[发明专利]车辆通风系统

说明书

技术领域

本发明可用于汽车工业、轨道运输和飞机建造中，特别是由于环境污染或在自持(self-contained)模式下操作系统或为了节能而不能或不愿意利用主通风系统为充足的空气交换提供环境空气的情况下，用于构建乘客舱室的选择性智能车辆通风和空调系统。

背景技术

众所周知，在城市交通拥堵中，以与外部环境隔离的系统接近的模式(即，几乎没有外部空气流入)进行驾驶是合理的。虽然乘客舱中的氧气储备可能足以使人使用1个多小时，但由于二氧化碳(CO₂)浓度的增加不可接受，所以(5-10分钟内)会早早地出现憋闷之后中毒的效果(5-10分钟)。这种情况的发生是因为环境空气中CO₂的浓度约为0.04-0.1％，而值为0.5％对于集中工作力(这对于驾驶员来说是很重要的)就已经是有害的了，而人呼出的空气含有约3-4％的CO₂。就汽车而言，呼气中含有大量水汽，其会凝结在汽车玻璃上并降低能见度，由此会使情况更加恶化。

在现代化的大都市中，汽车长期处于交通拥挤(即，在空气污染以及许多有毒气体MPC超标的情况下)的具体时间已经从几分钟提高到几个小时。同时，如果使用内部流通模式，则不管车辆类别如何，所有交通参与者都处于相同的条件下(决定于车辆的大小和高度)，而现代的空调滤清器实际上无法为儿童或例如有呼吸疾病的人提供清洁空气偏好设置。这需要使用专门的机构和系统用于尽可能长时间地保持内部未受污染的空气体积(在客舱中)最大限度地清洁并且排除呼出的废物，同时如果需要，应该对所提供的环境空气进行最大化的过滤和净化，以防外部污染物。例如在乘用车中使用的通风系统的标准方案就不符合所述要求：在这种系统中切换到内部循环模式在几分钟内就会导致二氧化碳的量增加到2000ppm以上。这不仅对卫生(特别是对于患有早期糖尿病、血管和呼吸系统疾病等疾病的人群)有害，在道路上也可能很危险，因为实验证明，在这些条件下，驾驶员的集中力降低，同时疲劳急剧增加，这就显著地增加了负面情景的可能性。

车辆的高度反过来又决定了表层上方进气口的几何高度，其通常处于引擎盖的水平面上，即大部分污染物浓度最高的道路上方0.6-0.9米(在高度2米处，污染物浓度可以减少3-5倍)。而且，由于堵塞交通的汽车和路边的建筑物阻挡了空气团的流动，如果没有风吹，就会开始分层，其表现为气体和其他污染物依据其密度进行分布。同时，小质量的氮和氧向上位移(当排气与环境之间的温差降低时，这在高温气候特别有影响)。

从现有技术中已知各种车辆通风和空调系统，其通常包括：空气供给机构，空气排出再循环机构，用于加热或冷却供给空气或循环空气的调节器，进气过程、空气湿度、纯度等的各种控制装置(参见例如俄国申请No.2011127891/11，2011年7月7日，F01P7/00)。

这种通风系统能够整体上保持车辆内部的温度和空气成分，但不太经济有效。此外，故意从环境中摄入的空气超体积，并且不会对其成分进行初步分析，这也降低了系统的效率。

例如通过在出口歧管附近增设二氧化碳(CO₂)传感器(参见日本专No.2001153417(A)，F24F7/08，2001年6月8日)改造通风系统，或创建使用烟雾传感器来防止客舱内烟草烟雾传播的系统，从而，如果在驾驶员座椅上方检测到烟雾污染，则通风系统会将烟雾弥漫的空气从内部排出(参见日本专利No.60252019，B60H1/24，1985年12月12日)，或为通风系统配备附加机构，其通过放置在驾驶员座椅后部的空气管道并借助放置在该座椅背板上的风扇向客舱后部供给清洁的空气(参见美国申请No.2015140915，2015年5月21日，B60N2/56)，这些尝试均不能解决通风系统高效、高成本效益或自主性的问题。因此，从客舱排出和释放空气的机构是刚性固定的，从内部抽取污染的空气是由脉冲并通过所有同时可用的机构在紧急情况下非连续性发生的，即这在正常的连续运行模式下是不可能的。此外，应向客舱供给大量的来自外部的空气，以实现低浓度的呼出产物，导致设备由于要求高带宽、(在过渡阶段的情况下)高运行速度、对外面的清洁空气或强大的过滤机构的可用性而浪费了相当大的能量，而这并不总是正当的、可行的。

发明内容