特許 7603886 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   B61D 27/00 20060101AFI20241213BHJP

【ＦＩ】

B61D27/00 N

B61D27/00 M

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024527926

(86)(22)【出願日】2022-06-13

(86)【国際出願番号】 JP2022023682

(87)【国際公開番号】W WO2023242924

(87)【国際公開日】2023-12-21

【審査請求日】2024-05-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100181618

【弁理士】

【氏名又は名称】宮脇 良平

(74)【代理人】

【識別番号】100174388

【弁理士】

【氏名又は名称】龍竹 史朗

(72)【発明者】

【氏名】新宮 和平

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－１６８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４４８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９９８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－０１０１５４３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６１Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両に搭載される空気調和装置であって、
前記空気調和装置を構成する機器を搭載する筐体と、
前記筐体の上方にあって、前記筐体の上面と側面を覆うカバーであって、前記カバーの側面と前記筐体の側面との間に隙間が形成されるカバーを備えるとともに、
前記筐体は、
前記鉄道車両の車室から流入する空気と、冷凍回路内を循環する冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器において熱交換を終えた前記空気を前記車室に向けて送出する送風機とが配置される室内機室と、
前記カバーの側面と前記筐体の側面との間の隙間にある空気を前記室内機室に導入する筐体側空気導入口を備え、
前記カバーは、前記カバーの側面と前記筐体の側面との間の隙間に車外の空気を導入するカバー側空気導入口を備え、
前記カバー側空気導入口と前記筐体側空気導入口は、前記鉄道車両の走行方向において前後に離隔して配置されている、
空気調和装置。

【請求項2】

前記カバー側空気導入口を、前記カバーの側面に備える、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記カバー側空気導入口を、前記鉄道車両の走行方向における前記カバーの前後の端面に備える、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項4】

前記筐体側空気導入口の開度を調整するダンパを備える、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項5】

前記筐体と前記鉄道車両の屋根の間に配置されて、前記鉄道車両の車室と前記室内機室と間で空気を輸送するダクトを備え、
前記ダクトは、前記鉄道車両の車室から前記室内機室に空気が輸送される第１領域と、前記室内機室から前記鉄道車両の車室に空気が輸送される第２領域を備え、
前記筐体は、
前記空気調和装置を構成する機器に電力を供給するインバータ装置が配置される電気装置室を備え、
前記インバータ装置に伝熱的に接続されるヒートシンクが前記第２領域の内部に配置されている、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項6】

前記電気装置室は前記室内機室に隣接して配置され、
前記筐体は、
前記電気装置室と前記室内機室とを区画する隔壁に、空気を流通させる連通口を備えるととともに、
前記第１領域を流れる空気の一部を前記電気装置室に導入する冷却空気導入口を備える、
請求項５に記載の空気調和装置。

【請求項7】

前記冷却空気導入口と前記インバータ装置の間に、前記冷却空気導入口から導入される空気を前記インバータ装置に誘導する誘導部材を備える、
請求項６に記載の空気調和装置。

【請求項8】

前記筐体は、
前記カバーの側面と前記筐体の側面との間の隙間と前記電気装置室との間で空気を流通させる通気口を備える、
請求項６に記載の空気調和装置。

【請求項9】

前記筐体と前記鉄道車両の屋根の間に配置されて、前記鉄道車両の車室と前記室内機室と間で空気を輸送するダクトを備え、
前記ダクトは、前記鉄道車両の車室から前記室内機室に空気が輸送される第１領域と、前記室内機室から前記鉄道車両の車室に空気が輸送される第２領域を備え、
前記ダクトの前記第２領域に、前記室内機室から前記第２領域に流入する空気の流れを、前記鉄道車両の前端に向かう流れと、前記鉄道車両の後端に向かう流れとに分流する分流部材を備える、
請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項10】

前記送風機が備える羽根車を構成するブレードを前記羽根車の回転軸に直交する平面で切断して得られる断面形の前記羽根車の回転中心に近い部位は、前記羽根車の回転方向に対して後ろ向きに傾斜しているとともに、
前記断面形の前記羽根車の回転中心から遠い部位は、前記羽根車の回転方向に対して前向きに傾斜している、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両に搭載される空気調和装置であって、車室内の空気の温度調整と同時に、車室の換気を行うことができる空気調和装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の空気調和装置は、鉄道車両の屋根の上に搭載される車両用空調ダクトの側面に車外の空気が流入する外気取入グリルを備えて、外気取入グリルから流入する外気を鉄道車両の車室から流入する空気と混合して、冷却器に導いている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５４－７７９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和装置においては、車外の空気が、外気取入グリルを通して、空気調和装置に直接流入するので、降雨時において、雨水が車外の空気とともに、空気調和装置の内部に浸入して、その後、鉄道車両の車室内に拡散すると言う問題がある。特に、車外の空気の取り込み量を増やした場合に、車室内に拡散する雨水の量が増加すると言う問題がある。

【0005】

本開示は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、鉄道車両に搭載される空気調和装置であって、車室の換気のために外気の取り込み量を増やした場合であっても、降雨時における雨水の浸入が抑制される空気調和装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本開示に係る空気調和装置は、鉄道車両に搭載される空気調和装置であって、空気調和装置を構成する機器を搭載する筐体と、筐体の上方にあって、筐体の上面と側面を覆うカバーを備え、カバーの側面と筐体の側面との間に隙間が形成される。筐体は、鉄道車両の車室から流入する空気と、冷凍回路内を循環する冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、熱交換器において熱交換を終えた空気を車室に向けて送出する送風機とが配置される室内機室と、カバーの側面と筐体の側面との間の隙間にある空気を室内機室に導入する筐体側空気導入口を備える。カバーは、カバーの側面と筐体の側面との間の隙間に車外の空気を導入するカバー側空気導入口を備える。そして、カバー側空気導入口と筐体側空気導入口は、鉄道車両の走行方向において前後に離隔して配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、筐体側空気導入口とカバー側空気導入口が、鉄道車両の走行方向において前後に離隔して配置されているので、雨水の空気調和装置の内部への侵入が抑制される。そのため、降雨時であっても、外気の取り込み量を増やして、車室の換気を十分に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施の形態に係る空気調和装置を基本的な構成要素に分解して示す説明図

【図2】図１に記載の空気調和装置が備えるカバーの外形を示す斜視図

【図3】図１に記載の空気調和装置が備える筐体の外形を示す斜視図

【図4】図１に記載の空気調和装置の平面図

【図5】図４に記載の空気調和装置の側面図

【図6】図４に記載の空気調和装置からカバーを取り外した状態を示す平面図

【図7】図６に記載の空気調和装置の室内機室を図６においてVII－VII線で示す平面で切断して示す断面図

【図8】図７に記載の空気調和装置が備える筐体側空気導入口の構成を示す説明図であって、ダンパが全閉された状態を示す図

【図9】図７に記載の空気調和装置が備える筐体側空気導入口の構成を示す説明図であって、ダンパが全開された状態を示す図

【図10】図６に記載の空気調和装置の電気装置室を図６においてX－X線で示す平面で切断して示す断面図

【図11】図６に記載の空気調和装置を図６においてXI－XI線で示す平面で切断して示す断面図

【図12】変形例に係る空気調和装置の構成を図６に倣って示す平面図

【図13】図１２に記載の空気調和装置の電気装置室を図１２においてXIII－XIII線で示す平面で切断して示す断面図

【図14】図６あるいは図１２に記載の室内機用送風機が備える羽根車の外形を示す斜視図

【図15】図１４に記載の羽根車が備えるブレードを羽根車の回転軸に直交する平面で切断して示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態に係る空気調和装置の構成と作用を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。

【0010】

図１は、本開示の実施の形態に係る空気調和装置１を、基本的な構成要素に分解して示す説明図である。図１に示すように、空気調和装置１は、鉄道車両２の屋根の上に搭載される。また、空気調和装置１は、カバー３と筐体４とダクト５を備えている。カバー３は、筐体４の上面と側面を覆って、筐体４を風雨と日射から保護する構造部材である。筐体４は、上面が開放された箱状の部材であって、空気調和装置１の後述する構成部品が搭載される構造部材である。ダクト５は、筐体４と鉄道車両２の間にあって、空気調和装置１と鉄道車両２との間で空気を輸送する流路を形成する構造部材である。鉄道車両２の図示しない車室内の空気は、ダクト５を通って、筐体４の内部に輸送されて、そこで、冷却されて、ダクト５を通って、鉄道車両２の図示しない車室に輸送される。

【0011】

（カバー）
図２は、空気調和装置１（図２において図示なし）が備えるカバー３の外形を示す斜視図である。図２に示すように、カバー３は、その上面に吸気グリル６と排気グリル７ａ，７ｂを備えている。また、カバー３は、左右の側面に、側面空気導入口８ａ，８ｂを備えている。なお、側面空気導入口８ａ，８ｂは、本開示に係るカバー側空気導入口の具体例である。

【0012】

（筐体）
図３は、空気調和装置１（図３において図示なし）が備える筐体４の外形を示す斜視図である。前述したように、筐体４は、上面が開放された箱状の部材であって、図３に示すように、その底板に、リターンエア導入口９ａ，９ｂと空気送出口１０を備えている。鉄道車両２（図３において図示なし）の車内の空気は、リターンエア導入口９ａ，９ｂを通って、筐体４の内部に流入し、空気調和装置１における処理を終えた空気は、空気送出口１０を通って、鉄道車両２に向けて送出される。

【0013】

筐体４は、その左右の側面に筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを備えている。後述するように、側面空気導入口８ａ，８ｂ（図３において図示なし）を通って、カバー３と筐体４の間に流入した空気が、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを通って、筐体４の内部に流入する。また、筐体４は、その底面に冷却空気導入口１２ａ，１２ｂを、その側面に通気口１３ａ，１３ｂを備えている。冷却空気導入口１２ａ，１２ｂと通気口１３ａ，１３ｂの作用については後述する。そして、筐体４は、隔壁１４を備えていて、隔壁１４によって複数個の区画に区切られている。

【0014】

（空気調和装置）
図４は、空気調和装置１の平面図である。図５は空気調和装置１の側面図である。なお、図４において、図の左右方向は鉄道車両２（図４において図示なし）の走行方向に相当する。つまり、鉄道車両２は図４の左右方向に走行する。図４の上下方向は鉄道車両２の幅方向に相当する。また、図５に現れる空気調和装置の側面は、鉄道車両２の走行方向における端面に相当する。前述したように、空気調和装置１の上面はカバー３で覆われていて、カバー３は、その上面に吸気グリル６と排気グリル７ａ，７ｂを備え、左右の側面に側面空気導入口８ａ，８ｂを備えている。

【0015】

前述したように、空気調和装置１は、空気調和装置１と鉄道車両２との間で空気を輸送する流路を形成するダクト５を備えている。図５に示すように、ダクト５は、鉄道車両２の車室から空気調和装置１に向けて、空気を輸送する第１領域５ａ，５ｂと、空気調和装置１から鉄道車両２の車室に向けて、空気を輸送する第２領域５ｃと、に区画されている。なお、本明細書において、鉄道車両２の車室から第１領域５ａ，５ｂを通って筐体４に流入する空気をリターンエア（ＲＡ）と呼び、筐体４から第２領域５ｃを通って鉄道車両２の車室に流出する空気を冷却エア（ＣＲ）と呼ぶことにする。また、図５以下の各図面においては、空気が流れる方向を矢印付きの１点鎖線で示すことにする。

【0016】

図６は、図４に示した空気調和装置１からカバー３を取り除いた状態を示す平面図である。図６に示すように、空気調和装置１が備える筐体４は、隔壁１４によって、４個の区画、すなわち、室外機室１５、電気装置室１６、室内機室１７及び圧縮機室１８と、に区画されている。また、カバー３の側面と筐体４の側面の間には隙間３ａが形成されている。隙間３ａには、側面空気導入口８ａ，８ｂを通って、鉄道車両２（図６において図示なし）の車外の空気が流入する。なお、本明細書において、鉄道車両２の車外から側面空気導入口８ａ，８ｂを通って、空気調和装置１に流入する空気をフレッシュエア（ＦＡ）と呼ぶことにする。

【0017】

（室外機室）
室外機室１５には、室外機用送風機１９と、２台の室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂが配置されている。室外機用送風機１９は鉄道車両２の外部の空気を、図４に示した吸気グリル６を経由して室外機室１５内に吸引して、室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂに送気する装置である。室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂは後述する冷凍回路の構成要素の一つである。室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂにおいては、冷凍回路内を循環する冷媒と室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂを通過する空気との間で熱が交換される。その結果、冷凍回路内を循環する冷媒が、室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂを通過する空気によって冷却される。室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂを通過した空気は、図４に示した排気グリル７ａ，７ｂを通って、鉄道車両２の外部に排出される。

【0018】

（電気装置室）
電気装置室１６は、空気調和装置１の運転と制御に関与する各種の電気装置が配置される区画である。インバータ装置２１は電気装置室１６内に配置される電気装置の一つである。インバータ装置２１は空気調和装置１に運転用の交流電力を供給する装置であって、当該交流電力の周波数を必要に応じて変更して、空気調和装置１の速度あるいは出力を調整する電気装置である。

【0019】

前述した冷却空気導入口１２ａ，１２ｂは電気装置室１６の底面に配置されていて、ダクト５の第１領域５ａ，５ｂ内の空気が冷却空気導入口１２ａ，１２ｂを通って、電気装置室１６に導入される。また、電気装置室１６内には、冷却空気導入口１２ａ，１２ｂを通って電気装置室１６に流入する空気をインバータ装置２１に向かう方向に誘導する案内板２２ａ，２２ｂが配置されている。なお、案内板２２ａ，２２ｂは、本開示に係る誘導部材の例示である。また、前述した通気口１３ａ，１３ｂは、電気装置室１６の側壁に配置されていて、電気装置室１６と隙間３ａとの間で空気が出入りする。なお、通気口１３ａ，１３ｂは電気装置室１６の側壁の室外機室１５に寄った位置に配置されている。また、通気口１３ａ，１３ｂと室外機室１５の間の距離は、冷却空気導入口１２ａ，１２ｂと室外機室１５の間の距離よりも小さくされている。

【0020】

（室内機室）
室内機室１７には、２台の室内機用送風機２３ａ，２３ｂと、２台の室内機用熱交換器２４ａ，２４ｂが配置されている。室内機用熱交換器２４ａ，２４ｂも後述する冷凍回路の構成要素である。室内機用熱交換器２４ａ，２４ｂにおいては、冷凍回路内を循環する冷媒と室内機用熱交換器２４ａ，２４ｂを通過する空気との間で熱が交換される。また、前述したリターンエア導入口９ａ，９ｂと空気送出口１０は、室内機室１７の底面に配置されている。

【0021】

前述した筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂは室内機室１７の側壁に配置されている。また、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂと側面空気導入口８ａ，８ｂは、鉄道車両２の走行方向において前後に離隔して配置されている。そのため、カバー３の外側から側面空気導入口８ａ，８ｂに正対する場合に、側面空気導入口８ａ，８ｂを通して、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを視認することができない。その結果、降雨時において、側面空気導入口８ａ，８ｂから雨水が隙間３ａに吹き込まれても、その雨水が、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂに直接吹き込まれることがない。そのため、室内機室１７の内部への雨水の侵入が抑制される。その結果、雨水の鉄道車両２の車室内部への侵入が抑制される。

【0022】

また、室内機室１７の内部には、２台の膨張弁２５ａ，２５ｂが配置されている。膨張弁２５ａ，２５ｂも後述する冷凍回路の構成要素であって、冷凍回路内を循環する冷媒を断熱膨張させる装置である。

【0023】

（圧縮機室）
圧縮機室１８には、２台の圧縮機２６ａ，２６ｂが配置されている。圧縮機２６ａ，２６ｂは、後述する冷凍回路を構成する要素であって、冷凍回路内を循環する冷媒を断熱圧縮する装置である。

【0024】

（冷凍回路）
室外機用熱交換器２０ａと室内機用熱交換器２４ａと膨張弁２５ａと圧縮機２６ａは図示しない冷媒配管を介して接続されて、第１の冷凍回路を構成する。室外機用熱交換器２０ｂと室内機用熱交換器２４ｂと膨張弁２５ｂと圧縮機２６ｂも図示しない冷媒配管を介して接続されて、第２の冷凍回路を構成する。つまり、空気調和装置１は２組の冷凍回路を備えている。また、室内機用熱交換器２４ａ，２４ｂは鉄道車両２の車室内の空気が担持する熱を冷媒に吸収させて、鉄道車両２の車室内の空気を冷却する吸熱器として機能する。室外機用熱交換器２０ａ，２０ｂは冷媒が担持する熱を鉄道車両２の車外に放出する放熱器として機能する。このように、本実施の形態において、空気調和装置１は鉄道車両２の車室内の空気を冷却する冷房機として機能する。なお、第１および第２の冷凍回路に冷媒が流れる方向を変更する四方弁を備えて、空気調和装置１が冷暖房兼用機として機能するようにしても良い。

【0025】

（室内機室における空気の流れ）
図７は、空気調和装置１の室内機室１７を図６においてVII－VII線で示す平面で切断して示す断面図である。鉄道車両２の車室から図示しない通風口を通ってダクト５の第１領域５ａ，５ｂに流入したリターンエアＲＡは、図７に示すように、リターンエア導入口９ａ，９ｂを通って、室内機室１７に流入する。

【0026】

前述したように、フレッシュエアＦＡは、側面空気導入口８ａ，８ｂ（図７において図示なし）を経由して、筐体４とカバー３の間の隙間３ａに流入する。隙間３ａに流入したフレッシュエアＦＡは、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを通って、室内機室１７に流入する。

【0027】

室内機室１７に流入したリターンエアＲＡとフレッシュエアＦＡは、そこで互いに混合される。混合された空気は、室内機用送風機２３ａ，２３ｂによって吸引されて、室内機用熱交換器２４ａ，２４ｂに送気されて、そこで冷却されて、冷却エアＣＡが生成される。冷却エアＣＡは、空気送出口１０を経由してダクト５の第２領域５ｃに送出される。第２領域５ｃに送出された冷却エアＣＡは、図示しない通風口を通って鉄道車両２の車室に流れる。

【0028】

このように、室内機室１７においては、リターンエア導入口９ａ，９ｂを経由して流入するリターンエアＲＡと、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを経由して流入するフレッシュエアＦＡが混合されて、冷却されて、冷却エアＣＡが生成される。冷却エアＣＡは、空気送出口１０とダクト５の第２領域５ｃを経由して、鉄道車両２の車室に送出される。その結果、鉄道車両２の車室の冷房と換気がなされる。

【0029】

なお、リターンエア導入口９ａ，９ｂを、フィルタ、グリル、金網、パンチングメタル、あるいは、その他の圧力損失を生じさせる要素でカバーしても良い。リターンエア導入口９ａ，９ｂに圧力損失を生じさせる要素を備えることによって、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂにおいて生じる圧力損失が相対的に小さくなるので、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを経由して室内機室１７に流入するフレッシュエアＦＡが増加する。その結果、換気量が大きくなる。

【0030】

図８と図９は、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂの構成を示す説明図である。図８と図９に示すように、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂはフィルタ１１ｃとダンパ１１ｄを備えている。フィルタ１１ｃはフレッシュエアＦＡに含まれる塵埃を濾し取る防塵フィルタである。筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂにフィルタ１１ｃを備えるので、鉄道車両２の車室への塵埃の侵入が抑制される。なお、フィルタ１１ｃは防塵機能を備えていれば十分であり、その素材と機械的構成は限定されない。

【0031】

ダンパ１１ｄは、図示しない電動機で駆動されて、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂの開度を任意に調整する装置である。図８においてダンパ１１ｄは全閉状態にあり、図９においてダンパ１１ｄは全開状態にある。また、ダンパ１１ｄの開度は、全閉状態と全開状態の間で任意に選択できる。このように、空気調和装置１は、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂにダンパ１１ｄを備えるので、室内機室１７に流入するフレッシュエアＦＡの流量を、必要に応じて調整することができる。

【0032】

また、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂにおいては、フィルタ１１ｃをダンパ１１ｄの外側に配置したので、筐体４の外側から手を入れて、フィルタ１１ｃを交換することが容易である。

【0033】

（電気装置室における空気の流れ）
図１０は、空気調和装置１の電気装置室１６を図６においてX－X線で示す平面で切断して示す断面図である。図１０に示すように、インバータ装置２１はヒートシンク２７の上に搭載されて、ヒートシンク２７と伝熱的に接触している。そして、ヒートシンク２７の一部は、ダクト５の第２領域５ｃの内部に突出している。そのため、インバータ装置２１で発生する熱はヒートシンク２７に伝熱され、ヒートシンク２７からダクト５の第２領域５ｃ内の冷却エアＣＡ（図１０において図示なし）に向けて放熱される。つまり、インバータ装置２１はダクト５の第２領域５ｃ内を流れる冷却エアＣＡによって冷却される。

【0034】

また、前述したように、電気装置室１６の底板には、冷却空気導入口１２ａ，１２ｂが配置されている。そのため、図１０に示すように、ダクト５の第１領域５ａ，５ｂ内のリターンエアＲＡが、冷却空気導入口１２ａ，１２ｂを通って、電気装置室１６に流入する。そして、電気装置室１６に流入したリターンエアＲＡは、案内板２２ａ，２２ｂに案内されてインバータ装置２１に向かって流れて、インバータ装置２１を冷却する。インバータ装置２１を冷却したリターンエアＲＡは、通気口１３ａ，１３ｂと隙間３ａを通って、鉄道車両２の車外に排出される。

【0035】

なお、インバータ装置２１の冷却には、風量が大きいことよりも風速が速いことが求められる。そこで、本実施の形態においては、案内板２２ａ，２２ｂを備えることによって、インバータ装置２１に当たるリターンエアＲＡの流速を高めている。また、インバータ装置２１は、局所的に発熱するので、発熱が生じる部位に冷却空気を集中することが求められる。そこで、本実施の形態においては、案内板２２ａ，２２ｂを備えることによって、リターンエアＲＡをインバータ装置２１の発熱が生じる部位に導いている。

【0036】

（分流部材）
図１１は、空気調和装置１を図６においてXI－XI線で示す平面で切断して示す断面図である。図１１に示すように、ダクト５の第２領域５ｃは、分流部材２８を備えている。分流部材２８は、図１１において右方向に向かって下降する傾斜面と左方向に向かって下降する傾斜面とを備えている。そのため、室内機用送風機２３ａ，２３ｂから吐出されて垂直下方に向かう冷却エアＣＡの流れが一方の傾斜面に衝突すると、冷却エアＣＡはダクト５の第２領域５ｃにおいて図の右方向に向かって流れる。冷却エアＣＡの流れが他方の傾斜面に衝突すると、冷却エアＣＡはダクト５の第２領域５ｃにおいて図の左方向に向かって流れる。このように、分流部材２８によれば、ダクト５の第２領域５ｃに流入する冷却エアＣＡの流れを、図において右方向に向かう流れと左方向に向かう流れに分流することができる。つまり、冷却エアＣＡの流れを、鉄道車両２（図１１において図示なし）の前端に向かう流れと後端に向かう流れに分流することができる。そのため、冷却エアＣＡが鉄道車両２の前後端に届きやすくなる。

【0037】

（変形例）
図１２は、変形例に係る空気調和装置１の構成を図６に倣って示す平面図である。図１２に示すように、変形例に係る空気調和装置１は、カバー３の前後端に端面空気導入口２９を備えるとともに、電気装置室１６と室内機室１７を区画する隔壁１４に、連通口３０を備えることを特徴している。

【0038】

端面空気導入口２９は、本開示に係るカバー側空気導入口の別例である。つまり、変形例に係る空気調和装置１は、側面空気導入口８ａ，８ｂに加えて、端面空気導入口２９をカバー側空気導入口として備えることを特徴としている。側面空気導入口８ａ，８ｂに加えて、端面空気導入口２９をカバー側空気導入口として備えることによって、隙間３ａに流入するフレッシュエアＦＡの流量が増加する。そのため、空気調和装置１の換気能力が向上する。なお、側面空気導入口８ａ，８ｂを廃止して、端面空気導入口２９だけをカバー側空気導入口として備えるようにしても良い。

【0039】

なお、上記において、空気調和装置１に側面空気導入口８ａ，８ｂと端面空気導入口２９と連通口３０を備える例を示したが、空気調和装置１は、側面空気導入口８ａ，８ｂと端面空気導入口２９を備えて、連通口３０を備えないものであっても良い。また、空気調和装置１は、側面空気導入口８ａ，８ｂと連通口３０を備えて、端面空気導入口２９を備えないものであっても良い。

【0040】

図１３は、図１２に記載の空気調和装置１の電気装置室１６を図１２においてXIII－XIII線で示す平面で切断して示す断面図である。前述したように、変形例に係る空気調和装置１は、電気装置室１６と室内機室１７を区画する隔壁１４に連通口３０を備えているので、電気装置室１６内の空気は連通口３０（図１３において図示なし）を通って室内機室１７（図１３において図示なし）に流れて、室内機用送風機２３ａ，２３ｂ（図１３において図示なし）によって吸引される。その結果、電気装置室１６が外気に対して負圧になるので、リターンエアＲＡが、ダクト５の第１領域５ａ，５ｂ内から冷却空気導入口１２ａ，１２ｂを通って、電気装置室１６に流入する。また、フレッシュエアＦＡが、鉄道車両２の車外から隙間３ａと通気口１３ａ，１３ｂを通って、電気装置室１６内に流入する。このように、リターンエアＲＡに加えて、フレッシュエアＦＡが電気装置室１６内に流入するので、インバータ装置２１が、より効果的に冷却される。

【0041】

（送風機）
最後に、図６あるいは図１２に記載の空気調和装置１が備える室内機用送風機２３ａ，２３ｂの構成について説明する。室内機用送風機２３ａ，２３ｂは遠心型の送風機である。遠心型の送風機が備える羽根車は、回転軸に直交する平面で切断した断面において、回転方向に傾いた、つまり前向きに傾いた翼形を有するブレードを備えるシロッコファンと、回転軸に直交する平面で切断した断面において、回転方向の逆方向に傾いた、つまり後向きに傾いた翼形を有するブレードを備えるターボファンとに大別される。一般にシロッコファンは大きな風量が必要とされる場合に有利であるとされている。ターボファンは高圧力が必要とされる場合に有利であるとされている。

【0042】

図１４は、室内機用送風機２３ａ，２３ｂが備える羽根車３１の外形を示す斜視図である。図１４に示すように、羽根車３１は、円盤状の主板３１ａと環状のシュラウド３１ｂと多数のブレード３１ｃを備えている。ブレード３１ｃは羽根車３１の回転中心３１ｄに対して放射状に配置されていて、主板３１ａとシュラウド３１ｂの間に挟持されている。羽根車３１が回転すると、シュラウド３１ｂの中心から空気が吸引されて、羽根車３１の内部に流入する。羽根車３１の内部に流入した空気は、ブレード３１ｃとブレード３１ｃの間の隙間を通って、羽根車３１の回転中心３１ｄから遠ざかる方向に、つまり遠心方向に吐出される。

【0043】

図１５は、図１４に記載の羽根車３１が備えるブレード３１ｃを羽根車３１（図１５において図示なし）の回転軸に直交する平面で切断して示す断面図である。図１５に示すように、ブレード３１ｃの断面形は内側、つまり羽根車３１の回転中心３１ｄに近い部位において、羽根車３１の回転方向に対して後向きに傾斜している。つまり該部位において、ブレード３１ｃは、回転中心３１ｄから離れるに従って、羽根車３１の回転方向の反対方向に傾いている。このように、羽根車３１は、回転中心３１ｄに近い部位において、ターボファンの特徴を有している。ブレード３１ｃは、回転中心３１ｄに近い部位において、ターボファン形状を備えている。

【0044】

一方、羽根車３１の外側、つまり羽根車３１の回転中心３１ｄから遠い部位において、ブレード３１ｃの断面形は、羽根車３１の回転方向に対して前向きに傾斜している。つまり該部位において、ブレード３１ｃは、回転中心３１ｄから離れるに従って、羽根車３１の回転方向に傾いている。このように、羽根車３１は、回転中心３１ｄから遠い部位において、シロッコファンの特徴を有している。ブレード３１ｃは、回転中心３１ｄから遠い部位において、シロッコファン形状を備えている。

【0045】

このように、羽根車３１は、内周側においてはターボファンの特徴を備えるとともに、外周側においてはシロッコファンの特徴を備えている。そのため、羽根車３１の内周側においては、ターボファンと同様の高い効率が得られる。羽根車３１の外周側においては、シロッコファンと同様の大きな風量が得られる。そのため、羽根車３１を備えることによって、室内機用送風機２３ａ，２３ｂを小型軽量化することが可能になる。ひいては、空気調和装置１を小型軽量化することが可能になる。

【0046】

以上、説明したように、本実施の形態においては、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂが端面空気導入口２９と側面空気導入口８ａ，８ｂとから離隔して配置されている。そのため、端面空気導入口２９と側面空気導入口８ａ，８ｂから雨水が流入しても、その雨水が筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂに到達することは難しい。その結果、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂからの雨水の侵入が抑制されるので、降水時であっても、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂを経由して、必要な量の外気を導入して、鉄道車両２の車室の換気を十分に行うことができる。その結果、鉄道車両２の車室の衛生環境が改善される。

【0047】

また、室内機室１７を通過した空気が流れるダクト５の第２領域５ｃ内にインバータ装置２１に伝熱的に接続されるヒートシンク２７を配置したので、インバータ装置２１の冷却性能が向上する。また、電気装置室１６に冷却空気導入口１２ａ，１２ｂを設けて、鉄道車両２の車室内の空気を電気装置室１６に導入するようにしたので、インバータ装置２１の冷却性能が、さらに向上する。

【0048】

なお、インバータ装置２１は電気品であるので、結露による損傷が問題になるが、本実施の形態においては、比較的に温度が高いリターンエアＲＡを電気装置室１６に導入するようにしたので、インバータ装置２１における結露の発生が抑制される。また、ヒートシンク２７には、温度が低い冷却エアＣＡが接触するので、結露が生じやすいが、ヒートシンク２７は電気品ではないので、結露が生じても大きな問題は生じない。

【0049】

また、室内機用送風機２３ａ，２３ｂが備える羽根車３１が、内周側においてはターボファンの特徴を備えるとともに、外周側においてはシロッコファンの特徴を備えているので、羽根車３１および室内機用送風機２３ａ，２３ｂを小型軽量化することが容易である。

【0050】

また、羽根車３１は上記の特徴を備えるので、従来のシロッコファンに比べて、寸法を小さくすることできる。また、シロッコファンと同等の風量を維持したまま、静圧を高くすることができる。そのため、本実施の形態によれば、換気量を増やして、車内環境の衛生水準を高く保つことができる。

【0051】

また、羽根車３１によれば、第２領域５ｃを流れる冷却エアＣＡを高静圧化できるので、冷却エアＣＡがヒートシンク２７に当たって生じる圧力損失による流量低下を小さくすることができる。

【0052】

なお、本開示の技術的範囲は、上記の実施の形態によっては、限定されない。本開示は特許請求の範囲に示された技術的思想の限りにおいて、自由に、変形、変更あるいは改良して実施することができる。

【0053】

上記において、空気調和装置１が２組の冷凍回路を備える例を示したが、本開示に係る空気調和装置は２組の冷凍回路を備えるものには限定されない。本開示に係る空気調和装置は、冷凍回路を１組だけ備えるものであっても良い。

【0054】

インバータ装置２１と冷却空気導入口１２ａ，１２ｂの間に配置される誘導部材の具体例として案内板２２ａ，２２ｂを示したが、誘導部材は板状の部材には限定されない。誘導部材は冷却空気導入口１２ａ，１２ｂから導入された空気を物理的にインバータ装置２１に導く部材であれば十分であり、その形状あるいは構成は限定されない。誘導部材は、管材であっても良いし、箱型の部材であっても良い。

【0055】

ダクト５の第２領域５ｃに配置される分流部材２８は、ダクト５の第２領域５ｃに流入する冷却エアＣＡの流れを、鉄道車両２の前端に向かう流れと鉄道車両２の後端に向かう流れに分流する機能を備えていれば十分であり、分流部材２８の形状と機械的構成は限定されない。特に、分流部材２８が備える斜面の勾配は、図示されたものには限定されない。分流部材２８が備える斜面の勾配は任意に選択できる。分流部材２８が備える斜面は均一な勾配を備えるものには限定されない。つまり、分流部材２８が備える斜面は図１１に現れる断面形において、直線で表せるものには限定されない。分流部材２８が備える斜面は勾配が連続して変化するものであっても良い。つまり、分流部材２８が備える斜面は図１１に現れる断面形において、曲線で表せるものであっても良い。

【0056】

また、側面空気導入口８ａ，８ｂ及び端面空気導入口２９にグリルを備えて、雨水の侵入を側面空気導入口８ａ，８ｂ及び端面空気導入口２９で防ぐようにしても良い。

【0057】

また、上記において、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂにダンパ１１ｄを備える例を示したが、筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂにおいて、ダンパ１１ｄは必須の構成要素ではない。筐体側空気導入口１１ａ，１１ｂはダンパ１１ｄを備えないのであっても良い。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本開示は、空気調和装置として好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0059】

１ 空気調和装置、２ 鉄道車両、３ カバー、３ａ 隙間、４ 筐体、５ ダクト、５ａ，５ｂ 第１領域、５ｃ 第２領域、６ 吸気グリル、７ａ，７ｂ 排気グリル、８ａ，８ｂ 側面空気導入口，９ａ，９ｂ リターンエア導入口、１０ 空気送出口、１１ａ，１１ｂ 筐体側空気導入口、１１ｃ フィルタ、１１ｄ ダンパ、１２ａ，１２ｂ 冷却空気導入口、１３ａ，１３ｂ 通気口、１４ 隔壁、１５ 室外機室、１６ 電気装置室、１７ 室内機室、１８ 圧縮機室、１９ 室外機用送風機、２０ａ，２０ｂ 室外機用熱交換器、２１ インバータ装置、２２ａ，２２ｂ 案内板、２３ａ，２３ｂ 室内機用送風機、２４ａ，２４ｂ 室内機用熱交換器、２５ａ，２５ｂ 膨張弁、２６ａ，２６ｂ 圧縮機、２７ ヒートシンク、２８ 分流部材、２９ 端面空気導入口、 ３０ 連通口、３１ 羽根車、３１ａ 主板，３１ｂ シュラウド，３１ｃ ブレード、３１ｄ 回転中心、ＲＡ リターンエア、ＦＡ フレッシュエア、ＣＡ 冷却エア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】