СИСТЕМА ПОДАЧИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО ВОЗДУХА ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2012 года по МПК B61C5/02 

Изобретение относится к системе подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспортного средства согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

В рельсовых транспортных средствах, в частности, при подаче свежего воздуха для охладителя в зимних условиях возникают особые трудности. При снегопаде, соответственно, при всасывании завихряемого возникающим при движении воздушным потоком снега, разделительные решетки охладителей могут покрываться льдом, так что уменьшается, соответственно, полностью прекращаться подача свежего воздуха.

Для решения этой проблемы предлагалось всасывать возможно свободный от снега воздух в зоне крыши. Предпринимались также попытки осуществлять центробежное отделение попадающего на разделительные решетки снега, что, однако, приводит к удовлетворительным результатам лишь при небольших до средних массовых потоках воздуха.

При электрическом нагревании разделительной решетки можно расплавлять собирающийся снег в прерывистом режиме при остановке транспортного средства. Однако непрерывный режим электрического нагревания решетки является энергетически нецелесообразным при средних до больших массовых потоках воздуха в соединении с низкими наружными температурами, например, зимой, поскольку для расплавления снега на решетке может требоваться примерно столько же электрической энергии нагревания, сколько тепла необходимо отводить с помощью расположенного за разделительной решеткой охладителя.

Исходя из этого, в основу изобретения положена задача такой модификации указанной в начале системы подачи охлаждающего воздуха относительно ее работы в зимних условиях, чтобы с небольшими затратами обеспечивать уменьшенное обледенение разделительной решетки.

Эта задача решена тем, что между отдающей тепло поверхностью охладителя и разделительной решеткой предусмотрен, по меньшей мере, один тепловой мост.

Таким образом, достигается, что возникающее на охладителе отходящее тепло целенаправленно используется для повышения температуры разделительной решетки. За счет этого эффективно предотвращается обледенение разделительной решетки, соответственно, ее забивание снегом.

Предпочтительно может быть предусмотрено несколько тепловых мостов, которые по существу равномерно распределены между разделительной решеткой и отдающей тепло поверхностью охладителя.

Указанный охладитель может быть согласован с некоторым электрическим или другим подлежащим охлаждению компонентом рельсового транспортного средства. Примерами таких компонентов являются: тяговые преобразователи, вспомогательные преобразователи, тяговые электродвигатели (электрические, охлаждаемые жидкостью), трансформаторы, устройства заряда аккумуляторов, двигатели внутреннего сгорания, генераторы и коробки передач/вагонные замедлители.

Предпочтительно, по меньшей мере, один тепловой мост выполнен в виде пластины, которая проходит от отдающей тепло поверхности охладителя вплоть до зоны разделительной решетки. При выполнении разделительной решетки возможны различные варианты, например, в виде центробежного отделителя отложений с круглым поперечным сечением. В этом случае пластина теплового моста может быть снабжена отверстиями для размещения соответствующего элемента центробежного отделителя отложений, при этом элементы могут быть соединены с возможностью переноса тепла, по меньшей мере, с одним тепловым мостом. При этом элементы разделительной решетки (например, центробежного отделителя отложений) расположены в направлении потока охлаждающего воздуха непосредственно перед охладителем.

Для подходящего отвода отложений элементы разделительной решетки расположены предпочтительно вертикально, пластина теплового моста в этом случае проходит горизонтально. Это имеет то преимущество, что отложения можно отводить под действием силы тяжести вниз из охлаждающей системы.

Ниже приводится подробное пояснение примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг.1 - система подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспортного средства, на виде сбоку, и

фиг.2 - система подачи охлаждающего воздуха, согласно фиг.1, на виде сверху.

За счет своего наружного расположения, разделительная решетка 1 в зимних условиях подвергается экстремальному воздействию окружения. Это означает, что разделительная решетка 1 может забиваться снегом или покрываться льдом.

Для предотвращения этого используется отходящее тепло охладителя 2. Охладитель 2 содержит трубопровод 4 для охлаждающей среды, в котором находится нагретая охлаждающая среда. Отдаваемое охлаждающей средой количество тепла переносится на наружную поверхность охладителя 2, которая обычно имеет лучше распознаваемую на фиг.2 ребристую структуру. Отдающая тепло наружная поверхность охладителя 2 и при необходимости трубопровод 4 для охлаждающей среды соединены через пластины 5 теплового моста с разделительной решеткой 1, при этом пластины 5 теплового моста расположены по существу равномерно по вертикали друг над другом между разделительной решеткой 1 и охладителем 2. Через пластины 5 теплового моста исходящее первоначально из охлаждающей среды тепло, которое передается через наружную поверхность охладителя 2 на пластины 5 теплового моста, переносится в разделительную решетку 1, так что в ней может происходить повышение температуры.

Из фиг.2 следует, что каждая из пластин 5 теплового моста снабжена несколькими отверстиями 6, которые служат каждое для размещения элемента центробежного отделителя отложений. Элементы 7 центробежного отделителя отложений вставляются в отверстия 6 и соединяются с возможностью переноса тепла с пластиной 5 теплового моста. Теплопроводное соединение можно реализовать различным образом и в различных комбинациях, например, посредством зажима элементов 7 центробежного отделителя отложений в разбортованных отверстиях 6 пластины теплового моста или посредством соединения с замыканием по материалу (пайки, сварки) с пластиной 5 теплового моста.

Поскольку элементы 7 разделительной решетки (например, элементы центробежного отделителя отложений) расположены вертикально, то отделяемые отложения, например, снег, на основании действия земного ускорения падают вниз из разделительного элемента 7. Если разделительные решетки 1 покрыты льдом, то тепло переносится через пластины 5 теплового моста с охладителя 2 на забитую льдом, соответственно, снегом разделительную решетку 1. Таким образом, с одной стороны, обеспечивается отвод тепла из охладителя 2, и, с другой стороны, освобождается (частично) ото льда разделительная решетка 1.

Изобретение относится к системам подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспорта. Система подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспортного средства содержит, по меньшей мере, один охладитель (2) для поддерживания температуры выделяющего тепло компонента (М) рельсового транспортного средства, такого как электрический или дизельный приводной агрегат, разделительную решетку (1) для впуска свежего воздуха и вентилятор (3) для всасывания свежего воздуха через разделительную решетку (1) в направлении охладителя (2). Между отдающей тепло поверхностью охладителя (2) и разделительной решеткой (1) предусмотрен, по меньшей мере, один тепловой мост (5). Изобретение уменьшает обледенение разделительной решетки и снижает энергетические затраты. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система подачи охлаждающего воздуха для рельсового транспортного средства, содержащая, по меньшей мере, один охладитель (2) для поддерживания температуры выделяющего тепло компонента (М) рельсового транспортного средства, такого как электрический или дизельный приводной агрегат, разделительную решетку (1) для впуска свежего воздуха и вентилятор (3) для всасывания свежего воздуха через разделительную решетку (1) в направлении охладителя (2), отличающаяся тем, что между отдающей тепло поверхностью охладителя (2) и разделительной решеткой (1) предусмотрен, по меньшей мере, один тепловой мост (5).

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрено несколько тепловых мостов (5), которые по существу равномерно распределены между разделительной решеткой (1) и отдающей тепло поверхностью охладителя (2).

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один тепловой мост (5) выполнен в виде пластины.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один тепловой мост (5) имеет отверстия (6) для соответствующего размещения элемента (7) центробежного отделителя отложений, при этом элементы (7) соединены с возможностью переноса тепла, по меньшей мере, с одним тепловым мостом (5).

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один тепловой мост (5) проходит горизонтально между разделительной решеткой (1) и охладителем (2).