KR20110077078A - 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조 - Google Patents

철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에 관한 것으로, 특히 철도차량의 운전실로 냉난방 에어의 공급시 냉기 또는 온기의 소실이 적고, 소음 발생을 저감시킬 수 있는 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 운전실 냉난방 에어 공급 구조는, 철도차량 객실 지붕에 설치된 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어를 운전실용 냉난방 에어와, 객실용 냉난방 에어로 분배하기 위한 냉난방 에어 분배부와, 상기 운전실용 냉난방 에어를 운전실 측으로 안내하는 리버스(reverse) 덕트부를 포함하며, 상기 냉난방 에어 분배부는, 에어 유입구가 상기 냉난방기의 에어 토출구와 연통하고, 에어 유출구가 상기 객실의 길이방향에 걸쳐 연장되도록 설치되어 있는 객실 덕트부 및 상기 리버스 덕트부에 각각 연통하도록 분기된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
철도차량, 냉난방 에어 분배부, 리버스 덕트부, 라인 플로우 팬

Description

철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조{COOL AND HOT AIR SUPPLY STRUCTURE FOR DRIVING ROOM OF RAILWAY VEHICLE}
본 발명은 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에 관한 것으로, 특히 별도의 냉난방기가 설치되어 있지 않은 운전실에 냉난방 에어를 공급할 수 있도록 구성된 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에 관한 것이다.
도 7은 종래의 운전실 천정에 설치되어 있는 냉난방 에어 공급 구조를 도시하는 평면도이고, 도 8은 도 6의 "B" 방향에서 본 도면이며, 도 9는 도 7 및 도 8에 도시한 송풍부에 설치된 송풍 팬을 도시한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 종래의 냉난방 에어 공급 구조는, 운전실 중천정에 설치되어 있는 에어 덕트(210)와, 객실 내의 에어를 강제 흡인하여 운전실에 공급하는 송풍부(220)와, 일 단이 상기 송풍부(220)와 연통하고, 타단이 상기 에어 덕트(210)와 연통하도록 설치된 플랙시블 호스(230)로 이루어진다.
상기와 같은 종래의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에서는, 냉난방 에어가 객실 지붕에 설치되어 있는 냉난방기(도시 생략)로부터 객실로 공급되는 과정과, 객실로부터 송풍팬에 의해 강제 흡인되는 과정과, 플럭시블 호스(230)를 통과하여 운 전실에 공급되는 과정에서, 냉난방 에어의 냉기 또는 온기가 예컨대 4~5℃ 정도 소실되는 문제가 발생한다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같은 송풍팬(221)의 회전 구동에 의해 객실 내부의 에어를 강제 흡인하는 과정에서 발생하는 소음은 운전자가 운행하는데 지장을 줄 정도로 매우 크다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 플럭시블 호스(230) 내에 흡음재로서 오픈 셀 폼재(open cell foam material)를 삽입하는 방법을 시도하는 경우도 있으나, 이와 같은 대책만으로는 소음 문제를 궁극적으로 해결할 수 없다.
따라서, 운전실로 냉난방 에어를 공급하는 과정에서 냉기 또는 온기의 소실이 적고, 소음 발생이 적은 운전실 냉난방 에어 공급용 덕트 구조에 대한 요구가 존재한다.
이에, 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 철도차량의 운전실로 냉난방 에어의 공급시 냉기 또는 온기의 소실이 적고, 소음 발생을 저감시킬 수 있는 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조는, 철도차량 객실 지붕에 설치된 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어를 운전실용 냉난방 에어와, 객실용 냉난방 에어로 분배하기 위한 냉난방 에어 분배부와; 상기 운전실용 냉난방 에어를 운전실 측으로 안내하는 리버스(reverse) 덕트부를 포함하며, 상기 냉난방 에어 분배부는, 에어 유입구가 상기 냉난방기의 에어 토출구와 연통하고, 에어 유출구가 상기 객실의 길이방향에 걸쳐 연장되도록 설치되어 있는 객실 덕트부 및 상기 리버스 덕트부에 각각 연통하도록 분기된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조는, 철도차량 객실 지붕에 설치된 냉난방기의 일 토출구로부터 토출되는 냉난방 에어를 운전실용 냉난방 에어와 객실용 냉난방 에어로 분배하기 위한 냉난방 에어 분배부와; 내부 공간이 가이드 패널에 의해 제 1 유동부와 제 2 유동부로 양분되어 있고 상기 제 1 유동부에는 상기 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어가 객실의 길비 방향에 걸쳐 안내되고, 상기 제 2 유동부에는 상기 냉난방기와 이격하여 설치된 다른 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어가 객실의 길이 방향에 걸쳐 안내되는 메인 덕트부와; 상기 운전실용 냉난방 에어를 운전실 측으로 안내하는 리버스 덕트부를 포함하며, 상기 냉난방 에어 분배부는, 에어 유입구가 상기 냉난방기의 에어 토출구와 연통하고, 에어 유출구가 상기 객실 덕트부의 제 1 유동부 및 상기 리버스 덕트부에 각각 연통하도록 분기된 구조로 이루어지며, 상기 제 2 유동부와 상기 리버스 덕트부는 연결관에 의해 연통되는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 본 발명에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에 있어서, 상기 리버스 덕트부 내측에는 상기 냉난방 에어를 상기 운전실 폭 방향으로 분배시키기 위한 라인 플로우 팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에 있어서, 상기 냉난방 에어 분배부의 분기 지점에는 상기 운전실용 냉난방 에어를 상기 리버스 덕트부로 유도하는 에어 유도판이 상기 에어 유입구 근방까지 연장하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조에 따르면, 객실 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어를 운전실에 직접 공급할 수 있기 때문에, 냉난방 에어가 객실 내를 경유하여 운전실에 공급되는 경우에 비해, 냉기 또는 온기 소실이 저감되는 효과가 있다.
또한, 냉난방 에어를 운전실측으로 공급하기 위한 리버스 덕트부 및 에어 분 배부가 객실 냉난방기의 에어 토출구에 직접 연통하도록 설치되어, 냉난방기의 에어 토출압에 의해 냉난방 에어가 운전실까지 공급될 수 있기 때문에, 종래에서와 같이, 객실 내의 에어를 흡인하기 위한 송풍기를 별도로 설치할 필요가 없게 된다. 따라서, 송풍기의 구동으로 인한 소음 발생을 없앨 수 있고, 운전자의 작업 환경이 개선되는 효과가 있다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위해 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하는 의미이다. 그리고 "포함한다"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외하는 것은 아니다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 도면을 참조하여 상세하게 설명하겠지만 본 발명이 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경할 수 있음은 자명하다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 도시하는 평면도이며, 도 2는 도 1의 I-I 방향에서 본 단면도이고, 도 3은 도 2의 "A" 부분의 확대도이며, 도 4는 도 1의 II-II 방향에서 본 단면도이다.
운전실(10)용 냉난방기를 별도로 구비하지 않는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량(1)의 경우, 객실의 지붕에 걸쳐 냉난방기(30)가 설치되고, 중천정에 설치된 냉난방 에어 덕트(100)에 의해 운전실(10) 및 객실(20)에 냉난방 에어를 공급한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 냉난방 에어 덕트(100)는 크게 냉난방기(30)로부터 토출되는 냉난방 에어의 일부를 운전실(10)용 냉난방 에어와 객실(20)용 냉난방 에어로 분배하기 위한 냉난방 에어 분배부(110)와, 상기 객실(20)용 냉난방 에어를 객실(20)의 길이방향에 걸쳐 안내하는 메인 덕트부(120)와, 상기 운전실(10)용 냉난방 에어를 운전실(10) 측으로 안내하는 리버스(reverse) 덕트부(130)를 포함한다.
상기 냉난방 에어 분배부(110)의 에어 유입구(111)는 상기 냉난방기(30)의 에어 토출구(32, 34)와 연결부(31, 33)를 통해 연통한다. 한편, 상기 냉난방 에어 분배부(110)의 에어 유출구는 분기 구조로 이루어진다. 즉, 상기 에어 분배부(110)는 도 3에 도시한 분기 지점(P)에서 제 1 분기부(112)와 제 2 분기부(113)로 분기되고, 상기 제 1 분기부(112)의 제 1 에어 유출구(112a)는 객실의 길이방향에 걸쳐 연장되도록 설치되어 있는 메인 덕트부(120)와 연통하고, 상기 제 2 분기부(113)의 제 2 에어 유출구(113a)는 냉난방 에어를 운전실(10) 측으로 안내하는 리버스 덕트부(130)와 연통한다. 상기 제 1 에어 유출구(112a)를 통해서는 도 3의 화살표 F1로 도시한 에어 플로우가 상기 메인 덕트부(120)에 공급되고, 상기 제 2 에어 유출구(113a)를 통해서는 화살표 F2로 도시한 에어 플로우가 상기 리버스 덕트부(130)에 공급된다.
상기 제 2 분기부(113)는 분기 지점(P)으로부터 운전실(10) 방향으로 절곡되어 제 2 에어 유출구(113a)가 상기 리버스 덕트부(114)와 연통하는 형상으로 이루어지며, 상기 에어 플로우(F2)가 상기 제 2 분기부(113)를 통해 안내될 때 발생할 수 있는 소음 발생을 줄이기 위해, 절곡부 형상은 도 3에서와 같이 매끄러운 곡선 형태를 이루도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3에는 도시하지 않았지만, 소음 발생을 추가로 억제하고 냉기 또는 온기의 소실을 추가로 줄이기 위해 상기 냉난방 에어 분배부의 둘레에는 방음 및 단열재로 둘러쌀 수 있다.
또한, 상기 냉난방 에어 분배부(110)의 분기 지점(P)에는 상기 운전실(10)용 냉난방 에어 플로우(F2)를 상기 리버스 덕트부(130)로 유도하기 위한 에어 유도판(114)이 설치된다. 상기 에어 유도판(114)은 상기 에어 유입구(111) 근방까지 연장하도록 설치되어 있어서, 상기 에어 플로우(F2)가 냉난방기(30)의 에어 토출압에 의해 운전실(10)까지 도달하는 것을 용이하게 한다. 또한, 상기 에어 유도판(114)은, 냉난방기로부터 토출되는 고압의 냉난방 에어 플로우가 분기 지점(P)에서 충돌할 때 발생할 수 있는 와류나 충돌음을 방지하는 작용을 한다. 도 3에서는, 상기 에어 유도판(114)이 상기 분기 지점(P)으로부터 에어 유입구(111) 근방에 걸친 상기 분배부(110)의 내부 공간을 상하로 구획하는 구조로 하였지만, 상기 내부 공간의 일부를 구획하여 상기 냉난방기(30)로부터 토출되는 냉난방 에어 플로우의 일부를 운전실용 냉난방 에어 플로우(F2)로 하여 리버스 덕트부(130)에 안내할 수 있는 한, 상기 에어 유도판(114)의 형상이나 설치 구조는 특별히 한정되지 않는다.
상기 메인 덕트부(120)는 냉난방기(30)로부터 토출되는 냉난방 에어 플로우(F1)를 객실(20) 길이 방향에 걸쳐 안내하도록 철도차량(1)의 중천정에 설치되는 통상적인 에어 덕트이다. 상기 메인 덕트부(120)는 냉난방 에어의 유동 단면적이 상기 냉난방기(30)로부터 멀어질수록 작아지게 하는 가이드 패널(121)에 의해 내부가 제 1 에어 유동부(120a)와 제 2 유동부(120b)로 양분된 구조를 갖는다. 상기 제 1 유동부(120a)에는 상기 냉난방기(30)로부터 토출되는 냉난방 에어가 유동하고, 제 2 유동부(120b)에는 객실의 반대 단부측 지붕에 설치되어 있는 냉난방기(도시생략)로부터 토출되는 냉난방 에어가 유동하게 된다.
상기 리버스 덕트부(130)는 일단이 상기 제 2 분기부(113)와 연통하고, 타단이 운전실까지 연장하도록 설치되어, 상기 제 2 분기부(113)를 통과한 냉난방 에어 플로우(F2)를 상기 운전실(10)까지 안내한다.
상기 리버스 덕트부(130)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 냉난방기(30)의 저부에 위치하며 제 1 분지(130a1)와 제 2 분지(130a2)로 이루어지는 제 1 부위(130a)와, 상기 제 1 분지(130a1)와 제 2 분지(130a2)가 합류하며 폭이 점차 좁아지도록 이루어진 제 2 부위(130b)와, 상기 제 2 부위(130b)로부터 연속적으로 형성되며 두께가 점차 두꺼워지도록 이루어진 제 3 부위(130c)와, 상기 제 3 부위(130c)와 연속적으로 형성되며 내측에 라인 플로우팬(140)이 장착되는 제 4 부위(130d)를 포함하여 구성된다.
상기 라인 플로우팬(140)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 리버스 덕트부(130)의 제 4 부위(130d) 내면에 볼트(141) 및 너트(142)에 의해 체결된 브래킷(143)에 의해 고정 지지된다. 상기 라인 플로우팬(140)은 상기 에어 플로우(F2)가 운전실(10)로 안내되는 것을 돕고 운전실(10)에 안내된 에어 플로우(F2)가 도 1 및 도 2에 도시한 화살표(F3) 방향으로 즉, 운전실(10) 폭 방향으로 균일하게 공급되게 한다. 상기 라인 플로우팬(140)은 객실 폭방향으로 냉난방 에어를 균일하게 공급하도록 저소음 설계된 것으로서, 그 구성은 당업자에게 자명한 것이므로, 그것에 대한 구체적 설명은 생략한다.
제 2 실시예
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 도시하는 평면도이며, 도 6은 도 5의 III-III 방향에서 본 개략 측면도이다. 본 발명의 제 2 실시예는, 냉난방 에어 분배부가 상기 냉난방기의 일 토출구로부터 토출되는 냉난방 에어만을 객실용 냉난방 에어와 운전실용 냉난방 에어로 분배하고, 객실의 반대 단부측 지붕에 설치되어 있는 냉난방기(도시 생략)로부터 토출되는 냉난방 에어 플로우가 리버스 덕트부에 공급된다는 점을 제외하면, 제 1 실시예와 유사하므로, 동일 부재에 대해서는 동일 부재 번호를 부여하고 그것에 대한 구체적 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 냉난방 에어 분배부(110')는 냉난방기(30)의 복수의 에어 토출구(32, 34) 중의 하나인 에어 토출구(32)로부터 토출된 냉난방 에어를 객실용 냉난방 에어 플로우(F1)와 운전실용 냉난방 에어 플로우(F2)로 분배한다. 상기 객실용 냉난방 에어 플로우(F1)는 메인 덕트부(120)의 제 1 유동부(120a)에 공급되고, 운전실용 냉난방 에어 플로우(F2)는 리버스 덕트부(130)의 제 1 분지(130a2)에 공급된다. 상기 에어 분배부(110')의 구조는 도 3에 도시한 에어 분배부(110)의 구조와 유사하므로 그것에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 냉난방기(30)의 다른 에어 토출구(34)로부터 토출되는 냉난방 에어는 제 1 연결관(35)을 통해 메인 덕트부(120)의 제 1 유동부(120a)에 에어 플로우(F4)로서 공급된다.
한편, 객실 반대측 지붕에 설치된 냉난방기(도시 생략)로부터 토출되어 상기 메인 덕트부(120)의 제 2 유동부(120b)를 통해 객실 길이 방향에 걸쳐 안내된 냉난방 에어 플로우(F5)는 제 2 연결관(36) 및 리버스 덕트부(130)의 제 2 분지(130a2)를 통해 운전실(10)까지 안내된다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조의 작용을 설명한다.
상술한 바와 같이, 객실 냉난방기(30)로부터 토출되는 냉난방 에어를 리버스 덕트부(130)를 통해 운전실에 직접 공급할 수 있기 때문에, 냉난방 에어를 객실 내부로부터 흡인하여 플랙시블 호스를 통해 운전실에 공급하는 경우에 비해, 냉기 또는 온기 소실이 저감된다.
또한, 냉난방 에어를 운전실(10)측으로 공급하기 위한 리버스 덕트부(130) 및 에어 분배부(110)가 객실 냉난방기(30)의 에어 토출구(32)에 직접 연통하도록 설치되어, 냉난방기(30)의 에어 토출압에 의해 냉난방 에어가 운전실(10)까지 공급할 수 있어서, 종래에서와 같이, 객실 내의 에어를 강제 흡인하기 위한 송풍기를 별도로 설치할 필요가 없게 된다. 따라서, 송풍기의 구동으로 인한 소음 발생을 없앨 수 있고, 이에 의해 운전자의 작업 환경이 개선된다.
또한, 상기 리버스 덕트부(130)에 내측에 라인 플로우 팬(140)이 설치되어 있어서, 상기 에어 플로우(F2, F5)가 운전실(10)로 안내되는 것이 촉진되며 운전실(10)에 안내된 에어 플로우(F2, F5)는 운전실(10) 폭 방향으로 균일하게 공급된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 도시하는 평면도.
도 2는 도 1의 I-I 방향에서 본 단면도.
도 3은 도 2의 "A" 부분의 확대도.
도 4는 도 1의 II-II 방향에서 본 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조를 도시하는 평면도.
도 6은 도 5의 III-III 방향에서 본 개략 측면도.
도 7은 종래의 운전실 천정에 설치되어 있는 냉난방 에어 공급 구조를 도시하는 평면도.
도 8은 도 6의 "B" 방향에서 본 도면.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시한 송풍부에 설치된 송풍 팬을 도시하는 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1: 철도차량 10: 운전실
20: 객실 30: 냉난방기
100: 에어 덕트 110, 110': 냉난방 에어 분배부
113: 에어 유도판 120: 메인 덕트부
120a: 제 1 유동부 120b: 제 2 유동부
121: 가이드 패널 130: 리버스 덕트부
140: 라인 플로우 팬

Claims (4)

  1. 철도차량의 객실 지붕에 설치된 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어의 일부를 운전실로 공급하기 위한 구조로서,
    상기 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어를 운전실용 냉난방 에어와, 객실용 냉난방 에어로 분배하기 위한 냉난방 에어 분배부와,
    상기 운전실용 냉난방 에어를 운전실 측으로 안내하는 리버스(reverse) 덕트부를 포함하며,
    상기 냉난방 에어 분배부는, 에어 유입구가 상기 냉난방기의 에어 토출구와 연통하고, 에어 유출구가 상기 객실의 길이방향에 걸쳐 연장되도록 설치되어 있는 객실 덕트부 및 상기 리버스 덕트부에 각각 연통하도록 분기된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조.
  2. 철도차량의 객실 지붕에 설치된 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어의 일부를 운전실로 공급하기 위한 구조로서,
    상기 냉난방기의 일 토출구로부터 토출되는 냉난방 에어를 운전실용 냉난방 에어와, 객실용 냉난방 에어로 분배하기 위한 냉난방 에어 분배부와,
    내부 공간이 가이드 패널에 의해 제 1 유동부와 제 2 유동부로 양분되어 있고, 상기 제 1 유동부에는 상기 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어가 객실의 길비 방향에 걸쳐 안내되고, 상기 제 2 유동부에는 상기 냉난방기와 이격하여 설치된 다른 냉난방기로부터 토출되는 냉난방 에어가 객실의 길이 방향에 걸쳐 안내되는 객실 덕트부와,
    상기 운전실용 냉난방 에어를 운전실 측으로 안내하는 리버스(reverse) 덕트부를 포함하며,
    상기 냉난방 에어 분배부는, 에어 유입구가 상기 냉난방기의 에어 토출구와 연통하고, 에어 유출구가 상기 객실 덕트부의 제 1 유동부 및 상기 리버스 덕트부에 각각 연통하도록 분기된 구조로 이루어지며,
    상기 제 2 유동부와 상기 리버스 덕트부는 연결관에 의해 연통되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리버스 덕트부 내측에는 상기 냉난방 에어를 상기 운전실 폭 방향으로 분배시키기 위한 라인 플로우 팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉난방 에어 분배부의 분기 지점에는 상기 운전실용 냉난방 에어를 상기 리버스 덕트부로 유도하는 에어 유도판이 상기 에어 유입구 근방까지 연장하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 철도차량의 운전실 냉난방 에어 공급 구조.
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