(57)【要約】【課題】従来よりも冷媒配管の短尺化が図られる空調装置を提供する。【解決手段】圧縮機、室外熱交換器１２０、及び室外ファンが４１０配置される室外機用空間Ｓ１と、室内熱交換器３００及び室内ファン４２０が配置される室内機用空間Ｓ２とが、仕切り壁５１０を隔てて隣り合っている。室内機用空間画定部５００Ｂの、仕切り壁５１０と対向する底面５５１に、被空調室に通じる室内熱交換用第１開口５４１が形成されている。室内ファン４２０は、室内熱交換用第１開口５４１に面する位置に配置され、かつ室内熱交換用第１開口５４１を通じて、被空調室から室内機用空間Ｓ２に向かう気流を形成する。室内熱交換器３００が、仕切り壁５１０と底面５５１とが対向している方向であるＺ軸方向に平行な平面視で室内ファン４２０を取り囲んでいることにより、室内熱交換器３００と室内ファン４２０との、Ｚ軸方向の位置が重なっている。【選択図】図５
2020133923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
一方が前記冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、他方が前記冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器と、
前記室外熱交換器に当たる気流を形成する室外ファンと、
前記室内熱交換器に当たる気流を形成する室内ファンと、
前記圧縮機、前記室外熱交換器、及び前記室外ファンが配置される室外機用空間を画定している室外機用空間画定部と、前記室内熱交換器及び前記室内ファンが配置される室内機用空間を画定している室内機用空間画定部とを有し、前記室外機用空間と前記室内機用空間とが、前記室外機用空間画定部と前記室内機用空間画定部とによって構成されている仕切り壁を隔てて、隣り合っているケーシングと、
前記仕切り壁を貫通しており、前記圧縮機、前記室外熱交換器、及び前記室内熱交換器を接続する、前記冷媒の流路を構成している冷媒配管と、
を備え、
前記室内機用空間画定部が、前記仕切り壁と対向する対向面を有し、前記対向面には、空調の対象である被空調室に通じる室内熱交換用第１開口が形成されており、
前記室内ファンが、前記室内熱交換用第１開口に面する位置に配置され、かつ前記室内熱交換用第１開口を通じて、前記被空調室と前記室内機用空間との一方から他方に向かう前記気流を形成し、
前記室内熱交換器が、前記仕切り壁と前記対向面とが対向している方向である対向方向に平行な平面視で、前記室内ファンを取り囲んでいることにより、前記室内熱交換器と前記室内ファンとの、前記対向方向の位置が重なっている、
空調装置。
【請求項２】
前記室外熱交換器を前記対向方向に平行に前記対向面へと投影した領域と、前記室内熱交換器を前記対向方向に平行に前記対向面へと投影した領域とが重なりを有し、
前記室内熱交換器が、前記冷媒が導入される室内熱交換用冷媒導入部と、前記冷媒が排出される室内熱交換用冷媒排出部とを有し、
前記室内熱交換用冷媒導入部と前記室内熱交換用冷媒排出部とが、前記対向方向に平行な平面視で、前記室内ファンを挟んで対向しており、
前記室外熱交換器が、前記冷媒が導入される室外熱交換用冷媒導入部と、前記冷媒が排出される室外熱交換用冷媒排出部とを有し、
前記室外熱交換器の、前記室内熱交換用冷媒導入部と前記室内熱交換用冷媒排出部とが対向している方向の一端部に、前記室外熱交換用冷媒導入部が配置されており、他端部に前記室外熱交換用冷媒排出部が配置されている、
請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記冷媒配管が、
前記仕切り壁を前記対向方向に貫通し、前記室内熱交換用冷媒排出部から前記室外熱交換用冷媒導入部に至る前記流路の一部を構成している第１貫通部と、
前記仕切り壁を前記対向方向に貫通し、前記室外熱交換用冷媒排出部から前記室内熱交換用冷媒導入部に至る前記流路の一部を構成している第２貫通部と、
を有する、請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記室外熱交換器が、前記対向方向に関して、前記室外ファンよりも前記仕切り壁に近い位置に配置されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記ケーシングが、車両の屋根に固定され、
前記室内熱交換器が、前記車両の内部に画定されている、前記被空調室としての客室の空気との間で熱交換を行う、
請求項１から４のいずれか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、１つのケーシングに、冷凍サイクルを構成する各要素が収められた構成を有する空調装置が知られている。ケーシングの内部は、仕切り壁によって、室内機室と室外機室とに仕切られている。
【０００３】
室内機室には、空調の対象である被空調室の空気との間で熱交換する室内熱交換器と、室内熱交換器に当たる気流を形成する室内ファンとが配置される。室外機室には、冷媒を圧縮する圧縮機と、被空調室の外部の空気との間で熱交換する室外熱交換器と、室外熱交換器に当たる気流を形成する室外ファンとが配置される。圧縮機、室内熱交換器、及び室外熱交換器は、仕切り壁を貫通している冷媒配管によって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２５５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る空調装置においては、室外熱交換器と室内熱交換器の各々が、仕切り壁と対向している。そして、室内機室において、室内熱交換器と仕切り壁との間に室内ファンが介在している。また、室内熱交換器と室内ファンは、室内熱交換器と仕切り壁とが対向する方向に離間している。
【０００６】
このため、室外熱交換器と室内熱交換器との間の距離が大きい。それゆえ、経路長の長い冷媒配管が必要である。冷媒配管の経路長が長いと、単位消費電力あたりの空調の能力を表す成績係数が低下したり、空調装置の重量が嵩んだりするといった問題が生じる。このため、冷媒配管の短尺化が望まれる。
【０００７】
本発明の目的は、従来よりも冷媒配管の短尺化が図られる空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る空調装置は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
一方が前記冷媒を凝縮させる凝縮器として機能し、他方が前記冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室外熱交換器及び室内熱交換器と、
前記室外熱交換器に当たる気流を形成する室外ファンと、
前記室内熱交換器に当たる気流を形成する室内ファンと、
前記圧縮機、前記室外熱交換器、及び前記室外ファンが配置される室外機用空間を画定している室外機用空間画定部と、前記室内熱交換器及び前記室内ファンが配置される室内機用空間を画定している室内機用空間画定部とを有し、前記室外機用空間と前記室内機用空間とが、前記室外機用空間画定部と前記室内機用空間画定部とによって構成されている仕切り壁を隔てて、隣り合っているケーシングと、
前記仕切り壁を貫通しており、前記圧縮機、前記室外熱交換器、及び前記室内熱交換器を接続する、前記冷媒の流路を構成している冷媒配管と、
を備え、
前記室内機用空間画定部が、前記仕切り壁と対向する対向面を有し、前記対向面には、空調の対象である被空調室に通じる室内熱交換用第１開口が形成されており、
前記室内ファンが、前記室内熱交換用第１開口に面する位置に配置され、かつ前記室内熱交換用第１開口を通じて、前記被空調室と前記室内機用空間との一方から他方に向かう前記気流を形成し、
前記室内熱交換器が、前記仕切り壁と前記対向面とが対向している方向である対向方向に平行な平面視で、前記室内ファンを取り囲んでいることにより、前記室内熱交換器と前記室内ファンとの、前記対向方向の位置が重なっている。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、室内熱交換器と室内ファンとの対向方向の位置が重なっているため、室内熱交換器と室内ファンとが対向方向に離間していた従来に比べて、室内熱交換器が室外熱交換器に近づけられる。この結果、従来よりも冷媒配管の短尺化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置の設置の態様を示す側面図
【図２】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置の構成を示す概念図
【図３】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置の上部の外観を示す斜視図
【図４】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置の底部の外観を示す斜視図
【図５】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置の内部の気流を示す部分断面図
【図６】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置の内部の気流を示す平面図
【図７】実施形態１に係る室内熱交換器及びその周囲を示す斜視図
【図８】実施形態１に係る室外熱交換器及びその周囲を示す平面図
【図９】実施形態１に係る室内熱交換器及び室外熱交換器を示す斜視図
【図１０】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置をＹ軸マイナス方向にみた部分断面図
【図１１】実施形態１に係る鉄道車両用空調装置をＹ軸プラス方向にみた部分断面図
【図１２】実施形態２に係る鉄道車両用空調装置をＹ軸マイナス方向にみた部分断面図
【図１３】実施形態３に係る室外熱交換器と冷媒配管との接続部分を示す部分破断図
【図１４】比較形態に係る空調装置の内部構成を示す部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、実施形態１−３に係る鉄道車両用空調装置について説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。
【００１２】
［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装置７００は、鉄道車両８００の屋根８１０に複数設置される。各々の鉄道車両用空調装置７００は、鉄道車両８００の内部に画定されている被空調室としての客室８２０を空調する。
【００１３】
図２に示すように、各々の鉄道車両用空調装置７００は、冷媒を用いて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置１００を備える。
【００１４】
冷凍サイクル装置１００は、冷媒を圧縮する圧縮機１１０と、圧縮機１１０で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する室外熱交換器１２０と、室外熱交換器１２０で凝縮された冷媒を膨張させる膨張器１３０と、膨張器１３０で膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する室内熱交換器３００と、室内熱交換器３００を経た冷媒から液体を分離する気液分離器１４０とを含む。
【００１５】
冷凍サイクル装置１００は、内部を冷媒が流通する冷媒配管２００も含む。冷媒配管２００は、圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、膨張器１３０、室内熱交換器３００、及び気液分離器１４０をこの順番に接続する、冷媒の閉じた流路を構成している。
【００１６】
また、鉄道車両用空調装置７００は、室外熱交換器１２０に当たる気流を形成する室外ファン４１０と、室内熱交換器３００に当たる気流を形成する室内ファン４２０とを備える。室外ファン４１０が形成する気流によって、図１に示す鉄道車両８００の外部の空気（以下、外部空気という。）と室外熱交換器１２０との熱交換が促進される。室内ファン４２０が形成する気流によって、図１に示す客室８２０の空気（以下、内部空気という。）と室内熱交換器３００との熱交換が促進される。
【００１７】
また、鉄道車両用空調装置７００は、上述した冷凍サイクル装置１００、室外ファン４１０、及び室内ファン４２０を収容するケーシング５００を備える。ケーシング５００は、室外機用空間Ｓ１を画定している室外機用空間画定部としての室外機用空間画定筐体５００Ａと、室内機用空間Ｓ２を画定している室内機用空間画定部としての室内機用空間画定筐体５００Ｂとを有する。
【００１８】
室外機用空間Ｓ１に、圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、膨張器１３０、気液分離器１４０、及び室外ファン４１０が配置されている。室内機用空間Ｓ２には、室内熱交換器３００及び室内ファン４２０が配置されている。室外機用空間Ｓ１と室内機用空間Ｓ２は、室外機用空間画定筐体５００Ａと室内機用空間画定筐体５００Ｂとによって構成されている仕切り壁５１０を隔てて、隣り合っている。
【００１９】
図５に示すように、室内機用空間画定筐体５００Ｂは、鉄道車両８００の屋根８１０に埋設されている。具体的には、屋根８１０には凹部が形成されており、その凹部に室内機用空間画定筐体５００Ｂが嵌り込んでいる。そして、室内機用空間画定筐体５００Ｂの鉛直上方に、室外機用空間画定筐体５００Ａが積み重ねられている。
【００２０】
室内機用空間画定筐体５００Ｂの上面の高さは、屋根８１０の、凹部以外の部分の高さと揃っている。室外機用空間画定筐体５００Ａは、屋根８１０よりも上方に突出している。
【００２１】
室外機用空間画定筐体５００Ａは、室内機用空間画定筐体５００Ｂとは独立して室外機用空間Ｓ１を画定している。また、室内機用空間画定筐体５００Ｂは、室外機用空間画定筐体５００Ａとは独立して室内機用空間Ｓ２を画定している。室外機用空間画定筐体５００Ａと室内機用空間画定筐体５００Ｂとの接合部分が、仕切り壁５１０を構成している。
【００２２】
具体的には、仕切り壁５１０は、室内機用空間画定筐体５００Ｂの水平な上面部分と、室外機用空間画定筐体５００Ａの水平な底面部分とによって構成されている。室外機用空間Ｓ１と室内機用空間Ｓ２は、仕切り壁５１０を隔てて、鉛直方向に隣り合っている。
【００２３】
なお、室内機用空間画定筐体５００Ｂは、室内機用空間Ｓ２に面する位置に、断熱性を有する断熱壁５２０を有する。断熱壁５２０も、仕切り壁５１０の一部を構成している。断熱壁５２０は、室内機用空間画定筐体５００Ｂの外部から内部に熱が伝わるのを抑制すると共に、室内機用空間画定筐体５００Ｂの内面に、内部空気の水分が凝縮するのを抑制する。
【００２４】
以下の説明のために、鉛直方向に平行なＺ軸、鉄道車両８００の長さ方向に平行なＹ軸、及び鉄道車両８００の幅方向に平行なＸ軸を有する右手系のＸＹＺ直交座標系を定義する。鉛直に上方に向かう方向がＺ軸のプラス方向である。各図に、ＸＹＺ直交座標系を付している。
【００２５】
図３に示すように、ケーシング５００は全体として、Ｚ軸方向に高さを有し、Ｘ軸方向に幅を有し、Ｙ軸方向に奥行を有する直方体の形状に形成されている。また、室外機用空間画定筐体５００Ａと室内機用空間画定筐体５００Ｂの各々も、Ｚ軸方向に高さを有し、Ｘ軸方向に幅を有し、Ｙ軸方向に奥行を有する直方体の形状に形成されている。
【００２６】
室外機用空間画定筐体５００Ａの上面には、図２に示す室外機用空間Ｓ１と外部とを連通させる室外熱交換用第１開口５３１が形成されている。また、室外機用空間画定筐体５００ＡのＸ軸と直交する一対の側面の双方には、図２に示す室外機用空間Ｓ１と外部とを連通させる室外熱交換用第２開口５３２が形成されている。図３には、一方の室外熱交換用第２開口５３２のみが現れている。
【００２７】
図５に示すように、室外ファン４１０は、室外熱交換用第１開口５３１を通じて、外部空気を室外機用空間Ｓ１に吸い込み、かつ室外熱交換器１２０と熱交換した外部空気を、一対の室外熱交換用第２開口５３２を通じて室外機用空間Ｓ１の外部に排出する。なお、室外ファン４１０は、Ｚ軸まわりに回転するプロペラ型の羽根車を有する軸流送風機によって構成されている。
【００２８】
図４に示すように、室内機用空間画定筐体５００Ｂの底面には、それぞれ図２に示す室内機用空間Ｓ２に通じる室内熱交換用第１開口５４１及び一対の室内熱交換用第２開口５４２が形成されている。室内熱交換用第２開口５４２は、室内熱交換用第１開口５４１のＸ軸方向の両脇に形成されている。
【００２９】
図５に示すように、室内熱交換用第１開口５４１及び一対の室内熱交換用第２開口５４２の各々は、ダクト８３０に連通している。ダクト８３０は、図１に示す客室８２０に通じている。室内ファン４２０は、室内熱交換用第１開口５４１及びダクト８３０を通じて、図１に示す客室８２０から内部空気を室内機用空間Ｓ２に吸い込み、かつ室内熱交換器３００との間で熱交換した内部空気を、一対の室内熱交換用第２開口５４２及びダクト８３０を通じて、図１に示す客室８２０に排出する。
【００３０】
以下、本実施形態において解決しようとする課題を示すために、鉄道車両用空調装置７００の細部の説明に先立ち、比較形態について説明する。
【００３１】
図１４に示すように、比較形態に係る空調装置９００は、特許文献１に開示されたものと同様、室内機用空間９１０において、室内熱交換器９１１と仕切り壁９３０との間に室内ファン９１２が介在した構成を有する。室内熱交換器９１１と室内ファン９１２は、室内熱交換器９１１と仕切り壁９３０とが対向する方向に離間している。このため、室内熱交換器９１１と室外熱交換器９２１との間の距離が大きい。それゆえ、経路長の長い冷媒配管９４０が必要である。
【００３２】
また、室外機用空間９２０において、室外ファン９２２が、室外熱交換器９２１と仕切り壁９３０との間に介在している。つまり、室外ファン９２２によって室外熱交換器９２１が室内熱交換器９１１から遠ざけられている。このことも、冷媒配管９４０の経路長の長尺化を招いている。
【００３３】
また、室内熱交換器９１１と室外熱交換器９２１の各々は、冷媒が導入される部分と、冷媒が排出される部分が、同じ端面に配置された構成を有する。この結果、冷媒配管９４０のうち、室外熱交換器９２１から排出された冷媒を室内熱交換器９１１まで導く接続部９４１を、圧縮機９２３及び気液分離器９２４との接触を回避するために迂回させなければならない。このことも、冷媒配管９４０の経路長の長尺化を招いている。
【００３４】
冷媒配管９４０の経路長が長いと、単位消費電力あたりの空調の能力を表す成績係数が低下したり、空調装置９００の重量が嵩んだりするといった問題が生じる。このため、冷媒配管９４０の短尺化が望まれる。
【００３５】
とりわけ鉄道車両８００においては、鉄道車両８００が駅に到着する度に客室８２０が解放され、客が乗降するため、客室８２０が空調されにくい。このため、客室８２０を空調する装置には、高い成績係数が求められる。また、鉄道車両８００を推進させるのに必要なエネルギを抑えるために、客室８２０を空調する装置には軽量化が求められる。
【００３６】
また、比較形態に係る空調装置９００は、室内熱交換器９１１と仕切り壁９３０とが対向する方向が水平な方向と一致する態様での使用を想定したものである。室内熱交換器９１１と仕切り壁９３０とが鉛直方向に対向する態様での使用（以下、縦向き使用という。）では、室内熱交換器９１１で凝縮した空気中の水分（以下、凝縮水という。）が、室内熱交換器９１１に面する開口９１３を通じて、空調の対象である被空調室に滴下してしまう。
【００３７】
以上のように、比較形態においては、冷媒配管９４０の経路長が長いという課題、及び縦向き使用では室内熱交換器９１１から凝縮水が漏れ出るという課題がある。以下、上述した課題を解決する本実施形態の説明に戻る。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態においては、比較形態とは異なり、室内熱交換器３００と室内ファン４２０との、室外機用空間Ｓ１と室内機用空間Ｓ２とが隣り合う方向、即ちＺ軸方向の位置が重なっている。これにより、室内熱交換器３００が室外熱交換器１２０に近づけられる。以下、室内機用空間Ｓ２内の構成を具体的に説明する。
【００３９】
既述のように、室内機用空間画定部５００Ｂの、仕切り壁５１０と対向する対向面としての底面５５１に、それぞれ図１に示す客室８２０に通じる室内熱交換用第１開口５４１及び室内熱交換用第２開口５４２が形成されている。なお、仕切り壁５１０と底面５５１とが対向している方向である対向方向は、Ｚ軸方向と一致する。室内ファン４２０は、室内熱交換用第１開口５４１に面する位置に配置されている。
【００４０】
図６に示すように、室内熱交換器３００は、Ｚ軸方向に平行な平面視で、室内ファン４２０を取り囲んでいる。室内熱交換用第２開口５４２は、底面５５１における、Ｚ軸方向に平行な平面視で室内熱交換器３００と室内ファン４２０との間以外の領域に配置されている。具体的には、室内熱交換用第２開口５４２は、室内熱交換器３００のＸ軸方向の両脇に形成されている。
【００４１】
室内熱交換器３００は、室内ファン４２０を挟んでＸ軸方向に対向する第１本体部３１０及び第２本体部３２０を有する。第１本体部３１０は、一方の室内熱交換用第２開口５４２と室内ファン４２０との間に配置されている。第２本体部３２０は、他方の室内熱交換用第２開口５４２と室内ファン４２０との間に配置されている。
【００４２】
第１本体部３１０と第２本体部３２０の各々は、Ｚ軸方向に平行な平面視で、第１本体部３１０と第２本体部３２０とが対向する方向と直交する方向においても室内ファン４２０と対面している。つまり、第１本体部３１０と第２本体部３２０の各々は、Ｘ軸方向のみならずＹ軸方向にも室内ファン４２０と対面した形状、具体的にはＺ軸方向に平行な平面視でＣ字型に形成されている。
【００４３】
以上のように、室内熱交換器３００が、Ｚ軸に平行な平面視で室内ファン４２０を取り囲んでいる。これにより、図５に示すように、室内熱交換器３００と室内ファン４２０とのＺ軸方向の位置の重なりが実現される。この結果、図１４に示した比較形態の構成に比べて、室内熱交換器３００が室外熱交換器１２０に近づけられる。このため、図２に示した冷媒配管２００の短尺化が図られる。
【００４４】
図６に示すように、室内ファン４２０と室内熱交換器３００との間には、内部空気に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ６００が配置されている。フィルタ６００は、第１本体部３１０と室内ファン４２０との間に介在する第１フィルタ６１０と、第２本体部３２０と室内ファン４２０との間に介在する第２フィルタ６２０とを含む。
【００４５】
第１フィルタ６１０と第２フィルタ６２０の各々は、Ｘ軸方向のみならずＹ軸方向にも室内ファン４２０と対面した形状、具体的にはＺ軸方向に平行な平面視で、Ｃ字型に形成されている。
【００４６】
室内ファン４２０は、図１に示す客室８２０から吸い上げた内部空気を、Ｚ軸方向に平行な平面視で放射状に室内機用空間Ｓ２へと噴き出す。なお、室内ファン４２０は、Ｚ軸まわりに回転する羽根車を有するターボ型の遠心送風機によって構成されている。
【００４７】
室内ファン４２０から吹き出された内部空気のうち、第１フィルタ６１０及び第１本体部３１０をこの順に通過したものは、主として一方の室内熱交換用第２開口５４２を通じて、図１に示す客室８２０に戻される。
【００４８】
一方、室内ファン４２０から吹き出された内部空気のうち、第２フィルタ６２０及び第２本体部３２０をこの順に通過した内部空気は、主として他方の室内熱交換用第２開口５４２を通じて、図１に示す客室８２０に戻される。
【００４９】
図５に示すように、フィルタ６００は、仕切り壁５１０及び底面５５１に接している。また、室内熱交換器３００は、仕切り壁５１０に接している。これにより、室内熱交換用第１開口５４１から室内熱交換用第２開口５４２に向かって流れる内部空気のうち、フィルタ６００及び室内熱交換器３００を通過しないものの割合を低減することができる。
【００５０】
また、室内熱交換器３００と底面５５１との間には、室内熱交換器３００で凝縮した凝縮水を受け止めるドレンパン５６０が介在している。ドレンパン５６０に溜まった凝縮水は、図示せぬ排出構造を通じて、鉄道車両８００の外部に排出される。
【００５１】
このため、本実施形態に係る鉄道車両用空調装置７００は、図１４に示した比較形態の構成とは異なり、仕切り壁５１０と底面５５０とが対向している対向方向が鉛直方向と一致する態様で使用されるにも関わらず、室内熱交換用第１開口５４１及び室内熱交換用第２開口５４２に凝縮水が漏れ出ない。
【００５２】
次に、室外機用空間Ｓ１内の構成を具体的に説明する。本実施形態では、室外機用空間画定部５００Ａの、仕切り壁５１０と対向する面である天面５５２に、室外熱交換器１２０が取り付けられている。具体的には、室外熱交換器１２０は、吊り具５７０によって天面５５２から吊り下げられている。
【００５３】
これにより、室外熱交換器１２０を、Ｚ軸方向に関して、室外ファン４１０よりも仕切り壁５１０に近い位置に配置することを実現している。このことも、室外熱交換器１２０と室内熱交換器３００とのＺ軸方向の距離を短縮し、図２に示した冷媒配管２００の短尺化を図ることに寄与している。
【００５４】
室外熱交換器１２０は、平板状に形成されており、仕切り壁５１０と対向している。室外熱交換器１２０の周囲は、室外熱交換器１２０と平行に延在し、かつ仕切り壁５１０と対面する風路画定板５５３で覆われている。
【００５５】
室外ファン４１０によって、室外熱交換用第１開口５３１から取り込まれ、かつ室外熱交換器１２０を通過した外部空気は、室外熱交換器１２０及び風路画定板５５３と、仕切り壁５１０との間の隙間を通って、室外熱交換用第２開口５３２から排出される。風路画定板５５３は、外部空気が室外熱交換器１２０を通過せずに室外熱交換用第２開口５３２から排出されるショートカットを抑制する。
【００５６】
次に、室内熱交換器３００の細部の構成及び室内熱交換器３００における冷媒の流れについて説明する。
【００５７】
図７に示すように、室内熱交換器３００は、冷媒が導入される室内熱交換用冷媒導入部３００Ａと、冷媒が排出される室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂとを有する。室内熱交換用冷媒導入部３００Ａと室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂとは、Ｚ軸方向に平行な平面視で、室内ファン４２０を挟んで対向している。
【００５８】
室内熱交換用冷媒導入部３００Ａと室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂとは、図５及び図６に示す一対の室内熱交換用第２開口５４２が並んでいる方向であるＸ軸方向と交差する方向、具体的にはＹ軸方向に対向している。
【００５９】
室内熱交換用冷媒導入部３００Ａは、第１本体部３１０の内部を網羅している枝管群３１１につながれる冷媒導入用第１ヘッダ管３３０と、第２本体部３２０の内部を網羅している枝管群３２１につながれる冷媒導入用第２ヘッダ管３４０とを有する。
【００６０】
冷媒導入用第１ヘッダ管３３０と冷媒導入用第２ヘッダ管３４０の各々は、Ｚ軸方向に延在している。冷媒導入用第１ヘッダ管３３０と冷媒導入用第２ヘッダ管３４０は、Ｚ軸方向に間隔をおいて並んでいる。
【００６１】
室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂは、枝管群３１１及び３２１につながれる冷媒排出用ヘッダ管３５０を有する。冷媒排出用ヘッダ管３５０は、Ｚ軸方向に延在している。
【００６２】
冷媒導入用第１ヘッダ管３３０に導入された冷媒は、枝管群３１１に沿って第１本体部３１０の内部を冷媒排出用ヘッダ管３５０に向かって流れる。冷媒導入用第２ヘッダ管３４０に導入された冷媒は、枝管群３２１に沿って第２本体部３２０の内部を冷媒排出用ヘッダ管３５０に向かって流れる。枝管群３１１及び３２１は冷媒排出用ヘッダ管３５０において合流し、冷媒排出用ヘッダ管３５０から冷媒が排出される。
【００６３】
次に、室外熱交換器１２０の細部の構成及び室外熱交換器１２０における冷媒の流れについて説明する。
【００６４】
図８に示すように、室外熱交換器１２０は、冷媒が導入される室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａと、冷媒が排出される室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂとを有する。室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａは、室外熱交換器１２０のＹ軸方向の一端部に配置され、室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂは、室外熱交換器１２０のＹ軸方向の他端部に配置されている。
【００６５】
つまり、室外熱交換器１２０において室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａと室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂの一方から他方に向かう方向は、図７に示す室内熱交換器３００において室内熱交換用冷媒導入部３００Ａと室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂとが対向している方向であるＹ軸方向と一致する。
【００６６】
室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａは、室外熱交換器１２０の内部を網羅している枝管群１２３につながれる冷媒導入用ヘッダ管１２１を有する。室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂは、枝管群１２３につながれる冷媒排出用ヘッダ管１２２を有する。なお、枝管群１２３は室外熱交換器１２０の内部で合流しているため、冷媒排出用ヘッダ管１２２につながれる、枝管群１２３を構成する枝管の本数は、冷媒導入用ヘッダ管１２１につながれる枝管の本数よりも少ない。
【００６７】
冷媒導入用ヘッダ管１２１と冷媒排出用ヘッダ管１２２の各々は、水平なＸＹ平面に平行な方向、具体的には、Ｘ軸方向に延在する。冷媒導入用ヘッダ管１２１に導入された冷媒は、枝管群１２３に沿って室外熱交換器１２０の内部をＹ軸マイナス方向に進行し、冷媒排出用ヘッダ管１２２に合流する。冷媒排出用ヘッダ管１２２から冷媒が排出される。
【００６８】
次に、室内熱交換器３００から室外熱交換器１２０に至る冷媒の流路の構成について、具体的に説明する。
【００６９】
図９に示すように、室内熱交換器３００の室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂと、室外熱交換器１２０の室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａとの間における冷媒の流路には、図２にも示した気液分離器１４０と圧縮機１１０とが配置されている。
【００７０】
気液分離器１４０と圧縮機１１０は、図５に示す室外機用空間Ｓ１に配置される。圧縮機１１０は、冷媒を圧縮する圧縮機構を構成するモータを備える。圧縮機１１０は、そのモータの回転軸が、室外熱交換器１２０が延在する面内方向と平行に配置されている。具体的には、圧縮機１１０のモータの回転軸は、冷媒導入用ヘッダ管１２１と平行にＸ軸方向に配置されている。
【００７１】
圧縮機１１０は、室外熱交換器１２０のＹ軸プラス方向の脇に配置されている。気液分離器１４０は、圧縮機１１０のＸ軸方向の脇に配置されている。圧縮機１１０及び気液分離器１４０と室外熱交換器１２０との、Ｚ軸方向の位置は重なっている。
【００７２】
そして、室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂ、気液分離器１４０、圧縮機１１０、及び室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａが、図２にも示した冷媒配管２００によって接続されている。室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂから排出された冷媒は、気液分離器１４０及び圧縮機１１０をこの順に経て、室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａへと導入される。
【００７３】
冷媒配管２００は、室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂから室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａに至る冷媒の流路のうち、室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂから気液分離器１４０に至る流路を構成している第１貫通部２１０を有する。
【００７４】
図１０に示すように、第１貫通部２１０は、冷媒排出用ヘッダ管３５０と連続してＺ軸方向に延在している。第１貫通部２１０は、仕切り壁５１０をＺ軸方向に貫通し、気液分離器１４０につながれている。なお、第１貫通部２１０が仕切り壁５１０を貫いている部分は、シール材によって気密に封止されている。
【００７５】
室外熱交換器１２０は、室内熱交換器３００の真上に配置されている。具体的には、室外熱交換器１２０をＺ軸方向に平行に底面５５１へと投影した領域と、室内熱交換器３００をＺ軸方向に平行に底面５５１へと投影した領域とが重なりを有する。
【００７６】
また、既述のように、図７に示す室内熱交換用冷媒導入部３００Ａと室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂとが対向している方向も、図８に示す室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａと室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂの一方から他方に向かう方向も、共にＹ軸方向であり一致する。
【００７７】
このため、図１０に示すように、第１貫通部２１０を、冷媒排出用ヘッダ管３５０から室外機用空間Ｓ１に向かってＺ軸プラス方向に立ち上げることにより、冷媒排出用ヘッダ管３５０から冷媒導入用ヘッダ管１２１にわたって、無駄に長尺化されることのない、冷媒配管２００の合理的な引き回しが実現される。このことも冷媒配管２００の短尺化に寄与している。
【００７８】
次に、室外熱交換器１２０から室内熱交換器３００に至る冷媒の流路の構成について、具体的に説明する。
【００７９】
図７に示すように、室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂと、室内熱交換用冷媒導入部３００Ａとの間における冷媒の流路には、図２にも示した膨張器１３０が配置されている。室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂから排出された冷媒は、膨張器１３０を経て、室内熱交換用冷媒導入部３００Ａへと導入される。
【００８０】
膨張器１３０は、室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂを構成する冷媒排出用ヘッダ管１２２の、Ｙ軸マイナス方向の脇に配置されている。膨張器１３０と冷媒排出用ヘッダ管１２２とのＺ軸方向の位置は重なっている。
【００８１】
膨張器１３０は、キャピラリー管によって構成されている。そのキャピラリー管は、ＸＹ平面内で蛇行している形状を有し、かつ冷媒排出用ヘッダ管１２２と平行にＸ軸方向に延在している。膨張器１３０を構成するキャピラリー管の、Ｘ軸マイナス方向の端部が、冷媒排出用ヘッダ管１２２につながれている。
【００８２】
冷媒配管２００は、膨張器１３０から室内熱交換用冷媒導入部３００Ａに至る冷媒の流路を構成している第２貫通部２２０を有する。第２貫通部２２０は、膨張器１３０を構成するキャピラリー管のＸ軸プラス方向の端部と、室内熱交換用冷媒導入部３００Ａを構成する冷媒導入用第１ヘッダ管３３０及び冷媒導入用第２ヘッダ管３４０のＺ軸プラス方向の端部とを接続している。
【００８３】
図１１に示すように、第２貫通部２２０は、膨張器１３０から冷媒導入用第１ヘッダ管３３０及び冷媒導入用第２ヘッダ管３４０に向かって、Ｚ軸方向に延在している。第２貫通部２２０は、仕切り壁５１０をＺ軸方向に貫通している。なお、第２貫通部２２０が仕切り壁５１０を貫いている部分は、シール材によって気密に封止されている。
【００８４】
既述のように、室外熱交換器１２０は、室内熱交換器３００の真上に配置されている。そして、図７に示す室内熱交換用冷媒導入部３００Ａと室内熱交換用冷媒排出部３００Ｂとが対向している方向も、図８に示す室外熱交換用冷媒導入部１２０Ａと室外熱交換用冷媒排出部１２０Ｂの一方から他方に向かう方向も、共にＹ軸方向であり一致する。
【００８５】
このため、図１１に示すように、第２貫通部２２０を、膨張器１３０から室内機用空間Ｓ２に向かってＺ軸マイナス方向に垂下させることにより、膨張器１３０から冷媒導入用第１ヘッダ管３３０及び冷媒導入用第２ヘッダ管３４０にわたって、無駄に長尺されることのない、冷媒配管２００の合理的な引き回しが実現される。このことも冷媒配管２００の短尺化に寄与している。
【００８６】
また、図８に示すように、Ｚ軸に平行な平面視で、第１貫通部２１０と第２貫通部２２０は、室外熱交換器１２０を挟んで、Ｙ軸方向に離間している。Ｚ軸方向に平行な平面視で、室外熱交換器１２０のＹ軸プラス方向の脇に、第１貫通部２１０、圧縮機１１０、及び気液分離器１４０が配置されており、室外熱交換器１２０のＹ軸マイナス方向の脇に、第２貫通部２２０が配置されている。
【００８７】
このため、第２貫通部２２０は、図１４に示した比較形態に係る構成とは異なり、圧縮機１１０及び気液分離器１４０を迂回する必要がない。このため、図１１に示すように、第２貫通部２２０を、膨張器１３０と、冷媒導入用第１ヘッダ管３３０及び冷媒導入用第２ヘッダ管３４０とを最短距離で接続する直管状に形成することができる。このことも、図２に示す冷媒配管２００の短尺化に寄与している。
【００８８】
［実施形態２］
上記実施形態１では、図１０に示したように、圧縮機１１０が、圧縮機１１０の回転軸が鉛直な仮想平面を貫く向き（以下、横向きという。）に倒された状態で配置されていた。圧縮機１１０は、必ずしも横向きに倒す必要はない。以下、具体的に説明する。
【００８９】
図１２に示すように、本実施形態では、圧縮機１１０が、圧縮機１１０の回転軸がＺ軸と平行になる向き（以下、縦向きという。）に立てられた状態で配置されている。圧縮機１１０は、仕切り壁５１０を貫いて、室外機用空間Ｓ１及び室内機用空間Ｓ２に跨って配置されている。
【００９０】
仕切り壁５１０における圧縮機１１０が貫いている部分は、シール材によって気密に封止されている。また、圧縮機１１０の、室内機用空間Ｓ２に進入している部分の外面は、断熱壁５２０で覆われている。
【００９１】
本実施形態によれば、圧縮機１１０が室内機用空間Ｓ２にも進入しているため、実施形態１の構成に比べて、室外機用空間画定筐体５００ＡのＺ軸方向の高さを低減しうる。また、本実施形態では圧縮機１１０を縦向きに配置するので、圧縮機１１０を横向きに配置する実施形態１の構成に比べて、圧縮機１１０の内部において潤滑油と冷媒との接触面積を小さく抑えることができ、潤滑油への冷媒の溶け込み及び圧縮機１１０の焼き付きが生じにくい。
【００９２】
［実施形態３］
上記実施形態１において、冷凍サイクル装置１００の構成要素と冷媒配管２００とは、継手部材によって接続してもよいが、継手部材の削減による軽量化を図る観点から、バーリング加工及びろう付けによってつなぐことが好ましい。以下、その具体例を述べる。
【００９３】
図１３に示すように、本実施形態では、冷媒導入用ヘッダ管１２１が、バーリング加工によって形成されている管状突出部１２１ａを有する。管状突出部１２１ａは、冷媒導入用ヘッダ管１２１の長さ方向の途中部分に形成されている。
【００９４】
管状突出部１２１ａに、冷媒配管２００のうちの、図９に示す圧縮機１１０と冷媒導入用ヘッダ管１２１とを接続する接続部２３０が挿入されている。これにより、接続部２３０と冷媒導入用ヘッダ管１２１とが連通している。
【００９５】
管状突出部１２１ａの先端と接続部２３０とは、ろうとしての合金ＡＬによって溶接されている。管状突出部１２１ａの先端は、波形状又はジグザグ状に形成されている。これにより、管状突出部１２１ａの先端が、接続部２３０の長さ方向と直交する平坦な形状に形成されている場合に比べて、管状突出部１２１ａと接続部２３０とが合金ＡＬによって固着している部分の面積が増大する。このため、管状突出部１２１ａと接続部２３０との接合の強度が向上する。
【００９６】
また、管状突出部１２１ａの内部には、接続部２３０の先端が当たる段差部１２１ｂが形成されている。段差部１２１ｂの存在によって、管状突出部１２１ａへの接続部２３０の挿入量が規定量に制限される。このため、管状突出部１２１ａと接続部２３０との接合の作業の容易化が図られる。
【００９７】
なお、図１３には、冷媒導入用ヘッダ管１２１と冷媒配管２００との接続部分を例示した。室内熱交換器３００又は室外熱交換器１２０が備える、枝管群３１１、３１２、又は１２３に接続されるヘッダ管としての冷媒導入用第１ヘッダ管３３０、冷媒導入用第２ヘッダ管３４０、冷媒排出用ヘッダ管３５０、又は冷媒排出用ヘッダ管１２２と、冷媒配管２００との接続部分も同様に、バーリング加工及びろう付けによってつなぐことができる。
【００９８】
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明はこれに限られず、以下に述べる変形も可能である。
【００９９】
図５には、室内熱交換用第１開口５４１から室内熱交換用第２開口５４２に向かう気流を例示したが、室内熱交換用第２開口５４２から室内熱交換用第１開口５４１に向かう気流を形成してもよい。即ち、室内ファン４２０は、室内熱交換用第１開口５４１と室内熱交換用第２開口５４２のうちの一方の開口を通じて、客室８２０の空気を室内機用空間Ｓ２に吸い込み、室内熱交換器３００との間で熱交換した空気を、他方の開口を通じて客室８２０に排出すればよい。
【０１００】
図５には、室外熱交換用第１開口５３１から室外熱交換用第２開口５３２に向かう気流を例示したが、室外熱交換用第２開口５３２から室外熱交換用第１開口５３１に向かう気流を形成してもよい。即ち、室外ファン４１０は、室外熱交換用第１開口５３１と室外熱交換用第２開口５３２のうちの一方の開口を通じて、外部空気を室外機用空間Ｓ１に吸い込み、室外熱交換器１２０との間で熱交換した外部空気を、他方の開口を通じて外部空気を室外機用空間Ｓ１の外部に排出すればよい。
【０１０１】
図５には、室内機用空間Ｓ２が鉄道車両８００の外部とは連通していない構成を例示したが、室内機用空間画定筐体５００Ｂには、鉄道車両８００の外部から室内機用空間Ｓ２へと外部空気を取り込むための外部空気導入用開口が形成されていてもよい。外部空気導入用開口から取り込まれた外部空気が、内部空気と混ぜ合わされて、室内熱交換用第２開口５４２を通じて客室８２０に送り込まれてもよい。
【０１０２】
図２には、専ら室外熱交換器１２０が凝縮器として機能し、室内熱交換器３００が蒸発器として機能する構成を示したが、冷凍サイクル装置１００は、室外熱交換器１２０が蒸発器として機能し、室内熱交換器３００が凝縮器として機能する状態への切り替えが可能な４方弁その他の弁を備えてもよい。
【０１０３】
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。また、ケーシング５００が設置される車両は、鉄道車両に限られず、バスその他の自動車であってもよい。また、ケーシング５００を設置する場所は車両に限定されない。ケーシング５００は、建物の屋根に設置してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１００…冷凍サイクル装置、１１０…圧縮機、１２０…室外熱交換器（凝縮器）、１２０Ａ…室外熱交換用冷媒導入部、１２０Ｂ…室外熱交換用冷媒排出部、１２３…枝管群、１２１…冷媒導入用ヘッダ管、１２１ａ…管状突出部、１２１ｂ…段差部、１２２…冷媒排出用ヘッダ管、１３０…膨張器、１４０…気液分離器、２００…冷媒配管、２１０…第１貫通部、２２０…第２貫通部、２３０…接続部、３００…室内熱交換器（蒸発器）、３００Ａ…室内熱交換用冷媒導入部、３００Ｂ…室内熱交換用冷媒排出部、３１０…第１本体部、３１１…枝管群、３２０…第２本体部、３２１…枝管群、３３０…冷媒導入用第１ヘッダ管、３４０…冷媒導入用第２ヘッダ管、３５０…冷媒排出用ヘッダ管、４１０…室外ファン、４２０…室内ファン、５００…ケーシング、５００Ａ…室外機用空間画定筐体（室外機用空間画定部）、５００Ｂ…室内機用空間画定筐体（室内機用空間画定部）、５１０…仕切り壁、５２０…断熱壁、５３１…室外熱交換用第１開口、５３２…室外熱交換用第２開口、５４１…室内熱交換用第１開口、５４２…室内熱交換用第２開口、５５１…底面（対向面）、５５２…天面、５５３…風路画定板、５６０…ドレンパン、５７０…吊り具、６００…フィルタ、６１０…第１フィルタ、６２０…第２フィルタ、７００…鉄道車両用空調装置（空調装置）、８００…鉄道車両、８１０…屋根、８２０…客室（被空調室）、８３０…ダクト、９００…空調装置、９１０…室内機用空間、９１１…室内熱交換器、９１２…室内ファン、９１３…開口、９２０…室外機用空間、９２１…室外熱交換器、９２２…室外ファン、９２３…圧縮機、９２４…気液分離器、９３０…仕切り壁、９４０…冷媒配管、９４１…接続部、ＡＬ…合金、Ｓ１…室外機用空間、Ｓ２…室内機用空間。
【図１】
2020133923.tif 000003
【図２】
2020133923.tif 000004
【図３】
2020133923.tif 000005
【図４】
2020133923.tif 000006
【図５】
2020133923.tif 000007
【図６】
2020133923.tif 000008
【図７】
2020133923.tif 000009
【図８】
2020133923.tif 000010
【図９】
2020133923.tif 000011
【図１０】
2020133923.tif 000012
【図１１】
2020133923.tif 000013
【図１２】
2020133923.tif 000014
【図１３】
2020133923.tif 000015
【図１４】
2020133923.tif 000016