外ユニット１０が設置される車両３０ａ内には車両３０ａ内を上下方向に延びる主冷媒配管４０が配置されており、その主冷媒配管４０の下端側に室外ユニット１０が接続されている。また、主冷媒配管４０の上端側には、全ての車両３０に跨がるようにして配管された主冷媒配管４１が接続されており、その主冷媒配管４１に分岐配管４２を介して各室内ユニット２０が接続されている。主冷媒配管４１において各車両３０間の連結部分５０は、図３に示すように両端にカップリング５１が設けられたフレキシブル配管５２により連結されている。

次に、室外ユニット１０及び室内ユニット２０について図１を参照して説明する。
室外ユニット１０は、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、ドライヤ１３と、圧縮機１１の吸入側に液冷媒が戻るのを阻止するアキュムレータ１４とを有している。

本例の車両用空調装置１では、圧縮機１１を編成車両につき１台としており、全室内ユニット２０における空調負荷を処理可能な大容量圧縮機を搭載している。例えば車両１台の室内ユニットにおける空調負荷を処理可能な容量が仮に例えば３．５５ＨＰの場合、３両編成の編成車両においては３倍の１７．７５ＨＰの容量の圧縮機とすればよい。また、圧縮機１１は運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、全室内ユニット２０のうち一部を稼働させ残りを停止させるといったように、稼働する室内ユニット２０の数を変化させる場合、室内ユニット２０の稼働率によって図示しない制御装置によってインバータ制御される。

室内ユニット２０は、膨張機構であるキャピラリチューブ２１と室内熱交換器２２とを有している。そして、圧縮機１１と、室外熱交換器１２と、ドライヤ１３と、キャピラリチューブ２１と、室内熱交換器２２と、アキュムレータ１４とが順に接続されて冷媒サイクルが構成されている。

このように構成された冷媒サイクルにおいて、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は室外熱交換器１２に送られ、室外空気と熱交換して凝縮液化する。凝縮液化した冷媒は、ドライヤ１３を通過してキャピラリチューブ２１に流入し、キャピラリチューブ２１にて減圧される。減圧された冷媒は各室内熱交換器２２に流入し、室内熱交換器２２で車両内空気と熱交換して蒸発し、アキュムレータ１４を通過して再び圧縮機１１に吸入される。以上のサイクルを連続的に繰り返すことにより室内を冷房する。この車両用空調装置１は、車両３０内を冷房する冷房運転を行う装置を例示しているが、暖房運転を行う装置としてもよいし、また、四方弁を設けて圧縮機１１から吐出された冷媒の流路を変え、冷房運転と暖房運転とを切り替え可能な装置としてもよい。

以上のように構成した車両用空調装置１では、圧縮機１１に、全ての室内ユニット２０における空調負荷を処理可能な大容量圧縮機を採用したことで、１編成の全ての車両３０の室内ユニット２０を接続した冷媒サイクルを構築でき、全車両３０で冷媒を共有することができる。このことにより、従来１車両毎に行っていた冷媒回収作業が１編成につき１回の作業で済み、時間や手間を省くことができる。

また、圧縮機１１を１台に集約し室外ユニット１０を１台としたことで部品点数が減少し、故障率が低下する。更に、室外ユニット１０が１台になることで、室外ユニット設置車両３０ａ以外の車両３０の床下スペース３１が空き、この場所を有効活用できる。

また、両端にカップリング５１が接続されたフレキシブル配管５２を使用して各車両３０間の連結部分５０の連結を行うようにしたので、車両３０の振動に対する耐久性に優れた冷媒サイクルとすることができ、メンテナンス回数の低減に効果がある。

なお、室外ユニット設置車両３０ａを編成車両全体のうちのどの車両にするかは特に限定するものではないが、中間車とした場合、先頭車や最後尾車とした場合に比べて室外ユニット１０から室内ユニット２０への配管長さを平均化でき、冷媒の圧損や油戻りを平均化できる効果がある。

なお、本実施の形態では３両編成の構成を例示したが、更に複数車両により構成してもよく、この場合も圧縮機１１は１台のままとし、室内ユニット２０の台数を増やせばよい。

１ 車両用空調装置、１０ 室外ユニット、１１ 圧縮機、１２ 室外熱交換器、１３ ドライヤ、１４ アキュムレータ、２０ 室内ユニット、２１ キャピラリチューブ、２２ 室内熱交換器、３０ 車両、３０ａ 室外ユニット設置車両、３１ 床下スペース、４０ 主冷媒配管、４１ 主冷媒配管、４２ 分岐配管、５０ 連結部分、５１ カップリング、５２ フレキシブル配管。

Claims (1)

1. 複数車両で構成された編成車両に対して１台設けられる室外ユニットと、
   前記複数車両と同数台設けられ、各車両それぞれに設置される室内ユニットとを備え、 前記編成車両の全ての車両に跨がって配管される主冷媒配管に前記室外ユニットが接続されると共に、前記主冷媒配管に分岐配管を介して前記各室内ユニットが接続され、
   前記室外ユニットの圧縮機は、前記各室内ユニットの全ての空調負荷を処理可能な容量を有し、前記主冷媒配管の各車両間の連結部分を、両端にカップリングが設けられたフレキシブル配管により連結することを特徴とする車両用空調装置。

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