CN1107432A - 铁路车辆换气装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关铁路车辆用换气装置及其控制方法， 本发明的装置由给气用送风机2，排气用送风机3，使 该两送风机的送风特性变化的反相器5，及使通风阻 抗变化的流路阻抗可变装置6，7，隧道检知器9，车内 压力检测器10，控制器13构成。本发明的目的在于 控制在隧道内行走的铁路车辆内的压力变化，以防止 乘客所受耳震等不快感的发生。

Description

本发明有关铁路车辆用换气装置及其控制方法，尤其是适合于例如以200km/以上的高速在隧道内疾走的铁路车辆用换气装置及其控制方法。

当铁路车辆以高速奔入隧道时，因车辆的活塞作用，隧道内的压力将大为变动，而该车辆将受到突然压力变化。因此，由于车外压力变动将使换气装置的给气用送风机及排气用送风机的风量发生不均衡，使车内压力变动。结果，将发生给乘客耳朵以快感觉等问题。

于是，为解决此问题，日本专利公报1-168560号（1989）刊载了一种换气装置，在车外压力的变化坡降以及车外压力变动的绝对值，成为与乘客感觉不快的不快区域的相对应值时，使前述给气用送风机及排气用送风机的送风压力提高，且使流路阻抗可变机构的流路阻抗减少，以增加通风量。

因车内的压力变动使乘客感觉不快的不快感，是由车内压力变动的绝对值与变动坡降决定。故即使按车外压力变动的大小，使给气用送风机，排气用送风机的送风压力提高，且将流路阻抗可变装置的流路阻抗减少以增加送风量，前述给排气用送风机的风量的不均衡绝对值，亦与送风量增加前差不多。按给气量与排气量不均衡量的程度，车内压力仍将变动。另方面，车辆在隧道内行走时的隧道内的压力变动幅度，亦将按车辆速度的平方比例增大。为此，使车辆高速化，则给气用送风机与排气用送风排气用送风机的风量不均衡将增大，结果，车内压力的变动幅度超过容许值，必将使乘客有感到不快的感觉。

本发明的目的在于提供：当车辆以高速在隧道内行走时，可减少对乘客的不快感觉的铁路车辆用换气装置。另外一项目的则为提供：可与车辆在隧道内疾走相对应来确切运转换气装置，由此将可减低对乘客的不快感觉的铁路车辆用换气装置，由此将可减低对乘客的不快感觉的铁路车辆用换气装置的控制方法。

本发明的特征在于：当车辆进入隧道内时，使给气用送风机及排气用送机的送风压力上升，且使连接于给气用送风机及排气用送风机的空气流路的流路阻抗增大。由此，将可控制因隧道内行走时的车外压力变动所生向车内的给气及向车外的排气的不均衡。由此，亦可减低对乘客的不快之感。

而且，本发明的其它特征，则在车辆进入隧道前，使给气用送风机及排气用送风机的送风压力上升，以及使连接于该给气用送风机及排气用送风机的空气流路的流路阻抗增大。由此，可确实实行进入隧道时的换气装置的运转。

[图1]表示本发明的一个实施例的车辆用换气装置的空气路线及构成零件图。

[图2]表示图1的换气装置的换气导管路线及空调装置的空调用导管路线图，表示从车辆的侧面投视的状态。

[图3]表示图1的流路阻抗可变机构图。

[图4-图7]表示图3的流路阻抗可变机构的动作状态的概略图。

[图8]横轴为送风量Q，纵轴为静压P，以表示图1的给排气用送风机的送风特性，及流路阻抗可变装置的阻抗特性的曲线图。

[图9]图1的换气装置其空调装置在作暖房运转时的控制流程图。

[图10]图9的流程图的连续的流程图。

[图11]纵轴为压力变动，横轴为经过时间，以表示疾走在隧道内的车辆的车外压力变动图。

[图12]横轴为压力变化幅度，纵轴为压力变化速度，以表示乘客感觉不快的容许界限的曲线图。

[图13]表示本发明的铁路车辆用换气装置的其它实施例的给气用风机及排气用送风机的送风特性，及流路阻抗可变机构的阻抗特性的曲线图。

[图14]图1的换气装置其空调装置作在冷房运转时的控制流程图。

[图15]表示图14的流程图的连续流程图。

[图16]表示本发明的换气装置的其它实施例的区域（section）通过及隧道通过时的反相器的频率变化的时间流程图。

[图17及图18]表示与图1的换气装置构造不同的流路阻抗可变机构图。

[图19]表示本发明的换气装置的其它实施例图。

[图20]表示图19的换气装置于隧道内的给排气用送风机的频率变化的送风特性变化，及流路阻抗可变装置的阻抗特性图。

[图21]表示本发明的换气装置的其它实施例的空气路线及构成零件图。

（图22）表示图21的给气用送风机的车外空气吸入导管构造，及排气用送风机向车外的吐出导管构造图。

下面参照图1至图12来说明本发明的第1实施例。

首先，以图1及图2来说明换气装置的整体构成。本发明的换气装置，通常被搭载在车辆1的地板下部分。前述换气装置备有取入车外新鲜空气的给气用送风机2，及将车内污染空气排出车外的排气用送风机3。前述给气用送风机2及排气用送风机3，由两端备有驱动轴的一个电动机4所驱动。前述电动机4，则由反相器5所控制。反相器5向电动机4供给电力，以控制运转频率。在连接于前述给气用送风机2的换气用导管51的该给气用送风机2上游侧，亦设有流路阻抗可变装置6。在连接于排气用送风机3的换气用导管54的该排气用送风机3下游侧，则设有流路阻抗可变装置7。并构造有连通被连接在前述给气用送风机2的换气导管51的该给气用送风机2下游侧部分，与被连接在前述排气用送风机3的换气导管54的该排气用送风机3上游侧部分的旁通回路55。在旁通回路55设有开放阀8。接于前述给气用送风机2的吐出侧的换气导管51，则被连接在构成空调装置的室内侧热交换器60，及设有室内侧送风机61的空气流路。通过前述室内热交换器60的空气，由室内送风机61经由空调导管53被供给至车辆1的室内。

车辆1的室内空气，则由被连接在前述空调装置的回路导管52被导入空调装置。该回路导管52的中途亦连接有换气导管54;被导入空调装置的空气的一部分则被导入排气用送风机3，并被排出车外。前述给气用送风机2与排气用送风机3的送风量，被设定成相等的状态，并一面保持车内的压力于一定，一面连续进行换气。而且，前述给气用送风机2及排气用送风机3，作为最大的能力，可提供较隧道行走时的车外压力变动为大的压力。此外，构成车辆1的车体，亦被构造成可在实用范围保持气密性的构成。

隧道检知器9检知在行进中的车辆1向隧道奔入的状态。具体而言，包括：检测被设置在轨道的定点检知机构，以检知该车辆1的路线的位置的行走地点检测装置，及记忆路线上的隧道位置及长度的记忆装置，及检测车辆1的行走距离的距离计，以及根据来自前述行走地点检测器，记忆装置，距离计等的信息，来预测车辆1进入隧道的时间并加以输出的运算装置。隧道检知器9亦预测车辆1进入隧道的时点，向控制器13输出控制信号。

车内压检测器10，检测车辆1的车内压力向控制器13输出。检测空调装置的运转状态的空调装置运转状态检测器11，检出空调装置是在作冷房运还是暖房运转后向控制器13输出。低电压继电器12检知车辆1通过轨道的供电系统的区域（电力的供给在非常短促的区间中断的部分）时，向换气装置的供电压的降低情形。控制器13以前述四种检测结果作为控制输入，将控制指令输出给反相器5及流路阻抗可变装置6，7及开放阀8。

空气的流动如图2所示。在图2中，经由格子板（grill）50从车辆1的人字板（gable）侧被吸入的车外新鲜空气，通过换气导管51被导入流路阻抗可变装置6。此后，前述新鲜空气从给气用送风机2被送入空调装置中设有室内热交换器60及室内送风机61的室内机器室，由前述室内送风机61经由空调导管53被供给至室内。从回流导管（return duct）52被吸入的回流空气的一部分与前述新鲜空气混合，通过空调装置的室内热交换机60，再由室内送风机61经由空调导管53被供给至车内。前述回流空气的残余，亦由排气用送风机3，经过换气导管54及流路阻抗可变装置7从地板下被排车外。

流路阻抗可变装置6，7如图3-图7所示，在断面为长方形的具有规定长度的钢制导管内，设置下述的各种构件所构成。在该导管部分具有上游侧开口101及下游侧的开口102。靠近该上游侧开口101的位置，则有金属制的偏流板20被固定在导管内，成为阻塞该导管的通风路的大约一半的状态。设在该偏流板20之下游侧的二个节流板（throttle plate）21a，21b，被配置在横贯导管内的通风路的方向，并且各形成有通空气的大小两个开口部。堵塞板22a，22b则被配置成由导件23a，23b所引导而呈横贯导管内的通风路的状态，并被安装成可在通风路内往复移动。22a被设置成经常堵塞21a的大小开口部的任何一方的状态，22b则被设置成经常堵塞21b的大小开口部的任何一状态。

堵塞板22a，22b的往复移动动作以气缸24a，24b的伸缩动作来进行;气缸24a，24b则经由托架25a，25b被安装置在节流板21a，21b的小开口部侧。

气缸24a，24b的杆（rod）乃被固定在被设于堵塞板22a，22b的柄（lag）26a，26b，成为该杆伸长时可封闭节流板21a，21b的大开口部的状态。前述节流板21a，21b，堵塞板22a，22b构成使空气流路的面积减少的流路节流机构19。

流路阻抗可变装置6，7，如图4-图7所示，可使通风阻抗作四阶段的变化。在本实施例中，节流板21a的大开口R0与节流板21b的大开口S0的面积相同，被设定成导管的空气流路面积约25%。而且，节流板21b的小开口S1的面积则被设定为导管的空气流面积约10%，节流板21a的小开口R1的面积亦被设定为导管的空气流路面积约5%。前述各开口的面积随通风阻抗的设定值为多少而变更。

在图4所示的状态，因空气通过节流板21a的大开口R0与节流板21b的大开口S0直线流过，故通风阻抗最小。

在图5所示状态，则空气通过节流板21a的大开口R0后，改变进行方向通过节流板21b的小开口S1流过、为此，通风阻抗将较图4的节流度全开状态增大。

在图6所示状态，空气亦由偏流板20将进行方向改变为左侧，再通过节流板21a的小开口R1，进一步将进行方向改变为右侧而通过节流板21b的大开口S0流过、与图5的节流度较小的状态比较，因为偏流板20所引起进行方向的弯曲所生阻抗增加，及小开口R1的面积较小开口S1面积为小所生阻抗增加;故图6的通风阻抗将成为较节流度较小状态为大。

在图7所示状态，空气将因偏流板20改变进行方向左侧，经过节流板21a的小开口R1及节流板21b的小开口S1的两个小开口而流动。为此，通风阻抗最大。

在此，将流路阻抗可变装置6，7的操作，按几个操作例来加以说明。第一，以空调装置在暖房运转中，车体外部的压力上升至较车内压力为高的状况来说明。通过给气用送风机2的空气的流量将增加，通过排气用送风机3的空气流量则将减少。结果，车内的压力将上升，由车内压检测器10所检出的车内压力将被输入至控制器13。在控制器13，则将按车内压力的上升程度来选择前述流路阻抗可变装置6，7的阻抗特性。亦即，如图4-图7所示，由适宜选择两个节流板21a，21b的大小开口部，将可选择四个阻抗特性。在隧道外，处于堵塞板22a，22b的两方堵塞板节流板21a，21b的小开口部R1，S1，大开口部R0，S0则开启图4所示状态。在车辆1那将进入隧道内前，将由反相器5使给气用送风机2，排气用送风机3的送风压力增大;同时对于节流板21a，21b的开口部的状态，堵塞板22a将节流板21a的小开口部R1加以堵塞，堵塞板22b则将节流板21b的大开口部S0加以堵塞，而成为如图5的状态。从此状态车内压力进一步上升时，因需对给气侧风量加以节流（thrrottling），故将气缸24a，24b动作成为堵塞板22a堵塞节流板21a的大开口部R0，堵塞板22b则堵塞节流板21b的小开口部S1的图6的状态;进一步则成为堵塞板22a，22b双方均堵塞节流板21a，21b的大开口部R0，S0的图7状态。结果，因车外压力变化至正压侧，以致减少排气风量与以流路阻抗可变装置对风量加以节流的给气风量之差将越小。并且，给气的节流度较排气侧大时，排气风量将越多，车内压力的急激上升将停止，而成为缓和的上升，或者转成下降而徐徐回复至大气压左右。

其次，对车体外部的压力下降至较车内压力甚低的状况加以说明。经过给气用送风机2的空气流量将减少，经过排气用送风机3的空气流量则将增加。结果，车内的压力将下降，因此需对排气侧的风量加以节流。为使排气侧的流路阻抗可变装置7的流路阻抗增加，将气缸24a，24b动作成为图6，进一步成为图7的状态。结果，给气风量及排气风量之差变小，而有时给气风量反而增多，车内压力的急激下降亦停止，成为缓和的下降或上升，或徐徐回复至大气压左右。

流路阻抗可变装置6，7的节流状态与阻抗特性的关系如图8所示。阻抗曲线R₁于通风阻抗最小的图4的全开状态下，车辆1行走在隧道外时，本实施例的换气装置在R₁的状态。阻抗曲线R₂则为从图4的全开状态其通风阻抗变为增大的图5的状态;而在此状态下车辆1进入隧道内时，若以反相器5使给气用送风机2，排气用送风机3的送风压力上升时，为将风量保持在额定风量Q₁，最初保持图5所示阻抗曲线R₂的状态。R₃，R₄则从图5的状态进一步增大通风阻抗的情形的阻抗曲线;因车辆1在隧内行走时的车外压力变动，为抑制该车内压力变化所设。图6，图7的节流状态，为各与阻抗曲线R₃，R₄相对应。送风特性A₁为车辆1在隧道外行走时的给气用送风机2，排气用送风机3的送风特性;送特性A₂则为车辆1在隧道内行走中的送风特性。并且，送风特征A₃乃为车辆1通过区域（section，铁路养护单位），停止空调装置的运转时的给气用送风机2，排气用送风机3的送风特性。亦即A₁为将驱动给气用送风机2及排气用送风机3的电动机4，以标准频率（例如60Hz）来运转时的送风特性;A₂也将两送风机2，3的电动机4，以较标准频率为高的高运转频率（例如90Hz）来运转时的送风特性;A₃亦将两送风机2，3的电动机4，以较标准频率为低的低运转频率（例如30Hz）来运转时的送风特性。

下面参照图9，图10来说明空调装置的暖房运转时的换气装置控制状况。由隧道检知器9检知车辆1行走在隧道外的状态时，给气用送风机2，3的送风特性为图8所示的通常压力较低的A₁特性，包括流路阻抗可变装置6，7的给排气流路的流路阻抗将成为R₁。此时的平衡风量为额定风量Q₁。至此为止为图9的F1至F5所示控制的状况。

隧道检知器9预知车辆1的隧道进入状态时，控制器13由反相器5使给排气用送风机2，3的送风特性成为A₂。其次，控制器13亦由车内压检测器10的检测结果Pi之值，来决定给排气的流路阻抗可变装置6，7的通风阻抗;但因是在隧道进入前，故车内压略与大气压相同，车内压正负均为50mmH₂O以内;因此给排气的流路阻抗可变装置6，7的节流板21a，21b的开口部状态，从图4变化为图5的状态;通风阻抗则成为图8的R₂。至此为止为图9的F6至F14所示控制的状况。此时的给排气用送风机2，3的风量略等于额定风量Q₁。

此时状态，车辆进入隧道，则例如图11所示，车外压力P₀将变动。本图表示先头车的侧面的车外压力变动状态，显示从隧道进入至通过为止车外压力的变化。先头车进入隧道约20秒后，因与对向车相错，故车外压力P₀大为变动至负压侧。由于此车外压力变动，给排气用送风机2，3的风量将发生不均衡，产生风量差及车内压变化。

结果，由F9，F15判定，车内压例如向正压侧变化超过50mmH₂O时，将给气流路阻抗转换为控制状态F16的R₃，将给气风量加以节流，虽然如此，车内压亦进一步上升，而超过100mmH₂O，则由F15，F18判定，将给气流路阻抗转换为控制状态F19的R₄，并进一步将给气风量加以节流。最后，由F18判定，若车内压超过150mmH₂O，则将排气流路阻抗转换为控制状态F22的隧道外的流路阻抗R₁，使排气侧的风量增加，并使排气风量成为较给气风量为大，以降低车内压力。

亦即，车辆1受到较大的车外压力变动时，将流路阻抗R₄（控制状态F21）决定为：较流路阻抗被定为最大时的给气风量，使流路阻抗被定为最小时的排气风量成为较多的状态。至此为止的控制内容即为F15-F22所示的控制状况。

在此，上述50mmH₂O、100mmH₂O、150mmH₂O的数值，为将车内压力变化幅度控制成乘客不致感觉不快的程度所需控制常数，将因该车内压力的变化幅度被抑制至何种程度而变化。一般而言，乘客感觉不快的界限，是以按经验所求的图12的不快界限直线来决定。从图中看出，将车内压力的变化幅度抑制在最大150mmH₂O左右以下，则压力变化速度将可被收纳入容许值内，这是以经验来判断的，而车内压力的控制目标值则以±150mmH₂O以内为目标。只有将车内压力的变化进一步抑制在较低数值时，才能将上述控制常数进一步设定较小的数值。

相反地，车内压变化至负压侧时，如图9的控制状态F23至控制状态F30所示，按车内压力变化大小，增加排气侧的流路阻抗，若降低至-150mmH₂O以下时，则如控制状态F30所示，使给气侧的流路阻抗降低至R₁，并使给气风量成为较排气风量为大，以使车内压力上升。

以上述的控制内容，若给排气用送风机2，3的送风特性及给排气流路阻抗可变装置6，7的流路阻抗已被决定，则如图10的流程所示，从控制器13将向反相器5的频率指令端子及转换流路阻可变装置6，7的气缸24a，24b的伸缩动作的控制阀输出信号。

此时，车辆1在隧道外行走中或隧道通过中时，送风特性则固定于A₁或A₂;故由F31判定，若无变更送风特性的必要，则如控制状态F32所示，将成为省略向反相器5的输出而仅进行向流路阻抗可变装置装6，7的输出的控制。此控制内容，是为了提高控制器13的反应性所实施。

由车辆1的隧道进入状态检知，而需要提高给排气用送风机2，3的送风特性时，如控制状态F35-F38所示，选进行流路阻抗可变装置6，7的控制输出，再以计时器来等待流路阻抗的变化所需时间;此后再进行向反相器5的控制输出，以变换向电动机4的供电频率。要降低送风特性时，则如控制状态F39-F42所示，以上述相反的顺序来进行控制指令的输出。例如要提高给排气用送风机2，3的送风特性时，若先使反相器4的输出频率变化，则各送风机的风量将增加，空调装置的冷房或暖房负荷亦增大，来防止客室的温度急变。

在控制状态F33，F36，F42，则以计时器来计算使流路阻抗可变装置6，7的流路阻抗变化所需的时间，而在控制状态F38，F40，则以计时器来计算使对电动机4的供电频率变化所需的时间。

在此，将流路阻抗可变装置6，7的阻抗特性，如图13所示，以给气侧与排气侧来变换设定亦可。亦即，车辆1在隧道内所受车外压力P₀的变动，如图11所示，正压侧较负压侧为小，而且仅稍许时间，负压侧将占大部分时间。由此，给气侧在增加风量方向的阻抗曲线R₃，R₄，而排气侧则在减少量方向的R₃，R₄，限定流路阻抗可变装置6，7的阻抗特性来加设定。如此，给气侧的流路阻抗可变装置6即将阻抗加以变化，成为增加风量的状态;排气侧的流路阻抗可变装置7则将阻抗加以变化，成为减少风量的状态;由此将可使给排气风量不均衡，进一步被调节成为多阶段。

亦即，在图8中，于隧道内的行走中，车外压力变化至负压侧时的阻抗特性，以R₂为基准，排气侧的流路阻抗可变装置7为向R₃，R₄的节流动作二阶段，而给气侧的流路阻抗可变装置6则为向R₁的开启动作一阶段，共计为三阶段;与此相对，在图13所示实施例中为排气侧的流路阻抗可变装置7为向R₃，R₄的节流动作二阶段，以及给气侧的流路阻抗可变装置6向R₃，R₄，R₁的开启动作三阶段阶段，共计为五阶段;故在风量控制段数增加的部分，将可进一步进行精细的车内压力控制。

空调装置作冷房运转时图14，图15所示换气装置的控制状态，基本上与图9，图10所示控制状态相同，故详细说明将省略，仅对不同点，参照图8及图14来说明。例如，在空调装置的冷房运转中，检知隧道进入状态时，将给排气用送风机2，3的送风特性提高为A₂，为使风量能配合定格风量，使流路阻抗可变装置6，7的阻抗特性成为R₂，来节流风量，则给排气用送风机2，3吐出静压将上升，吐出空气的温度亦上升。结果，空调装置的冷房热负荷增大，故需要空调装置的能力提升，为此必将招致装置的大型化。因此，将给排气用送风机6，7的送风特性提升至A₂时，为进行风量调节，开启图1及图2所示旁通回路的开放阀8，将给气风量的一部分（风量Q₂与风量Q₁之差）旁通至排气侧。此时，流路阻抗可变装置6，7的阻抗特性，则如图14的控制状态F62，F65，F66所示，仍维持在R₁。由于作如此的控制，将可大幅抑制吐出空气的温度上升，不必谋求空调装置的能力提升。

由F61判定，若车内压力超过50mmH₂O而变动至正压侧，则由F67，F70判定，如控制状态F68，F69，F71-F74所示，按变动压力大小，使给气侧的流路阻抗可变装置6的阻抗增大，以对给气风量加以节流。而若车内压力变动至较-50mmH₂O为负压侧，则由F75判定，F78判定，如控制状态F76，F77，F79-F82所示，按变动压力大小，使排气侧的流路阻抗可变装置7的阻抗增大，以对排气风量加以节流。

图15的控制方法与图10的控制方法的差异为由控制器13所控制的机器，除反相器5及流路阻抗可变装置6，7之外，亦追加有开放阀8。对开放阀8与流路阻抗可变装置6，7的操作指令，略为同时进行，并在控制状态F86，F90，F97，以计时器来调整各机器的动作定时（timing）。

参照图16来进一步详细说明前述反相器5的控制方法。反相器5向给排气用送风机2，3的输出频率，在车辆1的隧道处行走中例如60Hz的一定频率，而车辆1在隧道内走中则为提高送风特性而被提高至90Hz。车辆1通过向架线供给电力的变电所的切换区间的区域，则架线电压向列车的供电将瞬间性中断。空调装置为保护压缩机，以低电压继电器12来检测此瞬间性停电，使该压缩机停止运转相当于冷冻循环内的压力趋于平衡时间（通常20秒左右）。此期间，车内的冷房将不能运行，故车内温度将上升，并将给与乘客以不快感。因此，在车辆1通过区域后的空调装置停止时，以换气来减轻热负荷较佳;将反相器5的输出频率降低至例如30Hz，再将给排气用送风机2，3的送风特性定为A₃，使换气风量减少至图8所示的Q₃。当车辆1的隧道内行走时则即使低电压继电路12动作，为抑制车外压力变动对车内的影响，实行前述图9所说明的控制，反相器5亦经常进行高频率的运转。检测架线的瞬间性停电的低电压继电器，通常因内藏于空调装置，故变将控制空调装置运转的控制器与控制换气装置的控制器，以一台控制器来构成，来谋求零件的共用化。

下面参照图17，图18来说明流路阻抗可变装置的其它构造。图17的流路阻抗可变装置，具有大小两个开口部的节流板31a，31b的开口部的选择，以堵塞板23a，23b来适宜加以选择，与图3相同的方式;只是与堵塞板32a，32b的驱动机构不同，图3的方式为气缸的直动形式，图17的方式则为旋转式致动器（省略图示）的旋转动作形式。在空气流路的长度方向有空间富裕时，以采用本构造为佳。

并且，图18为在空气流路中设置安装有平板开有轮叶旋转式电动机41，以反相器来变化电动机的旋转数，由此来使通风阻抗变化（轮叶的旋转数愈快，通风阻抗愈大）;在反相器的频率变换时间及电动机的跟踪性对车内压力成为充分快速时，将为有效。

图19为本发明的其它实施例，亦即在给气用送风机202及排气用送风机203个别设有电动机（未图示），而各电动机亦以反相器5a，5b来控制频率的构造的实施例。此种构成的情况，除以上述流路阻抗可变装置6，7来控制给排气风量，以缓和车内压力的变化方法外，亦可以图20所示反相器5a，5b的频率变化来控制给排气风量，将车内压力的变化抑制在一定范围内。亦即，假定车辆1于隧道内行走中，车外压力向负压侧大为变动时，则给气用送风机202的风量将减少，排气用送风机203的风量则将增加，故车内压力将变化至负压侧。按车内压力检测器10的车内压力Pi的检测结果，给气侧将向提高频率的方向，例如将送风特性A2改为A5。而排气侧则向降低频率的方向，例如从A2改为A4。此时，因阻抗特性固定在R₂，故给气风量将成为较排气风量为大，车内压力将徐徐回复至大气压。

图21为本发明的进一步其它的实施例;如图22所示，将换气给气导管51的吸入口及换气排气导管54的吐出口作为车辆地板下的两侧面，各在对行走风相对向的上游侧及未相对向的下游侧的两个部位，设置空气取入口或空气吐出口，并在各个导管中设置停供阀（cut-off valve）70，71，72，73等构成。本实施例为以隧道内的压力变动，其负压较正压为大，负压约成为正压两倍等为著眼点所设计的构造。在图1的构成中再追加：列车的行进方向检测器14，车外压力检测器15，停供阀70，71，72，73。其它构成及反相器5以及流路阻抗可变装置6，7的控制方法等，则与前述的实施例完全相同。

列车的行进方向若如图22所示，对图面位在左方向的情形，并且隧道内的车外压力亦向负压侧大大变动，而超过基准值时，则打开停供阀71及73，而关闭停供阀70及72。于是，给气用送风机2的吸入口将作用行走风的动压，使对送风机的送风特性发生影响的吸入口在压力变动幅度将变小，而给气风量的减少亦将大幅被缓和。而且，排气用送风机3的吐出口亦将作用行走风的动压;因压力变动的幅度将变小，故排气风量的增加亦将大幅被缓和。结果，给气与排气的风量不均衡将变小，车内压力向负压侧的变化将大幅被抑制，故将不致给与乘客以不快感。因此，将可谋求对乘客的快适方面的服务提升。

Claims (21)

1、一种铁路车辆用换气装置，具有：将车外空气取入车内的给气用送风机，及将车内空气排出车外的排气用送风机；其特征在于：

前述给气用送风机(2，202)及排气用送风机(3，203)各构造成其送风压力为可变的结构，以及一个可控制前述给气用送风机及前述排气用送风机的送风压力的送风机控制机构(5，5，5b)；

一个检知车辆进入隧道的状态的隧道检知机构(9)；

被设置于连接在前述给气用送风机及排气用送风机的各个空气流路，而亦可使前述各空气流路的流路的流路阻抗变化的流路阻抗可变机构(6和7)；

根据来自前述隧道检知器的控制输入信号，将使给气用送风机及排气用送风机的送风压力上升控制信号，送至前述送风机控制机构，并将使流路阻抗增大的控制指令输出至前述流路阻抗可变机构的控制器。

2、如权利要求1所述的铁路车辆用换气装置;其中设有检测车内压力的车内压检测机构（10），而前述控制器（13）以来自车内压检测机构的控制输入，将与车内压力变化成比例地使流路阻抗增大的控制输出，输出至前述流路阻抗可变机构。

3、如权利要求2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述控制器以来自车内压检测机构的控制输入，将与车内压力向正压侧变化成比例使流路阻增大的控制输出，输出至给气侧的流路阻抗可变机构（6）;并与车内压力向负压侧的变化成比例使流路阻抗增大的控制输出，输出至排气侧的流路阻抗可变机构（7）。

4、权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述流路阻抗可变机构，被设置在被连结于前述各送风机的导管内，并备有减少导管的流路面积的流路节流机构（19，20）。

5、如权利要求4所述的铁路车辆用换气装置中;前述流路节流机构由：被设在连结于前述各送风机的导管内的节流板（21a，21b，31a，31b）及堵塞板（22a，22b，32a，32b）等所构成;前述节流板则被配置在可阻遮导管的空气的流动方向，且该节流板亦形成有开口部;（R0，R1，S0，S1）;

前述堵塞板则被配置成为堵塞前述节流板的开口部，并相对前述节流板可移动。

6、如权利要求5所述的铁路车辆用换气装置;其中前述节流板及备有大开口部（R0，S0）及小开口部（R1，S1），而前述堵塞板则被设置成可堵前述节流板的大小开口部的一方的状态。

7、如权利要求6所述的铁路车辆用换气装置;其中前述节流板（31a，31b）具有旋转轴，该旋转轴的周围亦设有前述的大小开口部，前述堵塞板（32a，32b）则被设置在前述旋转轴成旋转可能状态。

8、如权利要求6所述的铁路车辆用换气装置;其前将前述节流板及堵塞板加以组合，在导管的空气流动方向配置有复数个。

9、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置，其中前述流路阻抗可变机构被设置在连结于前述各送风机的导管内，并备有改变该导管的空气流动方向的偏流机构（20，22a，22b）。

10、如权利要求9所述的铁路车辆用换气装置;其前前述偏流机构由被设置在导管内的偏流板（20）及被设置成对该偏流板移动为可能状态的堵塞板（22a，22b）构成。

11、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述流路阻抗可变机构，由被设置在导管内成可阻遮空气流动之状态，且在该导管内被设置成旋转可能的轮叶（40）构成。

12、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述给气用送风机（2）向空调装置供给空气，

并备有检测该空调装置的动作状态的空调状态检测机构（11），

及备有连结前述给气用送风机的吐出侧空气流路与前述排气用送风机的吸入侧空气流路的旁通流路（55）;

而前述旁通流路亦备有开放阀（8），及一个控制杆（13）

前述控制器则以空调状态检测机构的检测结果为控制输入，而在隧道内行走时，空调装置为冷房运转时将开放控制指令输出给前述开放阀。

13、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述给气用送风机向空调装置供给空气，

并备有检测向前述空调装置的供电压的降低的低电压检测机构（12），

前述控制器以前述低电压检测机构的检测结果作为控制输入，当向空调装置的供电压降低时，将令前述给气用送风机及排气用送风机的送风压力降低的控制输出，输出给前述送风控制机构。

14、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中将向前述给气用送风机导入车外空气的导管的空气流入部，配置在可取入车体的行走风的位置;

并将来自前述排气用送风机空气导出车外的导管的空气吐出部，配置在可取入车体的行走风的位置。

15、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述给气用送风机及排气用送风机及排气用送风机由至少一个电动机（4）驱动，前述送风机控制机构由一个反相器（5）构成，根据控制器（13）的控制命令控制电动机（4）。

16、如权利要求1或2所述的铁路车辆用换气装置;其中前述给气用送风机及排气用送风机由各被设置其中的电动机（4）所驱动;前述送风机控制机构则由来自前述控制器的控制指令，来控制其相对应的各电动机的两个反相器构成。

17、一种铁路车辆用换气装置的控制方法，具有：将车外的空气取入车内的给气用送风机，及将车内的空气排出车外的排气用送风机;其特征为：

预知车辆进入隧道的状态的步骤（step）;

及在车辆进入隧道内以前，使给气用送风机及排气用送风机的送风压力上升，且使前述给气用送风机及排气用送风机的空气流路的流路阻抗增大的步骤;

及车辆通过隧道后使前述给气用送风机及排气用送风机的送风压力复原，且使前述给气用送风机及排气用送风机的空气流路阻抗复原的步骤。

18、如权利要求17所述的铁路车辆用换气装置的控制方法：其中将前述给气用送风机及排气用送风机的空气路阻抗加以增大后，使前述给气用送风机及排气用送风机的送风压力上升。

19、如权利要求17所述的铁路车辆用换气装置的控制方法;其中在前述给气用送风机及排气用送风的送风压力复原完了后，使前述给气用送风机及排气用送风机的空气流路的流路阻抗复原。

20、如权利要求17所述的铁路车辆用换气装置的控制方法;其中检测车内的压力变动后与标准压力加以比较，若车内压力较标准压力具有下降的倾向时，则使前述排气用送风机的流路阻抗增大。

21、如权利要求17所述的铁路车辆用换气装置的控制方法;其中检测车内的压力变动后与标准压力加以比较，若车内压力较标准压力具有下降的倾向时，则使前述给气用送风机的送风压力增大。

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