DE69006076T2

DE69006076T2 - Vorrichtung zur Belüftung von Eisenbahnantriebsmotoren und zum Filtern von Zuführluft.

Info

Publication number: DE69006076T2
Application number: DE90106747T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Gaignier; Jean-Louis Marichez; Lucien Piguel; Jean-Luc Raguideau
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Alstom Holdings SA
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: US5000769A; EP0392418A3; ES2048884T3; EP0392418B1; DE69006076D1; FR2645817A1; EP0392418A2; ATE100386T1; FR2645817B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belüftung eines Eisenbahn-Antriebsmotors und zur dynamischen Säuberung der Belüftungsluft, mit einem Zentrifugalventilator, der radiale Schaufeln umgeben von einer kreisförmigen Hülle aufweist und die Luft zum Motor hin fördert, mit dynamischen Filtermitteln auf dem Weg der vom Ventilator geförderten Luft und mit einem flachen Blech mit peripheren Durchlaßöffnungen, das einen Diffusorschirm bildet und das Innenvolumen der kreisförmigen Hülle in eine stromaufwärts liegende Kammer, die mit der Luftzufuhr zum Ventilator verbunden ist, und eine stromabwärts liegende Kammer aufteilt, die mit dem Luftausgang zum Motor verbunden ist, wie in der Druckschrift FR-A-1541898 beschrieben ist.
Es wurde bereits in der Druckschrift FR-A-1037867 vorgeschlagen, die Belüftung von Motoren und elektrischen Maschinen einer Lokomotive mit Hilfe eines Zentrifugalventilators durchzuführen, der mit über das Dach der Lokomotive angesaugter Luft gespeist wird, damit sie weniger Staub enthält, und der diese Luft durch einen seitlichen Schacht des Wagenkastens zu einem Lamellenfilter fördert, das die von der Luft mitgerissenen Unreinheiten wie Wassertropfen, Schneeflocken, Sandkörner und Staub entfernen soll. Eine solche Reinigung ist jedoch nicht vollständig, und es ist notwendig, abnehmbare Filter stromaufwärts vor den elektrischen Maschinen anzuordnen, die eine vollkommen reine Belüftungsluft erfordern.
Eine solche Belüftungsvorrichtung ist komplex, ziemlich laut, nimmt viel Platz ein im Inneren des Wagenkastens zu Lasten des für die verschiedenen Geräte notwendigen Raums, bedingt einen hohen Druckverlust im Kreislauf der Belüftungsluft und erfordert häufige Kontrollen.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Belüftungsvorrichtung für einen Bahnmotor anzugeben, die einfach, geräuscharm und platzsparend ist, die nur einen mäßigen Druckverlust im Belüftungskreislauf bedingt und Kontrollen nur zu weit auseinanderliegenden Zeitpunkten erfordert. Sie hat ebenfalls zum Ziel, ggf. den direkten Antrieb des Ventilators durch die Motorwelle zu erlauben und die Luft unter dem Chassis der Lokomotive aufzunehmen und so relativ lange Zufuhrschächte bis zum Motor zu vermeiden und doch dem Motor nur eine gut gesäuberte Luft zuzuführen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Auslaßöffnung für unsaubere Luft in Form eines Sektors auf dem Umfang der stromaufwärts liegenden Kammer und ein Separatorelement aufweist, das vor der Öffnung angeordnet ist und ein Hindernis bildet, das die Luftströme nahe den Schaufeln des Ventilators zu einem Entnahmeabschnitt nahe der Auslaßöffnung ableitet.
Sie entspricht weiter vorzugsweise mindestens einem der folgenden Merkmale:
- Die peripheren Durchlaßöffnungen des flachen Blechs sind in dieses Blech gebohrte Löcher.
- Die peripheren Durchlaßöffnungen des flachen Blechs sind in Form von Lamellen angeordnet.
- Sie weist eine Öffnung auf, die den peripheren Bereich der stromabwärts liegenden Kammer mit dem peripheren Bereich der stromaufwärts liegenden Kammer in der Nähe der Auslaßöffnung für unsaubere Luft verbindet.
- Die stromabwärts liegende Kammer ist mit Mitteln zum Ausrichten des peripheren Luftstroms auf einen axialen Auslaß versehen.
- Die stromabwärts liegende Kammer ist mit einer Umfangsschikane auf dem Weg der Luft von ihrer Peripherie zu ihrem zentralen Bereich versehen.
- Das Separatorelement hat allgemein Trapezform, wobei seine spitzen Winkel sich auf der dem Diffusorschirm entgegengesetzten Seite befinden.
- Das Separatorelement hat eine allgemein parallelepipedische Form, wobei sein spitzer Winkel auf der dem Diffusorschirm entgegengesetzten Seite vor dem Einlaß der drehenden Luft liegt.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Schienenfahrzeug mit einem Bahnmotor und der oben definierten Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Öffnung zur Einspeisung der Belüftungsluft unter das Chassis des Fahrzeugs aufweist.
Die Erfindung hat schließlich zum Gegenstand ein Schienenfahrzeug, das einen Bahnmotor und die oben definierte Vorrichtung enthält, wobei der Ventilator in einer und/oder der anderen der beiden Drehrichtungen direkt durch die Welle des Bahnmotors angetrieben wird.
Nachfolgend werden als Beispiel und unter Bezug auf die Figuren der beiliegenden Zeichnung Belüftungsvorrichtungen von elektrischen Motoren von Schienenfahrzeugen gemäß der Erfindung beschrieben.
Figur 1 zeigt von der Seite des Lufteinlasses eine Belüftungs- und Luftsäuberungsvorrichtung, deren den Diffusorschirm bildendes Blech ein perforiertes Blech ist.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung der Figur 1 im Schnitt durch eine diametrale Ebene.
Figur 3 zeigt von der Seite des Lufteinlasses eine Belüftungs- und Luftsäuberungsvorrichtung, deren den Diffusorschirm bildendes Blech in Form von Luftdurchlaßlamellen ausgebildet ist.
Figur 4 zeigt die Vorrichtung der Figur 3 im Schnitt durch eine diametrale Ebene.
Figur 5 ist eine Ansicht von der Seite des Lufteinlasses des Ventilators in der Nähe der Öffnung zum Auslaß der mit Staub oder Feuchtigkeitspartikeln beladenen Luft entsprechend der Achse VV der Figur 6.
Figur 6 ist eine Ansicht dieses gleichen Bereichs des Umfangs der Vorrichtung von innen, wobei der Diffusorschirm oben in der Figur dargestellt ist.
Figur 7 zeigt einen diametralen Schnitt durch eine Belüftungs- und Luftreinigungsvorrichtung, die in der stromabwärts liegenden Kammer eine Umfangsschikane aufweist.
In den Figuren 1 und 2 ist der Zentrifugalventilator 1 mit der Achse 1A mit radialen Schaufeln 2 versehen. Er ist in einer kreisförmigen Hülle 3 eingeschlossen. Das innere Volumen dieser Hülle wird von einem flachen Blech 4 in eine stromaufwärts liegende Kammer 6, die den Ventilator enthält und über ein Schutzgitter 4A mit einer Einlaßöffnung für Umgebungsluft (nicht dargestellt) verbunden ist, die vorzugsweise unter dem Chassis des Fahrzeugs angebracht ist, und eine stromabwärts liegende Kammer 7 aufgeteilt, die selbst mit einer Leitung (nicht dargestellt) für die Zufuhr gereinigter Luft zum zu kühlenden elektrischen Motor verbunden ist. Das Blech 4 besitzt über seinen ganzen Umfang, mit Ausnahme eines vollen Sektors, der eine Maske 7A bildet, Verbindungslöcher 5 zwischen der stromaufwärts und der stromabwärts liegenden Kammer.
Die Hülle 3 besitzt vor dem Sektor 7A eine Öffnung 8 zum Auslaß von mit Staub beladener Luft, wobei dieser Staub sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nahe der Hülle des Ventilators konzentriert. Vor dieser Öffnung widersetzt sich ein Separatorelement 9 von allgemeiner Trapez- oder parallelepipedischer Form der Luftströmung und lenkt den durch die Zentrifugalkraft mit Staub oder Feuchtigkeitsteilchen angereicherten Teil der Luft zur Auslaßöffnung.
Die stromabwärts liegende Kammer 7 ist mit Richtschaufeln 10 für die Luftströmung versehen, die in ihrem Außenbereich durch Löcher 5 gekommen ist, indem sie sie in axialer Richtung ablenken. Eine in die Ausgangsöffnung für mit Unreinheiten beladene Luft mündende Öffnung 11 ermöglicht die Entfernung eines noch unsauberen Teils der Luft, der bis zu dieser Kammer gekommen ist.
Die Belüftungs- und Reinigungsvorrichtung der Figuren 3 und 4 ist in weitem Maße ähnlich der der Figuren 1 und 2, und die identischen Elemente werden nicht erneut beschrieben. Aber das flache Blech 4 zur Trennung der stromaufwärts und stromabwärts liegenden Kammern ist über seinen Umfang mit Öffnungen in Form von Lamellen 5A versehen (von denen nur einige dargestellt sind), die der dort eindringenden Luft eine zentripetale Richtung geben.
Die Figuren 5 und 6 zeigen den Sektor der Öffnung 8 zur Entfernung der mit Staub oder Feuchtigkeitsteilchen beladenen Luft, der vor dieser Öffnung ein Separatorelement 9 mit Trapezform aufweist.
Die spitzen Winkel dieses Trapezes befinden sich auf der dem Trennblech der beiden Kammern des Ventilators entgegengesetzten Seite, so daß es die von den Schaufeln des Ventilators, die in 2 dargestellt sind, geförderten Luftströme zum Entnahmeabschnitt, der vom doppelten Pfeil 12 markiert wird, und dann zur Auslaßöffnung 8 umlenkt. Die Öffnung 11 durch das Trennblech 4 erlaubt es der noch Staub oder Feuchtigkeitsteilchen enthaltenden Luft, die auf dem Umfang der stromabwärts liegenden Kammer fließt, ebenfalls durch die Öffnung 8 zu entweichen.
Wenn das Element 9 parallelepipedische Form hätte, dann besäße es den gleichen spitzen Winkel vor den von den Schaufeln geförderten Luftströmen.
Die Neigung des Separators, die durch den Abstand D in einer Ebene senkrecht zur Achse des Ventilators zwischen dem Boden und dem oberen Rand des Separators dargestellt ist, muß etwa 1,5 bis 2 mal so groß wie die Teilung der Schaufeln sein, um einen übermäßigen Lärm zu vermeiden.
In der Vorrichtung der Figur 7 ist die stromaufwärts liegende Kammer 6 des Ventilators identisch der der Figuren 1 und 2, und das Trennblech 4 besitzt ebenfalls Löcher 5 auf seinem Umfang. Aber die stromabwärts liegende Kammer besitzt eine Umfangsschikane 13, die einen gewissen Druckverlust auf dem Weg der Luft erzeugt und die Entfernung eines peripheren Teils der Luft, der noch Staub oder Feuchtigkeitsteilchen aufweist, durch die Öffnung 11 erleichtert.

Claims

1. Vorrichtung zur Belüftung eines Eisenbahn-Antriebsmotors und zur dynamischen Säuberung der Belüftungsluft, mit einem Zentrifugalventilator (1), der radiale Schaufeln (2) umgeben von einer kreisförmigen Hülle (3) aufweist und die Luft zum Motor hin fördert, mit dynamischen Filtermitteln auf dem Weg der vom Ventilator geförderten Luft und mit einem flachen Blech (4) mit peripheren Durchlaßöffnungen (5), das einen Diffusorschirm bildet und das Innenvolumen der kreisförmigen Hülle in eine stromaufwärts liegende Kammer (6), die mit der Luftzufuhr zum Ventilator verbunden ist, und eine stromabwärts liegende Kammer (7) aufteilt, die mit dem Luftausgang zum Motor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Auslaßöffnung (8) für unsaubere Luft in Form eines Sektors auf dem Umfang der stromaufwärts liegenden Kammer und ein Separatorelement (9) aufweist, das vor der Öffnung angeordnet ist und ein Hindernis bildet, das die Luftströme nahe den Schaufeln des Ventilators zu einem Entnahmeabschnitt nahe der Auslaßöffnung ableitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die peripheren Durchlaßöffnungen des flachen Blechs in dieses Blech gebohrte Löcher (5) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die peripheren Durchlaßöffnungen des flachen Blechs als Lamellen (A) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Öffnung (11) aufweist, die den peripheren Bereich der stromabwärts liegenden Kammer (7) mit dem peripheren Bereich der stromaufwärts liegenden Kammer (6) in der Nähe der Auslaßöffnung (8) für unsaubere Luft verbindet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stromabwärts liegende Kammer mit Mitteln (10) zum Ausrichten des peripheren Luftstroms auf einen axialen Auslaß versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stromabwärts liegende Kammer mit einer Umfangsschikane (13) auf dem Weg der Luft von ihrer Peripherie zu ihrem zentralen Bereich versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Separatorelement (9) allgemein Trapezform hat, wobei seine spitzen Winkel sich auf der dem Diffusorschirm entgegengesetzten Seite befinden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Separatorelement (9) eine allgemein parallelepipedische Form hat, wobei sein spitzer Winkel auf der dem Diffusorschirm entgegengesetzten Seite vor dem Einlaß der drehenden Luft liegt.

9. Schienenfahrzeug mit einem Bahnmotor und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Öffnung zur Einführung der Belüftungsluft unter das Chassis des Fahrzeugs aufweist.

10. Schienenfahrzeug mit einem Bahnmotor und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator direkt in einer und/oder der anderen der beiden Drehrichtungen durch die Welle des Bahnmotors angetrieben wird.