JP5480052B2 - 鉄道車両用冷却装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、鉄道車両用冷却装置に関する。

外気によって車両の機器を冷却する場合、外気中に含まれる砂、ほこり、植物の葉など
の塵埃が機器の汚損や破損の原因となる場合があった。そのため、それらの塵埃を外気か
ら除去するために、冷却風として採り入れた外気をフィルタに通過させるなどの対策が施
されている。例えば、慣性分離フィルタもその中のフィルタの一つである。車両の側面に
設けられる開口部より風道に外気を取り入れ、風道内に流入した外気を送風機によって慣
性分離フィルタに送風する。慣性分離フィルタに送風された外気は、慣性分離フィルタの
採り入れ口から、慣性分離フィルタ内に流入し、採り入れ口と接続されるチューブに入り
、チューブの中でらせん状に回転する。慣性分離フィルタは、回転の際に発生する遠心力
で外気中に含まれた塵埃を除去する方式である。慣性分離フィルタの送風機との配置につ
いては、送風機の吸気側に置く場合と、送風機の排気側に設置する場合がある。送風機の
排気側に設置する場合で、慣性分離フィルタにおけるメンテナンス作業を容易にするため
、慣性分離フィルタを車両側面に隣接して配置し、さらに慣性分離フィルタが隣接する車
両側面に点検口を設けることで、慣性分離フィルタの取り出しと補修・清掃等のメンテナ
ンスを容易にしたものが提案されている。

特開平４−５１６３号公報

しかしながら、従来の鉄道車両の冷却装置では、慣性分離フィルタを取り出すための点検
口より外気が流入し、車両内への汚損からメンテナンス作業が増大する問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、車両内の外気の塵埃による汚損を招くことなく、メ
ンテナンス作業を容易に行うことができる鉄道車両用冷却装置を提供することである。

実施形態の鉄道車両は、車体内に設けられる通路と、前記通路と隣接して設置され、車
体外部から内部に流入させた外気を通風させる吸気風道、送風機、風道のそれぞれの接続
部において垂直構造としての組み立てが可能な冷却機構と、前記風道は、前記通路側に点
検口を有するとともに、前記風道内に取り付けられる慣性分離フィルタを通過し塵埃が除
去された外気を通す冷却風送風口と、慣性分離フィルタにより除去された塵埃を含む外気
を通す排出風送風口との２つの開口部を有する慣性分離フィルタ取付け板を有し、前記慣
性分離フィルタ取付け板上に設置される慣性分離フィルタと、を有している。

第１の実施形態の鉄道車両の全体構成を示す断面図。 （ａ）は第１の実施形態の慣性分離フィルタの取付け面の図。（ｂ）は第１の実施形態の風道の取り付け面の図。

以下、実施形態の車両を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の鉄道
車両の全体構成を示す断面図である。図２（ａ）は、第１の実施形態の慣性分離フィルタ
の取付け面の図である。図２（ｂ）は、第１の実施形態の風道の取り付け面の図。

（構成）
図１を参照して本実施形態の構成について説明する。図１は、車体１、取外し屋根２、
車体台枠３、吸気風道４、風道用フランジ４ａ、風道５、慣性分離フィルタ取付け面５０
、送風機６、送風機用上側フランジ６ａ、送風機用下側フランジ６ｂ、冷却風道７、排出
風道８、慣性分離フィルタ９、点検口１０、吸気口１１、与圧吐出し口１４、点検通路１
５、装置１６、パッキン１７、パッキン１８、パッキン１９、冷却機構２０、車輪２１、
ギア２２、モータ２３、車軸２４を有している。

車体１内は、車両を走行させるために必要な装置１６と冷却機構２０が通路１５を挟んで
配置されている。また車体１の外部には車軸２４と、車軸２４に取付ける車輪２１、モー
タ２３、ギア２２が設置されている。

車体１内部の冷却機構２０は、吸気風道４、風道用フランジ４ａ、風道５、慣性分離フ
ィルタ取付け面５０、送風機６、送風機用上側フランジ６ａ、送風機用下側フランジ６ｂ
、冷却風道７、排出風道８、慣性分離フィルタ９、点検口１０、吸気口１１、与圧吐出し
口１４、装置１６、パッキン１７、パッキン１８、パッキン１９（１９ａ、１９ｂ）で構
成される。

以下に冷却機構２０について説明する。取外し屋根２は長手方向に傾斜面を有しており
、傾斜面には吸気口１１が取り付けられている。吸気口１１は、吸気風道４と接続される
。吸気風道４は、内部に空間を有する筒状で、全体としてはＬ字型を形成している。吸気
風道４の屋根側の一端部は吸気口１１と接続され、車体台枠側の他端部は送風機６と接続
される。吸気風道４が、送風機６と接続される端部の外周上には、吸気風道４の径よりも
大きい吸気風道用フランジ４ａが取り付けられている。また送風機６は、吸気風道４と接
続される側端部の外周上には吸気風道４の径より大きい送風機用上側フランジ６ａが取り
付けられている。吸気風道用フランジ４ａと送風機用上側フランジ６ａは、弾性体のパッ
キン１７を介して、密閉性を保ちながら取り付けられている。

また、送風機６は送風機用上側フランジ６ａとは反対側の端部に、送風機６の筐体の径
よりも大きい送風機用下側フランジ６ｂが取り付けられている。送風機用下側フランジ６
ｂは、弾性体のパッキン１８を介して風道５と接続される。

風道５の内部には、慣性分離フィルタ取付け面５０が設けられている。慣性分離フィル
タ取付け面５０上に慣性分離フィルタ９が設置される。図２（ａ）は、慣性分離フィルタ
９の下面の図である。慣性分離フィルタ９の下面には、フィルタ用冷却風送風口９ａとフ
ィルタ用排出風送風口９ｂが設けられている。また外周部には複数の固定穴９ｃが設けら
れている。図２（ｂ）は、風道５の慣性分離フィルタ取付け面５０である。慣性分離フィ
ルタ取付け面５０には、外周部にパッキン１９ａが取り付けられている風道用冷却風送風
口５ａと、外周部にパッキン１９ｂが取り付けられている風道用排出風送風口５ｂ、複数
の慣性分離フィルタ取付け穴５ｃが設けられている。慣性分離フィルタ取付け面５０の風
道用冷却風送風口５ａに対して、パッキン１９ａを介して慣性分離フィルタ９のフィルタ
用冷却風送風口９ａが接続され、取付け面５０の風道用排出風送風口５ｂに対してパッキ
ン１９ｂを介して慣性分離フィルタ９のフィルタ用排出風送風口９ｂが接続される。風道
用冷却風送風口５ａは、冷却風道７の一端が接続され、風道用排出風送風口５ｂは排出風
道８の一端が接続される。また、慣性分離フィルタ９と慣性分離フィルタ取付け面５０は
、慣性分離フィルタ取付け穴５ｃと固定穴９ｃをボトル等で固定することにより設置され
る。

上記のように慣性分離フィルタ９と接続される冷却風道７は、モータ２３等の被冷却機器
と接続される。また、排出風道８は車体１外部へ接続するように延在している。

このような吸気口１１より外気が取り入れられ、外気は風道４を通って送風機６内に流
入する。送風機６へ流入した外気は送風機の送風作用によって、風道５内に送られる。

慣性分離フィルタ９が内部に設置されている風道５に外気が流入すると、慣性分離フィル
タ９内の遠心分離作用により、外気に含有される塵埃が慣性分離フィルタ９外側に集約さ
れる。集約された塵埃を多く含んだ外気は、排出風道８から車体１外部へと排出される。
一方で、慣性分離フィルタ９内で塵埃と分離し、塵埃をほとんど含有しない冷却風は、冷
却風道７をとおり、冷却の必要な被冷却機器（本実施形態ではモータ２３でたとえている
）に送風され、被冷却機器が冷却される。

与圧吐出し口１４は、冷却風道７が送風機６からの空気圧を受けた際に、慣性分離フィ
ルタ９内で塵埃と分離し、塵埃をほとんど含有しない冷却風の一部を吐き出すことで、車
内を与圧し、車外からの塵埃の流入を防ぐほか、装置１６などから発せられる熱を車外へ
放出するための換気の役目を果たす。

（作用効果）
従来のような車体側面の外板が風道の一部分を構成している場合、車体外板と風道との接
続部は気密・水密性が必要となり、構造が複雑化していた。また、車体の製造・組み立て
にも非常に高い精度が要求され、接続するそれぞれの部品が設計段階と少しでも誤差があ
る場合、組み立てが困難となり、接続するための修繕、補修を行う必要があるという問題
があった。

従来提案されている構造においては、車体外板と風道５の寸法を調整しながら製缶作業を
進めること、風道５と車体外板の気密・水密性を確保することが必要とされていた。たと
えば、風道５の垂直度と外板の垂直度が一致していなければ、スキマが生じ、そのスキマ
ができないようにするためには、毎回現物あわせで寸法を調整する必要があり、大変な時
間と労力を必要とする。スキマが残ったままでは、雨天時に車内に浸水する。本実施形態
において、風道５は、車体側面を構成する車体外板とは完全に独立した構成とすることが
でき、車体を製缶組立する際には、予め溶接などで外板を鋼体に取付けた車体側面のパネ
ルを車体台枠の上部に立てるだけでよい。つまり、車体外板と風道５とを溶接する必要が
なく、個別での製缶組立が可能となる。溶接方法のかわりにシール剤による方法もあるが
、風道５周囲にシール作業に必要な作業空間が確保されていなければならない。本発明で
は、一切の合わせ作業やシール作業が不要である。

本実施形態では、吸気口１１と吸気風道４と送風機６の接続位置を車体１内部でできる限
り離すことによって、組み立てが困難となる直角構造を回避することが可能となる。吸気
口１１が設けられている車体側面側と反対の車体側面側に冷却機構２０が組み立てられる
ことで、吸気風道４、送風機６、風道５の接続は、垂直構造として組み立てることできる
。そのため、垂直・平面度の誤差や偏心が生じていても、送風機上部と屋根側の吸気風道
４との間に設けた伸縮性のよいパッキンとフランジ面がその誤差を吸収し、気密性、水密
性を確保する。また、送風機６は風道５の上部に予め取付けておき、吸気風道４を一体と
して組込んだ取外し屋根２を車体１にかぶせるだけで組立作業が完了する。

また従来、車体１側面にあった吸気口１１は取外し屋根２に設けられ、さらに排出用風道
８が車体１側面に設けられていないため、車体１の外板に開口部を加工する必要がない。
車体１が開口部を有しないため、車体１の製造が容易となり、外部からの塵埃等により車
体が腐食することを防止できる。

また、機械室の通路側に設けた点検口を慣性分離フィルタ９よりも十分に大きくしておく
ことで、通路側から慣性分離フィルタを容易に組込むことが可能である。点検口１０から
慣性分離フィルタ９を風道５の中に挿入し、先端を位置合わせ金具に挿し込み、慣性分離
フィルタ９の周囲に設けられた固定穴９ｃにボルト等を用いて締める。風道５内部の慣性
分離フィルタ取付け面５０の風道用冷却風通風口５ａと風道用排出風通風口５ｂのそれぞ
れにパッキンを用いることにより、単に固定用のねじを締めるだけで、気密・水密が確保
できる。点検・清掃時には、通路１５側に設けた点検口１０から風道５内に固定された慣
性分離フィルタ９を、容易に清掃することが可能であるため保守性も向上する。このよう
に点検口１０が外部との接続部になっていないため、外気の塵埃が冷却機構２０と車体１
を構成する間隙に入り、腐食等を引き起こすことがない。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、慣性分離フィルタ取付け面５０の風道用冷却風送風口５
ａに対して、パッキン１９ａを介して慣性分離フィルタ９のフィルタ用冷却風送風口９ａ
が接続され、取付け面５０の風道用排出風送風口５ｂに対してパッキン１９ｂを介して慣
性分離フィルタ９のフィルタ用排出風送風口９ｂが接続されるため、慣性分離フィルタ９
の接続部においては非常に高い密閉性を実現し、さらに、慣性分離フィルタ９から冷却風
道７および排出風道８に送風されなかった外気は風道５内で再循環し、慣性分離フィルタ
９へ再流入することになる。そのため、外気が風道５外や車体１内に漏れることがなく、
塵埃による車体１内の汚損を防止することができる。

また、本実施形態では、冷却風をモータ２３に送風し、モータ２３を冷却しているが、
冷却風の使用用途としてはこれに限定することなく、車両内の機器等にも適用可能である
。その場合も、本実施形態の作用効果を得ることが可能である。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の車両によれば、車体内部に点検口を設け、冷
却機構が垂直構造で構成されるため、車体内が外部の塵埃により汚損することなく、簡易
な組み立ての鉄道車両用冷却装置を実現することができる。

１ 車体
２ 取外し屋根
３ 車体台枠
４ 吸気風道
４ａ 風道用フランジ
５ 風道
５ａ 風道用冷却風送風口
５ｂ 風道用排出風送風口
５ｃ 慣性分離フィルタ取付け穴
６ 送風機
６ａ 送風機用上側フランジ
６ｂ 送風機用下側フランジ
７ 冷却風道
８ 排出風道
９ 慣性分離フィルタ
９ａ フィルタ用冷却風送風口
９ｂ フィルタ用排出風送風口
９ｃ 固定穴
１０ 点検口
１１ 吸気口
１４ 与圧吐出し口
１５ 点検通路
１６ 装置
１７ パッキン
１８ パッキン
１９ パッキン
１９ａ パッキン
１９ｂ パッキン
２０ 冷却機構
２１ 車輪
２２ ギア
２３ モータ
２４ 車軸
５０ 慣性分離フィルタ取付け面

Claims (2)

1. 車体内に設けられる通路と、
   前記通路と隣接して設置され、車体外部から内部に流入させた外気を通風させる吸気風道
   、送風機、風道のそれぞれの接続部において垂直構造としての組み立てが可能な冷却機構
   と、
   前記風道は、前記通路側に点検口を有するとともに、前記風道内に取り付けられる慣性分
   離フィルタを通過し塵埃が除去された外気を通す冷却風送風口と、慣性分離フィルタによ
   り除去された塵埃を含む外気を通す排出風送風口との２つの開口部を有する慣性分離フィ
   ルタ取付け板を有し、
   前記慣性分離フィルタ取付け板上に設置される慣性分離フィルタと、
   を有する鉄道車両用冷却装置。
2. 前記吸気風道、前記送風機、前記風道とのそれぞれの接続部において、弾性体を介して接
   続する請求項１記載の鉄道車両用冷却装置。

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