CN1013753B - 用于客车的压力通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到的压力通风适用于客车。为了避免设备费用过高，提高旅行舒适性，在一个装有空气处理机组、进风道和循环风道的压力通风装置的循环风道中安装了一个可调的循环空气遮板。在靠近与空气处理机组相对的客车端部，主要在水箱间内，又安装了可调节的排气遮板，这些遮板在各自位置上协调一致相互对立地关闭或打开，通风机具有两级转速，用以调节供风量。

Description

本发明涉及到一种特别适用于客车的，装有加热器和空气冷却器（或者不装空气冷却器）的压力通风系统，向旅客车厢内供风。

装有无空气冷却的压力通风系统的客车为人们所已知，其缺点是，不管在夏季运行，还是在冬季运行，都只是吸入外界空气，空气贯穿车厢内部，通常再由固定式排风机排出车外。为了达到这样的外界空气流通量，要在每个车厢内装多个造价昂贵的静止抽气机，在冬季运行时它们将导致不可控制的通风损耗，从而增加能量消耗。

通常单独为了冬季运行和夏季运行，要采用两级或多级转速的通风机。在采用直流电机实现调速时，将使效率变坏，采用三相交流电机调速，（首先是在多于两级调速的场合采用），将导致造价昂贵而不能接受。由于在冬天运行时，一般只是所必要的外界空气部分由通风机来提供，这相对于夏季运行则使舒适性受到很大限制。这是因为通常在夏季通过旅客车厢的外界空气量是冬季的四倍。加之，在冬季运行时，在目前较低的供气量及采用由加热介质供热的空气加热器的情况下，由于目前导热系数低，就必须制作与之相应的大的导热面。此外，在这种人们所知的技术设计中，为了防止水箱间内细水管冻结，必须安装额外的加热器。在专利DD-PS239763中介绍了一种解决方法，一个可调速通风机在加热工况时，在打开循环空气遮板，关闭排气遮板的情况下恒速运行，在通风工况时，在或多或少 地打开排气遮板的情况下变速运行。采用这种方法，克服了其它一般方法中的一些缺点。不过，这种解决办法至少引起一个包厢内的旅客定员的限制，导致象排风机和自动调节装置这样的昂贵机组的附加材料费和所需附加机组的附加电能消耗，而且还将引起通风机转速在过渡时期不良的环境温度下总是在不断地变化，从而产生烦人的噪声，并且需要经常手动调整调节装置。

本发明的目的是研制一种特别适用于客车的压力通风系统，它和人们所知的没有空气冷却的结构方式相比，在冬季运行时，可以确保车厢内足够的过压。在此，采用简单的方法，要么手动，要么机动地从夏季运行转换到冬季运行，或反之。在具有空气冷却的结构方式中，能够转换到一个不会过多影响舒适度的外界空气运行方式上。采用此方法，水箱间不用附加加热器便足以加热。为此所需要的装置不会在车厢里引起任何限制。在冬季运行时，在低的外界空气温度下，为了节省加热能量，不用调节遮板，就能够将外界空气吸入量减少大约一半。本发明在所有运行工况下，无需附加辅助能量就可排气。此外，为两种运行方式创造了条件，以制作一种统一的，用于调节具有空气冷却或没有空气冷却的客车的内部空气温度的调节装置。

本发明的基本任务是：研制一种特别适用于客车的压力通风系统，该系统具有外界进风口，通风机，加热器，在具有空气冷却的客车上的空气冷却器，进风道，循环风道和固定排风机。在这里，通过进风，循环风和排风的流量调节和导向控制，避免人们所知道的技术解决方法的缺点，象前面提到的热损耗大，制造成本高，机组数量多，通风机三级调速等。

按照本发明，这项任务是这样解决的，制造这样一种特别适用于 客车的压力通风系统，在其循环风道的循环进风口旁或在循环风道中装一个可调节的循环空气遮板，在和外界空气进风口相对的客车端部车顶，设有一个或多个具有可关闭的排气遮板的排气口。在水箱间顶部，特别是在厕所前室，又增设了一个或多个出风口。在这里，通风机具有两级转速，主要是一级最大转速，一级减半转速。

采用一种这样的没有空气冷却的压力通风系统，能够依次实现下述运行方式。

在冬季运行时，通风机输送几乎不变的最大供风量，该供风量按照每个旅客所需要的外界空气量，由循环空气部分和外界空气部分所组成，并在加热器上加热。在此，最大供风量接近于夏季运行时的最大外界进风量。在这里，循环空气遮板将打开，和位于与外界进风口相对的客车端部车顶上的排气口将关闭，通过静止抽气机和车厢的泄漏进行排气。为了在很低的外界温度下，通过降低通风热消耗以减少加热功率，通风机将以低于最大转速，主要以接近最大转速的一半运行。由此将获得良好的传热特性，特别是在由加热介质供热的加热器上，获得良好的温度分配和保持车厢内的过压，而无须调节遮板。水箱间通过主要位于厕所前室顶上总是开着的出风口和车上有暖气的房间持续不断地进行自然空气交换，从而避免了冬季冻结的危险，并且可以省掉对该室进行加热的专门的加热器。

在夏季运行时，通风机只输送外界空气。外界空气通过和冬季运行时相同的进风道进入车厢。循环空气遮板关闭，在与外界进风口相对的客车端部顶上的排气口被打开，通过固定排风机，车厢的泄漏和打开的排气口向车外排气。通风机根据车厢中给定温度和实际温度的 差值，以两级转速，主要是最大转速和减半转速运行，从而输送最大外界空气流量或输送大约减少一半的外界空气流量。在输送1/2最大供气量的情况下（该供气量相当于车厢所需外界空气量的2倍），为必要的辅助加热做好加热准备。通过这些措施，在需要辅助加热时，加热器具有良好的传热特性，并使车内过压保持在一个基本不变，完全够用的数值上。

采用一种这样的、具有空气冷却、在夏季和冬季通常以外界空气和循环空气相混合进行工作的压力通风系统，一方面在冬季非常低的外界温度下，可以通过通风机变速降低通风热消耗，另一方面，在夏天当空气冷却器发生故障时，可以通过打开位于与外界进风口相对的客车端部车顶上的排气口，并关闭循环空气遮板，实现一种相当于没有空气冷却的压力通风系统的夏季运行方式，从而使舒适性不会受到明显限制。

采用按照本发明所设计的风道，有可能在一列装有空气冷却和没装有空气冷却的压力通风客车上，同时构成所有的通风单元。它不需要辅助能源，对客车旅客定员也无影响。通风机仅采用两级转速，从而改善了其电机的经济性。本发明可以避免水箱间冻结的危险，实现了统一的，用以调节装有空气冷却或没有装空气冷却的客车车内温度的调节装置。在非常低的外界温度下，不需要为运行调整遮板。通过按季节在一个大的温度范围内，从冬季运行转换到夏季运行，或反之，从而避免了在夏季运行和冬季运行之间，尤其是在过渡时期内调节装置的来回调整。

本发明将以下实施例作进一步详细说明。附图指出：

图1：客车中压力通风系统俯视图

图2：车顶间的局部剖面图

图3：采用循环空气运行的方框图

图4：不采用循环空气运行的方框图

压力通风系统位于客车1的车顶间里，它是由两个外界进风口2，两个混合室3，一个具有两级调速电机的通风机4，一个加热器18，一个空气冷却器19（只在具有空气冷却的客车上有），一个位于包厢6上面的进风道5，一个装有循环空气遮板11的循环风道10，一个位于过道9顶盖上的循环风口16，两个装有排气遮板14的排气口13，多个位于厕所7内和开关柜8上面的固定排风机15和一个位于通向水箱间12去的顶棚上的出风口17所组成。

通风机4输送的进风气流通过加热器18和空气冷却器19（如果装有的话），再经进风道5进入包厢6，作为出风进入过道9。通风机4通过两个外界进风口2和两个混合室3吸入外界空气。循环空气通过位于过道9车顶上的循环风口16，循环风道10和两个混合室3到达通风机4。通过厕所7内和开关柜8上面的固定排风机15，另外还经过出风口17，水箱间12和排气口13往车外排气。

对于一种这样类型的压力通风系统还考虑到了可手动调整循环空气遮板11和排气遮板14的运行方式。

图3所示，是采用循环空气运行，它相应于没有空气冷却的压力通风装置的冬季运行和具有空气冷却的压力通风系统的冬季和夏季运行。在循环空气运行时，通风机4所输送的供风量为1.11m³/s，它是由0.25m³/s的外界空气和0.86m³/s的循环空气所组成。在这种情况下，循环空气遮板11打开，排气遮板14关闭，0.25m³/s的排出空气是通过厕所7内和开关柜8上面的固定 排风机15以及客车的泄漏排出。为了在很低的外界温度时，将外界空气吸入量，同时也就是将向外排气量减少将近一半，通风机4将以输送1.11m³/s的供风量所需转速的一半运行，从而输送大约0.56m³/s的供风量。为了保持车内所需温度，送入的空气在需要时由加热器18加热，或者在具有空气冷却的客车上，在必要时由空气冷却器19冷却。

图4所示是压力通风系统不采用循环空气运行工作，这相应于无空气冷却的压力通风系统的夏季运行工况和具有空气冷却的压力通风系统在该空气冷却装置发生故障时的一种受到限制的夏季运行工况。在这种运行工况下，通风机4只输送外界空气。根据车内温度的高低，外界空气流量要么为1.11m³/s，要么通风机4转速降低一半，外界空气流量大约为0.56m³/s。在通风机4以最大转速一半运行时，处于准备加热状态，为保持所要求的内部温度在必要时能够进行辅助加热。

因为循环空气运行和无循环空气运行可处于一个很大的外界空气温度的差值范围内，在这里，有循环空气运行可在外界空气温度-60℃到+18℃范围内进行，无循环空气运行可在-20℃到+50℃范围内进行，因此，一般每年两次按季节调整循环空气遮板11和排气遮板14，将有循环空气运行转换到无循环空气运行或反之。在没有空气冷却的压力通风系统上，这种转换是绝对需要的。

在自动运行时，在循环空气和无循环空气两个运行方式之间必须加以区别。在此，调节装置必须按下述工作：

循环空气运行：

在采用无空气冷却器19的系统时，加热功率和通风机转速将根 据加热需要进行控制。在采用装有空气冷却器19的系统时，加热功率和通风机转速将根据加热需要进行控制，而冷却功率将根据所需的冷却负荷进行控制。

无循环空气运行：

在系统没有空气冷却器19或系统所装有的空气冷却器19损坏的情况下，加热功率在1/2通风机转速下根据加热需要来控制，而冷却功率由通风机转速来控制。

所用符号明细表

1＝客车

2＝外界进风口

3＝混合室

4＝通风机

5＝进风道

6＝包厢

7＝厕所

8＝开关柜

9＝过道

10＝循环风道

11＝循环空气遮板

12＝水箱间

13＝排气口

14＝排气遮板

15＝静止抽气机

16＝循环风口

17＝出风口

18＝加热器

19＝空气冷却器

Claims (1)

1、一种用于客车的压力通风系统，装有外界进风口，可变转速通风机，加热器，进风道，循环风道和固定排风机，其特征在于：在循环风道(10)的循环进风口旁或者在循环风道(10)中，安装了一个可调节的循环空气遮板(11)，在和不能关闭的外界进风口(2)相对的客车端部车顶上，在水箱间(12)内，增设了一个或多个可由排气遮板(14)关闭的排气口(13)，通过位于厕所前室的出风口(17)形成了到过道(9)的连接通道，在这里采用的通风机具有两级转速，一级是最高转速，另一级是减半转速。

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