(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車室内天井面に沿わせて調和空気を吹き出すための第１の吹き出し口と、
前記鉄道車両の車室内側面に沿わせて調和空気を吹き出すための第２の吹き出し口と、を備えており、
前記第１の吹き出し口は、前記鉄道車両の車室内天井部の幅方向両端部近傍にそれぞれ設けられ、
前記第２の吹き出し口は、荷物棚下部に設けられていることを特徴とする鉄道車両用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の車室内に調和空気を吹き出すための吹き出し口を備えた鉄道車両用空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用空調システムとして、客室内天井部に設けられた吹き出し口から下方に（座席部に向けて）調和空気を吹き出すものや、荷物棚下部に設けられた吹き出し口から横方向（車幅方向）に調和空気を吹き出すもの等が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、客室内天井部に設けられた吹き出し口から下方に調和空気を吹き出す構造においては、乗客の頭部に強い風が当たり、乗客がドラフト感を感じて不快な思いをすることがあった。
【０００４】
また、荷物棚下部に設けられた吹き出し口から横方向（車幅方向）に調和空気を吹き出す構造においては、車室内の天井部近傍や窓付近において空気が淀み易く、乗客が淀み感を感じ易い。通路に立っている乗客の顔に直接風が当たる、中央付近の座席のドラフト感が強い。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部付近における温度分布を均一化し、十分な空気調和を行うことが可能な鉄道車両用空調システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鉄道車両用空調システムは、鉄道車両の車室内天井面に沿わせて調和空気を吹き出すための第１の吹き出し口と、鉄道車両の車室内側面に沿わせて調和空気を吹き出すための第２の吹き出し口と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る鉄道車両用空調システムでは、第１の吹き出し口から吹き出された調和空気により車室内天井面に沿った空気流が形成される。また、第２の吹き出し口から吹き出された調和空気により車室内側面に沿った空気流が形成される。これらの空気流により、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部付近における温度分布の均一化が可能となり、十分な空気調和を行うことができる。
【０００８】
本発明に係る鉄道車両用空調システムにおいて、第１の吹き出し口は、鉄道車両の車室内天井部の幅方向端部近傍に設けられていることが好ましい。このように構成した場合、第１の吹き出し口から吹き出された調和空気により、車室内天井面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。
【０００９】
また、本発明に係る鉄道車両用空調システムおいて、第２の吹き出し口は、荷物棚下部に設けられていることが好ましい。このように構成した場合、第２の吹き出し口から吹き出された調和空気により、車室内側面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る鉄道車両用空調システムは、鉄道車両の車室内天井部の幅方向端部近傍から車室内天井面に沿わせて調和空気を吹き出すための第１の吹き出し口と、鉄道車両の車室内側面に沿わせて調和空気を吹き出すための第２の吹き出し口と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る鉄道車両用空調システムでは、第１の吹き出し口から吹き出された調和空気により車室内天井部の幅方向端部近傍から車室内天井面に沿った空気流が形成される。また、第２の吹き出し口から吹き出された調和空気により車室内側面に沿った空気流が形成される。これらの空気流により、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部付近における温度分布の均一化が可能となり、十分な空気調和を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムについて図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１３】
まず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る鉄道車両用空調システムを説明する。図１は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムを示す断面図であり、図２は、同じく側面図である。
【００１４】
鉄道車両の車両構体１の側部３には、側窓５まわりを内装する窓キセ７が設けられており、この窓キセ７の上辺部の上方には荷物棚９が車両長手方向に延びて設けられている。車両構体１の床部４には、図示しない空調装置に接続された床中ダクト１０が配設されている。車両構体１の側部３における側窓５の開口部間には、床中ダクト１０に接続された側立ち上がりダクト１１が配設されている。
【００１５】
車両構体１の天井部１３の幅方向端部近傍（本実施形態においては、荷物棚９の上側）には、車両長手方向に延びる縦通ダクト１５が配設されている。この縦通ダクト１５には、側立ち上がりダクト１１が接続されており、空調装置からの調和空気が床中ダクト１０及び側立ち上がりダクト１１を介して導かれる。
【００１６】
縦通ダクト１５の上部には、第１の吹き出し口１７が車両長手方向（縦通ダクト１５の延びる方向）に複数並設されている。この第１の吹き出し口１７は、車両長手方向に延びる略スリット形状を有しており、車両幅方向に向けて開口して形成されている。これにより、空調装置から床中ダクト１０及び側立ち上がりダクト１１を介して縦通ダクト１５に導かれた調和空気は、第１の吹き出し口１７から車室内天井面（本実施形態においては、灯具等の機器類が収納されているユニット部１８の下面）に沿わせて吹き出される。両側の第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気は互いに衝突して乱流となり、風速を落として車室内天井面付近から下方に流れる。第１の吹き出し口１７から吹き出される調和空気の吹出風速は、たとえば２〜４ｍ／ｓに設定される。また、第１の吹き出し口１７から吹き出される調和空気の風量は、たとえば客室合計：６６ｍ3／ｍｉｎ程度に設定される。
【００１７】
また、それぞれの窓キセ７の上部、すなわち荷物棚９下部には、第２の吹き出し口１９が設けられている。この第２の吹き出し口１９は、車両長手方向に延びる略スリット形状を有しており、車両下方に向けて開口して形成されている。縦通ダクト１５に導かれた調和空気の一部は、分岐通路２１を介して第２の吹き出し口１９に導かれる。これにより、縦通ダクト１５に導かれた調和空気の一部は、第２の吹き出し口１９から車室内側面（側窓５）に沿わせて吹き出される。第２の吹き出し口１９から吹出される調和空気の吹出速度は、たとえば０．６ｍ／ｓ以下に設定される。また、第２の吹き出し口１９から吹き出される調和空気の風量は、たとえば客室合計：８ｍ3／ｍｉｎ程度に設定されており、第１の吹き出し口１７から吹き出される調和空気の風量の１２％程度である。
【００１８】
以上のように、本実施形態においては、鉄道車両の車室内天井面に沿わせて調和空気を吹き出すための第１の吹き出し口１７と、鉄道車両の車室内側面に沿わせて調和空気を吹き出すための第２の吹き出し口１９とを備えている。このようにして第１の吹き出し口１７と第２の吹き出し口１９とを備えることで、第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気により天井部１３の幅方向端部近傍から車室内天井面に沿った空気流が形成されると共に、第２の吹き出し口１９から吹き出された調和空気により車室内側面に沿った空気流が形成される。これらの空気流により、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部２２付近における温度分布の均一化が可能となり、十分な空気調和を行うことができる。
【００１９】
本実施形態において、第１の吹き出し口１７は、鉄道車両の車室内天井部１３の幅方向端部近傍に設けられている。これにより、第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気により、車室内天井面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。
【００２０】
また、本実施形態おいて、第２の吹き出し口１９は、荷物棚９下部に設けられている。これにより、第２の吹き出し口１９から吹き出された調和空気により、車室内側面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。
【００２１】
次に、図３及び図４に基づいて、本実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を説明する。図３は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を示す断面図であり、図４は、同じく側面図である。
【００２２】
図３及び図４にて示される変形例では、空調装置（図示せず）が天井（屋根上）に設置され、車両構体１の天井部１３に天井ダクト２３が車両長手方向に延びて配設されている。縦通ダクト１５は、車両構体１の天井部１３と側部３との角部（側天井部）に沿って配設されている。縦通ダクト１５は接続通路２４を介して天井ダクト２３に接続されており、空調装置からの調和空気は天井ダクト２３及び接続通路２４を介して縦通ダクト１５に導かれる。
【００２３】
第２の吹き出し口１９は、それぞれの窓キセ７の上辺部に複数（たとえば、２箇所）設けられており、それぞれの第２の吹き出し口１９に対して分岐通路２１が接続して設けられている。
【００２４】
このように、図３及び図４にて示される変形例においても、図１及び図２にて示された実施形態と同様に、第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気により車室内天井部１３の幅方向端部近傍から車室内天井面に沿った空気流が形成されると共に、第２の吹き出し口１９から吹き出された調和空気により車室内側面に沿った空気流が形成される。これにより、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部付近における温度分布の均一化が可能となり、十分な空気調和を行うことができる。
【００２５】
また、第１の吹き出し口１７は、鉄道車両の車室内天井部１３の幅方向端部近傍に設けられているので、第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気により、車室内天井面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。更に、第２の吹き出し口１９は、荷物棚９下部に設けられているので、第２の吹き出し口１９から吹き出された調和空気により、車室内側面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。
【００２６】
次に、図５及び図６に基づいて、本実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を説明する。図５は、本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を示す断面図であり、図６は、同じく側面図である。
【００２７】
図５及び図６にて示される変形例では、空調装置（図示せず）が天井（屋根上）に設置され、天井ダクト２３から鉄道車両の車室内天井部１３の幅方向端部近傍に設けられた第１の吹き出し口１７に調和空気が導かれている。また、天井ダクト２３に導かれた調和空気の一部は、分岐通路２５を介して第２の吹き出し口１９に導かれる。
【００２８】
このように、図５及び図６にて示される変形例においても、図１及び図２にて示された実施形態と同様に、第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気により車室内天井部１３の幅方向端部近傍から車室内天井面に沿った空気流が形成されると共に、第２の吹き出し口１９から吹き出された調和空気により車室内側面に沿った空気流が形成される。これにより、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部付近における温度分布の均一化が可能となり、十分な空気調和を行うことができる。
【００２９】
また、第１の吹き出し口１７は、鉄道車両の車室内天井部１３の幅方向端部近傍に設けられているので、第１の吹き出し口１７から吹き出された調和空気により、車室内天井面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。更に、第２の吹き出し口１９は、荷物棚９下部に設けられているので、第２の吹き出し口１９から吹き出された調和空気により、車室内側面に沿った空気流を適切且つ効果的に形成することができる。
【００３０】
最後に、本発明の鉄道車両用空調システムにおいて、第１の吹き出し口から鉄道車両の車室内天井面に沿わせて調和空気を吹き出させ、第２の吹き出し口から鉄道車両の車室内側面に沿わせて調和空気を吹き出させることによって得られるドラフト感及び淀み感の低減効果及び温度分布の均一化効果を確認するシミュレーション試験を行った。結果を図７〜図１５に示す。図７〜図９は本発明による実施例１の結果を示し、図１０〜図１２は比較例１の結果を示し、図１３〜図１５は比較例２の結果を示している。本発明による実施例１としては、上述した実施形態のものを用いた。これに対して、比較例１は、客室内天井部に設けられた吹き出し口から下方に（座席部に向けて）調和空気を吹き出すものを用い、比較例２は、荷物棚下部に設けられた吹き出し口から横方向（車幅方向）に調和空気を吹き出すものを用いた。シミュレーションは、図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示す構成の鉄道車両に基づいて行った。図１６（Ａ）〜（Ｃ）中「×」は、評価点を示している。
【００３１】
図７、図１０、及び図１３は、各座席列における時間（６０秒間）平均温度を示している。図８、図１１、及び図１４は、各座席列における時間（６０秒間）平均風速を示している。図９、図１２、及び図１５は、各座席列における時間（６０秒間）平均有効ドラフト温度（ＥＤＴ：Effective Draft Temperature）を示している。
【００３２】
図７に示される結果から分かるように、図１０及び図１３に示される結果と比較して、本発明の実施例１の方が各座席列における時間平均温度が均一化されている。図８に示される結果から分かるように、図１１及び図１４に示される結果と比較して、本発明の実施例１の方が各座席列における風速がドラフト感を感じない風速０．３５ｍ／ｓ（ＡＤＰＩ：空気拡散性能指標による定義）以下、淀み感を感じない風速０．０５ｍ／ｓ（ＴＣＣ：空調体感試験結果から定義）以上の範囲内に収まっている。また、図９に示される結果から分かるように、図１２及び図１５に示される結果と比較して、本発明の実施例１の方が有効ドラフト温度の許容値範囲内に入っている率が高く、そのバラツキも低く抑えられている。
【００３３】
以上のように、本発明の実施例１は、比較例１，２に比して、ドラフト感及び淀み感を感じさせずに、座席部付近における温度分布の均一化を実現していることが分かった。
【００３４】
ここで、空気拡散性能指標（ＡＤＰＩ：Air Diffusion Performance Index）及び有効ドラフト温度θについて説明する。まず、温度差と風速によるドラフトの指標として、有効ドラフト温度θ（ＥＤＴ：Effective Draft Temperature）を下記の（１）式により定義する。
θ＝（ｔｘ−ｔｃ）−８（Ｖｘ−０．１５）    …    （１）
ただし、ｔｘ：局所温度（℃）
ｔｃ：平均気温（℃）
Ｖｘ：局所風速（ｍ／ｓ）
−１．７℃＜θ＜１．１℃で且つＶｘ＜０．３５ｍ／ｓの範囲を快適域とし、人が存在する範囲の測定点のうち快適域にある測定点数の割合（体積割合％）を空気拡散性能指標と定義している。
【００３５】
なお、実施例１における空気拡散性能指標（ＡＤＰＩ）は９５．８％であるのに対して、比較例１の空気拡散性能指標は８５．８％となり、比較例２の空気拡散性能指標は８０．０％となり、実施例１の方が優位性を有していることが分かる。
【００３６】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、第１の吹き出し口及び第２の吹き出し口の数、形状等は適宜変更可能である。また、同様に、第１の吹き出し口及び第２の吹き出し口に調和空気を導くためのダクト構成も鉄道車両の構成に応じて変更することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、乗客に与えるドラフト感及び淀み感を低減しながら、座席部付近における温度分布を均一化し、十分な空気調和を行うことが可能な鉄道車両用空調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムを示す断面図である。
【図２】  本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムを示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を示す要部断面図である。
【図４】  本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を示す要部側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を示す要部断面図である。
【図６】  本発明の実施形態に係る鉄道車両用空調システムの一変形例を示す要部側面図である。
【図７】本発明の鉄道車両用空調システムによる実施例１でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均温度を示している。
【図８】本発明の鉄道車両用空調システムによる実施例１でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均風速を示している。
【図９】本発明の鉄道車両用空調システムによる実施例１でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均有効ドラフト温度を示している。
【図１０】比較例１でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均温度を示している。
【図１１】比較例１でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均風速を示している。
【図１２】比較例１でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均有効ドラフト温度を示している。
【図１３】比較例２でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均温度を示している。
【図１４】比較例２でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均風速を示している。
【図１５】比較例２でのシミュレーション試験結果を示す線図であり、各座席列における時間平均有効ドラフト温度を示している。
【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）は、シミュレーション試験にて用いた鉄道車両の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１…車両構体、３…側部、４…床部、５…側窓、７…窓キセ、９…荷物棚、１０…床中ダクト、１１…側立ち上がりダクト、１３…天井部、１５…縦通ダクト、１７…第１の吹き出し口、１８…ユニット部、１９…第２の吹き出し口、２１…分岐通路、２２…座席部、２３…天井ダクト、２４…接続通路、２５…分岐通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004729209.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004729209.tif 000011
【図１１】
0004729209.tif 000012
【図１２】
0004729209.tif 000013
【図１３】
0004729209.tif 000014
【図１４】
0004729209.tif 000015
【図１５】
0004729209.tif 000016
【図１６】
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