RU2341390C1

RU2341390C1 - Heating and ventilating facilities for transit vehicles

Info

Publication number: RU2341390C1
Application number: RU2007133588/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Макаровец (RU); Николай Александрович Макаровец; Рудольф Анатольевич Кобылин (RU); Рудольф Анатольевич Кобылин; Виктор Иванович Семенов (RU); Виктор Иванович Семенов; Владимир Евгеньевич Костин (RU); Владимир Евгеньевич Костин; Владимир Евгеньевич Ерохин (RU); Владимир Евгеньевич Ерохин; Александр Сергеевич Соколов (RU); Александр Сергеевич Соколов
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heating and ventilating facilities contain air ducts, distribution box, choke valve, shaft, filter, fan, heating elements. Filter is built in cylindrical case. Inlet nozzle is mounted at input of the filter. Heating elements are ring, ribbed and tandem in cylindrical aerodynamic casing head. Inlet nozzle, vertical and horizontal air ducts are rectangular. Distribution box is divided with air-tight membrane into two chambers, one of which is supplied with longitudinal discharge nozzles, and another one with rectangular increasers with end section congruential to face section of vertical air ducts. Inlet part of distribution box contains profiled choke valve turned round the axis.

EFFECT: comfortable conditions for passengers of transit vehicle.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспорту, в частности к устройствам вентиляции и подогрева воздуха вагонов метро.The invention relates to transport, in particular to devices for ventilation and heating of air of subway cars.

Известно устройство подачи приточного воздуха и забора рециркуляционного воздуха в пассажирском железнодорожном вагоне с системой кондиционирования, содержащее климатическую установку (включающую фильтр, вентилятор, нагревательные элементы) с напорным воздуховодом, связанные с последним воздуховоды, расположенные вдоль вагона и линии рециркуляции, сообщенные с входом климатической установки, снабжено воздухораспределителем, воздуховоды выполнены допускающими изменения направления движения воздуха по ним в зависимости от режима вентиляции, причем один воздуховод выполнен в виде верхнего воздуховода, сообщенного с верхним уровнем вагона, а другой - в виде боковых коробов, сообщенных с нижним уровнем вагона, при этом к воздухораспределителю подключены напорный воздуховод климатической установки, верхний воздуховод, боковые короба и линии рециркуляции, а воздухораспределитель выполнен с возможностью синхронного изменения направления движения воздуха по воздуховодам при изменении режима вентиляции, воздухораспределитель выполнен в виде корпуса и установленной внутри него на поворотной оси заслонки, имеющей два фиксированных положения, причем корпус представляет собой полый параллелепипед, поворотная ось установлена в противоположных стенках параллелепипеда, вторая пара противоположных сторон параллелепипеда сообщена соответственно с напорным воздуховодом климатической установки и линиями рециркуляции, а третья пара противоположных сторон сообщена соответственно с верхним воздуховодом и боковыми коробами (см. патент РФ № 2254252, опубл. 20.06.2005, БИ № 17), принятый авторами за прототип.A device for supplying fresh air and recirculating air intake in a passenger railroad car with an air conditioning system is known, comprising an air conditioning system (including a filter, a fan, heating elements) with a pressure duct connected to the latter, air ducts located along the car and a recirculation line in communication with the air conditioning system inlet equipped with an air distributor, air ducts are designed to allow changes in the direction of air movement along them, depending on the mode ventilation, and one duct is made in the form of an upper duct communicated with the upper level of the car, and the other in the form of side ducts communicated with the lower level of the car, while the air duct of the air conditioning system, the upper duct, side ducts and recirculation lines are connected to the air distributor, and the air distributor is configured to synchronously change the direction of air movement through the ducts when changing the ventilation mode, the air distributor is made in the form of a housing and installed inside it, on the rotary axis of the damper having two fixed positions, the housing being a hollow parallelepiped, the rotary axis mounted in opposite walls of the parallelepiped, the second pair of opposite sides of the parallelepiped connected respectively with the pressure duct of the air conditioning system and recirculation lines, and the third pair of opposite sides communicated respectively with upper duct and side ducts (see RF patent No. 2254252, publ. 06/20/2005, BI No. 17), adopted by the authors for the prototype.

Такая конструкция устройства позволяет осуществлять подачу приточного воздуха и забора рециркуляционного воздуха в пассажирском вагоне железнодорожного транспорта, в том числе циркуляцию воздуха в полуоткрытых купе салонных вагонов.This design of the device allows the supply of fresh air and intake of recirculated air in a passenger railroad car, including air circulation in half-open compartment saloon cars.

Однако такая конструкция устройства малоэффективна при функционировании в зимне-летних условиях эксплуатации вагонов метро, имеющих большое количество широких часто открывающихся дверей для выхода и входа пассажиров, и не обеспечивает требуемую циркуляцию воздуха при полной загрузке салона.However, this design of the device is ineffective when operating in the winter-summer conditions of operation of subway cars having a large number of wide frequently opening doors for passengers to exit and enter, and does not provide the required air circulation when the passenger compartment is fully loaded.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства подачи приточного воздуха и забора рециркуляционного воздуха в пассажирском вагоне, принятого авторами за прототип, относится то, что циркуляция воздуха обеспечивается в полуоткрытых купе салонных вагонов пассажирского железнодорожного транспорта, при этом, как показывает практика, не обеспечивается эффективное функционирование в зимне-летних условиях эксплуатации (не выполняются санитарные нормы) вагонов метро, имеющих большое количество широких часто открывающихся дверей для выхода и входа пассажиров, требуемую циркуляцию воздуха при полной загрузке салона.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device for supplying fresh air and recirculating air intake in a passenger carriage adopted by the authors as a prototype include the fact that air circulation is provided in half-open compartments of passenger rail passenger carriages, while, as shown practice, the efficient functioning in winter-summer operating conditions (sanitary standards) of metro cars is not ensured, and having a large number of wide frequently opening doors for passengers to exit and enter, the required air circulation when the cabin is fully loaded.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) является подача приточного воздуха и забора рециркуляционного воздуха в пассажирском вагоне железнодорожного транспорта, в том числе циркуляции воздуха в полуоткрытых купе салонных вагонов без обеспечения эффективного функционирования в зимне-летних условиях эксплуатации вагонов метро, имеющих большое количество широких дверных проемов, часто открывающихся дверей для входа и выхода пассажиров, требуемой циркуляции воздуха при полной загрузке салона.Thus, the objective of this technical solution (prototype) is the supply of fresh air and intake of recirculated air in a passenger carriage of railway transport, including air circulation in a half-open compartment of passenger carriages without ensuring effective functioning in the winter-summer conditions of operation of metro cars having a large number wide doorways, frequently opening doors for passengers to enter and exit, the required air circulation when the cabin is fully loaded.

Общими признаками с предлагаемой авторами системой отопления и вентиляции для вагона метро являются воздуховоды, распределительный блок, заслонка, ось, фильтр, вентилятор, нагревательные элементы.Common signs with the heating and ventilation system for the metro car proposed by the authors are air ducts, a distribution block, a damper, an axis, a filter, a fan, and heating elements.

В отличие от прототипа в предлагаемой авторами системе отопления и вентиляции для вагона метро фильтр размещен в цилиндрическом корпусе, на входе фильтра смонтирован приемный патрубок, нагревательные элементы выполнены кольцевыми, оребренными и тандемно расположены в цилиндрическом аэродинамическом насадке, приемный патрубок, вертикальные и горизонтальные воздуховоды выполнены прямоугольными, распределительный блок разделен воздухонепроницаемой мембраной на две камеры, одна снабжена продольными выходными патрубками, а другая - прямоугольными переходниками, торцевое сечение которых конгруэнтно торцевому сечению вертикальных воздуховодов, при этом во входной части распределительного блока размещена профильная заслонка с возможность поворота вокруг оси.Unlike the prototype, in the heating and ventilation system proposed by the authors for the metro car, the filter is placed in a cylindrical body, a receiving pipe is mounted at the filter inlet, the heating elements are circular, finned and tandem arranged in a cylindrical aerodynamic nozzle, the receiving pipe, vertical and horizontal ducts are made rectangular , the distribution block is divided by an airtight membrane into two chambers, one equipped with longitudinal outlet pipes, and the other pr with angular adapters, the end section of which is congruent with the end section of the vertical ducts, while in the input part of the distribution block there is a profile damper with the possibility of rotation around the axis.

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, in specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:

- прямоугольный приемный патрубок фильтра снабжен окнами с заслонками, размещенными с возможностью одновременного поворота на определенный фиксированный угол, при этом площадь окон составляет 0,4-0,8 площади входного сечения приемного патрубка.- the rectangular intake pipe of the filter is equipped with windows with shutters placed with the possibility of simultaneous rotation at a certain fixed angle, while the area of the windows is 0.4-0.8 square of the inlet section of the receiving pipe.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.This is what allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, distinguishing from the prototype, to which the requested amount of legal protection applies, in all cases are sufficient.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение эффективного функционирования в зимне-летних условиях эксплуатации вагонов метро, имеющих большое количество широких дверных проемов, часто открывающихся дверей для входа и выхода пассажиров, требуемой циркуляции воздуха при полной загрузке салона.The objective of the invention is to ensure the effective functioning in winter-summer conditions of operation of subway cars having a large number of wide doorways, often opening doors for passengers to enter and exit, the required air circulation when the cabin is fully loaded.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной системе отопления и вентиляции, содержащей воздуховоды, распределительный блок, заслонку, ось, фильтр, вентилятор, нагревательные элементы, особенность заключается в том, что фильтр размещен в цилиндрическом корпусе, на входе фильтра смонтирован приемный патрубок, нагревательные элементы выполнены кольцевыми, оребренными и тандемно расположены в цилиндрическом аэродинамическом насадке, приемный патрубок, вертикальные и горизонтальные воздуховоды выполнены прямоугольными, распределительный блок разделен воздухонепроницаемой мембраной на две камеры, одна снабжена продольными выходными патрубками, а другая - прямоугольными переходниками, торцевое сечение которых конгруэнтно торцевому сечению вертикальных воздуховод, при этом во входной части распределительного блока размещена профильная заслонка с возможность поворота вокруг оси.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known heating and ventilation system containing air ducts, a distribution block, a damper, an axis, a filter, a fan, heating elements, the feature is that the filter is located in a cylindrical housing, mounted at the inlet of the filter receiving branch pipe, heating elements are circular, finned and tandem arranged in a cylindrical aerodynamic nozzle, receiving branch pipe, vertical and horizontal uhovody are rectangular, junction box divided airtight membrane into two chambers, one is provided with longitudinal outlet nozzles, and the other - rectangular adapters and the end section of which is congruent to the end section of the vertical duct, wherein the input portion dispensing unit positioned profiled flap pivotable about an axis.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:A new set of structural elements, as well as the presence of connections between them, allows, in particular, due to:

-установки приемного патрубка на входе фильтра направить поток воздуха в фильтр и создать равномерное поле скоростей на его поверхности,-installation of the intake pipe at the inlet of the filter to direct the air flow into the filter and create a uniform velocity field on its surface,

- размещения фильтра в цилиндрическом корпусе упростить конструкцию устройства, обеспечить требуемые характеристики воздушного потока,- placement of the filter in a cylindrical housing to simplify the design of the device, to provide the required characteristics of the air flow,

- выполнения нагревательных элементов кольцевыми, оребренными и тандемного расположения в цилиндрическом аэродинамическом насадке значительно повысить теплоотдачу системы подогрева и обеспечить быстрое регулирование температуры в салоне вагона метро,- performing heating elements in an annular, finned and tandem arrangement in a cylindrical aerodynamic nozzle significantly increase the heat transfer of the heating system and provide quick temperature control in the cabin of the subway car,

- выполнения приемного патрубка, вертикальных и горизонтальных воздуховодов прямоугольными повысить плотность компоновки системы отопления и вентиляции в ограниченных объемах коммуникационных отсеков вагонов,- the implementation of the receiving pipe, vertical and horizontal ducts rectangular to increase the density of the layout of the heating and ventilation systems in limited volumes of the communication compartments of the cars,

- разделения распределительного блока воздухонепроницаемой мембраной на две камеры, снабжения одной продольными выходными патрубками, а другой - прямоугольными переходниками, торцевое сечение которых конгруэнтно торцевому сечению вертикальных воздуховодов, размещения во входной части распределительного блока профильной заслонки с возможностью поворота вокруг оси обеспечить требуемое распределение потока воздуха по продольным выходным патрубкам и вертикальным воздуховодам.- dividing the distribution block with an airtight membrane into two chambers, supplying one with longitudinal outlet pipes and the other with rectangular adapters, the end section of which is congruent with the end section of vertical air ducts, placing a profile damper in the input part of the distribution block with the possibility of rotation around the axis to provide the required air flow distribution over longitudinal outlet pipes and vertical ducts.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:Signs characterizing the invention in specific forms of execution, allow, in particular, due to:

- снабжения прямоугольного приемного патрубка фильтра окнами с заслонками, размещенными с возможностью одновременного поворота на определенный фиксированный угол, при этом площадь окон составляет 0,4 - 0,8 площади входного сечения приемного патрубка, обеспечить требуемые параметры притока наружного воздуха с учетом климатических условий эксплуатации вагона метро.- supplying a rectangular filter intake pipe with windows with dampers that can be rotated simultaneously at a certain fixed angle, while the window area is 0.4 - 0.8 of the intake cross-sectional area of the receiving pipe, to provide the required parameters of the outdoor air flow, taking into account the climatic conditions of operation of the car underground.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что прелагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Studying the level of technology during a patent search on all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" ".

Сущность изобретения заключается в том, что система отопления и вентиляции для вагона метро, содержащая воздуховоды, распределительный блок, заслонку, ось, фильтры, вентиляторы, нагревательные элементы, в отличие от прототипа согласно изобретению фильтр размещен в цилиндрическом корпусе на входе фильтра смонтирован приемный патрубок, нагревательные элементы выполнены кольцевыми, оребренными и тандемно расположены в цилиндрическом аэродинамическом насадке, приемный патрубок, вертикальные и горизонтальные воздуховоды выполнены прямоугольными, распределительный блок разделен воздухонепроницаемой мембраной на две камеры, одна снабжена продольными выходными патрубками, а другая - прямоугольными переходниками, торцевое сечение которых конгруэнтно торцевому сечению вертикальных воздуховодов, при этом во входной части распределительного блока размещена профильная заслонка с возможность поворота вокруг оси.The essence of the invention lies in the fact that the heating and ventilation system for the metro car, comprising air ducts, a distribution block, a damper, an axis, filters, fans, heating elements, in contrast to the prototype according to the invention, the filter is mounted in a cylindrical housing at the inlet of the filter, a receiving pipe is mounted, heating elements are made circular, finned and tandem arranged in a cylindrical aerodynamic nozzle, a receiving pipe, vertical and horizontal ducts are made directly coal, the distribution block is divided by an airtight membrane into two chambers, one is equipped with longitudinal outlet pipes, and the other with rectangular adapters, the end section of which is congruent with the end section of vertical air ducts, while a profile damper is placed in the input part of the distribution block with the possibility of rotation around the axis.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема системы отопления и вентиляции для вагона метро, на фиг.2 - фильтр с приемным патрубком сбоку, на фиг.3 - сечение распределительного блока.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a diagram of a heating and ventilation system for a metro car, Fig. 2 shows a filter with a receiving pipe on the side, and Fig. 3 is a cross-section of a distribution block.

Предлагаемая система отопления и вентиляции для вагона метро содержит приемный патрубок 1, фильтр 2 размещенный в цилиндрическом корпусе 3, вентилятор 4, нагревательные элементы 5, нагревательные элементы 5 выполнены кольцевыми, оребренными и тандемно расположены в цилиндрическом аэродинамическом насадке 6, распределительный блок 7, профильную заслонку 8, ось 9, вертикальные 10 и горизонтальные 11 воздуховоды, распределительный блок 7 разделен воздухонепроницаемой мембраной 14 на две камеры А и В, одна снабжена продольными выходными патрубками 12, а другая - прямоугольными переходниками 13, торцевое сечение которых конгруэнтно торцевому сечению вертикальных воздуховодов 10, во входной части распределительного блока 7 размещена профильная заслонка 8 с возможностью поворота вокруг оси 9.The proposed heating and ventilation system for the subway car contains a receiving pipe 1, a filter 2 located in a cylindrical housing 3, a fan 4, heating elements 5, heating elements 5 are made of annular, finned and tandem located in a cylindrical aerodynamic nozzle 6, a distribution block 7, a profile damper 8, axis 9, vertical 10 and horizontal 11 air ducts, the distribution block 7 is divided by an airtight membrane 14 into two chambers A and B, one equipped with longitudinal outlet pipes 12, and the other - rectangular adapters 13 and the end section of which is congruent to the end section of the vertical duct 10, into the inlet portion of the distributor block 7 positioned profiled flap 8 rotatable around the axis 9.

В частных случаях, то есть в конкретных формах исполнения системы отопления и вентиляции для вагона метро, прямоугольный приемный патрубок 1 снабжен окнами 15 с заслонками 16, размещенными с возможностью одновременного поворота на определенный фиксированный угол α, при этом площадь окон S_o составляет 0,4-0,8 площади входного сечения S_в приемного патрубка 1.In particular cases, that is, in specific forms of execution of the heating and ventilation system for the subway car, the rectangular receiving pipe 1 is provided with windows 15 with shutters 16 placed with the possibility of simultaneous rotation by a certain fixed angle α, while the window area S _o is 0.4 -0.8 the area of the inlet section S _{in the} receiving pipe 1.

Вышеописанное устройство работает следующим образом.The above device operates as follows.

Наружный воздух подают через приемный патрубок 1 в фильтр 2, размещенный в цилиндрическом корпусе 3, очищенный воздух вентилятором 4 через аэродинамический насадок 6 подают далее в распределительный блок 7, затем поток воздуха в режиме "Вентиляция" направляют посредством профильной заслонки 8 на оси 9 в камеру А распределительного блока 7 и на продольные выходные патрубки 12. При работе системы в режиме "Отопление" включают нагревательные элементы 5, размещенные в аэродинамическом насадке 6, наружный воздух подают через приемный патрубок 1 в фильтр 2, размещенный в цилиндрическом корпусе 3, очищенный воздух вентилятором 4 подают через аэродинамический насадок 6, в котором воздух нагревают кольцевыми оребренными тандемно расположенными нагревательными элементами 5, и затем теплый воздух направляют посредством профильной заслонки 8 на оси 9 в камеру В распределительного блока 7 и далее на вертикальные воздуховоды 10 и сопряженные с ними горизонтальные воздуховоды 11.Outside air is fed through a receiving pipe 1 to a filter 2 located in a cylindrical housing 3, the cleaned air by a fan 4 through an aerodynamic nozzle 6 is then fed to a distribution unit 7, then the air flow in the "Ventilation" mode is directed through a profile damper 8 on the axis 9 into the chamber And the distribution block 7 and the longitudinal output pipes 12. When the system is in the "Heating" mode, the heating elements 5 are located in the aerodynamic nozzle 6, the outside air is supplied through the intake pipe 1 to the fil 2, housed in a cylindrical housing 3, the cleaned air is supplied by the fan 4 through the aerodynamic nozzle 6, in which the air is heated by ring finned tandemly arranged heating elements 5, and then the warm air is directed by means of a profile flap 8 on the axis 9 into the chamber B of the distribution block 7 and further to the vertical ducts 10 and the associated horizontal ducts 11.

Выполнение системы отопления и вентиляции для вагона метро в соответствии с изобретением позволяет обеспечить эффективное функционирование в зимне-летних условиях эксплуатации вагонов метро, имеющих большое количество широких дверных проемов, часто открывающихся дверей для входа и выхода пассажиров, требуемую циркуляцию воздуха при полной загрузке салона. Таким образом, предлагаемое техническое решение может быть использовано при разработке систем отопления и вентиляции современных вагонов метро, обеспечивая комфортные условия пребывания пассажиров в салоне вагона.The implementation of the heating and ventilation system for a subway car in accordance with the invention allows for efficient operation in winter-summer conditions of operation of subway cars having a large number of wide doorways, frequently opening doors for passengers to enter and exit, the required air circulation when the cabin is fully loaded. Thus, the proposed technical solution can be used in the development of heating and ventilation systems of modern metro cars, providing comfortable conditions for passengers in the car.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов, выполненных в соответствии с изобретением.The specified positive effect is confirmed by testing prototypes made in accordance with the invention.

В настоящее время разработана конструкторская документация и намечено серийное производство.Currently, design documentation has been developed and mass production is planned.

Claims

1. The heating and ventilation system for the metro car, including air ducts, a distribution block, a damper, an axis, a filter, a fan, heating elements, characterized in that the filter is placed in a cylindrical housing, a receiving pipe is mounted at the inlet of the filter, heating elements are made of circular, finned and are located in tandem in a cylindrical aerodynamic nozzle, a receiving nozzle, vertical and horizontal ducts are made rectangular, the distribution block is divided airtight embranoy into two chambers, one is provided with longitudinal outlet nozzles, and the other - rectangular adapters and the end section of which is congruent to the end section of the vertical duct, wherein the input portion dispensing unit positioned profiled flap pivotable about an axis.

2. The system according to claim 1, characterized in that the rectangular intake pipe of the filter is equipped with windows with shutters placed with the possibility of simultaneous rotation at a certain fixed angle, while the area of the windows is 0.4-0.8 square of the inlet section of the receiving pipe.