УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2019 года по МПК B61D27/00 B61C17/04 B61D17/00 

Изобретение относится к устройству с по меньшей мере одним компонентом, предназначенному для оборудования транспортного средства, в частности, железнодорожного транспортного средства.

Изобретение может быть использовано, например, для охлаждения электронных компонентов, в частности, тормозных резисторов. Некоторые тормозные системы железнодорожных транспортных средств могут вырабатывать электрическую энергию во время торможения. Такие тормозные системы включают в себя тормозные резисторы, которые могут рассеивать часть электрической энергии, выработанной во время торможения.

Такие тормозные системы, как правило, охлаждаются с помощью специального устройства. В общем, такое охлаждающее устройство содержит вентиляторы и/или по меньшей мере один контур теплового насоса.

Задачей изобретения, в частности, является создание системы охлаждения электронных компонентов, являющейся более экономичной, чем существующие в настоящее время системы, и, в то же время, обеспечивающей столь же эффективное охлаждение.

Для решения этой задачи предложено устройство для охлаждения по меньшей мере одного компонента, предназначенное для установки на транспортном средстве, в частности, на железнодорожном транспортном средстве и содержащее:

- корпус, приспособленный к установке на крыше транспортного средства и имеющий две боковые и верхнюю стенки, образующие отсек для каждого компонента;

- каждый отсек образует воздуховод, в котором установлен соответствующий компонент и который проходит между по меньшей мере одним боковым воздухоприемным отверстием, выполненным в одной из боковых стенок, и одним верхним выходным отверстием, выполненным в верхней стенке;

- каждое боковое отверстие имеет симметричную форму относительно центральной плоскости, перпендикулярной боковой и верхней стенкам;

- каждый воздуховод для каждого бокового отверстия содержит переднюю часть, которая проходит от этого бокового отверстия к соответствующему компоненту и ограничена по существу плоскими верхней и нижней поверхностями и изогнутыми передней и задней поверхностями, которые сближаются между собой в направлении от бокового отверстия к компоненту.

При движении транспортного средства воздух входит через каждое боковое воздухоприемное отверстие, поступает в воздуховод и проходит по нему до выходного отверстия. Проходящий по воздуховоду воздух контактирует с установленным в этом воздуховоде компонентом, охлаждая его.

Таким образом, система охлаждения согласно настоящему изобретению не требует вентилятора или теплового насоса, и, следовательно, ее себестоимость ниже, чем у известных систем, в частности, не требуется энергия для охлаждения компонентов, что обеспечивает дополнительную экономию.

Охлаждающее устройство согласно настоящему изобретению может также обладать одним или несколькими следующими особенностями, которые могут использоваться по отдельности или в комбинации друг с другом:

- каждое боковое воздухоприемное отверстие расположено напротив соответствующего компонента;

- каждое верхнее выходное отверстие расположено непосредственно напротив соответствующего компонента;

- для каждого компонента в корпусе выполнены два боковых воздухоприемных отверстия, каждое из которых расположено на соответствующей боковой стенке;

- каждое верхнее отверстие имеет симметричную форму относительно центральной плоскости, перпендикулярной верхней и боковым стенкам;

- для каждого верхнего отверстия на верхней стенке выполнен, по меньшей мере, один отклоняющий элемент, выступающий вверх от поверхности верхней стенки и проходящий вдоль передней или задней кромки верхнего отверстия перпендикулярно боковым стенкам;

- для каждого верхнего отверстия на верхней стенке выполнены два отклоняющих элемента, проходящих вдоль передней и задней кромок верхнего отверстия;

Объектом изобретения также является железнодорожное транспортное средство, на крыше которого установлено указанное выше устройство, расположенное например, в нише этой крыши.

Изобретение станет более понятным из дальнейшего описания одного из возможных вариантов его осуществления со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показано железнодорожное транспортное средство с охлаждающим устройством в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг. 2 - охлаждающее устройство, установленное на железнодорожном транспортном средстве, показанном на фиг. 1, вид в увеличенном масштабе;

на фиг. 3 - то же, но с непоказанными некоторыми стенками.

На фиг. 1 показано железнодорожное транспортное средство 10 с установленным на нем охлаждающим устройством 12 в соответствии с одним из возможных вариантов осуществления изобретения.

Используемые в настоящем описании термины «передний» и «задний» соответствуют направлению движения транспортного средства. Железнодорожное транспортное средство такого типа, как правило, может совершать движение в двух противоположных направлениях, так что передняя и задняя части транспортного средства могут меняться местами в зависимости от направления движения.

Железнодорожное транспортное средство 10 обычно содержит по меньшей мере один компонент 14, который необходимо охлаждать, например, по меньшей мере один электронный компонент, в частности, резистор или комплект тормозных резисторов. Охлаждающее устройство 12 предназначено для охлаждения каждого компонента 14.

В рассматриваемом примере, как показано на фиг. 3, устройство 12 охлаждает три группы компонентов 14.

Железнодорожное транспортное средство 10 содержит по меньшей мере один вагон, на крыше 16 которого установлено охлаждающее устройство 12. Например, если железнодорожное транспортное средство 10 содержит несколько вагонов, охлаждающее устройство 12 устанавливают на крыше моторного вагона этого транспортного средства 10.

Предпочтительно, крыша 16 транспортного средства содержит нишу 18, в которой охлаждающее устройство 12 расположено так, чтобы оно не выступало или немного выступало над крышей 16.

Как показано на фиг. 2 и 3, охлаждающее устройство 12 содержит корпус 20, имеющий боковые стенки 22 и верхнюю стенку 24. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения корпус 20 также содержит наклонные промежуточные стенки 26, каждая из которых проходит в поперечном направлении между соответствующей боковой стенкой 22 и верхней стенкой 24.

Корпус 20 установлен в нише 18 так, чтобы верхняя стенка 24 располагалась практически заподлицо с крышей 16 железнодорожного транспортного средства.

Корпус 20 определяет границы отсека 28 для каждого компонента или группы компонентов 14. Например, как показано на фиг. 3, два прилегающих друг к другу отсека 28 разделены непроницаемой стенкой 30, расположенной перпендикулярно верхней стенке 24 и боковым стенкам 22.

Каждый отсек 28 имеет по меньшей мере одно боковое воздухоприемное отверстие 32, выполненное в одной из боковых стенок 22, и одно верхнее воздуховыпускное отверстие 34, выполненное в верхней стенке 24.

Кроме того, каждый отсек 28 образует воздуховод, в котором расположен соответствующий компонент или группа компонентов 14. Указанный воздуховод проходит между каждым боковым воздухоприемным отверстием 32 и верхним выходным отверстием 34.

Предпочтительно, в каждом отсеке 28 имеются два боковых воздухоприемных отверстия 32, каждое из которых выполнено в соответствующей боковой стенке 22, то есть с каждой стороны компонента или группы компонентов 14, установленных в отсеке 28.

Предпочтительно, каждое воздухоприемное отверстие 32 выполнено напротив соответствующего компонента или группы компонентов 14, а каждое выходное отверстие 34 выполнено непосредственно над соответствующим компонентом или группой компонентов 14. Таким образом, поток воздуха в отсеке 28 проходит непосредственно из воздухоприемных отверстий 32 в выходное отверстие 34, обдувая компонент или их группу.

Необходимо отметить, что в железнодорожном транспортном средстве охлаждающее устройство 12 должно работать независимо от направления движения этого транспортного средства.

Для этого каждое верхнее отверстие 34 выполнено симметричным относительно соответствующей центральной плоскости, перпендикулярной верхней стенке 24 и боковым стенкам 22. Аналогичным образом, каждое боковое отверстие 32 имеет симметричную форму относительно соответствующей центральной плоскости, перпендикулярной боковой стенке 22 и верхней стенке 24.

Такие симметричные формы верхнего и боковых отверстий обеспечивают безопасную эффективную работу охлаждающего устройства 12 независимо от направления движения железнодорожного транспортного средства 10.

Предпочтительно, для каждого бокового воздухоприемного отверстия 32 каждый воздуховод 28 содержит переднюю часть 36, соединяющую указанное боковое отверстие 32 с соответствующим компонентом 14. Эта передняя часть 36 образована верхней поверхностью 36А и нижней поверхностью 36В, которые являются практически плоскими и параллельными друг другу, а также изогнутыми передней и задней поверхностями 36С, сходящимися друг к другу от бокового отверстия 32 к компоненту 14. Таким образом, передняя часть 36 имеет форму, способствующую увеличению скорости воздушного потока, что оптимизирует охлаждение компонента 14.

Кроме того, для каждого верхнего отверстия 34 на верхней стенке 24 выполнен по меньшей мере один отклоняющий элемент 38, выступающий вверх от поверхности верхней стенки 24 и проходящий вдоль передней или задней кромки верхнего отверстия 34 перпендикулярно боковым стенкам 22. Каждый отклоняющий элемент 38 может иметь, например, треугольную форму.

Чтобы работа охлаждающего устройства 12 являлась оптимальной независимо от направления движения железнодорожного транспортного средства, каждое верхнее отверстие 34 снабжено двумя отклоняющий элементами 38, один из которых проходит вдоль передней кромки, а другой - вдоль задней кромки верхнего отверстия 34.

Отклоняющий элемент 38, расположенный вдоль передней кромки, обеспечивает отклонение потока воздуха, проходящего вдоль крыши 16 железнодорожного транспортного средства 10, так что указанный воздушный поток протекает мимо верхнего отверстия 34 и не заходит в отсек 28 через верхнее отверстие 34. Данный отклоняющий элемент 38 также создает разрежение над верхним отверстием 34, что улучшает прохождение воздушного потока в нише 18 от бокового воздухоприемного отверстия 32 к верхнему выходному отверстию 34.

Следует отметить, что изобретение не ограничивается вышеописанным вариантом его осуществления и может быть реализовано с различными изменениями и модификациями, не выходящими за пределы формулы изобретения.

В частности, охлаждающее устройство 12 может быть использовано для охлаждения и других компонентов.

Кроме того, охлаждающее устройство 12 может использоваться на транспортных средствах других типов, например, на автодорожных или воздушных транспортных средствах. В этом случае можно не обеспечивать симметричность работы в зависимости от направления движения транспортного средства.

Охлаждающее устройство (12) согласно изобретению содержит расположенный на крыше (16) транспортного средства корпус (20) с двумя боковыми (22) и одной верхней (24) стенками, которые образуют отсек для каждого электрического компонента. Каждый отсек образует воздуховод, в котором установлен соответствующий компонент. Воздуховод проходит между по меньшей мере одним боковым воздухоприемным отверстием (32), выполненным в одной из боковых стенок (22), и одним верхним выходным отверстием (34), расположенным на верхней стенке (24). Охлаждающее устройство установлено на крыше железнодорожного транспортного средства. Изобретение обеспечивает повышение эффективности охлаждения компонента. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента транспортного средства, предназначенное для установки на транспортном средстве, в частности железнодорожном, характеризующееся тем, что содержит корпус, приспособленный к установке на крыше транспортного средства и имеющий две боковые и верхнюю стенки, образующие отсек для каждого электрического компонента; каждый отсек образует воздуховод, в котором установлен соответствующий электрический компонент и который проходит между по меньшей мере одним боковым воздухоприемным отверстием, выполненным в одной из боковых стенок, и одним верхним выходным отверстием, выполненным в верхней стенке; при этом каждое боковое отверстие имеет симметричную форму относительно центральной плоскости, перпендикулярной боковой и верхней стенкам, а каждый воздуховод для каждого бокового отверстия содержит переднюю часть, которая проходит от этого бокового отверстия к соответствующему электрическому компоненту и ограничена по существу плоскими верхней и нижней поверхностями и изогнутыми передней и задней поверхностями, которые сближаются между собой в направлении от бокового отверстия к электрическому компоненту.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждое боковое воздухоприемное отверстие расположено напротив соответствующего электрического компонента.

3. Устройство по п. 1 или 2, характеризующееся тем, что каждое верхнее выходное отверстие расположено непосредственно напротив соответствующего электрического компонента.

4. Устройство по любому из пп. 1 или 2, характеризующееся тем, что для каждого электрического компонента в корпусе выполнены два боковых воздухоприемных отверстия, каждое из которых расположено на соответствующей боковой стенке.

5. Устройство по любому из пп. 1 или 2, характеризующееся тем, что каждое верхнее отверстие имеет симметричную форму относительно центральной плоскости, перпендикулярной верхней и боковым стенкам.

6. Устройство по любому из пп. 1 или 2, характеризующееся тем, что для каждого верхнего отверстия на верхней стенке выполнен по меньшей мере один отклоняющий элемент, выступающий вверх от поверхности верхней стенки и проходящий вдоль передней или задней кромки верхнего отверстия перпендикулярно боковым стенкам.

7. Устройство по п. 6, характеризующееся тем, что для каждого верхнего отверстия на верхней стенке выполнены два отклоняющих элемента, проходящих вдоль передней и задней кромок верхнего отверстия.

8. Железнодорожное транспортное средство, на крыше которого установлено устройство для охлаждения по меньшей мере одного электрического компонента транспортного средства, характеризующееся тем, что указанное устройство содержит корпус, приспособленный к установке на крыше транспортного средства и имеющий две боковые и верхнюю стенки, образующие отсек для каждого электрического компонента; каждый отсек образует воздуховод, в котором установлен соответствующий электрический компонент и который проходит между по меньшей мере одним боковым воздухоприемным отверстием, выполненным в одной из боковых стенок, и одним верхним выходным отверстием, выполненным в верхней стенке; при этом каждое боковое отверстие имеет симметричную форму относительно центральной плоскости, перпендикулярной боковой и верхней стенкам, а каждый воздуховод для каждого бокового отверстия содержит переднюю часть, которая проходит от этого бокового отверстия к соответствующему электрическому компоненту и ограничена по существу плоскими верхней и нижней поверхностями и изогнутыми передней и задней поверхностями, которые сближаются между собой в направлении от бокового отверстия к электрическому компоненту.

9. Железнодорожное транспортное средство по п. 8, характеризующееся тем, что указанное устройство установлено в нише, выполненной в крыше транспортного средства.