JP2010069919A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換装置、及び発熱機器などのシステム構成機器の標準化を可能にし、更に、メンテナンス作業の回数を削減できると共に、充分な騒音防止効果を得ることを可能にする。
【解決手段】電力変換装置２及び主変圧器装置３に対する冷却作用を終え、温度上昇した冷却水及び冷却油は循環冷媒用熱交換器８を通過する際に、蒸発器１１側から送られてきた冷却風により熱交換され、充分に冷却された後に再び電力変換装置２及び主変圧器装置３に送られる。このとき、ファン１５の回転により循環冷媒用熱交換器８側へ送出される冷却風の温度は、車両１の外部温度にかかわらず予め設定してある所定温度に維持することが可能である。したがって、車両１が運行する地方の気象環境にかかわらず、循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能を一定レベルに維持することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換システムを備えた鉄道車両に関するものである。

架線からの交流電力に基づき走行する交流電気車、又は架線からの直流電力に基づき走行する直流電気車、あるいはディーゼルエンジンにより走行するディーゼル車などの鉄道車両では、電力変換効率又はエンジン変換効率を如何に向上させても１００パーセントにすることはできないため必ず熱損失を発生し、この熱損失により温度上昇が激しくなる発熱機器が存在する。そして、従来からこの発熱機器の温度上昇を抑制するための種々の構成又は方策が実施又は提案されている。

例えば、コンバータ・インバータ方式を採用した近年の交流電気車では、電力変換装置の半導体素子の冷却に水を用いたり、主変圧器の冷却に絶縁目的を兼ねた油を用いるなどして、これら発熱機器の温度上昇を抑制するようにしている。

このような冷却水や冷却油などの冷媒は、冷媒流路を循環しているうちに温度が上昇するが、温度が上昇し過ぎると最早冷媒としての機能を果たすことができなくなるので、この循環冷媒流路途中に熱交換器を設け、冷媒を効率的に冷却する必要がある。そして、従来から広汎に実施されている熱交換システムは、車両に搭載した送風機により外気を取り込み、この取り込んだ外気を冷却風として熱交換器に接触させることにより冷媒を強制冷却しようとするものであった（例えば特許文献１参照）。

図５は、このような従来システムについての説明図である。車両５１（電気機関車）の機械室内には電力変換装置５２（発熱機器）が搭載されており、この電力変換装置５２の内部を循環冷媒流路５３が通っている。循環冷媒流路５３を流れる冷媒は、例えば冷却水であり、この冷却水は電力変換装置５２内に設けられた水ポンプ（図示せず）により循環される。循環冷媒流路５３の熱交換部は、ファン５５を有する冷却装置５４内に配設されている。

車両５１の機械室内には、また、送風機５６及びエアコンプレッサ装置５７が搭載されている。送風機５６は車輪５９を駆動する主電動機５８（発熱機器）を冷却するためのものであり、エアコンプレッサ装置５７は列車の空気ブレーキ装置に使用する空気を供給するためのものである。

次に、図５の動作を説明する。車両５１が運転走行されると、電力変換装置５２の内部温度が発熱素子の発熱作用により次第に上昇するが、循環冷媒流路５３を流れる冷却水の冷却作用により、このときの温度上昇が抑制される。

冷却作用を終えた冷却水は、冷却装置５４内に配設された熱交換部に移動するが、ファン５５の回転によりルーバー６０からの導入外気がこの熱交換部に取り込まれるので、温度上昇した冷却水はこの導入外気により冷却される。

また、送風機５６の回転により、ルーバー６１から導入外気が取り込まれ、冷却風が主電動機５８に送られる。そして、エアコンプレッサ装置５７は、機械室内の空気をエアコンプレッサの冷却用空気として吸気し、機械室内に排気を行う。なお、このときの送風機５６の回転により、機械室内は与圧されるので、車両５１の車外に与圧排気が送り出される。
WO 2007/031245 A1国際公開公報

上記のように、図５の従来システムは、ルーバー６０，６１から取り込んだ外気を、冷却装置５４内の熱交換部、及び主電動機５８などに対して直接的に接触させることにより冷却を行うものであるため、外気温が一定以下であれば特に問題はないが、外気温が一定以上の高い気温になると最早充分な冷却が不可能になる。また、車両５１の運行地域が高地である場合には、空気密度が小さくなるので、やはり充分な冷却が不可能になる。つまり、導入外気を直接用いて冷却しようとする従来システムでは、その冷却効率が車両外部の気象環境に大きく影響されることになる。

そのため、従来システムに係る鉄道車両では、種々の外部気象環境に対応できるようにするため冷却装置などの熱交換装置の仕様を複数種類用意すると共に、電力変換装置や主変圧器などの発熱機器についても複数種類の仕様を用意しなければならず、システム構成機器の標準化を図ることができなかった。そして、このように複数種類の仕様を必要とする構成は、必然的にシステム全体のコストアップを招くと共に、製品納期の遅延や設計変更などの不都合を招く要因となっていた。

また、車両外部からの大気を冷却装置５４内の熱交換部に直接的に接触させる方式の場合、大気中に含まれる塵埃により冷却装置５４内の熱交換部が汚損し、充分な熱交換ができなくなった場合、車両内の機器に故障が発生する虞があり、このような故障発生を防止するために清掃等のメンテナンス作業を頻繁に実施しなければならないという短所がある。

更に、ディーゼル車の場合、車両外部と車両室内との間で吸排気を行い、車両室内の換気を積極的に行おうとすると、換気口（吸排気口）を大きくせざるを得なくなり、この換気口からディーゼルエンジン音が漏れるため、騒音対策が困難になるという課題もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、熱交換装置、及び発熱機器などのシステム構成機器の標準化を可能にし、更に、メンテナンス作業の回数を削減できると共に、充分な騒音防止効果を得ることが可能な鉄道車両機器の熱交換システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、車両に搭載された発熱機器を通る循環冷媒流路途中に設けられ、循環冷媒に熱交換を行わせるための循環冷媒用熱交換器と、前記循環冷媒用熱交換器を通り且つ外部と遮断状態となるように形成した循環エア流路途中に設けられ、前記循環冷媒用熱交換器に対して所定温度の循環エアを送出することにより、前記循環冷媒用熱交換器の熱交換機能を一定レベルに維持するための熱交換機能保持用空調装置と、を含んで構成される熱交換システムを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記循環エアは、前記循環エア流路内に予め充填しておいた、外気よりも比重の大きなエアである、ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱交換機能保持用空調装置は、冷房機能に基づく冷風エア、又は暖房機能に基づく温風エアのいずれのエアについても送出可能なものである、ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記熱交換機能保持用空調装置は、凝縮器及び蒸発器の２つの熱交換器を有し、一方の熱交換器が前記循環エア流路内に取り付けられると共に、他方の熱交換器が車両外部と連通するダクト配管内に取り付けられている、ことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記発熱機器を密閉容器内に配設すると共に、この密閉容器に前記循環エア流路から分岐させた分岐流路を連設し、前記熱交換機能保持用空調装置からの所定温度のエアの一部を密閉容器内部にも送出可能とした、ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記循環エア流路及び分岐流路の各分岐個所付近にエア流路側開閉弁及び分岐流路側開閉弁を設けると共に、前記密閉容器内にこれら開閉弁の開閉制御を、発熱機器温度の検出又は密閉容器内温度の検出に基づき行う開閉弁制御手段を設けた、ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記循環エア流路にエア放出用ダクト及び室内エア吸入用ダクトを連設し、前記熱交換機能保持用空調装置からの所定温度のエアの一部を前記車両の室内に放出すると共に、この室内のエアを室内エア吸入用ダクトから吸入して前記熱交換機能保持用空調装置へ送出することにより、車両の室内空調についても可能とした、ことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記熱交換機能保持用空調装置は、外気導入口付近に設けられたエアヒータを有するものであり、前記暖房機能に基づく温風エアを送出する際は、このエアヒータにより予熱されたエアを導入するものである、ことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記循環エア流路と分離した外気導入流路及び冷却外気放出流路が設置されると共に、前記熱交換機能保持用空調装置は流路切換手段を有しており、前記熱交換機能保持用空調装置はこの流路切換手段の切換により、前記循環エア流路を経由した前記循環冷媒用熱交換器に対する循環エアの送出に代えて、前記外気導入流路から取り込んだ外気を前記冷却外気放出流路を介して車両室内に放出することが可能なものである、ことを特徴とする。

本発明によれば、熱交換装置、及び発熱機器などのシステム構成機器の標準化が可能になり、更に、メンテナンス作業の回数を削減できると共に、充分な騒音防止効果を得ることが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施形態の説明図である。本実施形態では、鉄道車両が交流電気車である場合につき説明する。

車両１内には発熱機器である電力変換装置２（駆動電動機に電力供給を行う）及び主変圧器装置３（架線からの交流電圧を降圧する）が搭載されている。この電力変換装置２内を循環冷媒流路５が通っており、循環冷媒流路５を流れる冷却水は水ポンプ４により循環されるようになっている。同様に、主変圧器装置３内を循環冷媒流路７が通っており、循環冷媒流路７を流れる冷却油は油ポンプ６により循環されるようになっている。

循環冷媒流路５，７の各熱交換部により構成される循環冷媒用熱交換器８は、循環エア流路９の途中に配設されている。そして、この循環冷媒用熱交換器８と対向する位置に熱交換機能保持用空調装置１０が配設されている。

熱交換機能保持用空調装置１０は、蒸発器１１、凝縮器１２、冷媒流路１３、コンプレッサ１４、及びファン１５，１６により構成されている。そして、蒸発器１１及びファン１５が循環エア流路９の途中に取り付けられている。また、車両１の屋根部に形成された外気導入口１７と、床下部に形成された排風口１８との間にはダクト配管１９が設けられており、このダクト配管１９の途中に凝縮器１２及びファン１６が取り付けられている。

そして、本実施形態では、循環エア流路９は車両１の室内及び室外等の外部空間とは完全に遮断された状態となっている。したがって、流路内には予め外気よりも比重の大きなエアを必要により充填しておくこともできる。例えば、もし循環エア流路９が外部空間とは完全に遮断されておらず、且つ車両１の運行地域が高地である場合は、流路内は外気と同じ比重の小さなエアで満たされるため、循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能が大きく低下する虞がある。しかし、上記のように、外気よりも比重が大きく熱交換効率が良好なエアを完全密封状態で充填しておけば、循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能を一定レベルに維持することができるようになる。

次に、図１の動作につき説明する。車両１が走行を開始すると、電力変換装置２及び主変圧器装置３が発熱するが、水ポンプ４及び油ポンプ６の起動により循環冷媒流路５，７を冷却水及び冷却油が流れるため、これらの発熱機器の温度上昇は抑制される。

また、車両１の走行中は熱交換機能保持用空調装置１０が稼働する。すなわち、コンプレッサ１４の起動により、凝縮器１２においては、高温高圧の冷媒がファン１６の回転により外気導入口１７から導入された外気により冷却される。一方、蒸発器１１においては低温低圧の冷媒の気化により付近の雰囲気温度が低下するため、ファン１５の回転によって冷却風が循環冷媒用熱交換器８に向かって送出される。

したがって、電力変換装置２及び主変圧器装置３に対する冷却作用を終え、温度上昇した冷却水及び冷却油は循環冷媒用熱交換器８を通過する際に、蒸発器１１側から送られてきた冷却風により熱交換されるので、充分に冷却された後に再び電力変換装置２及び主変圧器装置３に送られる。

このとき、ファン１５の回転により循環冷媒用熱交換器８側へ送出される冷却風の温度は、車両１の外部温度にかかわらず予め設定してある所定温度に維持することが可能であり、更にこの冷却風は外気よりも比重が大きいものであって熱交換効率が良好なものである。したがって、車両１が運行する地方の気象環境にかかわらず、循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能を一定レベルに維持することができる。それ故、熱交換機能保持用空調装置１０については地方の気象環境に応じた能力が必要とされるけれども、電力変換装置２及び主変圧器装置３などの発熱機器や循環冷媒用熱交換器８の仕様については標準化することが可能になる。

上述した図１の第１の実施形態は次のような態様をも広く包含するものである。

（１）熱交換機能保持用空調装置１０は、冷房機能に基づく冷風エアだけでなく、暖房機能に基づく温風エアも循環エア流路９内に送出することが可能なものである。
すなわち、寒冷地などでは車両１の走行開始時に熱交換機能保持用空調装置１０を暖房機として用い、循環冷媒用熱交換器８に温風エアを送出することが要求されるが、このような場合は、四方弁（図１では図示せず）の切換により蒸発器１１と凝縮器１２とを入れ換えるようにすれば車両１の走行開始を円滑に行うことができる。
そして、車両走行を開始してからある程度の時間が経過すると、循環冷媒流路５，７の冷却水及び冷却油の温度が一定以上に上昇するのでその時点で、熱交換機能保持用空調装置１０を再び冷房機に切り換えて循環冷媒用熱交換器８に冷風エアを送出するようにすればよい。
なお、熱交換機能保持用空調装置１０を暖房機として用いる場合、外気導入口１７付近にエアヒータを取り付け、車両走行開始時にこのエアヒータを通電するようにすれば、暖房機としての必要な熱交換機能を迅速に発揮させることができる。
（２）図１の構成では、熱交換機能保持用空調装置１０の設置台数は１台であるが、冷房専用機及び暖房専用機の２台を設置する構成を採用することも可能である（その場合、２台の専用機の熱交換器を並列に取り付け、循環エア流路９及びダクト配管１９内での流路切換は適当な切換手段又は開閉弁等により行うものとする。）。あるいは、車両運行地域が寒冷地ではなく、車両走行開始時の暖房機能が殆ど不要なことが明らかな場合には、冷房専用機のみ１台とすることも可能である。
（３）図１の構成は、車両１が交流電気車である場合につき説明したものであるが、本実施形態の構成は、車両１が直流電気車、ディーゼル車である場合についても適用可能である。但し、直流電気車の場合は、主変圧器装置３（及び油ポンプ６、循環冷媒流路７）が不要になり、ディーゼル車の場合は、主変圧器装置３がディーゼルエンジンに代替される。
（４）図１における熱交換機能保持用空調装置１０は、循環エア流路９を介して冷却エアを送出することにより循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能を一定レベルに維持することを目的として配設されたものであるが、その他に車両１の室内の換気も行うように構成することが可能である。
例えば、循環エア流路９と分離した外気導入流路（ダクト配管１９の一部を分岐して外気導入口１７からの外気を蒸発器１１に導くようにする）及び冷却外気放出流路（蒸発器１１で冷却された外気を車両１の室内に放出するための流路）を設置すると共に、この循環エア流路９と外気導入流路及び冷却外気放出流路との間の切換を行う流路切換手段を設けておくようにする。
そして、通常時は既述したように、循環エア流路９内のエアを循環冷媒用熱交換器８に向けて送出することにより循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能を一定レベルに維持するようにする。しかし、循環冷媒用熱交換器８の熱交換機能が充分に高レベルの状態にあるときは、流路切換手段により蒸発器１１及びファン１５に連通する流路を循環エア流路９側から外気導入流路及び冷却外気放出流路側に切り換えることによって、熱交換機能保持用空調装置１０を車両１の室内の換気のために利用することが可能になる。

図２は、本発明の第２の実施形態の要部構成を示す説明図である。なお、図２では図面簡単化のため図１における電力変換装置２（及び水ポンプ４、循環冷媒流路５）のみを図示し、主変圧器装置３（及び油ポンプ６、循環冷媒流路７）の図示は省略してある。

図２において、電力変換装置２は密閉容器２０を有しており、この密閉容器２０内に、IGBT又はその他のスイッチング素子により構成される半導体回路２１、CPU等により構成され半導体回路２１を制御する半導体回路制御装置２２、及びリアクトル２３等の構成要素が配設されている。これらの構成要素のうち、水冷方式による冷却が適している半導体回路２１が循環冷媒流路５を流れる冷却水により冷却されるようになっている。

そして、循環エア流路９の循環冷媒用熱交換器８付近の位置からは分岐流路９ａ，９ｂが分岐されており、これら分岐流路９ａ，９ｂは密閉容器２０に連設されている。したがって、ファン１５の回転により熱交換機能保持用空調装置１０から循環エア流路９に送出される冷却風は、循環冷媒用熱交換器８を流れる冷却水を冷却するが、更に、分岐流路９ａを通って密閉容器２０内に送出され、半導体回路２１、半導体回路制御装置２２、及びリアクトル２３を冷却した後、分岐流路９ｂを通って再び循環エア流路９に送出される。

図１の構成では、電力変換装置２を冷却する手段は循環冷媒流路５のみであったため、循環冷媒流路５が通っていない半導体回路制御装置２２やリアクトル２３は冷却されることはないが、図２の構成によれば、循環エア流路９を流れるエアの一部を分岐させることにより、密閉容器２０内に配設されている全ての構成要素を冷却することが可能になる。

また、図２の構成では、密閉容器２０は分岐流路９ａ，９ｂを介して循環エア流路９と連通しているため、密閉容器２０の内部温度を一定温度に保つことができるので、密閉容器２０内に配置する各機器の仕様を標準設計仕様とすることが可能になる。

そして、循環エア流路９から分岐流路９ａ，９ｂを介して出入りする循環エアは塵埃等を含まないきれいな空気であるため、密閉容器２０内に配置される各機器に汚損を生じさせる虞がなくなり、その分メンテナンスの労力も軽減される。

図３は、本発明の第３の実施形態の要部構成を示す説明図である。この第３の実施形態は第２の実施形態の変形例ともいえるものである。

図３において、循環エア流路９及び分岐流路９ａ，９ｂの各分岐個所付近にエア流路側開閉弁２４ａ，２４ｂ及び分岐流路側開閉弁２５ａ，２５ｂが設けられている。そして、電力変換装置２の密閉容器２０内には、これら開閉弁の開閉制御を行う開閉弁制御手段２６が設けられている。この開閉弁制御手段２６には、半導体回路２１に取り付けられた温度検出器２７からの検出温度T1、及び密閉容器２０内の雰囲気温度検出用の温度検出器２８からの検出温度T2が入力されるようになっており、開閉弁制御手段２６はこれらの検出温度に基づきエア流路側開閉弁２４ａ，２４ｂ及び分岐流路側開閉弁２５ａ，２５ｂの開閉制御を行うようになっている。

例えば、エア流路側開閉弁２４ａ，２４ｂを開くと共に、分岐流路側開閉弁２５ａ，２５ｂを閉じた状態にした場合、熱交換機能保持用空調装置１０の熱交換促進機能は図１と同様になる。

また、エア流路側開閉弁２４ａ，２４ｂ及び分岐流路側開閉弁２５ａ，２５ｂの全てを開いた状態にした場合、熱交換機能保持用空調装置１０の熱交換促進機能は図２と同様になる。

更に、エア流路側開閉弁２４ａ，２４ｂを閉じると共に、分岐流路側開閉弁２５ａ，２５ｂを開いた状態にした場合、熱交換機能保持用空調装置１０の熱交換促進機能は循環冷媒用熱交換器８に対しては作用せず、密閉容器２０内の全ての構成要素に対する冷却作用となる。したがって、水ポンプ４の故障等により循環冷媒流路５による冷却が不可能になったような場合でも、半導体回路２１は分岐流路９ａ，９ｂからの冷却風によりある程度冷却されるので、半導体素子の温度上昇による破損を防止することができる。

図４は、本発明の第４の実施形態の説明図である。本実施形態では、鉄道車両がディーゼル電気機関車である場合につき説明する。

図４において、車両３１内には、発熱機器である電力変換装置３２及びディーゼルエンジン３３が搭載されている。これら電力変換装置３２及びディーゼルエンジン３３は、その内部を通る循環冷媒流路３４，３５の各冷媒によって冷却されるようになっている。

循環冷媒流路３４，３５の各熱交換部により構成される循環冷媒用熱交換器３６は、循環エア流路３７の途中に配設されている。そして、この循環冷媒用熱交換器３６と対向する位置に熱交換機能保持用空調装置３８が配設されている。

循環冷媒用熱交換器３６は、図１の熱交換機能保持用空調装置１０と同様のものであり、蒸発器（図示せず）が循環エア流路３７の途中に取り付けられている。また、車両３１の屋根部に形成された外気導入口３９と、床下部に形成された排風口４０との間にはダクト配管４１が設けられており、このダクト配管４１の途中に凝縮器（図示せず）が取り付けられている。

循環エア流路３７には、エア放出用ダクト４２及び室内エア吸入用ダクト４３が連設されている。エア放出用ダクト４２は、複数のエア放出口４２ａを有しており、このエア放出口４２ａから循環エア流路３７を通る所定温度のエアの一部を車両室内に放出するようになっている。そして、室内エア吸入用ダクト４３は、エア吸入口４３ａを有しており、室内のエアをこのエア吸入口４３ａから吸入して熱交換機能保持用空調装置１０に送出するようになっている。本実施形態では、このように循環エア流路３７にエア放出用ダクト４２及び室内エア吸入用ダクト４３を連設することにより、熱交換機能保持用空調装置３８からのエアの一部により、車両３１の室内空調も行えるようにしている。

次に、図４の動作につき説明する。車両３１が走行を開始すると、電力変換装置３２及びディーゼルエンジン３３が発熱するが、循環冷媒流路３４，３５を流れる冷媒の働きにより、これらの発熱機器の温度上昇は抑制される。そして、電力変換装置３２及びディーゼルエンジン３３に対する冷却を終えて温度上昇した冷媒は、循環エア流路３７内に配設されている循環冷媒用熱交換器３６において、熱交換機能保持用空調装置３８からの所定温度のエアにより効率的に冷却される。

このとき、熱交換機能保持用空調装置３８から循環エア流路３７に送出される所定温度のエアの一部はエア放出用ダクト４２に分岐され、そのエア放出口４２ａから車両３１の室内に放出される。したがって、室内の室温上昇も抑制される。そして、室内のエアはエア吸入口４３ａから吸入されて熱交換機能保持用空調装置３８に送られ、蒸発器により冷却された後、再度、循環エア流路３７及びエア放出用ダクト４２に送出される。

図４の構成では、車両３１の外気導入口３９及び排風口４０の間をダクト配管４１が貫通しているが、車両室内は外部とは遮断された密閉構造となっているので、ディーゼルエンジンのエンジン音が外部に漏れることを防止することができ、騒音防止効果を大きく向上させることができる。

また、図５に示した従来システムでは、冷却装置５４がルーバー６０から取り込んだ外気を循環冷媒流路５３の熱交換部に直接当てる構成であり、このような構成では、外気中の塵埃に起因する機器故障の発生を防ぐため頻繁なメンテナンス作業が必要とせざるを得ず、更に、ルーバー６０から外部に騒音が放出されてしまうため、ディーゼル車の大きな騒音を充分に低減することができなかった。しかし、図４の構成では、車両３１の機関室をほぼ密閉構造とすることができるため、それほど頻繁なメンテナンス作業を必要とすることはなくなる。

本発明の第１の実施形態の説明図。 本発明の第２の実施形態の要部構成を示す説明図。 本発明の第３の実施形態の要部構成を示す説明図。 本発明の第４の実施形態の説明図。 従来システムについての説明図。

符号の説明

１：車両
２：電力変換装置
３：主変圧器装置
４：水ポンプ
５：循環冷媒流路
６：油ポンプ
７：循環冷媒流路
８：循環冷媒用熱交換器
９：循環エア流路
１０：熱交換機能保持用空調装置
１１：蒸発器
１２：凝縮器
１３：冷媒流路
１４：コンプレッサ
１５：ファン
１６：ファン
１７：外気導入口
１８：排風口
１９：ダクト配管
２０：密閉容器
２１：半導体回路
２２：半導体回路制御装置
２３：リアクトル
９ａ，９ｂ：分岐流路
２４ａ，２４ｂ：エア流路側開閉弁
２５ａ，２５ｂ：分岐流路側開閉弁
２６：開閉弁制御手段
２７：温度検出器
２８：温度検出器
Ｔ1：検出温度
Ｔ2：検出温度
３１：車両
３２：電力変換装置
３３：ディーゼルエンジン
３４：循環冷媒流路
３５：環冷媒流路
３６：循環冷媒用熱交換器
３７：循環エア流路
３８：熱交換機能保持用空調装置
３９：外気導入口
４０：排風口
４１：ダクト配管
４２：エア放出用ダクト
４２ａ：エア放出口
４３：室内エア吸入用ダクト
４３ａ：エア吸入口
５１：車両
５２：電力変換装置
５３：循環冷媒流路
５４：冷却装置
５５：ファン
５６：送風機
５７：エアコンプレッサ装置
５８：主電動機
５９：車輪
６０：ルーバー
６１：ルーバー

Claims (9)

1. 車両に搭載された発熱機器を通る循環冷媒流路途中に設けられ、循環冷媒に熱交換を行わせるための循環冷媒用熱交換器と、
   前記循環冷媒用熱交換器を通り且つ外部と遮断状態となるように形成した循環エア流路途中に設けられ、前記循環冷媒用熱交換器に対して所定温度の循環エアを送出することにより、前記循環冷媒用熱交換器の熱交換機能を一定レベルに維持するための熱交換機能保持用空調装置と、
   を含んで構成される熱交換システムを備えたことを特徴とする鉄道車両。
2. 前記循環エアは、前記循環エア流路内に予め充填しておいた、外気よりも比重の大きなエアである、
   ことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
3. 前記熱交換機能保持用空調装置は、冷房機能に基づく冷風エア、又は暖房機能に基づく温風エアのいずれのエアについても送出可能なものである、
   ことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
4. 前記熱交換機能保持用空調装置は、凝縮器及び蒸発器の２つの熱交換器を有し、一方の熱交換器が前記循環エア流路内に取り付けられると共に、他方の熱交換器が車両外部と連通するダクト配管内に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
5. 前記発熱機器を密閉容器内に配設すると共に、この密閉容器に前記循環エア流路から分岐させた分岐流路を連設し、前記熱交換機能保持用空調装置からの所定温度のエアの一部を密閉容器内部にも送出可能とした、
   ことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
6. 前記循環エア流路及び分岐流路の各分岐個所付近にエア流路側開閉弁及び分岐流路側開閉弁を設けると共に、前記密閉容器内にこれら開閉弁の開閉制御を、発熱機器温度の検出又は密閉容器内温度の検出に基づき行う開閉弁制御手段を設けた、
   ことを特徴とする請求項５記載の鉄道車両。
7. 前記循環エア流路にエア放出用ダクト及び室内エア吸入用ダクトを連設し、前記熱交換機能保持用空調装置からの所定温度のエアの一部を前記車両の室内に放出すると共に、この室内のエアを室内エア吸入用ダクトから吸入して前記熱交換機能保持用空調装置へ送出することにより、車両の室内空調についても可能とした、
   ことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。
8. 前記熱交換機能保持用空調装置は、外気導入口付近に設けられたエアヒータを有するものであり、前記暖房機能に基づく温風エアを送出する際は、このエアヒータにより予熱されたエアを導入するものである、
   ことを特徴とする請求項３記載の鉄道車両。
9. 前記循環エア流路と分離した外気導入流路及び冷却外気放出流路が設置されると共に、前記熱交換機能保持用空調装置は流路切換手段を有しており、前記熱交換機能保持用空調装置はこの流路切換手段の切換により、前記循環エア流路を経由した前記循環冷媒用熱交換器に対する循環エアの送出に代えて、前記外気導入流路から取り込んだ外気を前記冷却外気放出流路を介して車両室内に放出することが可能なものである、
   ことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両。

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