DE3603608A1 - Device for ventilating and air-conditioning rail vehicles - Google Patents

Abstract

In high-speed rail vehicles, extreme external fluctuations in pressure, such as occur when trains pass or when travelling through tunnels, must be prevented from affecting the pressure in the passenger compartment. For this purpose, airlocks are arranged in the inlet openings and outlet openings, the said airlocks shutting off direct passage of air in the manner of a revolving door by means of a rotary-vane arrangement arranged in a housing. Air is allowed to pass through via the rotational movement in that chambers are formed between the adjacent rotary vanes.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Belüftung und Klimatisierung von Schienenfahrzeugen, insbesondere Reisezugwagen, mit einem Lufteinlaß für die Zuführung von Außenluft in den Fahrgastraum unter Zwischenschaltung eines Luftbehandlungsgerätes, u. a. bestehend aus Heiz- und Kühlaggregat sowie Zuluftventila­ tor für den Volumenstrom, und einem mit dem Fahrgastraum verbundenen Luftauslaß für die Fortluft.The invention relates to a device for Ventilation and air conditioning of rail vehicles, especially passenger coaches, with an air intake for the Supply of outside air into the passenger compartment below Interposition of an air treatment device, u. a. consisting of heating and cooling unit and supply air valve gate for the volume flow, and one with the passenger compartment connected air outlet for the exhaust air.

Es besteht das Problem, daß durch die höheren Geschwindigkeiten der Fahrzeuge sowie bei Hochgeschwindig­ keits-Schienenfahrzeugen die einwirkenden aerodynamischen Störungen über Lufteinlaß und Luftauslaß auch in den Fahrgastraum einwirken. So sind vor allem die Druckstöße oder Druckwellen bei Zugbegegnungen und bei Tunneldurch­ fahrten, insbesondere bei Ein- und Ausfahrten, so hoch, daß diese Druckänderungen vom Fahrgast als Unannehmlich­ keit wahrgenommen werden und den Fahrkomfort mindern.There is the problem that the higher Vehicle speeds and at high speeds rail vehicles, the acting aerodynamic Malfunctions via air inlet and air outlet also in the Act on the passenger compartment. So are the pressure surges in particular or pressure waves at train encounters and through tunnels rides, especially at entrances and exits, so high,  that these pressure changes are uncomfortable by the passenger perceived and reduce driving comfort.

Bei den vorgesehenen Geschwindigkeiten von 250 km/h auf den Neubaustrecken können sie jedoch Werte von 4500 Pa und größer annehmen. Damit überschreiten sie deutlich die Komfortgrenze des Menschen, wenn der Druckanstieg inner­ halb weniger Sekunden erfolgt und sich ungenügend gedämpft in den Passagierraum fortpflanzen kann.At the intended speeds of 250 km / h on the new lines, however, they can have values of 4500 Pa and accept bigger. They clearly exceed that Human comfort limit when the pressure increase inside takes half a second and is insufficient can propagate steamed into the passenger compartment.

Druck-/Zeitgradiente bis zu 200 Pa/sec gelten nach dem derzeitigen Untersuchungsstand noch als unbedenklich bezüglich Passagierkomfort. Dieser Wert von 200 Pa/sec gilt als vorläufiger Richtwert und resultiert aus den Erfahrungen der japanischen Staatsbahnen. Darüber hinaus darf der Absolutwert des Druckwechsels im Fahrzeug 1000 Pa nicht überschreiten.Pressure / time gradients up to 200 Pa / sec apply after the current state of the art as safe in terms of passenger comfort. This value of 200 Pa / sec is a preliminary guideline and results from the Experience of the Japanese state railways. Furthermore the absolute value of the pressure change in the vehicle 1000 Do not exceed Pa.

Der absolute Verschluß der Ansaug- und Ausblasöffnungen der Klimaanlage durch motorische Klappen, die vom Lokführer betätigt werden, scheidet aus, erstens weil mit menschlichen Unzulänglichkeiten gerechnet werden muß, zweitens, aus hygienischen Gründen sowie wegen der Anreicherung der Raumluft mit CO₂ bei längeren Tunnel­ fahrten.The absolute closure of the intake and exhaust openings of the air conditioning system by motorized flaps, which are operated by the engine driver, is ruled out, firstly because human shortcomings must be expected, secondly, for hygienic reasons and because of the enrichment of the room air with CO ₂ during long tunnels .

Eine gattungsgemäße Anordnung der eingangs genannten Art ist bereits durch die Verwendung automatischer Druck­ wellenventile an allen Klimaöffnungen vorgeschlagen worden. Hierbei sind verschiebbare Ventilzungen aus Federstahl angeordnet, die im normalen Lüftungsbetrieb eine Mittellage einnehmen und die durchtretende Luft das Ventil unter Umgehung der Ventilzungen passiert. Eine positive Druckwelle bewirkt eine Kraft auf die als Membrane wirkenden Ventilzungen, die sich in Richtung des Druckstoßes bewegen und bei Auftreffen auf den Ventilkörper einen relativ dichten Verschluß erzeugen.A generic arrangement of the type mentioned is already using automatic printing Shaft valves proposed at all air conditioning openings been. Here, sliding valve tongues are made Spring steel arranged in normal ventilation take a middle position and the air that passes through it Bypassing the valve bypassing the valve tongues. A positive pressure wave causes a force on the as Diaphragm-acting valve tongues that face towards  of the pressure surge and when it hits the Valve body create a relatively tight seal.

Bei Abklingen des Druckstoßes gehen die Ventilzungen, aufgrund der federnden Wirkung des Materials, automatisch in die Normallage zurück, wenn nicht eine sich der Druckwelle anschließende Sogwelle eine Bewegung der Ventilzungen in die entgegengesetzte Richtung bewirkt, wodurch sich der vorstehend beschriebene Schließvorgang wiederholt.When the pressure surge subsides, the valve tongues due to the elastic effect of the material, automatically back to normal, if not one of them Pressure wave subsequent suction wave a movement of the Valve tabs in the opposite direction, whereby the closing operation described above repeated.

Diese bekannte Anordnung hat den Mangel, daß trotz des einfachen Aufbaus Probleme bei Verschmutzungen sowie Einflüsse durch Eis und Schnee auftreten.This known arrangement has the defect that despite the simple construction problems with contamination as well Influences from ice and snow occur.

Ferner ist eine Regeleinrichtung gemäß der DE-OS 33 43 487 bekannt geworden, die über entsprechende Geschwindig­ keitssensoren über eine Blende den effektiven Quer­ schnitt der Luftöffnungen verstellt. Diese Anordnung ist relativ aufwendig und erfordert eine relativ aufwendige Regelanordnung.Furthermore, a control device according to DE-OS 33 43 487 became known, which about appropriate speed speed sensors via an aperture the effective cross cut of the air openings adjusted. This arrangement is relatively complex and requires a relatively complex Control arrangement.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache mechanische Anordnung mit geringem zusätzlichen Aufwand zu schaffen, die den Fahrgastraum von plötzlich auftretenden Druckunterschieden freihält und somit einen hohen Fahrkomfort gewährleistet.The object of the invention is a simple one mechanical arrangement with little additional effort to create that suddenly the passenger compartment occurring pressure differences free and thus a high driving comfort guaranteed.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Lufteinlaß und Luftauslaß jeweils eine Luftschleuse aufweisen, die durch eine angetriebene Drehflügelanordnung in der Art eines Radiallüfters mit einem umgebenden Gehäuse und Zu- und Abführöffnungen gebildet ist, wobei die Drehflügel einen direkten Luftdurchtritt absperren und zwischen benachbarten Dreh­ flügeln jeweils Kammern zum Luftdurchlaß über die Drehbewegung gebildet sind.This object is achieved according to the invention in that the air inlet and air outlet each have one Have airlock powered by a Rotary vane arrangement in the manner of a radial fan with a surrounding housing and inlet and outlet openings is formed, with the rotary wing a direct Shut off air passage and between adjacent swivel  each wing chambers for air passage over the Rotational movement are formed.

Hierdurch werden über die Luftschleuse Druckstöße so weit gedämpft, daß sie von den Fahrgästen nicht mehr wahrzunehmen sind. Gleichzeitig wird durch die Vorrichtung der Vorteil erzielt, daß bei Stillstand der Drehflügelanordnung die Funktion einer Verschlußklappe, beispielsweise für den Umluftbetrieb erzielbar ist.This causes pressure surges over the airlock muffled that they no longer by the passengers are perceptible. At the same time, the Device achieved the advantage that when the Rotating wing arrangement the function of a closure flap, for example, can be achieved for air recirculation.

Ferner wird vorgeschlagen, daß mehrere Luftschleusen parallel angeordnet sind.It is also proposed that several airlocks are arranged in parallel.

Um eine einfache Ausgestaltung zu erzielen, ist vorgesehen, daß das Luftbehandlungsgerät im Lufteinlaß mit der Luftschleuse eine Einheit bildet.To achieve a simple design, is provided that the air handling device in the air inlet forms a unit with the airlock.

Um eine individuelle Anpassung vorzusehen, wird vorgeschlagen, daß die Lufteinlaß- bzw. Luftauslaßmenge über die Drehzahl der Luftschleuse steuerbar ist.In order to provide an individual adjustment, suggested that the air inlet or outlet quantity can be controlled via the speed of the airlock.

Eine einfache Ausbildung besteht darin, daß die Dreh­ flügel durch radiale um die Drehachse angeordnete Flächenelemente gebildet sind.A simple training is that the rotation wings arranged radially around the axis of rotation Surface elements are formed.

In der Zeichnung ist eine Ausbildung der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing is an embodiment of the invention shown schematically. Show it:

Fig. 1 eine Anordnung der Bauteile im Reisezugwagen, Fig. 1 shows an arrangement of the components in passenger cars,

Fig. 2 einen Schnitt eines Luftbehandlungsgerätes mit einer Luftschleuse in der Zuführung von Außen­ luft, Fig. 2 is a sectional view of an air-air treatment unit with an air lock in the supply from the outside,

Fig. 3 eine Draufsicht auf zwei parallele Luft­ schleusen mit Antrieb, Fig. 3 is a plan view of two parallel air locks with drive,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Luftschleuse. Fig. 4 shows a section through an airlock.

Bei dem dargestellten Reisezugwagen 1 ist ein Lufteinlaß 2 für Außenluft und ein Luftauslaß 3 für Fortluft vorgesehen, die mit dem Fahrgastraum 4 verbunden sind. Im Lufteinlaß 2 und im Luftauslaß 3 sind jeweils eine Luftschleuse 5 angeordnet.In the illustrated passenger car 1 , an air inlet 2 for outside air and an air outlet 3 for exhaust air are provided, which are connected to the passenger compartment 4 . An airlock 5 is arranged in the air inlet 2 and in the air outlet 3 , respectively.

Die Luftschleuse 5 wird durch eine über einen Motor 6 angetriebene Drehflügelanordnung 7 in der Art einer Drehtür gebildet, die von Gehäuse 8 umgeben ist und Zu- und Abführöffnungen 9, 10 aufweist. Hierbei sind die einzelnen Drehflügel durch radiale um die Drehachse 11 angeordnete Flächenelemente 12 gebildet. Zwischen den einzelnen Flächenelementen 12 sind jeweils Kammern 13 gebildet, so daß die zugeführte bzw. abzuführende Luft quasi über die Drehbewegung portionsweise gefördert wird und somit einen Luftdurchlaß bildet. Die Anzahl der Flächenelemente 12 ist so im Verhältnis zu den Öffnungen 9, 10 bemessen, daß ein direkter Luftdurchtritt abgesperrt wird.The airlock 5 is formed by a rotary vane arrangement 7 driven by a motor 6 in the manner of a revolving door, which is surrounded by the housing 8 and has inlet and outlet openings 9 , 10 . Here, the individual rotary blades are formed by radial surface elements 12 arranged around the axis of rotation 11 . Chambers 13 are formed between the individual surface elements 12 , so that the air to be supplied or discharged is conveyed in portions via the rotary movement and thus forms an air passage. The number of surface elements 12 is dimensioned in relation to the openings 9 , 10 in such a way that direct air passage is blocked.

Die von der Zuführöffnung 9 zugeführte Außenluft gelangt somit über die Luftschleuse 5 zum Luftbehandlungsgerät 13, das in bekannter Weise einen Filter 14, ein Kühlregister 15 und ein Heizregister 16 aufweist, wobei der Volumenstrom von einem Zuluftventilator 17 erzeugt wird. Aus dem Luftbehandlungsgerät 13 erfolgt über Zuluftkanäle 18 die Verteilung im Fahrzeug­ innenraum. The outside air supplied from the supply opening 9 thus passes via the airlock 5 to the air treatment device 13 , which in a known manner has a filter 14 , a cooling register 15 and a heating register 16 , the volume flow being generated by a supply air fan 17 . The distribution in the vehicle interior takes place from the air treatment device 13 via supply air channels 18 .

Entsprechend auftretende Druckstöße können somit durch die Abschirmung über die Luftschleusen 5 in den Zu- und Abführöffnungen 9, 10 nicht in den Fahrgastraum vordringen, so daß die Fahrgäste die äußeren Druck­ schwankungen nicht wahrnehmen.Correspondingly occurring pressure surges can not penetrate into the passenger compartment through the shielding via the airlocks 5 in the inlet and outlet openings 9 , 10 , so that the passengers do not perceive the external pressure fluctuations.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Belüftung und Klimatisierung von Schienenfahrzeugen, insbesondere Reisezugwagen, mit einem Lufteinlaß für die Zuführung von Außenluft in den Fahrgastraum unter Zwischenschaltung eines Luft­ behandlungsgerätes, u.a. bestehend aus Heiz- und Kühlaggregat sowie Zuluftventilator für den Volumen­ strom, und einem mit dem Fahrgastraum verbundenen Luftauslaß für die Fortluft, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (2) und Luftauslaß (3) jeweils eine Luftschleuse (5) aufweisen, die durch eine angetriebene Drehflügelanordnung (7) in der Art einer Drehtür mit einem umgebenden Gehäuse (8) und Zu- und Abführöffnungen (9, 10) gebildet ist, wobei die Drehflügel (12) einen direkten Luftdurchtritt absperren und zwischen benachbarten Drehflügeln (12) jeweils Kammern (13) zum Luftdurchlaß über die Drehbewegung gebildet sind. 1. Device for ventilation and air conditioning of rail vehicles, especially passenger coaches, with an air inlet for the supply of outside air into the passenger compartment with the interposition of an air treatment device, including a heating and cooling unit and supply air fan for the volume flow, and one connected to the passenger compartment Air outlet for the exhaust air, characterized in that the air inlet ( 2 ) and air outlet ( 3 ) each have an air lock ( 5 ), which is driven by a driven rotating wing arrangement ( 7 ) in the manner of a revolving door with a surrounding housing ( 8 ) and and discharge openings ( 9 , 10 ) are formed, the rotary vanes ( 12 ) blocking a direct air passage and between adjacent rotary vanes ( 12 ) in each case chambers ( 13 ) for air passage via the rotary movement are formed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Luftschleusen (5) parallel angeordnet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that several air locks ( 5 ) are arranged in parallel. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Luftbehandlungsgerät (13) im Lufteinlaß (2) mit der Luftschleuse (5) eine Einheit bildet.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the air treatment device ( 13 ) in the air inlet ( 2 ) with the airlock ( 5 ) forms a unit. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaß- bzw. Luftauslaß­ menge über die Drehzahl der Luftschleuse (5) steuerbar ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the air inlet or outlet quantity via the speed of the airlock ( 5 ) is controllable. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehflügel (12) durch radiale um die Drehachse (11) angeordnete Flächenelemente gebildet sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotary wings ( 12 ) are formed by radial around the axis of rotation ( 11 ) arranged surface elements.