JPS581405Y2

JPS581405Y2 - 車両の換気装置

Info

Publication number: JPS581405Y2
Application number: JP3544881U
Authority: JP
Inventors: 遠藤晃; 沢野英二; 蓑島康雄; 鈴木俊逸
Original assignee: 日本国有鉄道
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1983-01-11
Also published as: JPS57148568U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、給気装置および排気装置を備えた気密性を有
した車両の換気装置に関するものである。

−搬に鉄道車両の場合、乗客−人当りの占める車内の空
間容積は極めて小さく、必ず何らかの換気装置を必要と
するが、鉄道車両特有の問題として、トンネル突入時の
車外圧変化に対する対策が必要である。

特に、高速鉄道車両においては、前記車外圧変化の影響
が著しい。

即ち、トンネル突入時には、車外圧が瞬間的に大きく変
化するため、一般には、車内圧もそれに応じて瞬間的に
変化し、乗客に対していわゆる「耳つん」現象という不
快感を生ぜしめる。

トンネル突入時の走行速度が速ければ速い程、車外圧変
化量も大きく、「耳つん」現象も犬となり、乗客の不快
感は増大する。

この「耳つん」現象を防止するために、車体を密閉構造
にし同一風量の給気装置および排気装置を設け、しかも
ファン特性として、圧力変化に対し風量変化の少ないフ
ァンを用いることで、実用上差支えない程度に解決して
いる。

即ち、車外圧変化に対して、給気装置および排気装置の
風量変化を小さくすれば、車内圧変化量を小さくするこ
、とができるからである。

しかしながら、このような換気装置にも、実際の運用上
では思わぬ問題が生じている。

即ち、実際の営業運転において、運用期間が長くなれば
なる程、定常時の車内圧が上昇する。

このため、車内外の圧力差により、内開きドアを開ける
のが困難になるとともに、駅のホーム到着時乗客乗降ド
アを一斉に開口した際に急激に車内圧が降下し、「耳つ
ん」現象が生じるという点である。

これは、車外空気より車内空気の方が塵埃濃度が高い上
に、タバコの煙等の粘着物質も多く、排気装置のランナ
ーに付着する塵埃の量の方が給気装置より多くなり、そ
の分だけ余分に排気装置の性能が低下するためである。

したがって、給・排気量のバランスがくずれ、結果とし
て車内圧が上昇することになる。

特に、圧力変化に対して風量変化の少ない送風装置を用
いた換気方式では、乗客に対する換気量として殆んど問
題にならないような極くわずかの風量低下でも、大きく
車内圧上昇に影響してくるため、フィルターの保守等に
多くの労力を費しているという欠点があった。

上記の点に鑑み本考案は、上記欠点を極めて簡単な方式
で解決することを目的としたもので、次のような点に着
目したものである。

（１）車内圧の上昇が問題となるのは、圧力変化に
対して風量変化の少ない送風装置を用いた場合であり、
したがって、乗客に対する換気量の減少は無視できる程
度の値で、車内圧上昇に伴う不具合点の対策のみを考え
ればよい。

（２）車外圧変化に伴う「耳つん」現象は、車両の走行
庫度７０１ａｒＬ／ｈ以下では無視できる。

（３）運転室等の内開きドアの開放が可能な車内圧上昇
限度値としては最大２０ｉｍＡｑ（ゲージ圧）までで、
必ずしも大気開放即ちＯｍｍＡｑ（ゲージ圧）まで車内
圧を下げる必要はない。

（４）車内圧を下げる場合、瞬間的に低下させると「耳
つん」現象が発生するため、列車がホームに到着しドア
を一斉に開放する前までに、車内圧を許容値まで下げて
おくことが必要である。

（なお、一般の車両において、乗客乗降口のドアは引戸
方式のため、車内圧が２０ｍｍＡｑ（ケージ圧）以
上でも開閉することはできる。

）（５）上記条件を満足する方式にするに際し、列車の
運転手に判断をさせたり、手動で操作したりするような
ものでは、保守上の手間が減少しても運転操作が複雑と
なり、かえって問題を生じることになるので、あくまで
も運転手に関係なく自動的に作動するものでなくてはな
らない。

また、装置としてもすでに車両に備えである設備２機器
を有効に利用でき、しかも信頼性の高い簡単な方式が望
ましい。

次に本考案の一実施例を図によって説明する。

第１図において、１は密閉性を有する車両の車体、２は
給気装置、３は排気装置を示す。

４は車内と車外とを連通させる開放弁で、後に述べる範
囲の開放面積を有するものである。

５は前記開放弁４の開閉を行なう空気シリンダ、６は車
両に備えられている圧縮空気源に接続された空気配管８
からの圧縮空気を空気シリンダ５へ給排気制御する電磁
弁である。

７は自動列車制御装置（以下ＡＴＣという）と連動し、
電磁弁６に指令を与える指令回路である。

このような構成における作用・効果につい以下説明する
。

上記説明のように給気装置２と排気装置３とから成る強
制換気方式の車両においては、営業運転期間につれて排
気装置３が車内の塵埃の影響で性能が低下し、車内の圧
力が上昇してくる。

今、開放弁４が閉路の時この車内圧が４０７ＷｉＡｑ（
ゲージ圧）に上昇バランスしているものと仮定し、指令
回路７の設定数値の基準値を３０ｂ／ｈ走行速度指令と
仮定すれば、３０１ａｎ／ｈ以下では電磁弁６を開路し
３０ｋＩｎ／ｈを超える走行速度では電磁弁６を閉路す
るような電気回路になる。

また、電磁弁６が閉路の時は、空気シリンダ５内の圧縮
空気を大気開放にし、ばね力等で開放弁４を閉路の状態
にするとともに、電磁弁６が開路の時には、空気配管８
から圧縮空気を空気シリンダ５へ送りこの空気圧力でば
ね力に抗して開放弁４を開路にするようになっている。

したがって、車両が定格走行速度（７０１ａｒｌ／ｈよ
り早い速度）で走行している場合を考えると、指令回路
７の指令は「閉」であり、開放弁４は閉路しているため
、車内のバランス圧力は４０ｍｍＡｑになっているが、
この状態では特に問題となる点はない。

次に、車両が駅に近づき速度を３０ＩＣｒｎ／ｈ以下に
落した場合について考える。

この場合には、指令回路７の指令は「開」であるので、
空気配管８内の圧縮空気が空気シリンダ５に送り込まれ
、開放弁４は開路となり車内外の圧力差によって車内の
空気は車外に排出され、車内圧は排出空気量分だけ低下
する。

したがって、車両がホームに到着し停止した状態では、
車内圧は低下安定した状態となるので、運転室等にある
内開きドアの開閉にも支障がなく、また、ホームでの乗
客乗降ドアの一斉開放時の圧力変化も乗客に「耳つん」
現象を起させる程ではなく、従来の問題点は解消される
ことになる。

しかしながら、１００％上記効果を満足させるためには
、開放弁４の開口面積を車体１の車内空間容積（Ｖｍと
する）との関係で十分検討することが必要である。

例数なら■に対して、開放弁４の開白面積が余り小さい
と、車内圧の低下量が小さく目的を十分に達成すること
はできないし、また、開放弁４の開口面積が大きすぎて
も、開放弁４の「開」時の車内圧の単位時間当りの変化
量が大きく、乗客に「耳つん」現象を与えることになる
からである。

そこで、実際の車両における実態データを基に、開放弁
４の開放時乗客に「耳つん」現象を与えず、しかも車内
圧を２０ｍｍＡｑ（ゲージ圧）以下に維持するために必
要な開放弁４の開口面積（Ｓｉとする）を種々の条件の
もとてシュミレーション計算した結果、開口面積として
はＳ＝０．１５Ｘ１０−５ＸｌＯ−５Ｖ〜０．７Ｘ
１０−’ Ｖの範囲が必要であることがわかった。

ちなみに、−例として上述の車内圧条件で開放弁４の開
口面積を０．１５Ｖと０．７■にした場合の開放弁４開
放後の車内圧変化とその所要時間との関係をシュミレー
トした場合を第２図に示す。

第２図かられかるように車内圧は２０秒程で低下し、し
かも、単位時間当りの圧力変化も開口面積０．７Ｖの場
合でも１秒間１５〜１６ｒｎ７ＩＬＡｑ程度で「耳つん
」現象には全く問題ないことがわかる。

このような構成によれば、車内外間に設けられた開放弁
４および該開放弁４を制御するための空気シリンダ５お
よび電磁弁６等の極く簡単な部品を追加するだけで、従
来の不具合を防止できるとともに、ＡＴＣと連動させる
ことにより運転手の判断や操作を全く必要とせず、取扱
いが容易である。

なお、上記一実施例においては指令回路としてＡＴＣに
連動したものを用いた例について説明したが、本考案は
これに限定されるものではなく、車両自体の速度検知装
置を利用することもできる。

また、開放弁にしても動力源として圧縮空気でなく、電
気機器による構造とすることも可能である。

以上説明したように本考案によれば、簡単な構成で車内
外圧の差を減少させることができ、内開きドア操作が困
難になるとともに乗降口ドアの開き時における「耳つん
」現象の発生等の不具合を防止できる。

また、ＡＴＣ等との連動により取扱いも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による車両用換気装置の一実施例を示す
回路図、第２図は縦軸に車内圧、横軸に車内圧の変化時
における所要時間を取ったグラフである。１・・・車体、２・・・給気装置、３・・・排気装置、
４・・・開放弁、５・・・空気シリンダ、６・・・電磁
弁、７・・・指令回路、８・・・空気配管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

１．密閉構造とした車体に設けられ、給気側および排気
側の圧力変化に対し風量の変化の少ない給気装置および
排気装置からなる車両の換気装置において、前記車体内
外間を所定速度以下で開略し、所定速度以下で閉路する
弁を介して連通したことを特徴とする車両の換気装置。２、前記弁を自動列車制御装置に連動させ、該自動列車
制御装置の指令によって開閉させるようにしたことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の車両の換
気装置。３、前記弁の開口面積を車内空間容積Ｖ（ｍ”）の０．
１５Ｘ１０〜０．７Ｘ１０（ＣＩ？Ｌ）としたこ
とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の車
両の換気装置。