ВОЗДУХОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ЛОКОМОТИВА Российский патент 2008 года по МПК B61C5/02 B60K13/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может применяться для силовой установки газотурбовоза, т.е. локомотива, работающего на углеводородном топливе или на сжиженном природном газе - СПГ.

Известна силовая установка по патенту РФ на изобретение №2137617, эта установка имеет жидкостную систему охлаждения и вентилятор для создания потока охлаждающего воздуха и может применяться как силовая установка для локомотива, но имеет низкий КПД.

Известна силовая установка по патенту РФ на изобретение №212418, которая содержит газотурбинный двигатель, с воздухозаборником, газовый тракт, соединяющий этот газотурбинный двигатель с силовой турбиной и обводной канал, который соединяет газовый тракт между турбинами и перед свободной турбиной.

Недостатком этой силовой установки является низкая экономичность, почти в 2 раза меньшая, чем у дизеля, плохие характеристики ее запуска, конкретно большое время запуска. Это связано с тем, что газодинамическое сопротивление свободной турбины имеет значительную величину и мощности стартера недостаточно для одновременной раскрутки нескольких газотурбинных двигателей и свободной турбины, с которой отбирается мощность на трансмиссию.

Известна энергетическая газотурбинная транспортируемая силовая установка по пат. РФ №2189477, которая содержит модули газогенератора, газотурбинного привода и выхлопа, соединенные между собой.

Это устройство также имеет недостатки: отсутствуют мероприятия обеспечения безопасности и эргономических свойств для обслуживающего персонала, а именно: не предусмотрено шумоглушение, теплоизоляция горячих поверхностей и противопожарная система.

Известно воздухоприемное устройство локомотива по заявке на изобретение РФ №93015753, МПК 7 В61С 5/00, опубл. 27.06.95 г., прототип.

Это воздухоприемное устройство содержит приемную камеру в форме прямоугольного параллелепипеда, с панельными очистительными устройствами и воздухозаборную камеру, соединенную с приемной камерой через отверстия в решетках, установленных на крыше и боковых стенках кузова локомотива.

Недостатки: отсутствие защиты от посторонних предметов, высокое газодинамическое сопротивление воздухоприемного устройства, плохая очистка воздуха от пыли и высокий уровень шума при работе.

Задачи создания изобретения: повышение эффективности очистки воздуха и уменьшение гидравлических потерь на входе в силовую установку.

Решение указанных задач достигнуто за счет того, что воздухоприемное устройство локомотива, содержащее внешний воздухозаборник, приемную камеру в форме прямоугольного параллелепипеда, установленную под крышей корпуса локомотива, соединенную с полостью внешнего воздухозаборника через отверстия или каналы решеток, установленных на крыше и боковых стенах корпуса локомотива, и подводящую трубу, соединяющую приемную камеру с входом силовой установки локомотива, отличающееся тем, что внешний воздухозаборник имеет в поперечном сечении П-образную форму. Подводящая труба имеет в поперечном сечении на входе прямоугольное сечение, на выходе - круглое, причем переход с прямоугольного сечения на круглое выполнен плавным. В нижней части воздухозаборника выполнены с обеих сторон карманы для сбора посторонних предметов, попадающих в воздухозаборник при работе силовой установки. Карманы оборудованы заслонками. Заслонки выполнены с дистанционно-управляемым приводом. Под решетками установлены противопылевые фильтры. Решетки выполнены съемными. Внутри воздухозаборника и/или приемной камеры установлены звукопоглощающие панели. Внутри подводящей трубы установлены звукопоглощающие панели.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень подтверждается тем, что новая совокупность существенных признаков позволила получить новый технический эффект, а именно - значительное повышение степени очистки воздуха и уменьшение гидравлических потерь на входе в силовую установку локомотива. Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации изобретения не требуется создания новых не известных из уровня техники деталей и узлов и новых технологий.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1...6, где:

- на фиг.1 приведена схема железнодорожного состава с энергетической газотурбинной силовой установкой,

- на фиг.2 - вид спереди,

- на фиг.3 - конструкция решетки, вид А,

- на фиг.4 - звукопоглощающая панель, вид. Б,

- на фиг.5 - конструкция карманов для сбора и удаления посторонних предметов с заслонками и дистанционно-управляемыми приводами,

- на фиг.6 - внешний вид подводящей трубы.

Воздухоприемное устройство локомотива содержит установленную под крышей локомотива 1 воздухоприемную камеру 2, выполненную в виде прямоугольного параллелепипеда, и внешний воздухозаборник 3. Воздухоприемная камера 2 соединена с полостью внешнего воздухозаборника 3 через отверстия или каналы Г решеток 4, установленных на крыше локомотива 1 и боковых стенах корпуса локомотива 5, и подводящую трубу 6, соединяющую приемную камеру 2 с входом силовой установки локомотива 7. При этом внешний воздухозаборник 3 имеет в поперечном сечении П-образную форму.

Подводящая труба 6 (фиг.1) имеет в поперечном сечении на входе прямоугольное сечение, на выходе - круглое, причем переход с прямоугольного сечения на круглое выполнен плавным. В нижней части воздухозаборника 3 выполнены с обеих сторон карманы 8 для сбора посторонних предметов, попадающих в воздухозаборник 3 при работе силовой установки. Карманы 8 оборудованы заслонками 9. Заслонки 9 могут быть выполнены с дистанционно-управляемым приводом 10.

Под решетками 4 или в другом месте установлены противопылевые фильтры 11, которые могут заменяться. Решетки 4 выполнены съемными.

Внутри воздухозаборника 3 и/или приемной камеры 2 установлены звукопоглощающие панели 12. Внутри подводящей трубы 6 также могут быть установлены звукопоглощающие панели 12 (фиг.4).

При работе силовой установки локомотива 7, например установки на основе газотурбинного двигателя, воздух засасывается сначала в воздухозаборник 3, потом через отверстия Б в решетке 4 и через противопылевые фильтры 11 поступает в приемную камеру 2, потом в подводящую трубу 6 и далее в силовую установку локомотива 7. Крупные посторонние предметы попадают в карманы 8 и, периодически открывая заслонку 9, удаляются наружу. Применение дистанционно-управляемого привода 10 позволяет открывать заслонки 9 машинисту. Противопылевые фильтры 11 должны периодически заменяться.

Применение звукопоглощающих панелей 12 (фиг.5) позволяет снизить уровень шума, возникающего при работе силовой установки локомотива 7.

При движении локомотива скоростной напор воздуха улучшает газодинамические характеристики воздухозаборного устройства, увеличивает расход воздуха, уменьшает потери давления в воздушном тракте, что благоприятно сказывается на экономических характеристиках силовой установки локомотива.

Применение изобретения позволило:

1. Обеспечить движение пассажирских и грузовых поездов со скоростями от 500 до 700 км/час.

2. Повысить экономичность энергетической газотурбинной силовой установки за счет уменьшения газодинамических потерь давления на входе в нее.

3. Улучшить очистку воздуха от пыли и посторонних предметов, тем самым обеспечить больший ресурс работы силовой установки локомотива.

4. Периодически удалять посторонние предметы и пыль из воздушного тракта устройства.

5. Повысило надежность силовой установки за счет исключения прямого попадания крупных посторонних предметов на вход в силовую установку локомотива и ее повреждения. Особенно это важно для силовых установок, разработанных на базе газотурбинных двигателей, т.к. попадание постороннего предмета приводит к поломке лопаток компрессора. Это достигнуто выполнением воздухозаборника П-образной формы и применением карманов для сбора посторонних предметов.

7. Уменьшить уровень шума при работе силовой энергетической установки за счет применения шумопоглощающих панелей на внутренних стенках воздухозаборника, воздухоприемной камеры и подводящей трубы.

8. Облегчить сборку, разборку и замену противопылевого фильтра за счет модульной конструкции отдельных узлов устройства.

9. Улучшить ремонтопригодность устройства.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может применяться для силовой установки газотурбовоза. Устройство содержит внешний воздухозаборник, приемную камеру в форме прямоугольного параллелепипеда и подводящую трубу, соединяющую приемную камеру с входом силовой установки локомотива. Внешний воздухозаборник имеет в поперечном сечении П-образную форму. Подводящая труба имеет в поперечном сечении на входе прямоугольное сечение, а на выходе - круглое. Переход с прямоугольного сечения на круглое выполнен плавным. В нижней части воздухозаборника выполнены с обеих сторон карманы для сбора посторонних предметов, попадающих в воздухозаборник при работе силовой установки. Приемная камера установлена под крышей корпуса локомотива. Достигается повышение эффективности очистки воздуха и уменьшение гидравлических потерь на входе в силовую установку. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Воздухоприемное устройство локомотива, содержащее внешний воздухозаборник, приемную камеру в форме прямоугольного параллелепипеда, установленную под крышей корпуса локомотива, соединенную с полостью внешнего воздухозаборника через отверстия или каналы решеток, установленных на крыше и боковых стенах корпуса локомотива, и подводящую трубу, соединяющую приемную камеру с входом силовой установки локомотива, отличающееся тем, что внешний воздухозаборник имеет в поперечном сечении П-образную форму, подводящая труба имеет в поперечном сечении на входе прямоугольное сечение, на выходе - круглое, причем переход с прямоугольного сечения на круглое выполнен плавным, в нижней части воздухозаборника выполнены с обеих сторон карманы для сбора посторонних предметов, попадающих в воздухозаборник при работе силовой установки.2. Воздухоприемное устройство локомотива по п.1, отличающееся тем, что карманы оборудованы заслонками.3. Воздухоприемное устройство локомотива по п.2, отличающееся тем, что заслонки выполнены с дистанционно-управляемым приводом.4. Воздухоприемное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что под решетками установлены противопылевые фильтры.5. Воздухоприемное устройство локомотива по п.1 или 2, отличающееся тем, что решетки выполнены съемными.6. Воздухоприемное устройство локомотива по п.1, отличающееся тем, что внутри воздухозаборника и/или приемной камеры установлены звукопоглощающие панели.7. Воздухоприемное устройство локомотива по п.6, отличающееся тем, что внутри подводящей трубы установлены звукопоглощающие панели.