JP3452411B2 - 熱交換器用換気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、高速で走行する鉄道車
両に好適な熱交換器用換気装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来より、鉄道車両に搭載されている空
調装置では、室外熱交換器により外部から取り入れた空
気と冷媒との間で熱交換を行い、室内熱交換器により車
室内の空気と冷媒との間で熱交換を行い、車室内の空調
を行うように構成されている。この外部の空気は、車体
の側面や屋根に形成した換気窓から室外ファンを駆動し
て取り入れるようにしていた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、車両の速度がより高速、例えば、３
００Ｋｍ／ｈを超えるような高速の場合には、外部の空
気の取入れが旨くいかなったり、また、騒音の発生原因
にもなる。そこで、このような高速車両では、車両の高
速運動による動圧を利用して、外部の空気を取り入れる
取入口を設け、取入口から取り入れた空気を室外熱交換
器に供給するように構成することも考えられる。しか
し、高速走行中には、十分な空気が取り入れられるが、
低速走行時や停止時には、取入口から十分な空気を取り
入れることができないという問題があった。 【０００４】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、高速走行時でも、あるいは低速走行時や停
止時でも十分な空気を取り入れることができる熱交換器
用換気装置を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、鉄道車両に搭載された室外熱交換器を
点検する点検扉を本体外壁に開閉可能に支持し、該点検
扉に換気窓を形成すると共に、該換気窓を開閉可能な蓋
体を前記点検扉に平行移動可能に支持し、前記蓋体を移
動させるアクチュエータを前記点検扉に配置した。 【０００６】かつ、前記点検扉に一端が揺動可能に支持
された略同じ長さの一対のリンクの他端を、前記蓋体に
揺動可能に支持して、前記蓋体を前記点検扉に平行移動
可能に支持したことを特徴とする熱交換器用換気装置の
構成がそれである。 【０００７】 【作用】前記構成を有する熱交換器用換気装置は、アク
チュエータを駆動して、蓋体を平行に移動させ、換気窓
を開閉できるので、高速走行時に、換気窓を閉じて騒音
の発生を防止し、低速走行時や停止時には換気窓を開い
て外部の空気を取り入れることができる。また、点検扉
に換気窓を設け、換気窓を開閉可能な蓋体を平行に移動
することにより、省スペース化を図ることができる。 【０００８】 【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１に示すように、１は鉄道車両（本実施例
では、超電導磁石を用いたリニアモータカー）の本体外
壁で、図５、図６に示すように、車両に搭載された空調
機器の室外熱交換器７４を点検するための点検窓４が台
車５の上方の本体外壁１側面に２個づつ形成されてい
る。 【０００９】また、本体外壁１には、この点検窓４を閉
じる点検扉６の上端が、蝶番８により上下方向に揺動可
能に支持されており、点検扉６の下端が、本体外壁１に
設けられた取付座７に、点検扉６を貫通した図示しない
ボルトが螺入されて、固定されている。この点検扉６と
本体外壁１とに両端がそれぞれ揺動可能に支持されたダ
ンパー１０，１１が、点検扉６の両側に設けられてい
る。 【００１０】点検扉６には、本実施例では、複数の長方
形の換気窓１２が２列に形成されている。この換気窓１
２の大きさに対応したアルミハニカム構造の蓋体１４が
各換気窓１２毎に設けられており、各列毎にそれぞれ縦
に渡された２本の連結部材１６〜１９により一体的に連
結されている。 【００１１】そして、連結部材１６〜１９と直交する揺
動軸２０が、点検扉６に立設された支持部材２２〜２５
に揺動可能に支持されている。揺動軸２０には、各連結
部材１６〜１９毎に設けられた４組の第１リンク部材２
６〜２９の一端が固定されている。各連結部材１６〜１
９の上端には、各第１リンク部材２６〜２９の他端が、
それぞれ支点ピン３０〜３３により揺動可能に支持され
ている。 【００１２】更に、各連結部材１６〜１９の下端には、
４組の第２リンク部材３４〜３７の一端が支点ピン３８
〜４１により揺動可能に支持されており、点検扉６に立
設された支持部材４２〜４５には、各第２リンク部材３
４〜３７の他端が、それぞれ支点ピン４６〜４９により
揺動可能に支持されている。本実施例では、第１リンク
部材２６〜２９と第２リンク部材３４〜３７とが対をな
しており、略同じ長さに形成されている。 【００１３】一方、揺動軸２０の両端にはそれぞれアー
ム部材５０，５１の一端が固定されており、両アーム部
材５０，５１の他端には、アクチュエータとしてのエア
シリンダ５２，５３のロッド側が揺動可能に連結されて
いる。また、エアシリンダ５２，５３のヘッド側は、支
持部材２２，２５に揺動可能に支持されている。 【００１４】両エアシリンダ５２，５３は、図４に示す
ように、図示しない空気圧源と電磁弁５４を介して接続
されており、鉄道車両の速度を検出する速度検出器５６
と電磁弁５４を切り換えて換気窓１２を開くときの車両
速度を予め設定する速度設定器５８との信号に基づいて
電磁弁５４を駆動制御する開閉制御回路６０を備えてい
る。 【００１５】開閉制御回路６０は、速度検出器５６から
の速度信号と、速度設定器５８からの設定速度信号とを
比較し、速度信号が設定速度信号以下となったときに信
号を出力する比較器６２を備えると共に、比較器６２か
らの信号に基づいて電磁弁５４に駆動信号を出力するド
ライバ回路６４を備えている。 【００１６】また、車両には、図５に示すように、車両
の高速走行による動圧を利用して、外部の空気を取り入
れる取入口６８〜７１が両側に、しかも、前後両方に設
けられている。更に、車両の底面に開口する開閉可能な
排気窓７６〜７９が、車両の前後に設けられている。 【００１７】次に、前述した本実施例の熱交換器用換気
装置の作動について説明する。まず、車両の高速走行
時、車両速度が設定速度を上回っていることから、開閉
制御回路６０は、電磁弁５４にエアシリンダ５２，５３
を引き込み側に切り換える信号を出力する。これによ
り、エアシリンダ５２，５３は、引き込み側に駆動され
て、図２に実線で示すように、揺動軸２０がアーム部材
５０，５１を介して揺動されて第１リンク部材２６〜２
９、連結部材１６〜１９を介して各蓋体１４が点検扉６
に押し付けられて、換気窓１２が閉じられる。よって、
換気窓１２を設けたことによる高速走行時の騒音の発生
は防止される。尚、本体外壁１の表面と蓋体１４の表面
とに、凹凸ができないように同一面に形成することが、
騒音防止上より好ましい。 【００１８】そして、図５に示すように、車両の高速走
行による動圧を利用して、車両進行前側にある取入口６
８，６９を介して外部の空気が取り入れられ、取り入れ
られた空気は、図示しないダクト等により、台車５上に
水平に配置された車載冷凍機用熱交換器７２，７３に導
かれる。この車載冷凍機用熱交換器７２，７３を通過し
た空気は、そのまま下方に排出される。 【００１９】また、一方の取入口６８から取り入れられ
た空気は、分岐されて室外熱交換器７４に導かれ、冷媒
との間で熱交換をした後、室外熱交換器７４を通過した
空気は、車両後側の排気窓７８，７９から排気される。
このとき、車両前側の排気窓７６，７７は、閉じられて
いる。尚、進行方向が逆方向のときには、取入口７０，
７１から空気を取り入れ、排気窓７６，７７から排気さ
れる。 【００２０】駅に接近して車両が速度を落とし、速度設
定器５８に設定された設定速度以下となると、開閉制御
回路６０は、電磁弁５４をエアシリンダ５２，５３を突
き出す側に切り換える。これにより、エアシリンダ５
２，５３が突き出され、アーム部材５０，５１を介して
揺動軸２０を揺動して、図２に二点鎖線で示すように、
第１リンク部材２６〜２９、連結部材１６〜１９を介し
て各蓋体１４を各換気窓１２から離間する方向にほぼ平
行に移動させる。 【００２１】よって、各換気窓１２が開かれて、図６に
示すように、換気窓１２から取り入れられた外部の空気
が、図示しないダクト等により室外熱交換器７４に導か
れ、室外熱交換器７４を通過した空気は、同じ側面の換
気窓１２に導かれて外部に排出される。 【００２２】また、別の側面の換気窓１２から取り入れ
られた外部の空気は、車載冷凍機用熱交換器７２，７３
に導かれ、車載冷凍機用熱交換器７２，７３を通過した
空気は、下方に排出される。尚、各換気窓１２からの空
気の取入れのために、ファンを設け、強制的に空気を取
り入れるようにしてもよい。 【００２３】このように、本実施例では、高速走行時に
は、各換気窓１２を閉じて騒音の発生を防止し、車両が
低速走行時、あるいは、停止時には各換気窓１２を開け
て外部の空気を取り込み、各熱交換器７２，７３，７４
で熱交換を行うので、十分な空気を取り入れることがで
きる。 【００２４】また、図３に二点鎖線で示すように、図示
しないボルトを緩めて、点検扉６をはね上げると、ダン
パー１０，１１によりはね上げた位置に保持される。開
けられた点検窓４から車両内部の室外熱交換器７４を点
検することができる。このように、点検扉６に換気窓１
２を設けたので、点検窓４と換気窓１２とを別個に設け
るよりも省スペースが図れる。 【００２５】尚、本実施例では、開閉制御回路６０によ
り、車両速度が設定速度以下となったときに、自動的に
エアシリンダ５２，５３を駆動するように構成している
が、低速走行時や停止時に、運転者がレバー等を操作す
ることにより、電磁弁５４を切り換えて、エアシリンダ
５２，５３を駆動する構成としても実施可能である。 【００２６】本実施例では、第１リンク部材２６〜２９
と第２リンク部材３４〜３７との長さをほぼ同じにし
て、各蓋部材１４がそれぞれ同じ移動量で略平行に移動
するようにしている。よって、図７に示すように、Ｗを
換気窓１２の幅、Ｌを換気窓１２の長さ、Ｈ1 を蓋体１
４の移動量とすると、このときの斜線で示す全周の平行
移動時有効開口面積は、下記（１）式で表される。 【００２７】更に、図８で示すように、蓋体１４ａを一
端を中心に揺動させる構成とすると、そのときの揺動時
有効開口面積は、下記（２）式で表される。尚、Ｈ2
は、蓋体１４ａの先端の移動量である。そして、上記両
有効開口面積を等しいとすると、下記（３）式になり、
この（３）式から両移動量Ｈ1 ，Ｈ2 の比は下記（４）
式のようになる。 【００２８】 【数１】 【００２９】この（４）式から上記（５）が導き出され
る。即ち、COS θは１以下であるので、上記（５）式が
成立し、同じ有効開口面積を確保するためには、移動量
は、図７に示す平行移動する蓋体１４の方が、図８に示
す揺動する蓋体１４ａの半分以下でよいことが分かる。 【００３０】本実施例のように、蓋体１４を図７に示す
ように平行移動させて、換気窓１２を開く構成とするこ
とにより、図８に示すような揺動により蓋体１４ａを開
く構成よりも、移動量が少なくても大きな開口面積を確
保することができ、省スペース化が図れるので、点検扉
６のすぐ裏側にまで接近して、機器を配置することがで
き、十分な有効面積を確保した上で、点検扉６に蓋体１
４を開閉可能に配置することができる。 【００３１】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。 【００３２】 【発明の効果】以上詳述したように本発明の熱交換器用
換気装置は、点検扉に換気窓を設けたので省スペースが
図れるという効果を奏する。また、蓋体を略平行移動さ
せて換気窓を開くので、蓋体の移動量が少なくても大き
な開口面積を確保することができ、省スペース化が図れ
るので、点検扉のすぐ裏側にまで接近して、機器を配置
することができ、十分な有効面積を確保した上で、点検
扉に蓋体を開閉可能に配置することができる。更に、開
閉制御回路を設けることにより、低速時や停止時に自動
的に換気扉を開くことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例としての熱交換器用換気装置
の車両内側より見た正面図である。 【図２】図１のＡＡ拡大断面図である。 【図３】図１のＢＢ拡大断面図である。 【図４】本実施例の電気系統の構成を示すブロック図で
ある。 【図５】本実施例の高速走行時の空気の流れを示す透視
斜視図である。 【図６】本実施例の低速走行時及び停止時の空気の流れ
を示す透視斜視図である。 【図７】平行移動する蓋体の有効開口面積の説明図であ
る。 【図８】揺動する蓋体の有効開口面積の説明図である。 【符号の説明】 １…本体外壁 ２…室外熱交換器 ４…点検窓 ６…点検扉 １２…換気窓 １４，１４ａ…蓋体 ５２，５３…エアシリンダ ６０…開閉制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61D 27/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 鉄道車両に搭載された室外熱交換器を点
   検する点検扉を本体外壁に開閉可能に支持し、 該点検扉に換気窓を形成すると共に、該換気窓を開閉可
   能な蓋体を前記点検扉に平行移動可能に支持し、 前記蓋体を移動させるアクチュエータを前記点検扉に配
   置し、かつ、前記点検扉に一端が揺動可能に支持された略同じ
   長さの一対のリンクの他端を、前記蓋体に揺動可能に支
   持して、前記蓋体を前記点検扉に平行移動可能に支持し
   た ことを特徴とする熱交換器用換気装置。