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(fēng)機(36)，該冷卻用送風(fēng)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(shù)領(lǐng)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(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有的車用空調(diào)裝置，在鐵路車輛的車頂上設(shè)有室內(nèi)單元，在其左右兩端部分別設(shè)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(shè)置收納逆變器裝置的逆變器單元。室內(nèi)單元中配置有風(fēng)扇電動機、以及一對室內(nèi)風(fēng)扇，該一對室內(nèi)風(fēng)扇配置在風(fēng)扇電動機的前后并由風(fēng)扇電動機進行驅(qū)動，在一對室內(nèi)風(fēng)扇的兩個外側(cè)配置有一對室內(nèi)側(cè)熱交換器。在制冷運行時，經(jīng)由一對室內(nèi)側(cè)熱交換器冷卻后的冷風(fēng)通過室內(nèi)風(fēng)扇吹到車輛內(nèi)，該冷風(fēng)有一部分在連接管道的引導(dǎo)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(shù)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(shù)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(cè)，在這種情況下，逆變器裝置單獨進行設(shè)置。在單獨設(shè)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(shè)置的，在室外單元側(cè)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(cè)設(shè)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(shù)問題所采用的技術(shù)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(fēng)機，該冷卻用送風(fēng)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(fēng)機，該冷卻用送風(fēng)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(cè)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(cè)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(shè)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(jié)構(gòu)，S卩:其主要元器件包括設(shè)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(shè)置在鐵路車輛寬度方向一側(cè)的室外用熱交換器12、以及設(shè)置在另一側(cè)與室外用熱交換器12相對的室外用送風(fēng)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(jié)構(gòu)，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(fēng)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(gòu)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(jié)構(gòu)，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(shè)置在逆變器裝置34上的散熱器35、以及冷卻用送風(fēng)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(shè)置在冷卻用熱交換器33和冷卻用送風(fēng)機36之間。外殼31中，在冷卻用熱交換器33的附近設(shè)置有進氣口 37，在冷卻用送風(fēng)機36的附近設(shè)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(gòu)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(fēng)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(cè)的制冷劑配管50內(nèi)，并流入室內(nèi)單元20側(cè)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(fēng)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(cè)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(fēng)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(fēng)機36側(cè)。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(fēng)機36從排氣口 38排出。例如，通過設(shè)置在排氣口 38與室外用熱交換器12的外部氣體吸入側(cè)之間的作為風(fēng)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(fēng)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(gòu)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(fēng)，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?qū)崿F(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(fēng)路的管道將其導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)，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(fēng)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(jié)構(gòu)，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(fēng)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(jié)構(gòu)，S卩:其主要元器件包括冷卻用熱交換器61、冷卻用送風(fēng)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(shè)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(shè)置在經(jīng)由冷卻用送風(fēng)機62進入外殼內(nèi)的外部氣體的流動方向的下游側(cè)。
[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(gòu)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(gòu)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(dǎo)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(shè)置在經(jīng)由冷卻用送風(fēng)機62進入外殼內(nèi)的外部氣體的流向的下游側(cè)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(shè)置在冷卻用熱交換器61和冷卻用送風(fēng)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(shè)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(fēng)路的管道導(dǎo)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(fēng)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(fēng)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(fēng)機、37進氣口、38排氣口、40、50制冷劑配管。
【權(quán)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(fēng)機，該冷卻用送風(fēng)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(fēng)機，該冷卻用送風(fēng)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(dǎo)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(quán)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(quán)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(dǎo)入所述室外單元的室外用熱交換器的外部氣體吸入側(cè)的風(fēng)路。
5.如權(quán)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(dǎo)入所述逆變器單元內(nèi)的風(fēng)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(quán)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