Fahrzeug zur Personenbeförderung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug zur Personenbe förderung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Danach ist ein Fahrzeug zur Personenbeförderung bekannt, das mit einem Klimagerät ausgestattet ist, das einen mit einem Kältemittel betriebenen Kältekreis umfasst, wobei der Kälte kreis einen Kondensator mit zugehörigem Kondensatorlüfter zum Fördern von Kühlluft und einen zu einem Luftbehandlerteil des Klimagerätes gehörenden Verdampfer zum Temperieren von mit tels eines Zulüfters in einen Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs geförderter Zuluft aufweist.

Beim Betrieb eines solchen Fahrzeugs kann es Vorkommen, dass eine Leckage des Kältekreises des Klimagerätes auftritt, wodurch Kältemittel austreten kann. Insbesondere bei einer Leckage in unmittelbarer Nähe des Verdampfers würde austre tendes Kältemittel sich mit der dort vorhandenen Zuluft ver mischen und weiter in den Fahrgastinnenraum des Fahrzeugs ge langen. Dies ist für nicht gesundheitsschädliche Kältemittel ohne weiteres vertretbar.

Allerdings besteht Bedarf daran, auch alternative Kältemittel mit erhöhtem Risiko für die menschliche Gesundheit, wie bei spielsweise R290 (Propan), in Klimageräten von Fahrzeugen zur Personenbeförderung, insbesondere Schienenfahrzeugen aber auch Bussen, einsetzen zu können. So sind beispielsweise auch Kältemittel bekannt, deren Einsatz mit einer erheblichen Ex- plosions- oder Erstickungsgefahr verbunden sind. Vor diesem Hintergrund müssen Maßnahmen getroffen werden, um auf das Auftreten einer Leckage im Kältekreislauf zum Schutz von Fahrgästen zu reagieren.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Fahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwi- ekeln, dass auch gesundheitlich riskante Kältemittel im Käl tekreislauf einsetzbar werden.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fahrzeug gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Dabei zeichnet sich das Fahrzeug dadurch aus, dass innerhalb des Klimagerätes ein Strömungskanal für die Kühlluft und ein Strömungskanal für die Zuluft durch eine gemeinsame Trennwand strömungstechnisch voneinander getrennt sind, die Trennwand eine verschließbare Entgasungseinrichtung aufweist, die zwi schen einem geschlossenen Zustand für einen Normalbetrieb des Klimagerätes und einem geöffneten Zustand für einen Notbe trieb des Klimagerätes, bei dem die Entgasungseinrichtung den Strömungskanal für die Kühlluft und den Strömungskanal für die Zuluft unmittelbar strömungstechnisch miteinander verbin det, umschaltbar ist, und in dem mit der Zuluft beaufschlag ten Bereich des Fahrzeugs ein Detektor für das Kältemittel vorgesehen ist, der mit der Entgasungseinrichtung derart sig naltechnisch verbunden ist, dass er bei Erfassen des Käl temittels eine Betätigung der Entgasungseinrichtung zur Ein nahme ihres geöffneten Zustands auslöst.

Im Notbetrieb des Klimagerätes wird somit durch die vorgese hene Steuereinrichtung eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Strömungskanal für die Kühlluft und dem Strö mungskanal für die Zuluft hergestellt. Dabei ist es zu be rücksichtigen, dass der Kondensatorlüfter für die Kühlluft typischer Weise größer dimensioniert ist als der Zulüfter, so dass der Kühlluft-Volumenstrom regelmäßig größer als der Zu luft-Volumenstrom ist. Insofern tritt im Bereich der Entga sungseinrichtung der Bernoulli-Effekt auf, was zu einem An saugen der sich in dem Zuluftkanal befindlichen Zuluft führt, welche im Leckagefall mit Kältemittel beaufschlagt ist.

Der Kondensatorlüfter, der die Kühlluft an dem Kondensator vorbeiführt und anschließend an die Umgebung abgibt, saugt somit auch über die geöffnete Entgasungseinrichtung in den Kühlluft-Strömungskanal einströmende Zuluft an. Im Ergebnis wird somit die mit Kältemittel beaufschlagte Zuluft mit Hilfe des Kondensatorlüfters an die Umgebung abgegeben.

Dieser Absaugvorgang kann dadurch unterstützt werden, dass auf die Betriebsweise des Zulüfters eingewirkt wird. Sofern dies ausreichend ist, kann der Zulüfter leidglich gedrosselt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass der Detektor mit dem Zulüfter derart signaltechnisch verbunden ist, dass er bei Erfassen des Kältemittels eine Abschaltung des Zulüfters aus löst.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Vorgänge des Öffnens der Entgasungseinrichtung und des Abschaltens des Zulüfters zeitlich eng beieinander liegen oder zeitgleich sein können.

Zur Ausführung der strömungstechnischen Verbindungen zwischen dem Detektor einerseits und der Entgasungseinrichtung und dem Zulüfter andererseits sind verschiedene Varianten denkbar. Beispielsweise kann die signaltechnische Verbindung durch feste Verdrahtung ausgeführt sein, so dass die Erfassung des Kältemittels durch den Detektor ein z. B. binäres Signal ge neriert, welches mittel- oder unmittelbar die Entgasungsein richtung öffnet und den Zulüfter abschaltet. Alternativ dazu ist auch denkbar, dass ein Ausgangssignal des Detektors, das bei Erfassen des Kältemittels in der Zuluft erzeugt wird, ei ner ggf. zentralen Fahrzeugsteuerung zugeleitet wird, welche wiederum das einkommende Signal auswertet und in eine Betäti gung der Entgasungseinrichtung zur Einnahme ihres geöffneten Zustands und eine Abschaltung des Zulüfters umsetzt.

Vorteilhafter Weise ist der Detektor, bezogen auf die Strö mungsrichtung der Zuluft, stromabwärts des Verdampfers des Kältekreises angeordnet. Insbesondere kann er sich innerhalb des Klimagerätes befinden. Alternativ dazu ist es möglich, dass der Detektor im oder auf dem Weg zum Fahrgastinnenraum, der mit der Zuluft beaufschlagt ist. Insbesondere kann der Detektor unmittelbar hinter einer Luftverteileinrichtung für die Zuluft angeordnet sein, d.h. an derjenigen Stelle, an der die Zuluft aus einem Hauptkanal auf nachgeordnete Kanalzweige verteilt wird. In dieser Weise lässt sich eine Leckage des Kältekreislaufs zuverlässig ermitteln.

Auch die Entgasungseinrichtung ist, bezogen auf die Strö mungsrichtung der Zuluft, stromabwärts des Verdampfers des Kältekreises in der Trennwand angeordnet. Ihre Dimensionie rung im Hinblick auf einen freien Öffnungsquerschnitt kann vom Fachmann in einfacher Weise vorgenommen werden.

Bevorzugt ist die Entgasungseinrichtung als Entgasungsklappe ausgebildet. Diese kann sowohl rund als auch rechteckig ge formt sein.

Als Kältemittel kann bevorzugt Propan eingesetzt werden. Wei tere Beispiele für einsetzbare Kältemittel sind solche, für die geeignete Detektoren verfügbar und die brennbar sind, beispielsweise Butan, R600A, R-281, usw..

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Klimagerätes für ein Schienenfahrzeug,

Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausfüh rungsform einer Entgasungsklappe zum Einsatz bei dem Klimagerät von Figur 1 und

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfüh rungsform einer Entgasungsklappe zum Einsatz bei dem Klimagerät von Figur 1.

Wie Figur 1 zu entnehmen ist, weist ein Klimagerät zum Ein satz bei einem Schienenfahrzeug zur Personenbeförderung einen Kältekreis 1 mit einem Verdichter 2, einem Kondensator 3 mit zugehörigem Kondensatorlüfter 4, einem Expansionsventil 5 und einem Verdampfer 6 auf. Dabei ist das Klimagerät in einen Kondensatorteil 7 und einen Luftbehandlerteil 8 aufgeteilt.

Im Kondensatorteil 7 saugt der Kondensatorlüfter 4, der im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Einzellüfter umfasst, aus der Fahrzeugumgebung Kühlluft an, die an dem Kondensator 3 vorbeigeführt wird, diesen entwärmt und sodann das Klimage rät in Richtung Umgebung wieder verlässt.

Der Luftbehandlerteil 8 umfasst neben dem Verdampfer 6 noch einen Luftfilter 9 und eine Nachheizeinrichtung 10. Ein Zu lüfter 11 fördert zu konditionierende Luft durch das Luftfil ter 9, am Verdampfer 6 entlang und durch die Nachheizeinrich tung 10, so dass stromabwärts der Nachheizeinrichtung 10 Zu luft mit gewünschter Konditionierung für einen Fahrgastinnen- raum des Fahrzeugs vorliegt.

In Figur 1 veranschaulicht ein Pfeil PI den Volumenstrom der mittels des Kondensatorlüfters 4 angesaugten Kühlluft (z. B. 14000 Kubikmeter/Stunde) vor Erreichen des Kondensators, ein Pfeil P2 den Volumenstrom der an die Umgebung abgegebenen Kühlluft, ein Pfeil P3 von dem Zulüfter angesaugte Luft (Ab luft ggf. mit zugemischter Frischluft, z. B. ca. 3000 Kubik meter/Stunde) und ein Pfeil P4 den Volumenstrom der in Rich tung Fahrgastinnenraum über einen geeignetes Strömungskanal system eingeleiteten Zuluft.

Der Kältekreis 1 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Propan betrieben, das bei einer Leckage des Kältekreises 1 erhöhte gesundheitliche Risiken für in dem Fahrgastinnenraum befindliche Personen mit sich bringt. Zum Feststellen einer Leckage des Kältekreises 1, insbesondere im Bereich des Luft behandlerteils 8 ist, bezogen auf die Zuluft, stromabwärts des Verdampfers 6 ein Detektor 24 für Propan vorgesehen. Die ser Detektor 24 steht im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung 12 in einer signaltechni- schen Verbindung, und zwar über eine Signalleitung 13. Der Detektor 24 signalisiert der Steuereinrichtung 12 das Erfas sen von Propan in der zur Einleitung in den Fahrgastinnenraum vorgesehenen Zuluft. Die Steuereinrichtung 12 wertet dieses Signal aus und steuert sowohl den Zulüfter 6 als auch eine Entgasungsklappe 14 an, und zwar über Signalleitungen 15, 16.

Im Normalbetrieb des Klimagerätes ist die Entgasungsklappe 14, die ebenfalls stromabwärts des Verdampfers angeordnet ist, geschlossen, während sie sich in einem Notbetrieb des Klimagerätes, bei dem der Detektor 24 eine Leckage des Kälte kreises 1 festgestellt hat, geöffnet wird.

Im geöffneten Zustand schafft die Entgasungsklappe 14 einen Durchlass in einer Trennwand 17, die einen Strömungskanal 18 für die Kühlluft von einem Strömungskanal 19 für die Zuluft trennt. Die jeweiligen Strömungskanäle 18, 19 für die Kühl luft und die Zuluft werden vervollständigt durch weitere Wän de 20 (Kühlluft) und 21 (Zuluft). Somit bildet die Trennwand 17 mit der Wand 20 den Strömungskanal 18 für die Kühlluft aus, während die Wand 21 zusammen mit der Trennwand 17 den Strömungskanal 19 für die Zuluft festlegt und den Detektor 24 trägt.

Im Notbetrieb des Klimagerätes steuert die Steuereinrichtung 12 den Zulüfter 6 derart an, dass er ausreichend gedrosselt oder vollständig abgeschaltet wird, während die Entgasungs klappe 14 in ihre geöffneten Position gebracht wird. Insofern liegt nun in der Trennwand 17 ein Durchlass für Zuluft vor, die mit aufgrund der Leckage ausgetretenem Kältemittel verun reinigt ist. Der Kondensatorlüfter 4, der im Notbetrieb mit seiner maximalen Leistung betrieben sein kann, fördert in diesem Betriebszustand nicht nur die Kühlluft, sondern unter Ausnutzung des Bernoulli-Effektes auch aus dem Strömungskanal 19 die mit Kältemittel beaufschlagte Zuluft. Diese wird mit tels des Kondensatorlüfters 4 an dem Kondensator 3 vorbeige führt und an die Umgebung abgegeben. Insofern ist es möglich, den Strömungskanal 19 und damit sämtliche daran angrenzenden, Zuluft führenden Strömungskanäle mit Hilfe des Kondensator lüfters 4 zu entleeren. In dieser Weise wird eine sichere Ab führung der mit Kältemittel beaufschlagten Zuluft an die Um- gebung ermöglicht, so dass eine Gefährdung für in dem Fahr gastinnenraum befindliche Personen wirksam vermindert werden kann. Im Hinblick auf die Versorgung des Fahrgastinnenraums mit

Frischluft besteht die Möglichkeit, über eine baubedingt vor handene Fahrzeugleckage, z. B. Türen, Faltenbälge, etc., dem Fahrgastinnenraum Frischluft zuzuführen. Figur 2 zeigt eine elektronisch steuerbare Entgasungsklappe 22 in eckiger Ausführung, während Figur 3 eine Entgasungs klappe 23 in runder Ausführung darstellt. Beiden Ausführungen ist gemeinsam, dass sie mit Hilfe der Steuereinrichtung 12 zwischen einer geschlossenen Position (Normalbetrieb des Kli magerätes) und einer geöffneten Position (Notbetrieb des Kli magerätes) umschaltbar sind.