車用空調(diào)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的車用空調(diào)裝置包括：室外單元(10)，該室外單元(10)配置在車輛的底板下，并具有壓縮機(11)、以及在制冷運行時起冷凝器作用的室外用熱交換器(12)；室內(nèi)單元(20)，該室內(nèi)單元(20)配置在車輛的頂部，具有在制冷運行時起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)用熱交換器(22)，該室內(nèi)單元(20)經(jīng)由制冷劑配管(40)與室外單元(10)相連；以及逆變器單元(30)，該逆變器單元(30)具有起蒸發(fā)器作用的冷卻用熱交換器(33)、空調(diào)用的逆變器裝置(34)、以及冷卻用送風機(36)，該冷卻用送風機(36)吸引外部氣體與冷卻用熱交換器(33)進行熱交換，并利用通過該熱交換得到的冷卻空氣對逆變器裝置(34)進行冷卻，冷卻用熱交換器(33)通過制冷劑配管(50)與室外單元(10)并聯(lián)連接。
【專利說明】車用空調(diào)裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及例如在鐵路車輛的底板下配置室外單元、在鐵路車輛的頂部配置室內(nèi)單元的分離式車用空調(diào)裝置，尤其涉及具有對空調(diào)用的逆變器裝置進行冷卻的功能的車用空調(diào)裝置。
【背景技術】
[0002]作為現(xiàn)有的車用空調(diào)裝置，在鐵路車輛的車頂上設有室內(nèi)單元，在其左右兩端部分別設有一對室外單元，并且在一個室外單元與室內(nèi)單元之間設置收納逆變器裝置的逆變器單元。室內(nèi)單元中配置有風扇電動機、以及一對室內(nèi)風扇，該一對室內(nèi)風扇配置在風扇電動機的前后并由風扇電動機進行驅動，在一對室內(nèi)風扇的兩個外側配置有一對室內(nèi)側熱交換器。在制冷運行時，經(jīng)由一對室內(nèi)側熱交換器冷卻后的冷風通過室內(nèi)風扇吹到車輛內(nèi)，該冷風有一部分在連接管道的引導下噴出到逆變器單元內(nèi)，由此對逆變器裝置進行冷卻(例如，參照專利文獻I)。
現(xiàn)有技術文獻 專利文獻
[0003]專利文獻1:日本專利特開平5 - 8635號公報(第2 — 3頁、圖2)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術問題
[0004]然而，對于車用空調(diào)裝置，有時無法將逆變器裝置搭載在室內(nèi)單元側，在這種情況下，逆變器裝置單獨進行設置。在單獨設置逆變器裝置的情況下，由于無法利用制冷循環(huán)來對逆變器裝置進行冷卻，因此存在以下問題，即:在溫度較高的外界氣體環(huán)境下必須對逆變器裝置進行冷卻，而如果不增大逆變器裝置本身，就無法獲得需要的冷卻效果。
此外，從安裝于鐵路車輛的空調(diào)裝置的裝配方面來看，大多數(shù)情況下室外單元與逆變器裝置是單獨設置的，在室外單元側搭載逆變器裝置的情況下，由于逆變器裝置較大，從而存在室外單元裝配上的問題。
[0005]本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于獲得一種車用空調(diào)裝置，在該車用空調(diào)裝置中，即使在室外單元側設置逆變器裝置，也能夠在不增大逆變器裝置的情況下對該逆變器裝置進行冷卻。
解決技術問題所采用的技術方案
[0006]本發(fā)明所涉及的車用空調(diào)裝置包括:室外單元，該室外單元配置在車輛的底板下，并具有壓縮機、以及在制冷運行時起冷凝器作用的室外用熱交換器；室內(nèi)單元，該室內(nèi)單元配置在車輛的頂部，具有在制冷運行時起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)用熱交換器，且該室內(nèi)單元經(jīng)由制冷劑配管與室外單元相連；以及逆變器單元，該逆變器單元具有起蒸發(fā)器作用的冷卻用熱交換器、空調(diào)用的逆變器裝置、以及冷卻用送風機，該冷卻用送風機吸引外部氣體與冷卻用熱交換器進行熱交換，并利用通過該熱交換得到的冷卻空氣對逆變器裝置進行冷卻，冷卻用熱交換器通過制冷劑配管與室外單元并聯(lián)連接。
發(fā)明效果
[0007]根據(jù)本發(fā)明，逆變器單元具有起蒸發(fā)器作用的冷卻用熱交換器、空調(diào)用的逆變器裝置、以及冷卻用送風機，該冷卻用送風機吸引外部氣體與冷卻用熱交換器進行熱交換，并利用通過該熱交換得到的冷卻空氣對逆變器裝置進行冷卻，冷卻用熱交換器通過制冷劑配管與室外單元并聯(lián)連接。由此，能夠高效地對逆變器裝置進行冷卻，從而能力圖實現(xiàn)逆變器裝置的小型化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是表示實施方式I所涉及的車用空調(diào)裝置的室外單元側的俯視狀態(tài)的主要元器件配置圖。
圖2是表示實施方式I所涉及的車用空調(diào)裝置的概要的制冷劑回路圖。
圖3是表示實施方式2所涉及的車用空調(diào)裝置的概要的制冷劑回路圖。
【具體實施方式】
[0009]實施方式1.圖1是表示實施方式I所涉及的車用空調(diào)裝置的室外單元側的俯視狀態(tài)的主要元器件配置圖，圖2是表示實施方式I所涉及的車用空調(diào)裝置的概要的制冷劑回路圖。
實施方式I的車用空調(diào)裝置是分離式空調(diào)裝置，例如包括:配置在鐵路車輛底板下的室外單元10、以及配置在鐵路車輛頂部的室內(nèi)單元20。此外，該車用空調(diào)裝置還具備逆變器單元30 (以下，稱為“INV單元30”)，該逆變器單元30設置為與室外單元10相鄰。另外，圖2中，以點劃線分開室外單元10和室內(nèi)單元20。
[0010]如圖1所示，室外單元10具有以下結構，S卩:其主要元器件包括設置在鐵路車輛寬度方向大致中央的壓縮機11和儲液器13、設置在鐵路車輛寬度方向一側的室外用熱交換器12、以及設置在另一側與室外用熱交換器12相對的室外用送風機14，這些主要元器件收納在外殼15內(nèi)。如圖2所示，室內(nèi)單元20具有以下結構，即:其主要元器件包括毛細管
21、室內(nèi)用熱交換器22以及室內(nèi)用送風機23，這些主要元器件收納于鐵路車輛的頂部。所述壓縮機11、室外用熱交換器12、毛細管21、室內(nèi)用熱交換器22以及儲液器13如圖2所示那樣通過制冷劑配管40相連，構成對鐵路車輛的內(nèi)部進行制冷的制冷劑回路。
[0011]INV單元30具有以下結構，即:其主要元器件包括毛細管32、冷卻用熱交換器33、空調(diào)用逆變器裝置34、設置在逆變器裝置34上的散熱器35、以及冷卻用送風機36，這些主要元器件收納在外殼31內(nèi)。如圖1所示，逆變器裝置34和散熱器35設置在冷卻用熱交換器33和冷卻用送風機36之間。外殼31中，在冷卻用熱交換器33的附近設置有進氣口 37，在冷卻用送風機36的附近設置有排氣口 38。如圖2所示，上述毛細管32和冷卻用熱交換器33通過制冷劑配管50與室外單元10的室外用熱交換器12、壓縮機11和儲液器13并聯(lián)連接。
[0012]在如上述那樣構成的車用空調(diào)裝置中，若從壓縮機11噴出高溫高壓的氣體制冷齊U，則該高溫高壓的氣體制冷劑流入室外用熱交換器12，并與室外用送風機14送入的外部氣體進行熱交換(散熱)，從而成為低溫高壓的液體制冷劑。接著，低溫高壓的液體制冷劑流入INV單元30側的制冷劑配管50內(nèi)，并流入室內(nèi)單元20側的制冷劑配管40內(nèi)。
[0013]流入制冷劑配管40內(nèi)的低溫高壓的液體制冷劑流入毛細管21，從而成為低溫低壓的液體制冷劑，并流入室內(nèi)用熱交換器22。流入室內(nèi)用熱交換器22的低溫低壓的液體制冷劑通過室內(nèi)用送風機23與在車內(nèi)循環(huán)的空氣進行熱交換，從而成為低溫低壓的氣體制冷劑。然后，該低溫低壓的氣體制冷劑經(jīng)由儲液器13被吸入壓縮機11。
[0014]此外，流入INV單元30側的制冷劑配管50內(nèi)的低溫高壓的液體制冷劑流入毛細管32，從而成為低溫低壓的液體制冷劑，并流入冷卻用熱交換器33。流入冷卻用熱交換器33的低溫低壓的液體制冷劑經(jīng)由冷卻用送風機36與從進氣口 37進入外殼31內(nèi)的外部氣體A進行熱交換，從而成為低溫低壓的氣體制冷劑。然后，該低溫低壓的氣體制冷劑與上述一樣，經(jīng)由儲液器13吸入壓縮機11。
[0015]另一方面，進入外殼31內(nèi)的外部氣體A通過與冷卻用熱交換器33的熱交換而成為冷卻空氣B，并流向冷卻用送風機36側。此時，冷卻空氣B從散熱器35吸收熱量，由此對逆變器裝置34進行冷卻，并且因溫度上升而成為冷卻空氣C。該冷卻空氣C通過冷卻用送風機36從排氣口 38排出。例如，通過設置在排氣口 38與室外用熱交換器12的外部氣體吸入側之間的作為風路的管道(未圖示)，從而被送入室外用熱交換器12。這是為了使溫度低于外部氣體A的冷卻空氣C與由室外用送風機14吸入的外部氣體A混合，從而回收流入室外用熱交換器12的外部氣體A的熱量。通過這種熱回收來提高室外用熱交換器12中與外部氣體A的熱交換效率。
[0016]在上述實施方式I中，與室內(nèi)單元20—起構成制冷劑回路的室外單元10與具有毛細管32和冷卻用熱交換器33的INV單元30并聯(lián)連接，利用經(jīng)由冷卻用熱交換器33進行了熱交換的外部氣體A的冷卻空氣B，通過散熱器35對INV單元30內(nèi)的逆變器裝置34進行冷卻。由此，能夠高效地對逆變器裝置34進行冷卻，從而能力圖實現(xiàn)逆變器裝置34的小型化。
[0017]另外，實施方式I中，對以下情況進行了說明，即:利用經(jīng)由冷卻用熱交換器33進行了熱交換的外部氣體的冷卻空氣B，通過散熱器35對逆變器裝置34進行冷卻，但也可以將經(jīng)由冷卻用熱交換器33進行了熱交換的外部氣體A的冷卻空氣B直接向逆變器裝置34進行送風，由此來進行冷卻。在這種情況下，不需要散熱器35，因此，能夠使INV單元30本身比實施方式I更小，進而能夠實現(xiàn)成本的降低。
[0018]此外，實施方式I中，使用外部氣體對逆變器裝置34進行冷卻，但也可以將通過鐵路車輛的車內(nèi)換氣而排出至外部的室內(nèi)空氣作為外部氣體，經(jīng)由作為風路的管道將其導入INV單元30內(nèi)，利用冷卻用熱交換器33對該室內(nèi)空氣進行熱交換，并將其用于逆變器裝置34的冷卻。在采用這種結構的情況下，進一步提高了逆變器裝置34的冷卻效果，與用外部氣體進行冷卻的情況相比，從INV單元30送入室外單元10的冷卻空氣C的溫度更低，因此提高了室外用熱交換器12中與外部氣體A的熱交換效率。
[0019]實施方式2.圖3是表示實施方式2所涉及的車用空調(diào)裝置的概要的制冷劑回路圖。另外，在本實施方式中，對與實施方式I相同的部分標注相同的標號。
實施方式2的車用空調(diào)裝置與實施方式I相同，是包括配置在鐵路車輛底板下的室外單元10、以及配置在鐵路車輛頂部的室內(nèi)單元20的分離式空調(diào)裝置。此外，該車用空調(diào)裝置還具備逆變器單元60 (以下，稱為“ INV單元60”)，該逆變器單元60設置為與室外單元10相鄰。另外，圖3中，以點劃線分開室外單元10和室內(nèi)單元20。
[0020]如圖3所示，室外單元10具有以下結構，即:其主要元器件包括壓縮機11、室外用熱交換器12、儲液器13以及室外用送風機14，這些主要元器件收納于外殼內(nèi)(未圖示)。室內(nèi)單元20具有以下結構，即:其主要元器件包括毛細管21、室內(nèi)用熱交換器22以及室內(nèi)用送風機23，這些主要元器件收納于鐵路車輛的頂部。
[0021]INV單元60具有以下結構，S卩:其主要元器件包括冷卻用熱交換器61、冷卻用送風機62以及空調(diào)用逆變器裝置63，這些主要元器件收納在與室外單元10相鄰設置的外殼64內(nèi)。INV單元60的逆變器裝置63例如如圖3所示，設置在經(jīng)由冷卻用送風機62進入外殼內(nèi)的外部氣體的流動方向的下游側。
[0022]所述壓縮機11、室外用熱交換器12、毛細管21、室內(nèi)用熱交換器22、冷卻用熱交換器61以及儲液器13通過制冷劑配管40相連。通過這種連接，構成鐵路車輛的車內(nèi)制冷以及對逆變器裝置63進行冷卻的制冷劑回路。
[0023]在如上述那樣構成的車用空調(diào)裝置中，若從壓縮機11噴出高溫高壓的氣體制冷齊U，則該高溫高壓的氣體制冷劑流入室外用熱交換器12，并與室外用送風機14送入的外部氣體進行熱交換(散熱)，從而成為低溫高壓的液體制冷劑。接著，低溫高壓的液體制冷劑流入毛細管21，成為低溫低壓的液體制冷劑，并流入室內(nèi)用熱交換器22。流入室內(nèi)用熱交換器22的低溫低壓的液體制冷劑通過室內(nèi)用送風機23與在車內(nèi)循環(huán)的空氣進行熱交換，從而成為低溫低壓的氣體制冷劑。
[0024]從室內(nèi)用熱交換器22流出的低溫低壓的氣體制冷劑流入冷卻用熱交換器61，在此處與經(jīng)由冷卻用送風機61進入外殼內(nèi)的外部氣體進行熱交換，而后通過儲液器13吸入壓縮機11。此時，進入外殼內(nèi)的外部氣體通過與冷卻用熱交換器61的熱交換而成為冷卻空氣，從而對逆變器裝置63進行冷卻。雖然冷卻空氣的溫度也取決于外部氣體的溫度，但冷卻空氣的溫度約為30°C?35°C，可對逆變器裝置63進行冷卻。
[0025]在上述實施方式2中，連接室外單元10和室內(nèi)單元20的制冷劑配管40中，在制冷運行時用于導入由室內(nèi)單元20返回至室外單元10的制冷劑的制冷劑配管40上插入了INV單元60，利用經(jīng)由冷卻用熱交換器61進行了熱交換的外部氣體的冷卻空氣來對INV單元60內(nèi)的逆變器裝置63進行冷卻。由此，能夠高效地對逆變器裝置63進行冷卻，從而能力圖實現(xiàn)逆變器裝置63的小型化。
[0026]另外，實施方式2中，對將逆變器裝置63設置在經(jīng)由冷卻用送風機62進入外殼內(nèi)的外部氣體的流向的下游側的情況進行了說明，但并不限于此。例如，也可以將逆變器裝置63設置在冷卻用熱交換器61和冷卻用送風機62之間。
[0027]此外，實施方式2中，對以下情況進行了說明，S卩:利用經(jīng)由冷卻用熱交換器61進行了熱交換的外部氣體的冷卻空氣直接對逆變器裝置63進行冷卻，但也可以與實施方式I相同地在逆變器裝置63上設置散熱器35，利用冷卻空氣對該散熱器35進行冷卻來降低逆變器裝置63的溫度。
[0028]此外，實施方式2中，僅利用經(jīng)由冷卻用熱交換器61進行了熱交換的外部氣體的冷卻空氣來對逆變器裝置63進行冷卻，但也可以與實施方式I相同地通過管道將對逆變器裝置63進行冷卻后的冷卻空氣送入室外單元10的室外用熱交換器12。[0029]并且，實施方式2中，使用外部氣體對逆變器裝置63進行冷卻，但也可以將通過鐵路車輛的車內(nèi)換氣而排出至外部的室內(nèi)空氣作為外部氣體，經(jīng)由作為風路的管道導入INV單元60內(nèi)，利用冷卻用熱交換器61對該室內(nèi)空氣進行熱交換，從而將其用于逆變器裝置63的冷卻。由此，能進一步提高逆變器裝置63的冷卻效果。
標號說明
[0030]10室外單元、11壓縮機、12室外用熱交換器、13儲液器、14室外用送風機、15外殼、20室內(nèi)單元、21毛細管、22室內(nèi)用熱交換器、23室內(nèi)用送風機、30、60逆變器單元、31、64外殼、32毛細管、33、61冷卻用熱交換器、34、63逆變器裝置、35散熱器、36、62冷卻用送風機、37進氣口、38排氣口、40、50制冷劑配管。
【權利要求】
1.一種車用空調(diào)裝置，其特征在于，包括: 室外單元，該室外單元配置在車輛的底板下，具有壓縮機、以及在制冷運行時起冷凝器作用的室外用熱交換器， 室內(nèi)單元，該室內(nèi)單元配置在車輛的頂部，具有在制冷運行時起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)用熱交換器，且該室內(nèi)單元經(jīng)由制冷劑配管與所述室外單元相連；以及 逆變器單元，該逆變器單元具有起蒸發(fā)器作用的冷卻用熱交換器、空調(diào)用的逆變器裝置、以及冷卻用送風機，該冷卻用送風機吸引外部氣體與所述冷卻用熱交換器進行熱交換，并利用通過該熱交換得到的冷卻空氣對所述逆變器裝置進行冷卻， 所述冷卻用熱交換器通過制冷劑配管與所述室外單元并聯(lián)連接。
2.一種車用空調(diào)裝置，其特征在于，包括: 室外單元，該室外單元配置在車輛的底板下，具有壓縮機、以及在制冷運行時起冷凝器作用的室外用熱交換器， 室內(nèi)單元，該室內(nèi)單元配置在車輛的頂部，具有在制冷運行時起蒸發(fā)器作用的室內(nèi)用熱交換器，且該室內(nèi)單元經(jīng)由制冷劑配管與所述室外單元相連；以及 逆變器單元，該逆變器單元具有起蒸發(fā)器作用的冷卻用熱交換器、空調(diào)用的逆變器裝置、以及冷卻用送風機，該冷卻用送風機吸引外部氣體與所述冷卻用熱交換器進行熱交換，并利用通過該熱交換得到的冷卻空氣對所述逆變器裝置進行冷卻， 在所述制冷劑配管中用于在制冷運行時導入由所述室內(nèi)單元返回至所述室外單元的制冷劑的部分，配置所述冷卻用熱交換器。
3.如權利要求1或2所述的車用空調(diào)裝置，其特征在于， 所述逆變器單元具有用于對所述逆變器裝置產(chǎn)生的熱量進行散熱的散熱器，利用所述冷卻空氣經(jīng)由該散熱器對所述逆變器裝置進行冷卻。
4.如權利要求1至3的任一項所述的車用空調(diào)裝置，其特征在于， 具備將對所述逆變器裝置進行冷卻后的冷卻空氣導入所述室外單元的室外用熱交換器的外部氣體吸入側的風路。
5.如權利要求1至4的任一項所述的車用空調(diào)裝置，其特征在于， 具備將通過車輛的車內(nèi)換氣而排出至外部的室內(nèi)空氣作為外部氣體而導入所述逆變器單元內(nèi)的風路。
【文檔編號】B60H1/32GK104010917SQ201180075971
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2011年12月27日 優(yōu)先權日:2011年12月27日
【發(fā)明者】吉村圭二, 堀田和宏 申請人:三菱電機株式會社