-
Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanordnung für ein Schienenfahrzeug und ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Belüftungsanordnung.
-
Schienenfahrzeuge werden in Regionen mit unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen und Klimaklassen eingesetzt und müssen entsprechende Einsatz-Anforderungen erfüllen.
-
Es ist bei Schienenfahrzeugen bekannt, Luft aus der Umgebung des Schienenfahrzeugs anzusaugen, um diese als Luftvolumenstrom im Inneren des Schienenfahrzeugs zur Kühlung der dortigen Komponenten zu verwenden.
-
Diese Luft muss dabei eine vorbestimmte Luftqualität aufweisen, die unabhängig von vorherrschenden Umgebungsbedingungen des Schienenfahrzeugs ist. Insbesondere bei einem Betrieb des Schienenfahrzeugs in einer Wüstenregion muss verhindert werden, dass Flugsand, Sandstaub bzw. Sandpartikel in einen Maschinenraum des Schienenfahrzeugs gelangen.
-
Um dies zu gewährleisten, ist es bekannt, die Luft über ein Wetterschutzgitter, das in einer Außenwand des Schienenfahrzeugs eingebaut ist, anzusaugen, wobei das Wetterschutzgitter für die angesaugte Luft eine erste Filterstufe bildet.
-
Es ist auch bekannt, einen zur Kühlung verwendeten Luftvolumenstrom mit Hilfe einer Abscheideeinrichtung von Wassertropfen bzw. von Feuchtigkeit zu reinigen, bevor die derart gereinigte Luft im Inneren des Schienenfahrzeugs zur Kühlung von Komponenten verwendet wird.
-
Weiter ist bekannt, Zyklonabscheider und Filterelemente als weitere Filterstufen zu verwenden, um die aus der Umgebung angesaugte Luft zusätzlich zu reinigen.
-
Es ist bekannt, Zyklonabscheider und Filterelemente in einem Ansaugtrakt des Schienenfahrzeuges fest zu verbauen, so dass notwendige Wartungsarbeiten (beispielsweise der Austausch von Filterelementen, das Überprüfen und Reparieren von Lüftern, etc.) nur schwer und unter großem Aufwand durchführbar sind.
-
Diese Ausgestaltungen benötigen Bauraum im Schienenfahrzeug, der für diese Zwecke nur begrenzt zur Verwendung bzw. zur Verfügung steht.
-
Aufgrund des begrenzten Bauraums ist es üblich, für jede Schienenfahrzeug-Baureihe eine entsprechend optimierte Belüftung mit Reinigung zu entwerfen, die einer Plattformübergreifenden Lösung oft entgegensteht.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anordnung zur Belüftung für ein Schienenfahrzeug anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanordnung für ein Schienenfahrzeug mit einem geschlossenen Gehäuse, in dem eine zu kühlende Schienenfahrzeug-Komponente angeordnet ist, mit einem Zyklonabscheider und mit einem Lüfter. Das Gehäuse weist einen ersten Teilbereich mit einem Lufteinlass auf, über den Kühlluft in den ersten Teilbereich gelangt. Das Gehäuse weist einen zweiten Teilbereich mit einem Luftauslass auf, über den die Kühlluft aus dem zweiten Teilbereich und damit aus dem Gehäuse gelangt.
-
Der erste Teilbereich ist mit dem zweiten Teilbereich über den Zyklonabscheider verbunden, so dass die Kühlluft vom ersten Teilbereich über den Zyklonabscheider in den zweiten Teilbereich gelangt. Der Zyklonabscheider ist derart ausgebildet, dass durch ihn Verschmutzungen aus der Kühlluft abgesondert und in einen dritten Teilbereich des Gehäuses gebracht werden. Die zu kühlende Komponente ist im zweiten Teilbereich derart angeordnet, dass die Kühlluft über die Komponente zum Luftauslass gelangt.
-
Dabei ist der Lüfter derart im Gehäuse positioniert und betrieben, dass durch seinen Betrieb die Bewegung der Kühlluft im Gehäuse verursacht wird.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Lufteinlass mit einem Wetterschutzgitter, das in einer Außenwand eines Schienenfahrzeugs eingebaut ist, verbindbar.
-
In einer bevorzugten ersten Weiterbildung ist der Lüfter im ersten Teilbereich angeordnet, so dass durch den Lüfter die Kühlluft über den Lufteinlass in den ersten Teilbereich gesaugt wird, die Kühlluft dann über den Zyklonabscheider in den zweiten Teilbereich gedrückt wird und die Kühlluft dann mittels Druck über die Komponente zum Luftauslass geführt wird.
-
Mit Bezug auf die erste Weiterbildung weist der dritte Teilbereich lediglich eine Staubaustragsöffnung auf. Verschmutzungen aus der Kühlluft gelangen bevorzugt unter Schwerkraft-Einwirkung bzw. unter Verwendung eines dafür vorgesehenen Bypass-Luftvolumenstroms zur Staubaustragsöffnung.
-
In einer dazu gehörenden Weiterbildung ist der erste Teilbereich zusätzlich mit dem dritten Teilbereich derart verbunden, dass im ersten Teilbereich abgelagerter Schmutz (Sand, Sandpartikel, etc.) unter Schwerkraft-Einwirkung bzw. unter Verwendung eines dafür vorgesehenen Bypass-Luftvolumenstroms in den dritten Teilbereich gelangt.
-
In einer davon abweichenden zweiten Weiterbildung ist der Lüfter im zweiten Teilbereich angeordnet, so dass durch den Lüfter die Kühlluft über den Lufteinlass in den ersten Teilbereich und nachfolgend über den Zyklonabscheider in den zweiten Teilbereich gesaugt wird und die Kühlluft dann mittels Druck über die Komponente zum Luftauslass geführt wird.
-
Mit Bezug auf die zweite Weiterbildung weist der dritte Teilbereich zusätzlich zur Staubaustragsöffnung einen Lüfter auf, wobei durch den Lüfter die Verschmutzungen aus dem Zyklonabscheider in den dritten Teilbereich und von dort zur Staubaustragsöffnung gebracht werden.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Schienenfahrzeug-Komponente ein Transformator, der bevorzugt zur Energieversorgung von Hilfsbetrieben eines Schienenfahrzeugs ausgebildet ist.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Transformator Lüftungsschlitze auf, durch die die Kühlluft gezielt geleitet bzw. gedrückt wird.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Zyklonabscheider in einem ersten Neigungswinkel mit einer horizontal ausgerichteten Bodenseite des ersten Teilbereichs verbunden.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Zyklonabscheider in einem zweiten Neigungswinkel mit einer horizontal ausgerichteten Deckelseite des zweiten Teilbereichs verbunden.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung weist dann der erste Neigungswinkel einen Wert zwischen 90° und 152° auf, während der zweite Neigungswinkel als Gegenwinkel einen Wert zwischen 28° und 90° aufweist.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der erste Teilbereich in vertikaler Richtung gesehen über dem zweiten Teilbereich angeordnet.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der dritte Teilbereich vertikal ausgerichtet und ist bevorzugt als Rohr innerhalb des zweiten Teilbereichs angeordnet.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Gehäuse als Modul ausgebildet, das für eine Vielzahl an Schienenfahrzeug-Plattformen verwendbar ist.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Lüfter des ersten Teilbereichs oder des zweiten Teilbereichs derart dimensioniert ist, dass durch ihn die Kühlluft vom Lufteinlass des ersten Teilbereichs des Gehäuses bis zum Luftauslass des zweiten Teilbereichs des Gehäuses gelangt.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung gelangt die Kühlluft über den Luftauslass des zweiten Teilbereichs in eine Gehäuseumgebung oder in einen Unterflurbereich des Schienenfahrzeugs, dessen Teil die erfindungsgemäße Belüftungsanordnung ist.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung besteht der Zyklonabscheider aus einer Vielzahl an parallelen Rohren, die bevorzugt wie folgt ausgestaltet sind:
- - Kühlluft wird in ein betrachtetes Rohr geführt und am Rohreingang über ein dort dafür vorgesehenes Element in eine Zirkulationsbewegung bzw. Drehbewegung versetzt, die bevorzugt quer zur Längsachse des Rohrs erfolgt,
- - im Rohr werden durch die Zirkulation bzw. durch einwirkende Fliehkraft Verschmutzungen der Kühlluft längs der Innenwand des betrachteten Rohrs angereichert,
- - diese Verschmutzungen werden über eine dafür vorgesehene Ableitung gesammelt in den dritten Teilbereich TB3 gebracht,
- - von den Verschmutzungen gesäuberte Luft wird am Rohrende im Bereich der Rohrlängsachse über eine dafür vorgesehene Ableitung in den zweiten Teilbereich TB2 gebracht.
-
Als Funktionsprinzip zusammengefasst wird die Luft beim Eintritt in den Zyklonabscheider bzw. in dessen Rohr in Rotation versetzt. Verschmutzungen (Staub, etc.) werden aufgrund der Fliehkraft längs des Rohrs nach außen an die Rohrinnenwand getragen und dort ggf. unter Verwendung eines Staubaustragsventilators abgesaugt.
-
Die vorliegende Erfindung ermöglicht zum einen eine kompakte (Gehäuse-) Bauweise und zum anderen eine modulare Tauschbarkeit des Gehäuses auf Maschinenraum-Ebene.
-
Durch die vorliegende Erfindung wird eine deutliche Reduzierung von Fremdpartikeln, Sand und Staub bei der Kühlluft ermöglicht.
-
Durch die vorliegende Erfindung wird eine Lebensdauer-Verlängerung von zu kühlenden Komponenten verwirklicht.
-
Durch die vorliegende Erfindung werden vorgeschriebene Einbaurichtlinien erfüllt.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beispielhaft erläutert. Dabei zeigt:
- 1 Details einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer ersten Seitenansicht,
- 2 mit Bezug auf 1 die erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer zweiten Seitenansicht,
- 3 Details einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer ersten Seitenansicht,
- 4 mit Bezug auf 3 die zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer zweiten Seitenansicht, und
- 5 die vorliegende Erfindung in einer Einbausituation in einem Schienenfahrzeug.
-
1 zeigt eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer ersten Seitenansicht, während 2 diese in einer zweiten Seitenansicht zeigt.
-
Gezeigt ist eine Belüftungsanordnung BA für ein Schienenfahrzeug mit einem geschlossenen Gehäuse GEH, mit einem Zyklonabscheider ZAS und mit einem Lüfter LÜFT.
-
Ein Transformator ist als zu kühlende Schienenfahrzeug-Komponente KOMP im Gehäuse GEH wie nachfolgend beschrieben angeordnet.
-
Das Gehäuse GEH weist einen ersten Teilbereich TB1 mit einem Lufteinlass LEIN auf, über den Kühlluft KL in den ersten Teilbereich TB1 gelangt.
-
Das Gehäuse GEH weist einen zweiten Teilbereich TB2 mit einem Luftauslass LAUS auf, über den die Kühlluft KL aus dem zweiten Teilbereich TB2 in eine Gehäuseumgebung gelangt.
-
Der erste Teilbereich TB1 ist mit dem zweiten Teilbereich TB2 über den Zyklonabscheider ZAS verbunden, so dass die Kühlluft KL vom ersten Teilbereich TB1 über den Zyklonabscheider ZAS in den zweiten Teilbereich TB2 gelangt.
-
Der Zyklonabscheider ZAS ist derart ausgebildet, dass durch ihn Verschmutzungen VERS aus der Kühlluft KL abgesondert und in einen dritten Teilbereich TB3 des Gehäuses GEH gebracht werden.
-
Beispielsweise besteht der Zyklonabscheider ZAS aus einer Vielzahl an parallelen Rohren, die bevorzugt und wie vorstehend beschrieben ausgebildet sind.
-
In dieser Darstellung ist der erste Teilbereich TB1 in vertikaler Richtung gesehen über dem zweiten Teilbereich TB2 angeordnet.
-
Der dritte Teilbereich TB3 ist hier vertikal ausgerichtet und ist bevorzugt als Rohr innerhalb des zweiten Teilbereichs TB2 angeordnet.
-
Die zu kühlende Komponente KOMP ist im zweiten Teilbereich TB2 derart angeordnet, dass die Kühlluft KL über die Komponente KOMP zum Luftauslass LAUS gelangt.
-
Der Lüfter LÜFT ist hier im ersten Teilbereich angeordnet, so dass durch den Lüfter LÜFT die Kühlluft KL über den Lufteinlass LEIN in den ersten Teilbereich TB1 gesaugt wird, die Kühlluft KL dann über den Zyklonabscheider ZAS in den zweiten Teilbereich TB1 gedrückt wird und die Kühlluft KL dann mittels Druck über die Komponente KOMP zum Luftauslass LAUS geführt wird.
-
Der dritte Teilbereich TB3 weist dann lediglich eine Staubaustragsöffnung SAUS auf, wobei die Verschmutzungen VERS aus der Kühlluft KL bevorzugt durch Schwerkraft im dritten Teilbereich TB3 zur Staubaustragsöffnung SAUS gebracht werden.
-
Der Transformator weist als Komponente KOMP vertikale Lüftungsschlitze auf, durch die die Kühlluft KL gezielt geleitet bzw. gedrückt wird.
-
Der Zyklonabscheider ZAS ist hier in einem ersten Neigungswinkel A1 mit einer horizontal ausgerichteten Bodenseite des ersten Teilbereichs TB1 verbunden, wobei der erste Neigungswinkel A1 einen Wert zwischen 90° und 152° aufweist.
-
3 zeigt eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer ersten Seitenansicht, während 4 diese in einer zweiten Seitenansicht zeigt.
-
Im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 ist hier der Lüfter LÜFT im zweiten Teilbereich TB2 angeordnet, so dass durch den Lüfter LÜFT die Kühlluft KL über den Lufteinlass LEIN in den ersten Teilbereich TB1 und nachfolgend über den Zyklonabscheider ZAS in den zweiten Teilbereich TB2 gesaugt wird. Nachfolgend wird dann die Kühlluft KL über die Komponente KOMP zum Luftauslass LAUS geführt bzw. gedrückt.
-
In diesem Fall weist der dritte Teilbereich TB3 einen Lüfter SALÜFT und die Staubaustragsöffnung SAUS auf, wobei durch den Lüfter SALÜFT die Verschmutzungen VERS aus der Kühlluft KL bzw. aus dem Zyklonabscheider ZAS in den dritten Teilbereich TB3 und zur Staubaustragsöffnung SAUS gebracht werden.
-
Die anderen Elemente der Figuren 3, 4 sind mit identischen Bezugszeichen versehen und damit entsprechend den Darstellungen der Figuren 1 und 2 samt zugehöriger Beschreibung angeordnet bzw. ausgebildet.
-
5 zeigt die vorliegende Erfindung in einer Einbausituation in einem Schienenfahrzeug SFZ.
-
Wie in der hier gezeigten Schnittdarstellung zu sehen, kann das Gehäuse GEH im zugehörigen Schienenfahrzeug SFZ an einer ersten Position POS1 oder alternativ dazu an einer zweiten Position POS2 angeordnet sein, also rechts oder links von einem Mittelgang MG des Schienenfahrzeugs SFZ.
-
Dabei ist dann der Lufteinlass LEIN der Figuren 1 bis 4 mit einem Wetterschutzgitter WSG verbunden, wobei das Wetterschutzgitter WSG in einer Außenwand des Schienenfahrzeugs SFZ eingebaut ist.
-
In der Schnittdarstellung ist ein Drehgestell DG des Schienenfahrzeugs SFZ zu sehen.
