JPS6312834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、空気調和を行なう空間における居住
密度の高い鉄道車両用空気調和装置に関するもの
である。

〔発明の背景〕

従来の鉄道車両における空気調和装置（以下空
調和装置という）としては、屋根上に冷房装置、
腰掛の下に電気ヒータを設置して、夏季には前記
冷房装置を１つのサーモスタツトの温度検出信号
により自動運転し、冬季には電気ヒータのみによ
るものが一般的であつた。しかしながら、近年１
つで冷・暖房に使えるヒートポンプ式空調装置
（例えば実開55−11325号公報）が普及するにつれ
て、鉄道車両用空調装置にも冷房装置と電気ヒー
タとの併置方式に代えて運転制御を含んだヒート
ポンプ式空調装置に置換える試みがなされてい
る。特に、従来のサーモスタツトのみによる客室
内温度検知の自動運転からのきめ細かい省エネル
ギー温度制御や換気制御等が必要とされてきたの
で、複数の検出器からの入力信号により演算、判
断を行ない、各機器に適切な制御信号を与える機
能を有した制御装置が必要である。ところが、前
記のような制御装置においては、一般に熱、ほこ
り、振動および衝撃に弱く、高温多湿で塵埃が多
く、振動の激しい場所に設置すると該制御装置内
部の電子回路や電源回路が誤動作することがあ
る。特に、周囲温度の上昇と回路を構成する電子
部品の自己発熱により、密閉構造となつている制
御装置内部の温度がさらに上昇し、電子部品の許
容限界温度以上になる恐れがある。電子部品の温
度が許容限界温度以上になると、特性が悪化して
その回路全体の特性が不安定になり、動作機能に
異常を来す。また、湿度の高い場合においては、
電子回路上に付着したほこりにより、電子回路の
絶縁不良等が生じ、さらに、制御装置の空調装置
への取付け構造や取付け位置により車両から伝播
する振動や衝撃によつて電子回路を構成する電子
部品の離脱等が発生し、最悪の場合には短絡や動
作不良等の事故が起る恐れがあつた。

ところで、複数の検出器と該検出器の検出結果
によつて各機器を制御する制御装置とを有した鉄
道車両用空調装置を屋根上に塔載した場合、日中
の直射日光による輻射熱で該制御装置の周囲温度
が異常に高くなる。さらに、空調すべき空間の居
住密度が高いため、客室内の空気に浮遊する塵埃
およびたばこの煙等の汚染物が多い。このため、
従来の単独のサーモスタツトとリレー駆動による
制御装置においては、サーモスタツトを空調装置
内部に取付け、制御装置は車両客室内の妻部に設
置するという分散方式を採用して、制御装置への
悪影響をなくしていた。ところが、複数の検出器
を設け、客室内の状況を即座に検知して最適な空
調制御を行なうことは、各機器応答遅れ等により
前記のような構成では不可能で、各検出器と制御
装置とを同一空間上に設置することおよび制御装
置の密閉構造の採用はきめの細い制御を行なう場
合必須の事がらである。したがつて、前述の制御
装置における不具合を発生させる原因と相反する
という問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、制御装置を密閉
構造にし、かつ空調装置の循環空気取込み口に設
置することにより、機械振動による影響を少なく
し、該制御装置の動作時の自己発熱によつて起る
誤動作等の不具合を防止できるとともに操作性の
向上を図り得る鉄道車両用空気調和装置を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、空調装置の制御装置および該制御装
置に接続された複数の検出器を車両客室内からの
循環空気が流れているリターン口内に配置し、空
調装置が冷暖房予備運転を行つた後、リターン口
の雰囲気温度がある一定の範囲内におさまつてか
ら、制御装置を動作させ、かつ空調装置の枠体か
ら突出した部位や断熱した部材を介して空調装置
に固定することにより、制御装置が動作している
時の雰囲気温度を常に車両客室と同じにするとと
もに空調装置自身からの熱伝導による温度の影響
を軽減し、かつ設定スイツチおよび表示器を車体
構造垂直線に対して傾斜させ、客室内からの操作
および確認を容易にしたことを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の一実施例を第１図ないし第６図
により説明する。まず、第１図および第２図によ
り全体配置を説明すると、鉄道車両１の屋根３上
に塔載された空調装置２は、圧縮器５および６、
室外熱交換器７および８、室外熱交換器１３およ
び１４、室外フアン９および１０、室内フアン１
１および１２により構成されている。また、空調
装置２の温度制御を行なうサーモスタツト１５は
客室内からの循環空気４の取入れ口に設置されて
いる。該サーモスタツト１５の制御対象となるア
クチユエータは第３図に示すように圧縮機５，６
であり、図示していないが室外フアン９，１０、
室内フアン１１，１２および冷媒の流れを切換え
る電磁弁や新鮮外気取入れのためのダンパモート
ル等である。

第４図は空調装置２を鉄道車両１に塔載した鉄
道車両の車体幅方向断面を示し、客室１８内側の
空気の流れについて詳述すると、鉄道車両１の屋
根３の上にパツキン１９を介して塔載された空調
装置２では、一方で屋根３に設けられた循環空気
４用の連絡口２２を介して、客室１８に通じてお
り、他方では循環空気４を吸出す空調ダクト２１
および吹出グリル２２を介して客室１８に通じて
いる。今、冷暖房運転を行なつたとすると客室１
８からの循環空気４は車両の両側天井に設けられ
たリターンフイルタ２０，２０′を有する連絡口
２２′を通り、空調装置１２の底部に設けられた
リターン口２２，２３′を経由して室内熱交換器
１３，１４を通過する。該室内熱交換器１３，１
４を通過する過程で高温のガス冷媒と熱交換して
加熱され、冷風が温風になつて室内フアン１１に
よつて客室１８に吹出される構成となつている。
制御装置１６はリターン口２３内に設けられ、循
環空気４の流れの中にさらされているために、制
御装置１６の周辺雰囲気温度は客室１８内とほぼ
同様である。第５図と第６図に制御装置の内部構
造を示す。図において、制御装置１６はセンサケ
ーブル２５を介して温度センサ２４、温度センサ
２４′および汚染センサ２５からの微弱信号をア
ナログ増幅回路３４によつてトランジスタ論理の
電圧に増幅し、かつＡ／Ｄ変換機能を内蔵した
Ｉ／Ｏ LSI32や演算判断を行なうCPU28で適切
なる制御信号をアクチユエータ駆動回路３５に送
る構成となつている。また、制御装置１６は電子
回路２９やそれらを含む回路を動作させるべき直
流電圧を供給する電源３０と室内フアン１１や圧
縮機５が運転された後に、その電源３０を接続す
るように構成されたタイマ機構をもつ電源作動機
構３６等から構成されている。２６は制御装置１
６の制御内容を変化させるべき設定スイツチ、２
７は制御装置１６の制御内容を表示する表示器、
３１はEP−ROMで、空調装置の各種制御を行な
うアルゴリズムを記憶しているメモリである。３
３は鉄道車両１から供給される交流電源である。
第７図にリターン口付近の詳細を示す。図におい
て、点線はリターンフイルタ２０を開放した状態
を示している。制御装置１６は図示のように車体
長桁３８に対して斜めに取付けられ、点検者３７
がリターンフイルタ２０を開けて、下部に取付け
られている設定スイツチ２６の操作や表示器２７
の視覚確認を行うようになつている。特に、設定
スイツチ２６や表示器２７の取付け位置について
は、前記第６図の実施例に限定されるものではな
い。

このような構成において、温度センサ２４、温
度センサ２４′、汚染度センサ２５と制御装置１
６とで客室１８内の最適な空調制御を行なう場
合、まず、空調装置を単独で作動させて、冷暖房
の予備運転を行ない、客室１８内の空気をリター
ン口２３，２３′から吸込んで、空調ダクト２１
や吹出グリル２２を通して客室１８内へ吹出すよ
うな一連の循環空気の流れを形成する。そして、
空調装置の運転作動後、電源作動機構３６内のタ
イマが作動して客室１８内とリターン口とが同一
温度になつてから制御装置１６を動作させる。さ
らに、点検者３７の設定スイツチ２６の入力によ
る操作指示か、温度センサ２４、湿度センサ２
４′、汚染度センサ２５等の入力により客室１８
内のきめ細かい空調制御が実施される。この時点
検者３７が客室１８内からリターンフイルタ２０
を開いて設定スイツチ２６の入力指示を行なうと
同時に操作入力の目視確認が可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、車両用空
調装置の冷暖房予備運転を行ない、循環空気が流
れた後に制御装置を動作させるので、車両用空調
装置のリターン口に複数の検出器と制御装置とを
設置することにより、制御装置内部の温度上昇を
防ぐ空冷フアンが不用で、制御装置の構造を密閉
とするとともに、電子回路の防湿処理を行なう構
成にすることができるので、制御装置の設置環境
条件が改善されて、検出器や制御装置の寿命が延
び、かつ点検者の操作性も向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気調和装置の一実施例
を備えた鉄道車両の斜視図、第２図は第１図の空
気調和装置の斜視図、第３図はサーモスタツトを
示した回路図、第４図は第１図の鉄道車両の空気
調和装置部における車体幅方向断面図、第５図は
制御装置の斜視図、第６図は第５図の制御装置の
回路図、第７図は第４図のリターングリル部の拡
大断面図である。 １５……サーモスタツト、１６……制御装置、
２０，２０′……リターンフイルタ、２３，２
３′……リターン口、２４……温度センサ、２５
……湿度センサ、２６……汚染度センサ、２７…
…表示器、３０……電源、３５……アクチユエー
タ駆動回路、３６……電源作動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両屋根部に配置された圧縮機、凝縮器、膨
   張機構、蒸発器、切換弁および該各機器を駆動制
   御する制御装置から成る鉄道車両用空気調和装置
   において、車両客室内から循環空気を取込む位置
   に前記制御装置および該制御装置に接続された温
   度、温度および汚染度を検出する検出器を設け、
   空気調和装置始動時に冷暖房予備運転終了後に前
   記制御装置を動作させる電源作動機構を該制御装
   置の電源回路に設けたことを特徴とする鉄道車両
   用空気調和装置。