本實(shí)用新型屬于高速軌道車的空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)于有平順化要求的高速軌道車輛中空調(diào)冷凝風(fēng)的進(jìn)、出風(fēng)的氣流梳理裝置。

背景技術(shù)：

安裝在軌道車輛頂部的空調(diào)是調(diào)節(jié)旅客舒適度的重要裝置。頂置式軌道車輛空調(diào)的冷凝側(cè)進(jìn)出風(fēng)方式分為有兩種：頂進(jìn)側(cè)出，即氣流首先從冷凝風(fēng)機(jī)進(jìn)入冷凝腔，然后經(jīng)過(guò)換熱器熱交換后排出到外界大氣；側(cè)進(jìn)頂出，即氣流首先經(jīng)過(guò)熱交換器，然后被冷凝風(fēng)機(jī)排出到外界大氣。

當(dāng)空調(diào)位于在軌道車輛頂部時(shí)，為了便于冷凝側(cè)的空氣循環(huán)，國(guó)內(nèi)外通常采用空調(diào)凸出車體表面一定高度的設(shè)計(jì)，對(duì)于高速軌道車輛尤其如此。通常采取的措施是在出風(fēng)側(cè)安裝擾流條，安裝擾流條后，由于高速氣流在擾流條處產(chǎn)生流動(dòng)分離，在擾流條下游區(qū)域形成低壓區(qū)，有利于冷凝出風(fēng)，從而保證了空調(diào)制冷效果。

研究表明，隨著軌道車輛車速的提高，突出車體表面的設(shè)計(jì)造成的氣動(dòng)阻力成倍增加。為此，提出了軌道車輛頂部平順化的要求，即空調(diào)與車體表面平齊。

軌道車輛靜止或者低速運(yùn)行時(shí)，車體表面附近氣流的動(dòng)壓力較小，無(wú)論對(duì)于頂進(jìn)側(cè)出還是側(cè)進(jìn)頂出的空調(diào)，冷凝風(fēng)機(jī)所做的功都足以克服外界低速氣流的阻力，從而保證空調(diào)系統(tǒng)有足夠的冷凝風(fēng)量來(lái)進(jìn)行熱交換達(dá)到額定的制冷效果。

隨著軌道車輛運(yùn)行速度的逐步提高，軌道車輛高速運(yùn)行時(shí)，軌道車輛周圍的空氣流場(chǎng)對(duì)空調(diào)性能影響凸顯出來(lái)：車體表面附近的氣流具有很大的動(dòng)壓力，而冷凝風(fēng)機(jī)的功率大小是有限制的，因此隨著軌道車輛運(yùn)行速度的提高，尤其對(duì)于有平順化要求的軌道車輛即空調(diào)與列車表面平齊，不允許在出風(fēng)側(cè)安裝凸出擾流條，這就造成冷凝風(fēng)量會(huì)迅速減小，導(dǎo)致空調(diào)制冷效果下降良，影響了旅客乘坐的舒適。此現(xiàn)象在時(shí)速300公里以上的高速軌道車輛表現(xiàn)的尤為嚴(yán)重，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有應(yīng)用于平順化軌道車輛空調(diào)的有效解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種適用于高速軌道車輛中空調(diào)冷凝風(fēng)的氣流梳理裝置，通過(guò)加裝格柵結(jié)構(gòu)，可以使軌道車輛高速運(yùn)行時(shí)空調(diào)有足夠的冷凝風(fēng)量，從而確?？照{(diào)的制冷效果，提高旅客的乘坐舒適性。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種適用于高速軌道車輛中空調(diào)冷凝風(fēng)的氣流梳理裝置，所述氣流梳理裝置為格柵結(jié)構(gòu)、分別設(shè)置在空調(diào)冷凝進(jìn)、出風(fēng)口位置。

進(jìn)一步地，所述格柵結(jié)構(gòu)中格柵的形狀為矩形、扇形或菱形。

進(jìn)一步地，所述格柵結(jié)構(gòu)中格柵之間的中心間距Lmm為0.2—0.5倍的軌道車輛最高運(yùn)行速度Vkm/h。

進(jìn)一步地，所述格柵結(jié)構(gòu)的高度Hmm為0.05—0.3倍的軌道車輛最高運(yùn)行速度Vkm/h。

進(jìn)一步地，所述格柵結(jié)構(gòu)的底部距離空調(diào)冷凝風(fēng)機(jī)扇葉頂部的距離N為10 mm—40mm

采用本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果：1）本實(shí)用新型改善了軌道車輛高速運(yùn)行時(shí)冷凝風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出風(fēng)環(huán)境，保證了軌道車輛高速運(yùn)行時(shí)空調(diào)有足夠的冷凝風(fēng)量，確?？照{(diào)的制冷效果，提高旅客的乘坐舒適性；2）本實(shí)用新型改善了軌道車輛高速運(yùn)行時(shí)冷凝風(fēng)機(jī)的進(jìn)、出風(fēng)環(huán)境的同時(shí)使冷凝風(fēng)機(jī)扇葉受力得到了明顯改善，降低了空調(diào)噪音并提高了冷凝風(fēng)機(jī)使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型安裝在軌道車輛上安裝位置的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型與冷凝風(fēng)機(jī)的安裝位置示意圖；

圖4是軌道車輛靜止時(shí)的冷凝進(jìn)風(fēng)狀態(tài)圖；

圖5是傳統(tǒng)軌道車輛高速時(shí)的冷凝進(jìn)風(fēng)狀態(tài)圖；

圖6是安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛高速時(shí)的冷凝進(jìn)風(fēng)狀態(tài)圖；

圖7是傳統(tǒng)軌道車輛和安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛在高速運(yùn)行時(shí)冷凝風(fēng)機(jī)扇葉受力的對(duì)比圖；

圖8是傳統(tǒng)軌道車輛和安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛在高速運(yùn)行時(shí)冷凝總風(fēng)量的對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

參看附圖1-3，一種適用于高速軌道車輛中空調(diào)冷凝風(fēng)的氣流梳理裝置，所述氣流梳理裝置為格柵結(jié)構(gòu)1、分別設(shè)置在空調(diào)冷凝進(jìn)、出風(fēng)口位置。所述格柵結(jié)構(gòu)1中格柵的形狀為矩形、扇形或菱形。所述格柵結(jié)構(gòu)1中格柵之間的中心間距Lmm為0.2—0.5倍的軌道車輛最高運(yùn)行速度Vkm/h。所述格柵結(jié)構(gòu)1的高度Hmm為0.05—0.3倍的軌道車輛最高運(yùn)行速度Vkm/h。所述格柵結(jié)構(gòu)1的底部距離空調(diào)冷凝風(fēng)機(jī)2扇葉頂部的距離N為10 mm—40mm。

對(duì)于有平順化要求的高速軌道車輛，本實(shí)用新型適用于軌道車輛空調(diào)的冷凝風(fēng)頂進(jìn)側(cè)出，或冷凝風(fēng)側(cè)進(jìn)頂出。如圖2，就是本實(shí)用新型的冷凝風(fēng)頂進(jìn)側(cè)出的結(jié)構(gòu)圖，A代表冷凝進(jìn)風(fēng)口，B代表冷凝出風(fēng)口。

參看附圖1和3，本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)是：格柵結(jié)構(gòu)1的高度H、格柵之間的中心間距L、格柵結(jié)構(gòu)1的底部距離扇葉頂部的距離N。根據(jù)理論計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證：a、對(duì)于格柵結(jié)構(gòu)1的高度H，如果H太小，則格柵結(jié)構(gòu)1不能有效梳理冷凝風(fēng)的進(jìn)出氣流，如果H太大，則會(huì)增大氣動(dòng)阻力而降低冷凝進(jìn)出風(fēng)量；b、對(duì)于格柵之間的中心間距L，如果L太小，會(huì)增大氣動(dòng)阻力而減小冷凝進(jìn)出風(fēng)量，如果L太大，則不能起到梳理冷凝風(fēng)的進(jìn)出氣流的作用；c、對(duì)于格柵結(jié)構(gòu)1的底部距離扇葉頂部的距離N，如果N太小，會(huì)出現(xiàn)縫隙風(fēng)速過(guò)高而產(chǎn)生嘯叫聲，如果N過(guò)大，則格柵梳理氣流的作用減弱。

參看附圖4為軌道車輛靜止時(shí)，冷凝進(jìn)風(fēng)氣流從各個(gè)方向比較均勻的被冷凝風(fēng)機(jī)2吸入冷凝腔。

參看附圖5，為傳統(tǒng)軌道車輛在300Km/h的速度運(yùn)行時(shí)冷凝進(jìn)風(fēng)氣流的分析狀態(tài)圖，從圖中可看出車體表面高速氣流在冷凝風(fēng)機(jī)2吸力作用下斜向后方進(jìn)入冷凝風(fēng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)區(qū)域，冷凝風(fēng)機(jī)2有效進(jìn)風(fēng)面積比軌道車輛靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)減小，造成冷凝進(jìn)風(fēng)量隨車速提高而減小。

參看附圖6，為安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛在300Km/h的速度運(yùn)行時(shí)冷凝進(jìn)風(fēng)氣流的分析狀態(tài)圖，車體表面的高速氣流在進(jìn)入冷凝風(fēng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)區(qū)域前，被進(jìn)風(fēng)位置的格柵結(jié)構(gòu)1梳理整流，比較均勻的進(jìn)入到冷凝風(fēng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)區(qū)域，使冷凝風(fēng)機(jī)2的工作環(huán)境接近于軌道車輛靜止時(shí)的狀態(tài)，保證了充足的進(jìn)風(fēng)面積，使冷凝風(fēng)機(jī)2工作保持在額定工作狀態(tài)，進(jìn)而保證了空調(diào)的冷凝進(jìn)風(fēng)量。參看附圖7，為傳統(tǒng)軌道車輛與安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛在300Km/h的速度運(yùn)行時(shí)扇葉受力分析圖，可見(jiàn)安裝有本實(shí)用新型的冷凝風(fēng)機(jī)2扇葉受力大大降低，從而降低了空調(diào)噪音并提高了冷凝風(fēng)機(jī)2使用壽命。

參看附圖8，為傳統(tǒng)軌道車輛與安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛在運(yùn)行時(shí)冷凝總風(fēng)量的對(duì)比圖，傳統(tǒng)軌道車輛的冷凝總風(fēng)量隨列車運(yùn)行速度提高而明顯下降，尤其是車速超過(guò)200公里后風(fēng)量下降趨勢(shì)更加明顯，車速300公里時(shí)總風(fēng)量比靜止時(shí)下降了60%；安裝有本實(shí)用新型的軌道車輛，由于改善了冷凝風(fēng)機(jī)2的進(jìn)風(fēng)環(huán)境和冷凝器的出風(fēng)環(huán)境，總冷凝風(fēng)量隨車速不再明顯下降，車速300公里時(shí)總風(fēng)量比車輛靜止時(shí)下降了20%，因此本實(shí)用新型在高速運(yùn)行時(shí)尤其對(duì)于時(shí)速300公里以上的高速軌道車輛有很大的積極意義。

本實(shí)用新型通過(guò)列車在實(shí)際線路高速運(yùn)行時(shí)的試驗(yàn)驗(yàn)證，空調(diào)制冷系統(tǒng)高壓壓力在車速300公里時(shí)為2.3Mpa；而傳統(tǒng)軌道車輛的空調(diào)制冷系統(tǒng)高壓壓力隨車速提高而升高，車速300公里時(shí)為2.7MPa，說(shuō)明本實(shí)用新型改善了空調(diào)的制冷效果。