JP2784510B2 - 車両用換気装置 - Google Patents
車両用換気装置Info
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- JP2784510B2 JP2784510B2 JP3359558A JP35955891A JP2784510B2 JP 2784510 B2 JP2784510 B2 JP 2784510B2 JP 3359558 A JP3359558 A JP 3359558A JP 35955891 A JP35955891 A JP 35955891A JP 2784510 B2 JP2784510 B2 JP 2784510B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に高速度で走行す
る鉄道車両に適合した車両用換気装置に関するものであ
る。
る鉄道車両に適合した車両用換気装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高速度で走行する鉄道車両がトンネルに
進入する際、その衝撃波にもとづく車外の急激な圧力変
動が車内圧力に伝播して、それが許容範囲を超えると、
乗客の聴覚に不快感を与える。
進入する際、その衝撃波にもとづく車外の急激な圧力変
動が車内圧力に伝播して、それが許容範囲を超えると、
乗客の聴覚に不快感を与える。
【０００３】従来、これを改善するための換気装置とし
て各種のものが提案されている。図８は、この種の換気
装置の基本的な構成を示す概略線図である。同図で示す
ように、車両Ｄには、換気装置として車内外の空気を給
排気する給気装置１と排気装置２がそれぞれ組み込まれ
ている。上記給気装置１は、主通風路Ｅ１にその上流側
から絞り機構ＥＶ１および送風機Ｆ１をそれぞれ組み込
んで構成され、また、上記排気装置２は、主通風路Ｅ２
にその上流側から絞り機構ＥＶ２および送風機Ｆ２をそ
れぞれ組み込んで構成されている。なお、Ｒ１，Ｒ２は
各主通風路Ｅ１，Ｅ２の風路抵抗を示す。
て各種のものが提案されている。図８は、この種の換気
装置の基本的な構成を示す概略線図である。同図で示す
ように、車両Ｄには、換気装置として車内外の空気を給
排気する給気装置１と排気装置２がそれぞれ組み込まれ
ている。上記給気装置１は、主通風路Ｅ１にその上流側
から絞り機構ＥＶ１および送風機Ｆ１をそれぞれ組み込
んで構成され、また、上記排気装置２は、主通風路Ｅ２
にその上流側から絞り機構ＥＶ２および送風機Ｆ２をそ
れぞれ組み込んで構成されている。なお、Ｒ１，Ｒ２は
各主通風路Ｅ１，Ｅ２の風路抵抗を示す。
【０００４】通常、上記給気装置１の送風機Ｆ１は、図
９で示すように、送風機特性曲線Ｍ１と主通風路Ｅ１の
全風路抵抗を示す風路抵抗曲線Ｒ１２との交点ａ１２で
運転され、その給気流量Ｑ１はＱ１２となる。この状態
で、絞り機構ＥＶ１を閉方向へ作動させると、風路抵抗
曲線はＲ１２からＲ１１へ移り、送風機Ｆ１は、送風機
特性曲線Ｍ１との交点ａ１１で運転され、その給気流量
Ｑ１はＱ１２からＱ１１に減少する。
９で示すように、送風機特性曲線Ｍ１と主通風路Ｅ１の
全風路抵抗を示す風路抵抗曲線Ｒ１２との交点ａ１２で
運転され、その給気流量Ｑ１はＱ１２となる。この状態
で、絞り機構ＥＶ１を閉方向へ作動させると、風路抵抗
曲線はＲ１２からＲ１１へ移り、送風機Ｆ１は、送風機
特性曲線Ｍ１との交点ａ１１で運転され、その給気流量
Ｑ１はＱ１２からＱ１１に減少する。
【０００５】他方、上記排気装置２の送風機Ｆ２は、同
図の仮想線で示すように、送風機特性曲線Ｍ２と主通風
路Ｅ２の全風路抵抗を示す風路抵抗曲線Ｒ２２との交点
ａ２２で運転され、その排気流量Ｑ２はＱ２２となる。
この状態で、絞り機構ＥＶ２を閉方向へ作動させると、
風路抵抗曲線はＲ２２からＲ２１へ移り、送風機Ｆ２
は、送風機特性曲線Ｍ２との交点ａ２１で運転され、そ
の排気流量Ｑ２はＱ２２からＱ２１に減少する。ところ
で、トンネル内における車外圧の変動で車内圧が変化す
る理由は、例え車両Ｄが気密構成であっても、多少の隙
間が存在するために、車両Ｄに漏れ流量Ｑ３が存在する
ことと、上記給気流量Ｑ１と排気流量Ｑ２とのバランス
が崩れることのためである。
図の仮想線で示すように、送風機特性曲線Ｍ２と主通風
路Ｅ２の全風路抵抗を示す風路抵抗曲線Ｒ２２との交点
ａ２２で運転され、その排気流量Ｑ２はＱ２２となる。
この状態で、絞り機構ＥＶ２を閉方向へ作動させると、
風路抵抗曲線はＲ２２からＲ２１へ移り、送風機Ｆ２
は、送風機特性曲線Ｍ２との交点ａ２１で運転され、そ
の排気流量Ｑ２はＱ２２からＱ２１に減少する。ところ
で、トンネル内における車外圧の変動で車内圧が変化す
る理由は、例え車両Ｄが気密構成であっても、多少の隙
間が存在するために、車両Ｄに漏れ流量Ｑ３が存在する
ことと、上記給気流量Ｑ１と排気流量Ｑ２とのバランス
が崩れることのためである。
【０００６】換言すれば、上記車両Ｄに流入出する単位
時間当たりの空気量が、 （Ｑ２＋Ｑ３）−Ｑ１＝０ …（１） となるように、上記車両Ｄの内部への流出入する空気量
を車外圧の変動に応じて変化させ、車内圧を常に一定に
保持する構成にすると、乗客の聴覚に不快感を与えるこ
ともない。
時間当たりの空気量が、 （Ｑ２＋Ｑ３）−Ｑ１＝０ …（１） となるように、上記車両Ｄの内部への流出入する空気量
を車外圧の変動に応じて変化させ、車内圧を常に一定に
保持する構成にすると、乗客の聴覚に不快感を与えるこ
ともない。
【０００７】そこで、従来、車両Ｄに流入出する単位時
間当たりの空気量が（１）式を満足するように構成した
ものとして、例えば特開昭６３−１９９１７０号，特開
平１−１６８５６０号および特開平３−１０４７７０号
の各公報には、上記絞り機構ＥＶ１，Ｖ２に相当する圧
力緩和器を設け、車外圧力の変動にともなって、上記圧
力緩和器で通風路Ｅ１，Ｅ２の断面積を可変にし、上記
各送風機Ｆ１，Ｆ２の給排気流量Ｑ１，Ｑ２を制御する
ものが開示されている。
間当たりの空気量が（１）式を満足するように構成した
ものとして、例えば特開昭６３−１９９１７０号，特開
平１−１６８５６０号および特開平３−１０４７７０号
の各公報には、上記絞り機構ＥＶ１，Ｖ２に相当する圧
力緩和器を設け、車外圧力の変動にともなって、上記圧
力緩和器で通風路Ｅ１，Ｅ２の断面積を可変にし、上記
各送風機Ｆ１，Ｆ２の給排気流量Ｑ１，Ｑ２を制御する
ものが開示されている。
【０００８】また、特開昭６３−３１５３６５号公報に
は、車外圧力を検出し、その圧力変動にともなって、上
記各送風機Ｆ１，Ｆ２の回転数を可変にし、上記各送風
機Ｆ１，Ｆ２の給排気流量Ｑ１，Ｑ２を制御するものが
開示されている。
は、車外圧力を検出し、その圧力変動にともなって、上
記各送風機Ｆ１，Ｆ２の回転数を可変にし、上記各送風
機Ｆ１，Ｆ２の給排気流量Ｑ１，Ｑ２を制御するものが
開示されている。
【０００９】さらに、特開昭６４−１８７６６号公報に
は、上記各送風機Ｆ１，Ｆ２として、まゆ形や三葉の１
対のロータを噛合させた容積式送風機を用い、上記車外
圧力の変動を上記ロータの噛合で遮断して車内の圧力に
伝播するのを抑制するものが開示されている。
は、上記各送風機Ｆ１，Ｆ２として、まゆ形や三葉の１
対のロータを噛合させた容積式送風機を用い、上記車外
圧力の変動を上記ロータの噛合で遮断して車内の圧力に
伝播するのを抑制するものが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、今後、車両
をさらに高速度化しようとする場合、トンネル内の圧力
変動はほぼ速度の自乗に比例して増大することから、車
外圧力の変動を送風機の部分で遮断し、その圧力変動が
車内の圧力に伝播するのを抑制することが要望されてい
る。このような観点にもとづけば、特開昭６４−１８７
６６号公報に開示されている容積式送風機を用いること
が望ましいけれども、この容積式送風機は大型かつ大重
量であるなどの課題がある。
をさらに高速度化しようとする場合、トンネル内の圧力
変動はほぼ速度の自乗に比例して増大することから、車
外圧力の変動を送風機の部分で遮断し、その圧力変動が
車内の圧力に伝播するのを抑制することが要望されてい
る。このような観点にもとづけば、特開昭６４−１８７
６６号公報に開示されている容積式送風機を用いること
が望ましいけれども、この容積式送風機は大型かつ大重
量であるなどの課題がある。
【００１１】そこで、従来、小型かつ軽量の遠心式送風
機が採用されているけれども、この遠心式送風機は、図
９に示す最大静圧ｈ１ｍａｘ，ｈ２ｍａｘが低く、ま
た、静圧ｈの変化に対して流量Ｑ１，Ｑ２の変化が大き
く、上記車内外圧力の遮断特性が悪いから、列車の超高
速度化にともなって、トンネル内を通過する際に発生す
る高い圧力変動が車内に伝播するのを有効に遮断するこ
とができない。
機が採用されているけれども、この遠心式送風機は、図
９に示す最大静圧ｈ１ｍａｘ，ｈ２ｍａｘが低く、ま
た、静圧ｈの変化に対して流量Ｑ１，Ｑ２の変化が大き
く、上記車内外圧力の遮断特性が悪いから、列車の超高
速度化にともなって、トンネル内を通過する際に発生す
る高い圧力変動が車内に伝播するのを有効に遮断するこ
とができない。
【００１２】また、特開昭６３−１９９１７０号公報で
も指摘のとおり、車内外の圧力差が送風機特性曲線Ｍ
１，Ｍ２のｈ１ｍａｘ，ｈ２ｍａｘを超えてｈｘとなっ
たとき、例えば給気用送風機Ｆ１の流量は−Ｑ１３とな
って、給気動作をすべき送風機Ｆ１の空気流量が逆流
し、排気用送風機Ｆ２とともに排気動作を行ない、前述
した（１）式が成立しないばかりでなく、車内の圧力は
急激に低下することとなる。このような送風機の逆流現
象を防止するためには、車外圧力変動よりも大きな静圧
をもつ渦流送風機などのような送風機を使用することが
考えられる。
も指摘のとおり、車内外の圧力差が送風機特性曲線Ｍ
１，Ｍ２のｈ１ｍａｘ，ｈ２ｍａｘを超えてｈｘとなっ
たとき、例えば給気用送風機Ｆ１の流量は−Ｑ１３とな
って、給気動作をすべき送風機Ｆ１の空気流量が逆流
し、排気用送風機Ｆ２とともに排気動作を行ない、前述
した（１）式が成立しないばかりでなく、車内の圧力は
急激に低下することとなる。このような送風機の逆流現
象を防止するためには、車外圧力変動よりも大きな静圧
をもつ渦流送風機などのような送風機を使用することが
考えられる。
【００１３】しかし、特開昭６３−１９９１７０号など
のように、絞り機構ＥＶ１，ＥＶ２によって、渦流送風
機などのような送風機の給排気流量Ｑ１，Ｑ２を制御す
る場合、例えば絞り機構ＥＶ１を絞りすぎると、送風機
Ｆ１の流量Ｑ１が不安定な動作を繰り返して、送風機Ｆ
１に振動や騒音が発生して、正常な運転ができないサー
ジング現象となる。したがって、上記送風機Ｆ１，Ｆ２
の送風流量Ｑ１，Ｑ２を小さく絞ることができず、前述
した（１）式を成立させることがきわめて困難である。
また、元来この種の送風機は、主通風路に組み込まれた
送風機に絞り機構を直列接続した場合、送風機流量が減
少するのにともなって、その動力は増大し、エエルギロ
スとなる。
のように、絞り機構ＥＶ１，ＥＶ２によって、渦流送風
機などのような送風機の給排気流量Ｑ１，Ｑ２を制御す
る場合、例えば絞り機構ＥＶ１を絞りすぎると、送風機
Ｆ１の流量Ｑ１が不安定な動作を繰り返して、送風機Ｆ
１に振動や騒音が発生して、正常な運転ができないサー
ジング現象となる。したがって、上記送風機Ｆ１，Ｆ２
の送風流量Ｑ１，Ｑ２を小さく絞ることができず、前述
した（１）式を成立させることがきわめて困難である。
また、元来この種の送風機は、主通風路に組み込まれた
送風機に絞り機構を直列接続した場合、送風機流量が減
少するのにともなって、その動力は増大し、エエルギロ
スとなる。
【００１４】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、小型かつ軽量で、高い静圧を発生する渦流
送風機を採用しながらも、サージングやエネルギロスを
抑制して安定した給排気性能を維持することができると
ともに、車両が高速度でトンネル内を通過する際に発生
する高い圧力変動が車内に伝播されることを有効に遮断
して不快感を解消することができる車両用換気装置を提
供することを目的としている。
れたもので、小型かつ軽量で、高い静圧を発生する渦流
送風機を採用しながらも、サージングやエネルギロスを
抑制して安定した給排気性能を維持することができると
ともに、車両が高速度でトンネル内を通過する際に発生
する高い圧力変動が車内に伝播されることを有効に遮断
して不快感を解消することができる車両用換気装置を提
供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明による車両用換気装置は、車両に対する給
気装置および排気装置を備えた車両用換気装置であっ
て、上記給気装置は、給気用主通風路に組み込まれた高
い静圧を発生する給気用送風機と、この給気用送風機の
吐出側の主通風路に一端部が接続され他端部が大気開放
された給気用補助通風路と、この給気用補助通風路に組
み込まれた補助風路絞り機構とから構成され、また、上
記排気装置は、排気用主通風路に組み込まれた高い静圧
を発生する排気用送風機と、この排気用送風機の吸込側
の主通風路に一端部が接続され、他端部が大気開放され
た排気用補助通風路と、この排気用補助通風路に組み込
まれた補助風路絞り機構とから構成されていることを特
徴とするものであります。
に、この発明による車両用換気装置は、車両に対する給
気装置および排気装置を備えた車両用換気装置であっ
て、上記給気装置は、給気用主通風路に組み込まれた高
い静圧を発生する給気用送風機と、この給気用送風機の
吐出側の主通風路に一端部が接続され他端部が大気開放
された給気用補助通風路と、この給気用補助通風路に組
み込まれた補助風路絞り機構とから構成され、また、上
記排気装置は、排気用主通風路に組み込まれた高い静圧
を発生する排気用送風機と、この排気用送風機の吸込側
の主通風路に一端部が接続され、他端部が大気開放され
た排気用補助通風路と、この排気用補助通風路に組み込
まれた補助風路絞り機構とから構成されていることを特
徴とするものであります。
【００１６】
【作用】この発明によれば、車内外に圧力差が発生する
と、補助通風路に組み込まれた補助風路絞り機構を制御
して、送風機の流量を変え、車両に流入出する空気量を
調節して、車内圧力の変動がなくなるように制御する。
と、補助通風路に組み込まれた補助風路絞り機構を制御
して、送風機の流量を変え、車両に流入出する空気量を
調節して、車内圧力の変動がなくなるように制御する。
【００１７】上記各送風機として、渦流送風機のような
小型かつ軽量で、高い静圧を発生する送風機を用いて、
上記静圧の変化に対して流量の変化を小さくすることが
できる。したがって、上記車外圧力の遮断特性がよく、
車外圧力の変動が車内の圧力に伝播するのを有効に抑制
することができる。
小型かつ軽量で、高い静圧を発生する送風機を用いて、
上記静圧の変化に対して流量の変化を小さくすることが
できる。したがって、上記車外圧力の遮断特性がよく、
車外圧力の変動が車内の圧力に伝播するのを有効に抑制
することができる。
【００１８】また、元来、この種の送風機は、主通風路
に組み込まれた送風機に絞り機構を直列接続した場合、
送風機流量が減少するのにともなって、その動力は増大
し、これがエネルギロスとなる。ところが、送風機が組
み込まれた主通風路に補助通風路を並列接続し、この補
助通風路に絞り機構を組み込み、補助風路絞り機構を全
閉状態から全開状態まで開いてゆくと、車内への給気流
量が減少し、その動力は順次減少してゆく。
に組み込まれた送風機に絞り機構を直列接続した場合、
送風機流量が減少するのにともなって、その動力は増大
し、これがエネルギロスとなる。ところが、送風機が組
み込まれた主通風路に補助通風路を並列接続し、この補
助通風路に絞り機構を組み込み、補助風路絞り機構を全
閉状態から全開状態まで開いてゆくと、車内への給気流
量が減少し、その動力は順次減少してゆく。
【００１９】さらに、補助風路絞り機構を開放すれば、
送風機の流量が増加し、流量が絞られて発生するサージ
ング領域に達しないから、上記送風機が不安定な動作を
繰り返して振動や騒音が発生するのを有効に防止し、正
常な運転ができる。
送風機の流量が増加し、流量が絞られて発生するサージ
ング領域に達しないから、上記送風機が不安定な動作を
繰り返して振動や騒音が発生するのを有効に防止し、正
常な運転ができる。
【００２０】
【実施例】実施例１． 図１は、この発明による車両用換気装置の基本構成を示
す概略線図である。同図で示すように、給気装置１は、
車両Ｄに給気する主通風路Ｅ１と、この主通風路Ｅ１に
組み込まれた給気用送風機Ｆ１と、この給気用送風機Ｆ
１の吐出側の主通風路Ｅ１に一端部が接続されかつ他端
部が車外で大気に開放された給気用補助通風路Ｓ１と、
この給気用補助通風路Ｓ１に組み込まれた抽気用の補助
風路絞り機構（以下、「抽気用絞り」と略す。）ＳＶ１
とから構成されている。他方、排気装置２は、車両Ｄか
ら排気する主通風路Ｅ２と、この主通風路Ｅ２に組み込
まれた排気用送風機Ｆ２と、この排気用送風機Ｆ２の吸
込側の主通風路Ｅ２に一端部が接続されかつ他端部が車
外で大気に開放された排気用補助通風路Ｓ２と、この排
気用補助通風路Ｓ２に組み込まれた混気用の補助風路絞
り機構（以下、「混気用絞り」と称す。）ＳＶ２とから
構成されている。
す概略線図である。同図で示すように、給気装置１は、
車両Ｄに給気する主通風路Ｅ１と、この主通風路Ｅ１に
組み込まれた給気用送風機Ｆ１と、この給気用送風機Ｆ
１の吐出側の主通風路Ｅ１に一端部が接続されかつ他端
部が車外で大気に開放された給気用補助通風路Ｓ１と、
この給気用補助通風路Ｓ１に組み込まれた抽気用の補助
風路絞り機構（以下、「抽気用絞り」と略す。）ＳＶ１
とから構成されている。他方、排気装置２は、車両Ｄか
ら排気する主通風路Ｅ２と、この主通風路Ｅ２に組み込
まれた排気用送風機Ｆ２と、この排気用送風機Ｆ２の吸
込側の主通風路Ｅ２に一端部が接続されかつ他端部が車
外で大気に開放された排気用補助通風路Ｓ２と、この排
気用補助通風路Ｓ２に組み込まれた混気用の補助風路絞
り機構（以下、「混気用絞り」と称す。）ＳＶ２とから
構成されている。
【００２１】上記構成において、通常の換気状態で抽気
用絞りＳＶ１を全閉にすると、上記給気装置１の送風機
Ｆ１は、図２（Ａ）で示すように、送風機特性曲線Ｍ１
と風路抵抗曲線Ｒ１ａとの交点ａ１で運転され、車内へ
の給気流量Ｑ１１は送風機流量Ｑ１ａとなる。このと
き、上記送風機Ｆ１の静圧ｈはｈ１ａ、その動力Ｌは同
図（Ｂ）で示すようにＬ１ａとなる。
用絞りＳＶ１を全閉にすると、上記給気装置１の送風機
Ｆ１は、図２（Ａ）で示すように、送風機特性曲線Ｍ１
と風路抵抗曲線Ｒ１ａとの交点ａ１で運転され、車内へ
の給気流量Ｑ１１は送風機流量Ｑ１ａとなる。このと
き、上記送風機Ｆ１の静圧ｈはｈ１ａ、その動力Ｌは同
図（Ｂ）で示すようにＬ１ａとなる。
【００２２】この状態で、抽気用絞りＳＶ１を開方向へ
作動させると、上記送風機流量Ｑ１の１部分Ｑ１２が補
助通風路Ｓ１を通って外部に放出され、風路抵抗が減少
して、合成風路抵抗曲線Ｒ１ｂとなり、給気用送風機Ｆ
１は送風機特性曲線Ｍ１上をａ１点からｂ１点へ移動し
て運転される。つまり、上記送風機Ｆ１の流量Ｑ１はＱ
１ａからＱ１ｂに増加し、他方、静圧ｈはｈ１ａからｈ
１ｂに、動力ＬはＬ１ａからＬ１ｂにそれぞれ減少す
る。そのため、車両Ｄに供給される風量Ｑ１１は、給気
用送風機Ｆ１の直列風路抵抗である抵抗曲線Ｒ１ａ上の
運転点ｂ１１となって、Ｑ１ａからＱ１１ｂに減少す
る。
作動させると、上記送風機流量Ｑ１の１部分Ｑ１２が補
助通風路Ｓ１を通って外部に放出され、風路抵抗が減少
して、合成風路抵抗曲線Ｒ１ｂとなり、給気用送風機Ｆ
１は送風機特性曲線Ｍ１上をａ１点からｂ１点へ移動し
て運転される。つまり、上記送風機Ｆ１の流量Ｑ１はＱ
１ａからＱ１ｂに増加し、他方、静圧ｈはｈ１ａからｈ
１ｂに、動力ＬはＬ１ａからＬ１ｂにそれぞれ減少す
る。そのため、車両Ｄに供給される風量Ｑ１１は、給気
用送風機Ｆ１の直列風路抵抗である抵抗曲線Ｒ１ａ上の
運転点ｂ１１となって、Ｑ１ａからＱ１１ｂに減少す
る。
【００２３】さらに、抽気用絞りＳＶ１を開方向へ作動
させると、合成風路抵抗曲線Ｒ１ｃとなり、給気用送風
機Ｆ１は送風機特性曲線Ｍ１上をｂ１点からｃ１点へ移
動して運転され、上記送風機Ｆ１の流量Ｑ１はＱ１ｂか
らＱ１ｃに増加し、他方、静圧ｈはｈ１ｂからｈ１ｃ
に、動力ＬはＬ１ｂからＬ１ｃにそれぞれ減少する。そ
のため、車両Ｄに供給される風量Ｑ１１は、同様の理由
により、上記直列風路抵抗曲線Ｒ１ａ上の運転点ｃ１１
となって、Ｑ１１ｂからＱ１１ｃに減少する。
させると、合成風路抵抗曲線Ｒ１ｃとなり、給気用送風
機Ｆ１は送風機特性曲線Ｍ１上をｂ１点からｃ１点へ移
動して運転され、上記送風機Ｆ１の流量Ｑ１はＱ１ｂか
らＱ１ｃに増加し、他方、静圧ｈはｈ１ｂからｈ１ｃ
に、動力ＬはＬ１ｂからＬ１ｃにそれぞれ減少する。そ
のため、車両Ｄに供給される風量Ｑ１１は、同様の理由
により、上記直列風路抵抗曲線Ｒ１ａ上の運転点ｃ１１
となって、Ｑ１１ｂからＱ１１ｃに減少する。
【００２４】他方、上記排気装置２の送風機Ｆ２は、通
常の換気状態で混気用絞りＳＶ２を全閉にすると、図３
（Ａ）で示すように、送風機特性曲線Ｍ２と風路抵抗曲
線Ｒ２ａとの交点ａ２で運転され、車外への排気流量Ｑ
２１は送風機流量Ｑ２ａとなる。このとき、上記送風機
Ｆ２の静圧ｈはｈ２ａ、その動力Ｌは同図（Ｂ）で示す
ようにＬ２ａとなる。
常の換気状態で混気用絞りＳＶ２を全閉にすると、図３
（Ａ）で示すように、送風機特性曲線Ｍ２と風路抵抗曲
線Ｒ２ａとの交点ａ２で運転され、車外への排気流量Ｑ
２１は送風機流量Ｑ２ａとなる。このとき、上記送風機
Ｆ２の静圧ｈはｈ２ａ、その動力Ｌは同図（Ｂ）で示す
ようにＬ２ａとなる。
【００２５】この状態で、混気用絞りＳＶ２を開方向へ
作動させると、補助通風路Ｓ２を通って流量Ｑ２の外気
が送風機Ｆ２に吸い込まれたのち、外部に放出され、風
路抵抗が減少して、合成風路抵抗曲線Ｒ２ｂとなり、排
気用送風機Ｆ２は送風機特性曲線Ｍ２上をａ２点からｂ
２点へ移動して運転される。つまり、上記送風機Ｆ２の
流量Ｑ２はＱ２ａからＱ２ｂに増加し、他方、静圧ｈは
ｈ２ａからｈ２ｂに、動力ＬはＬ２ａからＬ２ｂにそれ
ぞれ減少する。そのため、車両Ｄから排気される風量Ｑ
２１は、排気用送風機Ｆ２の直列風路抵抗曲線Ｒ２ａ上
の運転点ｂ２１となって、Ｑ２ａからＱ２１ｂに減少す
る。
作動させると、補助通風路Ｓ２を通って流量Ｑ２の外気
が送風機Ｆ２に吸い込まれたのち、外部に放出され、風
路抵抗が減少して、合成風路抵抗曲線Ｒ２ｂとなり、排
気用送風機Ｆ２は送風機特性曲線Ｍ２上をａ２点からｂ
２点へ移動して運転される。つまり、上記送風機Ｆ２の
流量Ｑ２はＱ２ａからＱ２ｂに増加し、他方、静圧ｈは
ｈ２ａからｈ２ｂに、動力ＬはＬ２ａからＬ２ｂにそれ
ぞれ減少する。そのため、車両Ｄから排気される風量Ｑ
２１は、排気用送風機Ｆ２の直列風路抵抗曲線Ｒ２ａ上
の運転点ｂ２１となって、Ｑ２ａからＱ２１ｂに減少す
る。
【００２６】さらに、混気用絞りＳＶ２を開方向へ作動
させると、合成風路抵抗曲線Ｒ２ｃとなり、排気用送風
機Ｆ２は送風機特性曲線Ｍ２上をｂ２点からｃ２点へ移
動して運転され、上記送風機Ｆ２の流量Ｑ２はＱ２ｂか
らＱ２ｃに増加し、他方、静圧ｈはｈ２ｂからｈ２ｃ
に、動力ＬはＬ２ｂからＬ２ｃにそれぞれ減少する。そ
のため、車両Ｄに供給される風量Ｑ２１は、上記直列風
路抵抗曲線Ｒ２ａ上の運転点ｃ２１となって、Ｑ２ｂか
らＱ２１ｃに減少する。
させると、合成風路抵抗曲線Ｒ２ｃとなり、排気用送風
機Ｆ２は送風機特性曲線Ｍ２上をｂ２点からｃ２点へ移
動して運転され、上記送風機Ｆ２の流量Ｑ２はＱ２ｂか
らＱ２ｃに増加し、他方、静圧ｈはｈ２ｂからｈ２ｃ
に、動力ＬはＬ２ｂからＬ２ｃにそれぞれ減少する。そ
のため、車両Ｄに供給される風量Ｑ２１は、上記直列風
路抵抗曲線Ｒ２ａ上の運転点ｃ２１となって、Ｑ２ｂか
らＱ２１ｃに減少する。
【００２７】いま、例えば、列車がトンネル内に進入す
る際の衝撃波で、車外圧力が車内圧力より高くなると、
絞り機構ＳＶ１を制御して、車内への給気流量Ｑ１１を
絞ることにより、車内圧力の変動を抑えることができ
る。車両Ｄへの流出入空気流量を考えると、車両Ｄには
間隙が存在するため、車外から車内へ空気が流入し、そ
の流入量をＱ３とすると、上記車両Ｄに流入する単位時
間当たりの空気量ΔＱは、 ΔＱ＝Ｑ１１ｂ＋Ｑ３−Ｑ２１ …（２） となる。この空気量ΔＱは車両Ｄに流入した空気の増加
量であり、この増加した空気量ΔＱによって、上記車内
圧力が変動する。ΔＱを零とするように絞り機構ＳＶ１
を開いて給気流量Ｑ１１を絞ることにより車内圧力の変
動を無くすることができる。
る際の衝撃波で、車外圧力が車内圧力より高くなると、
絞り機構ＳＶ１を制御して、車内への給気流量Ｑ１１を
絞ることにより、車内圧力の変動を抑えることができ
る。車両Ｄへの流出入空気流量を考えると、車両Ｄには
間隙が存在するため、車外から車内へ空気が流入し、そ
の流入量をＱ３とすると、上記車両Ｄに流入する単位時
間当たりの空気量ΔＱは、 ΔＱ＝Ｑ１１ｂ＋Ｑ３−Ｑ２１ …（２） となる。この空気量ΔＱは車両Ｄに流入した空気の増加
量であり、この増加した空気量ΔＱによって、上記車内
圧力が変動する。ΔＱを零とするように絞り機構ＳＶ１
を開いて給気流量Ｑ１１を絞ることにより車内圧力の変
動を無くすることができる。
【００２８】実施例２． 図５は、この発明による車両用換気装置の一例を鉄道車
両に適用して示す概略線図である。同図において、図１
と同一または相当部分には同一の符号を付して、その詳
しい説明を省略する。
両に適用して示す概略線図である。同図において、図１
と同一または相当部分には同一の符号を付して、その詳
しい説明を省略する。
【００２９】同図で示すように、給気および排気装置
１，２は、車両Ｄ内の客室Ｋを構成する床下に収納さ
れ、給気用送風機Ｆ１の吐出側における主通風路Ｅ１
は、上記客室Ｋの外周に形成された給気ダクトＫＤに接
続され、排気用送風機Ｆ２の吸込側における主通風路Ｅ
２は、上記客室Ｋの外周に形成された排気ダクトＨＤに
接続されている。上記給気用送風機Ｆ１で吸い込まれた
新鮮な空気Ｑ１は、主通風路Ｅ１と抽気用補助通風路Ｓ
１へ風量Ｑ１１とＱ１２にそれぞれ分岐され、この主通
風路Ｅ１を通って、風量Ｑ１１の空気がその吹き出し口
ＦＫから客室Ｋに供給される。上記客室Ｋ内の汚染空気
Ｑ２１は、客室Ｋの下部に形成された排気口ＨＫから主
通風路Ｅ２を通って、補助通風路Ｓ２からの流量Ｑ２２
の流入空気とともに、排気用送風機Ｆ２により、流量Ｑ
２の空気が車外に排出される。
１，２は、車両Ｄ内の客室Ｋを構成する床下に収納さ
れ、給気用送風機Ｆ１の吐出側における主通風路Ｅ１
は、上記客室Ｋの外周に形成された給気ダクトＫＤに接
続され、排気用送風機Ｆ２の吸込側における主通風路Ｅ
２は、上記客室Ｋの外周に形成された排気ダクトＨＤに
接続されている。上記給気用送風機Ｆ１で吸い込まれた
新鮮な空気Ｑ１は、主通風路Ｅ１と抽気用補助通風路Ｓ
１へ風量Ｑ１１とＱ１２にそれぞれ分岐され、この主通
風路Ｅ１を通って、風量Ｑ１１の空気がその吹き出し口
ＦＫから客室Ｋに供給される。上記客室Ｋ内の汚染空気
Ｑ２１は、客室Ｋの下部に形成された排気口ＨＫから主
通風路Ｅ２を通って、補助通風路Ｓ２からの流量Ｑ２２
の流入空気とともに、排気用送風機Ｆ２により、流量Ｑ
２の空気が車外に排出される。
【００３０】実施例３． 図６は、この発明による車両用換気装置の具体例を示す
概略線図である。同図において、図１と同一または相当
部分には同一の符号を付して、その詳しい説明を省略す
る。同図で示すように、給気装置１における抽気用絞り
ＳＶ１は、給気用送風機Ｆ１の吐出側における補助通風
路Ｓ１に電磁バルブＳＶ１１，ＳＶ１２を並列接続して
構成されている。また、排気装置２における混気用絞り
ＳＶ２は、給気用送風機Ｆ２の吸込側における補助通風
路Ｓ２に電磁バルブＳＶ２１，ＳＶ２２を並列接続して
構成されている。
概略線図である。同図において、図１と同一または相当
部分には同一の符号を付して、その詳しい説明を省略す
る。同図で示すように、給気装置１における抽気用絞り
ＳＶ１は、給気用送風機Ｆ１の吐出側における補助通風
路Ｓ１に電磁バルブＳＶ１１，ＳＶ１２を並列接続して
構成されている。また、排気装置２における混気用絞り
ＳＶ２は、給気用送風機Ｆ２の吸込側における補助通風
路Ｓ２に電磁バルブＳＶ２１，ＳＶ２２を並列接続して
構成されている。
【００３１】上記車両Ｄの内部には車内圧力センサＣ１
が、車両Ｄの外部には車外圧力センサＣ２が設定され、
制御装置ＳＳにその検出信号が入力されるとともに、所
定の上記各電磁バルブを開閉動作させる。
が、車両Ｄの外部には車外圧力センサＣ２が設定され、
制御装置ＳＳにその検出信号が入力されるとともに、所
定の上記各電磁バルブを開閉動作させる。
【００３２】いま、車内および車外圧力センサＣ１，Ｃ
２の検出信号を制御装置ＳＳに入力し、この制御装置Ｓ
Ｓにおいて、例えば、車内圧力の変化速度を所定の範囲
に抑制して、乗客の聴覚に不快感を与えないような給気
流量Ｑ１１と、排気流量Ｑ２１とを演算し、それに相当
する給排気流量となるように、上記各電磁バルブを順次
励磁して開閉動作させる。
２の検出信号を制御装置ＳＳに入力し、この制御装置Ｓ
Ｓにおいて、例えば、車内圧力の変化速度を所定の範囲
に抑制して、乗客の聴覚に不快感を与えないような給気
流量Ｑ１１と、排気流量Ｑ２１とを演算し、それに相当
する給排気流量となるように、上記各電磁バルブを順次
励磁して開閉動作させる。
【００３３】例えば、車内圧力が上昇しようとする際、
上記制御装置ＳＳが抽気用電磁バルブＳＶ１１，ＳＶ１
２を上記車内圧力の上昇速度に応じて順次開放して、給
気流量Ｑ１１を減少させ、最終的に車内圧力の上昇を抑
制する。他方、車内圧力が下降しようとする際、上記制
御装置ＳＳが混気用電磁バルブＳＶ２１，ＳＶ２２を上
記車内圧力の下降速度に応じて順次開放して、排気流量
Ｑ２１を減少させ、最終的に車内圧力の下降を抑制す
る。なお、給気およひ排気装置１，２の主通風路Ｅ１，
Ｅ２には、その各流入出口に消音器ＳＫがそれぞれ設定
され、騒音の低減を図っている。
上記制御装置ＳＳが抽気用電磁バルブＳＶ１１，ＳＶ１
２を上記車内圧力の上昇速度に応じて順次開放して、給
気流量Ｑ１１を減少させ、最終的に車内圧力の上昇を抑
制する。他方、車内圧力が下降しようとする際、上記制
御装置ＳＳが混気用電磁バルブＳＶ２１，ＳＶ２２を上
記車内圧力の下降速度に応じて順次開放して、排気流量
Ｑ２１を減少させ、最終的に車内圧力の下降を抑制す
る。なお、給気およひ排気装置１，２の主通風路Ｅ１，
Ｅ２には、その各流入出口に消音器ＳＫがそれぞれ設定
され、騒音の低減を図っている。
【００３４】実施例４． 図６において、絞り機構の電磁バルブに代えて、ダン
パ，ゲート弁および玉形弁などを電動，空気圧力および
油圧によって駆動してもよい。また、サーボ系で構成さ
れてもよい。
パ，ゲート弁および玉形弁などを電動，空気圧力および
油圧によって駆動してもよい。また、サーボ系で構成さ
れてもよい。
【００３５】実施例５． 図７で示すように、給気装置１を構成する抽気用通風路
Ｓ１の流出口は上記給気用送風機Ｆ１の吸込側に接続さ
れて、上記抽気用通風路Ｓ１にラジエタからなる冷却器
ＲＫ１を組み込み、上記給気用送風機Ｆ１で昇温された
空気を冷却したのち、上記給気用送風機Ｆ１の吸込側に
戻してもよい。また、排気装置２を構成する混気用通風
路Ｓ２の流入口は上記排気用送風機Ｆ２の吐出側に接続
されて、上記抽気用通風路Ｓ２にラジエタからなる冷却
器ＲＫ２を組み込み、上記排気用送風機Ｆ２で昇温され
た空気を冷却したのち、上記排気用送風機Ｆ２の吸込側
に戻してもよい。
Ｓ１の流出口は上記給気用送風機Ｆ１の吸込側に接続さ
れて、上記抽気用通風路Ｓ１にラジエタからなる冷却器
ＲＫ１を組み込み、上記給気用送風機Ｆ１で昇温された
空気を冷却したのち、上記給気用送風機Ｆ１の吸込側に
戻してもよい。また、排気装置２を構成する混気用通風
路Ｓ２の流入口は上記排気用送風機Ｆ２の吐出側に接続
されて、上記抽気用通風路Ｓ２にラジエタからなる冷却
器ＲＫ２を組み込み、上記排気用送風機Ｆ２で昇温され
た空気を冷却したのち、上記排気用送風機Ｆ２の吸込側
に戻してもよい。
【００３６】実施例６． 図１ないし図７において、給気装置１と排気装置２のう
ちの一方は、上述した各構成とし、他方は公知の構成と
してもよい。
ちの一方は、上述した各構成とし、他方は公知の構成と
してもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、給気装置および排気装置の各主通風路に並列に接続
した補助通風路に絞り機構を組み込み、この絞り機構の
開閉動作によって送風機の流量を変化させて車内に対す
る給気流量および排気流量を調節し車内圧力の変動を制
御するようにしたので、送風機としては、渦流送風機の
ような小型かつ軽量で、高い静圧を発生する送風機を用
いながらも、送風機の流量が絞られることにともなうサ
ージング現象の発生およびエネルギロスを抑制して安定
した給排気性能を維持することができるとともに、車両
がトンネル内を高速度に通過する際に発生する高い圧力
変動が車内に伝播されることを有効に遮断して、乗客の
聴覚に与える不快感を解消することができるという効果
を奏する。
ば、給気装置および排気装置の各主通風路に並列に接続
した補助通風路に絞り機構を組み込み、この絞り機構の
開閉動作によって送風機の流量を変化させて車内に対す
る給気流量および排気流量を調節し車内圧力の変動を制
御するようにしたので、送風機としては、渦流送風機の
ような小型かつ軽量で、高い静圧を発生する送風機を用
いながらも、送風機の流量が絞られることにともなうサ
ージング現象の発生およびエネルギロスを抑制して安定
した給排気性能を維持することができるとともに、車両
がトンネル内を高速度に通過する際に発生する高い圧力
変動が車内に伝播されることを有効に遮断して、乗客の
聴覚に与える不快感を解消することができるという効果
を奏する。
【図１】実施例１における車両用換気装置の基本構成を
示す概略線図である。
示す概略線図である。
【図２】実施例１における給気側の動作を説明するため
の特性図である。
の特性図である。
【図３】実施例１における排気側の動作を説明するため
の特性図である。
の特性図である。
【図４】実施例１における車両用換気装置の理解を助け
るための基本構成を示す概略線図である。
るための基本構成を示す概略線図である。
【図５】実施例２における車両用換気装置を示す概略線
図である。
図である。
【図６】実施例３ないし５における車両用換気装置の概
略線図である。
略線図である。
【図７】実施例６における車両用換気装置の概略線図で
ある。
ある。
【図８】従来の車両用換気装置の基本構成を示す概略線
図である。
図である。
【図９】従来の換気装置の動作を説明するための特性図
である。
である。
１ 給気装置 ２ 排気装置 Ｄ 車両 Ｅ１ 給気用主通風路 Ｆ１ 給気用送風機 Ｓ１ 抽気用補助通風路 ＳＶ１ 抽気用補助風路絞り機構 Ｅ２ 排気用主通風路 Ｆ２ 排気用送風機 Ｓ２ 混気用補助通風路 ＳＶ２ 混気用補助風路絞り機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 一 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重 工業株式会社 神戸工場 内 (72)発明者 木村 史仁 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重 工業株式会社 神戸工場 内 (72)発明者 桑澤 勝治 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重 工業株式会社 神戸工場 内 (56)参考文献 実開 昭51−634（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−142365（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 車両に対する給気装置および排気装置を
備えた車両用換気装置であって、 上記給気装置は、給気用主通風路に組み込まれた高い静
圧を発生する給気用送風機と、この給気用送風機の吐出
側の主通風路に一端部が接続され他端部が大気開放され
た給気用補助通風路と、この給気用補助通風路に組み込
まれた補助風路絞り機構とから構成され、 また、上記排気装置は、排気用主通風路に組み込まれた
高い静圧を発生する排気用送風機と、この排気用送風機
の吸込側の主通風路に一端部が接続され、他端部が大気
開放された排気用補助通風路と、この排気用補助通風路
に組み込まれた補助風路絞り機構とから構成されている
ことを特徴とする車両用換気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359558A JP2784510B2 (ja) | 1991-12-31 | 1991-12-31 | 車両用換気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359558A JP2784510B2 (ja) | 1991-12-31 | 1991-12-31 | 車両用換気装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06199235A JPH06199235A (ja) | 1994-07-19 |
| JP2784510B2 true JP2784510B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=18465120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359558A Expired - Fee Related JP2784510B2 (ja) | 1991-12-31 | 1991-12-31 | 車両用換気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784510B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5980705B2 (ja) * | 2013-03-19 | 2016-08-31 | 株式会社日立製作所 | エレベーター気圧制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51634U (ja) * | 1974-06-19 | 1976-01-06 | ||
| JPH01142365U (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 |
-
1991
- 1991-12-31 JP JP3359558A patent/JP2784510B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06199235A (ja) | 1994-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |