ES2761549T3 - Climate control provision for a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Disposición de climatización para un vehículo sobre carriles, con una caja (1) de distribución de aire, que presenta una entrada (2) de aire y al menos dos salidas (5, 6) de aire para la conexión a canales de aire adicionales, caracterizada porque para efectuar un ajuste aproximativo para una relación de caudales de aire en las salidas (5, 6) de aire, a cada salida (5, 6) de aire está asociado un equipo (7, 8) de estrangulación, que está formado por una placa perforada, y está dispuesto entre la salida (5, 6) de aire y un espacio (4) de división de aire dentro de la caja (1) de distribución de aire, en el que la corriente de aire procedente de la entrada (2) de aire está dividida en al menos dos corrientes de aire parciales, en donde coeficientes de pérdida de presión de los al menos dos equipos (7, 8) de estrangulación están seleccionados de tal modo que para la relación de los caudales de aire en las al menos dos salidas (5, 6) de aire se arroja un valor predeterminado.Air conditioning arrangement for a vehicle on rails, with an air distribution box (1), which has an air inlet (2) and at least two air outlets (5, 6) for connection to additional air channels, characterized in that to effect a rough adjustment for a ratio of air flow rates at the air outlets (5, 6), each air outlet (5, 6) is associated with a throttle device (7, 8), which is formed by a perforated plate, and is arranged between the air outlet (5, 6) and an air division space (4) inside the air distribution box (1), in which the air stream from the air inlet (2) is divided into at least two partial air streams, where coefficients of pressure loss of the at least two throttle devices (7, 8) are selected in such a way that for the ratio of the flow rates of air in the at least two air outlets (5, 6) a predetermined value is thrown.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Disposición de climatización para un vehículo sobre carrilesClimate control provision for a rail vehicle
La invención se refiere a una disposición de climatización para un vehículo sobre carriles, con una caja de distribución de aire que presenta una entrada de aire y al menos dos salidas de aire para la conexión a canales de aire adicionales. Tales disposiciones de climatización para vehículos sobre carriles se conocen, por ejemplo, por los documentos DE 10 2009025299 A1, EP 0149450 A2, WO 2011/131444 A1 y el documento DE 2613608 A1.The invention relates to a climate control arrangement for a rail vehicle, with an air distribution box having an air inlet and at least two air outlets for connection to additional air channels. Such air conditioning arrangements for rail vehicles are known, for example, from DE 10 2009025299 A1, EP 0149450 A2, WO 2011/131444 A1 and DE 2613608 A1.
El documento DE 10 2005 031912 A1 da a conocer una caja de distribuidor de aire con una entrada de aire y dos salidas de aire, estando previsto un equipo de estrangulación provisto con láminas regulables.DE 10 2005 031912 A1 discloses an air distributor box with one air inlet and two air outlets, a throttle unit provided with adjustable blades being provided.
Las cajas de distribución de aire y otros componentes con propiedades de distribución de aire, como absorbentes de ruido se utilizan en vehículos sobre carriles con el fin de suministrar a distintas partes del sistema de canal de aire con las cantidades de aire necesarias. Las cajas de distribución de aire representan a este respecto regularmente el enlace hacia un aparato de aire acondicionado, en particular aparato de aire acondicionado compacto que alimenta a la caja de distribución de aire tratado a través de la entrada de aire.Air distribution boxes and other components with air distribution properties such as noise absorbers are used in rail vehicles in order to supply different parts of the air duct system with the required amounts of air. The air distribution boxes in this respect regularly represent the link to an air conditioning apparatus, in particular compact air conditioning apparatus supplying the treated air distribution box through the air inlet.
No obstante, la caja de distribución de aire no puede asumir su función de distribución de aire para una pluralidad de diferentes vehículos sobre carriles y con ello también distintas disposiciones de canal de aire. Por tanto, en las disposiciones de canal de aire conocidas, según la configuración de vagones de vehículos sobre carriles en la caja de distribución de aire se efectúa un ajuste mediante estrangulación en las salidas de aire. Un ajuste efectuado se comprueba entonces mediante ensayos por ejemplo en una cámara climática hasta que se haya encontrado el ajuste adecuado para la presente realización de vehículos sobre carriles. A este respecto, las propiedades no lineales de la disposición de canal de aire normalmente compleja llevan a un número elevado de etapas de ensayo.However, the air distribution box cannot assume its air distribution function for a plurality of different rail vehicles and thereby also different air channel arrangements. Therefore, in the known air duct arrangements, depending on the configuration of rail vehicle cars in the air distribution box, an adjustment is made by throttling the air outlets. An adjustment made is then checked by testing for example in a climatic chamber until a suitable adjustment has been found for the present embodiment of rail vehicles. In this regard, the non-linear properties of the normally complex air duct arrangement lead to a large number of test steps.
Partiendo de esto la invención se basa en el objetivo de perfeccionar una disposición de climatización del tipo mencionado al principio de tal modo que se reduzca la complejidad de encontrar el ajuste adecuado para el estrangulamiento en las salidas de aire de la caja de distribución de aire.Based on this, the invention is based on the objective of perfecting an air conditioning arrangement of the type mentioned at the beginning in such a way as to reduce the complexity of finding the suitable adjustment for the throttling in the air outlets of the air distribution box.
Este objetivo en la disposición de climatización mencionada al principio se resuelve porque para efectuar un ajuste aproximativo para una relación de caudales de aire en las salidas de aire, a cada salida de aire está asociado un equipo de estrangulación que está formado por una placa perforada, y está dispuesto entre la salida de aire y un espacio de división de aire dentro de la caja de distribución de aire, en el que la corriente de aire procedente de la entrada de aire está dividida en al menos dos corrientes de aire parciales, en donde coeficientes de pérdida de presión de los al menos dos equipos de estrangulación están seleccionados de tal modo que para una relación de caudales de aire en las al menos dos salidas de aire se arroja un valor predeterminado.This objective in the air conditioning arrangement mentioned at the beginning is solved because in order to make an approximate adjustment for a ratio of air flows in the air outlets, each air outlet is associated with a throttle unit that is formed by a perforated plate, and is arranged between the air outlet and an air division space within the air distribution box, in which the air stream from the air inlet is divided into at least two partial air streams, wherein Pressure loss coefficients of the at least two throttle sets are selected such that a predetermined value is given for a ratio of air flow rates at the at least two air outlets.
La utilización de los equipos de estrangulación asociados a las salidas de aire respectivas permite efectuar un ajuste aproximativo para la relación de los caudales de aire en las salidas de aire, de modo que, en la misma caja de distribución de aire, utilizada en distintos vehículos sobre carriles con distintas disposiciones de canal de aire únicamente sean necesarios aún ajustes de precisión para estrangulaciones aguas abajo de las salidas de aire. Esto reduce la complejidad en cuanto al ajuste de la disposición de canal de aire para obtener caudales de aire deseados en los canales de aire adicionales.The use of the throttle equipment associated with the respective air vents allows a rough adjustment to be made for the ratio of the air flows at the air vents, so that, in the same air distribution box, used in different vehicles on rails with different air duct arrangements only fine adjustments are still necessary for throttling downstream of the air vents. This reduces complexity in adjusting the air channel arrangement to obtain desired air flow rates in the additional air channels.
Los coeficientes de pérdida de presión de los al menos dos equipos de estrangulación normalmente presentan una relación entre sí que corresponde a una relación cuadrática de velocidades de circulación de aire en la región de las al menos dos salidas de aire. De este modo los coeficientes de pérdida de presión necesarios pueden derivarse mediante velocidades de circulación deseadas en cada caso en las salidas de aire.The pressure loss coefficients of the at least two throttle sets normally have a relation to each other that corresponds to a quadratic relation of air circulation speeds in the region of the at least two air outlets. In this way the necessary pressure loss coefficients can be derived by means of circulation speeds desired in each case at the air outlets.
Los coeficientes de pérdida de presión de los al menos dos equipos de estrangulación pueden estar seleccionados de tal modo que una pérdida de presión que aparece en cada caso en los equipos de estrangulación corresponde a al menos el doble de la pérdida de presión de un sistema de canal de aire conectado a la salida de aire. Esta pérdida de presión en los equipos de estrangulación puede corresponder también a un múltiplo de la pérdida de presión del sistema de canal de aire conectado a la salida de aire. Este modo de proceder tiene la ventaja de que los equipos de estrangulación disminuyen las propiedades no lineales de los caudales de aire y por consiguiente también los efectos imprevisibles para el ajuste preciso de los caudales de aire en las salidas de aire.The pressure loss coefficients of the at least two throttle devices can be selected in such a way that a pressure loss that appears in each case in the throttle devices corresponds to at least double the pressure loss of a throttle system. air channel connected to the air outlet. This pressure loss in throttle equipment can also correspond to a multiple of the pressure loss in the air duct system connected to the air outlet. This way of proceeding has the advantage that the throttle equipment reduces the non-linear properties of the air flows and consequently also the unpredictable effects for the precise adjustment of the air flows at the air outlets.
Por ejemplo, los coeficientes de pérdida de presión de aire de los al menos dos equipos de estrangulación pueden ser en cada caso mayores de 7. Este valor garantiza que la pérdida de presión en el equipo de estrangulación en cuestión en caso normal en vehículos sobre carriles sea mayor que la pérdida de presión de canales de aire adicionales. For example, the air pressure loss coefficients of the at least two choke units can in each case be greater than 7. This value guarantees that the pressure loss in the choke unit in question in normal cases in rail vehicles is greater than the pressure loss of additional air channels.
Los al menos dos equipos de estrangulación están formados en cada caso por una placa perforada. A este respecto, las placas perforadas pueden presentar una relación de espesor de placa respecto a diámetro de orificio de más de 1,5. Esto tiene la ventaja de que las placas perforadas despliegan el efecto de un rectificador de modo que se disminuye adicionalmente la actuación de las propiedades no lineales de las corrientes de aire. También, mediante la función de rectificador de las placas perforadas se reducen de forma efectiva los efectos desfavorables de desprendimientos de válvulas de calentamiento/enfriamiento, con las que las cajas de distribución de aire están equipadas regularmente. The at least two throttle kits are formed in each case by a perforated plate. In this regard, perforated plates can have a ratio of plate thickness to hole diameter of more than 1.5. This has the advantage that the perforated plates display the effect of a rectifier so that the performance of the non-linear properties of the air currents is further decreased. Also, by means of the rectifier function of the perforated plates, the unfavorable effects of heating / cooling valve detachments, with which the air distribution boxes are regularly equipped, are effectively reduced.
Entre la entrada de aire y el espacio de división de aire puede estar previsto un equipo de absorción de ruido. Tales equipos de absorción de ruido están diseñados de forma ideal de tal modo que se reducen las turbulencias de la circulación de aire. Preferiblemente a este respecto el equipo de absorción de ruido puede estar configurado de tal modo que una corriente de aire procedente de la entrada de aire se distribuye en varios trayectos de circulación dispuestos los unos al lado de otros y se unifica de nuevo detrás del equipo de absorción de ruido. De esto se arroja una función de distribución de aire del equipo de absorción de ruido que, como ya se ha explicado anteriormente, es ventajosa para un ajuste preciso posterior de la disposición de canal de aire en el vehículo sobre carriles.Noise absorbing equipment may be provided between the air inlet and the air gap. Such noise absorbing equipment is ideally designed in such a way that the turbulence of air circulation is reduced. Preferably in this regard the noise absorbing equipment can be configured in such a way that an air stream from the air inlet is distributed over several circulation paths arranged next to each other and is unified again behind the noise absorption. This results in an air distribution function of the noise absorbing equipment which, as already explained above, is advantageous for a subsequent fine adjustment of the air channel arrangement in the rail vehicle.
Un ejemplo de realización de la invención se explica a continuación aún con más detalle con referencia a los dibujos. Muestran:An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. They show:
la figura 1 una vista en sección transversal de una caja de distribución de aire para la conexión a canales de aire adicionales dentro de un vehículo sobre carriles yFigure 1 a cross sectional view of an air distribution box for connection to additional air channels within a rail vehicle and
la figura 2 una vista en perspectiva de la caja de distribución de aire de la figura 1.figure 2 a perspective view of the air distribution box of figure 1.
Como ya se ha ilustrado en la figura 1, una caja 1 de distribución de aire presenta una entrada 2 de aire que normalmente estará conectada a un aparato de aire acondicionado de un vehículo sobre carriles. Desde la entrada 2 de aire fluye aire que va a transportarse hacia el interior del vehículo sobre carriles inicialmente mediante un equipo 3 de absorción de ruido que está formado por, en el ejemplo de realización representado, cuatro trayectos 4 de circulación dispuestos los unos al lado de los otros, situados en cada caso en un ángulo reducido entre sí. Tras abandonar el equipo 3 de absorción de ruido, el aire entrante llega a un espacio 4 de división de aire dentro de la caja 1 de distribución de aire, en el que la corriente de aire procedente de la entrada 2 de aire se divide en dos corrientes de aire parciales, tal como está ilustrado en la figura 1 mediante flechas.As already illustrated in Figure 1, an air distribution box 1 has an air inlet 2 that will normally be connected to an air conditioning apparatus of a rail vehicle. Initially, air flows from the air inlet 2 to be transported into the vehicle on rails by means of noise-absorbing equipment 3, which is formed by, in the illustrated embodiment, four circulation paths 4 arranged side by side. of the others, located in each case at a reduced angle to each other. After leaving the noise absorption equipment 3, the incoming air reaches an air division space 4 within the air distribution box 1, in which the air stream from the air inlet 2 is divided into two partial air currents, as illustrated in figure 1 by arrows.
La caja 1 de distribución de aire está equipada con dos salidas 5, 6 de aire a través de las cuales las corrientes de aire parciales respectivas se transportan a canales de aire adicionales que están conectados a las salidas 5, 6.The air distribution box 1 is equipped with two air outlets 5, 6 through which the respective partial air streams are transported to additional air channels that are connected to the outlets 5, 6.
A este respecto, a cada una de las salidas 5, 6 de aire está asociado un equipo de estrangulación configurado como placa perforada 7, 8, en donde la placa perforada 7, 8 respectiva está dispuesta entre la salida 5, 6 de aire asociada a ella y el espacio 4 de división de aire. Entre las placas perforadas 7, 8 y las salidas 5, 6 de aire asociadas las corrientes de aire parciales se guían a través de elementos 9, 10 de canal.In this regard, each of the air outlets 5, 6 is associated with a throttle device configured as a perforated plate 7, 8, wherein the respective perforated plate 7, 8 is arranged between the air outlet 5, 6 associated with her and the air division space 4. Between the perforated plates 7, 8 and associated air outlets 5, 6 the partial air streams are guided through channel elements 9, 10.
Las placas perforadas, 7, 8 presentan coeficientes de pérdida de presión que están dimensionados de tal modo que para una relación de caudales de aire de las dos corrientes de aire parciales en las salidas 5, 6 de aire se arroja un valor predeterminado. A este respecto, la relación de los coeficientes de pérdida de presión de las placas perforadas 7, 8 corresponde a la relación cuadrática de las velocidades de circulación en la región de las salidas 5, 6 de aire.The perforated plates 7, 8 have pressure loss coefficients that are dimensioned such that a predetermined value is given for an air flow ratio of the two partial air streams at the air outlets 5, 6. In this regard, the ratio of the pressure loss coefficients of the perforated plates 7, 8 corresponds to the quadratic ratio of the circulation speeds in the region of the air outlets 5, 6.
Las placas perforadas 7, 8 presentan una relación de espesor de placa respecto a diámetro de orificio de más de 1,5, de modo que las placas perforadas 7, 8 tienen propiedades adicionales de un rectificador. (Idelchik, Handbook of hydraulic resistance, Springer Verlag 1986, página 404, diagrama 8-3)The perforated plates 7, 8 have a ratio of plate thickness to hole diameter of more than 1.5, so that the perforated plates 7, 8 have additional properties of a rectifier. (Idelchik, Handbook of hydraulic resistance, Springer Verlag 1986, page 404, diagram 8-3)
Por ejemplo, una de las placas perforadas 7, 8 puede ser de un grosor de 30mm, presentar orificios con un diámetro de 20mm, así como una sección transversal libre de aproximadamente 35%. Una placa perforada de este tipo tiene un coeficiente de pérdida de presión de aproximadamente 7,5. Este valor garantiza que el coeficiente de pérdida de presión de la placa perforada 7, 8 corresponda a al menos el doble de la pérdida de presión de sistemas de canal de aire de vehículos sobre carriles típicos, conectados a las salidas 5, 6 de aire. Para ajustar el ajuste aproximativo intencionado para la relación de los caudales de aire en las salidas 5, 6, los coeficientes de pérdida de presión de las placas perforadas 7, 8 han de seleccionarse de manera correspondiente. Por ejemplo, los coeficientes de pérdida de presión de 7,5 y 12,0 para las placas perforadas 7,8 en la disposición de climatización mostrada provocan una relación de caudal de aire de 1:1,8. Otras relaciones pueden realizarse mediante ajuste adecuado de los coeficientes de pérdida de presión de las placas perforadas utilizadas.For example, one of the perforated plates 7, 8 may be 30mm thick, have holes with a diameter of 20mm, as well as a free cross section of about 35%. Such a perforated plate has a pressure loss coefficient of approximately 7.5. This value ensures that the pressure loss coefficient of the perforated plate 7, 8 corresponds to at least double the pressure loss of typical rail vehicle air duct systems connected to the air outlets 5, 6. In order to adjust the intended coarse adjustment for the ratio of the air flows at the outlets 5, 6, the pressure loss coefficients of the perforated plates 7, 8 have to be selected accordingly. For example, the pressure loss coefficients of 7.5 and 12.0 for the 7.8 perforated plates in the shown air conditioning arrangement cause an air flow ratio of 1: 1.8. Other relationships can be made by proper adjustment of the pressure loss coefficients of the perforated plates used.
Las placas perforadas 7, 8 están dispuestas esencialmente en perpendicular a los flujos de aire que dominan en su zona de modo que provocan una pérdida de presión deseada antes de que las corrientes de aire parciales abandonen la caja de distribución de aire en las salidas 5 y 6 de aire. The perforated plates 7, 8 are arranged essentially perpendicular to the air flows that dominate in their area so that they cause a desired pressure loss before the partial air currents leave the air distribution box at the outlets 5 and 6 air.
El ajuste aproximativo de la distribución de caudal provocado por las placas perforadas 7, 8 para distintas configuraciones de vagones de vehículos sobre carriles en la caja 1 de distribución de aire, reduce la complejidad de ajuste en los vagones individuales (vagón final, vagón central), ya que solo queda por efectuarse un ajuste preciso. Los efectos del ajuste preciso se reducen mediante el efecto rectificador tanto del equipo 3 de absorción de ruido como de las placas perforadas 7, 8 mediante la atenuación de las propiedades no lineales. Un efecto positivo del ajuste aproximativo de la distribución de caudal provocado por las placas perforadas 7, 8 puede consistir en que los equipos de conducción de aire necesarios hasta el momento, como chapas deflectoras y desvíos, puedan omitirse dado el caso. The approximate adjustment of the flow distribution caused by the perforated plates 7, 8 for different configurations of rail vehicle cars in the air distribution box 1, reduces the complexity of adjustment in the individual cars (final car, central car) As only a fine adjustment remains to be made. The fine tuning effects are reduced by the rectifying effect of both the noise absorbing equipment 3 and the perforated plates 7, 8 by attenuating the non-linear properties. A positive effect of the approximate adjustment of the flow distribution caused by the perforated plates 7, 8 may be that the air conduction equipment required so far, such as baffles and deflections, can be omitted if appropriate.
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