(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用電源と、
補助電源と、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に送風可能な第１の送風機と、
前記送風機よりも送風能力が小さく、前記熱交換器に送風可能な第２の送風機とを有し、
鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させ、前記第２の送風機のみを動作させることを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項２】
前記請求項１記載の鉄道車両用液冷式電力変換装置において、
当該鉄道車両用液冷式電力変換装置は、前記第１の送風機と前記第２の送風機は、同一の風洞内に設置され、直列に配置されることを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項３】
前記請求項１記載の鉄道車両用液冷式電力変換装置において、
当該鉄道車両用液冷式電力変換装置は、前記第１の送風機は、前記熱交換器が設置された風洞内に設けられ、
前記第２の送風機は、前記風洞の入風口の外部若しくは風洞の排気口の外部に設置されることを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項４】
前記請求項１記載の鉄道車両用液冷式電力変換装置において、
当該鉄道車両用液冷式電力変換装置は、前記第１の送風機が設けられた主風洞と、
排気口が前記主風洞に接続された副風洞とを有し、
前記第２の送風機は、前記副風洞に設置されたことを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項５】
車両駆動用電源と、
補助電源と、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に送風可能な第１の送風機とを有し、
鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させ、前記熱交換器は、当該鉄道車両の下側から上側に流れる空気により冷却されることを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項６】
車両駆動用電源と、
補助電源と、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器に送風可能な第１の送風機と、
前記第１の熱交換器と接続され、前記第１の熱交換器よりも熱交換能力の小さい第２の熱交換器とを有し、
鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させることを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項７】
車両駆動用電源と、
補助電源と、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器に送風可能な第１の送風機と、
前記第１の熱交換器と接続され、前記第１の熱交換器よりも熱交換能力の小さい第２の熱交換器と、
前記第２の熱交換器に送風可能な第２の送風機とを有し、
鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させ、前記第２の送風機を運転させることを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項８】
前記請求項６及び前記請求項７記載の鉄道車両用液冷式電力変換装置において、
前記第１の熱交換器と前記第１の送風機が設置される風洞の外部に前記第２の熱交換器が設置されたことを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【請求項９】
前記請求項８記載の鉄道車両用液冷式電力変換装置において、
前記第２の熱交換器は、鉄道車両の床下に設けられたことを特徴とする鉄道車両用液冷式電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用液冷式電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図７は従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。尚、図７では液冷フィン２、２ａが循環系内にそれぞれ１個の冷却配管系統図を示しているが、この液冷フィン２、２ａがそれぞれ直列に複数個接続されていたり、並列に複数個接続されている場合が多いが、本発明の説明上は違いは無いので以下液冷フィン２、２ａがそれぞれ１個の場合の図で説明する。また、図７では、車両駆動用電源２０と補助電源２１には、冷却液が並列に流入する構成としているが、車両駆動用電源２０を冷却してから補助電源２１に流入するような直列接続された構成であっても良い。
【０００３】
従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、電動機等に電力を供給する車両駆動用電源２０と、車内照明や空調に電力を供給する補助電源２１と、車両駆動用電源２０と補助電源２１に冷却液を送り込むポンプ３と、ポンプ３と車両駆動用電源２０、補助電源２１間を接続する配管４と、風洞７内に設けられた熱交換器５と、同じく風洞内に設けられ熱交換器５に強制的に空気を送風する送風機６とから構成されている。
【０００４】
従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置において、ポンプ３は、配管４を介して、車両駆動用電源２０の冷却液入口と接続される。補助電源２０の冷却液入口は、車両駆動用電源２０と並列に、ポンプ３と配管４を介して接続される。車両駆動用電源２０及び補助電源２０の冷却液出口は、風を流すための風洞７内に設置された熱交換器５の冷却液入口と接続される。熱交換器５の冷却液出口はポンプ３と接続される。送風機６は、熱交換器５よりも入風口８側の風洞７内に設置される。
【０００５】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置において、ポンプ３により送り出された冷却液は、配管４を流れ、車両駆動用電源２０側と補助電源２１側に分流する。車両駆動用電源２０に流入した冷却液は、車両駆動用電源２０を冷却した後、車両駆動用電源２０の冷却液出口から配管４に流入する。補助電源２１に流入した冷却液は、補助電源２１を冷却した後、車両駆動用電源２０の冷却液出口から配管４に流入する。補助電源２１から配管４に流入した冷却液は、車両駆動用電源２０から配管４に流入した冷却液と合流し熱交換器５に流入する。熱交換器５に流入した冷却液は、熱交換器５の配管内を流れる間、送風器６により送風される空気により冷却され、配管４を流れ、ポンプ３に戻る。
【０００６】
このように構成された鉄道用液冷式電力変換装置は、車両駆動用電源２０と補助電源２１の冷却系を共有化しているので、1個のポンプ３で車両駆動用電源２０及び補助電源２１を冷却することが出来る。
【０００７】
次に、車両駆動用電源２０と補助電源２１の構成について説明する。車両駆動用電源２０は、スイッチング動作が可能な半導体素子１と，この半導体素子１と接続され内部に冷却液の流れる流路を有する液冷フィン２とから構成されている。補助電源２１は、スイッチングが可能な半導体素子１ａとこの半導体素子１ａと接続され内部に冷却液の流れる流路を有する液冷フィン２ａとから構成されている。
【０００８】
このように構成された車両駆動用電源２０において、半導体素子１から発せられる熱は、液冷フィン２を介して、液冷フィン２内を流れる冷却液に伝熱される。半導体素子１は、液冷フィン２を介して冷却液に熱を伝えることが可能であるので、素子温度を所定値以内におさめられる。
【特許文献１】特開２０００−２０３４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置に対して静音化の要求があり、特に車両停止時の騒音発生に対する要求は厳しい。車両停止時は、走行による台車まわりからの機械音が発生しないので、電動送風機類の騒音が問題となる。
【００１０】
これらを解決するために、車両停止時に送風機６を止めるという方法も考えられるが、この場合、補助電源２１は停止中でも駆動し冷却する必要があるため、車両駆動電源２０及び補助電源２１を共通の冷却系としている従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置では、この方法は採用することが出来ない。
【００１１】
他の解決策として、車両停止時には、補助電源２１の冷却のみが必要なので、電動送風機６の回転数を落とす等が考えられるが、この場合、送風機６の回転数を制御する電気制御回路が複雑となり、部品点数、部品種類の増大を招き、信頼性低下につながるので、この方法も採用ができない。
【００１２】
そこで、本発明は、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化が可能な鉄道車両用液冷式電力変換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】
【００１３】
上記課題は、車両駆動用電源と、補助電源と、前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に送風可能な第１の送風機と、前記送風機よりも送風能力が小さく、前記熱交換器に送風可能な第２の送風機とを有し、鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させ、前記第２の送風機のみを動作させることにより達成することが出来る。
【００１４】
上記課題は、車両駆動用電源と、補助電源と、前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に送風可能な第１の送風機とを有し、鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させ、前記熱交換器は、当該鉄道車両の下側から上側に流れる空気により冷却されることによって達成することが出来る。
【００１５】
上記課題は、車両駆動用電源と、補助電源と、前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器に送風可能な第１の送風機と、前記第１の熱交換器と接続され、前記第１の熱交換器よりも熱交換能力の小さい第２の熱交換器とを有し、鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させることによって達成することが出来る。
【００１６】
上記課題は、車両駆動用電源と、補助電源と、前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源と前記補助電源に冷却液を送り込むポンプと、
前記車両駆動用電源及び前記補助電源と配管を介して接続され、前記車両駆動用電源及び前記補助電源から吐出された冷却液の熱交換を行う第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器に送風可能な第１の送風機と、前記第１の熱交換器と接続され、前記第１の熱交換器よりも熱交換能力の小さい第２の熱交換器と、前記代２の熱交換器に送風可能な第２の送風機とを有し、鉄道車両が停止した場合に、前記第１の送風機を停止させ、前記第２の送風機を運転させることによって達成することが出来る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化が可能な鉄道車両用液冷式電力変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【００１９】
本発明に基づく第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、電動機等に電力を供給する車両駆動用電源２０と、車内照明や空調に電力を供給する補助電源２１と、車両駆動用電源２０と補助電源２１に冷却液を送り込むポンプ３と、ポンプ３と車両駆動用電源２０、補助電源２１間を接続する配管４と、風洞７内に設けられた熱交換器５と、同じく風洞７内に設けられ熱交換器５に強制的に空気を送風する第１の送風機６、送風機６と熱交換器５の間に直列に設けられた第２の送風機１０とから構成されている。
【００２０】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置において、ポンプ３は、配管４を介して、車両駆動用電源２０の冷却液入口と接続される。補助電源２０の冷却液入口は、車両駆動用電源２０と並列に、ポンプ３と配管４を介して接続される。車両駆動用電源２０及び補助電源２０の冷却液出口は、風を流すための風洞７内に設置された熱交換器５の冷却液入口と接続される。熱交換器５の冷却液出口はポンプ３と接続される。送風機６は、熱交換器５よりも入風口８側の風洞７内に設置される。送風機１０は、風洞７内で、送風機６と熱交換器５の間に設置される。
【００２１】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置において、ポンプ３により送り出された冷却液は、配管４を流れ、車両駆動用電源２０側と補助電源２１側に分流する。車両駆動用電源２０に流入した冷却液は、車両駆動用電源２０を冷却した後、車両駆動用電源２０の冷却液出口から配管４に流入する。補助電源２１に流入した冷却液は、補助電源２１を冷却した後、車両駆動用電源２０の冷却液出口から配管４に流入する。補助電源２１から配管４に流入した冷却液は、車両駆動用電源２０から配管４に流入した冷却液と合流し熱交換器５に流入する。通常運転時には、熱交換器５に流入した冷却液は、熱交換器５の配管内を流れる間、送風器６による送風と送風機１０による空気の吸込により冷却され、配管４を流れ、ポンプ３に戻る。
【００２２】
鉄道車両の停車した際には、送風機６の運転を停止させ、送風機６よりも小形の電動送風機１０のみを運転させる。尚、鉄道車両の停車の検知については、マスコンからの指令やＡＴＯ、ＡＴＣ等からの信号等複数考えられるので特に限定はしない。
【００２３】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置が搭載された鉄道車両が停止する際には、車両駆動用電源２０は停止し、補助電源２１だけが動作するため液冷式電力変換装置全体の発熱量も小さくなる。そのため、鉄道車両の停車時には、送風機６の運転を停止させ、小形の送風機１０のみとし送風量を減少させても、補助電源２１を適切に冷却することが出来る。更に、駅停車時には、大きな音を発生させる送風機６を停止させ、比較的音の小さい送風機１０のみを動作させるので、静音化も同時に達成することが出来る。
【００２４】
次に、車両駆動用電源２０と補助電源２１の構成について説明する。車両駆動用電源２０は、スイッチング動作が可能な半導体素子１と，この半導体素子１と接続され内部に冷却液の流れる流路を有する液冷フィン２とから構成されている。補助電源２１は、スイッチングが可能な半導体素子１ａとこの半導体素子１ａと接続され内部に冷却液の流れる流路を有する液冷フィン２ａとから構成されている。
【００２５】
このように構成された車両駆動用電源２０において、半導体素子１から発せられる熱は、液冷フィン２を介して、液冷フィン２内を流れる冷却液に伝熱される。半導体素子１は、液冷フィン２を介して冷却液に熱を伝えることが可能であるので、素子温度を所定値以内におさめられる。
【００２６】
本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、車両駆動用電源２０及び補助電源２１の冷却系を共有化したまま、車両走行時、車両停止時の何れの場合でも、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行う（発生熱損失に見合った熱放散能力とする）ことができ、なおかつ車両停止時の静音化を実現することが出来る。
【００２７】
また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置とは異なり、車両停止時には冷却能力を抑えることが出来るので、車両駆動用電源２０や補助電源２１の半導体素子１、１ａを過度に冷やすことがなくなり、その結果半導体素子１、１ａの温度の変動が少なくなるので、半導体素子１、１ａの寿命を延長することも出来る。
【００２８】
尚、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置では、車両の走行時には、大形の送風機６及び小形の送風機１０を動作させ、車両の停止時に小形の送風機１０のみを動作させているが、車両の走行時には、大形の送風機６のみを動作させ、車両の停止時には小形の送風機１０のみを動作させる構成も好ましい。
【００２９】
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図２は、本発明に基づく第２の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。尚、図１に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本発明に基づく第２の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置とは、小形の送風機１０の位置が異なる。
【００３１】
本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の小形の送風機１０は、風洞７の外かつ、風洞７の排気口の近傍に設けられている。
【００３２】
本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置においても、第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置と同様に、車両の走行時には、大形の送風機６及び小形の送風機１０を動作させ、車両の停止時に小形の送風機１０のみを動作させる構成としている。
【００３３】
車両の停止時には、送風機１０の吸引作用により風洞７内に空気が流れ、熱交換器５から熱拡散される。
【００３４】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置も第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置と同様に、車両駆動用電源２０及び補助電源２１の冷却系を共有化したまま、車両走行時、車両停止時の何れの場合でも、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化を実現することが出来る。
【００３５】
また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置においても、半導体素子１及び１ａの温度の変動幅を小さくすることが可能となるので、半導体素子１及び１ａの寿命を延長することが出来る。
【００３６】
尚、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置では、小形の送風機１０（第２の送風機）を排気口の外側に設けているが、入気口の外側に設けても良い。
【００３７】
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図３は、本発明に基づく第３の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。尚、図１に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本発明に基づく第３の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、主風洞７ａと、主風洞７ａと接続された副風洞７ｂとを有し、主風洞７ａに大形の送風機６を設置し、副風洞７ｂに小形の送風機１０を設けたことを特徴のひとつとしている。
【００３９】
車両の走行時には、大形の送風機６及び小形の送風機１０を動作させ、車両の停止時に小形の送風機１０のみを動作させる。
【００４０】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置は、大形の送風機６及び小形の送風機１０を異なる風洞に設置しているので、２種類の送風機が相互に干渉しにくいという効果がある。
【００４１】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置も、車両駆動用電源２０及び補助電源２１の冷却系を共有化したまま、車両走行時、車両停止時の何れの場合でも、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化を実現することが出来る。
【００４２】
また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置においても、半導体素子１及び１ａの温度の変動幅を小さくすることが可能となるので、半導体素子１及び１ａの寿命を延長することが出来る。
【００４３】
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図４は、本発明に基づく第４の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。尚、図１乃至図３に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４４】
本発明に基づく第４の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、送風機６を鉄道車両の上側に設け、熱交換器５を送風機よりも下側に設けたことを特徴のひとつとしている。
【００４５】
本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、車両走行時に入気口８から流入した空気は、送風機６が駆動することにより、鉄道車両の上側から下側に風が流れ、熱交換器５を冷却し、排気口９から排気される。車両停止時には、送風機６を止め、空気は排気口９から流入し、自然通風により風洞内を車両下側から車両上側方向に風が流れ、熱交換器５を冷却し入気口８から排気される。
【００４６】
本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、車両停止時には送風機６を停止させ、他の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置のように他の送風機が動作することがないので、他の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置に比べ静音化効果が高い。
【００４７】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置も、車両駆動用電源２０及び補助電源２１の冷却系を共有化したまま、車両走行時、車両停止時の何れの場合でも、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化を実現することが出来る。
【００４８】
また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置においても、半導体素子１及び１ａの温度の変動幅を小さくすることが可能となるので、半導体素子１及び１ａの寿命を延長することが出来る。
【００４９】
尚、風洞７は、風洞の一部を屈曲させていても、自然通風により鉄道車両の上下方向に空気が流れれば良いので、直線状になっている必要はない。また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置では、送風機６を熱交換器５よりも上側に設けているが、熱交換器よりも下側に設けても、同様の効果を得られるので、送風機６を熱交換器５よりも下側に設けても良い。
【００５０】
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図５は、本発明に基づく第５の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。尚、図１乃至図４に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５１】
本発明に基づく第５の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置は、電動機等に電力を供給する車両駆動用電源２０と、車内照明や空調に電力を供給する補助電源２１と、車両駆動用電源２０と補助電源２１に冷却液を送り込むポンプ３と、ポンプ３と車両駆動用電源２０、補助電源２１間を接続する配管４と、主風洞７ａ内に設けられた熱交換器５と、同じく風洞７ａ内に設けられ熱交換器５に強制的に空気を送風する送風機６ａと、風洞７ｂ内に設けられた送風機１０と、風洞７ｂ内に設けられた第２の熱交換器５ｂとから構成されている。本実施の形態の液冷式電力変換装置において、主風洞７ａと副風洞７ｂは独立しており、第３の実施の形態の液冷式電力変換装置のように、副風洞７ｂから流入した空気が主風洞の流れに合流するということは基本的にはないものとする。
【００５２】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置において、ポンプ３は、配管４を介して、車両駆動用電源２０の冷却液入口と接続される。補助電源２０の冷却液入口は、車両駆動用電源２０と並列に、ポンプ３と配管４を介して接続される。車両駆動用電源２０及び補助電源２０の冷却液出口は、風を流すための主風洞７ａ内に設置された第１の熱交換器５ａの冷却液入口と接続される。熱交換器５ａの冷却液出口は配管４を介して、副風洞内に設置され、第１の熱交換器５ａよりも小さい第２の熱交換器５ｂの冷却液入り口と接続される。第２の熱交換器５ｂの冷却液出口は、ポンプ３と接続される。送風機６は、主風洞７内に設置される。送風機１０は、副風洞７ｂ内に設置される。
【００５３】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置において、車両走行時には、送風機１０及び送風機６を駆動させ、車両駆動用電源２０及び補助電源２１から流れてきた冷却液を熱交換器５ａ及び熱交換器５ｂにて熱放散を行う。車両停止時には、送風機６を停止させ、送風機１０のみを運転させるため、冷却液は主に熱交換器５ｂにて熱放散を行う。
【００５４】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置は、車両の停止時には送風機６を停止させ、送風機１０のみが駆動するため、静音化をすることができる。また、送風機６と送風機１０を別の風洞に設けているため、送風機同士の干渉がなくなる。
【００５５】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置も、車両駆動用電源２０及び補助電源２１の冷却系を共有化したまま、車両走行時、車両停止時の何れの場合でも、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化を実現することが出来る。
【００５６】
また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置においても、半導体素子１及び１ａの温度の変動幅を小さくすることが可能となるので、半導体素子１及び１ａの寿命を延長することが出来る。
【００５７】
（第６の実施の形態）
本発明に基づく第６の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図６は、本発明に基づく第６の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。尚、図１乃至図５に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本発明に基づく第６の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置が、第５の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置と大きく異なる点は、第２の熱交換器５ｂが風洞７内ではなく、風洞７外の鉄道車両の床下に設けられた点である。
【００５９】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置は、車両走行時には、送風機６を駆動させ、第１の熱交換器５ａで冷却液を冷却後、走行風の流れる第２の熱交換器５ｂで再度冷却液を冷却する。車両停止時には、送風機６を停止させ、第１の熱交換器５ａ及び第２の熱交換器５ｂは共に、自然通風により冷却液を冷却する。
【００６０】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置の第２の熱交換器５ｂは、車両走行時には、走行風を利用して冷却し、車両停止時には自然通風により冷却液を冷却するため、第５の実施の形態の液冷式電力変換装置のように、送風機１０を設ける必要がないため、第５の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置に比べて、清音化することが出来る。
【００６１】
このように構成された鉄道車両用液冷式電力変換装置も、車両駆動用電源２０及び補助電源２１の冷却系を共有化したまま、車両走行時、車両停止時の何れの場合でも、車両駆動用電源及び補助電源それぞれの冷却を適切に行うことができ、なおかつ車両停止時の静音化を実現することが出来る。
【００６２】
また、本実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置においても、半導体素子１及び１ａの温度の変動幅を小さくすることが可能となるので、半導体素子１及び１ａの寿命を延長することが出来る。
【００６３】
尚、本実施の形態鉄道車両用液冷式電力変換装置では、第２の熱交換器５ｂが風洞７の外にあればよいので、第１の熱交換器５ａが設けられる風洞の向きを車両の上下方向のみに限定はしない。
【００６４】
本発明に基づく第１乃至第６の実施の形態の液冷式電力変換装置は、車両停止時に補助電源の負荷が激減する電気機関車（車両駆動用電源の負荷が機関車では主な負荷であり、これを停止すれば補助電源からの発生損失も激減する）に採用すると最も良い効果を得られる。
【００６５】
また、本発明に基づく第４の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置以外は、熱交換器が設置される風洞が鉄道車両の横方向（枕木方向）や縦方向（レール方向）に伸びていてもよいので、特に車両の上下方向のみに限定はしない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【図２】本発明に基づく第２の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【図３】本発明に基づく第３の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【図４】本発明に基づく第４の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【図５】本発明に基づく第５の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【図６】本発明に基づく第６の実施の形態の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【図７】従来の鉄道車両用液冷式電力変換装置の構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    半導体素子
１ａ  半導体素子
２    液冷フィン
２ａ  液冷フィン
３    ポンプ
４    配管
５    熱交換器
５ａ  第１の熱交換器
５ｂ  第２の熱交換器
６    電動送風機
７    風洞
７ａ  主風洞
７ｂ  副風洞
８    入風口
９    排風口
１０  送風機
１１  パンタグラフ
１２  台車
１３  電動機
２０  車両駆動用電源
２１  補助電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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