JPH1111308A - 鉄道車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】細長い立方体形状の客室内において、汚染空気
をすみやかに洗浄して、快適な空間が得られる鉄道車両
を提供する。 【解決手段】客室妻面に、渦輪発生装置２を設置し、こ
の渦輪発生装置２より生成される渦輪５の飛翔する先
に、空気清浄器８あるいは、換気装置へ導くための空気
採入口を配置する。前記渦輪５は、汚染空気の滞留する
車両中央部に向けて、車両の長手方向に飛翔させること
により、効果的に汚染空気を空気清浄器または、空気採
入口の近傍へ集めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両に係り、
客室内に多数の乗客が乗車する鉄道車両に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空調装置にて温度を管理された
後、客室内へ吹き込まれる冷風または温風は、車外から
換気装置を介して取り込んだ新鮮空気と、車内からの再
循環空気の混合した空気である。したがって、車内から
再循環空気を取り込む空気採入口には、車内の空気中に
含まれるほこりなどを取り除くためのフィルターが備え
てある。車内の埃、タバコの煙などは、この空気採入口
に備えられたフィルターにより浄化される。しかし、一
部の喫煙車両では、前述の空調用の循環空気採入口に備
えたフィルターだけでは、車内の空気を浄化しきれない
ので、車内に空気清浄器を備えている。車内から空気採
入口を介して車外へ送られる空気の一部を車外へ排出す
るための換気装置に関する技術は、特開昭６３ー３１５
３６５などに記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、乗り心地の改
善、車内騒音の低減など、鉄道用車両に高い快適性が求
められる傾向にある。車内の居住環境に関しても、温
度、湿度の管理はもとより、クリーンな空気調和が求め
らている。

【０００４】喫煙車の一部では、車内の二酸化炭素濃度
を所定の濃度以下に維持するための換気だけでは、車内
に充満したタバコの煙、埃などを除去できないため、空
気清浄器を搭載し、車内空気を浄化している。

【０００５】しかしながら、車両が細長い立方体形状で
あることに加えて、空気清浄器の配置場所の制約から、
空気清浄器と換気だけでは、車内の汚染空気(特にタバ
コの煙)を充分に除去することができず、車両中央部に
タバコの煙が滞留する傾向にあった。車内の汚染した空
気を効果的に車外へ排出するために、車内から車外へ排
出する空気量を増大させることが考えられる。しかしこ
の手法は、同時に車内へ吹き込む新鮮空気の流量も増大
させるため、客室内へ調和空気を導入する吹き出し口の
噴流による流体騒音が大きくなる可能性がある。さら
に、車内へ空気を圧送する送風機の容量を大きくする必
要が生じるなどの問題があり、限られた電力環境の中で
は、難しいことが予想される。

【０００６】本発明の目的は、渦輪発生装置を車両に設
置することにより、換気風量を増大させることなく、さ
らに、空気清浄器の台数を増やすこと無く、効果的に車
内の汚染空気を空気清浄器の近傍まで移送するシステム
を提供し、快適な車内環境を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】タバコの煙、乗客の衣類
などに付着し車内に持ち込まれる埃などで車内が汚染さ
れた場合の解決手段として、車内を換気するあるいは、
空気清浄器により浄化する手法が一般的である。しかし
ながら、これらの手段は、換気風量の増大による車内騒
音および、空調装置の室内送風機の容量の増大などのデ
ィメリットに加えて、空気清浄器の設置場所の制約な
ど、解決しなければならない問題が多くある。

【０００８】上記目的は、車両の片側の妻面に渦輪を生
成且つ飛翔させる渦輪発生装置を備え、この渦輪発生装
置から生成された渦輪を車両の長手方向に平行に飛翔さ
せて、その渦輪の進行方向先に空気清浄器を備えること
により、達成できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１か
ら図８を用いて説明する。図１に、渦輪発生装置２から
生成された渦輪５が客室内を飛翔する様子を示す。渦輪
発生装置２は、アクチュエータ４および振動板３、筐体
１１などから構成される。渦輪５は、アクチュエータ４
にリンクしている振動板３の変位によりもたらされる筐
体１１と振動板３に囲まれる体積の微少な単位時間当た
りの変化により生成される。渦輪５が渦輪発生装置２に
より生成される過程を説明する。筐体１１と振動板３に
囲まれる体積中に空気が満たされている。振動板３がア
クチュエータ４の駆動により図１中で、左から右に変位
したとする。変位後の体積は、変位する前の体積に比較
して小さいので、筐体１１と振動板３に囲まれた領域の
圧力が上昇する。その結果、前記領域中の空気は、筐体
１１に設けられた穴１２から噴流となりアクチュエータ
４の動きと同じ方向へ押し出される。振動板３をパルス
的に駆動させることにより、渦輪５を連続的に放出する
ことができる。この際、アクチュエータ４は、振動板３
の表面に生じる圧力変動に伴う音を発生させることなく
渦輪５を効率よく生成するように駆動させている。

【００１０】渦輪発生装置２から生成された渦輪５は、
それ自身が閉じた渦糸であり、図１では振動板３に垂直
な方向(左から右へ)へ比較的長い距離を飛翔する性質を
持つ。渦輪発生装置２から飛翔する渦輪５は、飛翔する
過程で、渦輪自身が、渦輪５の近くの流体を渦輪５の周
りに取り込みながら飛翔する性質を有す。このため、渦
輪５を、煙草、埃などが滞留した車両中央部へ向けて飛
翔させれば、汚染した空気を渦輪５自身の周りに取り込
みながら飛翔するので、車両中央部の煙草の煙などの汚
染空気濃度を下げることができる。車両中央部の滞留し
た汚染空気の濃度により、渦輪発生装置２から飛翔させ
る渦輪５の数(単位時間当たりの渦輪５を発生させる数)
を変化させることにより、車内の汚染状態に適した渦輪
発生装置２の運転が可能となる。

【００１１】図２に、本発明による他の実施例を示す。
本図は、客室内の一方の車端部に設けた妻板１に設置し
た渦輪発生装置２を示したものである。渦輪発生装置１
台から、２個の渦輪を放出することが出来るように、筐
体１１の形状を選定している。本図は、この渦輪発生装
置２を客室とデッキを仕切るドアの両側に１台づつ配置
した例である。車両の通路をはさんで、左右の座席上に
滞留する汚染空気の濃度に差がある場合は、濃度の高い
空間に向けて放出する渦輪５の数を増加させるなどの、
木目細かい対応が可能となる。車内の所定の個所に設置
した複数個の汚染空気濃度センサの出力を元に、渦輪発
生装置２の稼動、停止を判断する。

【００１２】図３に、本発明による他の実施例を示す。
本図は、渦輪発生装置２より飛翔する渦輪の進行方向の
先にある妻板に空気清浄器８を備えたものである。前述
したように車両には、車内を換気するために、空調装置
を通過した新鮮気を車内へ吹出すための吹出口と、反対
に車内の空気を取り除くための空気採入口を備えてい
る。車内の汚染空気が、前述の空気採入口より速やかに
車外へ排出されれば、車内に煙草の煙が滞留することは
ない。しかし、この換気による車内空気の浄化のみでは
不十分なため、一部の喫煙車では空気清浄器８を備えて
いる。車内に必要な数だけの空気清浄器８を備えること
が出来れば、滞留した汚染空気を浄化することができる
が、空気清浄器８の設置場所等の制約から、必要台数の
空気清浄器８を設置することは困難な状況にある。そこ
で、渦輪発生装置２より飛翔する渦輪５の進行する先に
空気清浄器８を備えることにより、飛翔する渦輪５が車
両中央部に滞留した汚染空気を前述の空気清浄器８の手
前まで移送するので、空気清浄器８により効果的に車内
の汚染空気を浄化することが可能となる。図４に、渦輪
発生装置２で生成され車内を飛翔する渦輪５が煙草の煙
１４、埃１５などを取り込む様子を説明する。図４は、
ｘ方向に飛翔する渦輪５を平面で切断した模式図であ
る。渦輪５は、前述したように渦輪発生装置２の筐体１
１と振動板３で囲まれた領域の体積の変化により生成さ
れる過程から、渦輪５は渦の外側の速度が渦の内側の速
度より大きいことが推察される。このため、渦輪５は速
度分布１３に示されるような分布を有す。渦輪５の外側
の速度が大きので、渦輪５は、空気の粘性によって埃な
どを含んだ周りの大気を取り込みながら飛翔する。飛翔
する渦輪５の周りに存在する煙草の煙１４、埃１５など
の一部は、前述の理由により、飛翔する渦輪５に取り込
まれ、そのまま渦輪５と共に飛翔する。

【００１３】図５に、本発明による別の実施例を示す。
本図は、空気清浄器８を汚染空気の滞留しやすい車両中
央部に設置し、車両の両妻面に配した渦輪発生装置２よ
り飛翔した渦輪５を空気清浄器８の近傍で消失あるい
は、衝突させるように飛翔させるものである。これによ
り、車両の汚染した空気を車両の長手方向の両側から効
果的に車両中央部に集めることが出来るので、短時間に
車内空気の汚染が浄化できる。また、この方式は、前述
の渦輪発生装置２から飛翔させる渦輪５を車両の長手方
向の長さの半分程度飛翔させれば良いので、渦輪発生装
置２を小さくすることが出来る。尚、本方式により車内
空気を清浄する場合、必ずしも渦輪５を車両の中央部で
衝突させる必要はない。車両の両妻面より生成された渦
輪５が衝突するより前に消散したとしても、車両の汚染
空気を車両中央部に集めることが出来るので、空気清浄
器８による浄化の効果が期待できる。

【００１４】図６に、本発明による別の実施例を示す。
一般に、新幹線に代表される高速車両では、車内の二酸
化炭素濃度を基準以下に保つために、車内の空気を入れ
替えている。このため、車両は空調装置により所定の温
度、湿度とされた新鮮空気を車内へ取り入れるための新
鮮気吹出口と、車内の空気を車外へ導くための、空気採
入口９を備えている。この空気採入口９が、車両各部に
均等に備えられている場合は問題となることが少ない
が、２階建て車両の様に床中ダクトなどの構造上の制約
が多い車両では、車両の出入部に集中した空気採入口９
を備える場合がある。このような場合、車両内部から均
等に空気を取り入れることができず、空気採入口９より
離れた個所に汚染空気が滞留しやすい傾向にある。この
ような場合、車両の一方の妻面に渦輪発生装置２を配
し、他方の妻面に空気採入口９を備える。この構造にお
いて、渦輪発生装置２を稼動することにより車両中央部
に滞留した汚染空気を、渦輪５により速やかに空気採入
口９の近傍まで移送することができる。渦輪５により移
送された汚染空気は、換気装置を介して車外へ放出され
るので、車内が浄化される。

【００１５】図７に、本発明による別の実施例を示す。
本図は、空気採入口９を汚染空気の滞留しやすい車両中
央部に集中して設置し、車両の両妻面に配した渦輪発生
装置２より飛翔した渦輪５を空気採入口９の近傍で衝突
させるように飛翔させるものである。これにより、車両
の汚染した空気を車両の両側の妻面の方向から効果的に
車両中央部に集めることが出来るので、短時間に汚染し
た車内空気が空気採入口９より車外へ放出することが可
能となる。

【００１６】図８に、本発明による別の実施例を示す。
本発明は、渦輪発生装置２を片方の車両妻板１に設置
し、他方の妻板１の近傍に空気清浄器８と空気取入口９
を配したものである。渦輪発生装置２を稼動することに
より車両中央部に滞留した汚染空気を渦輪５により速や
かに空気採入口９、および、空気清浄器８の近傍まで移
送することができるので、汚染空気は空気採入口９から
車外へ排出されるか、または空気清浄器８により浄化さ
れるので、車内の汚染空気を速やかに浄化することがで
きる。

【００１７】図９に、本発明による別の実施例を示す。
本図は、空気採入口９を汚染空気の滞留しやすい車両中
央部の床下に集中して配置し、天井に空気清浄器８を備
えたものである。車両の両側の妻板１に配した渦輪発生
装置２より生成された渦輪５は、車両の両側の妻板１か
ら車両中央部に向けて飛翔する間に、車両の内部の汚染
空気を車両の中央部に移送する。この様に車両中央部に
移送された汚染空気は、空気採入口９または、空気清浄
器８により浄化されるので、効果的に車内環境が改善さ
れる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、渦輪はそれ自身が回転
する閉じた渦糸であるので、車内を飛翔する過程で汚染
空気を渦輪の中に取り込む性質がある。渦輪は、渦輪発
生装置から汚染空気の滞留する車両中央部を貫通する方
向に飛翔する過程で、タバコの煙などの汚染空気を引き
込みながら空気清浄器あるいは、換気装置への空気採入
口の近傍まで飛翔する。したがって、渦輪を生成し、飛
翔させることにより、汚染空気を効果的に空気清浄器あ
るいは、換気装置への空気採入口まで移送することが可
能となるため、車内の汚染空気をすみやかに洗浄するこ
とが可能となり、快適な車両空間を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鉄道車両の一実施例に設置された渦輪
発生装置を示す側面断面図である。

【図２】本発明の鉄道車両の一実施例の客室妻部を示す
正面図である。

【図３】図２の鉄道車両の車内の状況を示す側面図であ
る。

【図４】図１の渦輪発生装置で生成した渦輪の様子を詳
細に示した斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例の鉄道車両で、渦輪発生装
置を対向配置させたものの車内の状況を示した側面図で
ある。

【図６】本発明の他の実施例の鉄道車両で、渦輪発生装
置を空気採入口に対向配置させたものの車内の状況を示
した側面図である。

【図７】本発明の他の実施例の鉄道車両で、渦輪発生装
置を対向配置させ、空気採入口を中間に配置したものの
車内の状況を示した側面図である。

【図８】本発明の他の実施例の鉄道車両で、渦輪発生装
置と空気清浄器及び空気採入口を対向配置させたものの
車内の状況を示した側面図である。

【図９】本発明の他の実施例の鉄道車両で、渦輪発生装
置を対向配置させ、中間部に空気清浄器設置したものの
車内の状況を示した側面図である。

【符号の説明】

１…車両妻板、２…渦輪発生装置、３…振動板、４…ア
クチュエータ、５…渦輪、６…渦糸の回転方向を示す矢
印、７…渦輪の進行方向を示す矢印、８…空気清浄器、
９…空気採入口、１０…鉄道用車両、１１…筐体、１２
…穴、１３…渦輪の速度分布、１４…煙草の煙、１５…
埃。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】客室の一方の車端部に渦輪を生成し、且
   つ、飛翔させる渦輪発生装置が設置されており、前記渦
   輪発生装置は客室の他方の車端側へ渦輪発生方向を向け
   て配置されており、前記渦輪が飛翔して到達する客室内
   の位置に空気清浄器を備えたことを特徴とする鉄道用車
   両。