(57)【要約】【課題】圧縮機の搭載台数を最少の１台にして、冷房能力の半減運転を実現することにある。【解決の手段】１台の圧縮機で並列に２系統の冷凍サイクルを構成し、２系統の中の１系統の室内熱交換器の入口に電磁弁と電動膨張弁を、もう一方の室内熱交換器の入口に電動膨張弁を設け、冷房能力の半減運転を行う場合には前記電磁弁を閉じて、もう一方の電動膨張弁で冷媒循環量を適正に調節する。これによれば、圧縮機１台で冷房能力の半減運転が実現でき、車内の温度を常に快適に制御できる。また、空調装置の保守部品の低減及び軽量化に効果がある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台の圧縮機で並列に２系統の冷凍サイクルを構成し、２系統の中の１系統の室内熱交換器の入口に電磁弁と電動膨張弁を、もう一方の室内熱交換器の入口に電動膨張弁を設けたことを特徴とする鉄道車両用空調装置。
【請求項２】
冷房能力を半減させる場合は、前記電磁弁を閉じて片側の冷凍サイクルには冷媒が流れないようにし、もう一方の電動膨張弁で冷媒循環量を適正に調節することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用空調装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機１台で構成された鉄道車両用空調装置に係り、特に冷房能力の半減運転を行う必要のあるものに好適な鉄道車両用空調装置及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用空調装置においては、圧縮機１台に対して１系統の冷凍サイクルを構成しており、圧縮機１台の空調装置の冷房能力は圧縮機のＯＮ／ＯＦＦによる１００％と０％の２段階方式であった。したがって、車内温度の変動幅は大きくなる傾向があった。
【０００３】
そこで、圧縮機を複数台搭載して、冷房能力の切替段数を多くした空調装置やインバータで運転周波数を制御して冷房能力を変化させるタイプの空調装置、あるいは圧縮機の冷媒循環量を制御して冷房能力を切替える空調装置等が適用されている。
【０００４】
一方、鉄道車両用空調装置では、振動や日射，塵埃等使用環境が厳しいことからインバータの保守に費やす労力を軽減するため、圧縮機の冷媒循環量を制御して冷房能力を切替える空調装置へのニーズが高くなっている。また、保守部品である圧縮機の搭載台数を少なくしたいというニーズも強い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、圧縮機の搭載台数を最少の１台にして、冷房能力の半減運転を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
１台の圧縮機で並列に２系統の冷凍サイクルを構成し、２系統の中の１系統の室内熱交換器の入口に電磁弁と電動膨張弁を、もう一方の室内熱交換器の入口に電動膨張弁を設け、冷房能力の半減運転を行う場合には前記電磁弁を閉じて、もう一方の電動膨張弁で冷媒循環量を適正に調節する。
【０００７】
冷房能力を半減させるため一方の室内熱交換器入口の電磁弁を閉じると、冷媒は残りの冷凍サイクルのみを流れて圧縮機に戻る。その結果、室内熱交換器で循環空気と熱交換する伝熱面積は半分になるので、冷房能力も概略半分に減少する。
【０００８】
上述のように圧縮機１台の空調装置で冷房能力の半減運転を実現できるので、０％，５０％，１００％の３段階の冷房能力制御が可能となり車内の温度を概ね快適に制御できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜図３に示す実施例により詳細に説明する。図１は、圧縮機１台に対して並列に２系統の冷凍サイクルを構成しており、両系統とも冷房専用の冷凍サイクルである。以下、一方の冷凍サイクルをＡサイクル、他方の冷凍サイクルをＢサイクルと略記して説明する。
【００１０】
圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、図１の上側に示したＡサイクル側と下側に示したＢサイクル側に分流される。Ａサイクルでは、室外熱交換器２ａ（凝縮器）で外気により冷却されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、電磁弁３を通って電動膨張弁４ａで減圧された後、室内熱交換器５ａ（蒸発器）で客室の循環空気から熱を奪って低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ６を通って圧縮機１に戻る。
【００１１】
Ｂサイクルでは、室外熱交換器２ｂ（凝縮器）で外気により冷却されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、電動膨張弁４ｂで減圧された後、室内熱交換器５ａ（蒸発器）で客室の循環空気から熱を奪って低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ６を通って圧縮機１に戻る。ここで、７は室外送風機、８は室内送風機である。
【００１２】
冷房能力半減運転時は電磁弁３を閉じてＡサイクル側には冷媒が流れないようにする。圧縮機１から吐き出された冷媒は、Ｂサイクル側のみを流れるため冷媒循環量が増加するが、電動膨張弁４ｂで絞って適正流量に調整する。
【００１３】
ここで、電動膨張弁４ｂは室内熱交換器の入口側液通路と出口側液通路に取付けた温度センサ（図示せず）により冷媒の温度差を検出して、その偏差を一定に保持するように冷媒流量を制御する。
【００１４】
本実施例では、室内熱交換器の入口に電磁弁３を設けているが、本発明は本実施例に限定されるものではなく、本発明の目的を実現できる位置であれば、電磁弁３の取付位置はどこでも良く、電動膨張弁４ａはキャピラリチューブで代用しても良い。また、電動膨張弁４ａが全閉機能を有したものであれば、電磁弁３の機能を電動膨張弁４ａに肩代わりさせて、電磁弁３を外したサイクル構成考えられる。
【００１５】
図２において、２０はコントローラで、マイクロコンピュータ２１がＲＯＭ
（リード・オンリー・メモリー）２２に保存された実行プログラムの命令に従って、各種の演算や比較判定を実行する。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリー）２３は、各種データを一時的に記憶する場所である。
【００１６】
室内温度センサ２４ａ，２４ｂで検出されたアナログデータは、Ａ／Ｄコンバータ２６でデジタル値に変換されて、マイクロコンピュータ２１に入力される。設定温度スイッチ２７ａ，２７ｂ，２７ｃのデジタルデータはＤＩ（デジタルインプット）リレー２８を介してマイクロコンピュータ２１に入力される。
【００１７】
圧縮機１，室外送風機７，室内送風機８及び電磁弁３は、ＤＯ（デジタルアウトプット）リレー２９の無接点出力で接触器３０が入り切りされて、運転が制御される。電動膨張弁４ａ，４ｂは、室内熱交換器５ｂの入口配管温度センサ２５ａと出口配管温度センサ２５ｂの検出温度差が設定値になるように、モータ駆動回路３１からのパルス出力で開度が調節される。
【００１８】
さらに、別の実施例である図３について説明する。基本的な冷凍サイクル構成は図１と同じである。
【００１９】
圧縮機１から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、上側に示したＡサイクル側と下側に示したＢサイクル側に分流される。Ａサイクルでは、室外熱交換器２ａ（凝縮器）で外気により冷却されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、電磁弁３を通って電動膨張弁４ａで減圧された後、室内熱交換器５（蒸発器）の上半分の伝熱管を通過する間に客室の循環空気から熱を奪って低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ６を通って圧縮機１に戻る。
【００２０】
Ｂサイクルでは、室外熱交換器２ｂ（凝縮器）で外気により冷却されて高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、電動膨張弁４ｂで減圧された後、室内熱交換器５（蒸発器）の下半分の伝熱管を通過する間に客室の循環空気から熱を奪って低圧のガス冷媒となり、アキュムレータ６を通って圧縮機１に戻る。
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、圧縮機１台で冷房能力の半減運転が実現でき、車内の温度を常に快適に制御できる。また、空調装置の保守部品の低減及び軽量化に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した冷凍サイクル構成図である。
【図２】図１の空調装置におけるコントローラの構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例の冷凍サイクル構成を示した図である。
【符号の説明】
１…圧縮機、２ａ，２ｂ…室外熱交換器、３…電磁弁、４ａ，４ｂ…電動膨張弁、５ａ，５ｂ…室内熱交換器、６…アキュムレータ、７…室外送風機、８…室内送風機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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