JP3225200B2 - 鉄道車両用動力装置の冷却装置 - Google Patents

鉄道車両用動力装置の冷却装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両に搭載さ
れる駆動用、また発電用ディーゼルエンジン等の内燃機
関及び液体変速機等の動力伝達装置などの冷却に用いら
れる鉄道車両用動力装置の冷却装置に関し、特に車両の
進行方向の如何にかかわらず冷却効果の高い冷却装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、床下に駆動用内燃機関を2基有
する鉄道車両(気動車)に搭載された従来の鉄道車両用
動力装置の冷却装置の一例を示す機能図である。図3の
従来例では、それぞれ、変速機3、逆転機4、推進軸5
及び減速機6を介して動輪7を回転せしめ、車両を駆動
する内燃機関1と2が床下に設置され、一方の内燃機関
1、変速機3等を冷却するための、放熱器素51、冷却
ファン52及び冷却ダクト53を備えた冷却装置50
と、他方の内燃機関2、変速機3等を冷却するために、
同じく放熱器素61、冷却ファン62及び冷却ダクト6
3を備えた冷却装置60が設けられている。
【0003】冷却装置50では、冷却ダクト53の中に
設けられた冷却ファン52が、内燃機関1の補機駆動軸
により直接またはプーリー、Vベルト等を介して駆動さ
れ回転し、冷却ダクト53の吸気口54から放熱器素5
1を冷却するための冷却風を吸入し、排気口55から排
出する。放熱器素51の内部には内燃機関1等の冷却水
が循環し、内燃機関1等で取り込んだ熱を外部を流れる
冷却風に放出することにより、内燃機関1等の冷却を行
う。同様にして、冷却装置60は内燃機関2等の冷却を
行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、同じく内燃機
関を搭載している自動車が専ら前方に走行するのと異な
り、鉄道車両においては進行方向が一定しない。従って
例えば、図3の例で車両が図面下方に向かって走行して
いる場合には、冷却装置60では、冷却ダクト63の吸
気口64は車両の進行方向に関して排気口65の前方に
位置し、新鮮な外気を冷却風として吸入し放熱器素61
の廃熱で暖められた冷却風を排気口65から車両後方に
排出することができるが、冷却装置50では、吸気口5
4が車両の進行方向に関して排気口55の風下に位置す
ることとなるため、放熱器素51の廃熱で暖められ排気
口55から排出される熱排気が吸気口54から再度吸入
され冷却風に混入するため、放熱器素51と冷却風との
温度差が十分に得られず冷却装置50の冷却能力が低下
する。同様に、車両の進行方向が反対となった場合は熱
排気が吸気口64から流入し冷却装置60の冷却能力が
低下する。以上、内燃機関を2基搭載した鉄道車両につ
いて説明したが、内燃機関が1基の場合も、車両の進行
方向の如何により同様の現象が生ずる。
【0005】このため、冷却装置の吸気口が車両の進行
方向の前方に位置する動力装置は十分に冷却されるが、
後方に位置する動力装置はオーバーヒート状態となった
り、これを避けるためには熱交換容量の大きい大型の冷
却装置を設計する必要があったり、また冷却装置を大き
くすると外気温が低い場合には冷却装置の吸気口が排気
口の前方に位置する動力装置が過冷却になってしまう等
の問題点があった。
【0006】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、車両の進行方向の如何にかかわらず
必要十分で、安定した冷却能力を有する鉄道車両用動力
装置の冷却装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の実施形態に係る鉄道車両用動力装置の冷却
装置は、車両の側方の、車両長手方向の異なる位置に
つの開口部を有する冷却ダクトと、この冷却ダクトの中
に設けられ、前記開口部から外気を吸入し、排出する冷
却ファンと、外気を吸入する開口部が、吸入した外気を
排出する開口部に対して車両の進行方向前方に位置する
ように、車両の進行方向に応じて、冷却ファンの回転方
向を変化させる手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】また、前記冷却ファンは電動機により駆動
され、この電動機の駆動電源の極性を変化させることに
より前記冷却ファンの回転方向を変化させることを特徴
とする。
【0009】あるいは、前記冷却ファンは油圧モーター
により駆動され、この油圧モーターの駆動油の流路を変
化させることにより前記冷却ファンの回転方向を変化さ
せることを特徴とする。
【0010】また、本発明の他の実施形態に係る鉄道車
両用動力装置の冷却装置は、2つの吸気口を車両の走行
方向前後に有するとともに、これらの吸気口の間に1つ
の排気口を有する冷却ダクトと、この2つの吸気口の分
岐点に設けられ、車両の進行方向に応じて、専らこの2
つの吸気口の一方から冷却風を導入するよう制御される
整風板とを備えたことを特徴とする。
【0011】あるいはまた、吸気口と、車両の走行方向
前後にこの吸気口を挟むように設けられた2つの排気口
を有する冷却ダクトと、この2つの排気口の分岐点に
設けられ、車両の進行方向に応じて、専らこの2つの排
気口の一方から冷却風を排気するよう制御される整風板
とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形
態に係る鉄道車両用動力装置の冷却装置を説明する機能
図である。この冷却装置は、図3の冷却装置50または
60に相当し、これらと同様に、放熱器素11と冷却フ
ァン12及び冷却ダクト13を備え、車両の床下に設置
される。また放熱器素11及び冷却ダクト13は、それ
ぞれ図3の放熱器素51、61及び冷却ダクト53、6
3と同様に機能する。図3と異なる点は、冷却ファン1
2が電動機(図示せず。)により駆動され、車両の進行
方向に応じて、その回転方向が変化するように構成され
ている点である。
【0013】放熱器素11は、図3の従来例と同様例え
ば冷却ダクト13の一方の開口部14に取り付けられ、
図1(a)に示す様に車両が図面上方に向かって進行し
ているときは、開口部14が吸気口となり、外気が開口
部14より吸入され、放熱器素11と熱交換の後、車両
の進行方向に関して後方に開口している他方の開口部1
5から排気されるよう、冷却ファン12が回転する。
【0014】しかし、図1(b)の様に車両の進行方向
が反対になると、例えば逆転器4と連動して前記電動機
が反対に制御され冷却ファン12が逆回転し、進行方向
に関して前方に位置することとなる開口部15から外気
が吸入され、後方に位置する開口部14から排気される
際に、放熱器素11との熱交換を行う。このようにし
て、本実施の形態では車両の進行方向の如何にかかわら
ず、常に熱排気が吸気口の後方から排出されるため、熱
排気の再吸入による冷却能力の低下を防止することがで
きる。
【0015】なお、図1の冷却ファン12は電動機で駆
動されるとして本実施形態を説明したが、例えば作動油
の流路を変更することにより回転方向が制御される油圧
モータ等、回転方向の制御可能な他の回転機で冷却ファ
ン12を駆動することとしてもよい。
【0016】図2は、本発明の他の実施形態に係る、鉄
道車両用動力装置の冷却装置を説明するための機能図で
ある。本実施形態では、冷却ダクト23は、吸気口24
の前後に設けられた2つの排気口25、26を有し、両
排気口の分岐点には整風板27が設けられている。本実
施形態の冷却ファン22は図3の冷却ファン52、62
と同様回転方向は一定であるが、車両の進行方向に応じ
て整風板27によって排気口25と26が切り替えられ
る。すなわち、図2(a)に示すように車両が図面上方
に向かって進行する場合は、整風板27が熱排気が進行
方向後方に位置する排気口26に排出されるよう制御さ
れ、図2(b)の様に車両が図面下方に向かって進行す
るときは熱排気が吸気口24の反対側に位置する他方の
排気口26に排出されるよう制御される。
【0017】従って、図1の実施形態と同様、本実施形
態においても、車両の進行方向如何にかかわらず常に吸
気口が排気口の前方に位置するよう制御されるため、熱
排気の再混入による放熱器素21の冷却能力の低下を防
止することができる。
【0018】なお、図2では吸気口の前後に2つの排気
口が設けられるとして、本実施形態について説明した
が、1つの排気口の前後に2つの吸気口を設け、整風板
により車両の進行方向に応じてこれらを切り替えて吸気
してもまったく同じ効果が得られることは言うまでもな
い。
【0019】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る鉄道車両
用動力装置の冷却装置においては、車両の進行方向の如
何にかかわらず排気口の前方から冷却風を吸入すること
ができ、熱排気の再吸入による冷却能力の低下を防止で
きるので冷却能力の不要な余裕を設ける必要がなく、冷
却装置を小型にすることができ、また安定した冷却によ
り内燃機関等の動力装置の熱効率を向上しそのオーバー
ヒートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る鉄道車両用動力装置
の冷却装置の構造を示す機能図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係る鉄道車両用動力装
置の冷却装置の構造を示す機能図である。
【図3】従来の鉄道車両用動力装置の冷却装置の一例を
示す車両床下機器の配置概要図である。
【符号の説明】
1、2 内燃機関 3 変速機 4 逆転機 5 推進軸 6 減速機 7 動輪 50、60 冷却装置 11、21、51、61 放熱器素 12、22、52、62 冷却ファン 13、23、53、63 冷却ダクト 14、15 開口部 24、54、64 吸気口 25、26、55、65 排気口 27 整風板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F28F 13/06 F28F 13/06 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B61C 3/00 B61C 17/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の側方の、車両長手方向の異なる位置
    2つの開口部を有する冷却ダクトと、 この冷却ダクトの中に設けられ、前記開口部から外気を
    吸入し、排出する冷却ファンと、外気を吸入する開口部が、吸入した外気を排出する開口
    部に対して車両の進行方向前方に位置するように、 車両
    の進行方向に応じて、冷却ファンの回転方向を変化させ
    る手段とを備えた鉄道車両用動力装置の冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却ファンは電動機により駆動さ
    れ、この電動機の駆動電源の極性を変化させることによ
    り前記冷却ファンの回転方向を変化させることを特徴と
    する請求項1に記載の鉄道車両用動力装置の冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記冷却ファンは油圧モーターにより駆
    動され、この油圧モーターの駆動油の流路を変化させる
    ことにより前記冷却ファンの回転方向を変化させること
    を特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用動力装置の冷
    却装置。
  4. 【請求項4】2つの吸気口を車両の走行方向前後に有す
    るとともに、これらの吸気口の間に1つの排気口を有す
    る冷却ダクトと、 この2つの吸気口の分岐点に設けられ、車両の進行方向
    に応じて、専らこの2つの吸気口の一方から冷却風を導
    入するよう制御される整風板とを備えた鉄道車両用動力
    装置の冷却装置。
  5. 【請求項5】吸気口と、車両の走行方向前後にこの吸気
    口を挟むように設けられた2つの排気口を有する冷却
    ダクトと、 この2つの排気口の分岐点に設けられ、車両の進行方向
    に応じて、専らこの2つの排気口の一方から冷却風を排
    気するよう制御される整風板とを備えた鉄道車両用動力
    装置の冷却装置。
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