Моторный вагон высокоскоростного поезда с внутренним избыточным давлением

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Моторный вагон (10) высокоскоростного поезда содержит кузов и по меньшей мере один тяговый двигатель. Кузов содержит крышу и пол, под которым расположен тяговый двигатель. Кузов содержит машинное отделение, расположенное между крышей и полом и содержащее электрооборудование (33) для управления тяговым двигателем и по меньшей мере одно вентиляционное устройство (34) для электрооборудования. Вентиляционное устройство содержит воздухоприемный кожух (36), образованный закрытой трубой между впуском (38) и выпуском (40), открытым в машинное отделение, и вентилятор (42), расположенный между впуском и выпуском для создания избыточного давления в машинном отделении. Изобретение оптимизирует качество внутреннего воздуха моторного вагона. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к моторному вагону высокоскоростного поезда, содержащему кузов, имеющий крышу и пол, расположенный под полом по меньшей мере один тяговый двигатель, машинное отделение с электрооборудованием для управления указанным по меньшей мере одним тяговым двигателем, расположенное между крышей и полом, и по меньшей мере одно первое вентиляционное устройство для указанного электрооборудования.

Изобретение может быть использовано, в частности, для перевозки пассажиров. Высокоскоростной поезд включает в себя один или несколько моторных вагонов, чаще по одному с каждого конца, и некоторое количество пассажирских вагонов.

В существующих высокоскоростных поездах вентиляция электрооборудования моторных вагонов осуществляется через вентиляционные отверстия в стенах моторных вагонов. Перемещение поезда приводит к образованию потока воздуха, охлаждающего это электрооборудование. Однако при такой системе охлаждения электрооборудование подвержено воздействию внешней пыли, влаги и даже снега.

Известно, например, из патентного документа US 2013/0252527, использование в железнодорожном транспортном средстве электровентилятора. Однако известные системы накладывают ограничения на конструкцию моторного вагона.

Задачей изобретения является усовершенствование известных устройств путем создания системы вентиляции для электрооборудования, оптимизируя при этом качество внутреннего воздуха и создания возможности для усовершенствования конструкции моторного вагона.

Поставленная задача решается в моторном вагоне высокоскоростного поезда вышеупомянутого типа, в котором первое вентиляционное устройство содержит первый воздухоприемный кожух, образованный закрытой трубой между впуском и выпуском, открытым в машинное отделение, и первый вентилятор, установленный между впуском и выпуском указанного первого кожуха для создания избыточного давления в машинном отделении.

Моторный вагон согласно изобретению может обладать одной или несколькими особенностями, взятыми по отдельности или в любой технически возможной комбинации:

– впуск первого воздухоприемного кожуха расположен на уровне первого воздухозаборного отверстия, расположенного на крыше кузова, и первое вентиляционное устройство содержит первый фильтрующий элемент, расположенный на впуске первого воздухоприемного кожуха и выполненный с возможностью пропуска воздуха и удерживания твердых частиц размером больше первого предельного значения;

– первый фильтрующий элемент содержит отклоняющие элементы жалюзийного типа;

– отклоняющие элементы образуют впускные воздушные каналы, расположенные в направлении, перпендикулярном основному направлению движения моторного вагона;

– первое вентиляционное устройство содержит второй фильтрующий элемент, расположенный в первом воздухоприемном кожухе между первым фильтрующим элементом и первым вентилятором, при этом второй фильтрующий элемент выполнен с возможностью пропуска воздуха и удерживания твердых частиц размером больше второго предельного значения, которое меньше первого предельного значения;

– второй фильтрующий элемент содержит панель, выполненную из текстильного материала;

– первое вентиляционное устройство дополнительно содержит по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, расположенное на крыше кузова и сообщающееся по текучей среде с машинным отделением;

– кузов дополнительно содержит по меньшей мере одно второе вентиляционное устройство, отдельное от первого вентиляционного устройства и содержащее второй воздухоприемный кожух, образованный закрытой трубой между впуском и выпуском, открытым в машинное отделение, и второй вентилятор, расположенный между впуском и выпуском указанного кожуха, при этом первый и второй воздухоприемные кожухи расположены рядом с противоположными концами кузова.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан моторный вагон согласно одному из вариантов осуществления изобретения, вид в продольном разрезе;

на фиг. 2 – моторный вагон по фиг. 1 в поперечном разрезе, причем левая и правая части этой фигуры представляют собой, соответственно, переднюю и заднюю части машинного отделения.

На фиг. 1 показан моторный вагон 10 высокоскоростного поезда согласно одному из возможных вариантов его выполнения. Этот моторный вагон 10 приспособлен для соединения с железнодорожным транспортным средством, состоящим из пассажирских вагонов, формируя поезд.

Моторный вагон 10 содержит кузов 12, две тележки 14, 15 и два тяговых двигателя 16, 17, расположенных под кузовом 12. Каждый тяговый двигатель 16, 17 приспособлен для вращения колес одной из тележек 14, 15. Моторный вагон 10 также содержит электрический трансформатор 18, соединенный с тяговыми двигателями 16, 17 и расположенный под кузовом 12.

Кузов 12 имеет в себя крышу 19 и пол 20, ограничивающие этот кузов в вертикальном направлении. Тележки 14, 15 и тяговые двигатели 16, 17 расположены под полом 20. Кузов 12 также имеет боковые стенки 21.

Кузов 12 имеет продолговатую форму. На чертежах показана ортогональная система координат (X, Y, Z), где ось Z определяет вертикальное направление. Длина кузова 12 проходит по оси X, совпадающей с основным направлением движения моторного вагона 10. Кузов 12 содержит передний конец, образованный кабиной 22 машиниста.

Первая тележка 14 и первый тяговый двигатель 16 расположены рядом с передним концом кузова 12. Вторая тележка 15 и второй тяговый двигатель 17 расположены рядом с противоположным задним концом кузова 12.

Кузов 12 содержит также отсек 24 оборудования, также называемый машинным отделением, расположенный рядом с кабиной 22 машиниста в направлении по оси X. Указанный отсек оборудования отделен от кабины 22 машиниста перегородкой 25. Отсек 24 оборудования показан на фиг. 1.

На левой стороне фиг. 2 показан разрез кузова 12, проходящий через переднюю часть отсека 24 оборудования, т.е. по плоскости A-A, показанной на фиг. 1. На правой стороне фиг. 2 показан разрез кузова 12, проходящий через заднюю часть отсека 24 оборудования, т.е. по плоскости B-B, показанной на фиг. 1. В плоскости (X, Z), отсек оборудования 24 ограничен крышей 19, полом 20 и боковыми стенками 21. Отсек 24 оборудования содержит потолок 26, который делит этот отсек в направлении по оси Z на нижний уровень 28 и верхний уровень 30. Потолок 26, в частности, представляет собой границу по оси Z между боковыми стенками 21 и крышей 19, причем боковые стенки 21 расположены по существу параллельно друг другу и вертикально, а крыша 19 имеет куполообразную форму.

На нижнем уровне 28 машинного отделения 24 расположен центральный коридор 32, с обеих сторон от которого рядом с боковыми стенками 21 расположено множество элементов технического оборудования 24. Более подробно машинное отделение будет описано ниже.

Предпочтительно, ширина центрального коридора 32 в направлении по оси Y составляет от 500 до 750 мм, более предпочтительно – около 750 мм. Такая ширина коридора позволяет оператору свободно проходить без какого-либо значительного ограничения доступного пространства для оборудования моторного вагона.

Нижний уровень 28 отсека 24 оборудования содержит по меньшей мере один шкаф 33, в котором располагается электрическое и/или электронное оборудование для управления тяговыми двигателями 16, 17.

Нижний уровень 28 отсека 24 оборудования содержит по меньшей мере одно первое вентиляционное устройство 34, которое позволяет нагнетать холодный воздух в нижний уровень 28, в частности, для охлаждения электрического и/или электронного оборудования по меньшей мере в одном шкафу 33.

Первое вентиляционное устройство 34 расположено по существу перед отсеком 24 оборудования рядом с первой тележкой 14. Предпочтительно, нижний уровень 28 дополнительно содержит второе вентиляционное устройство 35, расположенное по существу за отсеком 24 оборудования рядом со второй тележкой 15 и вторым тяговым двигателем 17. Первое 34 и второе 35 вентиляционные устройства показаны на фиг. 2. При описании конструкций первого и второго вентиляционных устройств 34 и 35 элементы, общие для этих устройств, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Вентиляционные устройства 34, 35 содержат воздухоприемный кожух 36, представляющий собой закрытый канал, за исключением впуска 38 и выпуска 40.

Впуск 38 воздухоприемного кожуха расположен на уровне крыши 19 кузова 12. В частности, впуск 38 образован первым воздухозаборным отверстием 41 в крыше 19.

От впуска 38 кожух 36 проходит в верхний уровень 30 отсека 24 оборудования, далее через потолок 26, и продолжается до выпуска 40, расположенного на нижнем уровне 28.

Вентиляционное устройство 34, 35 содержит также электровентилятор 42, расположенный на нижнем уровне 28 на выпуске 40. Вентилятор 42 нагнетает воздух снаружи кузова 12 внутрь нижнего уровня 28 для создания в этом нижнем уровне небольшого избыточного давления.

Вентиляционное устройство 34, 35 дополнительно содержит первый фильтрующий элемент 44, расположенный на впуске 38 кожуха 36. Первый фильтрующий элемент 44 пропускает воздух и удерживает твердые частицы, размер которых больше первого предельного значения. Указанное первое предельное значение может составлять от 80 до 120 мкм, как правило – 90 мкм.

Предпочтительно, первый фильтрующий элемент 44 содержит механические отклоняющие элементы, такие как жалюзи 46. Жалюзи 46 содержат каналы 48, образующие впуск 38 кожуха 36. Предпочтительно, указанные каналы 48 расположены вдоль поперечной оси Y, т.е. перпендикулярно основному направлению движения X моторного вагона 10.

Таким образом, во время движения моторного вагона 10 указанные жалюзи 46 ограничивают проникновение капель воды и частиц пыли во впуск 38 кожуха 36.

Вентиляционное устройство 34, 35 дополнительно содержит второй фильтрующий элемент 50, который расположен в кожухе 36 между первым фильтрующим элементом 44 и вентилятором 42. Второй фильтрующий элемент 50 пропускает воздух и задерживает твёрдые частицы размером больше второго предельного значения, причем это второе предельное значение меньше первого предельного значения. Например, второе предельное значение составляет от 50 мкм до 80 мкм.

Предпочтительно, второй фильтрующий элемент 50 содержит панель из текстильного материала или другого пропускающего воздух материала, расположенного в кожухе 36. Второй фильтрующий элемент 50 приспособлен для оптимального предотвращения попадания пыли в нижний уровень 28 отсека 24 оборудования.

Вентиляционное устройство 34, 35 дополнительно содержит по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие 52, 54, расположенное на крыше 19 кузова 12 и герметично сообщающееся с нижним уровнем 28 отсека 24 оборудования. Избыточное давление, создаваемое вентилятором 42 в отсеке 24 оборудования, по сравнению с давлением снаружи кузова 12 предотвращает прохождение пыли через указанное воздуховыпускное отверстие 52, 54. Как вариант, воздуховыпускное отверстие 52, 54 может не иметь фильтра.

В варианте выполнения, показанного на фиг. 1, кузов 12 содержит первое и второе воздуховыпускные отверстия 52 и 54, расположенные, соответственно, спереди и сзади крыши 19.

Забор воздуха с крыши 19 вместо забора воздуха с боковых стенок 21, в частности, обеспечивает снижение уровня поступающего снаружи шума.

В отсеке 24 оборудования выполнено по меньшей мере одно отверстие в боковой стене 21, закрытое дверкой 56, которая обеспечивает доступ снаружи в центральный коридор 32 нижнего уровня 28. Предпочтительно, боковые стенки 21 не содержат каких-либо постоянно открытых отверстий. Помимо защиты от загрязнения отсека 24 оборудования такие боковые стенки без отверстий лучше выглядят с эстетической точки зрения и обеспечивают большую свободу дизайна.

Наличие двух вентиляционных устройств 34 и 35 обеспечивает возможность работы вентиляторов 42 с меньшими оборотами для создания небольшого избыточного давления в отсеке 24 оборудования, как было указано выше.

Кроме того, когда техническое оборудование в машинном отделении 24 нагревает атмосферу внутри указанного отсека оборудования, вентиляторы могут работать на максимальной скорости вращения для отвода тепла наружу.

1. Моторный вагон высокоскоростного поезда, в частности пассажирского, содержащий кузов, имеющий крышу и пол, расположенный под полом по меньшей мере один тяговый двигатель, машинное отделение с электрооборудованием для управления указанным по меньшей мере одним тяговым двигателем, расположенное между крышей и полом, и по меньшей мере одно первое вентиляционное устройство для указанного электрооборудования, отличающийся тем, что первое вентиляционное устройство содержит первый воздухоприемный кожух, образованный закрытой трубой между впуском и выпуском, открытым в машинное отделение, и первый вентилятор, расположенный между впуском и выпуском указанного первого кожуха для создания избыточного давления в машинном отделении.

2. Моторный вагон по п. 1, отличающийся тем, что впуск первого воздухоприемного кожуха расположен на уровне первого воздухозаборного отверстия, расположенного на крыше кузова, и первое вентиляционное устройство содержит первый фильтрующий элемент, расположенный на впуске первого воздухоприемного кожуха и выполненный с возможностью пропуска воздуха и удерживания твердых частиц размером больше первого предельного значения.

3. Моторный вагон по п. 2, отличающийся тем, что первый фильтрующий элемент содержит отклоняющие элементы жалюзийного типа.

4. Моторный вагон по п. 3, отличающийся тем, что отклоняющие элементы образуют впускные воздушные каналы, расположенные в направлении, перпендикулярном основному направлению движения моторного вагона.

5. Моторный вагон по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что первое вентиляционное устройство содержит второй фильтрующий элемент, расположенный в первом воздухоприемном кожухе между первым фильтрующим элементом и первым вентилятором, при этом второй фильтрующий элемент выполнен с возможностью пропуска воздуха и удерживания твердых частиц размером больше второго предельного значения, которое меньше первого предельного значения.

6. Моторный вагон по п. 5, отличающийся тем, что второй фильтрующий элемент содержит панель, выполненную из текстильного материала.

7. Моторный вагон по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что первое вентиляционное устройство дополнительно содержит по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие, расположенное на крыше кузова и сообщающееся по текучей среде с машинным отделением.

8. Моторный вагон по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что кузов дополнительно содержит по меньшей мере одно второе вентиляционное устройство, отдельное от первого вентиляционного устройства и содержащее второй воздухоприемный кожух, образованный закрытой трубой между впуском и выпуском, открытым в машинное отделение, и второй вентилятор, расположенный между впуском и выпуском указанного кожуха, при этом первый и второй воздухоприемные кожухи расположены рядом с противоположными концами кузова.