JP6865577B2 - Rail cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道のレールの熱膨張を抑制するためのレール冷却システムに関する。 The present invention relates to a rail cooling system for suppressing thermal expansion of rail rails.
鉄道のレールの1つである分岐器レールは、環境温度が変化した場合にも、確実に動作することが要求される。一例として、寒冷地域に敷設された分岐器レールに対して、気温が摂氏零度以下になったことで、散水を行い、凍結を防止する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。 The turnout rail, which is one of the rails of the railway, is required to operate reliably even when the environmental temperature changes. As an example, there is a conventional technique for sprinkling water on a turnout rail laid in a cold region when the temperature drops below zero degrees Celsius to prevent freezing (see, for example, Patent Document 1).
より具体的には、この特許文献1は、気温が摂氏零度以下になった際に、ポンプによる加圧を利用して、貯水槽に溜まった水を散水孔から分岐器に向かって散水している。この結果、従来は、本線消雪用スプリンクラーに依存していた散水による分岐器凍結防止の方式を廃止できる。さらには、最小限の最適な散水量のもとで満足のできる信頼性を確保することができる。
More specifically, in
また、レールに散水する技術としては、レール軋み音の発生防止のために、できるだけ少ない量でレール上部に散水し、道床への影響を少なくした上で、最大の減音効果を得る従来技術もある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a technology for sprinkling water on the rail, in order to prevent the generation of rail squeaking noise, there is also a conventional technology that obtains the maximum sound reduction effect after sprinkling water on the upper part of the rail in as little amount as possible to reduce the effect on the trackbed. (See, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1、2のような散水を行う場合には、レール下のバラスト(敷石)の下まで濡らすこととなる。バラストは、列車の走行による振動で削れて細粒化し、バラストの下(いわゆる路盤)に堆積する。散水によりバラストの下まで濡らすと、水により細粒化した破石の固着等を招き、保守、保全に支障を来すおそれがある。
However, the prior art has the following problems.
When watering as in
また、特許文献1のように、気温が摂氏零度以下になった場合だけでなく、温度が上昇する夏場においても、分岐器は、確実に動作することが要求される。具体的には、太陽光の直射により分岐器レールが熱膨張することで、伸びや歪みが発生する。そして、このような分岐器レールの伸びや歪みは、最悪の場合には、車両の脱線を引き起こすこととなる。
Further, as in
しかしながら、夏場における冷却方法としても、上述した特許文献1と同様に、人手または自動設備による散水が一般的であり、この場合にも、上述した課題が挙げられる。
However, as a cooling method in the summer, as in
従って、このような課題を回避するためには、バラストの下まで散水した水が達することを軽減する必要があり、そのために散水量に制約が課された場合には、十分な冷却効果を得ることができないおそれがあった。 Therefore, in order to avoid such a problem, it is necessary to reduce the amount of water sprinkled under the ballast, and when the amount of sprinkled water is restricted for that purpose, a sufficient cooling effect is obtained. There was a risk that it could not be done.
また、冷却技術の適用対象であるレールは、分岐器レールには限定されず、鉄道のレールを効率よく冷却する技術が望まれている。 Further, the rail to which the cooling technology is applied is not limited to the turnout rail, and a technology for efficiently cooling the rail of the railway is desired.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、バラストを極度に濡らすことなく、レールを冷却することができるレール冷却システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a rail cooling system capable of cooling a rail without extremely wetting the ballast.
本発明に係るレール冷却システムは、鉄道車両の走行用のレールを冷却するレール冷却システムであって、レールのうち、一対の本線レール間に設けられた分岐器レールを冷却対象とし、分岐器レールに向かってミストを噴霧する複数の噴霧ノズルを備え、複数の噴霧ノズルのそれぞれは、一対の本線レール間に設けられた分岐器レールの内側側面にミストを吹き付けることができる位置に配置され、かつ、噴霧ノズルの先端から分岐器レールの内側側面までの距離が25cm〜150cmの範囲となる位置に配置され、分岐器レールと直交する方向で、複数の噴霧ノズルによる噴霧区間の一端または両端に配置され、複数の噴霧ノズルのそれぞれから噴霧されるミストが風の影響を受けることを抑制する風よけ板をさらに備えるものである。 The rail cooling system according to the present invention is a rail cooling system that cools rails for traveling of a rail vehicle, and among the rails, a branch rail provided between a pair of main rails is targeted for cooling, and the branch rail. A plurality of spray nozzles for spraying mist toward the rail are provided, and each of the plurality of spray nozzles is arranged at a position where mist can be sprayed on the inner side surface of the branch rail provided between the pair of main rails. , Placed at a position where the distance from the tip of the spray nozzle to the inner side surface of the brancher rail is in the range of 25 cm to 150 cm, and placed at one end or both ends of the spray section by a plurality of spray nozzles in the direction orthogonal to the brancher rail. The mist sprayed from each of the plurality of spray nozzles is further provided with a windbreak plate that suppresses the influence of the wind.
本発明によれば、レールの近傍に設置された噴霧ノズルから、レールに向かってミストを噴霧する構成を備えている。この結果、バラストを極度に濡らすことなく、レールを冷却することができるレール冷却システムを得ることができる。 According to the present invention, a spray nozzle installed near the rail sprays mist toward the rail. As a result, it is possible to obtain a rail cooling system capable of cooling the rail without extremely wetting the ballast.
以下、本発明のレール冷却システムの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、冷却対象であるレールとして、分岐器レールを一例として説明するが、本発明は、鉄道車両の走行用のレール全てに対して適用可能である。 Hereinafter, preferred embodiments of the rail cooling system of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the turnout rail will be described as an example of the rail to be cooled, but the present invention can be applied to all the rails for traveling of a railway vehicle.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における冷却対象となる分岐器レールの説明図である。分岐器レール10は、本線レール11と本線レール12との間に設けられており、図1の左側の第1の本線21から進入してくる車両を、分岐後の第2の本線22または第3の本線23のいずれかに進入させるための切換器の役割を果たすものである。
FIG. 1 is an explanatory view of a turnout rail to be cooled according to the first embodiment of the present invention. The
図1(a)は、分岐器レール10が第1の状態に切り換わることで、車両を第1の本線21から第2の本線22に誘導する場合を示している。一方、図1(b)は、分岐器レール10が第2の状態に切り換わることで、車両を第1の本線21から第3の本線23に誘導する場合を示している。
FIG. 1A shows a case where the
太陽光の直射により分岐器レール10が熱膨張すると、伸びや歪みが発生し、列車障害を引き起こすこととなる。そして、この分岐器レールに対して散水による冷却を行った場合には、課題として上述したように、細粒化した破石の固着等を招く問題があった。そこで、このような問題を解消するために、本実施の形態1では、分岐器レール10の側面に対して、ミストを噴霧することで冷却を行う構成を備えていることを技術的特徴としており、図面を用いて、以下、詳細に説明する。
When the
図2は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムを分岐器レールの内側に設けた状態を示す説明図であり、分岐器レール10を上方から見た図である。図2においては、2本の分岐器レールのうち、上方(電車進行方向における左側)に記載されたものを分岐器レール10(1)、下方(電車進行方向における右側)に記載されたものを分岐器レール10(2)として識別している。同様に、本線レールに関しても、上方に記載されたものを本線レール11、下方に記載されたものを本線レール12として識別している。
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the rail cooling system according to the first embodiment of the present invention is provided inside the turnout rail, and is a view of the
そして、図2に示すように、分岐器レール10(1)と分岐器レール10(2)との間には、2本の配水管31(1)、31(2)が配置されている。さらに、これら2本の配水管31(1)、31(2)のそれぞれには、適切な間隔(例えば、50〜100cm)で、かつ、分岐器レール10(1)または分岐器レール10(2)の内側から所定の範囲内の距離(噴霧ノズル32から噴霧されたミストが分岐器レール10(2)に届く範囲の距離であって、例えば25〜150cm)になるように、分岐器レール10(1)、10(2)に略垂直に複数の噴霧ノズル32が配置されている。
Then, as shown in FIG. 2, two water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) are arranged between the turnout rail 10 (1) and the turnout rail 10 (2). Further, each of these two water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) has an appropriate interval (for example, 50 to 100 cm) and is a turnout rail 10 (1) or a turnout rail 10 (2). ) Within a predetermined range (the distance within which the mist sprayed from the
配水管31(1)、31(2)は、不導体であり、例えば、外被はポリウレタン、内管はナイロン12で構成されている。配水管31(1)、31(2)を不導体にすることで、配水管31(1)、31(2)が分岐器レール10等のレール付近に設けられても、電車の運行に支障を来さない。
The water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) are non-conductors. For example, the outer cover is made of polyurethane and the inner pipe is made of
なお、噴霧ノズル32の設置される高さによっては、レールを濡らしつつ、バラストを極力濡らさないように、レールに対して仰角をもって斜め上方に設置してもよい。その場合でも分岐器レール10を上面から見たときに、噴霧ノズル32は、分岐器レール10(1)(2)に対して垂直になるように設けられる。
Depending on the height at which the
図3は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムについて、図2のA−A断面から見た構成を示した説明図である。本線レール11と本線レール12との間に配置された配水管31(1)、31(2)は、本線レール12の下を通過する配水管31を介して、本線レール12の外側に配置されたポンプユニット33と接続されている。
FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of the rail cooling system according to the first embodiment of the present invention as viewed from the AA cross section of FIG. The water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) arranged between the
ポンプユニット33が駆動されることで、逆浸透膜34を通過した上水道からの水が、配水管31を経由して、2本に分岐した配水管31(1)、31(2)に供給される。そして、2本の配水管31(1)、31(2)に供給された水は、分岐器レール10(1)、10(2)の直近に配置された複数の噴霧ノズル32から、粒子径が小さく気化しやすいミストとして噴霧される。なお、逆浸透膜34は、必須の構成ではない。
By driving the
図3に示すように、本実施の形態1に係るレール冷却システムは、分岐器レール10の内側の側面に向けてミストを吹き付けることで、2本の分岐器レール10の側面を、直接的に冷却する。分岐器レール10の側面は、上部と比較してより大きな表面積を有しており、側面を直接的に冷却することで、効率よく分岐器レールの冷却を行うことができる。
As shown in FIG. 3, the rail cooling system according to the first embodiment sprays mist toward the inner side surface of the
図4は、本発明の実施の形態1に係る複数の噴霧ノズル32のレイアウトを示した図である。複数の噴霧ノズル32は、設置環境に応じて、適切な間隔で配水管31に接続されている。さらに、複数の噴霧ノズル32は、設置環境に応じて適切な値となるように、噴霧されるミストの粒子径を選定する。
FIG. 4 is a diagram showing a layout of a plurality of
従来の散水方式とは異なり、本実施の形態1におけるレール冷却システムは、複数の噴霧ノズル32により、配水管31から供給される水を微細な霧の状態にして、分岐器レール10の側面に噴霧するミスト方式を採用している。
Unlike the conventional watering method, the rail cooling system in the first embodiment uses a plurality of
このミスト方式によれば、粒子径の大きいミストは、空気中で気化せずに分岐器レール10の側面に直接かかり、過熱されている分岐器レール10の表面で気化が促進され、効率的に分岐器レール10から熱を奪う。一方、粒子径の小さいミストは、分岐器レール10にかかる前の空気中で、もしくは過熱されているバラスト表面で気化することで、周囲空気の冷却に寄与する。
According to this mist method, the mist having a large particle size is directly applied to the side surface of the
従って、大きな粒子径と小さな粒子径の双方が効率よく作用することで、少水量による分岐器レール10の冷却、およびバラスト濡れの低減が可能となる。検証実験を行った結果では、噴霧されるミストの平均粒子径を50μm以下とした場合に、冷却効率の良い結果が確認できた。なお、好ましくは、噴霧されるミストの平均粒子径を16μm以下とすることで、さらにバラスト濡れを低減しつつ、十分な冷却効果を実現できる。
Therefore, when both the large particle size and the small particle size work efficiently, it is possible to cool the
次に、本実施の形態1におけるレール冷却システムの制御動作について具体的に説明する。図5は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムの全体図である。 Next, the control operation of the rail cooling system according to the first embodiment will be specifically described. FIG. 5 is an overall view of the rail cooling system according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態1におけるレール冷却システムは、噴霧制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、配水管31、31(1)、31(2)、噴霧ノズル32、ポンプユニット33、逆浸透膜34、およびバルブ35を備えて構成されている。なお、噴霧制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、およびバルブ35は、先の図3では、図示を省略していた構成要素である。
The rail cooling system according to the first embodiment includes a
なお、逆浸透膜34は、水を通し、水以外の不純物を通過させない性質を有する膜である。そして、本発明においては、この逆浸透膜34は、必須の構成ではない。
The
分岐器レール温度センサ2は、分岐器レール10(1)、10(2)に設置されており、分岐器レール10(1)、10(2)の温度を測定する。また、降雨センサ3は、分岐器レール10(1)、10(2)が設置されている環境において、雨が降っているか否かの降雨状態を検出する。なお、降雨センサ3は、雨の降りかかる屋外、かつ、ノズルからの噴霧による影響を受けない場所に設置されればよく、例えば、ポンプユニット33を収納する箱体の上に設けられる。
The turnout
そして、噴霧制御部1は、分岐器レール温度センサ2、および降雨センサ3による検出結果に基づいて、ポンプユニット33およびバルブ35を制御することで、ミストの噴霧/停止を制御する。
Then, the
図6は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムの噴霧制御部1により実行される噴霧制御の一例を示した図である。噴霧制御部1は、降雨センサ3の検出結果から、雨が降っていると判断した場合には、雨による冷却が行われるため、噴霧システムの動作を停止させる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of spray control executed by the
一方、噴霧制御部1は、降雨センサ3の検出結果から、雨が降っていないと判断した場合には、分岐器レール10の温度測定結果に応じて、噴霧システムの運転/停止を切り換え制御する。図6に示した具体例では、噴霧制御部1は、雨が降っておらず、かつ、分岐器レール温度センサ2による測定結果が、所定の温度、例えば30℃以上である場合には、ポンプユニット33を駆動し、バルブ35を開状態に切り換えることで、噴霧システムを運転状態とし、ミストの噴霧を行う。
On the other hand, when it is determined from the detection result of the
また、噴霧制御部1は、雨が降っていないものの、分岐器レール温度センサ2による測定結果が、所定の温度、例えば30℃未満である場合には、ミストによる冷却が不要と判断し、ポンプユニット33の駆動を停止し、バルブ35を閉状態に切り換えることで、噴霧システムを停止状態とし、ミストの噴霧を停止する。
Further, the
なお、温度センサは、分岐器レール温度センサ2ではなく、気温を計測するものでも良く、気温が所定の温度以上になったときに、噴霧システムを運転状態にし、ミストの噴霧を行っても良い。
The temperature sensor may measure the air temperature instead of the turnout
また、温度センサは、分岐器レール10以外のレールに設けても良い。その場合、レールが移動しないので、温度センサを設ける際の配線等の施工が容易になる。
Further, the temperature sensor may be provided on a rail other than the
なお、平均粒子径が50μm以下、特に16μm以下のミストは、気化しやすいので、雨が降っていない昼間(特に夏季の昼間)は、連続運転をしても良い。その場合、噴霧制御部1は、分岐器レール温度センサ2による測定結果は用いず、降雨センサ3の検出結果のみで噴霧システムの動作を判断する。
Since mist having an average particle size of 50 μm or less, particularly 16 μm or less, is easily vaporized, continuous operation may be performed during the daytime when it is not raining (particularly during the daytime in summer). In that case, the
また、本実施の形態1における噴霧制御部1は、噴霧条件が成立している場合にも、連続運転により噴霧を実行するのではなく、噴霧ノズル32から間欠的に噴霧を実行しても良い。この結果、バラストが濡れることをさらに回避することができる。
Further, even when the spraying condition is satisfied, the
具体的には、あらかじめ設定された間欠運転データに従って、一例として、5分噴霧、2分停止を繰り返すことが考えられる。また、分岐器レール温度センサ2により測定された分岐器レール10の温度に応じて、噴霧時間、停止時間を適切な値に切り換えるように、間欠運転データをあらかじめ設定しておくことも可能である。
Specifically, it is conceivable to repeat spraying for 5 minutes and stopping for 2 minutes as an example according to preset intermittent operation data. It is also possible to set intermittent operation data in advance so that the spray time and the stop time can be switched to appropriate values according to the temperature of the
また、分岐器レール10の設置環境によっては、有風時に、噴霧したミストが風下に流されてしまい、効率よく分岐器レール10を濡らすことができず、十分な冷却効果が得られないことが考えられる。
Further, depending on the installation environment of the
しかしながら、本実施の形態1における複数の噴霧ノズル32は、図2、図3に示すように、分岐器レール10(1)と分岐器レール10(2)との間で、かつ、分岐器レール10(1)、10(2)の高さよりも低い位置に、設置されるレイアウトとなっている。従って、分岐器レール10(1)、10(2)に直交する方向の風に対しては、このようなレイアウトを採用することで、分岐器レール10(1)、10(2)自体を風よけにすることができる。
However, as shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of
また、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風に対しては、噴霧ノズル間、または噴霧区間の一端もしくは両端に風よけ板を設置することが考えられる。ここで、風よけ板は、分岐器レール10(1)(2)および地面に対して略垂直に設けられる平板状のものであり、この風よけ板を前述した場所に設置することで、風の影響を小さくすることができる。 Further, for the wind in the direction parallel to the turnout rails 10 (1) and 10 (2), it is conceivable to install a windbreak plate between the spray nozzles or at one end or both ends of the spray section. Here, the windshield is a flat plate that is provided substantially perpendicular to the turnout rails 10 (1) and (2) and the ground, and by installing this windshield at the above-mentioned location. , The influence of wind can be reduced.
なお、風よけ板を設ける他に、噴霧区間の両端を延長するように設計し、有風時にミストが風下に流されても分岐器レール10(1)、10(2)にかかるように噴霧ノズル32を増設し、より広いエリアに噴霧できる構成を採用することも考えられる。
In addition to providing a windbreak plate, it is designed to extend both ends of the spray section so that even if mist is swept downwind during wind, it will be applied to the turnout rails 10 (1) and 10 (2). It is also conceivable to add a
以上のように、実施の形態1によれば、分岐器レール間に設置された噴霧ノズルから、レール側面に向かってミストを噴霧する構成を備えている。この結果、バラストを極度に濡らすことなく、すなわち、バラストの下に堆積した破石を濡らすことなく、レールを冷却することができるレール冷却システムを実現できる。 As described above, according to the first embodiment, the spray nozzle installed between the turnout rails has a configuration for spraying mist toward the side surface of the rail. As a result, it is possible to realize a rail cooling system capable of cooling the rail without extremely wetting the ballast, that is, without wetting the wreckage deposited under the ballast.
また、温度センサや降雨センサの検出結果に応じて、ミストの噴霧/停止を切り換えることのできる制御構成とすることができる。さらに、検出結果に応じて、噴霧が必要を判断された場合に、間欠運転を実行できる構成を備えている。この結果、分岐器レールの表面での気化作用が飽和状態となることを防止し、効率的な冷却を行うことができる。 Further, the control configuration can be configured so that the mist spraying / stopping can be switched according to the detection result of the temperature sensor or the rainfall sensor. Further, it is provided with a configuration in which intermittent operation can be executed when it is determined that spraying is necessary according to the detection result. As a result, it is possible to prevent the vaporization action on the surface of the turnout rail from becoming saturated, and to perform efficient cooling.
さらに、風によりミストが流されてしまう対策として、風よけ板を設ける、あるいは、噴霧ノズルの設置区間を延長する、といった構成を付加できる。この結果、有風時にも十分な冷却効果を実現できる。 Further, as a measure against the mist being washed away by the wind, a configuration such as providing a windbreak plate or extending the installation section of the spray nozzle can be added. As a result, a sufficient cooling effect can be realized even when there is wind.
実施の形態2.
先の実施の形態1では、噴霧ノズル32による噴霧方向が、冷却対象であるレールの側面に対して、略垂直であり、かつ、噴霧ノズル32を分岐器レール10(1)と分岐器レール10(2)との間に設置した場合について説明した。これに対して、本実施の形態2では、冷却対象であるレールの両側に噴霧ノズル32を設置するとともに、噴霧方向を垂直方向からずらすように傾けている。そこで、噴霧ノズル32のこのような設置により得られるさらなる効果を中心に、以下に説明する。
In the first embodiment, the spraying direction by the
図7は、本発明の実施の形態2に係るレール冷却システムを分岐器レールの両側に設けた状態を示す説明図であり、分岐器レール10を上方から見た図である。図7においては、2本の分岐器レールのうち、上方(電車進行方向における左側)に記載されたものを分岐器レール10(1)、下方(電車進行方向における右側)に記載されたものを分岐器レール10(2)として識別している。同様に、本線レールに関しても、上方に記載されたものを本線レール11、下方に記載されたものを本線レール12として識別している。
FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which the rail cooling system according to the second embodiment of the present invention is provided on both sides of the turnout rail, and is a view of the
そして、図7に示すように、分岐器レール10(1)の両側には、2本の配水管31(1)、31(3)が配置され、分岐器レール10(2)の両側には、2本の配水管31(2)、31(4)が配置されている。さらに、これら4本の配水管31(1)〜31(4)のそれぞれには、適切な間隔で、かつ、噴霧ノズル32から噴霧されたミストが分岐器レール10に届く範囲の距離になるように、複数の噴霧ノズル32が配置されている。
Then, as shown in FIG. 7, two water pipes 31 (1) and 31 (3) are arranged on both sides of the turnout rail 10 (1), and on both sides of the turnout rail 10 (2). , Two water pipes 31 (2) and 31 (4) are arranged. Further, each of these four water distribution pipes 31 (1) to 31 (4) should be at an appropriate interval and have a distance within a range in which the mist sprayed from the
図8は、本発明の実施の形態2に係るレール冷却システムについて、図7のA−A断面から見た構成を示した説明図である。分岐器レール10(1)の両側に配置された配水管31(1)、31(3)、および分岐器レール10(2)の両側に配置された配水管31(2)、31(4)のそれぞれは、本線レール12の下を通過する配水管31を介して、本線レール12の外側に配置されたポンプユニット33と接続されている。
FIG. 8 is an explanatory view showing a configuration of the rail cooling system according to the second embodiment of the present invention as viewed from the AA cross section of FIG. Water pipes 31 (1) and 31 (3) arranged on both sides of the turnout rail 10 (1), and water pipes 31 (2) and 31 (4) arranged on both sides of the turnout rail 10 (2). Each of the above is connected to a
ポンプユニット33が駆動されることで、逆浸透膜34を通過した上水道からの水が、配水管31を経由して、4本に分岐した配水管31(1)〜31(4)に供給される。そして、4本の配水管31(1)〜31(4)に供給された水は、分岐器レール10(1)、10(2)の直近に配置された複数の噴霧ノズル32から、粒子径が小さく気化しやすいミストとして噴霧される。なお、逆浸透膜34は、必須の構成ではない。
By driving the
図8に示すように、本実施の形態2に係るレール冷却システムは、分岐器レール10(1)および分岐器レール10(2)のそれぞれの両側面に向けてミストを吹き付けることで、2本の分岐器レール10の両側面を、直接的に冷却する。分岐器レール10の側面は、上部と比較してより大きな表面積を有しており、両側面を直接的に冷却することで、効率よく分岐器レールの冷却を行うことができる。
As shown in FIG. 8, the rail cooling system according to the second embodiment is formed by spraying mist toward both side surfaces of the turnout rail 10 (1) and the turnout rail 10 (2). Both sides of the
図9は、本発明の実施の形態2に係る複数の噴霧ノズル32のレイアウトを示した図である。複数の噴霧ノズル32は、設置環境に応じて、適切な間隔で配水管31に接続されている。さらに、複数の噴霧ノズル32は、設置環境に応じて適切な値となるように、噴霧されるミストの粒子径を選定する。
FIG. 9 is a diagram showing a layout of a plurality of
また、本実施の形態2における複数の噴霧ノズル32のそれぞれは、噴霧方向が冷却対象であるレールの側面に対して(分岐器レール10を上方から見て)垂直な方向から傾くように配置されている。このように、斜めに向けることで、噴霧ノズル32の先端からレールまで距離を、より長くすることができる。
Further, each of the plurality of
従って、1つの噴霧ノズルによるレール側面の噴霧範囲をより広げることが可能となる。この結果、先の実施の形態1のように噴霧ノズル32を略垂直方向に設置する場合と比較して、限られたスペースに設置する噴霧ノズル32の数を削減することができ、システムの施工が容易になり、低価格化を実現することができる。
Therefore, it is possible to further widen the spray range on the side surface of the rail by one spray nozzle. As a result, the number of
また、噴霧ノズル32の先端からレールまで距離が長くなることで、噴霧されるミストが気化しやすくなり、バラストを濡らすことを低減できる。
Further, by increasing the distance from the tip of the
なお、噴霧ノズル32の設置される高さによっては、レールを濡らしつつ、バラストを極力濡らさないように、レールに対して仰角をもって斜め上方に設置しても良い。
Depending on the height at which the
また、噴霧ノズル32を垂直方向から傾けて設置することで、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風の影響によって噴霧方向かずれることにより冷却効果が低減してしまうことを抑制する効果がある。そこで、この効果について、次に説明する。
Further, by installing the
本実施の形態2における複数の噴霧ノズル32は、図7、図9に示したように、レール側面に対して垂直な方向から傾くような向きに設置されている。さらに、分岐器レール10(1)について見ると、配水管31(1)に接続された噴霧ノズル32と、配水管31(3)に接続された噴霧ノズル32とは、互いに異なる方向に傾けて設置されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, the plurality of
具体的には、配水管31(1)に接続された噴霧ノズル32の先端は、電車進行方向側(図7の紙面上で右側)を向くように傾けて配置され、その一方で、配水管31(3)に接続された噴霧ノズル32の先端は、電車進行方向の反対側(図7の紙面上で左側)を向くように傾けて配置されている。
Specifically, the tip of the
ここで、噴霧ノズル32の先端が電車進行方向側を向く方向をプラス方向とすると、電車進行方向の反対側を向く方向をマイナス方向と表現することができる。すなわち、分岐器レール10を挟んで配置される噴霧ノズル32は、一方がプラス方向、他方がマイナス方向を向くように配置される。
Here, assuming that the direction in which the tip of the
なお、具体的には、噴霧ノズル32は、レールの側面に対する垂直な方向から、プラス方向またはマイナス方向に、30〜60°傾斜されると良い。
Specifically, the
同様に、分岐器レール10(2)について見ると、配水管31(2)に接続された噴霧ノズル32と、配水管31(4)に接続された噴霧ノズル32とは互いに異なる方向に傾けて設置されている。
Similarly, looking at the turnout rail 10 (2), the
具体的には、配水管31(2)に接続された噴霧ノズル32の先端は、プラス方向、すなわち、電車進行方向側(図7の紙面上で右側)を向くように傾けて配置され、その一方で、配水管31(4)に接続された噴霧ノズル32の先端は、マイナス方向、すなわち、電車進行方向の反対側(図7の紙面上で左側)を向くように傾けて配置されている。
Specifically, the tip of the
このように、レールの両側面における噴霧ノズル32の向きを、レール側面に対して垂直方向から傾くように、かつ互いに異なる向きに傾けることで、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風の影響を緩和することができる。
In this way, by tilting the direction of the
具体的に、分岐器レール10(1)を例に説明する。まず始めに、配水管31(1)および配水管31(3)に対して、噴霧ノズル32が略垂直に設置されている場合を考える。この場合に、分岐器レール10(1)に平行する方向に風が吹くと、配水管31(1)および配水管31(3)のそれぞれに接続された噴霧ノズル32から分岐器レール10(1)の両側面に対して噴霧されるミストは、風の影響によって噴霧方向か略垂直の方向からずれることで、レール側面に沿った方向に流されてしまい、両側面の冷却効果がともに低下してしまう。
Specifically, the turnout rail 10 (1) will be described as an example. First, consider the case where the
次に、図7に示したように配置された噴霧ノズル32による分岐器レール10(1)の冷却効果について、説明する。図7の紙面上で右から左に向いて風が吹いている場合を想定すると、配水管31(3)に接続された噴霧ノズル32から噴霧されるミストは、風の影響によって噴霧方向かずれることで、レール側面に沿った方向に流されてしまい、冷却効果が低下してしまう。
Next, the cooling effect of the turnout rail 10 (1) by the
しかしながら、配水管31(1)に接続された噴霧ノズル32から噴霧されるミストは、風の影響によって噴霧方向かずれることにより、レール側面に対して垂直に近づく方向に流される。このため、確実にレール側面を冷却でき、風の影響によって噴霧方向かずれることにより、逆に冷却効果が高められることとなる。
However, the mist sprayed from the
この結果、分岐器レール10(1)の一方の側面では、風の影響によって噴霧方向かずれることにより冷却効果が低減するものの、他方の側面において冷却効果が逆に高められ、一方の側面による冷却効果の低減が、他方の側面による冷却効果の向上によって相殺されることにより、分岐器レール10(1)の全体としての冷却効果の低減を抑制することができる。 As a result, on one side surface of the turnout rail 10 (1), the cooling effect is reduced due to the deviation of the spraying direction due to the influence of the wind, but the cooling effect is conversely enhanced on the other side surface, and cooling by one side surface is performed. By offsetting the reduction in the effect by the improvement in the cooling effect on the other side surface, it is possible to suppress the reduction in the cooling effect of the turnout rail 10 (1) as a whole.
従って、図7に示したように噴霧ノズル32を垂直方向から傾けて配置する際に、風がない状態で所望の冷却効果が得られるように、噴霧ノズル32の個数、ピッチ、レール側面からの距離を設計することで、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風の影響による冷却効果の低減を緩和することができる。
Therefore, when the
図10は、本発明の実施の形態2に係るレール冷却システムの全体図である。本実施の形態2におけるレール冷却システムは、噴霧制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、配水管31、31(1)〜31(4)、噴霧ノズル32、ポンプユニット33、逆浸透膜34、およびバルブ35を備えて構成されている。なお、噴霧制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、およびバルブ35は、先の図8では、図示を省略していた構成要素である。
FIG. 10 is an overall view of the rail cooling system according to the second embodiment of the present invention. The rail cooling system according to the second embodiment includes a
本実施の形態2における図10の構成は、先の実施の形態1における図5の構成と比較すると、配水管31が2系統から4系統に変更になっているだけである。従って、基本的な制御は、実施の形態1、2で同一であり、説明を省略する。
The configuration of FIG. 10 in the second embodiment is only changed from two systems to four
以上のように、実施の形態2によれば、レールの両側に設置された噴霧ノズルから、レールの両側面に向かってミストを噴霧する構成を備えている。この結果、バラストを極度に濡らすことなく、すなわち、バラストの下に堆積した破石を濡らすことなくレールを冷却することができ、かつ、システムの施工容易性を図ったレール冷却システムを実現できる。 As described above, according to the second embodiment, the spray nozzles installed on both sides of the rail spray mist toward both side surfaces of the rail. As a result, it is possible to realize a rail cooling system in which the rail can be cooled without extremely wetting the ballast, that is, without wetting the crushed stones accumulated under the ballast, and the system is easy to install.
また、温度センサや降雨センサの検出結果に応じて、ミストの噴霧/停止を切り換えることのできる制御構成とすることができる。さらに、検出結果に応じて、噴霧が必要と判断された場合に、間欠運転を実行できる構成を備えている。この結果、より効率的な冷却を行うことができる。 Further, the control configuration can be configured so that the mist spraying / stopping can be switched according to the detection result of the temperature sensor or the rainfall sensor. Further, it is provided with a configuration in which intermittent operation can be executed when it is determined that spraying is necessary according to the detection result. As a result, more efficient cooling can be performed.
さらに、風によりミストが流されてしまう対策として、レールを挟んで両側面に設置される噴霧ノズルの向きを、レール側面に対して垂直方向から傾くように、かつ互いに異なる方向に傾けることで、冷却効果の低減を抑えることができる。この結果、有風時にも十分な冷却効果を実現できる。 Furthermore, as a measure against the mist being washed away by the wind, the spray nozzles installed on both sides of the rail can be tilted from the direction perpendicular to the rail side surface and in different directions. It is possible to suppress the reduction of the cooling effect. As a result, a sufficient cooling effect can be realized even when there is wind.
なお、上述した実施の形態1、2では、冷却対象であるレールとして、分岐器レールを一例として説明するとともに、レールの側面にミストを噴霧する場合について詳細に説明した。しかしながら、「バラストを極度に濡らすことなく、レールを冷却する」という効果は、レール側面以外の部分にミストを噴霧した場合にも、得ることは可能である。 In the above-described first and second embodiments, the turnout rail will be described as an example of the rail to be cooled, and the case where mist is sprayed on the side surface of the rail will be described in detail. However, the effect of "cooling the rail without extremely wetting the ballast" can be obtained even when the mist is sprayed on a portion other than the side surface of the rail.
最後に、噴霧ノズル32の具体的な固定方法について補足説明する。
図1に示したように、分岐器レール10は、図1(a)の第1の状態と、図1(b)の第2の状態とで、位置が移動することとなる。従って、噴霧ノズル32を枕木等に固定設置した場合には、実際には、第1の状態と第2の状態で分岐器レール10の側面と噴霧ノズル32との距離が変動する。
Finally, a specific fixing method of the
As shown in FIG. 1, the position of the
そこで、本発明では、レール間を横切るように配置された枕木に噴霧ノズル32を固定する際の噴霧ノズルの配置を工夫することで、所望の冷却効果を実現している。すなわち、枕木に固定される複数の噴霧ノズル32は、走行車線を切り換えるために分岐器レール10(1)、10(2)が移動する可動範囲内において、それぞれのレール側面からの距離があらかじめ決められた範囲内に収まるような適切な位置に配置される。この結果、分岐器レール10の移動に伴って、分岐器レール10の側面と噴霧ノズル32との距離が変動した場合にも、所望の冷却効果を実現することができる。
Therefore, in the present invention, a desired cooling effect is realized by devising the arrangement of the spray nozzles when fixing the
また、冷却対象であるレールが分岐器レールのように移動しない場合には、複数の噴霧ノズル32を枕木を利用して配置することで、噴霧ノズルとレールの冷却対象部分との距離を常に一定に保つことが可能となる。
When the rail to be cooled does not move like a turnout rail, the distance between the spray nozzle and the rail to be cooled is always constant by arranging a plurality of
1 噴霧制御部、2 分岐器レール温度センサ、3 降雨センサ、10、10(1)、10(2) 分岐器レール、11、12 本線レール、21 第1の本線、22 第2の本線、23 第3の本線、31、31(1)〜31(4) 配水管、32 噴霧ノズル、33 ポンプユニット、34 逆浸透膜、35 バルブ。 1 Spray control unit, 2 Turnout rail temperature sensor, 3 Rainfall sensor, 10, 10 (1), 10 (2) Turnout rail, 11, 12 main line rail, 21 1st main line, 22 2nd main line, 23 Third main line, 31, 31 (1) to 31 (4) water distribution pipe, 32 spray nozzle, 33 pump unit, 34 reverse osmosis membrane, 35 valves.
Claims (3)
前記レールのうち、一対の本線レール間に設けられた分岐器レールを冷却対象とし、
前記分岐器レールに向かって平均粒子径が50μm以下のミストを噴霧する複数の噴霧ノズル
を備え、
前記複数の噴霧ノズルのそれぞれは、前記一対の本線レール間に設けられた前記分岐器レールの内側側面にミストを吹き付けることができる位置に配置され、かつ、噴霧ノズルの先端から前記分岐器レールの内側側面までの距離が25cm〜150cmの範囲となる位置に配置され、
前記分岐器レールと直交する方向で、前記複数の噴霧ノズルによる噴霧区間の一端または両端に配置され、前記複数の噴霧ノズルのそれぞれから噴霧されるミストが風の影響を受けることを抑制する風よけ板
をさらに備えるレール冷却システム。 A rail cooling system that cools the rails for running railroad vehicles.
Of the rails, the turnout rail provided between the pair of main rails is targeted for cooling.
A plurality of spray nozzles for spraying mist having an average particle size of 50 μm or less toward the turnout rail are provided.
Each of the plurality of spray nozzles is arranged at a position where mist can be sprayed on the inner side surface of the turnout rail provided between the pair of main rails, and from the tip of the spray nozzle to the turnout rail. It is placed at a position where the distance to the inner side surface is in the range of 25 cm to 150 cm.
A wind that is arranged at one end or both ends of the spray section by the plurality of spray nozzles in a direction orthogonal to the turnout rail and suppresses the mist sprayed from each of the plurality of spray nozzles from being affected by the wind. Plate
Rail cooling system further equipped with.
請求項1に記載のレール冷却システム。 The rail cooling system according to claim 1, wherein each of the plurality of spray nozzles is installed at a position lower than the height of the turnout rail.
請求項1または2に記載のレール冷却システム。 The rail cooling system according to claim 1 or 2 , wherein each of the plurality of spray nozzles sprays intermittently.
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