(57)【要約】【課題】  水源を使わずに加湿し、空調装置の暖房時に湿度低下を補うことのできる車両用空調装置の加湿装置を提供する。【解決手段】  従来のヒートポンプサイクルに加えて、冷凍サイクルとしての加湿サイクルを併設する。冷凍サイクルの蒸発器３の撥水処理が施されたフィン９’の表面に強制的に結露された水分１２によって、暖房時の客室内等を加湿する。水源を使わずに加湿することで、車両の限られたスペースに新たに大重量の水タンクを設置する必要がないので、容易に鉄道車両、特に、新幹線電車や特急電車といった客室が気密に保たれている車両の暖房時の湿度低下を防止できる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮した冷媒を状態変化させて熱交換をする蒸発器用熱交換器を含む冷凍サイクルを備えており、前記蒸発器用熱交換器のフィンに撥水処理を施し、前記フィンの表面に結露した空気中の水分を送風して客室を加湿することを特徴とする車両用空調装置の加湿装置。
【請求項２】
前記蒸発器用熱交換器を通過する際に冷却される前記空気を前記客室に送風することにより、前記冷凍サイクルを冷房運転することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の加湿装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍サイクルと客室暖房用の少なくとも１つのヒートポンプサイクルを併設した空調装置において、前記ヒートポンプサイクルを暖房運転したときに、前記冷凍サイクルを運転して前記客室を加湿することを特徴とする車両用空調装置の加湿装置。
【請求項４】
請求項１に記載の冷凍サイクルと客室暖房用の少なくとも１つのヒーターを併設した空調装置において、前記ヒーターで暖房したときに、前記冷凍サイクルを運転して前記客室を加湿することを特徴とする車両用空調装置の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置に関し、特に鉄道車両に好適な車両用空調装置の加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両用空調装置においては、新幹線電車や特急電車といった車両は客室が気密に保たれており、常時空調装置が稼動していることから、客室の湿度が低下する傾向がある。特に、冬場の暖房時には、寒冷空気中に含まれ得る水分が少なくなりそれを温めるだけの空気では、湿度低下が顕著に感じられるようになる。
【０００３】
従来、暖房時の湿度低下を補うための加湿システムは、特許文献１に示すような自然気化式、特許文献２に示すような噴霧式、特許文献３に示すような蒸気式、特許文献４に示すような超音波式等が一般であった。
【０００４】
ところが、いずれも多量の水源を確保する必要があり、車両に水タンクを設置しなくてはならず、車両の限られたスペースに新たに大重量の水タンクを設置するには問題があった。また、水を使用することはバクテリアの発生も歪めない問題であった。
【特許文献１】特開平１０−０８２５３８号公報
【特許文献２】特開平５−１２６３７１号公報
【特許文献３】特開２０００−１０４９５４号公報
【特許文献４】特開２００１−１５３４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術は水源を使わずに加湿する点について配慮されておらず、多量の水源を確保しなくてはならない問題があった。
【０００６】
本発明は水源を使わずに加湿し、空調装置の暖房時に湿度低下を補うことのできる車両用空調装置の加湿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】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明による車両用空調装置の加湿装置は、圧縮した冷媒を状態変化させて熱交換をする蒸発器用熱交換器を含む冷凍サイクルを備えており、前記蒸発器用熱交換器のフィンに撥水処理を施し、前記フィンの表面に結露した空気中の水分を送風して客室を加湿することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明による車両用空調装置の加湿装置は、前記蒸発器用熱交換器を通過する際に冷却される前記空気を前記客室に送風することにより、前記冷凍サイクルを冷房運転することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明による車両用空調装置の加湿装置は、上記の冷凍サイクルと客室暖房用の少なくとも１つのヒートポンプサイクルを併設しており、前記ヒートポンプサイクルを暖房運転したときに、前記冷凍サイクルを運転して前記客室を加湿することを特徴としている。
【００１０】
更にまた、この発明による車両用空調装置の加湿装置は、上記の冷凍サイクルと客室暖房用の少なくとも１つのヒーターを併設しており、前記ヒーターで暖房したときに、前記冷凍サイクルを運転して前記客室を加湿することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上説明したように水源を使わずに、冷凍サイクルを運転することで熱交換器の表面に強制的に結露させた空気中の水分によって客室を加湿している。また、熱交換器の表面に撥水処理を施すことによって水滴となった水分が剥がれ易くすることができる。したがって、車両の限られたスペースに新たに大重量の水タンクを設置する必要がないので、容易に鉄道車両、特に、新幹線電車や特急電車といった客室が気密に保たれている車両の暖房時の湿度低下を防止し、快適な空調システムを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図１乃至図６により説明する。図１は鉄道車両で使用されている空調装置のサイクル構成を示すものである。１は冷媒を圧縮する圧縮機であり、圧縮した冷媒を冷媒配管４を介して凝縮器２から蒸発器３を経て圧縮機１に循環させる冷凍サイクルを構成している。
【００１３】
この冷凍サイクルは、暖房時には、圧縮機１により圧縮された高圧の冷媒を凝縮器２に送り減圧し、凝縮器２との間で熱交換した温風を室内送風機５で車内に送風し、凝縮した冷媒を膨張させて蒸発器３に送り室外送風機６を用いて蒸発器３と空気流との間で熱交換するヒートポンプサイクルとして運転される。
【００１４】
冷房時はその逆で、図２に示すように、圧縮機１により圧縮された高圧の冷媒を凝縮器２に送り減圧し、凝縮器２と室外送風機６で送られる空気流との間で熱交換することで冷媒を冷却し、凝縮した冷媒を膨張させて蒸発器３に送り、室内送風機５で送られ且つ蒸発器３との間で熱交換した冷風を車内に送風するように運転される。
【００１５】
図２に示すような冷凍サイクルにおいて、図３に示す蒸発器３の配管７内を冷媒の流れ８のように流れて冷媒が膨張する過程においては、フィン９に結露が発生する。通常、この結露水１０は、下方へ流れ落ちて下部受皿１１に溜まってドレン水として外部へ排出される。
【００１６】
本発明は、図４に示すように、蒸発器３のフィンを表面に撥水処理を施したフィン９’とすることで、結露した水分１２を水滴状に成長させてフィン９’から水分１２が剥離し易いようにして、送風の圧力によってフィン９’から剥離させた水分１２で加湿を行うものである。
【００１７】
加湿の方法としては、図５に示すように、ヒートポンプサイクル１３に、上記冷凍サイクルと同等の構成から成る加湿用サイクル１４を併設し、暖房運転時に加湿サイクル１４を運転することで客室を加湿するものである。この場合、ダクトの取り廻しによって湿気を含んだ外気を新鮮空気として取り込み、加湿サイクル１４の蒸発器のフィンに供給して熱交換させればよい。外気中の湿気は蒸発器のフィン表面で強制的に結露され、その水分はヒートポンプサイクル１３で暖房される空気を加湿するのに用いられる。
【００１８】
次に別の方法として、図６に示すように、ヒーター１５に上記冷凍サイクルと同等の構成から成る加湿用サイクル１４を併設し、ヒーターによる暖房運転時に加湿サイクル１４を運転することで客室を加湿するものである。
【００１９】
このように構成することで、暖房時の客室内の湿度低下を、水源を使わずに容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のヒートポンプサイクル系統図。
【図２】本発明の一実施例の鉄道車両用空調装置の冷凍サイクル系統図。
【図３】本発明の一実施例の図２の構成における鉄道車両用空調装置の蒸発器の模式断面図。
【図４】本発明の一実施例の図２の構成における鉄道車両用空調装置の蒸発器の撥水処理後の模式断面図。
【図５】本発明の一実施例の鉄道車両用空調装置のヒートポンプサイクルでの加湿方法説明系統図。
【図６】本発明の一実施例の鉄道車両用空調装置のヒーター使用サイクルでの加湿方法説明系統図。
【符号の説明】
【００２１】
１  圧縮機
２  凝縮器
３  蒸発器
４  冷媒配管
５  室内送風機
６  室外送風機
７  蒸発器配管
８  冷媒の流れ
９  蒸発器フィン
９’撥水処理を施した蒸発器フィン
１０  結露水
１１  ドレン水受皿
１２  水滴状に成長した水分
１３  ヒートポンプサイクル
１４  加湿サイクル
１５  ヒーター
【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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