JPS62203868A - 車両用換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔注業上の利用分野〕 本発明は、車両に用いられる車両用換気装置に係り、特
に高速度で走行する鉄道車両Ｉこ好適な車両用換気装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、高速度で走行する鉄道車両に用いられる車両用換
気装置としては、１９７５年−３月発行「日立評論　Ｖ
ＯＬ、５７　　Ｎｏ、３」の第５１頁から第５６頁に記
載されているような高圧ファンを給・排気装置に用いた
もの、あるいは、特開昭６０−６７２５７号公報に記載
されているような往復動式のものが知られている。

しかしながら、ｈｉｊ者の場合は新幹線電車のように２
００〜２３０　ｋｍ／ｈの速度で走行する車両に適用す
るのが限界であり、それ以上の速度で走行する例えば磁
気浮上車両等においては、トンネル内で該列車が擦れ違
う際の車外圧力変動が５００ｍｍ　Ａｑを超えるため、
該現象を上回る圧力特性を有するファンを用いる必要が
ある。ところが、現状のシロッコファンやターボファン
では、形状。

寸法が大型化し、屋根上、床下等の取付スペースを確保
するのが困難になる恐れがあった。すなわち、車外圧力
変動が給・排気ファンの最高圧力を超えると、車内圧力
が急激に変動するようになり、乗客の耳に不快感を与え
ることになる。したかって、一般には給・排気ファンの
圧力特性における社高値は、車両かトンネル内で擦れ違
うときの車外圧力変動の最大値を下回らないようになっ
ている。

また、車両の走行速度か３００　ｋｍ／ｈを超えた場合
、前述の車外圧力変動は１．　Ｑ　ＯＯｍｍＡｑを超え
るため、シロッコファンやターボファンでは車内圧力の
変動を抑えることは不可能な状況となることが予想され
る。

一方、後者について見れば、往復動式であるため、摺動
部分のシールの耐久性あるいは高速運転か困難であるた
め、形状１寸法が大型化することなどが予想される。し
たがって、設置スペースの６Ｓ［が困難になる恐れがあ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の技術は、車両が高走化した際に生じる車外圧
力変動の増大（こ伴い、換気装置として前記圧力変動の
車内への伝播を抑制するとともに占＠８６−スの増大を
防止する点において十分な配ｂ’ｌがなされていなかっ
た。

本発明の目的とするところは、車両の高速度走行時にお
ける車外圧力変動の車内への伝播を抑制して快適な室内
空間を確保し得る車両用換気装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、内熱機関の過給機に用いられるターボチ
ャージャすなわちターボ圧縮機を給・排気用の送風器と
して用いることにより達成できる。

〔作用〕

ターボ圧縮機特に過給機として用いられるものにおいて
は、従来のシロッコファンあるいはターボファンに比較
して１０倍以上の高速回転で運転されるものであり、そ
の圧力特性は最高圧かｉ、ｏｏ。

τｎｍＡ　ｑにも遅し、従来用いていたシロッコファン
あるいはターボファンに比べてはるかに小型で高い圧力
特性か得られるものである。したがって、前記ターボ圧
縮機を換気装置の送風手段として用いることにより、そ
の圧力特性が車外圧力変動を上回るため、車外圧力変動
による車内への影響を抑制することかできる。

なお、前記ターボ圧縮機の駆動源としては、車載の車上
電源用発電機を駆動する原動機であるところの内燃機関
の排気ガスあるいは高速度回転可能な電動機を用いる。

〔実施例〕

以下、本発明による一実施例を第１図および第２１２！
、ｌによって説明する。同図において、１は車両で使わ
れる電気を発電する発電機２を駆動するエンジン、３，
５は該エンジン１の排気ガスによって駆動される排ガス
タービンである。前記エンジン１から排ガスタービン３
，５への排気ガスの供給は排ガス管１０によって行なわ
れる。４，６は前記排ガスタービン３．５とそれぞれ同
一軸で連結されたターボ圧縮機、７は換気か行なわれる
車両の客室である。８は前記給気用のターボ圧縮機４と
客室７との間を接続する給気ダクト、９は前記排気用の
ターボ圧縮機６と客室７との間を接続する排気ダクトで
ある。

このような構成において、卓上電源である発電機２をエ
ンジン１で駆動している時、該エンジン１の排気ガスを
排ガス管１０を介して排ガスタービン３．５に導くこと
によって、該排ガスタービン３，５は高速度で回転する
。そして、前記排ガスタービン３．５を回転させるため
に使われた排気ガスは、その後大気中に放出される。

一方、前述のように排ガスタービン３．５が高速回転す
ると、同一軸で連結されているターボ圧縮機４．６も同
一回転数で回転することになる。

このとき、ターボ圧縮機４については吸込側が大気中に
開放され、吐出側が前述の給気ダクト８を介して客室７
に連通されているので、新鮮外気を客室７に導入する給
気ファンの役目をする。

また、ターボ圧縮機６については、吸込側が前述の排気
ダクト９を介して客室７に連通され、吐出側か大気中に
開放されているので、客室７内の汚染空気を大気中に排
出する排気ファンの役目をする。

今、エンジン１を運転することにより、その排気ガスに
よって排ガスタービン３．５が駆動され、これと同時に
ターボ圧ｉ５４．６か駆動される。

したがって、客室７の給・排気が前記ターボ圧縮機４．
６によって同時に行なわれる。

前記排ガスタービン３．５およびターボ圧縮機４．６の
一体になったものは、一般に自動車用過給機として適用
されているものであり、その特性の一例を示すと第２図
のようになる。すなわち、５０、　ＯＯＯｒｐｍ以上の
高速度で回転させることによって小型で比較的高圧、高
風ｎが得られ、従来の換気用ファンに比べて大幅に圧力
特性が向上しているので、両速車両のトンネル内での擦
れ違い時における車外圧力変動か大きくても客室７へ該
圧力哀切の影響を伝幅させることかない。また、大きさ
も従来の換気用ファンに比べて小型であるため、換気装
置が全体として大型化することを防止できる。

このような構成によれは、排ガスタービン３゜５とター
ボ圧縮機４，６とを組合せることにより、小型で高圧力
特性を有した給気送風手段および排気送風手段か得られ
るので、換気装置を大型化することなく、かつ、車両が
高速度でトンネル内において擦れ遊う場合の客室７内の
圧力皮切を大幅に抑制することができる。さらに、前記
構成においては、車上電源である発電機２を駆動するエ
ンジン１の排気ガス圧力をターボ圧ｔａｔ４．６の駆動
力として利用しているので、換気装置としての動力が別
ｆこ必要ではなく、省エネルギ化が図れる。

次に、本発明による他の実施例を第３因によって説明す
る。本実施例は高速車両において、前述のような排気動
力を利用可能な原動機を設けていない場合における換気
装置の例である。同図において、１１は両軸モータ、１
４は該両軸モータ１１の一方の軸に取付けられた給気用
のターボ圧縮機、１６は両軸モータ１１の他方の軸に取
付けられた排気用のターボ圧縮機である。なお、前記両
軸モ〜り１１は各ターボ圧縮機１４．１６が十分な能力
が発揮できる程度の高速回転が行なえるものである。１
７は換気される車両の客室、１８は前記ターボ圧縮機１
４と客室１７の間を接続する給気ダクト、１９は前記客
室１７とターボ圧縮機１６との間を接続する排気ダクト
である。

このような構成において、客室１７内の換スヲ行なう場
合は、両軸モータ１１を高速で回転させることで、前記
ターボ圧縮機１４．１６により給気および排気か行なわ
れる。

このような構成によれば、車上に利用可能な内燃機関が
設けられていない場合でも、前記ターボ圧縮機１４．１
６によって客室１７内の換気が行なえる。また、前記構
成によれば、両軸モータ１１の両側に給気用のターボ圧
縮機１４および排気用のターボ圧縮機１６を設ける構成
であるため、換気装置全体を非常にコンパクトなものと
することができる。さらに、両軸モータ１■によってタ
ーボ圧縮機１４．１６を駆動するため、回転数制御が容
易であり、客室１７に対応した良好な換気が行なえると
ともに省エネルギ化が図れる。

〔発明の効果〕

以上説明したようｌこ本発明１どよれば、車両の高走度
走行時における車外圧力変動の車内への伝播を抑制して
快適な室内空間を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による換気装置の一実施例における空気
系路を示す回路図、第２図は第１図に示した換気装置に
用いられるターボ圧縮機の性能特性を示すグラフ、第３
図は本発明による他の実施例における空気系路を示す回
路図である。 １・・・・・・エンジン、３．５・曲・排ガスタービン
、４．６・・・・・・ターボ圧縮機、７・・・・・・客
室、８・・曲給代理人　弁理士　　小　川　勝　男゛・
３才１図 一夙ｔ（ｙｔｙ−ン オ　３　目 ／６　　／’／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車外の空気を昇圧して室内に供給するターボ圧縮機
   と、室内の空気を昇圧し車外に排気するターボ圧縮機と
   、前記各ターボ圧縮機を駆動する駆動手段とから構成し
   たことを特徴とする車両用換気装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記駆動手段を、
   車載した内然機関の排気ガスを動力源とし、前記ターボ
   圧縮機と同一軸に設置された排ガスタービンとしたこと
   を特徴とする車両用換気装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記駆動手段を、
   軸の両方に前記ターボ圧縮機を設置した両軸モータとし
   たことを特徴とする車両用換気装置。