説明

車両用空気調和機

【課題】コストを抑えた車両用空気調和機を提供する。
【解決手段】連結された複数の車両を空調する車両用空気調和機600において、複数の車両のうち少なくとも連結された所定数の車両から1つの車両を特定車両として特定し、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも所定数の車両の空調を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道等の車両に搭載される車両用空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数の車両から構成される鉄道等の車両用空気調和機において、各車両の両側に設けられている窓から照射される太陽光(輻射)が、強い側と強くない側が存在する。そこで、それぞれの車両の両側の窓に隣接するように輻射センサーや温度センサーを設置し、当該輻射センサーや温度センサーの検出値に基づいて、空調空気の温度、放出量等を調整し、車両内を快適にする車両用空気調和機の制御装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、車両の幅方向を中心としたときに、温度センサーを、車両内の対称な位置に設け、一方の温度センサーの検出値が、他方の温度センサの検出値より定められた値より差がある場合には、当該他方の温度センサーの検出値に基づいて、空調空気の温度、放出量等を制御し、車両内を快適にする車両用空気調和機が提案されている(例えば、特許文献2参照)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−16326号公報(1頁、2頁、第2図)
【特許文献2】特開2009−207541号公報(1頁、2頁、第1図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1及び特許文献2に記載の複数の車両から構成される鉄道等の車両用空気調和機は、車両内の温度又は車両に入射される太陽光の輻射を検知する検知装置が、各車両ごとに設けられているので、その分コストアップとなってしまっていた。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コストを抑えた車両用空気調和機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る車両用空気調和機は、連結された複数の車両を空調する車両用空気調和機において、複数の車両のうち連結された所定数の車両から1つの車両を特定車両として特定し、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも所定数の車両の空調を制御する。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る車両用空気調和機は、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも所定数の車両の空調を制御するので、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態1における車両用空気調和機が設けられている車両の断面図である。
【図2】図1に示す車両用空気調和機に第1室内ファン及び第2室内ファンが設けられている場合の車両の断面図である。
【図3】図1に示す車両用空気調和機を上面視したときの概要構成例図である。
【図4】図2に示す車両用空気調和機を上面視したときの概要構成例図である。
【図5】図1に示す車両用空気調和機の空調制御装置の接続図である。
【図6】本発明の実施の形態2における車両用空気調和機の概要構成例である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における車両用空気調和機600が設けられている特定車両501の断面図である。図3は、図1に示す車両用空気調和機600を上面視したときの概要構成例図である。図5は、図1に示す車両用空気調和機600の空調制御装置8の接続図である。
【0011】
図1に示すように、車両用空気調和機600は、例えば各車両の上面で車室外に設置されている。また、車両用空気調和機600は、1台の車両に設けられる台数は、特に限定されるものではないが、少なくとも1台設置されているものとして説明する。
【0012】
車両用空気調和機600は、圧縮機1a、圧縮機1b、第1熱交換器2a、第1熱交換器2b、絞り装置3a、絞り装置3b、第2熱交換器4a、第2熱交換器4b、排気ファン5、室内ファン6、冷媒配管7、ダンパ装置503、検知装置504、車両情報処理装置9、空調制御装置8及び検知情報通信網21を有している。
【0013】
[冷媒回路構成]
図3より、車両用空気調和機600の冷媒回路構成について説明する。
図3に示すように、車両用空気調和機600は、第1冷媒回路100aと、第2冷媒回路100bと、排気ファン5と、室内ファン6から構成されており、それらが一つの筐体に収納されて車室外に設置されている。なお、図1に示すように車両用空気調和機600の天面を覆う部材を天面部材20とする。
【0014】
第1冷媒回路100aは、圧縮機1aと、第1熱交換器2aと、絞り装置3aと、第2熱交換器4aと、が冷媒配管7を介して環状に接続されている。また、第2冷媒回路100bは、圧縮機1bと、第1熱交換器2bと、絞り装置3bと、第2熱交換器4bと、が冷媒配管7を介して環状に接続されている。
【0015】
第1熱交換器2aは、車幅方向の一方の脇に設置され、第1熱交換器2bは、他方の脇に設置される。第1熱交換器2aは、圧縮機1a及び絞り装置3aに冷媒配管7を介して接続している。同様に、第1熱交換器2bは、圧縮機1bと絞り装置3bに、冷媒配管7を介して接続している。
【0016】
第2熱交換器4aは、図3に示すように、車幅方向の一方の脇に設置され、第1熱交換器4bは、他方の脇に設置される。また、第2熱交換器4aは、第1熱交換器2aに対して車両の長手方向の前方または後方に設置される。同様に、第2熱交換器4bは、第1熱交換器2bに対して、車両の長手方向の前方または後方に設置される。
【0017】
第2熱交換器4bは、圧縮機1b及び絞り装置3bに、冷媒配管7を介して接続している。同様に、第1熱交換器2bは、圧縮機1b、絞り装置3bに、冷媒配管7を介して接続している。
【0018】
第1熱交換器2a、第1熱交換器2b、第2熱交換器4a及び第2熱交換器4bは、例えば伝熱管と多数のフィンとにより構成されるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器で構成するとよい。また、第1熱交換器2a及び第1熱交換器2bは、冷房運転時において、凝縮器(放熱器)として機能して空気に放熱し、暖房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却している。また、第2熱交換器4a及び第2熱交換器4bは、冷房運転時において、蒸発器として機能して空気を冷却し、暖房運転時において、凝縮器(放熱器)として機能して空気を加熱している。
【0019】
圧縮機1aは、図3に示すように、第1熱交換器2a及び第2熱交換器4aに冷媒配管7を介して接続している。圧縮機1bは、図3に示すとおり、第1熱交換器2b及び第2熱交換器4bに冷媒配管7を介して接続している。
【0020】
圧縮機1a及び圧縮機1bは、冷媒を圧縮するもので、運転容量を可変することが可能であり、例えばインバータにより制御されるモータ(図示せず)によって駆動される容積式圧縮機を用いればよい。
【0021】
絞り装置3aは、図3に示すように、第1熱交換器2a及び第2熱交換器4aに冷媒配管7を介して接続している。絞り装置3bは、第1熱交換器2a及び第2熱交換器4bに冷媒配管7を介して接続している。絞り装置3a(絞り装置3b)は、絞り開度が可変であり、第1冷媒回路100a(第2冷媒回路100b)内を流れる冷媒の流量の調節等を行う。
【0022】
以上のように、第1冷媒回路100a及び第2冷媒回路100bは、それぞれ独立した環状構成を形成し、第1冷媒回路100a及び第2冷媒回路100bに、冷媒を循環させることで冷暖房を行うことができるようになっている。
【0023】
天面部材20は、車両の車幅方向に略垂直な面に、第1吸気部11a及び第2吸気部11bが形成されている。
【0024】
室内ファン6は、第2熱交換器4bと第2熱交換器4bの間(車幅方向の中央部)で、且つ、排気ファン5の車両の長手方向前方または後方に設置されている。図3に示すように、室内ファン6は、第1吸気部11a及び第2吸気部11bから車内の空気Bを車両用空気調和機600内に取り込み、第1熱交換器4a及び第2熱交換器4bと当該空気Bを熱交換させ、冷風を車両内に供給するようになっている。
【0025】
排気ファン5は、第1熱交換器2aと第1熱交換器2bの間(車幅方向の中央部)に設けられている。排気ファン5は、天面部材20の車両幅方向に垂直な面に形成されている第1排気開口(図示省略)及び第2排気開口(図示省略)から、空気を取り込んで第1熱交換器2aと第1熱交換器2bと当該空気と熱交換させてから排気するようになっている。
【0026】
[ダンパ装置503、検知装置504の説明]
ダンパ装置503は、第1吹出口503a及び第2吹出口503bが設けられている。
ダンパ装置503は、室内ファン6の略鉛直下方に設けられている。そして、室内ファン6によって、車両用空気調和機600内に取り込まれた空気Bは、第1吹出口503a及び第2吹出口503bを介して、風向が調整されて、車両内に供給されるようになっている。
【0027】
また、ダンパ装置503には、傾きが可変な平板部材であるダンパ503cが設けられている。ダンパ503cの形状は特に限定されるものではないが、例えば略長方形形状の板材でよい。また、ダンパ503cには、ダンパ503cの傾きが調節可能なようにダンパ軸503dが挿通されている。このダンパ軸503dの回転に伴って、ダンパ503cの角度が変化し、室内ファン6によって車両内に流入する空気が、車両の両側に分流するようになっている。
【0028】
このように、車両用空気調和機600は、ダンパ装置503によって、車両の両側(車両の幅方向側)に送り込む空調空気の風量を可変させることが可能となっている。これにより、車両の両側の温度が異なっている場合には、ダンパ503cの角度を制御することで車両の両側に送り込む空調空気の風量が制御され、車両内の両側を共に快適性を保つことができるようになっている。なお、車両用空気調和機600には、ダンパ装置503を設けて、車両の両側に送り込む風量を変化させるようにしているが、ダンパ装置503に限定されるものではない。
【0029】
検知装置504は、後述して詳しく説明する特定車両501の両側の太陽光Aの輻射量を検知できるものである。検知装置504は、図1に示すように、特定車両501の両側に1つずつ設けているものとして説明するが、特定車両501の両側に少なくとも1台ずつ設置されていれば、設置台数は特に限定されるものではない。
【0030】
[車両用空気調和機600が、2つの室内ファンを有する場合]
図2は、図1に示す車両用空気調和機600に第1室内ファン6a及び第2室内ファン6bが設けられている場合の車両の断面図である。図4は、図2に示す車両用空気調和機600を上面視したときの概要構成例図である。図2及び図4に示すように、車両用空気調和機600は、2台の第1室内ファン6a及び第2室内ファン6bが設けられ、また、ダンパ装置503が、ダンパ503c及びダンパ軸503dの代わりに隔壁503eが設けられているような構成でもよい。なお、隔壁503eは、第1室内ファン6aから車両内に供給される空気と第2室内ファン6bから車両内に供給される空気を分ける部材である。この構成の場合には、第2熱交換器4aで冷却された空気を第1室内ファン6aによって第1吸気部11aから車両内に供給するようにし、第2熱交換器4bで冷却された空気を第2室内ファン6bによって、第2吸気部11bから車両内に供給するようになっている。
【0031】
つまり、冷媒回路100a及び冷媒回路100bの運転稼働率、インバーター電源による運転周波数又は冷媒流量等を個別に制御すると、第2熱交換器4aと第2熱交換器4bの冷却温度を個別に制御することができるので、車両の両側の温度が異なっている場合には、上記の制御によって、第1吹出口503a及び第2吹出口503bから車両の両側に送り込まれる空調空気の温度が調整され車両内の両側をともに快適に保つことができる。
以下、再び図1、図3及び図5に基づいて車両用空気調和機600の説明をする。
【0032】
[特定車両501、その他の車両]
実施の形態1に係る車両用空気調和機600は、複数の車両が連結された電車に設置されることを想定している。そして、複数の車両のうち所定車両数に対して連結された1台の車両を特定車両501として規定している。所定車両数とは、複数の車両のうちの任意の車両数をいう。たとえば、図5に示すように、4車両連結の電車において所定車両数を4車両としたり、所定車両数を2車両ずつとしたり、すればよい。また、10車両連結の電車においては、所定車両数を5車両ずつとしたり、所定車両数を6車両と4車両としたり、すればよい。なお、図5では特定車両501が1車両である場合を例に図示しているが、特定車両501の両数を特に限定するものではない。
【0033】
特定車両501及びその他の車両(特定車両以外の車両)には、それぞれ車両用空気調和機600及び空調制御装置8が設置されている。つまり、いずれの車両においても、車両用空気調和機600及び空調制御装置8によって車内の空調が実行できるようになっている。
【0034】
その他の車両及び特定車両501には、後述する空調制御装置8が設けられており、特定車両501の検知装置504が検知した環境情報に基づいて、その他の車両及び特定車両501の空調制御がされるようになっている。
【0035】
車両の一方側(例えば、特定車両501内の窓付近)に設置される検知装置504を第1検知装置504aとし、車両の他方側に設置される検知装置504を第2検知装置504bとする。
【0036】
[車両用空気調和機の電気的接続]
まとめると、図5に示すように、所定車両500の各車両には、車両用空気調和機600及び空調制御装置8が備えられている。また、特定車両501には、検知装置504が備えられている。さらに、いずれかの車両には、車両情報処理装置9が備えられている。
【0037】
検知装置504は、車両情報処理装置9に接続され(図示省略)、特定車両501の車両環境状態(太陽光の輻射等)を検知し、その検知結果を検知情報として、車両情報処理装置9に送信するものである。
【0038】
車両情報処理装置9は、特定車両501に設けられている検知装置504の検知情報を収集し、所定車両500の各車両に設けられている空調制御装置8に検知情報を送信するものである。車両情報処理装置9が設置される車両は、特に、限定されるものではないが、例えば、図5に示すように、検知装置504が設けられている車両等としたり、先頭車両及び最後尾車両等としたりすればよい。
【0039】
空調制御装置8は、図5に示すように、車両用空気調和機600が備えられている車両ごとに設けられている。空調制御装置8は、車両情報処理装置9から受信した検知情報に基づいて、車両用空気調和機600を制御するものである。
【0040】
検知情報通信網21は、所定車両500の各車両の空調制御装置8と車両情報処理装置9とを接続する通信網である。車両情報処理装置9から送信された検知情報は、検知情報通信網21を介して、所定車両500の各車両の空調制御装置8に送信されるようになっている。
【0041】
[車両の概要説明]
図1に示すように、所定車両500の各車両は、窓520及び座席502等を有している。
【0042】
窓520は、車両の両側(車両の幅方向の両側)に設けられている。この窓520は、ガラスで構成されており、太陽光Aが車両内に入るようになっている。
【0043】
座席502は、例えば車両の両側に設けられている。鉄道によっては、車両内に座席502が設けられていないものもあるが、所定車両500の各車両内には、設置されているものとして説明する。
【0044】
[動作説明]
まず、第1検知装置504a及び第2検知装置504bが、特定車両の車両環境状態を検知する。この検知結果を検知情報として、第1検知装置504a及び第2検知装置504bは、車両情報処理装置9に、検知情報を送信する。
【0045】
検知情報を受信した車両情報処理装置9は、所定車両500の各車両にそれぞれ設けられている各空調制御装置8に、この検知情報を、検知情報通信網21を介して送信する。検知情報を受信した各空調制御装置8は、この空調制御装置8に対応する車両用空気調和機600を制御する。
【0046】
当該制御は、例えば、第1検知装置504aが第2検知装置504bよりも太陽光Aの輻射が強い場合には、ダンパ503cの傾きを変化させて、第1吹出口503aから放出される空気Bの風量を大きくして、車両内の両側を共に快適に保つようにしている。
【0047】
[車両用空気調和機600の有する効果]
車両用空気調和機600は、車両内の温度又は車両に入射される太陽光Aの輻射を検知する検知装置504が、特定車両501の両側に設けられている。特定車両501に連結された複数の車両には、太陽光が、ほぼ同じ方向からほぼ同じ強さで入射しており、この検知装置504の検知情報を、全車両の空調制御に採用することが可能であるため、車両用空気調和機600のコストを抑えることができる。
【0048】
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2における車両用空気調和機601の概要構成例である。なお、本実施の形態2では、実施の形態1と同一部分には同一符号とし、実施の形態1との相違点を中心に説明するものとする。
【0049】
車両用空気調和機601においては、特定車両501に設けられる検知装置10が1つとしている。ここで、検知装置10は、特定車両501に1つしか設置されていなくても、車両の両側の太陽光Aの輻射を区別して検知することができるものとする。そのようなものとして、例えば、検知装置10が赤外線で太陽光Aの輻射を検知するようにすればよい。このような場合には、検知装置10は、車両内の天井などに設置すればよい。
【符号の説明】
【0050】
1a 圧縮機、1b 圧縮機、2a 第1熱交換器、2b 第1熱交換器、3a 絞り装置、3b 絞り装置、4a 第2熱交換器、4b 第2熱交換器 5 排気ファン、6 室内ファン、6a 第1室内ファン、6b 第2室内ファン、7 冷媒配管、8 空調制御装置、9 車両情報処理装置、10 検知装置、11a 第1吸気部、11b 第2吸気部、100a 第1冷媒回路、100b 第2冷媒回路、500 所定車両、501 特定車両、502 座席、503 ダンパ装置、503a 第1吹出口、503b 第2吹出口、503c ダンパ、503d ダンパ軸、503e 隔壁、504 検知装置、504a 第1検知装置、504b 第2検知装置、520 窓、600 車両用空気調和機、601 車両用空気調和機。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
連結された複数の車両を空調する車両用空気調和機において、
前記複数の車両のうち連結された所定数の車両から1つの車両を特定車両として特定し、当該特定車両の環境状態を検出し、その検出された環境状態に基づいて少なくとも前記所定数の車両の空調を制御する
ことを特徴とする車両用空気調和機。
【請求項2】
前記特定車両に入射される太陽光を環境状態として検知している
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用空気調和機。
【請求項3】
前記特定車両の車幅方向において、前記特定車両の一方側及び他方側から入射される太陽光の輻射量に応じて、前記所定数の車両の一方側と他方側に供給する空調空気の風量を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用空気調和機。
【請求項4】
前記特定車両の車幅方向において、前記特定車両の一方側及び他方側から入射される太陽光の輻射量に応じて、前記所定数の車両の一方側と他方側に供給する空調空気の温度を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用空気調和機。
【請求項5】
前記太陽光を検知する検知装置が前記特定車両に少なくとも1台設置される
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用空気調和機。
【請求項6】
前記検知装置は、前記特定車両の両側の窓の近傍に設置される
ことを特徴とする請求項4に記載の車両用空気調和機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−32027(P2012−32027A)
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−169717(P2010−169717)
【出願日】平成22年7月28日(2010.7.28)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】