DE2831343C2

DE2831343C2 -

Info

Publication number: DE2831343C2
Application number: DE19782831343
Authority: DE
Inventors: Leo-Hans Dipl.-Ing. 3500 Kassel De Flatau; Werner 6945 Hirschberg De Teich; Heinz Ing.(Grad.) 4630 Bochum De Groser
Original assignee: Ruhrkohle AG; Thyssen Industrie AG; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1987-06-25
Also published as: GB2027861A; GB2027861B; FR2431384B1; FR2431384A1; DE2831343A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cooling device according to the preamble of claim 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.Under the name "power electronics or electronics" are both electrical and also electronic devices and all related to it to understand standing parts.

Die Kühlung elektrischer Einrichtungen bei Grubenlokomotiven ohne Schlagwetter- und Explosionsschutz erfolgt durch Kon vektion oder durch Luftaustausch. The cooling of electrical equipment in mine locomotives without firedamp and explosion protection by Kon vection or by air exchange.

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.In the journal E and M, 1975, pp. 5 to 13 is a Described cooling method, in which by means of a an electrical machine built-in fan Frisch air sucked in from outside, through a washer chamber promoted and then over the parts to be cooled the machine is directed, after which the heated air then vented back into the open air. This cooling system is based on a version with an open cooling flow, whereby between the electrical machine and the outside air there is an open air balance. For compliance desired temperature and humidity conditions a control device with several temperature sensors intended.

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. Using this well-known cooling principle for pits locomotives in potentially explosive and fire-prone rooms, as especially in underground mining operations with the fresh air coal dust coming in from outside the cooling system and leads to be despite the washer system particularly unfavorable operating conditions because with too increasing pollution from the high amount of coal dust the mud on the floor of the washing chamber accumulates more quickly collects and must be removed more often. This requires a considerable amount of work.

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.It is also from the magazine "Vehicle and Body rie ", 1962, pp. 8 to 15, known in principle, one Space by evaporating a circulating refrigerant to cool, whereby the refrigerant vapor compresses and in a condenser giving off heat to the ambient air liquefied and then dedusted. After that ver evaporates the liquid by absorbing heat from the environment in the evaporator, the one required for evaporation Heat is extracted from the room air.

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.However, this known embodiment relates to cooling units gate for road refrigerated vehicles to keep freshness close agents during transport. The blow problems or risk of explosion not on these known refrigerated vehicles.

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.The invention is therefore based on the object Cooling device in the preamble of claim 1 specified type so that they are independent of the increase in performance and thus the increase in Machine room always effective cooling in the machine guaranteed space without air exchange.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der im kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the combination of the in Drawing part of claim 1 specified features solved.

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.The advantages achieved with the invention exist in that proper cooling of the machine guaranteed and at the same time prevented, that of the electrical or electronic elements Heat radiates to the machine room walls because they are Elements are constantly flushed with cooled air.

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.Another advantage of the inventive concept is that that the the electrical or electronic elements Air flowing around the machine is cooled in the shortest possible way space is returned.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous further developments and preferred refinements of the subject of the invention are in the subclaims featured.

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. The invention is described in more detail with reference to an embodiment shown schematically in the drawing. This shows a longitudinal center section through a mine locomotive with the inventive cooling device. The mine locomotive shown 1 has, seen transversely to the direction of travel, next to the driver's house 2 a flameproof machine room 3 , in which the power electronics are protected against weather and explosion un housed. For the installation and removal of this power electronics and for its maintenance, the housing 4 of the machine room 3 is provided on the side with a plurality of openings which can be closed by means of flaps which can be swiveled outward and are positively locked. The electrical and electronic devices of the power electronics consist of interchangeable assemblies and are arranged by means of a slide in the machine room 3 , at a distance both between themselves and from the surfaces delimiting the machine room. Inside the machine room 3 , in the area of the front side 5 facing the driver's cab 2 , there is an evaporator 6 and a fan 7 which is driven by a motor 8 . This motor is controlled in accordance with the temperature measured in the machine room 3 . For this purpose, a temperature sensor 9 is mounted in the machine room 3 , which responds to an adjustable maximum temperature. The temperature sensor 9 can, for example, be set to a response temperature of approximately 303 K. In addition, there is a further temperature sensor 9 ' in the machine room 3 , which secures the system against exceeding the maximum permissible air temperature of approximately 313 K. The evaporator 6 and fan 7 with drive motor 8 are installed together in a housing 10 forming an air duct. As a ready-to-connect unit, this can be installed in the machine room 3 .

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.A line 12 leads from the evaporator 6 to a compressor 16 which is arranged outside the machine room 3 and is connected by a line 17 to the condenser 13 which is likewise arranged outside the machine room 3 . A line 11 leads from the condenser 13 back to the evaporator 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. The condenser 13 has a fan 14 with a motor 15 . The motors 8 and 15 of the two fans 7 and 14 are fed by the locomotive's electrical system.

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.To cool the machine room 3 and the power electronics located in it, the fan 7 is switched on and causes an air circulation in the machine room 3 . The air from the machine room 3 flows through the evaporator 6 and is then pressed by the ventilator 7 through the outlet in the housing 10 into the machine room 3 , where it flushes the devices of the power electronics and thereby dissipates their heat by heating itself and then gets back into the evaporator 6 .

Die Luftströmung ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet.The air flow is indicated in the drawing by arrows.

Claims

1. Cooling device for the power electronics or electronics housed in a flameproof machine room of an electric mine locomotive of underground construction, characterized by the combination of the following features:

- The serving as a cooling space encapsulated machine room ( 3 ) has an evaporator ( 6 ) with a motor-controlled fan ( 7 ) and two temperature sensors ( 9 and 9 ' ) for the circulating cooling air, wherein
- The return of the cooling air causing evaporator ( 6 ) via a line system with the outside of the cooling chamber compressor ( 16 ) and condenser ( 13 ) is connected,
- The evaporator ( 6 ) with fan ( 7 ) and drive motor ( 8 ) in a channel for the circulating cooling air forming housing ( 10 ) is arranged,
- The one temperature sensor ( 9 ) responds to an adjustable cooling temperature and controls the fan motor ( 8 ) for the cooling air circulation, and
- The other temperature sensor ( 9 ' ) responds when the maximum permissible cooling air temperature is exceeded and the power of the cooled electrical elements is reduced or switched off.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the drive motor ( 8 ) of the fan ( 7 ) can be acted upon by the cooled circulated air.

3. Cooling device according to claim 1, characterized in that the housing forming an air duct ( 10 ) with United steamer ( 6 ), fan ( 7 ) and motor ( 8 ) on or in the vicinity of the cab ( 2 ) of the Lokomo tive ( 1 ) facing end wall ( 5 ) of the machine room ( 3 ) is arranged in a stationary manner, on the outer surface of which the condenser ( 13 ) is fastened with a fan ( 14 ).

4. Cooling device according to claim 1, characterized in that the adjustable response temperature of the temperature sensor ( 9 ) for the air circulation is about 303 K and the adjustable response temperature of the temperature sensor ( 9 ' ) for the power reduction or shutdown is about 313 K.