EP2127991A1 - Locomotive - Google Patents

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EP2127991A1
EP2127991A1 EP09160457A EP09160457A EP2127991A1 EP 2127991 A1 EP2127991 A1 EP 2127991A1 EP 09160457 A EP09160457 A EP 09160457A EP 09160457 A EP09160457 A EP 09160457A EP 2127991 A1 EP2127991 A1 EP 2127991A1
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EP
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locomotive
cooling
distribution means
cab
refrigerant flow
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EP09160457A
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Stefan Lauer
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61C17/04—Arrangement or disposition of driving cabins, footplates or engine rooms; Ventilation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C5/00—Locomotives or motor railcars with IC engines or gas turbines
    • B61C5/02—Arrangement or disposition of intakes and apparatus for supplying, circulating, and filtering air for combustion and engine-cooling purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0018—Air-conditioning means, i.e. combining at least two of the following ways of treating or supplying air, namely heating, cooling or ventilating

Abstract

The locomotive (15) has a distribution unit (18) guiding a cooling agent (12) cooled by a cooling aggregate (16c). The distribution unit is coupled with the cooling aggregate. The distribution unit is extended in to control stands (2a, 2b) and a machine room (3) so that the machine room and the stands are cooled by the distribution unit. The distribution unit has a channel shaped line system (11) that comprises openings (13a, 13c, 13d, 13e) for delivering the cooling agent, where the opening leads in to the machine room. The aggregate comprises an evaporator and a compressor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lokomotive mit wenigstens einem Führerstand, einem Maschinenraum, wenigstens einem Kühlaggregat und Verteilungsmitteln zum Führen eines vom Kühlaggregat gekühlten Kältemittelstromes, wobei die Verteilungsmittel mit dem Kühlaggregat gekoppelt sind.The invention relates to a locomotive with at least one driver's cab, a machine room, at least one refrigeration unit and distribution means for guiding a refrigerant flow cooled by the refrigeration unit, the distribution means being coupled to the refrigeration unit.

Eine solche Lokomotive ist in der DE 28 31 343 C2 offenbart. Die dort beschriebene Grubenlokomotive weist einen Führerstand und einen hermetisch gekapselten Maschinenraum auf. Zum Kühlen der in dem Maschinenraum angeordneten Antriebskomponenten ist ein Kühlaggregat vorgesehen, das einen im Maschinenraum angeordneten Verdampfer und einen außerhalb des Maschinenraums angeordneten Kompressor und einen Kondensator umfasst, wobei die Maschinenraumluft mittels eines Ventilators im Maschinenraum umgewälzt wird. Dabei wird die umgewälzte Luft durch den Verdampfer geführt mit einer Abkühlung der Luft im Gefolge. Die vorbenannte Kühlvorrichtung dient jedoch ausschließlich zum Kühlen des Maschinenraumes. Zur Kühlung des Führerstandes ist ein zusätzliches Kühlaggregat erforderlich. Das Kühlen des Maschinenraumes mit einem Kühlaggregat stellt eine Ausnahme dar.Such a locomotive is in the DE 28 31 343 C2 disclosed. The pit locomotive described there has a driver's cab and a hermetically sealed engine room. For cooling the drive components arranged in the machine room, a cooling unit is provided which comprises an evaporator arranged in the machine room and a compressor arranged outside the machine room and a condenser, wherein the machine room air is circulated by means of a fan in the machine room. The recirculated air is passed through the evaporator with a cooling of the air in the wake. However, the aforementioned cooling device is used exclusively for cooling the engine room. To cool the cab, an additional cooling unit is required. Cooling the engine room with a refrigeration unit is an exception.

Üblicherweise erfolgt die Kühlung des Maschinenraumes mittels Atmosphärenluft, welche mittels leistungsstarker Lüfter gegen die zu kühlenden Bereiche geblasen wird. Im Fall hoher Außentemperaturen ist mittels dieser Kühlvorrichtung eine effektive Kühlung des Maschinenraumes jedoch nicht ermöglicht.Usually, the cooling of the engine room by means of atmospheric air, which is blown by means of powerful fan against the areas to be cooled. However, in the case of high outside temperatures effective cooling of the engine room is not possible by means of this cooling device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lokomotive der eingangs genannten Art anzugeben, welche neben einer effektiven Kühlung des Maschinenraumes auch die Kühlung des Führerstandes ermöglicht und besonders kostengünstig ist.The invention has for its object to provide a locomotive of the type mentioned above, which in addition to effective cooling of the engine room and the cooling of the cab allows and is particularly cost.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verteilungsmittel sich sowohl in jedem Führerstand als auch in dem Maschinenraum erstrecken, so dass über die Verteilungsmittel eine Kühlung des Maschinenraumes und wenigstens eines Führerstandes ermöglicht ist.The object is achieved in that the distribution means extend both in each cab and in the engine room, so that via the distribution means cooling of the engine room and at least one cab is possible.

Die Erfindung ermöglicht das Kühlen mehrerer Funktionsräume der Lokomotive mit einer einzigen Kühlvorrichtung. Hierzu wird der von mindestens einem Kühlaggregat gekühlte Kältemittelstrom mittels der Verteilungsmittel auf die einzelnen Räume verteilt. Je nach Bedarf können dabei einzelne Räume von der Versorgung mit Kälte ausgenommen werden. Ist beispielsweise ein Abkühlen des Führerstandes aufgrund tiefer Außentemperatur nicht notwendig, wird der Kältemittelstrom im Rahmen der Erfindung mittels der Verteilungsmittel ausschließlich zum Maschinenraum geführt. Die Verteilung des Kältemittelstromes wird der jeweiligen Situation flexibel angepasst. Eine Kühlvorrichtung zum ausschließlichen Kühlen des Maschinenraumes kann eingespart werden, da die ohnehin zum Kühlen des Führerstandes vorhandenen Klimageräte zum Erzeugen des Kältemittelstromes verwendet werden können. Dies reduziert die Anschaffungskosten einer solchen erfindungsgemäßen Lokomotive. Der Erfindung liegt zudem die Erkenntnis zugrunde, dass bei Lokomotiven, welche nur mit einem Belüftungssystem im Maschinenraum ausgerüstet sind, die Kühlleistung insbesondere bei hohen Außentemperaturen nicht ausreichend sein und zu hohen Temperaturen im Maschinenraum führen kann. Diese hohen Temperaturen erhöhen jedoch die Ausfallrate der im Maschinenraum angeordneten elektrischen und elektronischen Komponenten. Bei einer Steigerung von der Temperatur im Maschinenraum von 10 Grad Kelvin kommt es sogar in der Regel zur Verdoppelung der Ausfallrate. Erfindungsgemäß wird der Maschinenraum und somit die in diesem angeordneten Komponenten der Elektronik oder Elektrik wie beispielsweise Schütze, Relais beziehungsweise Platinen, Steuer- und Regelungseinheiten gekühlt. Eine Erhöhung der Ausfallrate wird durch die erfindungsgemäß intensive Kühlung vermieden. Somit werden erfindungsgemäß bei geringen Zusatzkosten für die Kühlung des Maschinenraumes die Betriebskosten gesenkt.The invention enables the cooling of several functional spaces of the locomotive with a single cooling device. For this purpose, the cooled by at least one cooling unit refrigerant flow is distributed by the distribution means to the individual rooms. Depending on requirements, individual rooms can be excluded from the supply of cold. If, for example, a cooling of the driver's cab is not necessary due to the low outside temperature, the flow of refrigerant within the scope of the invention is guided by means of the distribution means exclusively to the machine room. The distribution of the refrigerant flow is flexibly adapted to the respective situation. A cooling device for the exclusive cooling of the engine room can be saved, since the already existing for cooling the cab air conditioners can be used to generate the refrigerant flow. This reduces the cost of such a locomotive according to the invention. The invention is also based on the finding that in locomotives which are equipped only with a ventilation system in the engine room, the cooling capacity, especially at high outside temperatures, may not be sufficient and may lead to high temperatures in the engine room. However, these high temperatures increase the failure rate of the engine room arranged electrical and electronic components. With an increase of the temperature in the engine room of 10 degrees Kelvin it comes as a rule even to the doubling of the failure rate. According to the invention, the engine room and thus the components of the electronics or electrics arranged therein are cooled, for example contactors, relays or circuit boards, control and regulation units. An increase in the failure rate is avoided by the inventive intensive cooling. Thus, the operating costs are lowered according to the invention at low additional costs for the cooling of the engine room.

Gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist der Kältemittelträger gasförmig.According to an expedient embodiment, the refrigerant carrier is gaseous.

Gemäß dieser zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung können handelübliche raumlufttechnische Anlagen zur Kühlung und Gasstromerzeugung eingesetzt werden. Der vom handelsüblichen Klimagerät beispielsweise erzeugte Luftstrom kann durch kostengünstige Verteilungsmittel wie Leit- und Umlenksysteme in die zu kühlenden Funktionsräume eingeleitet werden. Insbesondere kann der Luftstrom durch Leit- und Umlenksysteme über die Verteilungsmittel direkt in die Funktionsräume, wie Führerstand oder Maschinenraum, und darüber hinaus bis an einzelne zu kühlenden Komponenten wie Schalter, Platinen oder Steuerungseinheiten herangeführt werden.According to this expedient embodiment of the invention commercially available ventilation systems can be used for cooling and gas flow generation. The airflow generated by the commercial air conditioner, for example, can be introduced by cost-effective distribution means such as control and deflection systems in the functional spaces to be cooled. In particular, the air flow can be brought by Leit- and deflection systems via the distribution means directly into the functional spaces, such as cab or engine room, and moreover to individual components to be cooled, such as switches, circuit boards or control units.

Luft ist der bevorzugte Kältemittelträger.Air is the preferred refrigerant carrier.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Verteilungsmittel ein kanalförmiges Leitungssystem.According to a further expedient embodiment of the invention, the distribution means comprise a channel-shaped line system.

In dem kanalförmigen, beispielsweise rohrförmigen, Leitungssystem können im Fall eines gasförmigen Kältemittelstromes Ventilatoren oder im Fall eines flüssigen Kältemittelstromes Pumpen angeordnet sein, welche dem Kältemittel eine Strömungsrichtung aufprägen. Das Kühlaggregat kann einen Wärmetauscher aufweisen, welcher derart mit dem Verteilungsmittel verknüpft ist, dass der in dem Verteilungsmittel geführte Kältemittelstrom mit dem Wärmetauscher in Wärmekontakt gerät. Das Kühlaggregat umfasst auch hier wie üblich einen Verdampfer, einen Kompressor und einen Kondensator. Hierbei entzieht der Verdampfer einem den Wärmetauscher durchströmenden Kühlmittel durch Verdampfen Wärme, welche durch Verdichten und Kondensieren des Dampfes im Bereich des Kondensators an die Außenumgebung der Lokomotive abgeführt wird. Die erfindungsgemäße Lokomotive kann mehrere derartige Kühlaggregate aufweisen, welche mit den Verteilungsmitteln gekoppelt sind.In the channel-shaped, for example tubular, conduit system, fans may be arranged in the case of a gaseous refrigerant flow or, in the case of a liquid refrigerant flow, pumps which impose a flow direction on the refrigerant. The cooling unit may comprise a heat exchanger which is linked to the distribution means in such a way that the refrigerant flow guided in the distribution means comes into thermal contact with the heat exchanger. As usual, the refrigeration unit also comprises an evaporator, a compressor and a condenser. In this case, the evaporator extracts a heat flowing through the heat exchanger by evaporation heat, which is dissipated by compressing and condensing the steam in the region of the condenser to the outside environment of the locomotive. The locomotive according to the invention may have a plurality of such cooling units, which are coupled to the distribution means.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterentwicklung verzweigt sich das kanalförmige Leitungssystem in geeigneter Weise. Beispielsweise kann das Leitungssystem Hauptleitungen umfassen, welche sich bis zu den einzelnen Funktionsräumen und in diese hinein erstrecken. Innerhalb der Funktionsräume gehen von den Hauptleitungen Abzweige ab, welche sich beispielsweise zu den zu kühlenden Komponenten hin erstrecken. Auf diese Weise ist es möglich, den Kühlmittelstrom bis an zu kühlenden Komponenten heranzuführen.According to an expedient further development, the channel-shaped line system branches off in a suitable manner. For example, the conduit system may comprise main conduits which extend to and into the individual functional spaces. Within the functional spaces, branch lines depart from the main lines, which extend, for example, towards the components to be cooled. In this way it is possible to introduce the coolant flow to components to be cooled.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass das kanalförmige Leitungssystem zum Abgeben des Kältemittelstromes Öffnungen aufweist, die in den Maschinenraum münden.It may also be considered advantageous that the channel-shaped conduit system for discharging the refrigerant flow has openings which open into the engine room.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen in dem kanalförmigen Leitungssystem derart angeordnet, dass der jeweils austretende Kältemittelstrom auf eine zu kühlende Komponente in dem Maschinenraum gerichtet ist. Dies ermöglicht eine sichere Abkühlung der Komponenten. Das kanalförmige Leitungssystem kann innerhalb des Maschinenraumes beispielsweise an der Decke angeordnet sein. Dies ist eine besonders raumsparende Anordnung.According to one embodiment, the openings in the channel-shaped line system are arranged such that the respective emerging refrigerant flow is directed to a component to be cooled in the engine room. This allows a safe cooling of the components. The channel-shaped line system can be arranged inside the machine room, for example, on the ceiling. This is a particularly space-saving arrangement.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können in den Öffnungen Austrittsdüsen angeordnet sein, welche dem in den Maschinenraum austretenden Kältemittelstrom eine geeignete Richtung aufprägen.According to a further embodiment, outlet nozzles can be arranged in the openings, which imprint a suitable direction on the refrigerant flow emerging into the machine room.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung verzweigt sich das kanalförmige Leitungssystem innerhalb des Maschinenraumes.According to an expedient embodiment of the invention, the channel-shaped line system branches within the machine room.

Mittels der Verzweigung des kanalförmigen Leitungssystems kann der Kältemittelstrom in geeigneter Weise im Maschinenraum verteilt werden. Das kanalförmige Leitungssystem kann sich beispielsweise derart verzweigen, dass der Kühlmittelstrom gleichmäßig über den Maschinenraum verteilt aus dem Leitungssystem austritt.By means of the branch of the channel-shaped line system, the refrigerant flow can be distributed in a suitable manner in the engine room. The channel-shaped line system can, for example, branch such that the coolant stream exits the line system evenly distributed over the machine room.

Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde ist es auch vorteilhaft, wenn das Leitungssystem Abzweige umfasst, welche vom Leitungssystem ausgehend sich bis zu kühlenden Komponenten erstrecken.As has already been explained above, it is also advantageous if the line system comprises branches which extend from the line system to cooling components.

Der entlang der Abzweige geführte Kältemittelstrom kann direkt über und/oder in die abzukühlenden Komponenten hinein und/oder in innerhalb der Komponenten verlaufende KühlLeitungen hinein geleitet werden. Zu kühlende Komponenten des Maschinenraumes sind beispielsweise Kühler, Steuer- und Regeleinheiten wie beispielsweise Antriebssteuerungen, Steuerungs- und Regelungseinheiten der Umrichter oder Steller, Komponenten der Zugsicherung, Antriebskomponenten wie Umrichter und Steller und weitere elektrische und elektronische Komponenten wie beispielsweise Platinen, Schalter, Schütze oder dergleichen. Die zu kühlenden Komponenten sind beispielsweise in Schränken angeordnet, die zum Beispiel aus Blech gefertigte sind. In derartige Schränke mündet beispielsweise wenigstens ein Abzweig ein, so dass der Kältemittelstrom in den Schrank hineinführbar ist. In dem Schrank sind Austrittsöffnungen zum Abgeben des Kältemittelstromes aus dem Schrank in den Maschinenraum vorgesehen.The refrigerant flow guided along the branches can be conducted directly into and / or into the components to be cooled and / or into cooling lines extending inside the components. Cooling components of the engine room are, for example, coolers, control units such as drive controls, control and regulating units of the converter or controller, components of the train protection, drive components such as converters and actuators and other electrical and electronic components such as circuit boards, switches, contactors or the like. The components to be cooled are arranged for example in cabinets, which are made of sheet metal, for example. In such cabinets, for example, at least one branch opens, so that the flow of refrigerant into the cabinet is feasible. In the cabinet outlet openings for discharging the refrigerant flow from the cabinet are provided in the engine room.

Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Verteilungsmittel Schaltmittel umfassen, die zum Umlenken des Kältemittelstromes eingerichtet sind.It may also be considered advantageous that the distribution means comprise switching means arranged to divert the flow of refrigerant.

Beispielsweise können die Schaltmittel ein Umleiten des Kälteträgerstromes im Bereich eines Kühlaggregates bewirken, so dass die Wirkverbindung des Kühlaggregates und die Wirkverbindung zwischen dem Kühlaggregat und dem Kältemittelstrom unterbrochen sind, beispielsweise um ein defektes Kühlaggregat auszuwechseln. Die Schaltmittel können aber auch dafür vorgesehen sein, dass der von einem Kühlaggregat gekühlte Kältemittelstrom je nach Schaltposition der Schaltmittel auf unterschiedliche zu kühlende Räume verteilt wird. Die Schaltmittel sind zweckmäßigerweise ansteuerbar, so dass der Fahrzeugführer beispielsweise durch Betätigung eines Hebels, Schalters oder Druckknopfes auf seinem Führerstand die Schaltmittel in eine gewünschte Stellung überführen kann.For example, the switching means can cause a bypassing of the refrigerant flow in the region of a cooling unit, so that the operative connection of the cooling unit and the operative connection between the cooling unit and the refrigerant flow are interrupted, for example, to replace a defective cooling unit. However, the switching means can also be provided that the cooled by a cooling unit refrigerant flow is distributed depending on the switching position of the switching means to different rooms to be cooled. The switching means are suitably controllable, so that the driver can transfer the switching means to a desired position, for example, by operating a lever, switch or push button on his driver's cab.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen die Schaltmittel Sperrventile und/oder Strömungsklappen.According to a preferred embodiment, the switching means comprise check valves and / or flow flaps.

Die Strömungsklappen können beispielsweise Öffnungen in dem kanalförmigen Leitungssystem verschließen oder freigeben. Ein Verschließen einer derartigen Öffnung kann beispielsweise vorgesehen sein, wenn der von einem Kühlaggregat gekühlte Kältemittelstrom erst gar nicht zur weiteren Verteilung in der Lokomotive in das kanalförmige Leitungssystem eintreten soll, sondern direkt in den Raum, in welchem das Kühlaggregat angeordnet ist, eintreten soll. Bei den als Sperrventil ausgebildeten Schaltmitteln kann es sich um elektrisch ansteuerbare Sperrventile handeln. Dies hat den bereits weiter oben genannten Vorteil, dass mittels geeigneter Ansteuersignale von einer zentralen Stelle aus mehrere Sperrventile gleichzeitig betätigt werden können.For example, the flow flaps may close or release openings in the channeled conduit system. A closure of such an opening can be provided, for example, when the refrigeration flow cooled by a refrigeration unit is not intended to enter the channel-shaped piping system for further distribution in the locomotive, but should enter directly into the space in which the refrigeration unit is arranged. In the form of a blocking valve switching means may be electrically controllable shut-off valves. This has the already mentioned above advantage that by means of suitable control signals from a central location several check valves can be operated simultaneously.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst ein Klimagerät das Kühlaggregat.According to a preferred embodiment, an air conditioner comprises the refrigeration unit.

Das Klimagerät ist beispielsweise im Führerstand angeordnet und dient, sofern der Führerstand besetzt ist, zur Klimatisierung der Raumluft im Führerstand. Derartige Klimageräte im Führerstand werden standardgemäß eingesetzt und sind daher ohnehin in der Lokomotive vorhanden.The air conditioner is arranged, for example in the cab and, if the cab is occupied, for air conditioning of the room air in the cab. Such air conditioners in the cab are used as standard and are therefore already present in the locomotive.

Gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel sind zwei Führerstände mit jeweils einem Klimagerät vorgesehen, wobei die Verteilungsmittel sich mindestens zwischen den Klimageräten erstrecken.According to an expedient embodiment, two driver's cabs are each provided with an air conditioning unit, wherein the distribution means extend at least between the air conditioning units.

Diesem Ausführungsbeispiel liegt der Gedanke zugrunde, dass Lokomotiven mit zwei an den Stirnseiten der Lokomotive angeordneten Führerständen im allgemeinen zwei separate Klimageräte aufweisen, welche jeweils in dem Führerstand angeordnet sind. Je nach Fahrtrichtung ist das Klimagerät des unbesetzten Führerstandes erfindungsgemäß zum Kühlen des Maschineraumes vorgesehen. Hierzu wird die von dem Klimagerät des unbesetzten Führerstandes bereit gestellte gekühlte Luft bei geeigneter Schaltmittelstellung vom Klimagerät aus über die Verteilungsmittel bis zum Maschinenraum geführt, wo die gekühlte Luft durch Öffnung in den Verteilungsmitteln in den Maschinenraum eintreten kann. Zur gleichen Zeit wird das Klimagerät des besetzten Führerstandes ausschließlich zum Klimatisieren des besetzten Führerstandes verwendet. Hierzu wird die Kopplung zwischen dem Klimagerät des besetzten Führerstandes und einem in Richtung des Maschinenraumes verlaufenden Teil der Verteilungsmittel durch die Schaltmittel unterbunden. Durch die hierzu gewählte Schaltmittelstellung wird gekühlte Luft vom Kühlaggregat über gegebenenfalls auch innerhalb des Klimagerätes angeordnete Verteilungsmittel zu einer Auslassöffnung des Klimagerätes hinaus geleitet und tritt unmittelbar oder über weitere Verteilungsmittel geführt in den besetzten Führerstandraum ein. Erfindungsgemäß wird damit die gesamte Lokomotive und deren Maschinenraum mittels der ohnehin vorhandenen Klimageräte der Führerstände klimatisiert. Dies reduziert die Anschaffungskosten der erfindungsgemäßen Lokomotive. Darüber hinaus kann auf leistungsstarke Lüfter im Maschinenraum verzichtet werden.This embodiment is based on the idea that locomotives with two arranged on the end faces of the locomotive cabs generally have two separate air conditioning units, which are each arranged in the cab. Depending on the direction of travel, the air conditioner is the unoccupied Driver's cab provided according to the invention for cooling the machine room. For this purpose, the provided by the air conditioner of the unoccupied cab cooled air is performed with suitable switching means position from the air conditioner on the distribution means to the engine room, where the cooled air can enter through opening in the distribution means in the engine room. At the same time, the air conditioner of the occupied driver's cab is used exclusively for conditioning the occupied driver's cab. For this purpose, the coupling between the air conditioner of the occupied driver's cab and a part of the distribution means running in the direction of the engine room is prevented by the switching means. By switching means selected for this purpose, cooled air is passed from the cooling unit via possibly also disposed within the air conditioner distribution means to an outlet opening of the air conditioner out and enters directly or via further distribution means led into the occupied driver's cab. According to the invention thus the entire locomotive and the engine room is air conditioned by means of the already existing air conditioners of the cabs. This reduces the initial cost of the locomotive according to the invention. In addition, powerful fans in the engine room can be dispensed with.

Vorteilhafterweise ist ein zentrales Klimagerät vorgesehen, das mindestens ein Kühlaggregat umfasst.Advantageously, a central air conditioner is provided which comprises at least one cooling unit.

Das zentrale Klimagerät kann beispielsweise im Maschinenraum angeordnet sein. Mit Hilfe der Verteilungsmittel und der entsprechenden Stellung der Schaltmittel kann der Kältemittelstrom somit in den besetzten Führerstand geführt werden. Die gemäß dem Stand der Technik in den kleinen Führerstandsräumen angeordneten Klimageräte können somit entfallen.The central air conditioner can be arranged for example in the engine room. With the help of the distribution means and the corresponding position of the switching means of the refrigerant flow can thus be performed in the occupied cab. The arranged according to the prior art in the small cab air conditioning units can thus be omitted.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei

  • Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lokomotive in einer Seitenansicht, und
  • Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lokomotive in einer Seitenansicht zeigt.
Further expedient embodiments and advantages of the invention are the subject of the following description of exemplary embodiments of the invention with reference to the figure of the drawing, wherein like reference numerals refer to the same effect components and wherein
  • FIG. 1 a schematic representation of a first embodiment of the locomotive according to the invention in a side view, and
  • FIG. 2 a schematic representation of a second embodiment of the locomotive according to the invention in a side view shows.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lokomotive 1. Die Lokomotive 1 weist an ihren beiden Stirnseiten jeweils einen Führerstand 2a, 2b und zwischen den beiden Führerständen 2a, 2b einen Maschinenraum 3 auf, in welchem zu kühlende Komponenten 5, 6 und Schränke 4,7 mit zu kühlenden Komponenten angeordnet sind. Die zu kühlenden Komponenten umfassen die Elektrik wie beispielsweise Schütze, Relais und Elektronik wie beispielsweise Platinen und Steuerungseinheiten des Maschinenraumes. Mit den zu kühlenden elektrischen und elektronischen Komponenten sind im Rahmen dieser Erfindung alle hitzeempfindlichen elektrischen und elektronischen Bauteile und Geräte bezeichnet, die mit keiner ausreichenden eigenen Kühlung ausgestattet sind. In jedem der beiden Führerstände 2a, 2b ist ein handelsübliches Klimagerät 8a, 8b mit einem Kühlaggregat 16a, 16b untergebracht. Die handelüblichen Klimageräte 8a, 8b weisen neben einem Kühlaggregat 16a, 16b auch ein Heizaggregat (nicht dargestellt) auf und sind zum Bereitstellen von gekühlter und/oder erwärmter Luft eingerichtet.The FIG. 1 The locomotive 1 has at its two end faces in each case a driver's cab 2a, 2b and between the two driver's cabs 2a, 2b a machine room 3, in which components 5, 6 and cabinets 4 to be cooled , 7 are arranged with components to be cooled. The components to be cooled include the electrics such as contactors, relays and electronics such as circuit boards and control units of the engine room. With the electrical and electronic components to be cooled are referred to in the context of this invention, all heat-sensitive electrical and electronic components and devices that are equipped with no adequate own cooling. In each of the two driver's cabs 2a, 2b a commercial air conditioner 8a, 8b with a cooling unit 16a, 16b housed. The commercially available air conditioners 8a, 8b have, in addition to a cooling unit 16a, 16b, a heating unit (not shown) and are equipped to provide cooled and / or heated air.

In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel fährt die Lokomotive 1 in eine Fahrtrichtung 9, so dass der Führerstand 2b mit einem Fahrzeugführer besetzt ist. Das Klimagerät 8b wird daher zur Erzeugung eines angenehmen Raumklimas im Führerstand 2b eingesetzt. Hierzu erzeugt das Klimagerät 8b einen gasförmigen Kältemittelstrom 10. Schaltmittel 17 sorgen für eine Entkopplung zwischen dem Klimagerät 8b und einem kanalförmigen Leitungssystem 11, indem eine Klappe 17 den Zugang zu dem kanalförmigen Leitungssystem 11 absperrt und der Kältemittelstrom 10 über Verteilungsmittel 18, welche sich von dem Kühlaggregat 16b bis zu einer Öffnung 13g erstrecken und zumindest teilweise innerhalb des Klimagerätes 8b verlaufen, in den Führerstand 2b geführt ist. Als Verteilungsmittel 11, 18, 19 sind im Rahmen dieser Erfindung gegebenenfalls auch Bauteile 18 innerhalb eines handelsüblichen Klimagerätes bezeichnet.In the in FIG. 1 In the exemplary embodiment shown, the locomotive 1 travels in a direction of travel 9, so that the driver's cab 2b is occupied by a driver. The air conditioner 8b is therefore used to generate a pleasant indoor climate in the cab 2b. Switching means 17 provide for a decoupling between the air conditioner 8b and a channel-shaped line system 11 by a flap 17 shutting off access to the channel-shaped line system 11 and the refrigerant flow 10 via distribution means 18 which differs from the Cooling unit 16b extend to an opening 13g and at least partially extend within the air conditioner 8b, is guided in the cab 2b. As distribution means 11, 18, 19 are referred to within the scope of this invention, where appropriate, components 18 within a commercial air conditioner.

Das Klimagerät 8a des unbesetzten Führerstandes 2a wird im dargestellten Fall zur Kühlung des Maschinenraumes 3 verwendet. Hierzu kühlt ein Kühlaggregat 16a des Klimageräts 8a einen Kältemittelstrom 12, welcher mittels der nicht dargestellten Schaltmittel in das kanalförmige Leitungssystem 11 umgelenkt ist. Das kanalförmige Leitungssystem 11 weist Öffnungen 13a, 13c, 13d, 13e auf, durch die der Kältemittelstrom 12 in den Maschinenraum 3 tritt. Der Kältemittelstrom ist hier ein gekühlter Luftstrom 12. Die Öffnungen 13a, 13c, 13d, 13e sind dabei derart angeordnet, dass der Kältemittelstrom 12 gezielt auf zu kühlende Komponenten 4, 6 auftrifft und somit eine sichere Kühlung dieser Komponenten 4, 6 gewährleistet. Um die zu kühlenden Komponenten besser zu treffen, können in den Öffnungen 13a, 13c, 13d, 13e Düsen angeordnet sein, welche den austretenden Kältemittelstrom in eine geeignete Richtung lenken. Der Effekt wird bei einem anderen Ausführungsbeispiel erreicht, indem der in dem kanalförmigen Leitungssystem 11 geführte Kältemittelstrom 12 mit einem Überdruck beaufschlagt ist, so dass dieser unter Druck aus den Öffnungen 13a, 13c, 13d, 13e in den Maschinenraum austritt. Ferner weist das kanalförmige Leitungssystem 11 Abzweige 19 auf, welche den Kältemittelstrom 12 direkt bis in die Schränke 4, 7 hineinführt, wobei die Schränke mit Austrittsöffnungen 13b, 13f ausgerüstet sind. Der Kältemittelstrom 12 ist ferner mit einem Überdruck beaufschlagt. Hierdurch wird eine besonders sichere Abkühlung von in den aus Blech gefertigten Schränken 4, 7 angeordneter Komponenten gewährleistet.The air conditioner 8a of the unoccupied cab 2a is used in the case shown for cooling the engine room 3. For this purpose, a cooling unit 16a of the air conditioner 8a cools a refrigerant flow 12, which is deflected by means of the switching means, not shown, in the channel-shaped line system 11. The channel-shaped line system 11 has openings 13 a, 13 c, 13 d, 13 e, through which the refrigerant flow 12 enters the engine room 3. The refrigerant flow is here a cooled air flow 12. The openings 13a, 13c, 13d, 13e are arranged in such a way that the refrigerant flow 12 specifically impinges on components 4, 6 to be cooled and thus ensures reliable cooling of these components 4, 6. In order to better meet the components to be cooled, nozzles may be arranged in the openings 13a, 13c, 13d, 13e, which direct the exiting refrigerant flow in a suitable direction. The effect will be in another embodiment achieved by the guided in the channel-shaped conduit system 11 refrigerant flow 12 is subjected to an overpressure, so that this exits under pressure from the openings 13a, 13c, 13d, 13e in the engine room. Furthermore, the channel-shaped line system 11 branches 19, which leads the refrigerant flow 12 directly into the cabinets 4, 7, wherein the cabinets are equipped with outlet openings 13b, 13f. The refrigerant flow 12 is also acted upon by an overpressure. As a result, a particularly secure cooling of components made in sheet metal cabinets 4, 7 is ensured.

Die Lokomotive ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine dieselelektrische Lokomotive. Ein figürlich nicht dargestellter Dieselmotor wird zusätzlich über eine eigene und von der erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedene Kühlvorrichtung gekühlt.The locomotive is in the embodiment shown a diesel-electric locomotive. A figuratively not shown diesel engine is additionally cooled by its own and different from the device according to the invention cooling device.

Bei einer Änderung der Fahrtrichtung der Lokomotive wird durch Umstellen von Schaltmitteln (nur teilweise dargestellt 17) das Klimagerät 16a des jeweils unbesetzten Führerstandes an das kanalförmige Leitungssystems 11 angeschlossen, so dass stets eine Versorgung des Maschinenraumes mit Kühlluft gewährleistet ist. Durch das Verteilen des von den Klimageräten bereitgestellten Kältemittelstromes 10, 12 können mit weniger Kühlaggregaten mehr Räume klimatisiert werden, wodurch Anschaffungskosten der Lokomotive verringert sind und eine effektive Kühlung gewährleistet ist.In a change in the direction of travel of the locomotive is by changing over switching means (only partially shown 17), the air conditioner 16 a of the respective unoccupied cab connected to the channel-shaped line system 11, so that always a supply of the engine room is guaranteed with cooling air. By distributing the refrigerant flow 10, 12 provided by the air conditioners, more rooms can be air-conditioned with fewer refrigeration units, thereby reducing the cost of the locomotive and ensuring effective cooling.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lokomotive 15. Die Lokomotive 15 unterscheidet sich von der Lokomotive 1 gemäß Figur 1 dadurch, dass die Lokomotive 15 ein zentrales Klimagerät 14 aufweist. Das zentrale Klimagerät 14 ist im Maschinenraum 3 angeordnet. Klimageräte in den Führerständen sind somit überflüssig geworden. Das zentrale Klimagerät 14 umfasst wenigstens ein Kühlaggregat 16c, welches mit dem kanalförmigen Leitungssystem 11, 19 und den Verteilungsmittel 18 gekoppelt ist. Das kanalförmige Leitungssystem 11 erstreckt sich T-förmig durch den Maschinenraum 3 hindurch und bis in die beiden Führerstände 2a, 2b. Ein von dem mindestens einen Kühlaggregat 16c gekühlter Kältemittelstrom 12 wird in dem kanalförmigen Leitungssystem 11 geführt, wobei der Kältemittelstrom 12 zum Kühlen des Maschinenraumes 3 teilweise aus den Öffnungen 13a, 13c, 13d, 13e in den Maschinenraum und über die Abzweige 19 in mit zu kühlenden Komponenten gefüllte Schränke 4, 7 austritt. Das sich T-förmig erstreckende Leitungssystem 11 weist zudem an jedem Ende des T-Querbalkens ein Schaltmittel (nicht dargestellt) auf, welches je nach Schaltstellung das sich zum Führerstand hin öffnende Ende 13h, 13i des Leitungssystems 11 verschließt oder freigibt. Das zentrale Klimagerät spart die bisher im Stand der Technik redundant vorhanden Klimageräte einer Lokomotive ein und ermöglicht dadurch eine in den Anschaffungskosten besonders kostengünstige Lokomotive 15 mit effektiver Kühlung des Maschinenraumes 3 und der beiden Führerstände 2a, 2b.The FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the locomotive according to the invention 15. The locomotive 15 differs from the locomotive 1 according to FIG. 1 in that the locomotive 15 has a central air conditioner 14. The central air conditioner 14 is arranged in the engine room 3. Air conditioners in the driver's cabs have become superfluous. The central air conditioner 14 comprises at least one cooling unit 16 c, which is coupled to the channel-shaped line system 11, 19 and the distribution means 18. The channel-shaped conduit system 11 extends T-shaped through the engine room 3 and into the two driver's cabs 2a, 2b. One of the at least one cooling unit 16c cooled refrigerant flow 12 is guided in the channel-shaped conduit system 11, wherein the refrigerant flow 12 for cooling the engine room 3 partially from the openings 13a, 13c, 13d, 13e in the engine room and via the branches 19 in to be cooled Components filled cabinets 4, 7 exits. The T-shaped extending line system 11 also has at each end of the T-bar a switching means (not shown), which closes or releases depending on the switching position which opens to the driver's end 13h, 13i of the conduit system 11. The central air conditioner saves the previously available in the art redundant air conditioning units of a locomotive and thus allows a cost in the acquisition cost locomotive 15 with effective cooling of the engine room 3 and the two driver's cabs 2a, 2b.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
erstes Ausführungsbeispiel der erf. Lokomotivefirst embodiment of the erf. Locomotive
2a, 2b2a, 2b
Führerstandcab
33
Maschinenraumengine room
44
Antriebs-KomponenteDrive component
55
Antriebs-KomponenteDrive component
66
Antriebs-KomponenteDrive component
77
Antriebs-KomponenteDrive component
8a, 8b8a, 8b
Klimagerätair conditioning
99
Fahrtrichtungdirection of travel
1010
gasförmiger Kältemittelstromgaseous refrigerant flow
1111
kanalförmiges Leitungssystem, welches von den Verteilungsmitteln umfasst istchannel-shaped conduit system, which is comprised by the distribution means
1212
KältemittelstromRefrigerant flow
13a - 13i13a - 13i
Öffnungenopenings
1414
zentrales Klimagerätcentral air conditioner
1515
zweites Ausführungsbeispiel der erf. Lokomotivesecond embodiment of the erf. Locomotive
16a-16c16a-16c
Kühlaggregatcooling unit
1717
Strömungsklappeflow flap
1818
weiteres Verteilungsmittelanother distribution agent
1919
Abzweige des Leitungssystems 11Branches of the line system 11

Claims (12)

Lokomotive (1, 15) mit wenigstens einem Führerstand (2a, 2b), einem Maschinenraum (3), wenigstens einem Kühlaggregat (16a, 16b, 16c) und Verteilungsmitteln (18, 11, 19) zum Führen eines vom Kühlaggregat (16a, 16b, 16c) gekühlten Kältemittelstromes (10, 12), wobei die Verteilungsmittel (18, 11, 19) mit dem Kühlaggregat (16a, 16b, 16c) gekoppelt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verteilungsmittel (18, 11, 19) sich sowohl in jedem Führerstand (2a, 2b) als auch in den Maschinenraum (3) erstrecken, so dass über die Verteilungsmittel (18, 11, 19) eine Kühlung des Maschinenraumes (3) und wenigstens eines Führerstandes (2a, 2b) ermöglicht ist.Locomotive (1, 15) with at least one driver's cab (2a, 2b), a machine room (3), at least one refrigeration unit (16a, 16b, 16c) and distribution means (18, 11, 19) for guiding one of the refrigeration unit (16a, 16b , 16c) cooled refrigerant flow (10, 12), wherein the distribution means (18, 11, 19) are coupled to the refrigeration unit (16a, 16b, 16c),
characterized in that
the distribution means (18, 11, 19) extend in each driver's cab (2a, 2b) as well as in the engine room (3), so that via the distribution means (18, 11, 19) cooling of the engine room (3) and at least a cab (2a, 2b) is possible. Lokomotive (1, 15) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kältemittelstrom (10, 12) gasförmig ist.Locomotive (1, 15) according to claim 1,
characterized in that
the refrigerant flow (10, 12) is gaseous. Lokomotive (1, 15) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verteilungsmittel (18, 11, 19) ein kanalförmiges Leitungssystem (11) umfassen.Locomotive (1, 15) according to claim 1 or 2,
characterized in that
the distribution means (18, 11, 19) comprise a channel-shaped conduit system (11). Lokomotive (1, 15) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das kanalförmige Leitungssystem (11) zum Abgeben des Kältemittelstromes Öffnungen(13a, 13c, 13d, 13e) aufweist, die in den Maschinenraum (3) münden.Locomotive (1, 15) according to claim 3,
characterized in that
the channel-shaped conduit system (11) for discharging the refrigerant flow has openings (13a, 13c, 13d, 13e) which open into the machine room (3). Lokomotive (1, 15) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das kanalförmige Leitungssystem (11) sich innerhalb des Maschinenraumes (3) verzweigt.Locomotive (1, 15) according to claim 3 or 4,
characterized in that
the channel-shaped line system (11) branches within the machine room (3). Lokomotive (1, 15) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Leitungssystem (11) Abzweige (19) umfasst, welche vom Leitungssystem (11) ausgehend sich bis zu kühlenden Komponenten (4, 7) erstrecken.Locomotive (1, 15) according to one of claims 3 to 5,
characterized in that
the conduit system (11) comprises branches (19) which extend from the line system (11) up to cooling components (4, 7). Lokomotive (1, 15) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verteilungsmittel (18, 11, 19) Schaltmittel umfassen, die zum Umlenken des Kältemittelstromes (10, 12) eingerichtet sind.Locomotive (1, 15) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the distribution means (18, 11, 19) comprise switching means adapted to divert the refrigerant flow (10, 12). Lokomotive (1, 15) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schaltmittel Sperrventile und/oder Strömungsklappen (17) umfassen.Locomotive (1, 15) according to claim 7,
characterized in that
the switching means comprise shut-off valves and / or flow flaps (17). Lokomotive (1, 15) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kühlaggregat (16a, 16b, 16c) einen Verdampfer, einen Kompressor und einen Kondensator aufweist.Locomotive (1, 15) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the cooling unit (16a, 16b, 16c) comprises an evaporator, a compressor and a condenser. Lokomotive (1, 15) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Klimagerät (8a, 8b, 14) das Kühlaggregat (16a, 16b, 16c) umfasst.Locomotive (1, 15) according to one of the preceding claims,
characterized in that
an air conditioner (8a, 8b, 14) comprises the refrigeration unit (16a, 16b, 16c). Lokomotive (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Klimageräte (8a, 8b) vorgesehen sind, wobei die Verteilungsmittel (11, 19) sich mindestens zwischen den Klimageräten (8a, 8b) erstrecken.Locomotive (1) according to claim 10,
characterized in that
two air conditioning units (8a, 8b) are provided, wherein the distribution means (11, 19) extend at least between the air conditioning units (8a, 8b). Lokomotive (15) nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch
ein zentrales Klimagerät (14), welches mindestens ein Kühlaggregat (16c) umfasst.Locomotive (15) according to claim 10,
marked by
a central air conditioner (14), which comprises at least one cooling unit (16c).
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