WO2024084564A1 - 鉄道車両用空調システム - Google Patents

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WO2024084564A1
WO2024084564A1 PCT/JP2022/038690 JP2022038690W WO2024084564A1 WO 2024084564 A1 WO2024084564 A1 WO 2024084564A1 JP 2022038690 W JP2022038690 W JP 2022038690W WO 2024084564 A1 WO2024084564 A1 WO 2024084564A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant
indoor unit
unit room
air
indoor
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/038690
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊之 品川
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2022/038690 priority Critical patent/WO2024084564A1/ja
Publication of WO2024084564A1 publication Critical patent/WO2024084564A1/ja

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices

Definitions

  • This disclosure relates to air conditioning systems for rail vehicles.
  • railway vehicle air conditioning systems installed in railroad cars use a refrigerant circuit in which refrigerant circulates to condition the passenger compartment.
  • "cabin” refers to the space in a railroad car that is defined for passengers to ride in.
  • the refrigerant circuit uses the refrigerant to form a refrigeration cycle, thereby obtaining the heat or cold required to condition the passenger compartment.
  • an openable damper may be provided in the housing that houses the refrigerant circuit.
  • the damper serves to take in outside air into the housing. When the damper is open, the outside air taken into the housing through the damper is sent into the vehicle compartment together with air whose temperature has been adjusted using the refrigerant circuit.
  • Patent Document 1 there is also known an air conditioning system for railway vehicles that not only takes in outside air through a damper, but also detects refrigerant leakage from the refrigerant circuit.
  • This air conditioning system for railway vehicles is equipped with an exhaust fan that exhausts air from the passenger compartment to the outside, in addition to an interior fan that circulates air between the passenger compartment and the inside of the housing. If a refrigerant leakage is detected, the exhaust fan is started with the above-mentioned damper open.
  • the railway vehicle air conditioning system described in Patent Document 1 allows refrigerant leaking from the refrigerant circuit to be quickly discharged to the outside. Therefore, even if refrigerant leaks from the refrigerant circuit, the concentration of refrigerant in the passenger compartment is suppressed.
  • the purpose of this disclosure is to provide an air conditioning system for railway vehicles with improved safety performance that suppresses the concentration of refrigerant in the passenger compartment.
  • the railcar air conditioning system comprises: an indoor unit room defining portion defining an indoor unit room, the indoor unit room being defined by a return port and a supply port each communicating with a vehicle compartment of the railway vehicle and a ventilation port communicating with the outside; an indoor fan that is disposed in the indoor unit room, draws in internal air, which is the air in the vehicle cabin, through the return port and discharges the drawn in internal air toward the supply port, thereby forming a flow of the internal air from the return port toward the supply port in the indoor unit room; a refrigerant circuit including an indoor heat exchanger that is disposed at a position in the indoor unit room through which the flow of the indoor air passes and that exchanges heat between a refrigerant and the indoor air, and a group of cooperating devices that configure a refrigeration cycle together with the indoor heat exchanger using the refrigerant; a first fresh damper that is provided at the ventilation port and that is switchable between a ventilation state in which the indoor air flowing into the indoor heat exchanger is mixed with outside air, which
  • the supply port is closed by the indoor unit room ventilation control. This prevents the flow of inside air, which may contain the leaked refrigerant, from the indoor unit room into the vehicle cabin.
  • the indoor unit room is also ventilated through the ventilation opening and the leaked refrigerant exhaust opening when the supply opening is closed. This makes it possible to eliminate the causes of an increase in the concentration of refrigerant in the vehicle cabin.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a railway vehicle air conditioning system according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a first embodiment.
  • Flowchart of air conditioning control according to the first embodiment FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a railway vehicle air conditioning system according to a first modified example of the first embodiment;
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a railway vehicle air conditioning system according to a second modified example of the first embodiment;
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a third modified example of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a third embodiment.
  • Flowchart of air conditioning control according to the third embodiment FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a first modified example of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a first modified example of the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a second modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a first modified example of the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a second modified example of the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of a railway vehicle air conditioning system according to a sixth embodiment. Flowchart of air conditioning control according to the sixth embodiment
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a seventh embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to an eighth embodiment.
  • FIG. 23 is a conceptual diagram showing the configuration of an air conditioner according to a first modified example of the eighth embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration of an air conditioner according to a second modification of the eighth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of an exhaust device according to a ninth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing a configuration of an exhaust device according to a first modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing the configuration of a railway vehicle air conditioning system according to a tenth embodiment.
  • a railway vehicle air conditioning system 800 As shown in Fig. 1, a railway vehicle air conditioning system 800 according to this embodiment is installed in a railway vehicle 900.
  • a right-handed XYZ Cartesian coordinate system is defined having an X-axis parallel to the length of the railway vehicle 900, a Y-axis parallel to the width of the railway vehicle 900, and a Z-axis parallel to the vertical direction.
  • the vertically upward direction is the positive direction of the Z-axis.
  • the XYZ Cartesian coordinate system is shown in Fig. 1 and in drawings to be referred to later.
  • the railway vehicle air conditioning system 800 includes an air conditioning unit 100 that conditions the passenger compartment 910 of the railway vehicle 900, a direct ventilation unit 200 that takes in outside EX air (hereinafter also referred to as outside air) into the passenger compartment 910, an exhaust unit 300 that exhausts air from the passenger compartment 910 (hereinafter also referred to as inside air) to the outside EX, and a control unit 400 that controls the air conditioning unit 100, the direct ventilation unit 200, and the exhaust unit 300.
  • the passenger compartment 910 is specifically a passenger compartment.
  • the air conditioning unit 100 and the direct ventilation unit 200 are installed on the roof of the railcar 900.
  • the exhaust unit 300 is installed under the floor of the railcar 900.
  • the air conditioner 100 not only conditions the vehicle interior 910, but also has the function of sending fresh outside air into the vehicle interior 910.
  • the direct ventilation device 200 has the function of taking in fresh outside air into the vehicle interior 910 independently of the air conditioner 100.
  • the configuration of the air conditioner 100 and the direct ventilation device 200 will be specifically described with reference to FIG. 2.
  • the air conditioner 100 has two refrigerant circuits 150A and 150B. Refrigerant is sealed in each of the two refrigerant circuits 150A and 150B.
  • the refrigerant used is one that has a higher specific gravity than air, specifically one that contains 95% or more by mass of propane or other hydrocarbons or carbon dioxide.
  • One refrigerant circuit 150A has a compressor 151 that compresses the refrigerant, an outdoor heat exchanger 152 that functions as a condenser that condenses the compressed refrigerant, an expander 153 that expands the condensed refrigerant, an indoor heat exchanger 154 that functions as an evaporator that evaporates the expanded refrigerant, and refrigerant piping 155 that connects the compressor 151, the outdoor heat exchanger 152, the expander 153, and the indoor heat exchanger 154.
  • the other refrigerant circuit 150B similarly has a compressor 156, an outdoor heat exchanger 157 that functions as a condenser, an expander 158, and refrigerant piping 159 that connects the compressor 156, the outdoor heat exchanger 157, and the expander 158.
  • the indoor heat exchanger 154 is shared by both the refrigerant circuit 150A and the other refrigerant circuit 150B. However, inside the indoor heat exchanger 154, the path through which the refrigerant sealed in the refrigerant circuit 150A flows is independent of the path through which the refrigerant sealed in the other refrigerant circuit 150B flows. For this reason, the refrigerant sealed in the refrigerant circuit 150A does not mix with the refrigerant sealed in the other refrigerant circuit 150B.
  • the compressor 151, the outdoor heat exchanger 152, the expander 153, and the refrigerant piping 155 are a group of cooperating equipment that, together with the indoor heat exchanger 154, constitute a refrigeration cycle.
  • the compressor 156, the outdoor heat exchanger 157, the expander 158, and the refrigerant piping 159 are a group of cooperating equipment that, together with the indoor heat exchanger 154, constitute a refrigeration cycle.
  • each of the refrigerant circuits 150A and 150B may be configured to be switchable between a cooling state in which the outdoor heat exchangers 152 and 157 function as condensers and the indoor heat exchanger 154 functions as an evaporator, and a heating state in which the outdoor heat exchangers 152 and 157 function as evaporators and the indoor heat exchanger 154 functions as a condenser. Such switching is achieved using a four-way valve.
  • the air conditioner 100 also includes an outdoor fan 161 that promotes heat exchange between the refrigerant in the outdoor heat exchangers 152 and 157 and the outside air, and an indoor fan 162 that promotes heat exchange between the refrigerant in the indoor heat exchanger 154 and the inside air.
  • the air conditioner 100 also includes a housing 110 that is installed in the railcar 900.
  • the housing 110 defines an outdoor unit room 120r and an indoor unit room 130r that are aligned in the X-axis direction.
  • the housing 110 has an outdoor unit room defining portion 120 that defines an outdoor unit room 120r.
  • the outdoor unit room 120r is further divided into a compressor room 121r and an outdoor heat exchange room 122r that are aligned in the X-axis direction.
  • the compressor room 121r is located at the end in the X-axis direction.
  • the outdoor unit room defining portion 120 has a compressor room defining portion 121 that defines a compressor room 121r.
  • the compressor room 121r is not in communication with the vehicle interior 910.
  • Compressors 151 and 156 are housed in the compressor room 121r.
  • the outdoor unit room defining portion 120 also has an outdoor heat exchange room defining portion 122 that defines an outdoor heat exchange room 122r.
  • the outdoor heat exchange room 122r is disconnected from the vehicle interior 910 and is connected to the outside EX.
  • the outdoor heat exchange room 122r houses the outdoor heat exchangers 152 and 157, the expanders 153 and 158, and the outdoor fan 161.
  • the housing 110 also has an indoor unit room defining portion 130 that defines an indoor unit room 130r.
  • the indoor unit room 130r is connected to the vehicle interior 910.
  • the indoor unit room 130r is further divided into a return room 131r, an indoor heat exchange room 132r, and a supply room 133r that are aligned in the X-axis direction.
  • the return room 131r is located next to the outdoor heat exchange room 122r.
  • the indoor unit room defining portion 130 has a return room defining portion 131 that defines a return room 131r. Refrigerant pipes 155 and 159 pass through the return room 131r.
  • the return room defining portion 131 also has a return port 171 that leads to the vehicle interior 910, and a ventilation port 172 that leads to the outside EX.
  • the return room 131r communicates with the vehicle interior 910 via the return port 171, and with the outside EX via the ventilation port 172.
  • the return port 171 is provided with a return damper 171d.
  • the return damper 171d can be switched between a return permitting state in which the return chamber 131r communicates with the vehicle interior 910, and a return blocking state in which the return chamber 131r does not communicate with the vehicle interior 910.
  • a first fresh damper 172d is provided at the ventilation port 172.
  • the first fresh damper 172d can be switched between a ventilation state in which the return chamber 131r is connected to the outside EX by opening the ventilation port 172, and a non-ventilation state in which the ventilation port is closed to cut off communication between the return chamber 131r and the outside EX.
  • the indoor unit room defining portion 130 also has an indoor heat exchange room defining portion 132 that defines an indoor heat exchange room 132r.
  • the indoor heat exchanger 154 and the indoor fan 162 are housed in the indoor heat exchange room 132r.
  • Refrigerant pipes 155 and 159 connected to the indoor heat exchanger 154 also pass through the indoor heat exchange room 132r.
  • the indoor heat exchange chamber 132r is connected to the return chamber 131r.
  • the indoor heat exchanger 154 is placed in an opening that connects the indoor heat exchange chamber 132r and the return chamber 131r.
  • the indoor unit room defining portion 130 also has a supply room defining portion 133 that defines the supply room 133r.
  • the supply room defining portion 133 is provided with a communication port 173 that connects the supply room 133r to the indoor heat exchange room 132r, and a supply port 174 that leads to the vehicle interior 910.
  • the return damper 171d is set to the return permitting state described above.
  • the indoor fan 162 creates a flow of internal air in the indoor unit room 130r from the return port 171 toward the supply port 174.
  • the indoor fan 162 draws the interior air of the vehicle compartment 910 into the return chamber 131r through the return port 171.
  • the interior air drawn into the return chamber 131r passes through the indoor heat exchanger 154.
  • the indoor heat exchanger 154 By operating the compressors 151 and 156, the indoor heat exchanger 154 is in a cooled or heated state. Therefore, the temperature of the indoor air is adjusted by passing through the indoor heat exchanger 154. The indoor air that has passed through the indoor heat exchanger 154 passes through the communication port 173 and is returned to the passenger compartment 910 through the supply port 174.
  • the indoor fan 162 is disposed downstream of the indoor heat exchanger 154 in terms of the flow of internal air in the indoor unit room 130r. In other words, the indoor fan 162 draws in internal air from the vehicle interior 910 via the indoor heat exchanger 154 and expels the drawn in internal air toward the supply port 174.
  • the first fresh damper 172d is set to the ventilation state described above. This allows fresh outside air to be taken into the return chamber 131r through the open ventilation port 172. The taken-in outside air merges with the inside air flowing into the indoor heat exchanger 154, and is then sent into the passenger compartment 910 together with the inside air.
  • the indoor fan 162 not only circulates the air between the vehicle cabin 910 and the indoor unit room 130r, but also draws fresh outside air into the indoor unit room 130r through the open ventilation opening 172.
  • air conditioning refers not only to adjusting the temperature of the inside air using the indoor heat exchanger 154 by operating the compressors 151 and 156, but also to sending fresh outside air into the passenger compartment 910 through the ventilation opening 172 while the compressors 151 and 156 are stopped.
  • an accidental malfunction may cause refrigerant to leak from at least one of the refrigerant circuits 150A and 150B. If refrigerant leaks from the refrigerant circuits 150A and 150B, there is a concern that the leaked refrigerant may flow into the vehicle interior 910, causing a decrease in the oxygen concentration in the vehicle interior 910.
  • the air conditioner 100 is therefore equipped with a configuration for detecting refrigerant leakage and a configuration for quickly discharging leaked refrigerant to the outside EX. These configurations are described below.
  • the air conditioner 100 is equipped with a refrigerant leak detector 180 that detects refrigerant leakage from the refrigerant circuits 150A and 150B.
  • the refrigerant leak detector 180 is disposed in the indoor unit room 130r. Specifically, the refrigerant leak detector 180 is disposed downstream of the indoor heat exchanger 154 and the refrigerant pipes 155 and 159 with respect to the flow of indoor air formed by the indoor fan 162.
  • the control device 400 shown in FIG. 1 determines whether or not a refrigerant leak has occurred based on the detection result of the refrigerant leak detector 180.
  • the indoor unit room defining portion 130 is further provided with a leaking refrigerant exhaust port 175 that leads to the outside EX.
  • the leaked refrigerant discharge port 175 is for discharging the leaked refrigerant to the outside EX in the event of a refrigerant leak from at least one of the indoor heat exchanger 154 and the refrigerant pipes 155, 159 connected to the indoor heat exchanger 154. For this reason, the leaked refrigerant discharge port 175 is located downstream of the indoor heat exchanger 154 and the refrigerant pipes 155 and 159 in terms of the flow of indoor air in the indoor unit room 130r.
  • the air conditioner 100 further includes an emergency damper 176d.
  • the emergency damper 176d is disposed in the indoor unit room 130r, specifically, in the supply room 133r.
  • the emergency damper 176d can be switched between an inside air circulation state in which the leaking refrigerant discharge port 175 is closed and the supply port 174 is open, and an inside air non-circulation state in which the leaking refrigerant discharge port 175 is open and the supply port 174 is closed.
  • the emergency damper 176d is switched from the inside air circulation state to the inside air non-circulation state by the control device 400 shown in FIG. 1.
  • the direct ventilation device 200 has a direct ventilation chamber defining portion 210 that defines a direct ventilation chamber 210r.
  • the direct ventilation chamber 210r is isolated from the interior of the housing 110, which includes the indoor unit chamber 130r in the air conditioning device 100.
  • the direct ventilation chamber defining portion 210 is formed with an outside air intake port 220 that leads to the outside EX, and an outside air supply port 230 that leads to the vehicle interior 910.
  • the direct ventilation chamber 210r is connected to the outside EX through the outside air intake port 220, and is connected to the vehicle interior 910 through the outside air supply port 230.
  • the direct ventilation device 200 also has a second fresh damper 220d provided in the outdoor air intake port 220.
  • the second fresh damper 220d plays a role in controlling the inflow of outdoor air from the outside EX into the direct ventilation chamber 210r.
  • the second fresh damper 220d can be switched between an outdoor air intake permitting state in which the outdoor air intake port 220 is open, and an outdoor air intake prohibiting state in which the outdoor air intake port 220 is closed.
  • the exhaust device 300 has an exhaust chamber defining portion 310 that defines an exhaust chamber 310r.
  • the exhaust chamber 310r is isolated from the interior of the housing 110, including the indoor unit chamber 130r in the air conditioner 100, and from the direct ventilation chamber 210r.
  • the exhaust chamber defining portion 310 is formed with an inside air intake port 320 that leads to the passenger compartment 910, and an inside air exhaust port 330 that leads to the outside EX.
  • the exhaust chamber 310r is connected to the passenger compartment 910 through the inside air intake port 320, and is connected to the outside EX through the inside air exhaust port 330.
  • the exhaust device 300 also has an exhaust fan 340 arranged in the exhaust chamber 310r.
  • the exhaust fan 340 draws the inside air of the passenger compartment 910 into the exhaust chamber 310r through the inside air intake port 320, and exhausts the drawn inside air to the outside EX through the inside air exhaust port 330.
  • control device 400 The air conditioning control performed by the control device 400 will be explained below with reference to Figure 3.
  • the control device 400 sets the emergency damper 176d to an internal air circulation state, the return damper 171d to a return permissible state, the first fresh damper 172d to a non-ventilation state, the second fresh damper 220d to a state prohibiting the intake of outside air, and stops the exhaust fan 340.
  • control device 400 starts air conditioning of the vehicle interior 910 (step S11). Specifically, the control device 400 starts the indoor fan 162, the outdoor fan 161, and the compressors 151 and 156.
  • the control device 400 also switches the first fresh damper 172d to a ventilation state as necessary in order to send fresh outside air into the passenger compartment 910. Specifically, the control device 400 switches the first fresh damper 172d to a ventilation state when the conductor operates the device to take in outside air or when a predetermined condition is met.
  • the control device 400 may operate the indoor fan 162 while keeping the outdoor fan 161 and the compressors 151 and 156 stopped. In this case, so-called free cooling is performed in which fresh outside air is sent into the vehicle compartment 910 through the first fresh damper 172d in the ventilation state.
  • control device 400 determines whether or not a refrigerant leak has occurred based on the detection result of the refrigerant leak detector 180 (step S12). If it is determined that a refrigerant leak has not occurred (step S12; NO), the process returns to step S12 again. In this way, the presence or absence of a refrigerant leak is constantly monitored by the refrigerant leak detector 180 and the control device 400.
  • control device 400 determines that refrigerant has leaked (step S12; YES), it performs indoor unit room ventilation control to ventilate the indoor unit room 130r.
  • control device 400 stops the compressors 151 and 156 and the outdoor fan 161 while keeping the indoor fan 162 running, switches the emergency damper 176d from an indoor air circulation state to an indoor air non-circulation state, and switches the return damper 171d from a return-permitting state to a return-blocking state (step S13).
  • the control device 400 determines whether the first fresh damper 172d is in a ventilation state (step S14). If the first fresh damper 172d is in a non-ventilation state (step S14; NO), the control device 400 switches the first fresh damper 172d from a non-ventilation state to a ventilation state (step S15). If the first fresh damper 172d is already in a ventilation state (step S14; YES), the process proceeds to step S16, which will be described later.
  • the indoor fan 162 creates a flow of outside air in the indoor unit room 130r from the first fresh damper 172d in the ventilation state to the leaked refrigerant exhaust port 175.
  • Refrigerant leaking from at least one of the indoor heat exchanger 154, the refrigerant piping 155, and the refrigerant piping 159 is discharged from the leaked refrigerant exhaust port 175 to the outside EX together with the flow of outside air created in the indoor unit room 130r.
  • the control device 400 also performs cabin ventilation control to ventilate the cabin 910 independently of the ventilation of the indoor unit room 130r.
  • control device 400 switches the second fresh damper 220d from an outside air intake prohibition state to an outside air intake permission state (step S16).
  • the control device 400 also starts the exhaust fan 340 (step S17).
  • direct ventilation is performed in which outside air is taken into the vehicle cabin 910 through the direct ventilation chamber 210r, while the inside air of the vehicle cabin 910 is exhausted to the outside EX through the exhaust chamber 310r.
  • the direct ventilation chamber 210r is isolated from the indoor unit chamber 130r and there is no source of refrigerant leakage in the direct ventilation chamber 210r, refrigerant will not flow from the direct ventilation chamber 210r into the vehicle cabin.
  • the supply port 174 is closed by the indoor unit room ventilation control. This blocks the flow of inside air that may contain the leaked refrigerant from the indoor unit room 130r to the passenger compartment 910.
  • direct ventilation is performed through the direct ventilation chamber 210r and the exhaust chamber 310r by the passenger compartment ventilation control. Therefore, even if a refrigerant leak occurs, the concentration of the refrigerant in the passenger compartment 910 is sufficiently suppressed.
  • the indoor unit room 130r is also ventilated through the ventilation port 172 and the leaking refrigerant discharge port 175. This makes it possible to eliminate the cause of an increase in the concentration of refrigerant in the passenger compartment 910. As a result, the safety performance of suppressing the concentration of refrigerant in the passenger compartment 910 is improved compared to conventional methods.
  • the direct ventilation device 200 and the exhaust device 300 can directly ventilate the passenger compartment 910. Furthermore, even if the railway vehicle 900 is provided with openable/closable windows, the passenger compartment 910 can be sufficiently directly ventilated without the risk of opening and closing windows while traveling at high speed.
  • step S11 in FIG. 3 After air conditioning of the passenger compartment 910 is started in step S11 in FIG. 3, during the period until it is determined in step S12 in FIG. 3 that a refrigerant leak has occurred (hereinafter referred to as the normal air conditioning period), the second fresh damper 220d is set to a state in which outside air intake is prohibited, and the exhaust fan 340 is stopped. This makes it possible to maintain the air pressure in the passenger compartment 910 at an appropriate value that provides comfort to the passengers.
  • [Modification 1 of the First Embodiment] 1 illustrates a configuration in which the direct ventilation device 200 is installed at a position horizontally separated from the air conditioning device 100. Specifically, in FIG. 1, the direct ventilation chamber defining portion 210 of the direct ventilation device 200 is separated from the housing 110 of the air conditioning device 100 in the X-axis direction. However, the position at which the direct ventilation device 200 is installed is not particularly limited.
  • the direct ventilation device 200 may be in contact with the air conditioning device 100. Specifically, in FIG. 4, the direct ventilation room defining portion 210 of the direct ventilation device 200 is placed on top of the housing 110 of the air conditioning device 100.
  • the direct ventilation device 200 has a communication air duct 240 that connects the outside air supply port 230 shown in FIG. 2 with the vehicle interior 910.
  • the communication air duct 240 passes through the inside of the housing 110 of the air conditioner 100.
  • FIG. 4 illustrates an example of a configuration in which the direct ventilation device 200 is disposed above the air conditioning device 100
  • the direct ventilation device 200 may also be disposed below the air conditioning device 100. In that case, the communication air duct 240 is not necessary.
  • the direct ventilation device 200 may be provided inside the body of a railway vehicle 900.
  • the length of a duct (not shown) that connects the outside air supply port 230 shown in Fig. 2 with the vehicle interior 910 can be reduced.
  • FIG. 2 illustrates a configuration in which the leaking refrigerant discharge port 175 is formed in the supply chamber defining portion 133, but the location of the leaking refrigerant discharge port 175 is not particularly limited as long as it is downstream of the indoor heat exchanger 154.
  • the leaking refrigerant discharge port 175 may be formed in the indoor heat exchange chamber defining portion 132.
  • an emergency damper 176d may be disposed in the indoor heat exchange chamber 132r.
  • the emergency damper 176d in this modified example indirectly opens and closes the supply port 174 by opening and closing the communication port 173.
  • the emergency damper 176d of this modified example can be switched between an inside air circulation state in which the leaking refrigerant discharge port 175 is blocked and the communication port 173 is opened, thereby indirectly opening the supply port 174, and an inside air non-circulation state in which the leaking refrigerant discharge port 175 is opened and the communication port 173 is blocked, thereby indirectly blocking the supply port 174.
  • direct ventilation may also be performed during normal air conditioning periods, and if it is determined that a refrigerant leak has occurred, direct ventilation may be promoted more than when there is no refrigerant leak.
  • "promoting direct ventilation” means increasing the flow rate per unit time of outside air taken into the passenger compartment 910 through the direct ventilation chamber 210r, and the flow rate per unit time of inside air exhausted to the outside EX through the exhaust chamber 310r.
  • the second fresh damper 220d may have a configuration in which the opening degree can be adjusted, that is, the amount of outside air flowing in from the outside EX to the direct ventilation chamber 210r can be adjusted.
  • the control device 400 determines that a refrigerant leak has occurred, it can promote direct ventilation by increasing the opening degree of the second fresh damper 220d, that is, by increasing the amount of outside air flowing in from the outside EX to the direct ventilation chamber 210r.
  • the exhaust fan 340 may also have a configuration that allows the rotation speed to be adjusted, specifically, a configuration that allows inverter control. In that case, when the control device 400 determines that a refrigerant leak has occurred, it can promote direct ventilation by increasing the rotation speed of the exhaust fan 340.
  • the indoor fan 162 may have a configuration capable of adjusting the rotation speed, specifically, a configuration capable of inverter control.
  • the control device 400 may increase the rotation speed of the indoor fan 162 more than during the normal air conditioning period. This allows the refrigerant leaking in the indoor unit room 130r to be quickly discharged to the outside EX.
  • FIG. 2 illustrates a configuration in which a plurality of supply ports 174, specifically two supply ports 174, are formed in the indoor unit room defining portion 130. However, only one supply port 174 may be formed in the indoor unit room defining portion 130.
  • the supply chamber 133r serves to distribute the indoor air that has passed through the indoor heat exchanger 154 to each of the multiple supply ports 174.
  • Each of the multiple supply ports 174 is connected through an individual duct to an individual air outlet that opens onto the inner surface of the vehicle interior 910.
  • the air outlet that is connected to any one supply port 174 selected from the multiple supply ports 174 is different from the air outlets that are connected to the other supply ports 174. In other words, there is a one-to-one correspondence between the supply ports 174 and the air outlets.
  • the inside air distributed to one of the supply ports 174 is blown out from an outlet opening into the first floor of the railway vehicle 900, and the inside air distributed to the other supply port 174 is blown out from an outlet opening into the second floor of the railway vehicle 900.
  • the air conditioner 100 As shown in Fig. 7, the air conditioner 100 according to this embodiment further includes an indoor unit room electric heater 190 arranged in the indoor unit room 130r. The rest of the configuration is the same as that shown in Fig. 2.
  • the indoor unit room electric heater 190 is specifically installed in the supply room 133r. During normal air conditioning periods, the indoor unit room electric heater 190 uses Joule heat to heat the indoor air that is sucked in from the return port 171 by the indoor fan 162 and directed toward the supply port 174.
  • each of the refrigerant circuits 150A and 150B may be switchable between a cooling state and a heating state. Even if each of the refrigerant circuits 150A and 150B is switchable to a heating state, the inside air can be heated not only by the indoor heat exchanger 154 as a condenser, but also by the indoor unit room electric heater 190.
  • control device 400 checks whether or not power is being supplied to the indoor unit room electric heater 190 during indoor unit room ventilation control, and if power is being supplied to the indoor unit room electric heater 190, it cuts off the power supply to the indoor unit room electric heater 190.
  • the indoor unit room electric heater 190 is disposed downstream of the leaking refrigerant discharge port 175 with respect to the air flow from the first fresh damper 172d toward the leaking refrigerant discharge port 175, which is formed in the indoor unit room 130r by the indoor unit room ventilation control. Specifically, the indoor unit room electric heater 190 is disposed between the supply port 174 and the emergency damper 176d.
  • the direct ventilation device 200 includes a plurality of direct ventilation chamber electric heaters 250 arranged in the direct ventilation chamber 210r.
  • the rest of the configuration is the same as that shown in Fig. 7.
  • the electric heater 250 for the direct ventilation room is disposed both in a position covering the outside air supply port 230 and in a position between the outside air intake port 220 and the outside air supply port 230.
  • the electric heater 250 for the direct ventilation room may be disposed only in one of a position covering the outside air supply port 230 and a position between the outside air intake port 220 and the outside air supply port 230.
  • control device 400 checks whether or not power is being supplied to the direct ventilation room electric heater 250 during vehicle interior ventilation control, and if power is not being supplied to the direct ventilation room electric heater 250, starts supplying power to the direct ventilation room electric heater 250.
  • the direct ventilation chamber electric heater 250 heats the outside air flowing from the outside air intake 220 to the outside air supply 230. Therefore, even if a refrigerant leak occurs in winter or in cold regions, the outside air taken into the passenger compartment 910 can be heated by the direct ventilation chamber electric heater 250, and a drop in the temperature of the passenger compartment 910 can be suppressed.
  • the direct ventilation room defining portion 210 is integrally formed with the indoor unit room defining portion 130 and the outdoor unit room defining portion 120 .
  • the direct ventilation room defining portion 210, the indoor unit room defining portion 130, and the outdoor unit room defining portion 120 form an integrated casing. This makes it easier and more efficient to manufacture the direct ventilation room defining portion 210, the indoor unit room defining portion 130, and the outdoor unit room defining portion 120, and also reduces the volume occupied by the railway vehicle air conditioning system 800.
  • the direct ventilation room defining section 210 is disposed between the indoor unit room defining section 130 and the outdoor unit room defining section 120, specifically between the return room defining section 131 and the outdoor heat exchange room defining section 122. As in the first embodiment, the direct ventilation room 210r is isolated from the indoor unit room 130r and the outdoor unit room 120r by the wall surfaces that constitute the direct ventilation room defining section 210.
  • the refrigerant pipes 155 and 159 pass through the direct ventilation chamber defining portion 210, and the refrigerant pipes 155 and 159 pass through the direct ventilation chamber 210r.
  • the portion of the direct ventilation chamber defining portion 210 through which the refrigerant pipes 155 and 159 pass is airtightly sealed.
  • the portion of the refrigerant pipes 155 and 159 that is located in the direct ventilation chamber 210r has a seamless continuous structure. Therefore, the probability of refrigerant leakage from the portion of the refrigerant pipes 155 and 159 that is located in the direct ventilation chamber 210r can be considered to be almost zero.
  • the direct ventilation device 200 further includes an auxiliary return damper 260 disposed between the direct ventilation chamber 210r and the indoor unit chamber 130r.
  • the auxiliary return damper 260 is provided on a wall surface that is shared by the direct ventilation chamber defining section 210 and the return chamber defining section 131 and that separates the direct ventilation chamber 210r and the indoor unit chamber 130r.
  • the auxiliary return damper 260 can be switched between an auxiliary return permitting state that connects the direct ventilation chamber 210r to the indoor unit chamber 130r, and an auxiliary return blocking state that cuts off communication between the direct ventilation chamber 210r and the indoor unit chamber 130r.
  • control device 400 sets the auxiliary return damper 260 to the auxiliary return permitting state in step S11 described above. This allows the direct ventilation chamber 210r and the return chamber 131r to communicate with each other, so that the indoor fan 162 draws in the inside air of the passenger compartment 910 not only through the return port 171 but also through the outside air supply port 230.
  • the indoor air drawn directly into the ventilation chamber 210r from the outdoor air supply port 230 by the indoor fan 162 passes through the auxiliary return damper 260.
  • the indoor air that has passed through the auxiliary return damper 260 merges in the return chamber 131r with the indoor air drawn into the return chamber 131r from the return port 171 by the indoor fan 162.
  • step S12 the second fresh damper 220d can also be set to an outside air intake permitting state, if necessary. If the second fresh damper 220d is set to an outside air intake permitting state during the general air conditioning period, outside air can be taken into the indoor unit room 130r and the vehicle compartment 910 through the second fresh damper 220d.
  • control device 400 determines in step S12 that a refrigerant leak has occurred, in step S13, it switches the auxiliary return damper 260 from the auxiliary return permitting state to the auxiliary return blocking state. This cuts off communication between the direct ventilation chamber 210r and the return chamber 131r.
  • step S17 direct ventilation is performed in which outside air is taken into the vehicle interior 910 through the direct ventilation chamber 210r and the outside air supply port 230, while the inside air of the vehicle interior 910 is exhausted to the outside EX through the exhaust chamber 310r.
  • the configuration and operation other than these points are the same as in the case of embodiment 1.
  • a configuration may be adopted in which direct communication between the direct ventilation chamber 210r and the indoor unit chamber 130r is cut off.
  • the auxiliary return damper 260 shown in Fig. 9 may be omitted.
  • direct communication between the direct ventilation chamber 210r and the indoor unit chamber 130r means communication via a route other than the route via the vehicle compartment 910. According to this modification, control of the auxiliary return damper 260 shown in Fig. 9 is not necessary.
  • the direct ventilation room defining portion 210 may be connected to the end portion of the indoor unit room defining portion 130 opposite the end portion to which the outdoor unit room defining portion 120 is connected.
  • the direct ventilation chamber defining portion 210 is integrally formed with the wall surface of the supply chamber defining portion 133 on which the supply port 174 is formed.
  • the supply port 174 connects the indoor unit chamber 130r with the direct ventilation chamber 210r.
  • the direct ventilation chamber defining portion 210 is formed with a plurality of auxiliary supply ports 270 that connect the direct ventilation chamber 210r to the vehicle interior 910.
  • the direct ventilation device 200 further includes an outside air supply port damper 230d provided in the outside air supply port 230.
  • the outside air supply port damper 230d can be switched between an outside air supply port closed state in which the outside air supply port 230 is closed, and an outside air supply port open state in which the outside air supply port 230 is opened.
  • the control device 400 keeps the outside air supply port damper 230d in an outside air supply port closed state. Therefore, the inside air that has passed through the indoor heat exchanger 154 flows into the direct ventilation chamber 210r via the supply port 174, and is then supplied to the vehicle interior 910 via each of the multiple auxiliary supply ports 270. At this time, the direct ventilation chamber 210r plays a role in distributing the inside air that has passed through the indoor heat exchanger 154 to the multiple auxiliary supply ports 270.
  • control device 400 switches the outside air supply port damper 230d from the outside air supply port closed state to the outside air supply port open state. At this time, the supply port 174 is closed by the emergency damper 176d, as described above.
  • the emergency damper 176d may be configured separately into a leakage refrigerant discharge port damper 176d-1 that opens and closes the leakage refrigerant discharge port 175, and a supply port damper 176d-2 that opens and closes the supply port 174.
  • the function of the emergency damper 176d according to this modification is the same as that of the single-port emergency damper 176d shown in FIG.
  • a plurality of outside air supply ports 230 may be formed in the direct ventilation chamber defining portion 210.
  • the above-mentioned auxiliary supply port 270 is not formed in the direct ventilation chamber defining portion 210.
  • the inside air that has passed through the indoor heat exchanger 154 flows into the direct ventilation chamber 210r via the supply port 174, and is then supplied to the vehicle interior 910 via each of the multiple outside air supply ports 230.
  • the direct ventilation chamber 210r serves to distribute the inside air that has passed through the indoor heat exchanger 154 to the multiple outside air supply ports 230.
  • the supply port 174 is blocked by the emergency damper 176d, so that the outside air taken into the direct ventilation chamber 210r through the second fresh damper 220d is sent into the vehicle cabin 910 through each of the multiple outside air supply ports 230.
  • the outside air supply port 230 in this modified example not only serves to send outside air into the vehicle cabin when a refrigerant leak occurs, but also serves to send inside air that has passed through the indoor heat exchanger 154 into the vehicle cabin 910 during normal air conditioning periods.
  • the exhaust chamber defining portion 310 is configured integrally with the indoor unit room defining portion 130 and the outdoor unit room defining portion 120.
  • the exhaust chamber defining portion 310, the indoor unit room defining portion 130, and the outdoor unit room defining portion 120 configure an integrated casing.
  • the exhaust chamber defining portion 310, the indoor unit chamber defining portion 130, and the outdoor unit chamber defining portion 120 can be manufactured more easily and efficiently, and the volume occupied by the railway vehicle air conditioning system 800 can be reduced.
  • the exhaust chamber defining portion 310 and the direct ventilation chamber defining portion 210 are integrally configured with the indoor unit chamber defining portion 130 and the outdoor unit chamber defining portion 120.
  • the exhaust chamber defining portion 310, the direct ventilation chamber defining portion 210, the indoor unit chamber defining portion 130, and the outdoor unit chamber defining portion 120 configure an integrated casing.
  • a leaking refrigerant discharge port 175 may be formed in a wall surface shared by the indoor unit chamber defining portion 130 and the exhaust chamber defining portion 310.
  • the leaking refrigerant discharge port 175 is provided with the leaking refrigerant discharge port damper 176d-1 described above.
  • the leaked refrigerant discharge port damper 176d-1 is opened by the indoor unit room ventilation control described above, and as the air pressure in the exhaust chamber 310r decreases with the start of the exhaust fan 340, the leaked refrigerant in the indoor unit room 130r can be discharged to the outside via the opened leaked refrigerant discharge port damper 176d-1, the exhaust chamber 310r, and the inside air exhaust port 330.
  • a railway vehicle air conditioning system 800 includes two air conditioning devices 100A and 100B that condition a common vehicle compartment 910, and an exhaust device 300.
  • Each of the air conditioners 100A and 100B is the same as the air conditioner 100 according to any one of the previously described embodiments 1-5.
  • the exhaust device 300 is the same as the one according to any one of the previously described embodiments 1-5.
  • the direct ventilation device 200 described above is omitted. However, if a refrigerant leak occurs in one of the two air conditioners 100A and 100B, the other serves as the direct ventilation device 200 described above.
  • the operation of the railway vehicle air conditioning system 800 according to this embodiment will be described in detail below.
  • step S12 if it is determined in step S12 that a refrigerant leak has occurred in one of the two air conditioners 100A and 100B (hereinafter referred to as the first air conditioner) (step S12; YES), the control device 400 performs the indoor unit room ventilation control described above for that first air conditioner (steps S13-S15).
  • the indoor unit room 130r of the first air conditioner is ventilated.
  • any leaked refrigerant in the indoor unit room 130r of the first air conditioner is discharged to the outside EX.
  • the control device 400 sets the first fresh damper 172d of the one of the two air conditioners 100A and 100B that is not leaking refrigerant (hereinafter referred to as the second air conditioner) to a ventilation state as the vehicle compartment ventilation control described above (step S16). Note that if the first fresh damper 172d of the second air conditioner is already in a ventilation state, step S16 is omitted. Then, the control device 400 starts the exhaust fan 340 (step S17).
  • the indoor unit room 130r of the second air conditioner plays the role of the direct ventilation room 210r described above.
  • the ventilation port 172 of the second air conditioner plays the role of the outside air intake port 220 described above.
  • the first fresh damper 172d of the second air conditioner plays the role of the second fresh damper 220d described above.
  • At least one of the return port 171 and the supply port 174 of the second air conditioner serves as the outside air supply port 230 described above.
  • the return port 171 of the second air conditioner serves exclusively as the outside air supply port 230 described above.
  • the rotation speed of the indoor fan 162 of the second air conditioner may be increased compared to the normal air conditioning period.
  • both the return port 171 and the supply port 174 of the second air conditioner can function as the outside air supply port 230 described above.
  • refrigerant leakage detectors 180 may be disposed near each of refrigerant pipes 155 and 159 that are spaced apart from each other in the Y-axis direction.
  • the refrigerant leakage detector 180 disposed closer to the refrigerant pipe 155 detects refrigerant leakage from one refrigerant circuit 150A.
  • the refrigerant leakage detector 180 disposed closer to the refrigerant pipe 159 detects refrigerant leakage from the other refrigerant circuit 150B.
  • the air conditioning device 100 has a configuration that allows the control device 400 to determine from which of the two refrigerant circuits 150A and 150B refrigerant has leaked.
  • the control device 400 in this embodiment determines that a refrigerant leak has occurred from one of the refrigerant circuits 150A and 150B (hereinafter referred to as the first refrigerant circuit in this embodiment), it performs the indoor unit room ventilation control and vehicle cabin ventilation control described above, and then resumes operation of the other of the refrigerant circuits 150A and 150B (hereinafter referred to as the second refrigerant circuit in this embodiment) on the condition that refrigerant leakage from the first refrigerant circuit is no longer detected.
  • the first refrigerant circuit in this embodiment it performs the indoor unit room ventilation control and vehicle cabin ventilation control described above, and then resumes operation of the other of the refrigerant circuits 150A and 150B (hereinafter referred to as the second refrigerant circuit in this embodiment) on the condition that refrigerant leakage from the first refrigerant circuit is no longer detected.
  • resuming operation of the second refrigerant circuit means resuming the circulation of refrigerant in the second refrigerant circuit, specifically, resuming operation of either compressor 151 or 156 that constitutes the second refrigerant circuit.
  • refrigerant leakage from the first refrigerant circuit is no longer detected, it is preferable to perform a blowing operation for a certain period of time before resuming operation of the second refrigerant circuit, while stopping the circulation of refrigerant in the first refrigerant circuit and the second refrigerant circuit, and to send outside air taken in through the first fresh damper 172d into the vehicle interior 910.
  • the indoor unit room defining portion 130 has a partition wall 134 that airtightly divides the portion of the indoor unit room 130r that is occupied by the indoor heat exchange chamber 132r and the supply chamber 133r into a first indoor unit room 130r1 and a second indoor unit room 130r2.
  • the partition wall 134 extends in the X-axis direction.
  • the first indoor unit room 130r1 and the second indoor unit room 130r2 are adjacent to each other in the Y-axis direction via the partition wall 134.
  • the indoor heat exchanger 154 described above is separated into a first indoor heat exchanger 154A constituting one refrigerant circuit (hereinafter, in this embodiment and the modified example of this embodiment, referred to as the first refrigerant circuit) 150A, and a second indoor heat exchanger 154B constituting the other refrigerant circuit (hereinafter, in this embodiment and the modified example of this embodiment, referred to as the second refrigerant circuit) 150B.
  • the first indoor heat exchanger 154A is located in the first indoor unit room 130r1.
  • the second indoor heat exchanger 154B is located in the second indoor unit room 130r2.
  • the pair of supply port 174 and leaking refrigerant discharge port 175 is formed in each of the first indoor unit room defining portion 130A, which is the portion of the indoor unit room defining portion 130 that defines the first indoor unit room 130r1, and the second indoor unit room defining portion 130B, which is the portion of the indoor unit room defining portion 130 that defines the second indoor unit room 130r2.
  • the emergency damper 176d and the indoor fan 162 are arranged in the first indoor unit room 130r1 and the second indoor unit room 130r2, respectively.
  • the emergency damper 176d arranged in the first indoor unit room 130r1 opens and closes the supply port 174 and leaking refrigerant discharge port 175 formed in the first indoor unit room defining portion 130A.
  • the emergency damper 176d arranged in the second indoor unit room 130r2 opens and closes the supply port 174 and leaking refrigerant discharge port 175 formed in the second indoor unit room defining portion 130B.
  • the configuration of the indoor unit room definition unit 130 in this embodiment makes it possible to continue operation of either the first refrigerant circuit 150A or the second refrigerant circuit 150B even if a refrigerant leak occurs in the other circuit.
  • the control device 400 stops the compressor 151 while keeping the pair of indoor fans 162 running, switches the emergency damper 176d in the first indoor unit room 130r1 from an internal air circulation state to an internal air non-circulation state, sets the first fresh damper 172d to a ventilation state, and performs the vehicle cabin ventilation control described above.
  • the return damper 171d is maintained in a return permitting state, the compressor 156 and the outdoor fan 161 are kept operating, and the emergency damper 176d in the second indoor unit room 130r2 is maintained in an internal air recirculation state.
  • the inside air that has passed through the second indoor heat exchanger 154B can be sent to the cabin 910 through the second indoor unit room 130r2. This prevents a decrease in the comfort of the cabin 910 that would be caused by direct ventilation of the cabin 910.
  • the control device 400 stops the compressor 156 while keeping the pair of indoor fans 162 running, switches the emergency damper 176d in the second indoor unit room 130r2 from an internal air circulation state to an internal air non-circulation state, sets the first fresh damper 172d to a ventilation state, and performs the vehicle cabin ventilation control described above.
  • the return damper 171d is maintained in a return permitting state, the compressor 151 and the outdoor fan 161 are kept operating, and the emergency damper 176d in the first indoor unit room 130r1 is maintained in an internal air recirculation state.
  • the inside air that has passed through the first indoor heat exchanger 154A can be sent to the cabin 910 through the first indoor unit room 130r1. This prevents a decrease in the comfort of the cabin 910 that would be caused by direct ventilation of the cabin 910.
  • the partition wall 134 may extend to the return chamber 131r. That is, in this modification, the indoor heat exchange chamber 132r, the supply chamber 133r, and the return chamber 131r are airtightly divided into a first indoor unit chamber 130r1 and a second indoor unit chamber 130r2.
  • the partition wall 134 divides the return port 171 into a portion that opens to the first indoor unit room 130r1 and a portion that opens to the second indoor unit room 130r2.
  • the pair of the ventilation port 172 and the first fresh damper 172d is disposed in each of the first indoor unit room defining portion 130A and the second indoor unit room defining portion 130B.
  • the leaked refrigerant is less likely to mix with the inside air taken in from the return port 171 in the return chamber 131r. Therefore, even if the other of the first refrigerant circuit 150A and the second refrigerant circuit 150B is left operating, the leaked refrigerant is less likely to flow into the passenger compartment 910.
  • a refrigerant pipe 155 constituting a first refrigerant circuit 150A and a refrigerant pipe 159 constituting a second refrigerant circuit 150B are configured to be spaced apart from each other in a return chamber 131r. This will be described in detail below.
  • the refrigerant circuit arrangement direction is specifically the Y-axis direction.
  • the return chamber defining portion 131 has a first end face and a second end face that face in the refrigerant circuit arrangement direction.
  • a pair of a ventilation port 172 and a first fresh damper 172d is disposed on each of the first end face and the second end face.
  • the return port 171 extends in the refrigerant circuit arrangement direction at the center of the return chamber 131r in the refrigerant circuit arrangement direction.
  • the refrigerant pipes 155 constituting the first refrigerant circuit 150A are arranged closer to the first end face than the central portion of the return chamber 131r in the refrigerant circuit arrangement direction. Specifically, in the return chamber 131r, the refrigerant pipes 155 constituting the first refrigerant circuit 150A are arranged closer to the first end face than the edge of the return port 171 that is closer to the first end face.
  • the refrigerant pipes 159 constituting the second refrigerant circuit 150B are arranged closer to the second end face than the central portion of the return chamber 131r in the refrigerant circuit arrangement direction. Specifically, in the return chamber 131r, the refrigerant pipes 159 constituting the second refrigerant circuit 150B are arranged closer to the second end face than the edge of the return port 171 that is closer to the second end face.
  • the leaked refrigerant is less likely to mix with the inside air taken in from the return port 171 in the return chamber 131r. Therefore, even if the other of the first refrigerant circuit 150A and the second refrigerant circuit 150B is left operating, the leaked refrigerant is less likely to flow into the passenger compartment 910.
  • the exhaust device 300 may be configured to draw in inside air from a passenger compartment 910 and exhaust it from above the railway vehicle 900 .
  • the inside air exhaust port 330 opens onto the top surface of the railcar 900, and the exhaust fan 340 is disposed on the roof of the railcar 900.
  • the exhaust chamber 310r surrounds the passenger compartment 910 in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the railcar 900, i.e., in the YZ cross section.
  • the exhaust chamber defining portion 310 of the exhaust device 300 may be provided at a position separated from the housing 110 of the air conditioner 100, or may be configured integrally with the housing 110 of the air conditioner 100.
  • the inside air in the vehicle cabin 910 flows out from the inside air intake 320 to the exhaust chamber 310r in the positive and negative directions of the Y axis.
  • the flowing out inside air is sucked upward by the exhaust fan 340 and exhausted upward from the inside air exhaust port 330.
  • a refrigerant with a higher specific gravity than air is used. Therefore, a pair of interior air intakes 320 facing each other in the Y-axis direction are opened at a position below the center of the height of the passenger compartment 910. This allows the refrigerant that tends to accumulate in the lower part of the passenger compartment 910 to be efficiently discharged to the outside EX.
  • a pair of interior air intake ports 320 facing each other in the Y-axis direction may be opened at the center in the height direction of the vehicle interior 910 or at a position higher than the center.
  • the refrigerant may be dispersed in the vehicle interior 910 even if the specific gravity of the refrigerant is greater than that of air. Therefore, the interior air intake port 320 according to this modified example also allows the refrigerant to be discharged to the outside EX.
  • the indoor unit room defining unit 130 and the outdoor unit room defining unit 120 may be arranged separately from each other.
  • the indoor unit room defining unit 130 is arranged on the roof of the railcar 900.
  • the outdoor unit room defining unit 120 is arranged under the floor of the railcar 900.
  • the indoor unit room defining portion 130 is arranged separately into a first indoor unit room defining portion 130A and a second indoor unit room defining portion 130B.
  • the refrigerant circuit 150A may be accommodated in one of the first indoor unit room defining portion 130A and the second indoor unit room defining portion 130B, and the refrigerant circuit 150B may be accommodated in the other.
  • the refrigerant circuits 150A and 150B may be accommodated in each of the first indoor unit room defining portion 130A and the second indoor unit room defining portion 130B.
  • FIG. 2 illustrates a configuration in which the refrigerant leak detector 180 is disposed in the indoor unit room 130r, but the refrigerant leak detector 180 may be disposed outside the indoor unit room 130r.
  • the refrigerant leak detector 180 may be disposed in the vehicle compartment 910.
  • the refrigerant leak detector 180 may be disposed in a position below the center in the height direction of the vehicle compartment 910.
  • FIG. 2 illustrates a configuration in which the return chamber 131r and the indoor heat exchange chamber 132r are in communication with each other via the indoor heat exchanger 154.
  • An indoor fan 162 may be disposed at the boundary between the return chamber 131r and the indoor heat exchange chamber 132r, and the return chamber 131r and the indoor heat exchange chamber 132r may be in communication with each other via the indoor fan 162. The same applies to the configurations shown in FIGS. 21 to 23.
  • railroad vehicle is not limited to electric trains, but also includes the concept of Shinkansen, monorail, and other vehicles that travel along a track.

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Abstract

鉄道車両用空調システムにおいて、制御装置は、冷媒漏洩検出器(180)の検出結果に基づいて冷媒回路(150A、150B)から冷媒が漏洩したと判断した場合に、室内ファン(162)を稼働させたままで、エマージェンシーダンパ(176d)を内気循環状態から内気非循環状態へ切り替えるとともに、第1フレッシュダンパ(172d)が非換気状態である場合には、第1フレッシュダンパ(172d)を非換気状態から換気状態へ切り替える。また、制御装置は、排気ファン及び第2フレッシュダンパ(220d)を制御することにより、外気が直接換気室(210r)を通じて車室に取り込まれる一方、車室の内気が排気室を通じて外部(EX)に排出される直接換気を、冷媒回路(150A、150B)から冷媒が漏洩していない場合よりも促進させる。

Description

鉄道車両用空調システム
 本開示は、鉄道車両用空調システムに関する。
 鉄道車両に搭載される鉄道車両用空調装置は、冷媒が循環する冷媒回路を用いて、車室を空調する。ここで“車室”とは、鉄道車両において人が乗るために画定された空間を指す。冷媒回路は、冷媒を用いて冷凍サイクルを構成することにより、車室の空調に必要な発熱又は寒冷を得る。
 なお、気密な車室への外気の取り込みを可能とするために、冷媒回路を収容する筐体に開閉可能なダンパ(damper)が設けられる場合もある。ダンパは、筐体の内部に外気を取り込む役割を果たす。開かれたダンパを通じて筐体の内部に取り込まれた外気は、冷媒回路を用いて温度が調整された空気と一緒に、車室に送り込まれる。
 特許文献1に開示されているように、ダンパを通じて外気を取り込む機能に加え、冷媒回路からの冷媒の漏洩を検知する機能を併せもつ鉄道車両用空調装置も知られている。この鉄道車両用空調装置は、車室と上記筐体の内部とで空気を循環させる室内ファンとは別に、車室の空気を外部に排出する排気ファンを備える。冷媒の漏洩が検知された場合は、上述したダンパが開かれた状態で、排気ファンが起動される。
国際公開第2021/144907号
 特許文献1に係る鉄道車両用空調装置によれば、冷媒回路から漏洩した冷媒を外部に速やかに排出することができる。このため、仮に冷媒回路から冷媒が漏洩した場合でも、車室における冷媒の濃度が抑えられる。
 本開示の目的は、車室における冷媒の濃度を抑える安全性能がいっそう高められた鉄道車両用空調システムを提供することである。
 本開示に係る鉄道車両用空調システムは、
 各々鉄道車両の車室に通じるリターン口及びサプライ口と、外部に通じる換気口とが形成され、室内機室を画定している室内機室画定部と、
 前記室内機室に配置され、前記リターン口から、前記車室の空気である内気を吸い込み、吸い込んだ前記内気を前記サプライ口に向けて吐出することにより、前記リターン口から前記サプライ口に向かう前記内気の流れを前記室内機室に形成する室内ファンと、
 前記室内機室における前記内気の流れが通過する位置に配置され、冷媒と前記内気との熱交換を行う室内熱交換器と、前記冷媒を用いて前記室内熱交換器と一緒に冷凍サイクルを構成する協働機器群とを有する冷媒回路と、
 前記換気口に設けられ、前記換気口を開放することにより前記室内熱交換器に流入する前記内気に前記外部の空気である外気を合流させる換気状態と、前記換気口を閉塞する非換気状態とに切り替えられる第1フレッシュダンパと、
 前記冷媒回路からの前記冷媒の漏洩を検出する冷媒漏洩検出器と、
 前記室内機室から隔離された排気室を画定しており、前記車室に通じる内気吸込口と、前記外部に通じる内気排気口とが形成された排気室画定部と、
 前記排気室に配置され、前記内気吸込口から前記内気を前記排気室に吸い込み、吸い込んだ前記内気を、前記内気排気口を通じて前記外部に排気する排気ファンと、
 前記第1フレッシュダンパ及び前記排気ファンを制御する制御装置と、
 を備える、鉄道車両用空調システムであって、
 前記室内機室画定部には、前記室内機室における前記内気の流れに関して前記室内熱交換器よりも下流の位置に、前記外部に通じる漏洩冷媒排出口がさらに形成されており、
 前記鉄道車両用空調システムは、
 前記室内機室に配置され、前記漏洩冷媒排出口を閉塞し、かつ前記サプライ口を開放する内気循環状態と、前記漏洩冷媒排出口を開放し、かつ前記サプライ口を閉塞する内気非循環状態とに切り替えられるエマージェンシーダンパと、
 前記室内機室及び前記排気室から隔離された直接換気室を画定しており、前記外部に通じる外気吸気口と、前記車室に通じる外気供給口とが形成された直接換気室画定部と、
 前記外気吸気口に設けられ、前記外部から前記直接換気室への前記外気の流入を制御する第2フレッシュダンパと、
 をさらに備え、
 前記制御装置は、
 前記冷媒漏洩検出器の検出結果に基づいて前記冷媒回路から前記冷媒が漏洩したと判断した場合に、
 (I)前記室内ファンを稼働させたままで、前記エマージェンシーダンパを前記内気循環状態から前記内気非循環状態へ切り替えるとともに、前記第1フレッシュダンパが前記非換気状態である場合には、前記第1フレッシュダンパを前記非換気状態から前記換気状態へ切り替える室内機室換気制御と、
 (II)前記排気ファン及び前記第2フレッシュダンパを制御することにより、前記外気が前記直接換気室を通じて前記車室に取り込まれる一方、前記車室の前記内気が前記排気室を通じて前記外部に排出される直接換気を、前記冷媒回路から前記冷媒が漏洩していない場合よりも促進させる車室換気制御と、
 を行う。
 上記構成によれば、冷媒回路から冷媒が漏洩したと判断された場合に、室内機室換気制御によって、サプライ口が閉塞される。このため、漏洩した冷媒を含有する可能性のある内気の、室内機室から車室への流出が遮断される。
 しかも、車室においては、車室換気制御によって、直接換気室及び排気室を通じた直接換気が促進される。このため、仮に冷媒の漏洩が発生した場合でも、車室における冷媒の濃度が充分に抑えられる。
 また、室内機室換気制御によれば、サプライ口が閉塞された状態で、換気口及び漏洩冷媒排出口を通じて、室内機室も換気される。これにより、車室における冷媒の濃度の上昇をもたらす原因を除去することができる。
 以上により、車室における冷媒の濃度を抑える安全性能がいっそう高められる。
実施形態1に係る鉄道車両用空調システムの構成を示す概念図 実施形態1に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態1に係る空調制御のフローチャート 実施形態1の変形例1に係る鉄道車両用空調システムの構成を示す概念図 実施形態1の変形例2に係る鉄道車両用空調システムの構成を示す概念図 実施形態1の変形例3に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態2に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態2の変形例1に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態3に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態3に係る空調制御のフローチャート 実施形態3の変形例1に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態4に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態4の変形例1に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態4の変形例2に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態5に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態5の変形例1に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態5の変形例2に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態6に係る鉄道車両用空調システムの構成を示す概念図 実施形態6に係る空調制御のフローチャート 実施形態7に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態8に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態8の変形例1に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態8の変形例2に係る空調装置の構成を示す概念図 実施形態9に係る排気装置の構成を示す概念図 実施形態9の変形例1に係る排気装置の構成を示す概念図 実施形態10に係る鉄道車両用空調システムの構成を示す概念図
 以下、図面を参照し、実施形態に係る鉄道車両用空調システムについて述べる。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。
 [実施形態1]
 図1に示すように、本実施形態に係る鉄道車両用空調システム800は、鉄道車両900に設置される。理解を容易にするために、鉄道車両900の長さ方向に平行なX軸、鉄道車両900の幅方向に平行なY軸、及び鉛直方向に平行なZ軸を有する右手系のXYZ直交座標系を定義する。鉛直上方に向かう方向が、Z軸プラス方向である。図1及び後に参照する図面に、XYZ直交座標系を付記している。
 本実施形態に係る鉄道車両用空調システム800は、鉄道車両900の車室910を空調する空調装置100と、外部EXの空気(以下、外気とも記す。)を車室910に取り込む直接換気装置200と、車室910の空気(以下、内気とも記す。)を外部EXに排出する排気装置300と、空調装置100、直接換気装置200、及び排気装置300を制御する制御装置400とを備える。なお、車室910は、具体的には客室である。
 空調装置100及び直接換気装置200は、鉄道車両900の屋根上の部分に設置されている。排気装置300は、鉄道車両900の床下の部分に設置されている。
 空調装置100は、車室910を空調する機能のみならず、新鮮な外気を車室910に送り込む機能も有する。直接換気装置200は、空調装置100とは独立して、新鮮な外気を車室910に取り込む機能をもつ。
 図2を参照し、空調装置100及び直接換気装置200の構成を具体的に説明する。
 まず、空調装置100について説明する。空調装置100は2系統の冷媒回路150A及び150Bを備える。それら2系統の冷媒回路150A及び150Bの各々には、冷媒が封入されている。
 なお、冷媒には、空気よりも比重の大きいもの、具体的には、プロパンその他の炭化水素又は二酸化炭素を95質量%以上含有するものが用いられる。
 一方の冷媒回路150Aは、冷媒を圧縮する圧縮機151と、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器としての機能を有する室外熱交換器152と、凝縮された冷媒を膨張させる膨張器153と、膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器としての機能を有する室内熱交換器154と、それら圧縮機151、室外熱交換器152、膨張器153、及び室内熱交換器154を接続する冷媒配管155とを有する。
 他方の冷媒回路150Bも同様に、圧縮機156、凝縮器としての機能を有する室外熱交換器157、膨張器158、並びにそれら圧縮機156、室外熱交換器157、及び膨張器158を接続する冷媒配管159を有する。
 室内熱交換器154は、一方の冷媒回路150Aと他方の冷媒回路150Bとで共用される。但し、室内熱交換器154の内部において、一方の冷媒回路150Aに封入されている冷媒が流れる経路と、他方の冷媒回路150Bに封入されている冷媒が流れる経路とは、互いに独立である。このため、一方の冷媒回路150Aに封入されている冷媒と、他方の冷媒回路150Bに封入されている冷媒とが混ざり合うことはない。
 一方の冷媒回路150Aにおいて、圧縮機151、室外熱交換器152、膨張器153、及び冷媒配管155は、室内熱交換器154と一緒に冷凍サイクルを構成する協働機器群である。同様に、他方の冷媒回路150Bにおいて、圧縮機156、室外熱交換器157、膨張器158、及び冷媒配管159は、室内熱交換器154と一緒に冷凍サイクルを構成する協働機器群である。
 なお、冷媒回路150A及び150Bの各々は、室外熱交換器152及び157を凝縮器として機能させ、かつ室内熱交換器154を蒸発器として機能させる冷房状態と、室外熱交換器152及び157を蒸発器として機能させ、かつ室内熱交換器154を凝縮器として機能させる暖房状態とに切り替えが可能な構成を備えてもよい。そのような切り換えは四方弁を用いて実現される。
 また、空調装置100は、室外熱交換器152及び157の内部の冷媒と外気との熱交換を促進する室外ファン161と、室内熱交換器154の内部の冷媒と内気との熱交換を促進する室内ファン162とを備える。
 また、空調装置100は、鉄道車両900に設置される筐体110を備える。筐体110は、X軸方向に並ぶ室外機室120r及び室内機室130rを画定している。
 具体的には、筐体110は、室外機室120rを画定している室外機室画定部120を有する。室外機室120rは、さらに、X軸方向に並ぶ圧縮機室121r、室外熱交換室122rに区分されている。圧縮機室121rが、X軸方向の端部に位置する。
 つまり、室外機室画定部120は、圧縮機室121rを画定している圧縮機室画定部121を有する。圧縮機室121rは、車室910との連通が断たれている。圧縮機室121rに、圧縮機151及び156が収容されている。
 また、室外機室画定部120は、室外熱交換室122rを画定している室外熱交換室画定部122を有する。室外熱交換室122rは、車室910との連通が断たれており、かつ外部EXと連通している。室外熱交換室122rに、室外熱交換器152及び157、膨張器153及び158、並びに室外ファン161が収容されている。
 また、筐体110は、室内機室130rを画定している室内機室画定部130を有する。室内機室130rは、車室910と連通している。室内機室130rは、さらに、X軸方向に並ぶリターン室131r、室内熱交換室132r、及びサプライ室133rに区分されている。リターン室131rが、室外熱交換室122rの隣に位置する。
 具体的には、室内機室画定部130は、リターン室131rを画定しているリターン室画定部131を有する。リターン室131rには、冷媒配管155及び159が通っている。また、リターン室画定部131には、車室910に通じるリターン口171と、外部EXに通じる換気口172とが形成されている。リターン室131rは、リターン口171を介して車室910と連通し、かつ換気口172を介して外部EXと連通する。
 リターン口171には、リターンダンパ171dが設けられている。リターンダンパ171dは、リターン室131rと車室910とを連通させるリターン許容状態と、リターン室131rと車室910との連通を断つリターン阻止状態とに切り替えが可能である。
 換気口172には、第1フレッシュダンパ172dが設けられている。第1フレッシュダンパ172dは、換気口172を開放することによりリターン室131rを外部EXと連通させる換気状態と、換気口を閉塞することによりリターン室131rと外部EXとの連通を断つ非換気状態とに切り替えが可能である。
 また、室内機室画定部130は、室内熱交換室132rを画定している室内熱交換室画定部132を有する。室内熱交換室132rに、室内熱交換器154及び室内ファン162が収容されている。また、室内熱交換室132rには、室内熱交換器154に接続される冷媒配管155及び159が通っている。
 なお、室内熱交換室132rは、リターン室131rと連通している。室内熱交換器154は、室内熱交換室132rとリターン室131rとを連通させる開口部に配置されている。
 また、室内機室画定部130は、サプライ室133rを画定しているサプライ室画定部133を有する。サプライ室画定部133には、サプライ室133rを室内熱交換室132rと連通させる連通口173と、車室910に通じるサプライ口174とが形成されている。
 以下、車室910を空調する際の室内ファン162の作用を説明する。車室910を空調する際は、リターンダンパ171dが既述のリターン許容状態に設定される。室内ファン162は、リターン口171からサプライ口174に向かう内気の流れを室内機室130rに形成する。
 具体的には、室内ファン162は、車室910の内気を、リターン口171を通じてリターン室131rに吸い込む。リターン室131rに吸い込まれた内気は、室内熱交換器154を通過する。
 圧縮機151及び156の稼働により、室内熱交換器154は、冷却された状態又は加熱された状態にある。このため、内気が室内熱交換器154を通過することで、内気の温度が調整される。室内熱交換器154を通過した内気は、連通口173を通過し、サプライ口174を通じて車室910に戻される。
 室内ファン162は、室内機室130rにおける内気の流れに関して、室内熱交換器154よりも下流の位置に配置されている。つまり、室内ファン162は、室内熱交換器154を介して車室910から内気を吸い込み、吸い込んだ内気をサプライ口174に向けて吐出する。
 なお、新鮮な外気を車室910に送り込みたい場合は、第1フレッシュダンパ172dが既述の換気状態に設定される。これにより、開放された換気口172を通じて、新鮮な外気がリターン室131rに取り込まれる。取り込まれた外気は、室内熱交換器154に流入する内気に合流したのち、内気と一緒に車室910に送り込まれる。
 このように、室内ファン162は、車室910と室内機室130rとで内気を循環させる役割のみならず、開放された換気口172を通じて新鮮な外気を室内機室130rに吸い込む役割も果たす。
 なお、本実施形態において“空調”とは、圧縮機151及び156を稼働させることにより室内熱交換器154を用いて内気の温度を調整することのみならず、圧縮機151及び156を停止させた状態で、新鮮な外気を、換気口172を通じて車室910に送り込むことも含む概念とする。
 ところで、車室910の空調が行われている最中に、偶発的な故障により、冷媒回路150Aと冷媒回路150Bとの少なくとも一方から冷媒が漏洩することがあり得る。冷媒回路150A、150Bから冷媒が漏洩すると、漏洩した冷媒が車室910に流れ込むことにより、車室910における酸素の濃度が低下する懸念がある。
 そこで、本実施形態に係る空調装置100は、冷媒の漏洩を検出する構成、及び漏洩した冷媒を速やかに外部EXに排出するための構成を備える。以下、それらの構成について説明する。
 空調装置100は、冷媒回路150A、150Bからの冷媒の漏洩を検出する冷媒漏洩検出器180を備える。冷媒漏洩検出器180は、室内機室130rに配置されている。具体的には、冷媒漏洩検出器180は、室内ファン162によって形成される内気の流れに関して、室内熱交換器154並びに冷媒配管155及び159よりも下流の位置に配置されている。図1に示した制御装置400は、冷媒漏洩検出器180の検出結果に基づいて、冷媒の漏洩が発生したか否かの判定を行う。
 また、室内機室画定部130、具体的には、サプライ室画定部133には、外部EXに通じる漏洩冷媒排出口175がさらに形成されている。
 漏洩冷媒排出口175は、室内熱交換器154、室内熱交換器154に接続される冷媒配管155、159の少なくともいずれかより冷媒の漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒を外部EXに排出するためのものである。このため、漏洩冷媒排出口175は、室内機室130rにおける内気の流れに関して、室内熱交換器154並びに冷媒配管155及び159よりも下流の位置に配置されている。
 また、空調装置100は、エマージェンシーダンパ176dをさらに備える。エマージェンシーダンパ176dは、室内機室130r、具体的には、サプライ室133rに配置されている。エマージェンシーダンパ176dは、漏洩冷媒排出口175を閉塞し、かつサプライ口174を開放する内気循環状態と、漏洩冷媒排出口175を開放し、かつサプライ口174を閉塞する内気非循環状態とに切り替えが可能である。
 冷媒の漏洩が発生した場合には、エマージェンシーダンパ176dが、図1に示した制御装置400によって、内気循環状態から内気非循環状態へ切り替えられる。
 次に、直接換気装置200の構成を具体的に説明する。
 直接換気装置200は、直接換気室210rを画定している直接換気室画定部210を有する。直接換気室210rは、空調装置100における室内機室130rを含む筐体110の内部から隔離されている。
 直接換気室画定部210には、外部EXに通じる外気吸気口220と、車室910に通じる外気供給口230とが形成されている。直接換気室210rは、外気吸気口220を通じて外部EXと連通しており、かつ外気供給口230を通じて車室910と連通している。
 また、直接換気装置200は、外気吸気口220に設けられた第2フレッシュダンパ220dを有する。第2フレッシュダンパ220dは、外部EXから直接換気室210rへの外気の流入を制御する役割を果たす。具体的には、第2フレッシュダンパ220dは、外気吸気口220を開放する外気取込許容状態と、外気吸気口220を閉塞する外気取込禁止状態とに切り替えが可能である。
 次に、図1に戻り、排気装置300の構成を具体的に説明する。
 図1に示すように、排気装置300は、排気室310rを画定している排気室画定部310を有する。排気室310rは、空調装置100における室内機室130rを含む筐体110の内部及び直接換気室210rから隔離されている。
 排気室画定部310には、車室910に通じる内気吸込口320と、外部EXに通じる内気排気口330とが形成されている。排気室310rは、内気吸込口320を通じて車室910と連通しており、かつ内気排気口330を通じて外部EXと連通している。
 また、排気装置300は、排気室310rに配置された排気ファン340を有する。排気ファン340は、車室910の内気を、内気吸込口320を通じて排気室310rに吸い込み、吸い込んだ内気を、内気排気口330を通じて外部EXに排気する。
 以下、図3を参照し、制御装置400によって行われる空調制御について説明する。
 前提として、制御装置400は、エマージェンシーダンパ176dを内気循環状態に設定し、リターンダンパ171dをリターン許容状態に設定し、第1フレッシュダンパ172dを非換気状態に設定し、第2フレッシュダンパ220dを外気取込禁止状態に設定し、かつ排気ファン340を停止させているものとする。
 このような状態で、制御装置400は、車室910の空調を開始させる(ステップS11)。具体的には、制御装置400は、室内ファン162、室外ファン161、並びに圧縮機151及び156を起動させる。
 また、制御装置400は、必要に応じて、新鮮な外気を車室910に送り込むために、第1フレッシュダンパ172dを換気状態に切り替える。具体的には、制御装置400は、外気を取り込むべき旨の車掌による操作、又は予め定められた条件の成立を契機として、第1フレッシュダンパ172dを換気状態に切り替える。
 なお、制御装置400は、室外ファン161並びに圧縮機151及び156を停止させたまま、室内ファン162を稼働させてもよい。この場合は、新鮮な外気が、換気状態の第1フレッシュダンパ172dを通じて車室910に送り込まれる、いわゆるフリークーリングが遂行される。
 次に、制御装置400は、冷媒漏洩検出器180の検出結果に基づいて、冷媒の漏洩が発生した否かを判定する(ステップS12)。冷媒の漏洩が発生していないと判定された場合は(ステップS12;NO)、処理は再びステップS12に戻る。このようにして、冷媒の漏洩の有無が冷媒漏洩検出器180及び制御装置400によって常時に監視される。
 制御装置400は、冷媒が漏洩したと判断した場合は(ステップS12;YES)、室内機室130rを換気する室内機室換気制御を行う。
 具体的には、制御装置400は、室内ファン162を稼働させたままで、圧縮機151及び156並びに室外ファン161を停止させ、エマージェンシーダンパ176dを内気循環状態から内気非循環状態へ切り替え、かつリターンダンパ171dをリターン許容状態からリターン阻止状態に切り替える(ステップS13)。
 なお、フリークーリング中においても、偶発的な故障により、冷媒の漏洩は発生しうる。その場合は、もともと圧縮機151及び156並びに室外ファン161が停止しているので、ステップS13での圧縮機151及び156並びに室外ファン161の停止は省略される。
 次に、制御装置400は、第1フレッシュダンパ172dが換気状態であるか否かを判定する(ステップS14)。制御装置400は、第1フレッシュダンパ172dが非換気状態である場合には(ステップS14;NO)、第1フレッシュダンパ172dを非換気状態から換気状態へ切り替える(ステップS15)。第1フレッシュダンパ172dが既に換気状態である場合には(ステップS14;YES)、処理は、後述するステップS16に進む。
 以上の室内機室換気制御によれば、室内ファン162によって、室内機室130rに、換気状態の第1フレッシュダンパ172dから漏洩冷媒排出口175に至る外気の流れが形成される。室内熱交換器154、冷媒配管155、及び冷媒配管159の少なくともいずれかより漏洩した冷媒は、室内機室130rに形成される外気の流れと一緒に、漏洩冷媒排出口175から外部EXに排出される。
 また、制御装置400は、室内機室130rの換気とは独立して車室910を換気する車室換気制御も行う。
 具体的には、制御装置400は、第2フレッシュダンパ220dを外気取込禁止状態から外気取込許容状態へ切り替える(ステップS16)。また、制御装置400は、排気ファン340を起動させる(ステップS17)。
 以上の車室換気制御によれば、外気が直接換気室210rを通じて車室910に取り込まれる一方、車室910の内気が排気室310rを通じて外部EXに排出される直接換気が遂行される。なお、直接換気室210rは、室内機室130rから隔離されており、かつ直接換気室210rには冷媒の漏出源がないので、直接換気室210rから車室に冷媒が流入することはない。
 以上説明したように、本実施形態によれば、冷媒回路150Aと冷媒回路150Bとの少なくとも一方から冷媒が漏洩したと判断された場合に、室内機室換気制御によって、サプライ口174が閉塞される。このため、漏洩した冷媒を含有する可能性のある内気の、室内機室130rから車室910への流出が遮断される。
 しかも、車室910においては、車室換気制御によって、直接換気室210r及び排気室310rを通じた直接換気が遂行される。このため、仮に冷媒の漏洩が発生した場合でも、車室910における冷媒の濃度が充分に抑えられる。
 また、室内機室換気制御によれば、サプライ口174及びリターン口171が閉塞された状態で、換気口172及び漏洩冷媒排出口175を通じて、室内機室130rも換気される。これにより、車室910における冷媒の濃度の上昇をもたらす原因を除去することができる。以上により、車室910における冷媒の濃度を抑える安全性能が従来よりも高められる。
 また、本実施形態に係る鉄道車両用空調システム800によれば、開閉可能な窓が鉄道車両900に設けられていない場合でも、直接換気装置200と排気装置300とによって車室910の直接換気を行える。また、開閉可能な窓が鉄道車両900に設けられている場合でも、高速で走行中に窓を開閉するといった危険な行為を伴うことなく、車室910の直接換気を充分に行える。
 一方、図3のステップS11で車室910の空調を開始した後、図3のステップS12で冷媒の漏洩が発生したと判断されるまでの期間(以下、通常空調期間と記す。)は、第2フレッシュダンパ220dが外気取込禁止状態に設定され、かつ排気ファン340が停止される。このため、車室910の気圧を、乗客に快適性を提供できる適切な値に保つことができる。
 [実施形態1の変形例1]
 図1には、直接換気装置200を空調装置100から水平方向に離隔した位置に設置した構成を例示した。具体的には、図1では、直接換気装置200の直接換気室画定部210が、空調装置100の筐体110からX軸方向に離隔している。しかし、直接換気装置200を設置する位置は、特に限定されない。
 図4に示すように、直接換気装置200は、空調装置100に接していてもよい。具体的には、図4では、直接換気装置200の直接換気室画定部210が、空調装置100の筐体110の上部に載っている。
 本変形例に係る直接換気装置200は、図2に示した外気供給口230を車室910と連通させる連通風路240を有する。連通風路240は、空調装置100の筐体110の内部を通っている。
 なお、図4には、直接換気装置200を空調装置100の上部に配置した構成を例示したが、直接換気装置200を空調装置100の下部に配置してもよい。その場合は、連通風路240は不要である。
 [実施形態1の変形例2]
 図5に示すように、直接換気装置200を、鉄道車両900の車体の内部に設けてもよい。この場合、図2に示した外気供給口230と車室910とを連通させる図示せぬダクトの短縮化が図られる。
 [実施形態1の変形例3]
 図2には、漏洩冷媒排出口175がサプライ室画定部133に形成された構成を例示したが、漏洩冷媒排出口175の位置は、室内熱交換器154よりも下流の位置であれば特に限定されない。
 図6に示すように、漏洩冷媒排出口175を室内熱交換室画定部132に形成してもよい。また、エマージェンシーダンパ176dを室内熱交換室132rに配置してもよい。本変形例に係るエマージェンシーダンパ176dは、連通口173の開閉によってサプライ口174を間接的に開閉する。
 即ち、本変形例に係るエマージェンシーダンパ176dは、漏洩冷媒排出口175を閉塞し、かつ連通口173を開放することでサプライ口174を間接的に開放させた内気循環状態と、漏洩冷媒排出口175を開放し、かつ連通口173を閉塞することでサプライ口174を間接的に閉塞した内気非循環状態とに切り替えが可能である。
 [実施形態1の変形例4]
 上記実施形態1では、通常空調期間に、第2フレッシュダンパ220dを外気取込禁止状態に設定し、かつ排気ファン340を停止させている状態を保った。つまり、通常空調期間には、既述の直接換気は行わないこととした。
 しかし、通常空調期間にも直接換気を行うこととし、冷媒の漏洩が発生したと判断された場合に、冷媒が漏洩していない場合よりも、直接換気を促進させてもよい。ここで“直接換気を促進する”とは、直接換気室210rを通じて車室910に取り込まれる外気の、単位時間あたりの流量、及び排気室310rを通じて外部EXに排出される内気の、単位時間あたりの流量を増大させることを意味する。
 第2フレッシュダンパ220dは、開度が調整可能な構成、つまり、外部EXから直接換気室210rへの外気の流入量を調整可能な構成を有してもよい。その場合、制御装置400は、冷媒の漏洩が発生したと判断したときに、第2フレッシュダンパ220dの開度を増大させること、つまり、外部EXから直接換気室210rへの外気の流入量を増大させることにより、直接換気を促進させることができる。
 また、排気ファン340は、回転数の調整が可能な構成、具体的にはインバータ制御が可能な構成を有してもよい。その場合、制御装置400は、冷媒の漏洩が発生したと判断したときに、排気ファン340の回転数を増大させることにより、直接換気を促進させることができる。
 [実施形態1の変形例5]
 室内ファン162は、回転数の調整が可能な構成、具体的にはインバータ制御が可能な構成を有してもよい。その場合、制御装置400は、冷媒の漏洩が発生したと判断したときに、通常空調期間よりも室内ファン162の回転数を増大させてもよい。これにより、室内機室130rで漏洩した冷媒の外部EXへの排出を速やかに行える。
 [実施形態1の変形例6]
 図2には、室内機室画定部130にサプライ口174が複数、具体的には2つ形成された構成を例示した。室内機室画定部130には、サプライ口174が1つのみ形成されていてもよい。
 なお、図2に示すように、サプライ室画定部133に複数のサプライ口174が形成されている場合、サプライ室133rは、室内熱交換器154を通過した内気を、複数のサプライ口174の各々に分配する役割を果たす。
 複数のサプライ口174の各々は、個別のダクトを介して、車室910の内面に開口している個別の吹出口と連通している。複数のサプライ口174から選択される任意の1つのサプライ口174に連通している吹出口は、他のサプライ口174に連通している吹出口とは異なる。つまり、サプライ口174と吹出口とは1対1に対応している。
 一具体例として、サプライ室画定部133に2つのサプライ口174が形成されており、鉄道車両900が2階建ての構造を有する場合、一方のサプライ口174に分配された内気は、鉄道車両900の1階部分に開口した吹出口から吹き出し、他方のサプライ口174に分配された内気は、鉄道車両900の2階部分に開口した吹出口から吹き出す。
 [実施形態2]
 図7に示すように、本実施形態に係る空調装置100は、室内機室130rに配置された室内機室用電気ヒータ190をさらに備える。この点以外の構成は、図2に示した構成と同じである。
 室内機室用電気ヒータ190は、具体的には、サプライ室133rに設置されている。室内機室用電気ヒータ190は、通常空調期間に、室内ファン162によってリターン口171から吸い込まれてサプライ口174へ向かう内気を、ジュール熱によって加熱する。
 なお、既述のとおり、冷媒回路150A及び150Bの各々は、冷房状態と暖房状態とに切り替えが可能であってもよい。冷媒回路150A及び150Bの各々が暖房状態に切り替え可能であっても、凝縮器としての室内熱交換器154のみならず、室内機室用電気ヒータ190も用いて内気を加熱することができる。
 本実施形態では、制御装置400は、室内機室換気制御において、室内機室用電気ヒータ190への給電がなされているか否かを調べ、室内機室用電気ヒータ190への給電がなされている場合は、室内機室用電気ヒータ190への給電を断つ。
 室内機室用電気ヒータ190は、室内機室換気制御によって室内機室130rに形成される、第1フレッシュダンパ172dから漏洩冷媒排出口175に向かう空気の流れに関して、漏洩冷媒排出口175よりも下流の位置に配置されている。具体的には、室内機室用電気ヒータ190は、サプライ口174と、エマージェンシーダンパ176dとの間に配置されている。
 このため、室内機室換気制御によって第1フレッシュダンパ172dから漏洩冷媒排出口175に向かう空気の流れが形成されている最中は、漏洩した冷媒を含有する空気が室内機室用電気ヒータ190に当たりにくい。
 それゆえ、仮に冷媒としてプロパンその他の可燃性を有するものを用いる場合でも、冷媒の漏洩が発生したときに、漏洩した冷媒が室内機室用電気ヒータ190の余熱で加熱されて発火する可能性を低減することができる。
 [実施形態2の変形例1]
 図8に示すように、本変形例では、直接換気装置200が、直接換気室210rに配置された直接換気室用電気ヒータ250を複数備える。この点以外の構成は、図7に示した構成と同じである。
 直接換気室用電気ヒータ250は、外気供給口230を覆う位置と、外気吸気口220と外気供給口230との間の位置との双方に配置されている。但し、直接換気室用電気ヒータ250は、外気供給口230を覆う位置と、外気吸気口220と外気供給口230との間の位置との一方のみに配置してもよい。
 本実施形態では、制御装置400は、車室換気制御において、直接換気室用電気ヒータ250への給電がなされているか否かを調べ、直接換気室用電気ヒータ250への給電がなされていない場合は、直接換気室用電気ヒータ250への給電を開始させる。
 直接換気室用電気ヒータ250は、外気吸気口220から外気供給口230へ向かう外気を加熱する。このため、冬季あるいは寒冷地で冷媒の漏洩が発生した場合でも、車室910に取り込む外気を直接換気室用電気ヒータ250で加熱することができ、車室910の温度の低下を抑制できる。
 [実施形態3]
 図9に示すように、本実施形態では、直接換気室画定部210が、室内機室画定部130及び室外機室画定部120と一体に構成されている。
 つまり、直接換気室画定部210、室内機室画定部130、及び室外機室画定部120が、一体のケーシングを構成している。このため、直接換気室画定部210、室内機室画定部130、及び室外機室画定部120の製造の容易化及び能率化が図られるとともに、鉄道車両用空調システム800が占める体積を抑えうる。
 直接換気室画定部210は、室内機室画定部130と室外機室画定部120との間、具体的には、リターン室画定部131と室外熱交換室画定部122との間に配置されている。なお、直接換気室210rが、直接換気室画定部210を構成する壁面によって、室内機室130r及び室外機室120rから隔離されている点は、実施形態1の場合と同じである。
 本実施形態では、冷媒配管155及び159が直接換気室画定部210を貫通しており、冷媒配管155及び159が直接換気室210rを通っている。直接換気室画定部210の、冷媒配管155及び159が貫通している部分は、気密に閉塞されている。
 また、冷媒配管155及び159のうち、直接換気室210rに配置されている部分は、つなぎ目のない連続構造を有する。このため、冷媒配管155及び159のうち、直接換気室210rに配置されている部分から冷媒の漏洩が発生する確率は殆どゼロであるとみなすことができる。
 また、直接換気装置200は、直接換気室210rと室内機室130rとの間に配置された補助リターンダンパ260をさらに備える。補助リターンダンパ260は、直接換気室画定部210とリターン室画定部131とで共用される、直接換気室210rと室内機室130rとを仕切る壁面に、設けられている。
 補助リターンダンパ260は、直接換気室210rと室内機室130rとを連通させる補助リターン許容状態と、直接換気室210rと室内機室130rとの連通を断つ補助リターン阻止状態とに切り替えが可能である。
 図10に示すように、本実施形態では、制御装置400は、既述のステップS11で、補助リターンダンパ260を、補助リターン許容状態に設定する。これにより、直接換気室210rとリターン室131rとが連通するので、室内ファン162によって、車室910の内気が、リターン口171のみならず、外気供給口230からも、吸い込まれる。
 室内ファン162によって外気供給口230から直接換気室210rに吸い込まれた内気は、補助リターンダンパ260を通過する。その補助リターンダンパ260を通過した内気は、同じく室内ファン162によってリターン口171からリターン室131rに吸い込まれた内気と、リターン室131rで合流する。
 なお、ステップS12で冷媒の漏洩が発生したと判断されるまでの通用空調期間においては、必要に応じて、第1フレッシュダンパ172dを換気状態に切り替えるのみならず、第2フレッシュダンパ220dを外気取込許容状態に設定してもよい。通用空調期間に第2フレッシュダンパ220dを外気取込許容状態に設定すれば、第2フレッシュダンパ220dを通じて外気を室内機室130r及び車室910に取り込むことができる。
 また、本実施形態では、制御装置400は、ステップS12で冷媒の漏洩が発生したと判断した後、ステップS13で、補助リターンダンパ260を、補助リターン許容状態から補助リターン阻止状態へ切り替える。これにより、直接換気室210rとリターン室131rとの連通が断たれる。
 このため、ステップS17で排気ファンが起動されたときに、外気が直接換気室210r及び外気供給口230を通じて車室910に取り込まれる一方、車室910の内気が排気室310rを通じて外部EXに排出される直接換気が遂行される。これらの点以外の構成及び動作は、実施形態1の場合と同様である。
 [実施形態3の変形例1]
 図11に示すように、直接換気室210rと室内機室130rとの直接的な連通を断った構成としてもよい。つまり、図9に示した補助リターンダンパ260を省略してもよい。ここで“直接換気室210rと室内機室130rとの直接的な連通”とは、車室910を経由するルート以外のルートでの連通を意味する。本変形例によれば、図9に示した補助リターンダンパ260の制御が不要となる。
 [実施形態4]
 図12に示すように、直接換気室画定部210を筐体110と一体化した構成においては、直接換気室画定部210を、室内機室画定部130の、室外機室画定部120が連結されている方の端部とは反対側の端部に連結してもよい。
 具体的には、本実施形態では、直接換気室画定部210は、サプライ室画定部133の、サプライ口174が形成されている壁面と一体に構成されている。そして、サプライ口174が、室内機室130rを直接換気室210rと連通させている。
 また、直接換気室画定部210には、外気供給口230とは別に、直接換気室210rを車室910と連通させる補助サプライ口270が複数形成されている。
 また、直接換気装置200は、外気供給口230に設けられた外気供給口ダンパ230dをさらに備える。外気供給口ダンパ230dは、外気供給口230を閉塞する外気供給口閉塞状態と、外気供給口230を開放する外気供給口開放状態とに切り替えが可能である。
 制御装置400は、通常空調期間においては、外気供給口ダンパ230dを外気供給口閉塞状態に保つ。このため、室内熱交換器154を通過した内気は、サプライ口174を介して直接換気室210rに流入したのち、複数の補助サプライ口270の各々を介して、車室910に供給される。このとき、直接換気室210rは、室内熱交換器154を通過した内気を、複数の補助サプライ口270に分配する役割を果たす。
 また、制御装置400は、既述の車室換気制御においては、外気供給口ダンパ230dを外気供給口閉塞状態から外気供給口開放状態へ切り替える。なお、このとき、サプライ口174は、既述のとおり、エマージェンシーダンパ176dによって閉塞されている。
 これにより、第2フレッシュダンパ220dを通じて直接換気室210rに取り込まれた外気は、補助サプライ口270と開放された外気供給口230との双方を介して、車室910へ送り込まれる。他の構成及び動作は、実施形態1の場合と同様である。
 [実施形態4の変形例1]
 図13に示すように、エマージェンシーダンパ176dは、漏洩冷媒排出口175の開閉を担う漏洩冷媒排出口ダンパ176d-1と、サプライ口174の開閉を担うサプライ口ダンパ176d-2とに、分離されて構成されていてもよい。なお、本変形例に係るエマージェンシーダンパ176dの機能は、図12に示した単一の構成のエマージェンシーダンパ176dの機能と同じである。
 [実施形態4の変形例2]
 図14に示すように、直接換気室画定部210に外気供給口230が複数形成されていてもよい。本変形例では、既述の補助サプライ口270が直接換気室画定部210に形成されていない。
 本変形例では、通常空調期間に、室内熱交換器154を通過した内気は、サプライ口174を介して直接換気室210rに流入したのち、複数の外気供給口230の各々を介して、車室910に供給される。このとき、直接換気室210rは、室内熱交換器154を通過した内気を、複数の外気供給口230に分配する役割を果たす。
 また、既述の車室換気制御においては、サプライ口174がエマージェンシーダンパ176dによって閉塞されるので、第2フレッシュダンパ220dを通じて直接換気室210rに取り込まれた外気は、複数の外気供給口230の各々を介して、車室910へ送り込まれる。
 以上のように、本変形例に係る外気供給口230は、冷媒の漏洩が発生したときに外気を車室に送り込む役割のみならず、通常空調期間において室内熱交換器154を通過した内気を車室910に送り込む役割も兼ねる。
 なお、本変形例では、外気供給口230が複数形成された構成を例示したが、外気供給口230は1つでもよい。他の構成及び動作は、実施形態1の場合と同様である。
 [実施形態5]
 図15に示すように、本実施形態では、排気室画定部310が、室内機室画定部130及び室外機室画定部120と一体に構成されている。つまり、排気室画定部310、室内機室画定部130、及び室外機室画定部120が、一体のケーシングを構成している。
 このため、排気室画定部310、室内機室画定部130、及び室外機室画定部120の製造の容易化及び能率化が図られるとともに、鉄道車両用空調システム800が占める体積を抑えうる。
 [実施形態5の変形例1]
 図16に示すように、本実施形態では、排気室画定部310及び直接換気室画定部210が、室内機室画定部130及び室外機室画定部120と一体に構成されている。つまり、排気室画定部310、直接換気室画定部210、室内機室画定部130、及び室外機室画定部120が、一体のケーシングを構成している。
 [実施形態5の変形例2]
 図17に示すように、排気室画定部310及び直接換気室画定部210を筐体110と一体化した構成においては、室内機室画定部130と排気室画定部310とで共用される壁面に、漏洩冷媒排出口175が形成されていてもよい。その漏洩冷媒排出口175には、既述の漏洩冷媒排出口ダンパ176d-1が設けられている。
 本変形例によれば、既述の室内機室換気制御で漏洩冷媒排出口ダンパ176d-1が開かれるので、排気ファン340の起動に伴って排気室310rの気圧が低下することに伴い、室内機室130rの漏洩した冷媒を、開かれた漏洩冷媒排出口ダンパ176d-1、排気室310r、及び内気排気口330を介して外部に排出することができる。
 [実施形態6]
 図18に示すように、本実施形態に係る鉄道車両用空調システム800は、共通の車室910を空調する2台の空調装置100A及び100Bと、排気装置300とを備える。
 空調装置100A及び100Bの各々は、既述の実施形態1-5のいずれかに係る空調装置100と同じものである。排気装置300も同様に、既述の実施形態1-5のいずれかに係るものと同じである。
 本実施形態では、既述の直接換気装置200が省略される。但し、2台の空調装置100A及び100Bの一方で冷媒の漏洩が発生した場合に、他方が既述の直接換気装置200としての役割を果たす。以下、本実施形態に係る鉄道車両用空調システム800の動作を具体的に説明する。
 図19に示すように、ステップS12で、2台の空調装置100A及び100Bのうちの一方(以下、第1空調装置と記す。)で冷媒の漏洩が発生したと判断された場合(ステップS12;YES)、制御装置400は、その第1空調装置に対して既述の室内機室換気制御を行う(ステップS13-S15)。
 これにより、第1空調装置の室内機室130rが換気される。つまり、第1空調装置の室内機室130rの、漏洩した冷媒が外部EXに排出される。
 一方、制御装置400は、既述の車室換気制御として、2台の空調装置100A及び100Bのうち、冷媒の漏洩が発生していない方(以下、第2空調装置と記す。)の第1フレッシュダンパ172dを換気状態に設定する(ステップS16)。なお、既に第2空調装置の第1フレッシュダンパ172dが換気状態である場合には、ステップS16は省略される。そして、制御装置400は、排気ファン340を起動させる(ステップS17)。
 これにより、車室910の気圧を低下させる排気ファン340の作用に伴って、第2空調装置の第1フレッシュダンパ172dを通じて、新鮮な外気が車室910に取り込まれ、かつ車室910の内気が内気排気口330から外部EXに排出される。このようにして、車室910が換気される。
 このとき、第2空調装置の室内機室130rが、既述の直接換気室210rの役割を果たす。第2空調装置の換気口172が、既述の外気吸気口220の役割を果たす。第2空調装置の第1フレッシュダンパ172dが、既述の第2フレッシュダンパ220dの役割を果たす。
 また、第2空調装置のリターン口171とサプライ口174との少なくとも一方が、既述の外気供給口230の役割を果たす。車室換気制御において、第2空調装置の室内ファン162を停止させる場合は、専ら、第2空調装置のリターン口171が、既述の外気供給口230の役割を果たす。
 また、車室換気制御においては、第2空調装置の室内ファン162の回転数を、通常空調期間よりも高めてもよい。この場合は、第2空調装置のリターン口171とサプライ口174との双方が、既述の外気供給口230の役割を果たしうる。
 [実施形態7]
 図20に示すように、互いにY軸方向に離間している冷媒配管155及び159の各々の近傍に、冷媒漏洩検出器180を配置してもよい。冷媒配管155に近い方に配置された冷媒漏洩検出器180は、一方の冷媒回路150Aからの冷媒の漏洩を検出する。冷媒配管159に近い方に配置された冷媒漏洩検出器180は、他方の冷媒回路150Bからの冷媒の漏洩を検出する。
 このように、本実施形態に係る空調装置100は、2系統の冷媒回路150A及び150Bのいずれから冷媒が漏洩したかを制御装置400が判別できる構成を有する。
 本実施形態に係る制御装置400は、冷媒回路150A及び150Bの一方(以下、本実施形態において第1冷媒回路と記す。)から冷媒の漏洩が発生したと判断した場合、既述の室内機室換気制御及び車室換気制御を行ったのち、第1冷媒回路からの冷媒の漏洩が検出されなくなったことを条件として、冷媒回路150A及び150Bの他方(以下、本実施形態において第2冷媒回路と記す。)の稼働を再開させる。
 ここで“第2冷媒回路の稼働を再開させる”とは、第2冷媒回路における冷媒の循環を再開させること、具体的には、圧縮機151及び156のうち第2冷媒回路を構成する方の稼働を再開させることを意味する。
 なお、第1冷媒回路からの冷媒の漏洩が検出されなくなったのち、第2冷媒回路の稼働を再開させる前に、第1冷媒回路及び第2冷媒回路における冷媒の循環を停止させたまま、第1フレッシュダンパ172dから取り込まれる外気を車室910に送り込む送風運転を一定期間行うことが好ましい。
 [実施形態8]
 図21に示すように、本実施形態に係る室内機室画定部130は、室内機室130rのうち室内熱交換室132r及びサプライ室133rが占める部分を、第1室内機室130r1と、第2室内機室130r2とに気密に区分する隔壁134を有する。隔壁134は、X軸方向に延在している。第1室内機室130r1と第2室内機室130r2とは、隔壁134を介してY軸方向に隣り合う。
 既述の室内熱交換器154は、一方の冷媒回路(以下、本実施形態と本実施形態の変形例とにおいて第1冷媒回路と記す。)150Aを構成する第1室内熱交換器154Aと、他方の冷媒回路(以下、本実施形態と本実施形態の変形例とにおいて第2冷媒回路と記す。)150Bを構成する第2室内熱交換器154Bとに分離されている。
 第1室内熱交換器154Aは、第1室内機室130r1に配置されている。第2室内熱交換器154Bは、第2室内機室130r2に配置されている。
 サプライ口174及び漏洩冷媒排出口175の組は、室内機室画定部130の、第1室内機室130r1を画定している部分である第1室内機室画定部分130Aと、第2室内機室130r2を画定している部分である第2室内機室画定部分130Bとのそれぞれに形成されている。
 また、エマージェンシーダンパ176d及び室内ファン162は、第1室内機室130r1と、第2室内機室130r2とのそれぞれに配置されている。
 第1室内機室130r1に配置されたエマージェンシーダンパ176dは、第1室内機室画定部分130Aに形成されたサプライ口174と漏洩冷媒排出口175とを開閉する。第2室内機室130r2に配置されたエマージェンシーダンパ176dは、第2室内機室画定部分130Bに形成されたサプライ口174と漏洩冷媒排出口175とを開閉する。
 本実施形態に係る室内機室画定部130の構成によれば、第1冷媒回路150Aと第2冷媒回路150Bとの一方で冷媒の漏洩が発生した場合でも、他方の稼働を継続させることが可能である。
 具体的には、制御装置400は、第1冷媒回路150Aで冷媒の漏洩が発生した場合、一対の室内ファン162を稼働させたままで、圧縮機151を停止させ、第1室内機室130r1のエマージェンシーダンパ176dを内気循環状態から内気非循環状態へ切り替え、第1フレッシュダンパ172dを換気状態に設定し、かつ既述の車室換気制御を行う。
 一方、このとき、リターンダンパ171dはリターン許容状態に維持され、圧縮機156及び室外ファン161は稼働させたままとし、第2室内機室130r2のエマージェンシーダンパ176dは、内気循環状態に維持される。
 これにより、第1室内機室130r1において車室換気制御が行われるにも関わらず、第2室内熱交換器154Bを通過した内気を、第2室内機室130r2を通じて車室910に送り込める。このため、車室910の直接換気に伴う、車室910の快適性の低下が抑えられる。
 同様に、制御装置400は、第2冷媒回路150Bで冷媒の漏洩が発生した場合、一対の室内ファン162を稼働させたままで、圧縮機156を停止させ、第2室内機室130r2のエマージェンシーダンパ176dを内気循環状態から内気非循環状態へ切り替え、第1フレッシュダンパ172dを換気状態に設定し、かつ既述の車室換気制御を行う。
 一方、このとき、リターンダンパ171dはリターン許容状態に維持され、圧縮機151及び室外ファン161は稼働させたままとし、第1室内機室130r1のエマージェンシーダンパ176dは、内気循環状態に維持される。
 これにより、第2室内機室130r2において車室換気制御が行われるにも関わらず、第1室内熱交換器154Aを通過した内気を、第1室内機室130r1を通じて車室910に送り込める。このため、車室910の直接換気に伴う、車室910の快適性の低下が抑えられる。
 [実施形態8の変形例1]
 図22に示すように、隔壁134がリターン室131rにまで延在していてもよい。即ち、本変形例では、室内熱交換室132r、サプライ室133r、及びリターン室131rが、第1室内機室130r1と、第2室内機室130r2とに気密に区分される。
 隔壁134は、リターン口171を、第1室内機室130r1に開口している部分と、第2室内機室130r2に開口している部分とに区分している。換気口172と第1フレッシュダンパ172dとの組は、第1室内機室画定部分130Aと、第2室内機室画定部分130Bとのそれぞれに配置されている。
 本変形例によれば、第1冷媒回路150Aと第2冷媒回路150Bとの一方で冷媒の漏洩が発生したときに、リターン室131rにおいて、リターン口171から取り込まれた内気と、漏洩した冷媒との混ざり合いが起こりにくい。このため、第1冷媒回路150Aと第2冷媒回路150Bとの他方は稼働させたままとするにも関わらず、漏洩した冷媒が車室910に流出しにくい。
 [実施形態8の変形例2]
 図23に示すように、本変形例では、第1冷媒回路150Aを構成する冷媒配管155と、第2冷媒回路150Bを構成する冷媒配管159とを、リターン室131rにおいて、互いに遠ざけた構成としている。以下、具体的に説明する。
 以下では、第1冷媒回路150Aと、第2冷媒回路150Bとが並んでいる方向を冷媒回路配列方向と呼ぶことにする。本変形では、冷媒回路配列方向は、具体的にはY軸方向である。
 リターン室画定部131は、冷媒回路配列方向に対面する第1端面及び第2端面を有する。なお、第1端面と第2端面とのそれぞれに、換気口172と第1フレッシュダンパ172dとの組が配置されている。また、リターン口171は、リターン室131rにおける冷媒回路配列方向の中央部分において、冷媒回路配列方向に延在している。
 リターン室131rにおいて、第1冷媒回路150Aを構成する冷媒配管155は、リターン室131rにおける冷媒回路配列方向の中央部分よりも、上記第1端面に近い位置に配置されている。具体的には、リターン室131rにおいて、第1冷媒回路150Aを構成する冷媒配管155は、リターン口171の、上記第1端面に近い方の端縁よりも、上記第1端面に近い位置に配置されている。
 同様に、リターン室131rにおいて、第2冷媒回路150Bを構成する冷媒配管159は、リターン室131rにおける冷媒回路配列方向の中央部分よりも、上記第2端面に近い位置に配置されている。具体的には、リターン室131rにおいて、第2冷媒回路150Bを構成する冷媒配管159は、リターン口171の、上記第2端面に近い方の端縁よりも、上記第2端面に近い位置に配置されている。
 本変形例によれば、第1冷媒回路150Aと第2冷媒回路150Bとの一方で冷媒の漏洩が発生したときに、リターン室131rにおいて、リターン口171から取り込まれた内気と、漏洩した冷媒との混ざり合いが起こりにくい。このため、第1冷媒回路150Aと第2冷媒回路150Bとの他方は稼働させたままとするにも関わらず、漏洩した冷媒が車室910に流出しにくい。
 [実施形態9]
 図24に示すように、排気装置300は、車室910から吸い込んだ内気を、鉄道車両900の上方から排出する構成としてもよい。
 本実施形態では、内気排気口330が鉄道車両900の天面に開口しており、排気ファン340が鉄道車両900の屋根部分に配置されている。排気室310rは、鉄道車両900の長さ方向に垂直な断面、即ちYZ断面内で、車室910を取り囲んでいる。
 なお、本実施形態に係る排気装置300の排気室画定部310は、空調装置100の筐体110から離間した位置に設けてもよいし、空調装置100の筐体110と一体に構成してもよい。
 既述の車室換気制御において、車室910の内気は、内気吸込口320から排気室310rへY軸のプラス方向及びマイナス方向に流出する。流出した内気は、排気ファン340によって上方に吸い上げられ、内気排気口330から上方に排気される。
 本実施形態では、冷媒として、空気よりも比重の大きいものが用いられる。そこで、Y軸方向に対向する一対の内気吸込口320を、車室910の、高さ方向中央よりも下方の位置に開口させている。これにより、車室910の下部に溜まりがちな冷媒を能率的に外部EXに排出することができる。
 [実施形態9の変形例1]
 図25に示すように、Y軸方向に対向する一対の内気吸込口320を、車室910の、高さ方向中央又は中央よりも上方の位置に開口させてもよい。車室910に気流が発生している状況下では、冷媒の比重が空気より大きくても、冷媒が車室910に分散しうる。このため、本変形例に係る内気吸込口320によっても、冷媒を外部EXに排出することができる。
 [実施形態10]
 図26に示すように、室内機室画定部130と、室外機室画定部120とが互いに分離されて配置されていてもよい。本実施形態では、室内機室画定部130は、鉄道車両900の屋根上の部分に配置されている。室外機室画定部120は、鉄道車両900の床下の部分に配置されている。
 さらに、本実施形態では、室内機室画定部130が、第1室内機室画定部分130Aと第2室内機室画定部分130Bとに分離されて配置されている。第1室内機室画定部分130Aと第2室内機室画定部分130Bとの一方に、冷媒回路150Aを収容し、他方に冷媒回路150Bを収容してもよい。また、第1室内機室画定部分130Aと第2室内機室画定部分130Bとの各々に、冷媒回路150A及び150Bを収容してもよい。
 共通の車室910の空調を担う冷媒回路150A、150Bの系統数が多いほど、図示せぬ1つの冷媒回路で車室910の空調を行う場合に比べて、1つの冷媒回路150A又は150Bあたりの冷媒量を削減することができる。このため、冷媒の漏洩が発生した際に、漏洩する冷媒の量を少なく抑えることができる。
 以上、実施形態1-10について説明した。以下に述べる変形も可能である。
 図2には、冷媒漏洩検出器180が室内機室130rに配置された構成を例示したが、冷媒漏洩検出器180は、室内機室130rの外部に配置されていてもよい。具体例として、冷媒漏洩検出器180は車室910に配置されていてもよい。冷媒として空気よりも比重の大きいものを用いる場合、冷媒漏洩検出器180は、車室910の、高さ方向中央よりも下方の位置に配置してもよい。
 図2には、リターン室131rと室内熱交換室132rとが、室内熱交換器154を介して連通している構成を例示した。リターン室131rと室内熱交換室132rとの境界部分に室内ファン162を配置し、リターン室131rと室内熱交換室132rとを、室内ファン162を介して連通させてもよい。図21-図23に示した構成についても同様である。
 上述した実施形態1-10及びそれらの変形例を互いに組み合わせてもよい。本明細書において、“鉄道車両”とは、電車に限らず、新幹線、モノレール、その他の、軌道に沿って進行する車両を含む概念とする。
 本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされる。上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。本開示の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
 100 空調装置、100A 空調装置、100B 空調装置、110 筐体、120 室外機室画定部、120r 室外機室、121 圧縮機室画定部、121r 圧縮機室、122 室外熱交換室画定部、122r 室外熱交換室、130 室内機室画定部、130A 第1室内機室画定部分、130B 第2室内機室画定部分、130r 室内機室、130r1 第1室内機室、130r2 第2室内機室、131 リターン室画定部、131r リターン室、132 室内熱交換室画定部、132r 室内熱交換室、133 サプライ室画定部、133r サプライ室、134 隔壁、150A 冷媒回路、150B 冷媒回路、151 圧縮機、152 室外熱交換器、153 膨張器、154 室内熱交換器、154A 第1室内熱交換器、154B 第2室内熱交換器、155 冷媒配管、156 圧縮機、157 室外熱交換器、158 膨張器、159 冷媒配管、161 室外ファン、162 室内ファン、171 リターン口、171d リターンダンパ、172 換気口、172d 第1フレッシュダンパ、173 連通口、174 サプライ口、175 漏洩冷媒排出口、176d エマージェンシーダンパ、176d-1 漏洩冷媒排出口ダンパ、176d-2 サプライ口ダンパ、180 冷媒漏洩検出器、190 室内機室用電気ヒータ、200 直接換気装置、210 直接換気室画定部、210r 直接換気室、220 外気吸気口、220d 第2フレッシュダンパ、230 外気供給口、230d 外気供給口ダンパ、240 連通風路、250 直接換気室用電気ヒータ、260 補助リターンダンパ、270 補助サプライ口、300 排気装置、310 排気室画定部、310r 排気室、320 内気吸込口、330 内気排気口、340 排気ファン、400 制御装置、800 鉄道車両用空調システム、900 鉄道車両、910 車室、EX 外部。

Claims (10)

  1.  各々鉄道車両の車室に通じるリターン口及びサプライ口と、外部に通じる換気口とが形成され、室内機室を画定している室内機室画定部と、
     前記室内機室に配置され、前記リターン口から、前記車室の空気である内気を吸い込み、吸い込んだ前記内気を前記サプライ口に向けて吐出することにより、前記リターン口から前記サプライ口に向かう前記内気の流れを前記室内機室に形成する室内ファンと、
     前記室内機室における前記内気の流れが通過する位置に配置され、冷媒と前記内気との熱交換を行う室内熱交換器と、前記冷媒を用いて前記室内熱交換器と一緒に冷凍サイクルを構成する協働機器群とを有する冷媒回路と、
     前記換気口に設けられ、前記換気口を開放することにより前記室内熱交換器に流入する前記内気に前記外部の空気である外気を合流させる換気状態と、前記換気口を閉塞する非換気状態とに切り替えられる第1フレッシュダンパと、
     前記冷媒回路からの前記冷媒の漏洩を検出する冷媒漏洩検出器と、
     前記室内機室から隔離された排気室を画定しており、前記車室に通じる内気吸込口と、前記外部に通じる内気排気口とが形成された排気室画定部と、
     前記排気室に配置され、前記内気吸込口から前記内気を前記排気室に吸い込み、吸い込んだ前記内気を、前記内気排気口を通じて前記外部に排気する排気ファンと、
     前記第1フレッシュダンパ及び前記排気ファンを制御する制御装置と、
     を備える、鉄道車両用空調システムであって、
     前記室内機室画定部には、前記室内機室における前記内気の流れに関して前記室内熱交換器よりも下流の位置に、前記外部に通じる漏洩冷媒排出口がさらに形成されており、
     前記鉄道車両用空調システムは、
     前記室内機室に配置され、前記漏洩冷媒排出口を閉塞し、かつ前記サプライ口を開放する内気循環状態と、前記漏洩冷媒排出口を開放し、かつ前記サプライ口を閉塞する内気非循環状態とに切り替えられるエマージェンシーダンパと、
     前記室内機室及び前記排気室から隔離された直接換気室を画定しており、前記外部に通じる外気吸気口と、前記車室に通じる外気供給口とが形成された直接換気室画定部と、
     前記外気吸気口に設けられ、前記外部から前記直接換気室への前記外気の流入を制御する第2フレッシュダンパと、
     をさらに備え、
     前記制御装置は、
     前記冷媒漏洩検出器の検出結果に基づいて前記冷媒回路から前記冷媒が漏洩したと判断した場合に、
     (I)前記室内ファンを稼働させたままで、前記エマージェンシーダンパを前記内気循環状態から前記内気非循環状態へ切り替えるとともに、前記第1フレッシュダンパが前記非換気状態である場合には、前記第1フレッシュダンパを前記非換気状態から前記換気状態へ切り替える室内機室換気制御と、
     (II)前記排気ファン及び前記第2フレッシュダンパを制御することにより、前記外気が前記直接換気室を通じて前記車室に取り込まれる一方、前記車室の前記内気が前記排気室を通じて前記外部に排出される直接換気を、前記冷媒回路から前記冷媒が漏洩していない場合よりも促進させる車室換気制御と、
     を行う、鉄道車両用空調システム。
  2.  前記協働機器群には、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒と前記外部の空気との熱交換を行う室外熱交換器とが含まれ、
     前記鉄道車両用空調システムは、
     前記圧縮機及び前記室外熱交換器が配置される室外機室を画定している室外機室画定部、
     をさらに有し、
     前記直接換気室画定部は、前記室内機室画定部及び前記室外機室画定部から離隔した位置に設置されている、請求項1に記載の鉄道車両用空調システム。
  3.  前記協働機器群には、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒と前記外部の空気との熱交換を行う室外熱交換器とが含まれ、
     前記鉄道車両用空調システムは、
     前記圧縮機及び前記室外熱交換器が配置される室外機室を画定している室外機室画定部、
     をさらに有し、
     前記直接換気室画定部は、前記室内機室画定部及び前記室外機室画定部と一体に構成されている、請求項1に記載の鉄道車両用空調システム。
  4.  前記直接換気室画定部は、前記室内機室画定部と前記室外機室画定部との間に配置されており、
     前記鉄道車両用空調システムは、
     前記直接換気室と前記室内機室との間に配置され、前記直接換気室と前記室内機室とを連通させる補助リターン許容状態と、前記直接換気室と前記室内機室との連通を断つ補助リターン阻止状態とに切り替えられる補助リターンダンパ、
     をさらに備え、
     前記制御装置は、前記冷媒漏洩検出器の検出結果に基づいて前記冷媒回路から前記冷媒が漏洩したと判断した場合に、前記補助リターンダンパを前記補助リターン阻止状態に設定する、請求項3に記載の鉄道車両用空調システム。
  5.  前記直接換気室画定部は、前記室内機室画定部の、前記サプライ口が形成されている壁面と一体に構成されており、
     前記サプライ口は、前記室内機室を前記直接換気室と連通させている、請求項3に記載の鉄道車両用空調システム。
  6.  前記直接換気室画定部には、前記外気供給口とは別に、前記直接換気室を前記車室と連通させる補助サプライ口が形成されており、
     前記鉄道車両用空調システムは、
     前記外気供給口に設けられ、前記外気供給口を閉塞する外気供給口閉塞状態と、前記外気供給口を開放する外気供給口開放状態とに切り替えられる外気供給口ダンパ、
     をさらに備え、
     前記制御装置は、前記車室換気制御において、前記外気供給口ダンパを前記外気供給口閉塞状態から前記外気供給口開放状態へ切り替える、請求項5に記載の鉄道車両用空調システム。
  7.  前記室内機室に配置され、前記室内ファンによって前記リターン口から吸い込まれて前記サプライ口へ向かう前記内気を加熱する室内機室用電気ヒータ、
     をさらに備え、
     前記室内機室用電気ヒータは、前記室内機室換気制御によって前記室内機室に形成される、前記第1フレッシュダンパから前記漏洩冷媒排出口に向かう空気の流れに関して、前記漏洩冷媒排出口よりも下流の位置に配置されている、請求項1に記載の鉄道車両用空調システム。
  8.  前記直接換気室に配置され、前記外気吸気口から前記外気供給口へ向かう空気を加熱する直接換気室用電気ヒータ、
     をさらに備え、
     前記直接換気室用電気ヒータは、前記外気供給口を覆う位置と、前記外気吸気口と前記外気供給口との間の位置との少なくも一方に配置されている、請求項1に記載の鉄道車両用空調システム。
  9.  前記協働機器群には、前記冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒と前記外部の空気との熱交換を行う室外熱交換器とが含まれ、
     前記鉄道車両用空調システムは、
     前記圧縮機及び前記室外熱交換器が配置される室外機室を画定している室外機室画定部、
     をさらに有し、
     前記排気室画定部は、前記室内機室画定部及び前記室外機室画定部と一体に構成されている、請求項1に記載の鉄道車両用空調システム。
  10.  前記鉄道車両用空調システムは、前記冷媒回路を2系統備え、
     前記室内機室画定部は、
     前記室内機室の少なくとも一部を、一方の前記冷媒回路である第1冷媒回路を構成する前記室内熱交換器が配置される第1室内機室と、他方の前記冷媒回路である第2冷媒回路を構成する前記室内熱交換器が配置される第2室内機室とに気密に区分する隔壁、
     を有し、
     前記サプライ口及び前記漏洩冷媒排出口は、前記室内機室画定部の、前記第1室内機室を画定している部分である第1室内機室画定部分と、前記第2室内機室を画定している部分である第2室内機室画定部分とのそれぞれに形成されており、
     前記エマージェンシーダンパ及び前記室内ファンは、前記第1室内機室と前記第2室内機室とのそれぞれに配置されている、請求項1に記載の鉄道車両用空調システム。
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