專利名稱：車輛用換氣裝置以及空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速鐵路車輛的換氣裝置、空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
以新干線為代表的高速車輛由于是密封結(jié)構(gòu)，所以具有按一定比率強(qiáng)制性地替換車內(nèi)的空氣和車外的空氣的換氣裝置。該換氣裝置相對(duì)于通過隧道時(shí)的壓縮波(正壓)以及膨脹波(負(fù)壓)具有能夠在一定范圍內(nèi)一邊維持車內(nèi)的壓力變動(dòng)一邊換氣的性能。
該換氣裝置像專利文獻(xiàn)1所記載的那樣，在旋轉(zhuǎn)軸成水平的電動(dòng)機(jī)的兩端，設(shè)置了排氣扇(送風(fēng)機(jī))和供氣扇(送風(fēng)機(jī))。另外，在圍住電動(dòng)機(jī)的殼體內(nèi)，通過引導(dǎo)來自車廂內(nèi)的排出空氣，而由排出空氣冷卻電動(dòng)機(jī)。
并且，所述換氣裝置主要根據(jù)列車速度控制換氣裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，特別是在高速行駛時(shí)，在隧道內(nèi)對(duì)向行駛的場(chǎng)合，控制由車外壓力引起的車內(nèi)壓力變動(dòng)，而不讓乘客在聽覺上感到不適感(耳鳴)。
另外，空調(diào)裝置主要檢測(cè)車內(nèi)溫度，控制作為空調(diào)裝置構(gòu)成要件的室外送風(fēng)機(jī)、室內(nèi)送風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等以使車內(nèi)溫度達(dá)到規(guī)定的溫度。
專利文獻(xiàn)1專利第3254428號(hào)公報(bào)(EP1143150A1)隨著生活水平的提高，人們對(duì)高速鐵路車輛要求更高舒適性的呼聲也越來越強(qiáng)烈，為了提高舒適性，降低行駛時(shí)和停車時(shí)車內(nèi)的噪音級(jí)別的需求也越來越高。停車時(shí)的車內(nèi)噪音級(jí)別主要起因有以下3種聲音源。
(1)地板下面設(shè)備(空調(diào)裝置、換氣裝置)的噪音向車內(nèi)穿透的穿透聲；(2)地板下面設(shè)備(空調(diào)裝置、換氣裝置)的振動(dòng)對(duì)車體施加振動(dòng)而產(chǎn)生的固體聲；(3)流過車體所配備的空調(diào)管道內(nèi)部的調(diào)節(jié)空氣的流體噪音因此，特別是為了降低停車時(shí)的車內(nèi)噪音級(jí)別，通過根據(jù)規(guī)定信息對(duì)構(gòu)成這些地板下面設(shè)備的各種設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，可以使引發(fā)于所述(1)～(3)的聲音源的噪音級(jí)別降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了降低停車時(shí)的車內(nèi)噪音。
所述目的能夠通過以下方案來實(shí)現(xiàn)，即在車輛接近停車位置的場(chǎng)合或者車輛的速度達(dá)到規(guī)定速度以下時(shí)，降低所述換氣裝置以及所述空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)量或者停止所述換氣裝置以及所述空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制換氣裝置以及空調(diào)裝置的框圖。
圖2是表示換氣裝置以及空調(diào)裝置的各構(gòu)成設(shè)備和調(diào)節(jié)空氣的流動(dòng)的概略圖。
圖3是比較車體熱負(fù)荷的一個(gè)例子。
圖4是列車速度、換氣裝置、空調(diào)裝置的控制時(shí)間圖的一個(gè)例子。
圖5是車內(nèi)的CO2濃度的變化和列車時(shí)間表的一個(gè)例子。
圖中10-車體，20-空調(diào)裝置，22-壓縮機(jī)，23-室內(nèi)換熱器，24-室內(nèi)送風(fēng)機(jī)，26-室外換熱器，27-室外送風(fēng)機(jī)，40-帶換氣裝置的空調(diào)裝置，42-壓縮機(jī)，43-室內(nèi)換熱器，44-新鮮空氣用室內(nèi)換熱器，45-室內(nèi)送風(fēng)機(jī)，46-室外換熱器，47-室外送風(fēng)機(jī)，60-換氣用送風(fēng)機(jī)(換氣裝置)，70-調(diào)節(jié)空氣用管道，80-再循環(huán)空氣以及排出空氣用管道。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
實(shí)施例1以下，根據(jù)圖1～圖5對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖1表示為了降低車站停車時(shí)的車內(nèi)噪音而控制換氣裝置以及空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的方法。車輛高速行駛時(shí)的車內(nèi)噪音，以空氣壓力噪音以及車輪和軌道間產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)音為主，地板下面的設(shè)備(換氣裝置、空調(diào)裝置等)的工作所引起的噪音淹沒于上述噪音而不成為問題。但是，在車輛低速行駛的場(chǎng)合以及車站停車時(shí)，由于空氣壓力噪音以及運(yùn)動(dòng)音的級(jí)別降低，換氣裝置以及空調(diào)裝置所引起的噪音變得明顯。因此，為了降低停車時(shí)的車內(nèi)噪音級(jí)別，必須降低這些地板下面的設(shè)備所引起的噪音。
這里，如圖1所示，對(duì)構(gòu)成換氣裝置以及空調(diào)裝置的各設(shè)備進(jìn)行控制。首先，由數(shù)字式ATC(自動(dòng)化列車控制系統(tǒng)，Automatic trin control)等參照列車的位置信息判斷車輛的減速不是因列車時(shí)間表的紊亂而是為了進(jìn)站停車。然后，基于規(guī)定的位置信息或者車速信息來降低換氣裝置(由供氣送風(fēng)機(jī)和排氣送風(fēng)機(jī)構(gòu)成)和空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)、或使換氣裝置和空調(diào)裝置的送風(fēng)量降低。如果換氣裝置以及空調(diào)裝置的送風(fēng)機(jī)停止的話，則由于伴隨送風(fēng)機(jī)也就是葉輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音以及振動(dòng)降低，向車內(nèi)傳播的穿透聲以及固體聲就被抑制。并且，由于空調(diào)裝置的室內(nèi)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也下降，在車體所配備的管道內(nèi)流動(dòng)的調(diào)節(jié)空氣以及再循環(huán)或者排出空氣的流量、也就是流速就下降，從而能夠降低管道內(nèi)部產(chǎn)生的流體音。利用以上的控制就能夠降低車內(nèi)噪音。
圖2表示構(gòu)成換氣裝置以及空調(diào)裝置的各設(shè)備和車體所配備的管道的結(jié)構(gòu)。車體10具備調(diào)節(jié)空氣用管道70、再循環(huán)空氣以及排出空氣用管道80。兩者之間是車輛的室內(nèi)，即乘坐空間。一般說來，由于高速鐵路車輛是細(xì)長形狀的，所以在地板下面裝備2臺(tái)(20、40)空調(diào)裝置以使向車體的端部(車頂部)供給調(diào)節(jié)空氣更加容易。在圖2的例子中，位于行駛方向后面一側(cè)的空調(diào)裝置40在其內(nèi)部配備了換氣送風(fēng)機(jī)(換氣裝置)60。通過空調(diào)裝置40內(nèi)裝換氣裝置60，而能夠廢除從換氣裝置60向空調(diào)裝置40供給新鮮空氣的管道，因此能夠促進(jìn)空調(diào)換氣系統(tǒng)的輕量化。如上所述，一并使用地點(diǎn)檢測(cè)來判斷車輛的減速是因?yàn)榈秸就＼嚨膱?chǎng)合，首先使換氣送風(fēng)機(jī)(換氣裝置)60的轉(zhuǎn)速下降。然后，降低室內(nèi)送風(fēng)機(jī)24和45、室外送風(fēng)機(jī)27、47、47的轉(zhuǎn)速。根據(jù)需要也使壓縮機(jī)22、22、42、42、42的轉(zhuǎn)速下降?？照{(diào)裝置20、40減為一半運(yùn)轉(zhuǎn)量。具體地說，轉(zhuǎn)速在40％～60％左右?？照{(diào)裝置20具有多個(gè)壓縮機(jī)22。空調(diào)裝置40具有3臺(tái)壓縮機(jī)42、42、42。還具有多個(gè)室外換熱器46、46，室外送風(fēng)機(jī)47、47。
通過以上的控制，能夠降低作為空調(diào)裝置的聲音源的室內(nèi)送風(fēng)機(jī)24、45以及室外送風(fēng)機(jī)27、47，壓縮機(jī)22、42，換氣送風(fēng)機(jī)60所產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)級(jí)別。并且，隨著室內(nèi)送風(fēng)機(jī)24、45的轉(zhuǎn)速下降，由于在調(diào)節(jié)空氣用管道70和循轉(zhuǎn)空氣以及排除空氣用管道80內(nèi)部流動(dòng)的空氣流量也就是流速降低，由此產(chǎn)生的噪音也降低。因此，主要作為車內(nèi)噪音的穿透音、固體聲、管道內(nèi)部的流體音全都降低，所以能夠降低車內(nèi)噪音級(jí)別。
圖3表示車體熱負(fù)荷的內(nèi)容(一個(gè)例子)。圖3的熱負(fù)荷(一個(gè)例子)是外部空氣溫度為40℃，車內(nèi)溫度為26℃的場(chǎng)合的例子。熱負(fù)荷由傳導(dǎo)負(fù)荷、日照負(fù)荷、設(shè)備負(fù)荷、人體負(fù)荷及換氣負(fù)荷組成。換氣負(fù)荷占總體的比例最大、約一半左右。一般說來，空調(diào)裝置具有比該熱負(fù)荷還多百分之幾的制冷能力。如上所述，基于車輛的位置信息和速度信息，首先，由于停止換氣送風(fēng)機(jī)(換氣裝置)60，所以，換氣負(fù)荷幾乎成0，車體的熱負(fù)荷減半。因此，空調(diào)裝置20、40發(fā)揮規(guī)定的一半左右的制冷能力的話，就能夠?qū)④噧?nèi)溫度維持在26℃左右。因此，即使以降低車內(nèi)噪音的目的使構(gòu)成空調(diào)裝置的各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率減半(使制冷能力減半)，車內(nèi)的溫度也不會(huì)立即上升而破壞舒適性。
圖4表示列車速度、換氣裝置、空調(diào)裝置的控制時(shí)間圖的一個(gè)例子。在列車為了在車站停車而減速的過程中，檢測(cè)列車速度或者列車的地點(diǎn)，首先停止換氣裝置。這樣，占車體熱負(fù)荷約一半的換氣負(fù)荷幾乎成為0。接著，使空調(diào)裝置以額定的一半功率運(yùn)轉(zhuǎn)。使壓縮機(jī)、室外送風(fēng)機(jī)、室內(nèi)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大致減半。同過通過該換氣裝置以及空調(diào)裝置的一系列控制，車內(nèi)溫度不會(huì)升高，與以前相比能夠大幅度地降低車內(nèi)噪音。并且，由于降低室外送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以對(duì)降低列車在車站停車中的車外噪音也有效果。配合列車的出發(fā)，再次啟動(dòng)換氣裝置，接著空調(diào)裝置也再次啟動(dòng)。另外，再次啟動(dòng)的順序空調(diào)裝置在先、換置氣裝置在先均沒有關(guān)系。
圖5表示列車時(shí)間表的一個(gè)例子和沿著該時(shí)間表在車站停車3分鐘期間停止換氣裝置時(shí)車內(nèi)的CO2濃度的變化。列車時(shí)間表假定是最高時(shí)速300公里/小時(shí)、1次運(yùn)轉(zhuǎn)約3小時(shí)，在途中1個(gè)車站停車的模式。換氣裝置預(yù)先檢測(cè)車速，控制其轉(zhuǎn)速，調(diào)整換氣量。定員為100名，最大換氣量為22m3/min。在車站停車之前的3分鐘內(nèi)，為了削減換氣負(fù)荷(車體熱負(fù)荷的一部分)，使空調(diào)裝置的能力減半來降低噪音，而停止換氣裝置。這時(shí)，換氣裝置停止前的CO2濃度約為0.2vol％。而且，在換氣裝置停止3分鐘的期間，車內(nèi)CO2的濃度上升到0.25vol％。這時(shí)，因?yàn)闆]算上通過乘客上下車用的門進(jìn)行換氣效果，所以實(shí)際的車內(nèi)CO2濃度想必還要低一些。然后，配合列車的發(fā)車，再次啟動(dòng)換氣裝置，因此車內(nèi)的CO2濃度大約在15分鐘降低到0.2vol％左右。在辦公室衛(wèi)生規(guī)范中，在逗留8小時(shí)的室內(nèi)的CO2濃度允許達(dá)到0.5vol％，即使CO2濃度達(dá)到0.25vol％左右，也不會(huì)直接損害乘客的健康。
權(quán)利要求
1.一種車輛用換氣裝置以及空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，具有換氣裝置和空調(diào)裝置，所述換氣裝置具備用于將車外的空氣送入車內(nèi)的供氣用送風(fēng)機(jī)、和用于將所述車內(nèi)的空氣排到車外的排氣送風(fēng)機(jī)；所述空調(diào)裝置具備將空氣送入室外換熱器的室外送風(fēng)機(jī)、將通過室內(nèi)換熱器的空氣送入車內(nèi)的室內(nèi)送風(fēng)機(jī)、和在冷凍循環(huán)內(nèi)使冷觸媒循環(huán)的壓縮機(jī)等，其特征在于在所述車輛接近停止位置的情況下、或者在所述車輛的速度達(dá)到規(guī)定速度以下時(shí)，降低所述換氣裝置以及所述空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)量、或者停止所述換氣裝置以及所述空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用換氣裝置以及空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于在接近車輛的停止位置的情況下或者車輛的速度達(dá)到規(guī)定速度以下時(shí)，停止所述換氣裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)、或者使所述空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)量大致減半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛用換氣裝置以及空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于通過基于所述車輛的行駛位置信息、到達(dá)了下一個(gè)停止位置附近，而判斷達(dá)到了所述規(guī)定速度。
全文摘要
一種車輛用換氣裝置以及空調(diào)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，一并使用地點(diǎn)檢測(cè)和車輛檢測(cè)來檢測(cè)車輛接近停車車站的情況，在車站停車時(shí)降低換氣裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)量或使其停止。這樣，在熱負(fù)荷減半的狀態(tài)下，使空調(diào)裝置的室內(nèi)送風(fēng)機(jī)、室外送風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速減半。通過這種處理，使導(dǎo)致車內(nèi)噪音的聲音源的能量下降，從而能夠降低車內(nèi)噪音。因此，本發(fā)明能夠降低高速鐵路車輛在停車時(shí)的車內(nèi)噪音。
文檔編號(hào)B60H1/32GK1590178SQ200410058859
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者小林健治, 澀谷知足 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所