特開 2024-118937 鉄道車両用空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118937

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】鉄道車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B61D 27/00 20060101AFI20240826BHJP

   B01D 45/12 20060101ALI20240826BHJP

   B04C 3/06 20060101ALI20240826BHJP

   B04C 5/04 20060101ALI20240826BHJP

   B04C 3/02 20060101ALI20240826BHJP

   B04C 9/00 20060101ALI20240826BHJP

   B04C 11/00 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

B61D27/00 N

B61D27/00 T

B01D45/12

B04C3/06

B04C5/04

B04C3/02

B04C9/00

B04C11/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025552

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】岩田 宜之

(72)【発明者】

【氏名】小山 泰平

(72)【発明者】

【氏名】祐川 直純

【テーマコード（参考）】

4D031

4D053

【Ｆターム（参考）】

4D031AC04

4D031BA01

4D031BA03

4D031BA10

4D031CA02

4D053AA03

4D053AB01

4D053BA01

4D053BB02

4D053BB07

4D053BC01

4D053BD01

4D053BD04

4D053CA04

4D053CD11

4D053CD12

4D053CF02

4D053CG00

4D053DA10

(57)【要約】

【課題】室外熱交換器に付着する塵埃の量を低減し、清掃作業の間隔を長くできる鉄道車両用空調装置を提供する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、鉄道車両用空調装置は、外気を吸引する室外送風機を備える。さらに、前記鉄道車両用空調装置は、前記外気から塵埃を遠心分離する遠心分離器を備える。さらに、前記室外送風機は、遠心式であり、前記遠心分離器は、前記室外送風機の回転軸と重なる位置に配置される。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気を吸引する室外送風機と、
前記外気から塵埃を遠心分離する遠心分離器とを備え、
前記室外送風機は、遠心式であり、
前記遠心分離器は、前記室外送風機の回転軸と重なる位置に配置される、
鉄道車両用空調装置。

【請求項2】

前記遠心分離器の旋回流の旋回中心は、前記室外送風機の前記回転軸と同心軸上にある、請求項１に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項3】

前記室外送風機を駆動するモータをさらに備え、
前記モータは、前記室外送風機の回転軸と重なる位置に配置される、請求項１に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項4】

前記モータの回転軸は、前記室外送風機の回転軸と同心軸上にある、請求項３に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項5】

冷媒の熱交換を行う室外熱交換器をさらに備え、
前記室外熱交換器は、前記遠心分離によって前記塵埃が分離された空気によって熱交換が行われる、請求項１に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項6】

前記遠心分離器の全高と、前記室外送風機の全高の比が３対１から５対１の間である、請求項１に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項7】

前記遠心分離器の全高と、前記室外送風機の全高との比が４対１である、請求項６に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項8】

前記遠心分離器は、前記塵埃を貯蔵する塵埃貯蔵部を有し、
前記塵埃貯蔵部の縁には、前記遠心分離器の旋回流の旋回方向に沿って、塵埃の流出を防止する仕切板が配置される、
請求項１に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項9】

前記仕切板は、垂直方向に対して下側の傾斜を有する、請求項８に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項10】

前記塵埃貯蔵部は、鉄道レール方向に延伸される端部を有する、請求項８に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項11】

前記端部は、流速の減速領域となる角部を有する、請求項１０に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項12】

前記端部は、嵌合部を有し、
前記端部と、前記塵埃貯蔵部とは、前記嵌合部によって取り外しが可能である、請求項１０に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項13】

前記遠心分離器は、外気を吸引する２つの吸気口を有し
前記２つの吸気口は互いに対向する位置に配置される、請求項１に記載の鉄道車両用空調装置。

【請求項14】

外気を吸引する室外送風機と、
前記外気から塵埃を遠心分離する遠心分離器とを備え、
前記遠心分離器は、外気から塵埃を分離する遠心分離部と、前記塵埃を貯蔵する塵埃貯蔵部とを有し、
前記遠心分離部は、塵埃と、塵埃が分離された空気とに分離する円錐部を含み、
前記遠心分離器は、前記室外送風機の回転軸と重なる位置に配置される、
鉄道車両用空調装置。

【請求項15】

前記遠心分離器の旋回流の旋回中心は、前記室外送風機の前記回転軸と同心軸上にある、請求項１４に記載の鉄道車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、鉄道車両用空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両用空調装置の冷房機能は、室内熱交換器で液体の冷媒を気化する際に、周囲から熱を奪うことで成立する。また、この空調装置は、冷房機能を維持するために、室外熱交換器で気化した冷媒を再び液化する必要がある。この際に、室外熱交換器に塵埃が付着していると、熱交換面積が減少するため、冷房性能が著しく低下する。また、付着した塵埃を長期間放置すると、室外熱交換器のフィン部分が腐食し、熱交換効率が低下する原因となる。

【0003】

一方、鉄道車両用空調装置は、家庭用の空調装置と異なり、移動を伴うため、室外熱交換器に付着する塵埃の量が多く、また油分も多く含んでいる。このため、鉄道車両用空調装置は、定期的に、高圧洗浄等による清掃作業が行われている。また、鉄道車両用空調装置は、鉄道車両の屋根上に搭載されており、危険作業を避けるため、空調装置を車体から取り外して清掃作業が行われている。しかし、鉄道車両用空調装置は、取り外し作業の工程が複雑であり、コストもかかることから、清掃作業の間隔の延長が望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６２５３２３６号公報

【特許文献2】特開２０１０－１５６１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

鉄道車両用空調装置において、塵埃を除去する技術として、巻き取り式のフィルタを用いる技術がある。フィルタを巻き取り式とすることで、塵埃の量が少ない室内機ではフィルタの交換間隔を延長することができる。しかし、塵埃の量が多い室外機ではフィルタの交換間隔が短くなり、コストが高くなってしまう。

【0006】

また、建設機械用冷却装置において、熱交換器への塵埃の付着を低減する技術として、熱交換器の風上に重力式の遠心分離機を設置する技術がある。しかし、鉄道車両用空調装置は、鉄道車両のトンネルへの進入等を考慮して、高さや幅に制限があるため、空間的余裕が十分でなく、重力式の遠心分離器により、多くの塵埃を分離することは難しい。

【0007】

そこで、本発明の実施形態は、室外熱交換器に付着する塵埃の量を低減し、清掃作業の間隔を長くできる鉄道車両用空調装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一つの実施形態によれば、鉄道車両用空調装置は、外気を吸引する室外送風機を備える。さらに、前記鉄道車両用空調装置は、前記外気から塵埃を遠心分離する遠心分離器を備える。さらに、前記室外送風機は、遠心式であり、前記遠心分離器は、前記室外送風機の回転軸と重なる位置に配置される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態における鉄道車両用空調装置及び鉄道車両の概要図である。

【図2】従来の鉄道車両用空調装置における斜視図及び断面図の例である。

【図3】第１実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の斜視図である。

【図4】第１実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器等の斜視図である。

【図5】第１実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の断面図である。

【図6】第２実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の断面図である。

【図7】第３実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の断面図である。

【図8】第４実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器等の斜視図である。

【図9】第１実施形態における遠心分離器と第４実施形態における遠心分離器との流速シミュレーション結果の比較例である。

【図10】第１実施形態における遠心分離器と第４実施形態における遠心分離器との集塵率シミュレーション結果の比較例である。

【図11】第５実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器等の斜視図である。

【図12】第６実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における鉄道車両用空調装置及び鉄道車両の概要図である。

【0012】

図１は、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示している。Ｘ方向は、鉄道車両用空調装置１００が搭載された鉄道車両２００の鉄道レール方向（鉄道車両２００の進行方向）に相当する。Ｙ方向は、鉄道車両２００の幅方向に相当する。Ｚ方向は、鉄道車両２００の縦方向（垂直方向）に相当する。また、＋Ｚ方向は上方向に相当し、－Ｚ方向は下方向に相当している。なお、－Ｚ方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。

【0013】

鉄道車両用空調装置１００は、例えば、図1に示すように鉄道車両２００の屋根上に搭載される。鉄道車両用空調装置１００は、ダクト３００を通じて客室４００に調和空気を供給する。図１では、１台の鉄道車両２００につき、１台の鉄道車両用空調装置１００が搭載された例を示しているが、鉄道車両用空調装置１００の搭載数はこれに限定されない。例えば、１台の鉄道車両２００につき、複数の鉄道車両用空調装置１００が備えられていてもよい。鉄道車両用空調装置１００の詳細については、後述する。

【0014】

図２は、従来の鉄道車両用空調装置における斜視図及び断面図の例である。

【0015】

図２Ａは、従来の鉄道車両用空調装置１００の斜視図の例であり、図２Ｂは、従来の鉄道車両用空調装置１００の断面図の例である。

【0016】

図２Ａに示す通り、鉄道車両用空調装置１００は、室外機２０及び室内機３０で構成される。また、室外機２０は、軸流式の室外送風機２、室外熱交換器１及びコンプレッサ２１を備える。コンプレッサ２１は、別途、機械室（不図示）内に備えられる場合もある。また、室内機３０は、室内送風機３１及び室内熱交換器３２を備える。この空調装置は、室内熱交換器３２内で液体の冷媒を気化する際に、周囲から熱を奪うことで冷房機能が実現される。また、コンプレッサ２１で加圧された高温高圧の冷媒ガスは、室外熱交換器１の伝熱管内を流れる。室外熱交換器１は、室外送風機２によって吸引された外気が接触することで冷却され、伝熱管内の冷媒ガスが再び液化する。この循環により、この空調装置は、鉄道車両２００内の冷房機能を供給し続けることができる。

【0017】

この例では、鉄道車両２００の幅方向に、室外送風機２を挟むように２つの室外熱交換器１が備えられる。また、室外熱交換器１は、室外送風機２側が高くなるように斜めに傾けて設けられる。

【0018】

図２Ｂは、室外機２０の断面図であり、図中の高さＨは、室外送風機２と、室外送風機２を駆動させるモータ４とを含めた高さを表している。幅Ｗは、室外送風機２の幅を表している。高さＨ及び幅Ｗは、トンネルへの進入や室外熱交換器１の配置等を考慮し、空間的な余裕が制限される。なお、室外送風機２の外気の吸引方法は、室外送風機２側から吸引した外気が室外熱交換器１側に抜ける形態と、室外熱交換器１側から吸引した外気が室外送風機２側に抜ける形態とが存在する。いずれの形態も、室外機２０は、室外送風機２を回転させることで空気の流れを発生させて外気を吸引し、吸引した外気を室外熱交換器１に接触させ、伝熱管内を流れる冷媒ガスの熱交換を行っている。吸引した外気は塵埃を含んでいるため、室外熱交換器１の熱交換の際に塵埃が付着する。図２Ｂの矢印は、前者の形態における外気の流れを表している。

【0019】

図３は、第１実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の斜視図である。

【0020】

図３Ａは室外機２０の外観を示しており、図３Ｂは図３Ａの蓋部２２、２２’を取り外した状態の外観を示している。

【0021】

図３Ａに示す蓋部２２、２２’は一例であり、この配置や形状に限定されない。通気性や保守性を考慮し、別の配置や形状を有していてもよい。

【0022】

図３Ｂに示す通り、本実施形態では、室外機２０は、遠心分離器３を備える。遠心分離器３は、塵埃を含む外気から塵埃を分離する。また、コンプレッサ２１の記載は省略する。詳細については、以下で説明する。

【0023】

図４は、第１実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器等の斜視図である。

【0024】

図４は、図３Ｂに示す遠心分離器３と、遠心分離器３の下部に配置される室外送風機２とを拡大した図である。本実施形態では、遠心分離器３は、吸気口７を２つ備えており、互いに対向する位置に配置されている。吸気口７の数はこれに限定されない。吸気口７の数は、１つであってもよく、また、３つ以上であってもよい。

【0025】

遠心分離器３は、室外送風機２によって吸気口７から外気を吸引する。動作の詳細は、後述する。

【0026】

図５は、第１実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の断面図である。

【0027】

本実施形態の室外機２０は、室外熱交換器１、室外送風機２及びモータ４に加えて、遠心分離器３を備える。また、本実施形態の室外送風機２は、遠心式の送風機である。例えば、ターボファンやシロッコファンなど、種々の遠心式の送風機を採用することができる。また、遠心分離器３は、塵埃を含む外気から塵埃を分離する遠心分離部５と、分離された塵埃を貯蔵する塵埃貯蔵部６とを備える。

【0028】

モータ４によって室外送風機２が駆動されると、遠心分離器３は、吸気口７から外気を吸引する。吸引された外気は塵埃を含んでおり、遠心分離部５で発生する旋回流によって、塵埃と、塵埃が分離された空気とに遠心分離される。遠心分離された塵埃は、重力によって、遠心分離器３内部の壁面をつたって落下し、塵埃貯蔵部６に貯蔵される。

【0029】

一方、塵埃が分離された空気は、遠心分離器３の排気口８から排気され、室外送風機２の吸い込み口９から吸い込まれる。また、塵埃が分離された空気は、室外送風機２の遠心力によって昇圧され、室外送風機２の吐き出し口１０から吐き出される。

【0030】

上述と同様に、鉄道車両２００のトンネルへの進入や室外熱交換器１の配置等を考慮し、本実施形態では、遠心分離器３、室外送風機２及びモータ４の配置場所が制限される。そのため、本実施形態の遠心分離器３は、室外送風機２及びモータ４の回転軸と重なる位置に配置される。これにより、室外機２０内において、遠心分離器３、室外送風機２及びモータ４の配置を省スペース化することができる。図５に示す通り、遠心分離器３内の旋回流の旋回中心と、室外送風機２及びモータ４の回転軸とが同心軸上になるように、遠心分離器３を室外送風機２上に設置するのが好ましい。また、遠心分離器３は、室外送風機２と、たわみ継手等の接続部材によって接続されていてもよい。

【0031】

また、図５に示す通り、塵埃貯蔵部６の縁には、遠心分離器３内の旋回流の旋回方向に沿って、仕切板１３が配置されている。塵埃貯蔵部６は、仕切板１３を備えることにより、塵埃貯蔵部６で発生する旋回流速を静止状態に近づけることができる。これにより、遠心分離器３は、塵埃貯蔵部６に貯蔵された塵埃が流出することを防止することができる。

【0032】

また、本実施形態の遠心分離器３は、遠心分離器３と室外熱交換器１との接触を防止する隔離板２３を備えていてもよい。

【0033】

本実施形態によれば、室外機２０は、遠心分離器３及び遠心式の室外送風機２を備えることで、吸引した外気から塵埃を分離することができる。

【0034】

また、本実施形態によれば、鉄道車両用空調装置１００は、外気から塵埃を分離し、塵埃が分離された空気を室外熱交換器１に接触させることができるため、室外熱交換器１への塵埃の付着を低減し、メンテナンス間隔を長くすることができる。また、本実施形態における鉄道車両用空調装置１００は、メンテナンス間隔が長くなるため、保守コストを抑えることができる。

【0035】

また、本実施形態によれば、遠心分離器３は、室外送風機２及びモータ４の回転軸と重なる位置に配置される。これにより、室外機２０内において、遠心分離器３、室外送風機２及びモータ４の配置を省スペース化することができる。好ましくは、遠心分離器３内の旋回流の旋回中心と、室外送風機２及びモータ４の回転軸とが同心軸上になるように、遠心分離器３を室外送風機２上に設置することで、さらに省スペース化を実現することができる。

【0036】

また、本実施形態によれば、塵埃貯蔵部６は、仕切板１３を備えることにより、塵埃貯蔵部６で発生する旋回流速を静止状態に近づけることができる。これにより、遠心分離器３は、塵埃貯蔵部６に貯蔵された塵埃が流出することを防止することができる。

【0037】

また、本実施形態によれば、遠心分離器３は、２つの吸気口７を備える。これにより、集塵率をより向上させることができる。

【0038】

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の断面図である。

【0039】

本実施形態の室外機２０は、第１実施形態と同様に、室外熱交換器１、室外送風機２及びモータ４及び遠心分離器３を備える。

【0040】

遠心分離器３の分離性能は、旋回流が高速なほど、微細な塵埃まで分離することができる。そのため、吸気口７の開口面積は小さい方がよい。一方で、圧力損失は、吸気口７の開口面積が小さいほど大きくなる。そのため、室外機２０は、高い圧力損失下で、冷房能力に必要な風量を得るには、遠心分離器３の外形を大きくし、全高を高くする必要がある。ここで、遠心分離器３の全高１１とは、遠心分離部５及び塵埃貯蔵部６の高さを合計した高さを指す。また、室外送風機２の全高１２とは、室外送風機２の翼高さを指す。前述と同様に、鉄道車両２００のトンネルへの進入等を考慮し、遠心分離器３の全高１１は制限される。これらのバランスを考慮すると、室外機２０は、遠心分離器３の全高１１と、室外送風機２の全高１２との比が３対１から５対１の間であれば、分離性能を向上させることができる。好ましくは、室外機２０は、遠心分離器３の全高１１と、室外送風機２の全高１２との比を、４対１に近づけることで最適な比率とすることができる。

【0041】

本実施形態によれば、遠心分離器３及び室外送風機２は、遠心分離器３の全高１１と室外送風機２の全高１２とを５対１から３対１にすることで、塵埃の分離性能を向上させることができる。また、遠心分離器３及び室外送風機２は、全高１１と１２の比を４対１に近づけることで、最適な構成とすることができ、塵埃の分離性能をさらに向上させることができる。

【0042】

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の鉄道車両用空調装置における室外機の断面図である。

【0043】

本実施形態の室外機２０は、第１実施形態と同様に、室外熱交換器１、室外送風機２及びモータ４及び遠心分離器３を備える。

【0044】

第１実施形態とは異なり、本実施形態における仕切板１３は、垂直方向に対して下側に傾斜している。

【0045】

本実施形態によれば、仕切板１３が垂直方向下側に傾斜しているため、遠心分離器３は、塵埃貯蔵部６での旋回流速をより静止状態に近づけることができる。これにより、遠心分離器３は、塵埃貯蔵部６に貯蔵された塵埃が流出するのをさらに防止することができる。

【0046】

（第４実施形態）
図８は、第４実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器等の斜視図である。

【0047】

本実施形態の室外機２０は、実施形態１と同様に、室外熱交換器１、室外送風機２及びモータ４及び遠心分離器３を備える。具体的には、図８は、遠心分離器３、室外送風機２及びモータ４の断面を斜視図で示している。

【0048】

本実施形態では、塵埃貯蔵部６は、鉄道レール方向（Ｘ方向）に延伸される端部１４を有する。

【0049】

一般的な重力式の遠心分離器では、重力方向下側に十分な寸法を取ることができるため、遠心分離器の下部に設置される塵埃貯蔵部６の流速は、ほぼゼロとなり、貯蔵された塵埃が流出することはない。しかし、本実施形態における鉄道車両用空調装置１００は、全高１１等に制限があるため、遠心分離器３では、前述のように重力方向に寸法を取ることができない。そのため、塵埃貯蔵部６は、鉄道レール方向に延伸した端部１４を設けることで、端部１４における流速を抑制し、塵埃が流出するのを防止する。

【0050】

図９は、第１実施形態における遠心分離器と第４実施形態における遠心分離器との流速シミュレーション結果の比較例である。

【0051】

図９Ａは、第１実施形態の遠心分離器３における流速分布図の例であり、図９Ｂは、第４実施形態の遠心分離器３における流速分布図の例である。これらは、Ｘ方向の断面及びＹ方向の断面における流速の大きさを可視化したものである。各図下側のグレースケールは、流速の大きさを表している。グレースケール左側ほど流速の値が小さく、右側ほど流速の値が大きいことを示している。

【0052】

図９Ａ、９Ｂの例では、同一の室外送風機２を用いてシミュレーションを行った。図９Ａの塵埃貯蔵部６（図９Ａ四角部分参照）は、流速の値がゼロになっていないことを示しており、図９Ｂの塵埃貯蔵部６（図９Ｂ四角部分参照）は、流速の値がほぼゼロになっていることを示している。

【0053】

このように遠心分離器３は、塵埃貯蔵部６に端部１４を設け、鉄道レール方向に延伸することで、流速を抑制することができる。

【0054】

図１０は、第１実施形態における遠心分離器と第４実施形態における遠心分離器との集塵率シミュレーション結果の比較例である。

【0055】

図１０Ａは、第１実施形態の遠心分離器３における集塵率の例であり、図１０Ｂは、第４実施形態の遠心分離器３における集塵率の例である。これらの図は、集塵率及び集塵した塵埃の流速を可視化したものである。各図下側のグレースケールは、塵埃の流速の大きさを表している。グレースケールの左側ほど塵埃の流速の値が小さく、右側ほど塵埃の流速の値が大きいことを示している。

【0056】

図１０Ａ、１０Ｂの例では、同一の室外送風機２を用いて、遠心分離器３が吸気口７から同一量の塵埃を吸引した場合の動作について、シミュレーションを行った。図中の粒子は、塵埃を表している。遠心分離器３を備えない場合の集塵率を０％とすると、図１０Ａの遠心分離器３における集塵率は、２４．２％であり、図１０Ｂの遠心分離器３における集塵率は、５４．２％であることを示している。遠心分離器３は、塵埃貯蔵部６に端部１４を設けることにより、より集塵率を向上させることができる。

【0057】

また、図１０Ａでは、塵埃貯蔵部６内に貯蔵された塵埃は、流速の値がゼロになっていないのに対して、図１０Ｂでは、端部１４を設けることにより、端部１４内の流速の値がほぼゼロになっていることを示している。また、図１０Ｂは、端部１４内に塵埃が多く蓄積されていることを示している。

【0058】

また、端部１４は、流速の減速領域となる角部を有する程度に延伸されるのが望ましい。図１０Ｂの塵埃貯蔵部は、端部１４が角部を有していることにより（図１０Ｂの四角部分参照）、より流速が減速していることが分かる。これにより、塵埃が流出するのを防止することができる。

【0059】

本実施形態によれば、遠心分離器３は、重力方向に十分な寸法をとることができない場合であっても、鉄道レール方向に延伸した端部１４によって、流速の減速領域が設けられるため、塵埃が流出するのを防止することができる。また、遠心分離器３は、端部１４を設けることで集塵率を向上させることができる。

【0060】

（第５実施形態）
図１１は、第５実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器等の斜視図である。

【0061】

本実施形態の室外機２０は、実施形態１と同様に、室外熱交換器１、室外送風機２及びモータ４及び遠心分離器３を備える。具体的には、図１１は、遠心分離器３、室外送風機２及びモータ４の断面を斜視図で示している。

【0062】

本実施形態では、塵埃貯蔵部６は、鉄道レール方向に延伸される端部１４を有しており、端部１４は、嵌合部１７で塵埃貯蔵部６から取り外し可能となっている。

【0063】

嵌合部１７は、留具１８を備えることで、塵埃貯蔵部６と固定することができる。留具１８の形状は、図１１のような差し込み式のものに限定されず、蝶ネジ等のネジ接続であってもよく、種々の留具１８を採用することができる。嵌合部１７は、留具１８を有することで、端部１４の取り外しの際の保守性を保ちながら、鉄道車両２００の振動に伴う端部１４の脱落を防止することができる。

【0064】

また、図１１では記載を省略するが、嵌合部１７は、パッキン等の密閉性の高い素材を取り付けることで、外気の進入や塵埃の流出をさらに抑制することができる。

【0065】

本実施形態によれば、端部１４に嵌合部１７を設けることで、鉄道車両２００の保守作業員は、遠心分離器３から端部１４を取り外して、内部に貯蔵された塵埃を除去することができる。また、遠心分離器３の端部１４を取り外し可能とすることで、塵埃除去作業における作業性を向上させることができる。

【0066】

（第６実施形態）
図１２は、第６実施形態の鉄道車両用空調装置における遠心分離器の断面図である。

【0067】

本実施形態の遠心分離器３は、遠心分離部５に円錐部２４を有する重力式の遠心分離器３である。円錐部２４は、円錐形状の内壁面を有している。遠心分離器３は、吸気口７から外気を吸引する。吸引された外気は、旋回流によって円錐部２４の内面を旋回しながら下降し、塵埃と、塵埃が分離された空気に遠心分離される。この図では、室外送風機２にモータ４が内蔵されている図となっているため、図中では、モータ４の記載を省略している。

【0068】

遠心分離器３は、室外送風機２及びモータ４の回転軸と重なる位置に配置される。これにより、室外機２０内において、遠心分離器３、室外送風機２及びモータ４の配置を省スペース化することができる。好ましくは、遠心分離器３内の旋回流の旋回中心と、室外送風機２及びモータ４の回転軸とが同心軸上になるように、遠心分離器３を室外送風機２の下に設置することで、さらに省スペース化を実現することができる。

【0069】

遠心分離器３は、円錐部２４を有しているため、塵埃貯蔵部６の入口が狭くなっている。塵埃貯蔵部６の入口付近では、流動抵抗が大きくなり、塵埃が分離された空気は、塵埃貯蔵部６には流入せず、上昇気流によって排気口８から排気される。排気された空気は、室外熱交換器１（不図示）に接触し、熱交換が行われる。また、室外送風機２は、遠心式の送風機の他、軸流式の送風機等、排気された空気を室外熱交換器１に接触させるための種々の送風機を採用することができる。

【0070】

上述の通り、第１～５実施形態による遠心分離器３を採用する方が、外気からより多くの塵埃を分離することができるが、本実施形態の遠心分離器３を用いた場合でも、塵埃を含む外気から塵埃を分離することができる。また、例えば、本実施形態における遠心分離器３は、排気口８側にフィルタなどを併用することで、さらに外気から塵埃を分離することができる。

【0071】

なお、鉄道車両用空調装置１００は、鉄道車両２００に限られず、バス等の車両に設けられていてもよい。

【0072】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0073】

１：室外熱交換器、２：室外送風機、３：遠心分離器、
４：モータ、５：遠心分離部、６：塵埃貯蔵部、
７：吸気口、８：排気口、９：吸い込み口、１０：吐き出し口、
１１：全高、１２：全高、１３：仕切板、１４：端部、
１７：嵌合部、１８：留具、２０：室外機、２１：コンプレッサ、
２２：蓋部、２２’：蓋部、２３、隔離板、２４：円錐部、
３０：室内機、３１：室内送風機、３２：室内熱交換器、
１００、鉄道車両用空調装置、２００：鉄道車両、
３００：ダクト、４００：客室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】