JP2009012527A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

【課題】温度分布の均一化を高めることが可能な鉄道車両を提供する。
【解決手段】鉄道車両１は、幅方向の側面に側窓１３が設けられた車室１７を有する。そして、空調用の吹出口２３ａが車室１７の天井部に形成され、吸込口３５が車室１７の壁面側における側窓１３の上方に形成されている。これにより、鉄道車両１では、天井部に設けられた吹出口２３ａから吹き出された空気は、床に向かって下方へ流れ、床に到達した空気は、床に沿って側壁側に広がる。そして、側窓１３に沿って上方へ流れて、側窓１３の上方に設けられた吸込口３５から空気が吸い込まれる。このようにして、側窓１３周辺を含む側壁側を含めた車室１７内全体を循環させる空気の流れを作り出すことができる。特に、熱負荷の高い側窓１３周辺の空気を直接的に吸い込むので、温度分布の均一化を高め、効率良く空調を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室内に空調用の吹出口と吸込口とを備えた鉄道車両に関する。

下記特許文献１には、車室内の天井部に空調用の吹出口が設けられ、床部に吸込口が設けられた鉄道車両について記載されている。
特開平１１−２５５１２２号公報

上記特許文献１の鉄道車両では、天井部から吹き出された空気が下方に流れて床部へ吸い込まれる。この場合、鉄道車両の幅方向中央部では、座席等の障害物が無いので、上から下へ空気が流れる。しかし、車室の側面側では、空気が十分流れないために循環しない虞がある。この場合、鉄道車両の車室内では、部分的に温度分布が悪くなり、空調効率が低くなる。

また、一般的に、鉄道車両の幅方向の側壁には、側窓が設けられている。ガラス製の側窓は、側壁より熱伝達率が高く更に日射負荷も加わるので、熱負荷が高い。よって、空調時に側窓周辺の空気を十分循環できないことにより、車室内の温度分布が悪くなる。

そこで、本発明は、車室内における温度分布の均一化を高めることが可能な鉄道車両を提供することを目的とする。

本発明の鉄道車両は、車室を有する鉄道車両であって、鉄道車両の幅方向の側面に側窓を備え、車室の天井部に設けられ車室内へ調和空気を吹き出す吹出口と、車室の壁面側における側窓の上方に設けられ車室内の空気を吸い込む吸込口と、が形成されていることを特徴とする。

本発明の鉄道車両では、天井部に設けられた吹出口から吹き出された空気は、床に向かって下方へ流れ、床に到達した空気は、床に沿って側壁側に広がる。そして、側窓に沿って上方へ流れて、側窓の上方に設けられた吸込口から空気が吸い込まれる。このようにして、側窓周辺を含む側壁側を含めた車室内全体を循環させる空気の流れを作り出すことができるので、車室内における温度分布の均一化を高めることができる。特に、熱負荷の高い側窓周辺の空気を直接的に吸い込むので、効率良く温度分布の均一化を高めることができる。同時に、側窓に沿うような空気の流れを作り出すので、エアーカーテン効果により、側窓から車室内へ流れる熱気又は冷気を遮断することができる。

好ましくは、車室の壁面側における側窓の上方に設けられて車室の中央へ突出した荷物棚を備え、吸込口は、荷物棚の下部に形成されている。また、好ましくは、車室の壁面側における前記側窓の上方に設けられて前記車室の中央へ突出した荷物棚を備え、吸込口は、荷物棚の下方に形成されている。この場合、荷物棚の下側に流れてきた空気を吸込口が効率よく吸い込むことができる。

本発明の鉄道車両においては、側窓周辺を含む側壁側を含めた車室内全体を循環させる空気の流れを作り出すと共に、熱負荷の高い側窓周辺の空気を直接的に吸い込むので、車室内における温度分布の均一化を高めることができる。よって、空調効率を高めることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る鉄道車両１は、床構造３、屋根構体５、及び側構体７，９からなる車体１１を有する。この車体１１の側構体７，９には、側窓１３が設置されている。このような車体１１の内部空間は、車室１７として機能する。車室１７内には、座席１５が、車長方向（鉄道車両１の前後方向）に中央の通路を挟んで２列ずつ並べられている。

この車室１７内の側壁には、乗客の手荷物が置けるように荷物棚１９が設けられている。荷物棚１９は、側窓１３の上方、車長方向（鉄道車両１の前後方向）に延びて設けられている。荷物棚１９は、その基部が側構体７，９にそれぞれ設けられ、他端が中央に向かっている。

車室１７内の上部には、天井パネル２１が設けられている。天井パネル２１は、図２に示すように、複数の貫通孔２３が形成されている。複数の貫通孔２３は、同形状で、車長方向及び車幅方向に一様に配列している。この複数の貫通孔２３は、断面円形状に形成され、その直径は、例えば、３〜１０ｍｍ程度である。また、天井パネル２１は、断熱性を向上させるためにプラスチック板をアルミニウム板で挟んだ積層構造をなしている。

図１に戻って、本実施形態に係る鉄道車両には、車室１７内を快適な室内空間とするための空調装置２５が、屋根構体５の上側中央部に配置されている。屋根構体５と天井パネル２１との間の空間における車幅方向の中央部には、空調用の吹出ダクト２７が車長方向に延在している。吹出ダクト２７は、吸音材料で形成されている。吹出ダクト２７を形成するための吸音材料として、例えば、グラスウール、炭素繊維、ポリエチレンフォーム等を用いることができる。

吹出ダクト２７は、その天面に形成された２つの開口にそれぞれ２つの連結ダクト２９が連結されている。これにより、吹出ダクト２７は、連結ダクト２９を介して空調装置２５の吹出口３１と連通している。吹出ダクト２７の下側は開口し、その開口部が天井パネル２１の上面に密着して固定されている。すなわち、吹出ダクト２７は、天井パネル２１に形成された複数の貫通孔２３を覆うように固定されて、貫通孔２３と連通している。

これにより、空調装置２５の吹出口３１から送出された空気は、連結ダクト２９を介して吹出ダクト２７へ流入し、貫通孔２３から車室１７へ吹き出されることとなる。すなわち、複数の貫通孔２３のうち吹出ダクト２７に覆われた複数の貫通孔２３は、車室１７の天井部から車室１７内へ空気を吹き出す吹出口２３ａとして機能する。

一方、車長方向に延びた空調用の吸込ダクト３３が、側窓１３の上方であって、荷物棚１９の下部に設けられている。具体的には、荷物棚１９は、基部の下側が下方に膨らみ、その内部に吸込ダクト３３が設けられている。この吸込ダクト３３は、連結ダクト（図示せず）を介して、空調装置２５の吸込口（図示せず）と連結されている。吸込ダクト３３の下方には、吸込ダクト３３と連結する吸込口３５が形成されている。すなわち、この吸込口３５は、側窓１３の上方であって、荷物棚１９の下部に設けられている。そして、吸込口３５は、車長方向に延びる略スリット形状を成しており、下方に向けて開口して形成されている。

このように、鉄道車両１の車室１７内では、天井部の吹出口２３ａから吹出された調和空気（矢印Ｙ１）は、床に向かって下方へ流れ（矢印Ｙ２）、床に達すると床に沿って側壁側に流れる（矢印Ｙ３）。そして、側窓１３に沿って上方へ流れて（矢印Ｙ４）、側窓１３の上側に設けられた吸込口３５から空気が吸い込まれる（矢印Ｙ５）。吸込口３５から吸い込まれなかった残りの空気は、中央に流れて（Ｙ６）、新たに下方へ吹き出された調和空気の流れ（矢印Ｙ２）に乗って循環する。

このように、鉄道車両１の車室１７内では、吹出口２３ａが天井の車幅方向中央部に形成され、吸込口が側壁側の側窓１３と荷物棚１９との間に形成されているので、天井から吹き出された調和空気が車室１７内を十分循環せずに吸い出されるショートサーキットを抑制することができる。そして、側窓１３周辺を含む側壁側を含めた車室１７内全体を循環させる空気の流れを作り出し、効率的に空気を循環させることができる。

特に、吸込口３５が側窓１３上方に設けられているので、熱負荷の高い側窓１３周辺の空気を直接的に吸い込むので、効率良く空調を行うことができる。同時に、側窓１３に沿うような空気の流れを作り出すので、エアーカーテン効果により、側窓１３から車室１７内へ流れる熱気又は冷気を遮断することができる。また、吸込口３５が荷物棚１９の下方に設けられているので、床から荷物棚１９の下側に流れてきた空気を効率よく吸い込むことができる。よって、車室内の温度分布を、効率良く均一化できる。

また、本実施形態では、車室１７内の中央に配置された通路の両側に座席１５が２列ずつ配置されているので、中央の通路に立っている人には吹き出された風が比較的強く当たり、座席１５に座っている人には風が比較的弱く当たるようにすることができる。すなわち、この座席配置に適合してドラフト感を調節することができる。

また、座席の配置を変えた場合には、座席の配置に合わせて快適な空間を作るために、吹出口２３ａの位置を容易に変えることができる。具体的には、吹出ダクト２７の位置を変更することにより、複数の貫通孔２３のうち吹出口として機能する貫通孔の位置を容易に変更することができる。

本発明は、上記実施形態に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、吸込口３５が荷物棚１９の下部に形成されているとしたが、吸込口は荷物棚の下方に形成されていてもよい。その場合の構成について、第１の変形例として、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態の第１の変形例に係る鉄道車両の断面図である。

車長方向に延びた空調用の吸込ダクト４１は、側窓１３の上方であって、荷物棚１９の下方に設けられている。具体的には、吸込ダクト４１は、側窓１３の上に位置して側窓１３より車室１７内へ突出した側壁内部に設けられている。荷物棚１９は、吸込ダクト４１の上に位置している。吸込ダクト４１は、吸込ダクト３３と同様に、連結ダクト（図示せず）を介して、空調装置２５の吸込口（図示せず）と連結されている。吸込ダクト４１の下方には、吸込ダクト４１と連結する吸込口４３が形成されている。すなわち、この吸込口４３は、側窓１３の上方であって、荷物棚１９の下方に設けられている。そして、吸込口４３は、側窓１３の上に位置する側壁の下端面に形成されて下方に開口し、車長方向に延びる略スリット形状を成している。

この場合にも、吸込口４３が側窓１３上方に設けられているので、熱負荷の高い側窓１３周辺の空気を直接的に吸い込むので、効率良く空調を行うことができる。同時に、側窓１３に沿うような空気の流れを作り出すので、エアーカーテン効果により、側窓１３から車室１７内へ流れる熱気又は冷気を遮断することができる。また、吸込口３５が荷物棚１９の下方に設けられているので、床から荷物棚１９の下側に流れてきた空気を効率よく吸い込むことができる。

また、上記実施形態では、吹出口２３ａは、天上部の中央に形成され、下方に空気を吹き出すこととしたが、これに限らない。その場合の構成について、第２の変形例として、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の第２の変形例に係る鉄道車両の断面図である。

本変形例において、吸込ダクト５１及び天井パネル５３の構成が、上記実施形態とは異なる。天井パネル５３は、中央通路の上方付近に位置する中央部が上方に突出して、その両側に段差部がそれぞれ形成されている。この段差部には、車長方向に延びる略スリット形状の吹出口５３ａがそれぞれ形成されている。吹出口５３ａは、それぞれ車幅方向における中央に向かって開口している。

吹出ダクト５１は、屋根構体５と天井パネル５３との間の空間における車幅方向の中央部に沿って車長方向に延在している。吹出ダクト５１は、屋根構体５に沿って平面状に延びた中空の部分５１ａと、部分５１ａの車幅方向の両端からそれぞれ下方へ突出した中空の部分５１ｂとを有している。この吹出ダクト５１は、天井パネル５３の突出部を覆うように配置されている。

そして、吹出ダクト５１の部分５１ａは、天井パネル５３の突出部の上面を覆い、部分５１ａの天面に形成された２つの開口にそれぞれ２つの連結ダクト２９が連結されている。これにより、吹出ダクト５１は、連結ダクト２９を介して空調装置２５の吹出口３１と連通している。吹出ダクト５１の部分５１ｂにおける中央側は開口し、その開口部が天井パネル５３の段差部に密着して固定されている。すなわち、吹出ダクト５１の部分５１ｂは、天井パネル５３に形成された吹出口５３ａを覆うように固定されて、吹出口５３ａと連通している。これにより、空調装置２５の吹出口３１から送出された空気は、連結ダクト２９を介して吹出ダクト５１へ流入し、吹出口５３ａから車室１７へ吹き出されることとなる。

また、図４に示すように、吸込ダクト５５を側窓１３の上方であって、荷物棚１９の横に設けてもよい。具体的には、吸込ダクト５５は、側窓１３の上に位置して側窓１３より車室１７内へ突出した側壁内部に設けられている。荷物棚１９は、側壁における吸込ダクト５５が設けられた高さ位置から中央に突出するように形成されている。吸込ダクト５５の下方には、吸込ダクト５５と連結する吸込口５７が形成されている。すなわち、この吸込口５７は、側窓１３の上方であって、荷物棚１９の下方に設けられている。そして、吸込口５７は、側窓１３の上に位置する側壁の下端面に形成されて下方に開口し、車長方向に延びる略スリット形状を成している。

このように吹出口５３ａ及び吸込口５７が位置している場合、互いに対向する２つの吹出口５３ａから吹き出された空気は、それぞれ天井パネル５３に沿って流れ（矢印Ｙ７）、ドラフト感を低減して下方へ流れていく（矢印Ｙ８）。その流れは、床に達すると床に沿って側壁側に流れる（矢印Ｙ９）。そして、側窓１３に沿って上方へ流れて（矢印Ｙ１０）、側窓１３の上側に設けられた吸込口３５から空気が吸い込まれる（矢印Ｙ１１）。吸込口３５から吸い込まれなかった残りの空気は、中央に流れて（Ｙ１２）、新たに下方へ流れる調和空気の流れ（矢印Ｙ８）に乗って循環する。

このように、上述した第２の変形例の場合においても、鉄道車両１の車室１７内では、吹出口５３ａが天井部に形成され、吸込口５７が側壁側の側窓１３と荷物棚１９との間に形成されているので、側窓１３周辺を含む側壁側を含めた車室１７内全体を循環させる空気の流れを作り出し、効率的に空気を循環させることができる。よって、車室内の温度分布を、効率良く均一化できる。特に、熱負荷の高い側窓周辺の空気を直接的に吸い込むので、効率良く温度分布の均一化を高めることができる。また、天井パネル５３ａに沿って調和空気が吹き出されるので、ドラフト感を低減しながら車室１７内の空気を循環させることができる。

本実施形態に係る鉄道車両の断面図である。 本実施形態に係る鉄道車両が備える天井パネルを車室内から見た図である。 本実施形態の第１の変形例に係る鉄道車両の断面図である。 本実施形態の第２の変形例に係る鉄道車両の断面図である。

符号の説明

１…鉄道車両、１１…車体、１３…側窓、１７…車室、１９…荷物棚、２３ａ…吹出口、３５…吸込口。

Claims (3)

1. 車室を有する鉄道車両において、
   前記鉄道車両の幅方向の側面に側窓を備え、
   前記車室の天井部に設けられ前記車室内へ調和空気を吹き出す吹出口と、前記車室の壁面側における前記側窓の上方に設けられ前記車室内の空気を吸い込む吸込口と、が形成されていることを特徴とする鉄道車両。
2. 前記車室の壁面側における前記側窓の上方に設けられて前記車室の中央へ突出した荷物棚を備え、
   前記吸込口は、前記荷物棚の下部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
3. 前記車室の壁面側における前記側窓の上方に設けられて前記車室の中央へ突出した荷物棚を備え、
   前記吸込口は、前記荷物棚の下方に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。

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