运输设备和应用于其中的通风装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN98105803.5

申请日:

1998.03.18

公开号:

CN1193582A

公开日:

1998.09.23

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2002.1.9|||授权|||公开|||

IPC分类号:

B61D27/00

主分类号:

B61D27/00

申请人:

株式会社日立制作所;

发明人:

加藤千幸; 饭田明由; 铃木敦; 藤枝信男; 桑原平吉; 三谷真史; 松浦政浩; 近藤久; 松信一

地址:

日本东京都

优先权:

1997.03.19 JP 066081/97

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

王彦斌

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内容摘要

一种通风装置,从机车下侧吸入空气进行通风。此通风装置包括底板下裙罩的一个水平部分,以及一个在底板下裙罩中向上伸展的管道部分。冷却电气设备用的热交换器设置在管道部分中。在管道部分的下端有一个进气口。第一空气导向板与进气口连接,而第二空气导向板则设置在进气口的下方。当机车运动时,周围空气产生运动气流。当运动气流从底盘部分流向机车的中央部分时,气流被第二空气导向板引向进气口。当机车向相反方向行驶时,气流通过一个设于第一和第二空气导向板之间的开口,引向进气口。

权利要求书

1: 一种能前、后双向运动的运输设备的通风装置,该装置包括: 设置在运输设备下部的一个底部开口的进气口;和 一个空气导向部分,该导向部分设置在所述进气口的附近,且相对 运输设备的行驶方向不是对称的。
2: 根据权利要求1的通风装置,其特征在于,所述空气导向部分包 括若干空气导向板,将运输设备向前、后行驶时产生的运动气流引向所 述进气口。
3: 根据权利要求2的通风装置,其特征在于,所述空气导向部分的 所述空气导向板中至少有一块空气导向板设置在与运动气流方向基本垂 直的方向上,而其余的空气导向板则设置在与运动气流方向倾斜的方向 上。
4: 根据权利要求2的通风装置,其特征在于,所述空气导向部分的 所述空气导向板中至少有一块空气导向板由底板下裙罩的台阶部分限 定,底板下裙罩构成运输设备的外表面。
5: 根据权利要求3的通风装置,其特征在于,至少有一块所述空气 导向板由底板下裙罩的台阶部分限定,底板下裙罩构成运输设备的外表 面。
6: 根据权利要求2至5中一条权利要求的通风装置,其特征在于, 所述空气导向板中有一块导向板被弯曲成向上凸起的形状,并放置在所 述进气口底下。
7: 一种单轨机车,该机车包括权利要求1至5之一提出的通风装置, 其特征在于,所述通风装置冷却需要冷却的物体,诸如动力机组、电气 零件以及安装在所述机车底板下的机车车舱空调的户外机。
8: 一种能前、后双向运动的运输设备的通风装置,它应用所述运输 设备行驶时产生的运动气流进行通风以冷却需冷却的物体,这些物体包 括所述运输设备的电气设备,且所述通风装置包括: 一根基本垂直布置的管道,在其上安装着所述物体; 第一空气导向装置,该装置与成形在所述管道下端的进气口连接; 和 第二空气导向装置,该装置设置在所述进气口的下方;且 其中所述第一空气导向装置和所述第二空气导向装置限定流道的一 个开口,该流道使运动气流得以引向所述进气口。
9: 根据权利要求8的通风装置,该通风装置还包括第三空气导向装 置,该导向装置在其一端与所述管道相连接,且面向所述第一空气导向 装置。
10: 根据权利要求9的通风装置,其特征在于,所述第三空气导向装 置是一个底板下裙罩,它覆盖着所述运输设备的底盘部分。
11: 根据权利要求8的通风装置,其特征在于,所述第二空气导向装 置与所述第一空气导向装置平行,并与所述运输设备的行驶方向成斜角 而设置。
12: 根据权利要求8的通风装置,其特征在于,所述第二空气导向装 置具有向上凸起的横截面。
13: 根据权利要求8的通风装置,其特征在于,第四空气导向装置由 底板下裙罩的内壁表面构成,该裙罩覆盖着所述运输设备的底盘部分。

说明书


运输设备和应用于其中 的通风装置

    本发明涉及一种诸如铁路机车和单轨机车等的运输设备,这种运输设备能双向,即向前和向后运动,本发明还涉及安装在这种运输设备上的通风装置。

    在诸如铁路机车和单轨机车等的运输设备中,必须从运输设备的外部吸取冷却空气,以便对机车车舱进行空调,对动力机组、控制装置等进行冷却。当运输设备不动或以低速运行时,很容易从四周吸进空气。但是,当运输设备以高速行驶时,在运动气流的影响下发生气流分离,从而通风管口的压力,也即进气口的压力相对大气压常常成为负压。当通风管口的压力成为负压时,鼓风机吸入冷却空气的吸入阻力增加,导至不能保证所需的冷却空气量。假如增加鼓风机的容量,可以保证所需的冷却空气量,但成本就因此增加。此外,由于在铁路机车和单轨机车中要安装多种设备,所以空间非常有限,因此难于采取这种增加设备尺寸的对策。为此,希望提出一种通风装置,这种装置即使在运输设备以高速行驶时也不易受运动气流的影响,或者能有效地利用运动气流的动能,从而保证所需的空气量。特别由于铁路机车、单轨机车等能双向,即向前和向后运动,因此重要的是在机车向任一方向运动时,都能保证所需的冷却空气。

    在这种双向运动地常规运输设备中,通风装置或具有通风装置的热交换器的进气道沿向前和向后方向对称地安装在运输设备上,以便接受机车向前、后运动期间产生的相应方向的气流。设置在运输设备上、用于充入和排出空气的进气-排气管也对称地安装在运动方向上。此外,进气用的流道或流道口设置在机车的表面,这样,机车向前、后运动期间,气流就能进入机车中。

    在这种常规的运输设备中,当机车的运动方向改变时,流径流道的气流也从进气模式转变成排气模式,或相反。因此,必须根据空气流动方向调整诸如风扇的冷却装置,或将流道的形状制成可变的以提供合适的通道。在公开号为7-228 249和8-854 55的日本来审查专利申请中公开了这样的一些实例,在公开号为4-38264的日本未审查专利申请中公开了一个实例,其中由一台鼓风机进行充气,并无需鼓风机的起动/停机控制,或鼓风机旋转方向的改变。包括上述实例在内的绝大部分常规运输设备的进气管对称地安装在运输设备的运动方向上。

    在上述现有技术中,作为运动气流吸入流道的管道设置在运输设备的两个运动方向上,并根据运动方向的不同,可使风扇和流道的形状改变。但是,根据运动方向改变风扇的旋转方向,使结构复杂化,此此,运动零件的数目也有所增加,从而降低了可靠性,要求有更多的维护。

    假如流经热交换器组件的冷却空气的方向可根据运输设备的运动方向进行改变,则必须设置两台鼓风机吸入和排出空气,根据运输设备的运动方向改变鼓风机的旋转方向,并控制起动/停机。

    另一方面,假如流经热交换器组件的冷却空气的方向不改变,则为了吸入和排出空气,要求设置两组相应的管道和风挡。这时,如上所述,流道结构变复杂,与风挡相关联的阻力不利地降低冷却空气量,特别在机车不动时,更是如此。

    诸如铁路机车和单轨机车的运输设备中应用的所有常规通风装置都是对称地安装在运输设备的运动方向上的,一个进气口只能吸入在一个运动方向上产生的运动气流,也即只能吸入向前方向或向后方向运动所产生的气流,因此,为在向前和向后的任一方向上都能有效地吸入运动气流,通常必须至少设置两个进气口,这样,通风管道的结构。通风用的鼓风机的布置、以及运行的控制都随之复杂。结果,必须定期进行的运行维护和检查所需的时间和费用也相应增加。

    因此,本发明的目的是提出一种通风装置,这种装置即使在运输设备以高速向前或向后运动时,也不受运输设备运动方向的影响。

    本发明的另一目的是提出一种通风装置,它通过有效利用运动气流的动能,能确保所需的冷却空气量,且结构简单、成本低廉。

    为达到以上目的,本发明的第一个特点在于,在运输设备的底部设置了一个进气口,在此进气口附近设置了一个空气导向组件,该空气导向组件相对运输设备的行驶方向不是对称的,并具有多块空气导向板。这些空气导向板最好布置成,当运输设备向前、后行驶时,都能将所产生的运动气流引向进气口。

    为达到以上目的,本发明的第二个特点在于,为能在前、后方向运动的运输设备设置了一种通风装置,该通风装置吸入运输设备行驶时产生的运动气流以冷却需要冷却的物体,它们包括运输设备的电气零件,且该通风装置包括一根基本垂直布置的管道,在其中安装了这些需要冷却的物体;第一空气导向装置,它与成形于管道下端的进气口相连接;以及第二空气导向装置,它设置在进气口的下方;第一空气导向装置和第二空气导向装置相互配合,形成通道的一个开口,运动气流由此通过引向进气口。

    图1是本发明提出的单轨机车应用的通风装置第一实施例的剖面图,它表示机车向图的左方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图2表示数值模拟建立的图1的冷却空气的流动情况;

    图3是图1中通风装置的剖面图,它表示机车向图的右方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图4表示数值模拟建立的图3的冷却空气的流动情况;

    图5是包含本发明通风装置的单轨机车的立体图;

    图6是图5中单轨机车的垂直剖面图;

    图7是本发明提出的单轨机车应用的通风装置第二实施例的剖面图,它表示机车向图的左方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图8是图7中通风装置的剖面图,它表示机车向图的右方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图9是一幅表示单轨机车的底板下裙罩部分的立体图,该单轨机车包含本发明通风装置的第三实施例;

    图10是图9中通风装置的剖面图,它表示机车向图的左方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图11是图9中通风装置的剖面图,它表示机车向图的右方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图12是一幅表示单轨机车的底板下裙罩部分的立体图,该单轨机车包含本发明通风装置的第四实施例;

    图13是图12中通风装置的剖面图,它表示机车向图的左方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图14表示当包含图12中通风装置的机车向图的左方行驶时,数值模拟建立的冷却空气的流动情况;

    图15是图12中通风装置的剖面图,它表示机车向图的右方行驶时产生的冷却空气的流动情况;

    图16表示当包含图12中通风装置的机车向图的右方行驶时,数值模拟建立的冷却空气的流动情况;

    图17是一幅表示单轨机车的底板下裙罩部分的立体图,该单轨机车包含本发明通风装置的第五实施例;

    图18是图17中通风装置的剖面图,它表示机车向图的左方行驶时产生的冷却空气的流动情况;和

    图19是图17中通风装置的剖面图,它表示机车向图的右方行驶时产生的冷却空气的流动情况。

    为提高大城市中的短距离运输能力,单轨机车的行驶速度趋于与日俱增。目前,商用单轨机车的最高速度为80至100公里/小时。虽然常规单轨机车受曲轮轴控制器的控制,但日益流行的新型单轨机车却由换向器进行控制以提供高速和性能良好的行驶,由于换向器中应用的诸如IGBT(绝缘栅双极晶体管,Insulated Gate Bi-polar Transistor)等发热元件与曲轮轴控制的机车中应用的电阻器相比,其运行温度条件要严峻得多,因此,在单轨机车行驶期间确保所需的冷却空气量尤为重要。例如,对于常规曲轮轴控制的机车中应用的电阻器,其允许的最高温度约为250℃,因此一般可采用自然空气冷却来冷却这些电阻器。但是,作为换向器装置中通常应用元件的IGBT,其运行温度必须低于100℃,因此,必须从周围大气中吸入冷却空气流。

    以下将结合附图对发明提出的通风装置的一个实施例进行说明,该通风装置将冷却空气流吸入至高速单轨机车的底板下设备箱中,在箱中安放着换向器等装置。本发明虽不限于下列说明,但能有效地对机车车舱进行空调,对动力机组等进行冷却,本发明也不限于在单轨机车中应用,而能应用于所有运输设备中的通风装置,只要这种运输设备能双向运动,例如铁路机车。

    图5是跨立式单轨机车的立体图,机车包含了本发明提出的用于运输设备的通风装置。在跨立式单轨机车10中,为防止被悬挂的这些设备从底板下跌落,并抑制周围空气流中的扰动,从而减少运动阻力,通常用底板下裙罩13覆盖底盘部分和底板下设备。这样,底板下裙罩13在底盘部分上向下伸展,该底盘部分设置在机车的前、后部分。并具有主车轮和辅车轮(下文将更全面地说明)。

    图6是机车的横截面图,该横截平面垂直机车的行驶方向,它表示跨立式单轨机车的底盘部分的结构。此跨立式单轨机车底盘部分包括主车轮14、辅车轮15和底盘框架。主车轮14成对地设置在轨道1的宽度方向上,以便在轨道1的顶部滚动。主车轮14承受机车主体11、底板下设备箱20等的重量。辅车轮15成双对地设置在垂直方向上,以便各自在轨道1的两侧上滚动。辅车轮15维持机车的姿态,并防止机车跌落和下降。主车轮14、辅车轮15和机车主体11紧固在底盘框架16上。每对辅车轮15之间的垂直距离确定如下,即即使机车在轨道弯曲部分倾斜,从而使机车重心偏移时,也能将足够大的反作用力矩传给机车以阻止机车跌落。因此,在垂直方向互连辅车轮15对的轮轴15a制作成很长。

    由于底盘部分设置在机车的前、后部分,因而控制器等装置安放于其中的底板下设备箱20被悬挂在机车中央部分的附近,放置在底盘部分之间(见图5)。底板下设备箱20的尺寸做成很小,其最靠下的表面放置在每对辅车轮15的下表面的水平之上。这样,底板下裙罩13在机车的前、后部分向下伸展,而在机车的中央部分向上凹陷,从而形成一个梯形的凹口。底板下裙罩13在其下端部基本垂直地向着轨道1而弯曲。弯曲部分向内伸展以接受辅车轮沿轨道滑移时产生的磨损粉末。很容易看到,底板下裙罩13的形状像朝着轨道1开口的盖子。

    底板下设备箱20和轨道1之间在机车宽度方向的间隙小至约400毫米,因而在运动气流的影响下会引起空气流的扰动。因此将进气口沿机车宽度方向设置在机车中央部分是不恰当的,虽然还可设想通过底板下裙罩13的外侧表面吸入冷却空气流,但由于下述理由,同样是不恰当的。

    为将冷却气流引向热交换器组件,必须确保冷却管道有足够的长度,因此冷却管道不得不沿垂直方向而布置。这样,在侧表面通气结构中冷却管道的形状就要复杂。此外,在侧表面进气结构中,雨水等很可能从进气口侵入。由于这些原因,对跨立式单轨机车,应用最广泛的系统是,其中的冷却气流从底板下裙罩13的下侧吸入,然后向着轨道1排出。

    如上所述,底板下裙罩13在机车的前、后部分向下伸展,在机车的中央部分向上凹陷。图1表示了一个实例,其中的通风装置设置在这一向上凹陷部分(台阶部分)48的附近。通风管33的进气口31设置在台阶部分48附近的底板下裙罩13的下表面上,而台阶部分48以及空气导向板42a和42b则形成空气导向部分40,冷却气流由此引入至进气口31。

    此时的冷却空气流动状态将结合图1至4详细加以说明。

    图1表示机车向图1左方运动时产生的冷却空气流,以及通风管33的详细结构。构成通风管道的底板下裙罩13的一个部分13a在底盘部分上基本水平地伸展,接着沿机车运动方向弯曲,构成斜面42c,然后再弯曲,构成基本垂直的壁表面47a。构成通风管的底板下裙罩13的另一部分13b基本水平地在底盘部分以上的一个水平面上伸展,然后弯曲,构成基本垂直的表面47b。底板下裙罩13的这两个垂直壁表面47a和47b相互隔开,一台热交换器21则设置在这两个壁表面47a和47b之间。热交换器21是例为片管式类型的热交换器,管的一端与底板下设备箱20连接,用以冷却箱20中的控制设备。在管中充装着诸如以氟为基础的一种冷却介质。与底板下裙罩的倾斜侧部分42c平行、相隔开地设置着一块或多块空气导向板42a,通过放置夹持构件45,使空气导向板42a与倾斜侧部分42c保持预定的间隔距离。空气导向板42a的下端伸展至底板下裙罩13a的水平表面以下。空气导向板42a的上端放置在倾斜侧部分42c的半高度处。底板下裙罩13b和垂直壁表面47a汇合构成一个拐角,空气导向板42b从此拐角向下伸展,其倾斜角度基本与倾斜侧部分42c的倾斜角度相同。结果,空气导向板42a和42b以及倾斜侧部分42c共同限定了一条流道,该流道将运动气流引向通风管33。在空气导向板42a和42b之间有一个大的间距,以便在运动气流如图3所示那样沿反方向流动时,能有效地将运动气流由此引入至通风管中。在此实施例中,倾斜侧部分42c与空气导向板42a之间的间隔小于倾斜侧部分42c与空气导向板42b之间的间隔。

    按照本发明,如果没有空气导向板42a,则当机车向图的左方运动时,沿着底板下裙罩13的下表面流动的冷却空气(运动气流)就会在进气口31附近的台阶部分48处分离,产生环流(未表示)。结果,进气口31附近的压力相对大气压成为负压,冷却空气流的进气阻力增加,从而冷却空气量减少。

    但在本发明中,沿底板下裙罩13的下表面流动的运动气流被空气导向板42a引向进气口31,以便增强与热交换器21中冷却介质之间的热交换,该冷却介质已对安放在底板下设备箱20中的诸如IGBT的控制装置进行了冷却。冷却空气50在热交换器21中进行热交换后,温度升高,就通过通风管33的上开口排入至底板下裙罩13中,然后通过机车中央部分处裙罩13上的一个开口向着轨道1排出。在采用这种结构时,冷却空气50被空气导向板42a引向进气口31,因此能更确切地引入至通风管33中。

    其次,图3表示机车向图中右方运动时产生的冷却空气流50。这时,沿底板下裙罩13的下表面流动的冷却空气在它撞击在底板下裙罩13的台阶部分42c之前受到辅助空气导向板42b的轻微分离。这样,撞击在底板下裙罩13的台阶部分42c上的部分冷却空气被引向进气口31,其余的冷却空气则流过底板下裙罩13的台阶部分42c和空气导向板42a之间的间隔,沿着底板下裙罩13而流动。因而在这时,底板下裙罩13的台阶部分42c就充当了空气导向板。顺便提一句,已被引入至进气口31的冷却空气50的流动状态与图1中机车向图中左方运动的实施例的相同。

    图2和4表示空气在通风装置附近流动的数值模拟结果,以验证实施例的功能。图2表示机车向图中左方运动时产生的空气流动状态,而图4则表示机车向图中右方运动时产生的空气流动状态。图2和4中所示的矢量代表运动气流在各个点上的方向和强度。空气流动是应用有限方法,借助数值求解连接方程,即流体基本方程,和动量方程(纳维-斯托克司方程)模拟而得的。每次模拟中,入流边界设置在向着机车运动方向上游侧前推一个适当距离的位置上。给定的条件是,当运动速度为80公里/小时时,在入流边界上的相应均匀运动气流为22米/秒,而进气口则处于大气压下。因此,假如进气口附近的静压高于大气压,则运动气流自然地导向进气口。相反,如果进气口附近的静压低于大气压,则空气流就从进气口向外流出。在模拟中,热交换器21的阻力影响未加考虑。这里假定了二维特征,忽略了在与附图垂直方向上空气流动的影响。但是,在通风装置中,考虑了所有流体力学的重要因素,因而通风装置的通风效果可由模拟进行验证。

    如结合图1所作的上述说明那样,当机车向图中左方运动时,运动气流被空气导向板42a和42b引向进气口31、由于此实施例没有采用任何措施,如应用鼓风机来进行强迫通风,因而在通风管33中局部地产生了反向流动。但是,主要产生的是从空气导向部分40指向进气口31的空气流动。虽然未表示,但可算出引向进气口的最高空气流动速度高达约15米/秒,这约为运动气流速度的70%。引向进气口空气流的平均流动速度约为5米/秒。假如将保存于冷却空气流中的动能转换成压力,它相当于约1.5毫米水柱(动压)。因此,应用通风装置就可对底板下设备箱20进行冷却,而无需额外地使用任何鼓风机,只要将冷却管设计成,从通风管33上部排出的冷却空气流的动压和流动阻力之和不大于约1.5毫米水柱。上述考虑的是机车运动速度为80公里/小时的情况。但是,在理论上,引向进气口的冷却空气流所保存的动能大致正比于机车运动速度的平方,因而机车运动速度越高,通风装置的进气效果越好。

    当机车向图中右方运动时,如图4所示,在部分运动气流被引向进气口31之前,运动气流撞击倾斜侧部分42c(底板下裙罩13的台阶部分)。引向进气口31的冷却空气50的最高速度约为20米/秒,平均速度约6米/秒,因此与机车向图中左方运动的情况相比,其进气效果更大。

    如上所述,本发明的通风装置在机车向前和向后运动时都能进行进气。本发明通风装置的一个重要特点是,当机车在向前和向后运动时,空气导向板42a和42b都能直接推动所产生的运动气流,并将其引入至进气口。因此,无需设置任何运动部件,就能确保有足够的空气流量,用以进行机车冷却或空调。结果,尺寸紧凑、结构简单。可靠性高和成本低廉的这种通风装置就得以实现。

    在上述实施例中,虽然倾斜侧部分42c制作成直线形状,但它也可制作成光滑的曲线形状。

    接着,将结合图7和8对本发明的第二实施例进行说明,图7和8都表示通风管附近的详细结构,其中图7表示机车向图中左方运动时产生的运动气流,而图8表示机车向图中右方运动时产生的运动气流,此实施例与第一实施例的不同之处只是在热交换器21的下游设置了一台鼓风机(风扇马达)30。空气导向部分40本身吸入周围的空气,因此,当机车以高速运动时,冷却空气量大于机车停顿时的冷却空气量,冷却空气50的流动情况大致与第一实施例描述的以上情况相同,由于鼓风机的作用,因此此实施例能有效地消除通风管33中的反向流动。在该第二实施例中,在热交换器21处形成了大致均匀的空气流,因而与第一实施例相比,其冷却容量增加。当然,增加鼓风机30的容量能使其更进一步增加冷却容量。此外,在第二实施例中,当机车向前或向后运动时,流经鼓风机30的冷却空气50的流动方向都不会改变,因此,不必进行鼓风机旋转方向的切换,或进行鼓风机的起动/停顿控制,而这在常规通风装置中则是必须的。

    接着,将结合图9至11对本发明的第三实施例进行说明。图9是一幅立体图,它表示包含本发明通风装置的跨立式单轨机车的底板下裙罩部分。图10和11表示通风管附近的详细结构,以及机车运动时的冷却空气流动的状态。

    冷却空气流的通风管33设置在隔离板18的附近,该隔离板18将车轮室17与其它的底板下部件隔开。开口35a和35b都覆盖着穿孔板36,并分别形成于底板下裙罩13的下表面和台阶部分以吸入四周的空气。在底板下裙罩中设置着空气导向板42a、42b、42c和42d。

    现在将结合图10和11来说明机车运动时的冷却空气流的状态。当机车向图(图10)中左方运动时,沿底板下裙罩13的下表面流动的运动气流通过开口35b被吸入至底板下裙罩13中,然后被空气导向板42d引向进气口31。这时,隔离板18充当着辅助倾斜侧部分42c,从而将大部分空气引入至通风管33中。

    当机车向图(图11)的右方运动时,经空气导向板42a改变方向的运动气流通过底板下裙罩13的开口35a被引入至底板下裙罩13中,并由辅助空气导向板42b更确切无疑地引入至通风管33中。被吸入至通风管33中的冷却空气50的流动状态基本与上述第二实施例的相同。风洞试验已证实,此实施例的通风装置能确保冷却空气量不少于机车停顿时获得的空气流量的90%。

    在第三实施例中,设置隔离板18是为了防止灰尘和污物,例如由底盘部分产生的橡胶轮碎片进入机车的控制装置。将通风管33设置在隔离板18的附近可有效地消除底板下裙罩部分外观的沾污、避免直接暴露通风管、并减少噪音的产生。在一个模拟机车和通风管部分的风洞试验中,当通风管33设置在有别于上述位置的另一位置上时,在底板下裙罩13的隔离板18和台阶部分42c的影响下,运动空气流遭受分离,这样,冷却空气量降至原设计流量(机车停顿期间的冷却空气量)的一半以下。特别当机车如图11所示地向右运动时,完全不能实现冷却空气的进气,相反,空气从进气口排出,这时,假如增加鼓风机的容量,还能确保所需的冷却空气量,但这导致成本增加,也使一些设备的布局成为不可实现。在此实施例中,这样的不利之处可消除。

    在上述布置中,在通风管中设置了鼓风机。但在本发明中,不管是否设置鼓风机,都能在机车高速运动期间吸入周围的空气。虽然鼓风机设置在热交换器的下流,但将鼓风机设置在热交换器的上流,也能获得相似的效果。

    接着将结合图12至16对本发明的第四实施例进行说明。图12是表示跨立式单轨机车的底板下裙罩部分的立体图,在裙罩中设置了本发明的通风装置。图13和15表示通风管附近的详细结构,以及机车运动期间的冷却空气流动的状态。图14和16表示通风管附近空气流的数值模拟结果。在此实施例中,在机车中央部分处的底板下裙罩13中设置了通风管33,而需要冷却的底板下设备箱20a和20b则分别设置在通风管33的两侧。在通风管33和底板下设备箱20a和20b的下端表面与底板下裙罩13的一个上表面之间成形有一个量级约为300毫米的间隔,以便使运动气流得以由此流过。在间隔中设置了空气导向板42a、42b和42d。

    现在将结合图13至16来说明机车运动期间冷却空气的流动。图13和14表示机车向图的左方运动时的状态。流经底板下设备箱20a下端表面和底板下裙罩13之间间隔的运动气流被空气导向板42a改向而引向进气口31。接着运动气流被辅助空气导向板42b更为确切无疑地引入至进气口31中。在图14所示的空气流动模拟中,没有考虑鼓风机30的鼓风效果,因此通风管33中局部地形成了反向流动区域,但是经空气导向板42a改向的运动气流则全部被引入至通风管33中。在此实施例中,可应用运动气流的动能引入周围的空气。假如增添鼓风机30,则热交换器部分中的反向空气流动就消失,因而冷却性能进一步提高(图13)。

    图15和16表示机车向图的右方运动时的状态。流经底板下设备箱20b下端表面和底板下裙罩13之间间隔的运动气流被空气导向板42d改向而引向进气口31,然后被引入至通风管33中,在图16所示的空气流动模拟中,如图14一样,没有考虑鼓风机30的鼓风效果,因此在通风管33中局部地形成了反向流动区域,但是经空气导向板42d改向的运动气流则绝大部分被引入至通风管33中。假如增添鼓风机30,则热交换器部分中的反向空气流动就消失,因而如机车向图的左方运动的情况一样,冷却性能进一步提高(图15)。

    在此实施例中,空气导向板42a弯成向上凸起的形状。凸面形状的尖峰面对进气口31而放置。弯曲的空气导向板的左、右表面直接推动机车向前、后两方向运动时产生的运动气流,从而将运动气流引向进气口31。

    其次将结合图17至19对本发明的第五实施例进行说明。图17是表示跨立式单轨机车的底板下裙罩部分的立体图,在裙罩中设置了本发明的通风装置。图18及图19表示通风管附近的详细结构以及机车运动期间的冷却空气流动的状态。在此实施例中,通风管33设置在底板下裙罩13中,而需要冷却的底板下设备箱20a和20b则分别设置在通风管33的两侧。在底板下设备箱20b的下端表面与底板下裙罩13的内底表面之间形成了一个量级约为300毫米的间隔,用以使运动气流得以由此通过。在此间隔中设置了一块空气导向板42d。在底板下裙罩13中设置着一块空气导向板42a,该导向板42a从隔离板18附近伸向进气口31,以便平稳地将运动气流引向进气口31。

    现在将结合图18和19来说明机车运动期间冷却空气的流动。图18表示机车向图的左方运动时的状态。底板下设备箱20a的下端表面和空气导向板42a起着将运动气流平稳、无分离地导向进气口31的作用,并将空气或运动气流引入通风管33中。由于空气导向板42d的作用,未被吸入通风管33的运动气流则无分离、平稳地流向下流。另外,当机车向图的右方运动时(图19),流经底板下设备箱20b的下端表面与底板下裙罩13之间间隔的运动气流被空气导向板42d改向而引向进气口31,然后被引入至通风管33中。由于空气导向板42a的作用,未被吸入通风管33的运动气流则无分离、平稳地流向下流,因此,当机车沿任一方向运动时,冷却气流都比机车停顿时获得的要多。此外,在此实施例中,一块空气导向板弯曲成如第四实施例中那样的向上凸起的形状。凸面形状的尖峰放置在进气口31的相对侧。弯曲的空气导向板的左、右表面直接推动机车向前、后方向运动时产生的运动气流,从而将运动气流引向进气口31。

    如上所述,按照本发明这种结构简单的通风管即使在运输设备以高速行驶时,也能不受运动气流的影响,确保冷却所需的进气。此外,由于管的结构简单,因而本通风装置的经济性诱人、维护检修方便,且可靠性优异。

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一种通风装置,从机车下侧吸入空气进行通风。此通风装置包括底板下裙罩的一个水平部分,以及一个在底板下裙罩中向上伸展的管道部分。冷却电气设备用的热交换器设置在管道部分中。在管道部分的下端有一个进气口。第一空气导向板与进气口连接,而第二空气导向板则设置在进气口的下方。当机车运动时,周围空气产生运动气流。当运动气流从底盘部分流向机车的中央部分时,气流被第二空气导向板引向进气口。当机车向相反方向行驶时,气流。

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