СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ КАБИНЫ МАШИНИСТА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
LOCOMOTIVE ENGINEMAN CABIN HEATING, VENTILATION AND CONDITIONING SYSTEM

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к системам для отопления, вентиляции и кондиционирования кабины машиниста дизель-поезда.
Известна система кондиционирования воздуха, содержащая установленный на крыше рельсового транспортного средства отдельный кондиционер, позволяющий подавать теплый или холодный воздух к зоне вокруг кресла машиниста, а также воздушный канал между кондиционером и воздухораспределительным блоком. Кресло машиниста оборудовано системой обогрева (см. «Электропоезд серии 422», - М.: журнал «Железные дороги мира», 2010 г., №5, с.41).
Данная система не обеспечивает обогрев и обдув боковых стен и окон в кабине машиниста рельсового транспортного средства, что снижает уровень комфорта машиниста и условия для его оптимальной деятельности.
Наиболее близкой к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является система отопления, вентиляции и кондиционирования кабины машиниста рельсового транспортного средства, содержащая устройство отопления, вентиляции и кондиционирования, соединенное с распределительной и рециркуляционной камерами, установленными в подкрышевом пространстве, в котором распределительная камера через вертикальные воздуховоды для подготовленного воздуха связана с воздуховодами для нагретого воздуха, которые в свою очередь соединены с распределителем нагретого воздуха, расположенным в передней части кабины ниже лобового стекла (см. ЕР №0783987, МПК В60Н 1/00, B61D 27/00, 16.07.1997).
Известная система не обеспечивает достаточно комфортных условий в кабине машиниста, в том числе при низких температурах окружающей среды.
Кроме того, известная система не пригодна для рельсовых транспортных средств с дизельным двигателем, т.к. велика вероятность аспирации выхлопных газов, что снижает уровень комфорта машиниста рельсового транспортного средства.
Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является повышение комфорта в кабине машиниста путем улучшения условий вентиляции, а также отопления при низких температурах окружающей среды.
Указанный технический результат достигается тем, что система отопления, вентиляции и кондиционирования кабины машиниста рельсового транспортного средства, содержащая устройство отопления, вентиляции и кондиционирования, соединенное с распределительной и рециркуляционной камерами, установленными в подкрышевом пространстве, в котором распределительная камера через вертикальные воздуховоды для подготовленного воздуха связана с воздуховодами для нагретого воздуха, которые в свою очередь соединены с распределителем нагретого воздуха, расположенным в передней части кабины ниже лобового стекла, дополнительно содержит приточные и вытяжные камеры с дефлекторами и жидкостные теплообменники для дополнительного нагрева подготовленного воздуха, при этом приточные и вытяжные камеры с дефлекторами попарно расположены в подкрышевом пространстве симметрично продольной оси кабины, причем приточные камеры с дефлекторами размещены в передней части кабины над рабочей зоной и соединены с распределительной камерой, а вытяжные камеры с дефлекторами размещены в задней части кабины и соединены с рециркуляционной камерой, при этом жидкостные теплообменники установлены в угловых переходах вертикальных воздуховодов, соединяющих последние с воздуховодами для нагретого воздуха, расположенными над полом и закрепленными на боковых стенках кабины.
Кроме того, для достижения технического результата распределительная камера содержит корпус с входным отверстием в верхней стенке для соединения с устройством отопления, вентиляции и кондиционирования, первыми двумя выходными отверстиями в передней стенке для соединения с приточными камерами и вторыми двумя выходными отверстиями в боковых стенках для соединения с вертикальными воздуховодами для подготовленного воздуха, при этом внутри корпуса расположены две поворотные заслонки, установленные с возможностью плотного прилегания или к первым, или ко вторым выходным отверстиям и связанные каждая с индивидуальным электроприводом.
Технический результат достигается также тем, что распределитель нагретого воздуха выполнен в виде корпуса с двумя входными отверстиями в боковых стенках, сообщающимися с воздуховодами для нагретого воздуха, отверстием постоянного проходного сечения в передней стенке, соединенным с дефлектором для обдува лобового стекла, и двумя окнами с дефлекторами для подачи нагретого воздуха на площадку для ног машиниста, выполненными в цилиндрической стенке корпуса, при этом распределитель снабжен механизмом регулирования подачи нагретого воздуха через окна, выполненным в виде расположенных в корпусе: заслонки, установленной с возможностью перекрывания окон и имеющей вырезы, геометрически подобные окнам; цапфы со сквозным резьбовым отверстием, установленной в держателе с возможностью поворота, а также рычага с резьбовым концом, размещенным в резьбовом отверстии цапфы, при этом заслонка прижата к внутренней поверхности цилиндрической стенки корпуса пружиной, расположенной на стержне рычага.
Кроме того, каждый воздуховод для нагретого воздуха состоит из неподвижного перфорированного элемента, прикрепленного к боковой стенке кабины и имеющего проем спереди, и крышки, закрывающей проем, причем крышка установлена на неподвижном элементе с возможностью многократного снятия и установки.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
- на фиг.1 изображена система кондиционирования, вентиляции и отопления кабины машиниста, общий вид;
- на фиг.2 изображена система кондиционирования, вентиляции и отопления кабины машиниста, вид сверху;
- на фиг.3 изображен разрез А-А на фиг.1;
- на фиг.4а, 4б, 4в, 4г изображена распределительная камера;
- на фиг.5а, 5б, 5в, 5г изображен распределитель нагретого воздуха;
- на фиг.6а, 6б изображен воздуховод для нагретого воздуха.
Система кондиционирования, вентиляции и отопления кабины машиниста рельсового транспортного средства (фиг.1, 2, 3) содержит устройство отопления, вентиляции и кондиционирования 1, установленное на крыше кабины 2. Устройство 1 соединено с распределительной камерой 3 и с рециркуляционной камерой 4, установленными в подкрышевом пространстве кабины 2. Распределительная камера 3 связана с воздуховодами 5 для нагретого воздуха через вертикальные воздуховоды 6 для подготовленного воздуха и угловые переходы 6а, расположенные позади кабины 2. Воздуховоды 5 для нагретого воздуха расположены над полом кабины 2, закреплены на ее боковых стенках и, в свою очередь, соединены с распределителем 7 нагретого воздуха, расположенным в передней части кабины ниже лобового стекла 8. В подкрышевом пространстве кабины 2 симметрично ее продольной оси попарно расположены разнесенные в пространстве приточные камеры 9 с дефлекторами 10 и вытяжные камеры 11 с дефлекторами 12. Приточные камеры 9 с дефлекторами 10 размещены в передней части кабины 2 над рабочей зоной и соединены гибкими воздуховодами 13 с распределительной камерой 3. Вытяжные камеры 11 с дефлекторами 12 размещены в задней части кабины 2 и соединены с рециркуляционной камерой 4 гибкими воздуховодами 14. Для дополнительного нагрева подготовленного воздуха в угловых переходах 6а вертикальных воздуховодов 6, соединяющих их с воздуховодами для нагретого воздуха 5, установлены жидкостные теплообменники 15, через которые по трубопроводам 16 циркулирует теплоноситель системы охлаждения двигателя.
Распределительная камера 3 (фиг.4а-4г) содержит корпус 17 с входным отверстием 18 в верхней стенке для соединения с устройством отопления, вентиляции и кондиционирования 1. В передней стенке камеры 3 выполнены первые два выходных отверстия 19 для соединения с приточными камерами 9 посредством гибких воздуховодов 13. В боковых стенках камеры 3 выполнены вторые два выходных отверстия 20 для соединения с вертикальными воздуховодами 6 для подготовленного воздуха посредством гибких воздуховодов 21 (фиг.3).
Внутри корпуса 17 распределительной камеры 3 расположены две поворотные заслонки 22, каждая из которых связана с индивидуальным электроприводом 23. Рабочий ход заслонок 22 составляет около 90°, они установлены с возможностью плотного прилегания или к первым выходным отверстиям 19, или ко вторым выходным отверстиям 20. Плотное прилегание заслонки 22 к перекрываемому отверстию 19 или 20 обеспечивается вращающим моментом М, создаваемым электроприводом 23, приводящим к возникновению силы F, приложенной к центру диска 24 заслонки 22 через шайбу 25 из мягкой резины. Благодаря податливости шайбы 25, осуществляется самоустановка диска 24 заслонки 22 параллельно поверхности П перекрываемого отверстия. Данное решение обеспечивает хорошую герметичность без высоких требований к точности изготовления элементов конструкции.
Распределитель 7 нагретого воздуха (фиг.5а-5г) выполнен в виде корпуса 26 с двумя входными отверстиями 27 в боковых стенках, сообщающимися с воздуховодами 5 для нагретого воздуха посредством гибких воздуховодов 28 (фиг.2). В передней стенке корпуса 26 выполнено отверстие 29 (фиг.5б) постоянного проходного сечения, соединенное с дефлектором 30 (фиг.1) для обдува лобового стекла 8. В цилиндрической стенке корпуса 26 выполнены два окна 31 (фиг.5а) для подачи через дефлекторы 32 (фиг.1) нагретого воздуха на площадку для ног машиниста. Для регулирования подачи нагретого воздуха через окна 31 распределитель 7 снабжен механизмом, выполненным в виде заслонки 33 с вырезами 34 (фиг.5б), расположенной в корпусе 26 и установленной с возможностью перекрывания окон 31. Вырезы 34 выполнены геометрически подобными окнам 31. Заслонка 33 прижата к внутренней поверхности цилиндрической стенки корпуса 26 пружиной 35. Кроме того, механизм регулирования подачи нагретого воздуха содержит расположенную в корпусе цапфу 36 (фиг.5г) со сквозным резьбовым отверстием 37. Цапфа 36 установлена с возможностью поворота в держателе 38, прикрепленном к передней стенке корпуса 26. В механизм входит рычаг 39, имеющий резьбовой конец, который размещен в резьбовом отверстии 37 цапфы 36. Пружина 35 расположена на стержне рычага 39, установленного с возможностью поворота в цапфе 36 и продольного перемещения за счет резьбового соединения с цапфой (фиг.5в). В корпусе 26 между окнами 31 выполнена прорезь 40 (фиг.5а) для перемещения рычага 39.
Каждый из воздуховодов 5 для нагретого воздуха состоит из неподвижного перфорированного элемента 41 (фиг.6а-6б), прикрепленного к боковой стенке кабины 2 машиниста и имеющего проем 42 спереди. Проем 42 закрывает крышка 43, установленная на неподвижном элементе 41 с возможностью многократного снятия и установки, например, с помощью двухстороннего скотча 44. Перфорированный элемент 41 прикрепляют к боковой стенке с помощью стандартного крепежа 45 через шайбы 46. Такое выполнение воздуховодов 5 для нагретого воздуха, кроме равномерного распределения подогретого воздуха, улучшает также эргономические и эстетические характеристики кабины машиниста.
Система отопления, вентиляции и кондиционирования работает следующим образом.
Подготовленный воздух представляет собой смесь рециркуляционного и наружного воздуха. В зависимости от режима работы температуру воздушной смеси уменьшают (режим кондиционирования), увеличивают (режим отопления), либо оставляют без изменения (вентиляция).
Режим вентиляции/кондиционирования.
Подготовленный воздух из устройства 1 поступает в распределительную камеру 3, откуда по гибким воздуховодам 13 направляется в приточные камеры 9 и через дефлекторы 10 поступает в рабочую зону в передней части кабины 2 машиниста.
Рециркуляционный воздух из задней части кабины 2 через дефлекторы 12 затягивается в вытяжные камеры 11 и по гибким воздуховодам 14 направляется в рециркуляционную камеру 4, из которой попадает в устройство 1. В рециркуляционной камере 4 размещены сменные фильтрующие элементы (не показаны), которые очищают воздух от пыли.
Режим отопления
Подготовленный воздух из устройства 1 поступает в распределительную камеру 3, откуда по гибким воздуховодам 21 направляется к вертикальным воздуховодам 6. Внутри вертикальных воздуховодов 6, в угловых переходах 6а, соединяющих вертикальные воздуховоды 6 с воздуховодами 5, установлены жидкостные теплообменники 15, через которые по трубопроводам 16 циркулирует теплоноситель системы охлаждения двигателя. Таким образом, подготовленный воздух, проходя по вертикальным воздуховодам 6 с теплообменниками 15 дополнительно подогревается и движется далее по воздуховодам 5 через гибкие воздуховоды 28 к распределителю 7 нагретого воздуха. Часть нагретого воздуха, проходящего по воздуховодам 5, рассеивается через перфорацию элементов 41, обеспечивая обдув боковых окон и стенок кабины 2. Из распределителя 7 нагретый воздух подается на лобовое стекло 8 через дефлектор 30 и через дефлекторы 32 в зону площадки для ног машиниста. Объем воздуха, подаваемого в зону площадки для ног машиниста, регулируется с помощью механизма регулирования, установленного в распределителе 7.
Рециркуляционный воздух из задней части кабины через дефлекторы 12 затягивается в вытяжные камеры 11 и по гибким воздуховодам 14 направляется в рециркуляционную камеру 4, из которой поступает в устройство 1. В рециркуляционной камере 4 установлены сменные фильтрующие элементы (не показаны) для очистки воздуха от пыли.