DE2831343C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Unter der Bezeichnung "Leistungselektrik bzw. -elektronik" sind in der vorliegenden Erfindung sowohl elektrische als auch elektronische Geräte und alle damit im Zusammenhang stehenden Teile zu verstehen.

Die Kühlung elektrischer Einrichtungen bei Grubenlokomotiven ohne Schlagwetter- und Explosionsschutz erfolgt durch Kon­ vektion oder durch Luftaustausch.

In der Zeitschrift E und M, 1975, S. 5 bis 13 ist ein Kühlverfahren beschrieben, bei dem mittels eines in einer elektrischen Maschine eingebauten Ventilators Frisch­ luft aus dem Freien angesaugt, durch eine Wascherkammer gefördert und anschließend über die zu kühlenden Teile der Maschine geleitet wird, wonach die erwärmte Luft dann als Abluft wieder ins Freie gelangt. Dieses Kühlsystem beruht auf einer Ausführung mit offenem Kühlstrom, wobei zwischen der elektrischen Maschine und der Außenluft ein offener Luftausgleich besteht. Für die Einhaltung gewünschter Temperatur- und Feuchtigkeitszustände ist eine Regeleinrichtung mit mehreren Temperaturfühlern vorgesehen.

Bei Anwendung dieses bekannten Kühlprinzips für Gruben­ lokomotiven in explosions- und brandgefährdeten Räumen, wie insbesondere in Bergbau-Untertagebetrieben, gelangt mit der von außen zugeführten Frischluft Kohlenstaub in die Kühlanlage und führt trotz der Wascheranlage zu be­ sonders ungünstigen Betriebsbedingungen, weil mit zu­ nehmender Verschmutzung durch den hohen Kohlenstaubanfall sich der Schlamm am Boden der Wascherkammer schneller an­ sammelt und öfter entfernt werden muß. Dies erfordert einen beachtlichen Arbeitsaufwand.

Ferner ist es aus der Zeitschrift "Fahrzeug und Karosse­ rie", 1962, S. 8 bis 15, im Prinzip zwar bekannt, einen Raum durch Verdampfen eines zirkulierenden Kältemittels zu kühlen, wobei der Kältemitteldampf verdichtet und in einem Kondensator unter Wärmeabgabe an die Umgebungsluft verflüssigt und anschließend entstaubt wird. Danach ver­ dampft die Flüssigkeit unter Wärmeaufnahme aus der Um­ gebung im Verdampfer, wobei die beim Verdampfen benötigte Wärme der Raumluft entzogen wird.

Diese bekannte Ausführung bezieht sich aber auf Kühlaggre­ gate für Straßen-Kühlfahrzeuge zum Frischhalten von Nah­ rungmitteln während des Transports. Die durch Schlag­ wetter oder Explosionsgefahr bestehenden Probleme bei diesen bekannten Kühlfahrzeugen nicht auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sie unabhängig von der Leistungserhöhung und damit der Vergrößerung des Maschinenraums eine stets wirksame Kühlung im Maschinen­ raum ohne Luftaustausch gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine einwandfreie Kühlung des Maschi­ nenraums gewährleistet und gleichzeitig verhindert ist, daß von den elektrischen bzw. elektronischen Elementen Wärme an die Maschinenraumwandungen abstrahlt, weil diese Elemente ständig von gekühlter Luft umspült werden.

Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgedankens liegt darin, daß die die elektrischen bzw. elektronischen Elemente umspülende Luft auf kürzestem Weg gekühlt in den Maschinen­ raum zurückgeführt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Diese zeigt einen Längsmittenschnitt durch eine Grubenlokomotive mit der er­ findungsgemäßen Kühlvorrichtung. Die dargestellte Grubenlokomo­ tive 1 besitzt, quer zur Fahrtrichtung gesehen, neben dem Führer­ haus 2 einen druckfest gekapselten Maschinenraum 3, in dem die Leistungselektrik gegen Schlagwetter und Explosion geschützt un­ tergebracht ist. Für den Ein- und Ausbau dieser Leistungselektrik sowie für ihre Wartung ist das Gehäuse 4 des Maschinenraums 3 seitlich mit mehreren Öffnungen versehen, die durch nach außen schwenkbare Klappen mit Zwangsverriegelung verschließbar sind. Die elektrischen und elektronischen Geräte der Leistungselektrik bestehen aus auswechselbaren Baugruppen und sind mittels Ein­ schüben im Maschinenraum 3, mit Abstand sowohl zwischen sich selbst als auch von den den Maschinenraum begrenzenden Flächen, angeordnet. Innerhalb des Maschinenraums 3, im Bereich der dem Führerhaus 2 zugewandten Stirnseite 5, befindet sich ein Verdampfer 6 und ein Ventilator 7, der von einem Motor 8 angetrieben wird. Dieser Motor wird nach Maßgabe der im Maschi­ nenraum 3 gemessenen Temperatur gesteuert. Zu diesem Zweck ist im Maschinenraum 3 ein Temperaturfühler 9 angebracht, der auf eine einstellbare Höchsttemperatur anspricht. Der Temperaturfühler 9 kann beispielsweise auf eine Ansprechtemperatur von etwa 303 K eingestellt werden. Außerdem befindet sich im Maschinenraum 3 ein weiterer Temperaturfühler 9′, der die Anlage gegen Überschrei­ ten der maximal zulässigen Lufttemperatur von etwa 313 K sichert. Der Verdampfer 6 und Ventilator 7 mit Antriebsmotor 8 sind ge­ meinsam in einem einen Luftkanal bildenden Gehäuse 10 eingebaut. Als anschlußfertige Baueinheit kann dieses in den Maschinenraum 3 montiert werden.

Vom Verdampfer 6 führt eine Leitung 12 zu einem außerhalb des Maschinenraums 3 angeordneten Kompressor 16, der mit einer Leitung 17 mit dem ebenfalls außerhalb des Maschinenraums 3 angeordneten Kondensator 13 verbunden ist. Vom Kondensator 13 führt eine Leitung 11 zurück zum Verdampfer 6.

Der Kondensator 13 hat einen Ventilator 14 mit einem Motor 15. Die Motoren 8 und 15 der beiden Ventilatoren 7 und 14 werden vom Bordnetz der Lokomotive gespeist.

Zum Kühlen des Maschinenraums 3 und der in diesem befindlichen Leistungselektrik wird der Ventilator 7 eingeschaltet und durch ihn eine Luftumwälzung im Maschinenraum 3 bewirkt. Die Luft aus dem Maschinenraum 3 strömt hierbei durch den Verdampfer 6 und wird anschließend vom Ventilator 7 durch den Austritts­ stutzen im Gehäuse 10 in den Maschinenraum 3 gedrückt, wo sie die Geräte der Leistungselektrik umspült und dabei deren Wärme abführt, indem sie sich selbst erwärmt und anschließend wieder in den Verdampfer 6 gelangt.

Die Luftströmung ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet.

Claims (4)

1. Kühlvorrichtung für die gegen Schlagwetter und Explosions­ gefahr in einem druckfest gekapselten Maschinenraum einer elektrischen Grubenlokomotive des Untertageberg­ baues untergebrachte Leistungselektrik bzw. -elektronik, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• - der als Kühlraum dienende gekapselte Maschinenraum (3) weist für die im Kreislauf geführte Kühlluft einen Verdampfer (6) mit einem motorgesteuerten Ventilator (7) und zwei Temperaturfühler (9 und 9′) auf, wobei
• - der die Rückführung der Kühlluft bewirkende Verdampfer (6) über ein Leitungssystem mit außerhalb des Kühl­ raums befindlichem Kompressor (16) und Kondensator (13) verbunden ist,
• - der Verdampfer (6) mit Ventilator (7) und Antriebs­ motor (8) in einem einen Kanal für die zirkulierende Kühlluft bildenden Gehäuse (10) angeordnet ist,
• - der eine Temperaturfühler (9) auf eine einstellbare Kühltemperatur anspricht und den Ventilator­ motor (8) für die Kühlluftumwälzung steuert, und
• - der andere Temperaturfühler (9′) beim Überschreiten der maximal zulässigen Kühllufttemperatur anspricht und die Leistung der gekühlten elektrischen Elemente reduziert bzw. abschaltet.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (8) des Ventilators (7) von der gekühlten umgewälzten Luft beaufschlagbar ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen Luftkanal bildende Gehäuse (10) mit Ver­ dampfer (6), Ventilator (7) und Motor (8) an oder in der Nähe der dem Führerhaus (2) der Lokomo­ tive (1) zugewandten Stirnwand (5) des Maschinenraums (3) ortsfest angeordnet ist, an dessen Außenfläche der Kondensator (13) mit Ventilator (14) befestigt ist.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Ansprechtemperatur des Temperatur­ fühlers (9) für die Luftumwälzung etwa 303 K und die einstellbare Ansprechtemperatur des Temperaturfühlers (9′) für die Leistungsreduzierung bzw. -abschaltung etwa 313 K beträgt.