JPH09104344A - 車両の換気方法およびその装置 - Google Patents

車両の換気方法およびその装置

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JPH09104344A
JPH09104344A JP30614796A JP30614796A JPH09104344A JP H09104344 A JPH09104344 A JP H09104344A JP 30614796 A JP30614796 A JP 30614796A JP 30614796 A JP30614796 A JP 30614796A JP H09104344 A JPH09104344 A JP H09104344A
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JP
Japan
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vehicle
pressure
air
fluctuation
outside
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JP30614796A
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English (en)
Inventor
Kenji Kimura
謙治 木村
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】乗客に与える不快感を低減する。 【解決手段】車内と車外を接続する空気のダクト2,4
を流れることのできる空気の圧力の変動の勾配を求め、
該勾配が設定値以上の場合に、車外の空気を車内に取り
入れるダクト2の流路抵抗と、車内の空気を車外に排出
するダクト4の流路抵抗との両方をダンパ6,7によっ
て減少させる。これによれば、圧力の変動勾配によっ
て、車内と車外とを接続するダクト2,4の流路抵抗を
減少させるので、車内の圧力変動の勾配が大きくなら
ず、車内の乗客に対して不快感を発生させないものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の換気方法お
よびその装置に関わり、特に高速でトンネルを走行する
車両に好適な車両の換気方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両すなわち鉄道車両においては、高速
でトンネル内を通過する際、該車両とトンネルとの間で
急激な圧力変化が生じる。したがって、前記圧力変動が
車両に伝わり、乗客に不快感を与えるといった問題があ
った。そこで、この問題を解決するものとして、車外の
圧力変化の割合に対して風量変化の少ない特性を有する
送風機を用いた給気装置及び排気装置によって、車外の
空気を車内に取入れ、車内の汚染空気を排出する換気装
置が知られている。なお、この種の装置として関連する
ものに、例えば、実公昭53−28166号が挙げられ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】車外圧力の変化の割
合に対して風量の変化の少ない送風機を用いても、常に
一定の能力で運転しているため、圧力変動の勾配が急激
なものとなった場合には対応できないものである。すな
わち、車内の乗客に与える不快感は、車内圧力の絶対値
と車内圧力の変動の勾配によって決まる。
【0004】本発明の目的は、乗客に与える不快感を低
減することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、車内と車外を
接続する空気のダクトを流れることのできる空気の圧力
の変動の勾配を求め、該勾配が設定値以上の場合に、車
外の空気を車内に取り入れるダクトの流路抵抗と、車内
の空気を車外に排出するダクトの流路抵抗との両方を減
少させること、を特徴とする。
【0006】かかる構成によれば、圧力の変動勾配によ
って、車内と車外とを接続するダクトの流路抵抗を減少
させるので、車内の圧力変動の勾配が大きくならず、車
内の乗客に対して不快感を発生させないものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明による一実施例を図
によって説明する。図1において、1は車外の空気を車
内へ取込む給気手段に相当する給気装置で、車外圧力の
変動割合に対して風量変化の少ない送風機を用いてい
る。また、該送風機はその送風特性をその回転数を変え
ることにより変化させ得るものである。2は給気装置1
によって車内に取入れられた空気を車内に分散して供給
するための給気ダクトである。なお、この給気ダクトに
車外の空気を供給する前に、空気調和装置によって該空
気を冷却あるいは加熱するのが一般的であるが、ここで
は図示および説明を省略する。
【0008】3は車内の汚染空気を車外へ排出する排気
手段に相当する排気装置で、給気装置1と同様に車外圧
力の変動割合に対して風量変化が少なく、かつ、その回
転数を変化させて送風特性を変え得る送風機が用いられ
ている。4は車内の汚染空気を排気装置3に導くための
排気ダクトである。
【0009】5は車外の圧力を検出するために車体の外
側に設けられた車外圧力検出器である。6は給気装置1
の空気流入側に設けられた給気側ダンパ(給気ダンパ)
で、給気装置1への空気流入路(給気ダクト)の流路抵
抗を変えるためのものである。7は排気装置2の空気流
入側に設けられた排気側ダンパ(排気側ダンパ)で、排
気装置3への空気流入路(排気ダクト)の流路抵抗を変
えるためのものである。
【0010】8は車外圧検出器5の検出結果(検出値)
を制御入力として給気装置1,排気装置3,給気側ダン
パ6および排気側ダンパ7を動作させるための制御指令
を清算し、該各機器へ出力する制御器である。なお、該
制御器8の動作については、以下に詳述する。
【0011】図2は給気装置1および排気装置2に用い
ている送風機の送風特性を示しており、横軸に送風量
Q,立て軸に圧力Pを取ったグラフである。図中P1
1,P2−Q2,P3−Q3は前記送風機の回転数を変え
て送風特性を変えた場合の、各特性を示す曲線である。
また、R1,R2,R3は給気側ダンパ6および排気側ダ
ンパ7を動作させ、段階的に流路抵抗を変えた場合の抵
抗特性を示す曲線である。
【0012】図3は車両が高速でトンネル内を走行する
場合の車外圧力Poutと車内圧力Pinの一例を示すグラ
フである。
【0013】図4は車外圧力の変動の絶対Pxを横軸に
取り、縦軸に車外圧力の変動勾配dp/dtを取り、乗
客が不快と感じる不快域Dを示したものである。前述の
とおり乗客に与える不快感は前記圧力変動の絶対値Px
だけで決まるものではなく、変動勾配dp/dtの影響
も大きく、図4中の不快域D(図中ハッチングで示す領
域)に相当する状態となった時に生じることが経験的に
分かっている。
【0014】前述のような構成において、その動作を説
明する。車体が高速で走行してトンネル内に突入し、図
3に示すような車外圧力Poutの変化が生じた場合、車
外圧検出器5によって時々刻々変化する車外圧力を検出
し、検出結果は制御器8に制御入力として入力される。
制御器8では、前記検出結果を清算して、圧力変動に伴
う変動勾配dp/dtおよび圧力変動の絶対値Pxを求
める。そして、前記変動勾配dp/dtおよび絶対値P
xの下記表1に相当する送風機の送風特性および給気側
ダンパ6および排気側ダンパ7の抵抗特性を選択する。
その選択した各特性に相当する制御指令を給気装置1,
排気装置3,給気側ダンパ6および排気側ダンパ7ダン
パに出力して運転制御を行う。圧力の変動勾配dp/d
t(mm/Aq)は10,20,30,40を設定値と
しており、給気側ダンパ6および排気側ダンパ7を変動
勾配dp/dtに対応して流路抵抗R1,R2,R3に制
御する。変動勾配dp/dtが大きくなるに従って流路
抵抗Rを小さくする。圧力の絶対値Px(mmAq)は
100,200,300,400を設定値としており、
給気装置1および排気装置3を絶対値Pxに対応して送
風特性P3−Q3,P2−Q2,P1−Q1に制御する。圧力
の絶対値Pxが大きくなるに従って送風特性P−Qを向
上させる。
【0015】
【表1】
【0016】例えば、車外圧力が図3に示すように変動
した場合、Pmaxは急激に起り、その絶対値Pxおよび
変動勾配dp/dtも大きな値となり、表1から送風機
の送風特性P1−Q1とし、かつ、給気側ダンパ6および
排気側ダンパ7の抵抗特性をR3とする制御指令を制御
器8が給気装置1,排気装置3,給気側ダンパ6および
排気側ダンパ7に与える。
【0017】これによって、給気装置1および排気装置
3はその送風特性が向上するため、車外圧力の変動に対
する風量変化が減少し、車内圧力変動を抑制できるもの
である。例えば、第2図において、今、特性P2−Q2
圧力Paであったものが圧力Pbに変化した場合の風量
変化は風量Qa2から風量Qb2に変化するに対し、特性
1−Q1で圧力Paであったものが圧力Pbに変化した
場合の風量変化は風量Qa1から風量Qb1であり、その
風量変化の割合は小さい。
【0018】一方、給気側ダンパ6および排気側ダンパ
7については、抵抗特性R3で最も開放した状態として
流路抵抗を最小限とする。これによって、給気装置1お
よび排気装置3の送風量は最大限に増加する。したがっ
て、前記車外圧力の変動が急激に起っても、給気および
排気される風量が増大することにより、該圧力変動によ
る風量の増減量の割合が減少することになり、車内圧力
変動に対する影響を減少させることができる。
【0019】表1に示すように、車外圧力の変動勾配d
p/dtが最大限度値(設定値という。第1表では40
mmAq/secである。)よりも大きい場合(超えた
場合)、および、圧力変動の絶対値Pxが最大限度値
(設定値:400)よりも大きい場合(超えた場合)
は、それぞれ給気側ダンパ6および排気側ダンパ7を締
め切る。これによって、車外圧力の変動が機械的に遮断
される。
【0020】このように、圧力の変動勾配によって、車
内と車外とを接続するダクトを閉じるので、車内の圧力
変動の勾配が大きくならず、車内の乗客に対して不快感
を発生させないものである。また、圧力を求め、圧力の
絶対値が設定値以上でダクトを閉じているので、この場
合にも、車内の乗客に対して不快感を発生させないもの
である。
【0021】車外圧力の変動勾配dp/dtが最大限度
値を超える状態、および、圧力変動の絶対値Pxが最大
限度値(設定値という。第1表では400mmAqであ
る。)を超える状態は、頻繁に起こらず、また、短時間
で回復するため、前述のように空気流路を遮断しても、
換気量の確保において問題ない。
【0022】このような構成によれば、車外圧力の変動
勾配dp/dtおよび車体圧力変動の絶対値Pxを常時
確認し、これらの値が不快域Dに対応する値に達した時
点で、前記値に対応させて給気装置1と排気装置3およ
び給気側ダンパ6と排気側ダンパ7を動作させることに
より、車内圧力の変動を最小限に抑制することができ
る。
【0023】なお、車外圧力変動の絶対値が大きくなっ
た場合に、全面的に空気流路を遮断するものに比べて、
最大限度値までは換気を行ないながら、車外圧力変動の
影響を抑制し、車内圧力の変動を低減できる。したがっ
て、換気量不足等の不具合が生じることがない。
【0024】さらに、車外圧力変動の変動勾配dp/d
tを求め、これを基に送風特性および抵抗特性の変更を
行なうため、きめ細かい制御が行なえ、乗客へのサービ
ス向上が図れる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、圧力の変動勾配によっ
て、車内と車外とを接続するダクトの流路抵抗を減少さ
せるので、車内の圧力変動の勾配が大きくならず、車内
の乗客に対して不快感を発生させないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車両用換気装置の一実施例の概略
を示した車両の垂直方向の断面図である。
【図2】図1の給気装置および排気装置における送風機
の送風特性を示すグラフである。
【図3】車両走行時における車外圧力変動を示すグラフ
である。
【図4】圧力変動の変動勾配および絶対値についての乗
客の不快域を示すグラフである。
【符号の説明】
1…給気装置、3…排気装置、5…車外圧検出器、6…
給気側ダンパ、7…排気側ダンパ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車内と車外を接続する空気のダクトを流れ
    ることのできる空気の圧力の変動の勾配を求め、 該勾配が所定値以上の場合に、車外の空気を車内に取り
    入れるダクトの流路抵抗と、車内の空気を車外に排出す
    るダクトの流路抵抗との両方を減少させること、 を特徴とする車両の換気方法。
  2. 【請求項2】請求項1項において、前記圧力は車外の圧
    力であること、を特徴とする車両の換気方法。
  3. 【請求項3】車外の空気を車内に取り入れる給気装置
    と、車内の空気を車外に排出する排気装置と、からなる
    車両の換気装置において、 前記給気装置の給気ダクトに設置する給気ダンパと、前
    記排気装置の排気ダクトに設置する排気ダンパと、前記
    給気装置および排気装置を流れることのできる空気の圧
    力を検出する圧力検出器と、該圧力検出器の検出値を入
    力して該検出値の圧力の変動を求め、該変動の勾配が設
    定値以上の場合において、前記給気ダンパおよび前記排
    気ダンパに対して流路抵抗を減少させる制御器と、 からなる車両の換気装置。
  4. 【請求項4】請求項5において、前記圧力検出器は車外
    の圧力を検出するものであること、を特徴とする車両の
    換気装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100348490B1 (ko) * 2000-07-27 2002-08-13 만도공조 주식회사 배기수단이 구비된 열차용 냉방장치
CN111688739A (zh) * 2020-05-28 2020-09-22 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆的外接排风道及安装方法

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