ВОЗДУХОЗАБОРНИК ДЛЯ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ОБОРУДОВАННОЕ ВОЗДУХОЗАБОРНИКОМ РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
RAIL VEHICLE AIR CONDITIONING SYSTEM AIR INTAKE, AND RAIL VEHICLE EQUIPPED WITH SAID AIR INTAKE

Изобретение относится к воздухозаборнику для закрывания снаружи впускной шахты для свежего воздуха, в частности рельсового транспортного средства, а также к оборудованному таким воздухозаборником рельсовому транспортному средству.
Известно, что впускные шахты для свежего воздуха рельсовых транспортных средств закрываются на своей наружной стороне вентиляционной решеткой в качестве воздухозаборника. Такая вентиляционная решетка выполняет несколько функций, в том числе задержание грязи, воды и снега. Кроме того, вентиляционная решетка вызывает снижение шума, так что возникающие вентиляционные шумы проникают во внутреннее пространство рельсового транспортного средства с меньшей интенсивностью.
Обычно подаваемый по впускной шахте свежий воздух всасывается через вентиляционную решетку с помощью вентилятора. Поскольку вентиляционная решетка обычно расположена в зоне крыши или боковой стенки рельсового транспортного средства, нередко за счет натекания свежего воздуха возникает небольшое разрежение на наружной стороне воздухозаборника. В соответствии с этим вентилятор для всасывания свежего воздуха должен преодолевать также дополнительное сопротивление, возникающее за счет разрежения на наружной стороне воздухозаборника. Также в самой вентиляционной решетке и в находящихся вверх по потоку проточных каналах возникают потери давления за счет поворота каналов, которые приходится учитывать при расчете мощности вентилятора.
Исходя из этого в основе изобретения лежит задача создания воздухозаборника для закрывания снаружи впускной шахты для свежего воздуха, который обеспечивал бы более оптимальные условия давления для вентилятора, а также создания рельсового транспортного средства, систему кондиционирования которого можно было бы уменьшить в отношении требований к мощности ее вентилятора.
Эта задача решается в части описанного выше воздухозаборника за счет того, что он выполнен в виде экрана, имеющего, по меньшей мере, один проточный канал первого типа для направления свежего воздуха во впускную шахту, входное отверстие которого ориентировано, в основном, параллельно основанию экрана.
За счет выполнения воздухозаборника в виде экрана с входным отверстием параллельно основанию экрана можно установить воздухозаборник на входном отверстии впускной шахты для свежего воздуха. Поскольку впускная шахта обычно идет от зоны крыши или боковой стенки рельсового транспортного средства, за счет подходящей выверки воздухозаборника можно точно согласовать ориентацию входного отверстия проточного канала с направлением течения свежего воздуха. Это направление, как известно, в основном, параллельно поверхности крыши или боковой поверхности в продольном направлении рельсового транспортного средства. При этом воздухозаборник позволяет направить свежий воздух снаружи во впускную шахту без возникновения разрежения на стороне входа свежего воздуха. Напротив, можно рассчитывать на то, что при известных условиях в этом месте возникнет повышенное давление, благодаря чему используемый вентилятор может быть выполнен небольшой мощности.
Для придания внешней формы проточному каналу воздухозаборника может быть благоприятным, если входное отверстие имеет сечение, соответствующее половине площади круга, а проточный канал сужается от входного отверстия и заканчивается в выходном отверстии. За счет сужения проточного канала достигается повышение давления в направлении течения свежего воздуха, которое имеет большое преимущество для оптимального расчета мощности вентилятора.
Предпочтительно воздухозаборник имеет, по меньшей мере, один проточный канал второго типа, входное отверстие которого ориентировано, в основном, навстречу входному отверстию проточного канала первого типа. Это имеет то преимущество, что при применении воздухозаборника в рельсовом транспортном средстве независимо от направления его движения, по меньшей мере, один проточный канал ориентирован таким образом, что вследствие движения рельсового транспортного средства натекающий свежий воздух нагнетается в этот канал. Кроме того, проточный канал, ориентированный навстречу направлению движения, способствует подаче свежего воздуха во впускную шахту.
В одном предпочтительном примере предусмотрены несколько проточных каналов первого и второго типов, входные отверстия которых ориентированы параллельно друг другу. Выполненный в виде экрана воздухозаборник может иметь соответствующее число проточных каналов первого и второго типов, так что для каждого направления движения рельсового транспортного средства возникают оптимальные условия давления для вентиляции в целях кондиционирования внутреннего пространства рельсового транспортного средства. Как раз при повышенных скоростях движения вентилятор почти не нагружен. Для низких скоростей движения его использование из-за меньшего давления во впускной шахте является, однако, обязательным.
Проточные каналы первого и второго типов могут быть расположены группами, соответствующие проточные каналы которых расположены друг за другом в соответствии с ориентацией их входных отверстий. Например, два проточных канала первого и/или второго типа, образующих тогда соответственно одну группу, расположены друг за другом соответственно в направлении движения и навстречу направлению движения рельсового транспортного средства.
Группы проточных каналов первого и второго типов могут быть расположены рядом друг с другом, чередуясь между собой. Это имеет то преимущество, что проточные каналы с использованием сужения их сечений могут быть выполнены вложенными друг в друга. Это позволяет реализовать оптимальную величину соответствующей общей входной поверхности для свежего воздуха за счет проточных каналов первого и второго типов.
Благодаря комплексной форме проточных каналов может быть благоприятным изготовление воздухозаборника из пластика, а именно обычно способом литья.
Поставленная выше задача решается в части рельсового транспортного средства посредством рельсового транспортного средства с системой кондиционирования, содержащей впускную шахту для подачи свежего воздуха извне рельсового транспортного средства в его внутреннее пространство и воздухозаборник для закрывания снаружи впускной шахты, причем воздухозаборник выполнен в виде экрана, имеющего, по меньшей мере, один проточный канал первого типа для направления свежего воздуха во впускную шахту, входное отверстие которого ориентировано, в основном, параллельно основанию экрана.
Ввиду уже приведенного выше описания воздухозаборника преимущества такого рельсового транспортного средства в отношении его кондиционирования очевидны. Воздухозаборник может быть усовершенствован описанным выше образом, так что он в предпочтительном примере имеет проточные каналы первого и второго типов, расположенные вложенными друг в друга.
В первом варианте выполнения рельсового транспортного средства воздухозаборник может выступать от его внешней обшивки, что, в частности, касается того случая, когда требуется как можно меньше модификаций существующих конструкций крыши или боковых стенок рельсового транспортного средства, чтобы можно было установить воздухозаборник.
Однако в отношении оптимальных аэродинамических условий предпочтительно, если воздухозаборник расположен заподлицо с внешней обшивкой рельсового транспортного средства, т.е. не выступает вбок за нее.
Примеры осуществления изобретения более подробно поясняются ниже со ссылкой на чертежи, на которых изображают:
фиг.1 - перспективный вид сверху на воздухозаборник для закрывания впускной шахты для свежего воздуха;
фиг. 2 - сечение воздухозаборника по линии А-А из фиг. 1;
фиг. 3 - сечение воздухозаборника по линии В-В из фиг. 1 в комбинации с примыкающим участком внешней обшивки рельсового транспортного средства;
фиг. 4 - сечение воздухозаборника по линии В-В из фиг. 1 в альтернативной фиг. 3 комбинации с участком внешней обшивки рельсового транспортного средства.
Изображенный на фиг. 1 воздухозаборник выполнен в виде воздухозаборного экрана 1, служащего для закрывания впускного канала 2 для свежего воздуха (фиг. 3 и 4). Изготовленный, при необходимости, из волокнита воздухозаборный экран 1 имеет, в основном, прямоугольное основание 3, внешние размеры которого согласованы с данным сечением шахты 2.
Воздухозаборный экран 1 имеет несколько проточных каналов 4А, 4В, отличающихся по своему типу таким образом, что их соответствующие входные отверстия 5А, 5В имеют противоположную ориентацию.
На фиг. 1 показаны две группы проточных каналов первого типа, входные отверстия 5А которых ориентированы параллельно друг другу. При этом в каждой группе проточных каналов 4А первого типа два проточных канала расположены друг за другом.
Другие две группы проточных каналов 4В второго типа выполнены и расположены так же, как проточные каналы 4А первого типа, и в поперечном направлении воздухозаборного экрана 1 чередуются с группами проточных каналов 4А первого типа.
Каждый проточный канал 4А, 4В имеет сечение, соответствующее половине площади окружности его входного отверстия 5А, 5В (фиг. 2). От этого входного отверстия 5А, 5В проточный канал 4А, 4В сужается. Проточные каналы 4А, 4В впадают в выходные отверстия 6А, 6В, которые выполнены в основании 3 воздухозаборного экрана 1 по всей длине и ширине соответствующего проточного канала 4А, 4В.
На фиг. 3 и 4 показаны две различные ситуации монтажа воздухозаборного экрана 1 из фиг. 1 в разрезе по линии В-В. На фиг. 3 для его размещения предусмотрено углубление 7 таких размеров, что воздухозаборный экран 1 расположен заподлицо с граничащей внешней обшивкой 8, в данном случае рельсового транспортного средства. Такое расположение воздухозаборного экрана 1 дает особенно оптимальный кпд, который важен, в частности, для расчета мощности вентилятора (не показан).
Функцией вентилятора является транспортировка дальше во внутреннее пространство рельсового транспортного средства поступающего извне свежего воздуха, который по проточным каналам 4А, 4В поступает во впускную шахту 2. Примером применения является кондиционирование пассажирского помещения или вентиляция тягового двигателя. При этом места монтажа воздухозаборного экрана 1 на фиг. 3 и 4 могут быть предусмотрены в зоне крыши или боковой стенки рельсового транспортного средства. Ориентация проточных каналов 4А, 4В выбрана так, что они расположены в направлении его движения.
В изображенном на фиг. 4 положении монтажа воздухозаборного экрана 1, в котором внешняя обшивка 8 не имеет выемки, он установлен непосредственно на внешней обшивке 8, так что выступает от боковой стенки или крыши рельсового транспортного средства. Также в этом варианте возникают более благоприятные аэродинамические условия по сравнению с уровнем техники.
Для обоих изображенных положений монтажа воздухозаборного экрана 1 дополнительно может быть предусмотрена еще вентиляционная решетка (не показана), если воздухозаборный экран 1 не может в достаточной степени выполнять ее функции, что касается, например, задержания снега, воды или частиц грязи. Такая вентиляционная решетка располагалась бы с наружной стороны воздухозаборного экрана 1 на внешнем конце впускной шахты 2.