СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B60H1/00 B61C17/04 

Изобретение относится к крыше кузова железнодорожного транспортного средства, содержащего систему вентиляции оборудования, расположенного на крыше этого транспортного средства, причем указанная система включает в себя первый отсек всасывания забортного воздуха, который содержит по меньшей мере одно отверстие, выходящее наружу транспортного средства, и сообщен со вторым отсеком, содержащим электрический вентилятор, охлаждающий указанное оборудование, расположенное вблизи второго отсека.

В скоростных поездах используются тормозные реостаты для перевода поезда с максимальной скорости на пониженную с целью применения классических тормозов, обычно используемых в поездах. Как правило, такие реостаты размещены в верхней части локомотивов железнодорожных поездов, и их необходимо интенсивно охлаждать для обеспечения нормальной работы.

В известных системах вентиляции реостатов, как правило, используется электрический вентилятор, обеспечивающий охлаждение реостатов. Электрический вентилятор питается воздухом, отбираемым снаружи железнодорожного транспортного средства и проходящим в поперечном направлении вагона.

Однако в таких вентиляционных установках отбор и направление наружного воздуха к электрическому вентилятору производится сложными средствами, которые не являются оптимальными для обеспечения максимально эффективного охлаждения. Действительно, средства отбора и направления наружного воздуха создают возмущения потока воздуха, которые приводят к потерям напора всасываемого воздуха, в результате чего снижается эффективность вентиляции и, следовательно, охлаждения. Кроме того, эти потери напора меняются в зависимости от направления движения железнодорожного транспортного средства, так как средства отбора и направления не могут адаптироваться к направлению перемещения железнодорожного транспортного средства.

В документе ЕР 0578549 представлена система вентиляции, адаптируемая к направлению движения поезда и позволяющая обойтись без электрического вентилятора. Эта система содержит поворотные створки, приводимые в действие силовыми цилиндрами, обеспечивая в зависимости от направления перемещения железнодорожного транспортного средства открытие воздушных каналов, подающих на реостаты охлаждающий воздух. Однако такая система является сложной и требует наличия средств управления силовыми цилиндрами для адаптации развертывания створок к направлению перемещения. Кроме того, реостатное торможение является аварийным торможением и не должно зависеть от надежности приводных средств, таких как силовые цилиндры, или средств управления для обеспечения охлаждения тормозных реостатов.

Одной из задач настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков за счет создания системы вентиляции вышеуказанного типа, позволяющей свести к минимуму потери напора всасываемого воздуха независимо от направления перемещения железнодорожного транспортного средства и не требующего наличия приводных средств или средств управления охлаждением.

Объектом изобретения является крыша кузова железнодорожного транспортного средства вышеуказанного типа, в котором первый и второй отсеки расположены на крыше железнодорожного транспортного средства и в котором первый отсек содержит множество дефлекторов, направленных от отверстия внутрь отсека и закрепленных на крыше с возможностью подачи всасываемого снаружи воздушного потока во второй отсек, причем каждый из указанных дефлекторов имеет форму, минимизирующую возмущения всасываемого воздушного потока независимо от направления перемещения железнодорожного транспортного средства.

Другими отличительными признаками крыши кузова железнодорожного транспортного средства являются следующие:

- каждый дефлектор содержит поперечную часть, расположенную по существу в поперечном направлении и доходящую до нижнего края отверстия первого отсека, направляя всасываемый снаружи воздух, и продольную часть, расположенную по существу в продольном направлении и проходящую от поперечной части внутрь первого отсека, направляя воздух от поперечной части ко второму отсеку;

- первый отсек сообщен со вторым отсеком через по меньшей мере одно отверстие, расположенное по существу в поперечном направлении;

- дефлекторы в первом отсеке распределены в продольном направлении между по меньшей мере двумя концевыми дефлекторами, между которыми расположен по меньшей мере один промежуточный дефлектор;

- один концевой дефлектор имеет по существу L-образную форму, а другой концевой дефлектор имеет по существу U-образную форму для создания в первом отсеке воздушного потока по существу L-образной формы при перемещении железнодорожного транспортного средства в одном направлении и по существу U-образной формы при перемещении железнодорожного транспортного средства в противоположном направлении;

- концевой дефлектор L-образной формы наиболее удален от второго отсека, а концевой дефлектор U-образной формы находится ближе всего ко второму отсеку;

- промежуточный дефлектор или промежуточные дефлекторы имеют форму, меняющуюся от U-образной формы до L-образной формы таким образом, что дефлекторы постепенно переходят от, по существу, U-образной формы одного концевого дефлектора к по существу L-образной форме другого концевого дефлектора;

- отверстие закрыто решеткой, содержащей множество каналов, обеспечивая пропускание наружного воздуха в первый отсек;

- в первом отсеке имеются два отверстия, выходящие наружу транспортного средства, и две группы дефлекторов, по существу симметричных относительно плоскости, проходящей по существу в продольном направлении;

- первый отсек содержит по меньшей мере одну внутреннюю стенку, расположенную по существу в продольном направлении между двумя группами дефлекторов;

- концевой дефлектор образован внутренней стенкой и уступом, проходящим от внутренней стенки до нижнего края отверстия.

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично показана часть крыши кузова железнодорожного транспортного средства с системой вентиляции в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе;

на фиг.2 схематично показан первый отсек системы вентиляции, изображенной на фиг.1, при снятой решетке, закрывающей отверстие, вид в перспективе;

на фиг.3 схематично показана система вентиляции, изображенная на фиг.1, вид сверху в разрезе.

В дальнейшем термины «продольный», «поперечный», «нижний» и «верхний» следует рассматривать в соответствии с обычными направлениями железнодорожного транспортного средства, стоящего на рельсах. Так, железнодорожное транспортное средство может перемещаться продольно в двух противоположных направлениях.

На фиг.1 показана крыша 1 кузова железнодорожного транспортного средства (не показано), в которой установлено оборудование, необходимое для его работы.

В частности, на крыше 1 установлен по меньшей мере один тормозной реостат 2, который необходимо охлаждать для обеспечения его нормальной работы. Для этого на крыше 1 установлена система 4 вентиляции, содержащая смежные первый 6 и второй 8 отсеки, причем второй отсек 8 является смежным с тормозным реостатом 2.

Первый отсек 6 предназначен для отбора воздуха снаружи железнодорожного транспортного средства и для подачи этого воздуха во второй отсек 8, содержащий электрический вентилятор (не показан), обеспечивающий охлаждение реостата 2. Таким образом, первый отсек 6 сообщен со вторым отсеком 8, который, в свою очередь, сообщен с реостатом 2 для обеспечения циркуляции воздуха.

В первом отсеке 6 выполнены два продольных отверстия 10, сообщающих наружное пространство железнодорожного транспортного средства с внутренним пространством первого отсека 6. Каждое отверстие расположено на поперечной стороне отсека 6 по обе стороны крыши 1, как показано на фиг.1. Отверстия 10 расположены симметрично относительно по существу вертикальной плоскости, проходящей в продольном направлении. Длина отверстий 10, то есть длина их нижних 12 и верхних 14 краев по существу равна длине первого отсека 6. При этом отверстия 10 изогнуты по ширине, повторяя закругленный наружный контур крышки 11, закрывающей отсеки и оборудование, расположенное на крыше 1. В продольном разрезе отверстия имеют по существу прямоугольную форму, а в поперечном разрезе - изогнутую форму. Верхние края 14 отверстий 10 разделены стенкой 16, образующей «перекрытие» первого отсека б. Таким образом, отбираемый снаружи воздух попадает в первый отсек 6 по существу в поперечном направлении с двух сторон крыши 1 через отверстия 10, как показано стрелками F₁ и F₂ на фиг.3.

Каждое отверстие 10 закрыто решеткой 18, содержащей множество воздушных каналов, позволяющих воздуху проникать в первый отсек б. Эти каналы образованы, например, между множеством планок, расположенных по существу в продольном направлении между нижним 12 и верхним 14 краями отверстия 10. Эта решетка 18 защищает внутренние элементы системы 4 вентиляции и реостата 2, предупреждая слишком сильную конденсацию влаги и препятствуя попаданию мусора в первый отсек 6.

Далее со ссылками на фиг.2 и 3 следует более подробное описание первого отсека 6.

Как показано на фиг.2 и 3, первый отсек 6 содержит по меньшей мере одну внутреннюю продольную стенку 20, проходящую вдоль отсека 6 от пола отсека 6 до стенки 16 и разделяющую указанный отсек на две боковые части 22. Как вариант, отсек 6 содержит две внутренние стенки 20, расположенные по существу параллельно друг другу практически в центре отсека 6 в поперечном направлении и делящие этот отсек на три части. Две боковые части 22 отсека являются по существу симметричными друг другу относительно по существу вертикальной продольной плоскости, проходящей через центр отсека 6. По этой причине в дальнейшем будет описана только одна из указанных боковых частей 22, так как другая часть подобна и симметрична этой части.

Каждая часть 22 сообщается со вторым отсеком 8 через отверстие 23, выполненное в стенке, разделяющей первый 6 и второй 8 отсеки. Отверстие 23 расположено в поперечном направлении, то есть по существу перпендикулярно к направлению воздушного потока снаружи транспортного средства.

Каждая часть 22 содержит группу дефлекторов 24, проходящих от отверстия 10 внутрь части 22 таким образом, чтобы всасывать воздух снаружи и направлять его к электрическому вентилятору второго отсека 8 через отверстие 23. Для этого каждый дефлектор 24 содержит поперечную часть 26, расположенную по существу поперечно до нижнего края 12 отверстия 10, и продольную часть 28, расположенную по существу продольно от поперечной части 26 внутрь части 22. Таким образом, воздушный поток, поступающий поперечно через отверстие 10, направляется поперечной частью 26 дефлектора, затем меняет направление на продольное при помощи продольной части 28 дефлектора и поступает во второй отсек 8, как показано стрелками F₁ и F₂ на фиг.3. Верхний край поперечной части 26 имеет контур, следующий форме отверстия 10, то есть высота дефлектора постепенно увеличивается от нижнего края 12 отверстия к продольной части 28, как показано на фиг.2, чтобы следовать изогнутой форме отверстия в поперечном разрезе.

Дефлекторы 24 распределены в части 22 в продольном направлении между двумя концевыми дефлекторами 30 и 32 и отстоят друг от друга, образуя каналы между двумя соседними дефлекторами для прохождения воздуха. Между концевыми дефлекторами 30 и 32 расположены промежуточные дефлекторы 33, например, два дефлектора.

Концевой дефлектор 30, наиболее удаленный от второго отсека 8, образован стенкой 20 в своей продольной части 28 и уступом 31 в своей поперечной части 26 и проходит от этой стенки 20 до нижнего края 12 отверстия 10. Таким образом, уступ 31 образует стенку дна части 22, как показано на фиг.2 и 3. Концевой дефлектор 30 имеет по существу открытую L-образную форму, то есть его поперечная часть 26 является по существу прямой и образует со стенкой 20 угол, слегка превышающий 90°. В других вариантах выполнениях, угол между поперечной 26 и продольной 28 частями концевого дефлектора 30 может меняться примерно на 5° относительно 90°.

Таким образом, когда железнодорожное транспортное средство перемещается в одном направлении, например, вперед воздух попадает сначала на концевой дефлектор 30 и направляется поперечной частью 26 к продольной части 28, образуя внутри отсека 6 поток по существу L-образной формы, как показано стрелкой F₁ на фиг.3. При движении вперед воздух поступает через отверстие 10 по существу поперечно и меняет направление в сторону второго отсека (стрелки F₁). Таким образом, L-образная форма концевого дефлектора 30 позволяет подавать воздух внутрь первого отсека 6 и поддерживать воздушный поток в направлении второго отсека 8, т.е. эта форма позволяет свести к минимуму появление возмущений в воздушном потоке и, следовательно, уменьшить потери напора в воздушном потоке, направляемом во второй отсек 8 концевым дефлектором 30 при движении вперед.

Другой концевой дефлектор 32, ближайший ко второму отсеку, имеет по существу U-образную форму, то есть его поперечная 26 и продольная 28 части изогнуты таким образом, что образуют вогнутость, обращенную в сторону второго отсека 8. Таким образом, когда железнодорожное транспортное средство движется в другом направлении, например, задним ходом, воздух попадает сначала на концевой дефлектор 32 и направляется поперечной частью 26 к продольной части 28, образуя поток, имеющую по существу U-образную форму, как показано стрелками F₂ на фиг.3. При движении задним ходом воздух попадает в отверстие 10 по существу поперечно и в направлении, противоположном направлению на второй отсек 8 (стрелки F₂). Таким образом, U-образная форма позволяет отбрасывать воздух в направлении второго отсека 8 и позволяет свести к минимуму появление возмущений в воздушном потоке и, следовательно, снизить потери напора в воздушном потоке, направляемом во второй отсек 8 концевым дефлектором 32 при движении задним ходом.

Форма промежуточного дефлектора или промежуточных дефлекторов 33, расположенных между концевыми дефлекторами 30 и 32, меняется от U-образной до L-образной, то есть дефлекторы 24 постепенно переходят от, по существу, U-образной формы концевого дефлектора 32 до по существу L-образной форме концевого дефлектора 30. Это означает, что, чем ближе находится дефлектор 33 к концевому дефлектору 30, тем меньше изогнута его поперечная часть 26, и наоборот, чем ближе дефлектор 33 к концевому дефлектору 32, тем больше изогнута его поперечная часть 26.

Таким образом, дефлекторы 33, расположенные между концевыми дефлекторами 30 и 32, тоже участвуют в направлении воздуха, уменьшая возмущения в воздушном потоке независимо от направления движения железнодорожного транспортного средства.

При движении вперед в направлении воздуха ко второму отсеку 8 участвуют концевой дефлектор 30 и в меньшей степени смежный или смежные дефлекторы 33. При движении задним ходом в направлении воздуха ко второму отсеку участвуют концевой дефлектор 32 и в меньшей степени смежный или смежные дефлекторы 33.

Таким образом, описанная выше система 4 вентиляции позволяет направлять воздух к электрическому вентилятору, сводя к минимуму потери напора в воздушном потоке независимо от направления движения железнодорожного транспортного средства, и, следовательно, оптимизировать охлаждение тормозного реостата или тормозных реостатов.

Система не содержит подвижных деталей, положение которых необходимо адаптировать к направлению движения транспортного средства, то есть направляющие аппараты неподвижны относительно крыши. Таким образом, система вентиляции является надежной и простой, и ее работа не зависит от надежности приводов или средств управления для обеспечения охлаждения тормозных реостатов.

Данная система является малогабаритной и поэтому полностью размещается на крыше железнодорожного транспортного средства, что позволяет высвободить пространство под этой крышей.

Изобретение описано применительно к охлаждению тормозных реостатов, однако очевидно, что при помощи описанной системы вентиляции можно охлаждать также другое оборудование, установленное на крыше кузова железнодорожного транспортного средства.

Система вентиляции содержит первый отсек (6) для всасывания наружного воздуха, в котором выполнено по меньшей мере одно выходящее наружу транспортного средства отверстие (10). Указанный первый отсек (6) сообщен со вторым отсеком (8), содержащим электрический вентилятор для охлаждения оборудования, расположенного вблизи второго отсека (8). Первый и второй отсеки (6, 8) расположены на крыше (1) кузова железнодорожного транспортного средства. Первый отсек (6) содержит множество дефлекторов (24), направленных от отверстия (10) внутрь отсека (6) для подачи всасываемого воздушного потока во второй отсек (6). Каждый из указанных дефлекторов (24) имеет форму, минимизирующую возмущения всасываемого воздушного потока независимо от направления перемещения железнодорожного транспортного средства. Достигается улучшение системы вентиляции железнодорожного транспортного средства без применения приводных средств. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Крыша кузова железнодорожного транспортного средства, содержащая систему вентиляции оборудования, расположенного на крыше этого транспортного средства, причем указанная система включает в себя первый отсек (6) для всасывания наружного воздуха, который содержит по меньшей мере одно выходящее наружу транспортного средства отверстие (10) и сообщен со вторым отсеком (8), содержащим электрический вентилятор для охлаждения указанного оборудования, расположенного вблизи второго отсека (8), отличающаяся тем, что первый и второй отсеки (6, 8) расположены на крыше (1) кузова железнодорожного транспортного средства, причем первый отсек (6) содержит множество дефлекторов (24), направленных от отверстия (10) внутрь этого отсека (6) и закрепленных на крыше с возможностью подачи всасываемого снаружи воздушного потока во второй отсек (8), при этом каждый из указанных дефлекторов (24) имеет форму, минимизирующую возмущения всасываемого воздушного потока независимо от направления перемещения железнодорожного транспортного средства, при этом каждый дефлектор (24) содержит поперечную часть (26), расположенную по существу в поперечном направлении и доходящую до нижнего края (12) отверстия (10) первого отсека (6), направляя всасываемый снаружи воздух, и продольную часть (28), расположенную по существу в продольном направлении и проходящую от поперечной части (26) внутрь первого отсека (6), направляя воздух от поперечной части (26) ко второму отсеку (8).

2. Крыша кузова по п.1, отличающаяся тем, что первый отсек (6) сообщен со вторым отсеком (8) через по меньшей мере одно отверстие (23), расположенное по существу в поперечном направлении.

3. Крыша кузова по п.1, отличающаяся тем, что дефлекторы (24) в первом отсеке (6) распределены в продольном направлении между по меньшей мере двумя концевыми дефлекторами (30, 32), между которыми расположен по меньшей мере один промежуточный дефлектор (33).

4. Крыша кузова по п.3, отличающаяся тем, что один концевой дефлектор (30) имеет по существу L-образную форму, а другой концевой дефлектор (32) имеет по существу U-образную форму для создания в первом отсеке (6) воздушного потока по существу L-образной формы при перемещении железнодорожного транспортного средства в одном направлении и по существу U-образной формы при перемещении железнодорожного транспортного средства в противоположном направлении.

5. Крыша кузова по п.4, отличающаяся тем, что концевой дефлектор (30) L-образной формы наиболее удален от второго отсека (8), а концевой дефлектор (32) U-образной формы является ближайшим ко второму отсеку (8).

6. Крыша кузова по любому из пп.3-5, отличающаяся тем, что промежуточный дефлектор или промежуточные дефлекторы (33) имеют форму, меняющуюся от U-образной формы до L-образной формы таким образом, что дефлекторы (24) постепенно переходят от по существу U-образной формы одного концевого дефлектора (32) к по существу L-образной форме другого концевого дефлектора (30).

7. Крыша кузова по п.1, отличающаяся тем, что отверстие (10) закрыто решеткой (18), содержащей множество каналов, пропускающих наружный воздух в первый отсек (6).

8. Крыша кузова по п.1, отличающаяся тем, что в первом отсеке (6) имеются два отверстия (10), выходящих наружу транспортного средства, и две группы дефлекторов (24), по существу симметричных относительно плоскости, проходящей по существу в продольном направлении.

9. Крыша кузова по п.6, отличающаяся тем, что первый отсек (6) содержит по меньшей мере одну внутреннюю стенку (20), расположенную по существу в продольном направлении между двумя группами дефлекторов (24).

10. Крыша кузова по п.8, отличающаяся тем, что первый отсек (6) содержит по меньшей мере одну внутреннюю стенку (20), расположенную по существу в продольном направлении между двумя группами дефлекторов (24).

11. Крыша кузова по п.9, отличающаяся тем, что концевой дефлектор (30) образован внутренней стенкой (20) и уступом (31), проходящим от внутренней стенки (20) до нижнего края (12) отверстия (10).