СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AIR CONDITIONING SYSTEM FOR RAIL VEHICLES

Изобретение касается системы кондиционирования для рельсового транспортного средства, включающей в себя воздухораспределительную коробку, которая имеет впуск воздуха и по меньшей мере два выпуска воздуха для подключения к последующим воздушным каналам. Воздухораспределительные коробки и другие компоненты, обладающие свойствами распределения воздуха, такие как звукопоглотители, используются в рельсовых транспортных средствах для снабжения разных частей системы воздушных каналов необходимыми количествами воздуха. При этом воздухораспределительные коробки представляют собой, как правило, разъем для устройства кондиционирования, в частности компактного устройства кондиционирования, которое через впуск воздуха подает в воздухораспределительную коробку подготовленный воздух.
Однако воздухораспределительная коробка не может выполнять свою функцию распределения воздуха для многообразия различных рельсовых транспортных средств и вместе с тем также различных систем воздушных каналов. Поэтому у известных систем воздушных каналов, в зависимости от конфигурации вагона рельсового транспортного средства, на воздухораспределительной коробке производится регулировка путем дросселирования на выпусках воздуха. Затем произведенная регулировка проверяется посредством испытаний в климатической камере, пока не будет найдена надлежащая регулировка для данного исполнения рельсового транспортного средства. При этом нелинейные свойства обычно сложной системы воздушных каналов приводят к большому количеству шагов испытаний.
Исходя из этого, в основе изобретения лежит задача усовершенствовать систему кондиционирования вышеназванного рода таким образом, чтобы уменьшить издержки нахождения надлежащей регулировки для дросселирования на выпусках воздуха воздухораспределительной коробки.
Эта задача у вышеназванной системы кондиционирования решается за счет того, что для каждого выпуска воздуха предусмотрено дроссельное устройство, которое расположено между выпуском воздуха и воздухоразделительной камерой внутри воздухораспределительной коробки, в которой воздушный поток, приходящий от впуска воздуха, разделяется по меньшей мере на два отдельных воздушных потока, при этом коэффициенты потери давления указанных по меньшей мере двух дроссельных устройств выбраны таким образом, что на указанных по меньшей мере двух выпусках воздуха получается заданное значение отношения расходов воздуха.
Применение дроссельных устройств, предусмотренных для каждого из выпусков воздуха, позволяет производить грубую регулировку отношения расходов воздуха на выпусках воздуха, так что у одной и той же воздухораспределительной коробки, применяемой в разных рельсовых транспортных средствах, имеющих разные системы воздушных каналов, требуются только лишь точные юстировки дросселирования ниже по потоку от выпусков воздуха. Это уменьшает издержки регулировки системы воздушных каналов для получения желаемых расходов воздуха в последующих воздушных каналах.
Коэффициенты потери давления указанных по меньшей мере двух дроссельных устройств обычно находятся друг к другу в отношении, которое соответствует квадратному отношению скоростей воздушного течения в области указанных по меньшей мере двух выпусков воздуха. Таким образом, из желаемых скоростей течения на каждом из выпусков воздуха могут выводиться требуемые коэффициенты потери давления.
Коэффициенты потери давления указанных по меньшей мере двух дроссельных устройств могут быть выбраны таким образом, чтобы возникающая на каждом из дроссельных устройств потеря давления соответствовала по меньшей мере двойной потере давления системы воздушных каналов, подключенной к выпуску воздуха. Эта потеря давления на дроссельных устройствах может также соответствовать многократной потере давления системы воздушных каналов, подключенной к выпуску воздуха. Этот метод обладает тем преимуществом, что дроссельные устройства снижают нелинейные свойства расходов воздуха и вместе с тем также непредсказуемые эффекты точной регулировки расходов воздуха на выпусках воздуха.
Например, коэффициенты потери давления указанных по меньшей мере двух дроссельных устройств могут быть соответственно больше 7. Это значение обеспечивает, что потеря давления на соответствующем дроссельном устройстве в нормальном случае у транспортных средств больше, чем потеря давления последующих воздушных каналов.
Указанные по меньшей мере два дроссельных устройства могут быть предпочтительно образованы каждое перфорированной пластиной. При этом перфорированные пластины могут иметь отношение толщины пластины к диаметру отверстий больше 1,5. Это имеет то преимущество, что перфорированные пластины проявляют действие выпрямителя, так что воздействие нелинейных свойств воздушных течений дополнительно уменьшается. Также благодаря функции выпрямителя перфорированных пластин эффективно сокращаются неблагоприятные эффекты срыва на заслонках отопления/охлаждения, которыми, как правило, оснащены воздухораспределительные коробки.
Между впуском воздуха и воздухоразделительной камерой может быть предусмотрено звукоизоляционное устройство. Такие звукоизоляционные устройства идеальным образом рассчитаны на уменьшение завихрений воздушного течения. Предпочтительно при этом звукоизоляционное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы воздушный поток, приходящий от впуска воздуха, распределялся на несколько расположенных рядом друг с другом участков течения и снова объединялся за звукоизоляционным устройством. Отсюда получается функция распределения воздуха звукоизоляционного устройства, которая, как пояснялось выше, предпочтительна для позднейшей точной регулировки системы воздушных каналов в рельсовом транспортном средстве.
Один из примеров осуществления изобретения поясняется еще подробнее ниже со ссылкой на чертежи. Показано:
фиг. 1 - вид поперечного сечения воздухораспределительной коробки для подключения к последующим воздушным каналам внутри рельсового транспортного средства, и
фиг. 2 - вид в перспективе воздухораспределительной коробки с фиг. 1.
Как наглядно показано на фиг. 1, воздухораспределительная коробка 1 имеет впуск 2 воздуха, который обычно может быть подключен к устройству кондиционирования рельсового транспортного средства. От впуска 2 воздуха воздух, транспортируемый внутрь рельсового транспортного средства, сначала течет через звукоизоляционное устройство 3, которое в изображенном примере осуществления образовано четырьмя расположенными рядом друг с другом, находящимися каждый под небольшим углом друг к другу участками 4 течения. После выхода из звукоизоляционного устройства 3 втекающий воздух попадает в воздухоразделительную камеру 4 внутри воздухораспределительной коробки 1, в которой воздушный поток, приходящий от впуска 2 воздуха, разделяется на два отдельных воздушных потока, как это наглядно показано стрелками на фиг. 1.
Воздухораспределительная коробка 1 оснащена двумя выпусками 5, 6 воздуха, через которые соответствующие отдельные воздушные потоки транспортируются к последующим воздушным каналам, подключенным к выпускам 5, 6.
При этом для каждого из выпусков 5, 6 воздуха предусмотрено выполненное в виде перфорированной пластины 7, 8 дроссельное устройство, причем каждая перфорированная пластина 7, 8 расположена между предусмотренным для нее выпуском 5, 6 воздуха и воздухоразделительной камерой 4. Между перфорированными пластинами 7, 8 и предусмотренными выпусками 5, 6 воздуха отдельные воздушные потоки направляются по канальным элементам 9, 10.
Перфорированные пластины 7, 8 имеют коэффициенты потери давления, которые выбраны таким образом, что на выпусках 5, 6 воздуха получается заданное значение отношения расходов воздуха двух отдельных воздушных потоков. При этом отношение коэффициентов потери давления перфорированных пластин 7, 8 соответствует квадратному отношению скоростей течения в области выпусков 5, 6 воздуха.
Перфорированные пластины 7, 8 имеют отношение толщины пластины к диаметру отверстия больше 1,5, так что перфорированные пластины 7, 8 обладают дополнительными свойствами выпрямителя (Идельчик, Справочник по гидравлическим сопротивлениям, издательство Шпрингер, 1986 г., страница 404, график 8-3).
Например, одна из перфорированных пластин 7, 8 может быть толщиной 30 мм, иметь отверстия с диаметром 20 мм, а также живое сечение прибл. 35%. Такая перфорированная пластина имеет коэффициент потери давления прибл. 7,5. Это значение обеспечивает, что коэффициент потери давления перфорированной пластины 7, 8 соответствовал бы по меньшей мере двойной потере давления обычных подключенных к выпускам 5, 6 воздуха систем воздушных каналов рельсовых транспортных средств. Чтобы производить намеченную грубую регулировку отношения расходов воздуха на выпусках 5, 6, следует соответственно выбирать коэффициенты потери давления перфорированных пластин 7, 8. Например, коэффициенты потери давления 7,5 и 12,0 для перфорированных пластин 7, 8 в показанной системе кондиционирования приводят к отношению расходов воздуха 1:18. Другие отношения могут реализовываться путем надлежащей регулировки коэффициентов потери давления применяемых перфорированных пластин.
Перфорированные пластины 7, 8 расположены по существу перпендикулярно воздушным течениям, действующим в их области, так что они создают желаемую потерю давления, прежде чем отдельные воздушные потоки выйдут из воздухораспределительной коробки на выпусках 5 и 6 воздуха.
Осуществляемая с помощью перфорированных пластин 7, 8 грубая регулировка распределения расхода для разных конфигурация вагонов рельсовых транспортных средств на воздухораспределительной коробке 1 сокращает издержки регулировки на отдельных вагонах (хвостовых вагонах, средних вагонах), так как необходимо производить только лишь точную регулировку. Эффекты точной регулировки уменьшаются за счет выпрямляющего действия как звукоизоляционного устройства 3, так и перфорированных пластин 7, 8 вследствие подавления нелинейных свойств. Положительный эффект грубой регулировки распределения расхода, осуществляемой с помощью перфорированных пластин 7, 8, может заключаться в том, что необходимые до сих пор воздухонаправляющие устройства, такие как направляющие щитки и отводы, могут при известных условиях отсутствовать.