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公開番号2024164715
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080397
出願日2023-05-15
発明の名称冷凍サイクル状態検知装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F25B 49/02 20060101AFI20241120BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】鉄道車両用の冷凍サイクル装置のどこに不具合が発生したか特定できる冷凍サイクル状態検知装置を提供する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、冷凍サイクル状態検知装置は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを含む冷凍サイクル装置における、前記凝縮器の出口の冷媒温度である第1の温度及び前記蒸発器の出口の冷媒温度である第2の温度を取得する取得部を備える。さらに前記冷凍サイクル状態検知装置は、前記第1の温度及び前記第2の温度に基づいて、冷媒漏れ、減圧装置の配管つまり、蒸発器の風量低下及び凝縮器の風量低下の状態を検知する検知部を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを含む冷凍サイクル装置における、前記凝縮器の出口の冷媒温度である第１の温度及び前記蒸発器の出口の冷媒温度である第２の温度を取得する取得部と、
前記第１の温度及び前記第２の温度に基づいて、冷媒漏れ、減圧装置の配管つまり、蒸発器の風量低下及び凝縮器の風量低下の状態を検知する検知部と、
を備える冷凍サイクル状態検知装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記検知部は、
前記圧縮機を第１の回転数で動作させ、前記第１の温度及び前記第２の温度が飽和状態となった際に、前記第１の温度及び前記第２の温度の各々について、第１の上限閾値及び第１の下限閾値と比較する第１の比較を行い、
前記第１の比較の結果に基づいて、冷媒漏れ、減圧装置の配管つまり、蒸発器の風量低下及び凝縮器の風量低下のうち、いずれの状態であるかを判別する、
請求項１に記載の冷凍サイクル状態検知装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記第１の比較によって、
前記第２の温度が前記第１の上限閾値を超えており、かつ前記第１の温度が前記第１の上限閾値を超えていた場合は、冷媒漏れであると判別し、
前記第２の温度が前記第１の下限閾値未満であり、かつ前記第１の温度が前記第１の上限閾値を超えておらず、前記第１の下限閾値未満でもない場合は、蒸発器の風量低下であると判別し、
前記第２の温度が前記第１の下限閾値未満であり、かつ前記第１の温度が前記第１の上限閾値を超えている場合は、減圧装置の配管つまりであると判別し、
前記第２の温度が前記第１の上限閾値を超えておらず、前記第１の下限閾値未満でもなく、かつ前記第１の温度が前記第１の上限閾値を超えていた場合は、凝縮器の風量低下であると判別する、
請求項２に記載の冷凍サイクル状態検知装置。
【請求項４】
前記検知部は、
前記圧縮機を前記第１の回転数よりも高い回転数である第２の回転数で動作させた際の前記第１の温度及び前記第２の温度に基づいて、冷媒漏れ、減圧装置の配管つまり、蒸発器の風量低下及び凝縮器の風量低下のうち、いずれの状態であるかを判別する、
請求項２又は３に記載の冷凍サイクル状態検知装置。
【請求項５】
前記検知部は、
前記圧縮機を第１の回転数よりも高い回転数である第２の回転数で動作させ、飽和状態となった際の前記第１の温度と、前記圧縮機を前記第１の回転数で動作させ、飽和状態となった際の前記第１の温度との温度差である第１の温度差を算出し、
前記圧縮機を前記第２の回転数で動作させ、飽和状態となった際の前記第２の温度と、前記圧縮機を前記第１の回転数で動作させ、飽和状態となった際の前記第２の温度との温度差である第２の温度差を算出し、
前記第１の温度差及び前記第２の温度差の各々について、第２の上限閾値及び第２の下限閾値と比較する第２の比較を行い、
前記第２の比較の結果に基づいて、冷媒漏れ、減圧装置の配管つまり、蒸発器の風量低下及び凝縮器の風量低下のうち、いずれの状態であるかを判別する、
請求項１に記載の冷凍サイクル状態検知装置。
【請求項６】
前記検知部は、前記第２の比較によって、
前記第２の温度差が前記第２の上限閾値を超えており、かつ前記第１の温度差が前記第２の下限閾値未満である場合は、冷媒漏れであると判別し、
前記第２の温度差が前記第２の下限閾値未満であり、かつ前記第１の温度差が前記第２の上限閾値を超えておらず、前記第２の下限閾値未満でもない場合は、蒸発器の風量低下であると判別し、
前記第２の温度差が前記第２の下限閾値未満であり、かつ前記第１の温度差が前記第２の上限閾値を超えている場合は、減圧装置の配管つまりであると判別し、
前記第２の温度差が前記第２の上限閾値を超えておらず、前記第２の下限閾値未満でもなく、かつ前記第１の温度差が前記上限閾値を超えていた場合は、凝縮器の風量低下であると判別する、
請求項５に記載の冷凍サイクル状態検知装置。
【請求項７】
前記検知部は、
前記圧縮機を前記第１の回転数で動作させ、前記取得部が前記第１の温度及び前記第２の温度を取得した後、
前記第２の回転数で動作させ、前記取得部が前記第１の温度及び前記第２の温度を取得する、
請求項５に記載の冷凍サイクル状態検知装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷凍サイクル状態検知装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄道車両用の冷凍サイクル装置では、正常時の冷凍サイクル圧力、外気温、車内温度をパターンとして記録及び設定し、実際に稼働させた冷凍サイクル装置の実測値のパターンが、この記録及び設定したパターンと差がみられた場合には、不具合が発生したと検出する不具合検出方法がある。
【０００３】
しかし、上述した不具合検出方法では、鉄道車両用の冷凍サイクル装置のどこに不具合が発生したかは特定できない。このため、不具合が検出された場合、鉄道車両の保守作業員は、鉄道車両用空調装置全体を点検する必要があり、また、不具合の復旧にも時間を要する。さらに、上述した技術は、圧縮機をＯＮ／ＯＦＦ制御する鉄道用車両用の冷凍サイクル装置を対象としており、圧縮機の回転数をインバータ等で可変する鉄道車両用の冷凍サイクル装置には適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４９５８４２１号公報
特開２０２２－３８９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本実施形態によれば、これらの問題に鑑みて、鉄道車両用の冷凍サイクル装置のどこに不具合が発生したか特定できる冷凍サイクル状態検知装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの実施形態によれば、冷凍サイクル状態検知装置は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを含む冷凍サイクル装置における、前記凝縮器の出口の冷媒温度である第１の温度及び前記蒸発器の出口の冷媒温度である第２の温度を取得する取得部を備える。さらに前記冷凍サイクル状態検知装置は、前記第１の温度及び前記第２の温度に基づいて、冷媒漏れ、減圧装置の配管つまり、蒸発器の風量低下及び凝縮器の風量低下の状態を検知する検知部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態における冷凍サイクル装置及び鉄道車両の概要図である。
第１実施形態における冷凍サイクルシステムの構成を表すブロック図である。
第１実施形態における冷凍サイクル装置と、モリエル線図との関係図である。
第１実施形態における冷凍サイクル装置の不具合の温度変化を表す図である。
第１実施形態における冷凍サイクル状態検知装置のフローチャートの例である。
第２実施形態における冷凍サイクルシステムの構成を表すブロック図である。
第３実施形態における冷凍サイクル状態検知装置の不具合判定方法を説明するグラフである。
第３実施形態における冷凍サイクル装置の不具合の温度変化を表す図である。
第３実施形態における冷凍サイクル状態検知装置のフローチャートの例である。
第４実施形態における冷凍サイクル状態検知装置のハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的又は概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における冷凍サイクル装置及び鉄道車両の概要図である。
【００１０】
図１は、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示している。Ｘ方向は、鉄道車両１００用の冷凍サイクル装置１０が搭載された鉄道車両１００の鉄道レール方向（鉄道車両１００の進行方向）に相当する。Ｙ方向は、鉄道車両１００の幅方向に相当する。Ｚ方向は、鉄道車両１００の縦方向（垂直方向）に相当する。また、＋Ｚ方向は上方向に相当し、－Ｚ方向は下方向に相当している。なお、－Ｚ方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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