JP7446970B2 - Power converter installation structure and railway vehicle - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電力変換装置取付構造及び鉄道車両に関する。 Embodiments of the present invention relate to a power converter mounting structure and a railway vehicle.

鉄道車両には、架線から供給される電力を所望の電力に変換して主電動機等の駆動を制御する電力変換装置が搭載されている。この種の電力変換装置は、半導体素子と、半導体素子を冷却する冷却器と、を有する。 Railway vehicles are equipped with power conversion devices that convert power supplied from overhead wires into desired power to control driving of main motors and the like. This type of power conversion device includes a semiconductor element and a cooler that cools the semiconductor element.

冷却器としては、ポンプ等を用いた強制循環液冷方式やファン・ブロア等を用いた強制空冷方式、走行風を用いた走行風自然空冷式に大別される。近時では、低騒音化や省エネ化、メンテナンスフリーの観点から走行風自然空冷式が主流となっている。 Coolers can be roughly divided into forced circulation liquid cooling systems using pumps, etc., forced air cooling systems using fans and blowers, and natural air cooling systems using running air. In recent years, natural air-cooling systems have become mainstream due to their low noise, energy savings, and maintenance-free nature.

高速鉄道等では、車両床下底面部に当該電力変換装置が搭載されている機種があり、当機種では冷却フィンが底面の重力方向に突き出している構成も知られている。また、電力変換装置の取付構造は、走行想定方向の前後に走行風をヒートシンクの冷却フィンに導風させるために、傾斜を持たせたスロープを設けている。 In high-speed railways, there are models in which the power conversion device is mounted on the bottom of the vehicle floor, and a configuration in which cooling fins protrude from the bottom in the direction of gravity is also known. Furthermore, the mounting structure of the power converter is provided with slopes in order to guide the running wind to the cooling fins of the heat sink before and after the expected running direction.

冷却フィンへ走行風を取り込み易くするためにはスロープの傾斜角度を小さくする必要がある。しかしながら、スロープの傾斜角度を小さくすると、走行想定方向におけるスロープ長が増加する。よって、電力変換装置の前後に存するスロープの上方にデッドスペースが生じ、機器を効率良くぎ装することが困難となる。機器を効率よくぎ装するためには、スロープの小型化が求められる。しかし、小型化のためにスロープの長さを短縮した場合、当該スロープの傾斜角度が大きくなるため、走行風がスロープを通過する際に走行風の流れが剥離しやすくなる。よって、冷却フィンへの走行風の取り込み風量が低下し、ヒートシンクの冷却性能が低下する。 In order to make it easier to take in the running wind to the cooling fins, it is necessary to reduce the inclination angle of the slope. However, when the inclination angle of the slope is reduced, the slope length in the expected travel direction increases. Therefore, a dead space is created above the slope that exists before and after the power converter, making it difficult to mount equipment efficiently. In order to mount equipment efficiently, it is necessary to downsize the slope. However, when the length of the slope is shortened for miniaturization, the inclination angle of the slope becomes large, so that the flow of the traveling wind tends to separate when the traveling wind passes through the slope. Therefore, the amount of traveling air taken into the cooling fins decreases, and the cooling performance of the heat sink decreases.

特開2006-224796号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-224796 特開2006-347309号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-347309 特開2003-48533号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-48533

本発明が解決しようとする課題は、スロープを小型化しても、冷却フィンへの導風性能を向上できる電力変換装置取付構造及び鉄道車両を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power converter mounting structure and a railway vehicle that can improve the performance of guiding air to the cooling fins even when the slope is downsized.

実施形態の電力変換装置取付構造は、スロープと、流通路と、鍔部と、を備える。スロープは、車両の底面部に設けられる冷却フィンを有する電力変換装置の前記冷却フィンに向かって上方に傾斜する。スロープは、前記車両の底面部に設けられる。流通路は、前記スロープに設けられる流通路入口及び前記車両の側面部に設けられる流通路出口を含む。鍔部は、前記流通路出口の前記車両の走行風の風上側に設けられる。 The power converter mounting structure of the embodiment includes a slope, a flow path, and a flange. The slope slopes upward toward the cooling fins of a power conversion device having cooling fins provided at the bottom of the vehicle. A slope is provided at the bottom of the vehicle. The flow path includes a flow path inlet provided on the slope and a flow path outlet provided on a side surface of the vehicle. The flange portion is provided on the windward side of the vehicle traveling wind at the outlet of the flow path.

第1の実施形態に係る鉄道車両の構成を模式的に示す側面図。FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of a railway vehicle according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る鉄道車両に用いられる電力変換装置及び電力変換装置取付構造の構成を模式的に示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a power converter and a power converter mounting structure used in a railway vehicle according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る電力変換装置取付構造の構成を模式的に示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a power conversion device mounting structure according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る電力変換装置取付構造の構成を模式的に示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a power conversion device mounting structure according to a first embodiment. 第2の実施形態に係る鉄道車両の電力変換装置取付構造の構成を模式的に示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a power conversion device mounting structure for a railway vehicle according to a second embodiment. 第2の実施形態に係る鉄道車両の電力変換装置取付構造の要部構成を拡大して模式的に示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged configuration of main parts of a power conversion device mounting structure for a railway vehicle according to a second embodiment. 第2の実施形態に係る鉄道車両の電力変換装置取付構造の要部構成を拡大して模式的に示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged configuration of main parts of a power conversion device mounting structure for a railway vehicle according to a second embodiment.

(第1の実施形態)
以下、実施形態に係る電力変換装置取付構造4及び鉄道車両1について、図1乃至図4を用いて説明する。なお、各図において、説明の便宜上、各構成の縮尺を適宜変更するとともに、一部省略又は簡略化して説明する。また、図中、矢印X、Y、Zはそれぞれ互いに直交する3方向を示す。また、本実施形態においては、図中のX方向が鉄道車両1の前後方向を、Y方向が鉄道車両1の幅方向を、Z方向が重力方向を示す。また、鉄道車両1の前後方向は、鉄道車両1の走行想定方向である。
(First embodiment)
Hereinafter, a power converter mounting structure 4 and a railway vehicle 1 according to an embodiment will be described using FIGS. 1 to 4. In each figure, for convenience of explanation, the scale of each component is changed as appropriate, and some parts are omitted or simplified. Further, in the figure, arrows X, Y, and Z each indicate three directions orthogonal to each other. Further, in this embodiment, the X direction in the figure indicates the longitudinal direction of the railroad vehicle 1, the Y direction indicates the width direction of the railroad vehicle 1, and the Z direction indicates the direction of gravity. Further, the longitudinal direction of the railway vehicle 1 is the expected traveling direction of the railway vehicle 1.

図1は、実施形態に係る鉄道車両1の構成を模式的に示す側面図であり、図2は、鉄道車両1に用いられる電力変換装置5及び電力変換装置取付構造4の構成を模式的に示す説明図である。図3は、電力変換装置取付構造4の構成を図2中、III-III線断面で模式的に示す断面図である。図3は、電力変換装置取付構造4の構成を図2中、IV-IV線断面で模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of a railway vehicle 1 according to an embodiment, and FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of a power conversion device 5 and a power conversion device mounting structure 4 used in the railway vehicle 1. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the power converter mounting structure 4 along the line III--III in FIG. 2. As shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the power converter mounting structure 4 along the line IV--IV in FIG. 2. As shown in FIG.

図1に示すように、鉄道車両1は、車体2と、台車3と、電力変換装置5と、を備えている。鉄道車両1は、レール100等を敷いた専用通路(軌道)上を走行する。鉄道車両1は、例えば、高速で走行する鉄道車両である。また、鉄道車両1は、電力変換装置5を備える構成であれば、種々の車両に適用できる。 As shown in FIG. 1, the railway vehicle 1 includes a car body 2, a bogie 3, and a power conversion device 5. The railway vehicle 1 runs on a dedicated passageway (track) laid with rails 100 and the like. The railway vehicle 1 is, for example, a railway vehicle that travels at high speed. Moreover, the railway vehicle 1 can be applied to various vehicles as long as it includes the power conversion device 5.

車体2は、前後方向に長い。例えば、車体2は、前後方向に長い略直方体形状に形成される。なお、車体2の形状は、この形状に限定されず、適宜設定可能である。このため、車体2の走行想定方向の先端が流体抵抗を低減できる形状に設計されていても勿論よい。 The vehicle body 2 is long in the front-rear direction. For example, the vehicle body 2 is formed into a substantially rectangular parallelepiped shape that is long in the front-rear direction. Note that the shape of the vehicle body 2 is not limited to this shape, and can be set as appropriate. Therefore, it goes without saying that the tip of the vehicle body 2 in the expected travel direction may be designed to have a shape that can reduce fluid resistance.

車体2は、天井に重力方向で上方に向けて設けられたパンタグラフ2aと、機器のぎ装空間を有する筐体2bと、を備える。パンタグラフ2aは、レール100上に一定の距離を開けて設定された架線101に接触可能に構成される。筐体2bは、車体2の外郭の一部を構成する。 The vehicle body 2 includes a pantograph 2a provided on the ceiling facing upward in the direction of gravity, and a housing 2b having a space for installing equipment. The pantograph 2a is configured to be able to contact an overhead wire 101 set on the rail 100 at a certain distance. The housing 2b constitutes a part of the outer shell of the vehicle body 2.

筐体2bは、電力変換装置5を取り付ける電力変換装置取付構造4を含む。以下、電力変換装置取付構造4を取付構造4と称する。取付構造4は、車体2の床下に設けられる。図2乃至図4に示すように、取付構造4は、スロープ7と、流通路8と、取付部9と、鍔部10と、を備える。 The housing 2b includes a power converter mounting structure 4 to which the power converter 5 is attached. Hereinafter, the power converter mounting structure 4 will be referred to as the mounting structure 4. The mounting structure 4 is provided under the floor of the vehicle body 2. As shown in FIGS. 2 to 4, the mounting structure 4 includes a slope 7, a flow path 8, a mounting portion 9, and a collar portion 10.

スロープ7は、走行想定方向で取付部9の前後にそれぞれ設けられる。スロープ7は、取付部9に向かって上方に傾斜する。スロープ7は、筐体2bの一部である。 The slopes 7 are provided at the front and rear of the mounting portion 9 in the expected travel direction. The slope 7 slopes upward toward the mounting portion 9. The slope 7 is a part of the housing 2b.

流通路8は、スロープ7の中途部と筐体2bの側面とを流体的に連通する。流通路8は、スロープ7の中央側に形成された流通路入口8aと、筐体2bの側部の下端側に設けられた流通路出口8bと、を含む。流通路8は、走行想定方向で取付部9の前後にそれぞれ設けられる。 The flow path 8 fluidly communicates the middle part of the slope 7 with the side surface of the casing 2b. The flow path 8 includes a flow path inlet 8a formed on the center side of the slope 7, and a flow path outlet 8b provided on the lower end side of the side portion of the casing 2b. The flow passages 8 are provided before and after the mounting portion 9 in the expected travel direction.

ここで、筐体2bの側部とは、車体2の側壁部の一部である。また、例えば、筐体2bは、スロープ7の上部空間を重力方向で隔てる第1仕切板31、及び、スロープ7の上部空間を走行想定方向で隔てる一対の第2仕切板32a、32bを有する。そして、筐体2bの側部、スロープ7、第1仕切板31及び少なくとも一対の第2仕切板32a、32bのうち一方で仕切られる空間が、スロープ7から筐体2bの側部までを流体的に連続する流通路8を形成する。また、流通路8は、取付部9側の第2仕切板32bによって、電力変換装置5と隔てられる。 Here, the side portion of the housing 2b is a part of the side wall portion of the vehicle body 2. For example, the housing 2b includes a first partition plate 31 that separates the upper space of the slope 7 in the direction of gravity, and a pair of second partition plates 32a and 32b that separate the upper space of the slope 7 in the expected running direction. Then, a space partitioned by one of the side part of the case 2b, the slope 7, the first partition plate 31, and at least a pair of second partition plates 32a, 32b is connected to the side part of the case 2b from the slope 7 to the side part of the case 2b. A flow path 8 is formed which is continuous with the flow path 8. Further, the flow path 8 is separated from the power converter device 5 by the second partition plate 32b on the side of the attachment portion 9.

流通路入口8aは、スロープ7に形成されたスリット孔7aによって形成される。スリット孔7aは、車体2の幅方向に沿ってスロープ7に形成される。例えば、流通路入口8aは、スロープ7の、流通路8を有さない場合において走行風の剥離が生じる位置と同じか又は近い位置に設けられることが好ましい。 The flow path entrance 8a is formed by a slit hole 7a formed in the slope 7. The slit hole 7a is formed in the slope 7 along the width direction of the vehicle body 2. For example, it is preferable that the flow passage inlet 8a be provided on the slope 7 at the same position or close to the position where the separation of traveling wind occurs in the case where the flow passage 8 is not provided.

流通路出口8bは、車体2の幅方向で筐体2bの一方又は双方に設けられる開口部2b1によって形成される。図3乃至図4に示すように、開口部2b1は、例えば、筐体2bの下方側面に形成された複数の開口2b2の集合によって構成される。即ち、流通路出口8bは、複数の開口2b2の集合によって構成される。流通路入口8a、流通路出口8bの開口面積や、流通路8の流路断面積は、適宜設定される。 The flow passage outlet 8b is formed by an opening 2b1 provided in one or both of the housings 2b in the width direction of the vehicle body 2. As shown in FIGS. 3 and 4, the opening 2b1 is configured by, for example, a collection of a plurality of openings 2b2 formed on the lower side surface of the housing 2b. That is, the flow path outlet 8b is constituted by a set of a plurality of openings 2b2. The opening area of the flow passage inlet 8a and the flow passage outlet 8b, and the flow passage cross-sectional area of the flow passage 8 are set as appropriate.

取付部9は、一対のスロープ7間に設けられる。取付部9は、例えば、平板状に形成され、電力変換装置5を取り付ける。取付部9は、筐体2bの一部である。取付部9は、電力変換装置5の後述する冷却フィン42を外部に露出させた状態で、電力変換装置5を取り付ける基部である。 The attachment part 9 is provided between the pair of slopes 7. The attachment portion 9 is formed, for example, in a flat plate shape, and the power conversion device 5 is attached thereto. The attachment portion 9 is a part of the housing 2b. The attachment portion 9 is a base portion to which the power conversion device 5 is attached, with cooling fins 42 of the power conversion device 5 (described later) being exposed to the outside.

鍔部10は、車体2の側面部に、開口部2b1の走行風の流れの一次側(風上側)に隣接して設けられる。鍔部10は、少なくとも重力方向における開口部2b1が設けられた範囲に設けられる。鍔部10は、車体2の側面部の形状に沿って形成される。例えば、本実施形態のように、一対の流通路8が設けられる構成においては、鍔部10は、走行方向において走行風の流れの一次側となる流通路8の開口部2b1の該走行風の流れの一次側にそれぞれ設けられる。このため、各鍔部10は、一対の流通路8の各流通路出口8b(各開口部2b1)の、走行想定方向で取付部9とは反対側にそれぞれ近接して設けられる。 The flange portion 10 is provided on a side surface of the vehicle body 2 adjacent to the primary side (windward side) of the opening 2b1 where the traveling wind flows. The flange 10 is provided at least in a range where the opening 2b1 in the direction of gravity is provided. The flange portion 10 is formed along the shape of the side surface of the vehicle body 2. For example, in a configuration in which a pair of flow passages 8 are provided as in the present embodiment, the flange 10 is configured such that the opening 2b1 of the flow passage 8, which is the primary side of the flow of the travel air in the travel direction, is configured to Each is provided on the primary side of the flow. For this reason, each collar portion 10 is provided close to each flow path outlet 8b (each opening 2b1) of the pair of flow paths 8 on the side opposite to the mounting portion 9 in the assumed running direction.

台車3は、例えば、台車バネ11と、台車枠12と、複数の車軸13と、複数の車輪14と、主電動機15と、を備える。台車3は、例えば、車体2の床下における走行想定方向で複数設けられる。 The truck 3 includes, for example, a truck spring 11, a truck frame 12, a plurality of axles 13, a plurality of wheels 14, and a main motor 15. For example, a plurality of trolleys 3 are provided under the floor of the vehicle body 2 in the expected travel direction.

台車バネ11は、例えば、空気バネである。台車枠12は、台車バネを介して車体2の床下に接続される。 The truck spring 11 is, for example, an air spring. The bogie frame 12 is connected to the underfloor of the vehicle body 2 via a bogie spring.

複数の車軸13は、台車枠12に回転可能に支持される。例えば、車軸13は、台車枠12の走行想定方向の両端部に一対設けられる。車軸13は、鉄道車両1の幅方向に延びる。 The plurality of axles 13 are rotatably supported by the bogie frame 12. For example, a pair of axles 13 are provided at both ends of the bogie frame 12 in the expected travel direction. The axle 13 extends in the width direction of the railway vehicle 1.

車輪14は、車軸13の両端部に取り付けられる。本実施形態において、車輪14は、一つの台車3に4つ設けられる。 Wheels 14 are attached to both ends of axle 13 . In this embodiment, four wheels 14 are provided on one truck 3.

主電動機15は、車軸13を回転させる。主電動機15は、例えば、台車枠12に支持される。例えば、主電動機15は、一対の車軸13のそれぞれを回転可能に、一対設けられる。具体例として、主電動機15は、交流電力により回転する回転軸と、回転軸の回転を車軸13に伝達する伝達機構と、を有する。 Main electric motor 15 rotates axle 13 . The main electric motor 15 is supported by the bogie frame 12, for example. For example, a pair of main electric motors 15 are provided so that each of the pair of axles 13 can be rotated. As a specific example, the main motor 15 includes a rotating shaft that rotates using AC power and a transmission mechanism that transmits the rotation of the rotating shaft to the axle 13.

図1に示すように、電力変換装置5は、車体2の床下にある取付構造4の取付部9に取り付けられる。電力変換装置5は、例えば、パンタグラフ2aを介して架線101から供給される直流電力を交流電力に変換する。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 5 is attached to a mounting portion 9 of a mounting structure 4 located under the floor of the vehicle body 2. The power converter 5 converts, for example, DC power supplied from the overhead wire 101 via the pantograph 2a into AC power.

図2に示すように、電力変換装置5は、半導体素子21と、収容部22と、ヒートシンク23と、を備える。 As shown in FIG. 2, the power conversion device 5 includes a semiconductor element 21, a housing section 22, and a heat sink 23.

半導体素子21は、鉄道車両1を駆動する電力を出力可能に構成される。具体例として、半導体素子21は、架線101からパンタグラフ2aを介して入力された直流電力を交流電力に変換する。また、半導体素子21は、変換した交流電力を主電動機15等に供給する。このような半導体素子21は、図示しない制御部等とともに電力変換ユニットを構成する。 The semiconductor element 21 is configured to be able to output electric power for driving the railway vehicle 1. As a specific example, the semiconductor element 21 converts DC power input from the overhead wire 101 via the pantograph 2a into AC power. Further, the semiconductor element 21 supplies the converted AC power to the main motor 15 and the like. Such a semiconductor element 21 constitutes a power conversion unit together with a control section (not shown) and the like.

例えば、電力変換ユニットは、収容部22内にまとめて収容されている。また、例えば、制御部は、半導体素子21との間でスイッチング信号を送受信する。 For example, the power conversion units are housed together in the housing section 22. Further, for example, the control unit transmits and receives switching signals to and from the semiconductor element 21 .

収容部22は、半導体素子21を収容する。収容部22は、例えば、筐体2bによって形成される。例えば、収容部22は、取付部9、取付部9に走行想定方向で隣接する2つの第2仕切板32b、32bによって構成される。 The housing section 22 houses the semiconductor element 21 . The housing portion 22 is formed by, for example, the housing 2b. For example, the accommodating portion 22 is configured by the mounting portion 9 and two second partition plates 32b, 32b adjacent to the mounting portion 9 in the assumed traveling direction.

ヒートシンク23は、半導体素子21を冷却する。ヒートシンク23は、半導体素子21で発生する熱を放熱する。ヒートシンク23は、収容部22に存する取付部9に取り付けられ、後述する複数の冷却フィン42が取付部9から外に配置される。 The heat sink 23 cools the semiconductor element 21 . The heat sink 23 radiates heat generated by the semiconductor element 21. The heat sink 23 is attached to a mounting section 9 existing in the housing section 22, and a plurality of cooling fins 42, which will be described later, are arranged outside the mounting section 9.

ヒートシンク23は、アルミニウム等の熱伝導率が高い材料により形成される。具体例として、図2に示すように、ヒートシンク23は、受熱ブロック41と、複数の冷却フィン42と、を備える。 The heat sink 23 is made of a material with high thermal conductivity, such as aluminum. As a specific example, as shown in FIG. 2, the heat sink 23 includes a heat receiving block 41 and a plurality of cooling fins 42.

受熱ブロック41は、収容部22の内部に配置される。受熱ブロック41は、矩形方体状に構成される。例えば、車体2の床下に電力変換装置5が設けられた状態において、受熱ブロック41は、取付部9から重力方向で上方に向かって突出して、収容部22内に配置される。 The heat receiving block 41 is arranged inside the housing section 22 . The heat receiving block 41 is configured in a rectangular box shape. For example, in a state where the power conversion device 5 is provided under the floor of the vehicle body 2, the heat receiving block 41 protrudes upward from the mounting portion 9 in the direction of gravity and is disposed within the housing portion 22.

受熱ブロック41は、上面に半導体素子21を搭載する。即ち、受熱ブロック41は、半導体素子21に接続される。 The heat receiving block 41 has the semiconductor element 21 mounted on its upper surface. That is, the heat receiving block 41 is connected to the semiconductor element 21.

複数の冷却フィン42は、受風部を構成する。複数の冷却フィン42は、収容部22の外部に配置される。車体2の床下に電力変換装置5が設けられた状態において、複数の冷却フィン42は、受熱ブロック41から重力方向で下方に向かって延びる。 The plurality of cooling fins 42 constitute a wind receiving section. The plurality of cooling fins 42 are arranged outside the housing section 22 . In a state where the power conversion device 5 is provided under the floor of the vehicle body 2, the plurality of cooling fins 42 extend downward from the heat receiving block 41 in the direction of gravity.

冷却フィン42は、一方向に長い矩形の薄板状に形成される。車体2の床下に電力変換装置5が設けられた状態において、冷却フィン42は、鉄道車両1の幅方向を厚さ方向とし、走行想定方向を長手方向となる姿勢で受熱ブロック41に配置される。また、複数の冷却フィン42は、冷却フィン42の厚さ方向に所定の間隔を開けて配置される。 The cooling fins 42 are formed in a rectangular thin plate shape that is long in one direction. In a state where the power conversion device 5 is provided under the floor of the car body 2, the cooling fins 42 are arranged on the heat receiving block 41 in such a manner that the width direction of the railway vehicle 1 is the thickness direction and the expected running direction is the longitudinal direction. . Further, the plurality of cooling fins 42 are arranged at predetermined intervals in the thickness direction of the cooling fins 42.

換言すると、車体2の床下に電力変換装置5が設けられた状態において、複数の冷却フィン42は、主面が走行想定方向に沿った姿勢で、鉄道車両1の幅方向に所定の間隔を開けて平行に配置される。ここで、所定の間隔は、例えば、等間隔である。複数の冷却フィン42は、隣り合う冷却フィン42の間の隙間によって、走行風が流れる複数の流通路を構成する。複数の冷却フィン42は、鉄道車両1の走行に伴い、主として走行想定方向に沿って流れる走行風を受け、走行風と熱交換を行う。 In other words, when the power conversion device 5 is installed under the floor of the car body 2, the plurality of cooling fins 42 are arranged at predetermined intervals in the width direction of the railway vehicle 1, with their main surfaces oriented along the expected running direction. are arranged parallel to each other. Here, the predetermined intervals are, for example, equal intervals. The plurality of cooling fins 42 constitute a plurality of flow paths through which the traveling wind flows due to gaps between adjacent cooling fins 42 . As the railway vehicle 1 travels, the plurality of cooling fins 42 receive the traveling wind that mainly flows along the expected traveling direction, and exchange heat with the traveling wind.

次に、このように構成された鉄道車両1の電力変換装置5及び取付構造4の作用効果について説明する。なお、鉄道車両1が走行想定方向で一方側に向かって走行する例を用いて説明する。 Next, the effects of the power converter device 5 and mounting structure 4 of the railway vehicle 1 configured as described above will be explained. Note that the explanation will be given using an example in which the railway vehicle 1 travels toward one side in the expected travel direction.

先ず、鉄道車両1を走行させる場合は、電力変換装置5の半導体素子21は、架線101からパンタグラフ2aを介して入力された直流電力を交流電力に変換する。そして、半導体素子21は、各主電動機15に変換した交流電力を供給する。各主電動機15は、供給された交流電力により回転する。主電動機15の回転力が車軸13に伝達されると、車軸13及び車輪14が回転する。これにより、鉄道車両1は、レール100に沿って、走行想定方向の一方側(走行方向の前方)に向かって走行する。 First, when the railway vehicle 1 is run, the semiconductor element 21 of the power conversion device 5 converts DC power input from the overhead wire 101 via the pantograph 2a into AC power. The semiconductor element 21 then supplies the converted AC power to each main motor 15. Each main motor 15 is rotated by the supplied AC power. When the rotational force of the main electric motor 15 is transmitted to the axle 13, the axle 13 and the wheels 14 rotate. Thereby, the railway vehicle 1 travels along the rails 100 toward one side of the expected travel direction (forward in the travel direction).

この半導体素子21が直流電力を交流電力に変換するときにおいて、半導体素子21では、電力変換時における電力損失に起因して熱が発生する。半導体素子21で発生した熱は、受熱ブロック41を介して各冷却フィン42に伝達される。 When the semiconductor element 21 converts DC power into AC power, heat is generated in the semiconductor element 21 due to power loss during power conversion. Heat generated in the semiconductor element 21 is transferred to each cooling fin 42 via the heat receiving block 41.

一方、鉄道車両1が走行すると、鉄道車両1の周囲には主に走行想定方向の他方側(走行方向の後方)に向かって走行風が流れる。 On the other hand, when the railway vehicle 1 travels, a traveling wind flows around the railway vehicle 1 mainly toward the other side of the expected traveling direction (backward in the traveling direction).

ここで、一般的に鉄道車両1では、車体2(筐体2b)の底面部を流れる走行風200は、車体2(筐体2b)の側面部を流れる走行風210に比べて、相対的に低くなる。この場合、ベルヌーイの定理に則り、流速が大きい系では流速が小さい系に比べて、圧力が相対的に低くなる。 Generally, in the railway vehicle 1, the running wind 200 flowing through the bottom of the car body 2 (casing 2b) is relatively smaller than the running wind 210 flowing through the side surfaces of the car body 2 (casing 2b). It gets lower. In this case, in accordance with Bernoulli's theorem, pressure is relatively lower in a system where the flow velocity is high than in a system where the flow velocity is low.

また、本実施形態の鉄道車両1は、車体2の側面を流れる走行風210が鍔部10を通流する際、鍔部10の後方部(風下)に乱流渦300が生成される。当該乱流渦300の作用により鍔部10の後方に位置する開口部2b1(流通路出口8b)と対向する領域が低圧となる。 Further, in the railway vehicle 1 of the present embodiment, when the running wind 210 flowing on the side surface of the vehicle body 2 passes through the flange 10, a turbulent vortex 300 is generated in the rear part (downwind) of the flange 10. Due to the effect of the turbulent vortex 300, a region facing the opening 2b1 (flow passage outlet 8b) located at the rear of the collar 10 becomes low pressure.

これらのように、図3に示す車体2の底面部のスロープ7と対向する領域は、相対的に走行風200が高圧な高圧領域Pを形成し、車体2の側面部の開口部2b1と対向する領域(開口部2b1の出口領域)は、相対的に走行風210が低圧な低圧領域Qを形成する。また、高圧領域Pと低圧領域Qは、乱流渦300の作用により、鉄道車両1が走行することのみにより生じる差圧レベルよりも差圧レベルが高くなり、誘起流400の流速が増加する。これにより、底面を流れる走行風200の一部は、スロープ7に形成されたスリット孔7aを介して流通路8へ流入し、車体2(筐体2b)の側部の開口部2b1から車体2外へ流れが誘起される。 As shown in FIG. 3, the region of the bottom surface of the vehicle body 2 facing the slope 7 forms a high-pressure region P where the traveling wind 200 is relatively high pressure, and the region facing the opening 2b1 of the side surface of the vehicle body 2 forms a high-pressure region P where the traveling wind 200 is relatively high pressure. The region (the exit region of the opening 2b1) forms a low-pressure region Q where the pressure of the traveling wind 210 is relatively low. Furthermore, due to the action of the turbulent vortex 300, the pressure difference level between the high pressure region P and the low pressure region Q becomes higher than the pressure difference level caused only by the running of the railway vehicle 1, and the flow velocity of the induced flow 400 increases. As a result, a part of the running wind 200 flowing through the bottom of the vehicle flows into the flow path 8 through the slit hole 7a formed in the slope 7, and enters the vehicle body 2 from the side opening 2b1 of the vehicle body 2 (casing 2b). A flow is induced to the outside.

即ち、図3に矢印で示すように、誘起流400(走行風200の一部)が流通路8に発生し、この誘起流400によって走行風200のスロープ7からの剥離が抑制され、スリット孔7aから流通路8へ流入しなかった走行風200は、スロープ7に沿って流れる。よって、走行風200の一部がスリット孔7aに誘起される影響で、スリット孔7aに流入しなかった走行風200が冷却フィン42へ流入する。 That is, as shown by the arrow in FIG. 3, an induced flow 400 (a part of the traveling wind 200) is generated in the flow path 8, and this induced flow 400 suppresses the separation of the traveling wind 200 from the slope 7, and the slit hole The traveling wind 200 that did not flow into the flow path 8 from 7a flows along the slope 7. Therefore, the traveling wind 200 that did not flow into the slit holes 7a flows into the cooling fins 42 due to the effect that a part of the traveling wind 200 is induced into the slit holes 7a.

そして、走行風200は、複数の冷却フィン42と走行風との間で熱交換が行われることで、半導体素子21で発生する熱が複数の冷却フィン42を介して放熱される。これらのように、電力変換装置5を取り付ける取付構造4は、スロープ7及び流通路8によって、車体2の底面を流れる走行風200の一部を車体2の側面部へと流通させることで、スロープ7における走行風200の剥離現象を抑制又は解消する。よって、取付構造4は、走行風200の剥離現象の抑制又は解消によって、冷却フィン42の根元に走行風200を供給することができる。 In the traveling wind 200, heat is exchanged between the plurality of cooling fins 42 and the traveling wind, so that heat generated in the semiconductor element 21 is radiated through the plurality of cooling fins 42. As described above, the mounting structure 4 for attaching the power converter 5 is configured such that a part of the running wind 200 flowing on the bottom surface of the vehicle body 2 is distributed to the side surface of the vehicle body 2 using the slope 7 and the flow path 8, thereby reducing the slope. The separation phenomenon of the traveling wind 200 in No. 7 is suppressed or eliminated. Therefore, the mounting structure 4 can supply the traveling wind 200 to the base of the cooling fin 42 by suppressing or eliminating the separation phenomenon of the traveling wind 200.

このように構成された鉄道車両1は、取付構造4によって、スロープ7における走行風の流れの剥離現象が抑制又は解消され、冷却フィン42の根元部へと効果的に走行風が流入する。これは、車体2(筐体2b)の底面部を流れる走行風200が車体2(筐体2b)の側面部を流れる走行風210に比べて、相対的に低くなることに加え、鍔部10の冷却風の流れ方向で二次側(鍔部10の後方)に乱流渦300の作用によるものである。 In the railway vehicle 1 configured in this manner, the mounting structure 4 suppresses or eliminates the separation phenomenon of the flow of traveling wind on the slope 7, and the traveling wind effectively flows into the root portion of the cooling fin 42. This is because the running wind 200 flowing through the bottom surface of the vehicle body 2 (casing 2b) is relatively lower than the traveling wind 210 flowing through the side surface of the vehicle body 2 (casing 2b). This is due to the action of a turbulent vortex 300 on the secondary side (behind the collar 10) in the flow direction of the cooling air.

よって、取付構造4は、冷却フィン42への導風性能を向上させることができる。また、冷却フィン42を流れる走行風の風量が相対的に増大し、冷却フィン42と走行風との熱伝達効率が増加することから、取付構造4は、ヒートシンク23の冷却性能を向上させることができる。さらに、走行風の流れの剥離現象が抑制又は解消されることから、スロープ7の傾斜角度を大きく設定することができるため、スロープ7の小型化として、スロープ7の走行想定方向の長さを小さくすることができる。 Therefore, the mounting structure 4 can improve the performance of guiding air to the cooling fins 42. Furthermore, since the amount of running air flowing through the cooling fins 42 increases relatively and the heat transfer efficiency between the cooling fins 42 and the running air increases, the mounting structure 4 can improve the cooling performance of the heat sink 23. can. Furthermore, since the separation phenomenon of the running wind flow is suppressed or eliminated, the inclination angle of the slope 7 can be set large, so the length of the slope 7 in the assumed running direction can be reduced to reduce the size of the slope 7. can do.

換言すると、取付構造4は、スロープ7を小型化しても、冷却フィン42へ冷却風を導風する導風性能を向上することが可能となる。スロープ7を小型化することで、車体2の床下の機器のぎ装スペースを増加させることができる。よって、取付構造4を用いることで、鉄道車両1は、ぎ装スペースの確保が可能となり、また、機器のぎ装の自由度を向上させることも可能となる。 In other words, the mounting structure 4 can improve the performance of guiding cooling air to the cooling fins 42 even if the slope 7 is made smaller. By reducing the size of the slope 7, the space for installing equipment under the floor of the vehicle body 2 can be increased. Therefore, by using the mounting structure 4, it becomes possible for the railway vehicle 1 to secure a mounting space, and it also becomes possible to improve the degree of freedom in mounting equipment.

また、鉄道車両1が走行した場合には鍔部10によって乱流渦300が生じることから、鉄道車両1の走行速度が低速の場合であっても、安定的に開口部2b1と対向する領域を低圧領域Qを形成することが可能となる。このため、鉄道車両1は、走行速度に関わらず、スリット孔30へ誘起流400を発生させることにより、冷却フィン42を流れる走行風の風量を相対的に増大し、冷却フィン42部と走行風との熱伝達効率を増加させることで、ヒートシンク23の冷却性能向上を図ることができる。 Further, when the railway vehicle 1 runs, turbulent eddies 300 are generated by the collar 10, so even if the running speed of the railway vehicle 1 is low, the region facing the opening 2b1 can be stably maintained. It becomes possible to form a low pressure region Q. Therefore, regardless of the running speed, the railway vehicle 1 relatively increases the amount of running air flowing through the cooling fins 42 by generating the induced flow 400 to the slit holes 30, and the cooling fins 42 and the running air By increasing the heat transfer efficiency with the heat sink 23, the cooling performance of the heat sink 23 can be improved.

上述した実施形態の鉄道車両1及び取付構造4によれば、スロープ7を小型化しても、冷却フィン42への導風性能を向上できる。 According to the railway vehicle 1 and the mounting structure 4 of the embodiment described above, even if the slope 7 is downsized, the performance of guiding air to the cooling fins 42 can be improved.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る鉄道車両1の取付構造(電力変換装置取付構造)4Aについて、図5乃至図7を用いて説明する。なお、第2の実施形態に係る鉄道車両1の取付構造4Aの構成のうち、上述した第1の実施形態に係る鉄道車両1の取付構造4と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a mounting structure (power converter mounting structure) 4A for a railway vehicle 1 according to a second embodiment will be described using FIGS. 5 to 7. Note that among the configurations of the mounting structure 4A of the railway vehicle 1 according to the second embodiment, the same components as those of the mounting structure 4 of the railway vehicle 1 according to the first embodiment described above are given the same reference numerals, and the same symbols are used. Detailed explanation will be omitted.

取付構造4Aは、車体2の床下に設けられる。取付構造4は、スロープ7と、流通路8Aと、取付部9と、鍔部10と、を備える。流通路8Aは、スロープ7の中途部と筐体2bの側面とを流体的に連通する。流通路8Aは、スロープ7の中央側に形成された流通路入口8aと、筐体2bの側部の下端側に設けられた流通路出口8bと、を含む。流通路8Aは、上述した第1の実施形態の取付構造4の流通路8と、その流路形状が異なる。 The mounting structure 4A is provided under the floor of the vehicle body 2. The mounting structure 4 includes a slope 7, a flow path 8A, a mounting portion 9, and a collar portion 10. The flow path 8A fluidly communicates the middle part of the slope 7 with the side surface of the casing 2b. The flow path 8A includes a flow path inlet 8a formed on the center side of the slope 7, and a flow path outlet 8b provided on the lower end side of the side portion of the casing 2b. The flow path 8A is different from the flow path 8 of the mounting structure 4 of the first embodiment described above in its flow path shape.

具体例として、流通路8Aは、スロープ7の中途部に設けられた流通路入口8aと、スロープ7に沿った上方に傾斜して延びる第1流路8cと、第2仕切板32bに沿った重力方向に延びる第2流路8dと、第2流路8dに沿って筐体2bの側面部に形成された流通路出口8bと、を含む。流通路入口8aは、スロープ7に形成されたスリット孔7aにより形成される。 As a specific example, the flow path 8A includes a flow path inlet 8a provided in the middle of the slope 7, a first flow path 8c extending upwardly along the slope 7, and a flow path 8c extending along the second partition plate 32b. It includes a second flow path 8d extending in the direction of gravity, and a flow path outlet 8b formed on the side surface of the casing 2b along the second flow path 8d. The flow path entrance 8a is formed by a slit hole 7a formed in the slope 7.

第1流路8c及び第2流路8dは、筐体2bに設けられた仕切板によって形成される。例えば、筐体2bは、流通路8Aを構成する第3仕切板33及び第4仕切板34を備える。なお、本実施形態において、筐体2bは、第1仕切板31を有さない構成であってもよい。 The first flow path 8c and the second flow path 8d are formed by a partition plate provided in the housing 2b. For example, the housing 2b includes a third partition plate 33 and a fourth partition plate 34 that constitute the flow path 8A. Note that in this embodiment, the housing 2b may have a configuration that does not include the first partition plate 31.

第3仕切板33は、走行方向で前方に位置するスリット孔7aの縁部から重力方向に延設するとともに、走行方向で前方に位置するスリット孔7aの縁部から第2仕切板32b側にスロープ7に沿って延設する。第4仕切板34は、第2仕切板32bに沿って重力方向に連結される。また、例えば、第4仕切板34の下端縁は、第3仕切板33と連続する。 The third partition plate 33 extends in the direction of gravity from the edge of the slit hole 7a located forward in the running direction, and extends from the edge of the slit hole 7a located forward in the running direction to the second partition plate 32b side. It extends along the slope 7. The fourth partition plate 34 is connected in the direction of gravity along the second partition plate 32b. Further, for example, the lower edge of the fourth partition plate 34 is continuous with the third partition plate 33.

第1流路8cは、例えば、スロープ7の上面と第3仕切板33の下面との間の隙間によって形成される。第2流路8dは、第1流路8cと連続し、第2仕切板32b及び第4仕切板34の対向面間の隙間によって形成される。 The first flow path 8c is formed, for example, by a gap between the upper surface of the slope 7 and the lower surface of the third partition plate 33. The second flow path 8d is continuous with the first flow path 8c and is formed by the gap between the opposing surfaces of the second partition plate 32b and the fourth partition plate 34.

流通路出口8bは、第2流路8dの重力方向に沿った開口断面の形状と同形状又は略同形状に形成される。流通路出口8bは、車体2(筐体2b)の側壁部の一部に形成された、重力方向に延びるスリット孔2b3により形成される。 The flow path outlet 8b is formed to have the same shape or approximately the same shape as the opening cross section of the second flow path 8d along the direction of gravity. The flow passage outlet 8b is formed by a slit hole 2b3 extending in the direction of gravity, which is formed in a part of the side wall of the vehicle body 2 (casing 2b).

このように構成された鉄道車両1の取付構造4Aによれば、上述した第1の実施形態に係る取付構造4と同様に、スロープ7において走行風の剥離を抑制又は防止することができる。具体的に説明すると、鉄道車両1が走行想定方向の一方側に向かって走行すると、車体2(筐体2b)の底面を流れる走行風200は、車体2(筐体2b)の側面を流れる走行風210に比べて、相対的に低くなる。加えて、鍔部10の風下側に乱流渦300が生じる。これらのことから、図6及び図7に示すように、車体2の底面部を流れる走行風200の領域は、相対的に高圧領域Pを形成し、一方車体2の側面部を流れる走行風210の領域では、相対的に低圧領域Qを形成する。 According to the mounting structure 4A of the railway vehicle 1 configured in this way, separation of running wind on the slope 7 can be suppressed or prevented, similarly to the mounting structure 4 according to the first embodiment described above. To explain specifically, when the railway vehicle 1 travels toward one side of the expected travel direction, the traveling wind 200 flowing on the bottom surface of the vehicle body 2 (casing 2b) is caused by the traveling wind 200 flowing on the side surface of the vehicle body 2 (casing 2b). Compared to the wind 210, it is relatively low. In addition, a turbulent vortex 300 is generated on the leeward side of the collar portion 10. For these reasons, as shown in FIGS. 6 and 7, the region of the wind 200 flowing through the bottom of the vehicle body 2 forms a relatively high pressure region P, while the region of wind 210 flowing through the side surface of the vehicle body 2 forms a relatively high pressure region P. A relatively low pressure region Q is formed in the region.

この作用により、底面を流れる走行風200の一部は、スロープ7に形成されたスリット孔7aを介して第1流路8cへ流入し、第2流路8dを介して、車体2(筐体2b)の側面部の流通路出口8bから車体2外へ流れが誘起される。即ち、図5乃至図7に矢印で示すように、スリット孔7aから流通路8へ流入した走行風200である誘起流400が流通路8Aに発生し、走行風200のスロープ7からの剥離が抑制される。図5及び図6に示すように、スリット孔7aから流通路8へ流入しなかった走行風200は、スロープ7に沿って流れる。よって、走行風の一部がスリット孔7aに誘起される影響で、スリット孔7aに流入しなかった走行風200が冷却フィン42へ流入する。 Due to this action, a part of the running wind 200 flowing on the bottom flows into the first flow path 8c through the slit hole 7a formed in the slope 7, and flows into the vehicle body 2 (casing) through the second flow path 8d. A flow is induced to the outside of the vehicle body 2 from the flow path outlet 8b on the side surface of 2b). That is, as shown by arrows in FIGS. 5 to 7, an induced flow 400, which is the traveling wind 200 flowing into the flow passage 8 from the slit hole 7a, is generated in the flow passage 8A, and the separation of the traveling wind 200 from the slope 7 is caused. suppressed. As shown in FIGS. 5 and 6, the traveling wind 200 that has not flown into the flow path 8 from the slit hole 7a flows along the slope 7. Therefore, the traveling wind 200 that did not flow into the slit holes 7a flows into the cooling fins 42 due to the effect that a part of the traveling wind is induced into the slit holes 7a.

そして、走行風200は、複数の冷却フィン42と走行風との間で熱交換が行われることで、半導体素子21で発生する熱が複数の冷却フィン42を介して放熱される。 In the traveling wind 200, heat is exchanged between the plurality of cooling fins 42 and the traveling wind, so that heat generated in the semiconductor element 21 is radiated through the plurality of cooling fins 42.

このように構成された第2の実施形態に係る取付構造4Aを有する鉄道車両1は、上述した第1の実施形態に係る取付構造4と同様に、スロープ7における走行風の流れの剥離現象が抑制又は解消され、冷却フィン42の根元部へと効果的に走行風が流入する。これにより冷却フィン42部を流れる走行風の風量が相対的に増大し、冷却フィン42と走行風との熱伝達効率が増加することから、ヒートシンク23の冷却性能向上を図ることができる。 The railway vehicle 1 having the mounting structure 4A according to the second embodiment configured as described above is similar to the mounting structure 4 according to the first embodiment described above, in which the separation phenomenon of the running wind flow on the slope 7 is prevented. This is suppressed or eliminated, and the running wind effectively flows into the root portion of the cooling fin 42. As a result, the amount of running air flowing through the cooling fins 42 is relatively increased, and the heat transfer efficiency between the cooling fins 42 and the running air is increased, so that the cooling performance of the heat sink 23 can be improved.

よって、取付構造4Aは、スロープ7を小型化しても、冷却フィン42へ冷却風を導風する導風性能を向上することが可能となる。スロープ7を小型化することで、車体2の床下の機器のぎ装スペースを増加させることができる。取付構造4Aは、ぎ装スペースの確保が可能となり、また、機器のぎ装の自由度を向上させることも可能となる。また、取付構造4Aの流通路出口8bは、重力方向に延びるスリット孔2b3によって形成されることから、車体2(筐体2b)の側面部に、部分的に複数の開口が集中して配置されることを要しない。 Therefore, the mounting structure 4A can improve the performance of guiding cooling air to the cooling fins 42 even if the slope 7 is made smaller. By reducing the size of the slope 7, the space for installing equipment under the floor of the vehicle body 2 can be increased. The mounting structure 4A makes it possible to secure a mounting space and also to improve the degree of freedom in mounting the equipment. In addition, since the flow path outlet 8b of the mounting structure 4A is formed by the slit hole 2b3 extending in the direction of gravity, a plurality of openings are partially concentrated and arranged on the side surface of the vehicle body 2 (casing 2b). It is not necessary to do so.

上述した第2の実施形態の鉄道車両1及び取付構造4Aによれば、スロープ7を小型化しても、冷却フィン42への導風性能を向上できる。 According to the railway vehicle 1 and the mounting structure 4A of the second embodiment described above, even if the slope 7 is downsized, the performance of guiding air to the cooling fins 42 can be improved.

なお、本実施形態は、上述した例に限定されない。上述した例では、冷却フィン42は、一方向に長い矩形の薄板状に形成され、複数が、冷却フィン42の厚さ方向に所定の間隔を開けて配置される例を説明したがこれに限定されない。例えば、冷却フィン42は、走行想定方向にも複数配置される構成であってもよい。また、冷却フィン42は、薄板状でなく、柱状であってもよい。また、複数の冷却フィン42は、補強用の連結部材によって、部分的に連結される構成であってもよい。 Note that this embodiment is not limited to the example described above. In the above-mentioned example, the cooling fins 42 are formed in a rectangular thin plate shape long in one direction, and a plurality of cooling fins 42 are arranged at predetermined intervals in the thickness direction of the cooling fins 42, but the present invention is not limited to this. Not done. For example, a plurality of cooling fins 42 may be arranged in the expected travel direction. Furthermore, the cooling fins 42 may be columnar instead of thin plate-shaped. Further, the plurality of cooling fins 42 may be partially connected by a reinforcing connecting member.

また、上述した取付構造4は、流通路8の流通路入口8aをスロープ7に形成されたスリット孔7aにより形成する例を説明したがこれに限定されず、例えば、流通路入口8aをスロープ7に形成された複数の開口によって形成する構成であってもよい。同様に、流通路8の流通路出口8bを車体2の側面部に形成された複数の開口2b2によって形成する例を説明したがこれに限定されない。即ち、流通路入口8a及び流通路出口8bは、流通路8内に誘起流400を生じさせることが可能であれば、その形状やサイズは適宜設定できる。同様に、流通路8の形状等についても、同様に適宜設定できる。また、上述した流通路8の流路形状は一例であり、誘起流400を形成可能であれば、流通路8の流路形状は適宜設定可能である。また、上述した鍔部10は、乱流渦300を生じさせることができる構成であれば、その形状は限定されず、適宜設定できる。また、鍔部10は、乱流渦300の作用により、流通路出口8b(開口部2b1、スリット孔2b3)と対向する領域を相対的に低圧にできる構成であればよい。このため、鍔部10及び流通路出口8bの相対的な位置関係も適宜設定できる。 Further, although the above-described mounting structure 4 has been described as an example in which the flow passage inlet 8a of the flow passage 8 is formed by the slit hole 7a formed in the slope 7, the present invention is not limited to this. The structure may be formed by a plurality of openings formed in the opening. Similarly, although an example has been described in which the flow path outlet 8b of the flow path 8 is formed by a plurality of openings 2b2 formed in the side surface of the vehicle body 2, the present invention is not limited thereto. That is, the shape and size of the flow path inlet 8a and the flow path outlet 8b can be set as appropriate as long as the induced flow 400 can be generated within the flow path 8. Similarly, the shape etc. of the flow path 8 can be similarly set appropriately. Further, the flow path shape of the flow path 8 described above is an example, and the flow path shape of the flow path 8 can be set as appropriate as long as the induced flow 400 can be formed. Moreover, the shape of the above-mentioned flange 10 is not limited as long as it is configured to generate the turbulent vortex 300, and can be set as appropriate. Further, the flange portion 10 may have any configuration as long as it can make the area facing the flow path outlet 8b (opening portion 2b1, slit hole 2b3) relatively low pressure by the action of the turbulent vortex 300. Therefore, the relative positional relationship between the collar portion 10 and the flow path outlet 8b can be set as appropriate.

以上のように構成された電力変換装置取付構造及び鉄道車両は、スロープを小型化しても、冷却フィンへの導風性能を向上できる。 The power converter mounting structure and railway vehicle configured as described above can improve the performance of guiding air to the cooling fins even if the slope is downsized.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

1…鉄道車両、2…車体、2a…パンタグラフ、2b…筐体、2b1…開口部、2b2…開口、2b3…スリット孔、3…台車、4、4A…電力変換装置取付構造(取付構造)、5…電力変換装置、7…スロープ、7a…スリット孔、8、8A…流通路、8a…流通路入口、8b…流通路出口、8c…第1流路、8d…第2流路、9…取付部、10…鍔部、11…台車バネ、12…台車枠、13…車軸、14…車輪、15…主電動機、21…半導体素子、22…収容部、23…ヒートシンク、31…第1仕切板、32a、32b…第2仕切板、33…第3仕切板、34…第4仕切板、41…受熱ブロック、42…冷却フィン、100…レール、101…架線、200…走行風、210…走行風、400…誘起流、P…高圧領域、Q…低圧領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Railway vehicle, 2... Car body, 2a... Pantograph, 2b... Housing, 2b1... Opening, 2b2... Opening, 2b3... Slit hole, 3... Bogie, 4, 4A... Power conversion device mounting structure (mounting structure), 5...Power conversion device, 7...Slope, 7a...Slit hole, 8, 8A...Flow path, 8a...Flow path inlet, 8b...Flow path outlet, 8c...First flow path, 8d...Second flow path, 9... Attachment part, 10... Flange part, 11... Dolly spring, 12... Dolly frame, 13... Axle, 14... Wheel, 15... Main electric motor, 21... Semiconductor element, 22... Accommodating part, 23... Heat sink, 31... First partition Plate, 32a, 32b...second partition plate, 33...third partition plate, 34...fourth partition plate, 41...heat receiving block, 42...cooling fin, 100...rail, 101...overhead line, 200...travel wind, 210... Traveling wind, 400...induced flow, P...high pressure area, Q...low pressure area.

Claims (5)

車両の底面部に設けられる冷却フィンを有する電力変換装置の前記冷却フィンに向かって上方に傾斜する前記車両の底面部に設けられるスロープと、
前記スロープに設けられる流通路入口及び前記車両の側面部に設けられる流通路出口を含む流通路と、
前記流通路出口の前記車両の走行風の風上側に設けられる鍔部と、
を備える、電力変換装置取付構造。
a slope provided on the bottom surface of the vehicle that slopes upward toward the cooling fins of a power conversion device having cooling fins provided on the bottom surface of the vehicle;
a flow path including a flow path inlet provided on the slope and a flow path outlet provided on a side surface of the vehicle;
a flange provided on the windward side of the vehicle running wind at the outlet of the flow path;
A power converter mounting structure comprising:
前記スロープの上方に設けられ、前記スロープの上方空間を隔てる仕切板を備え、
前記流通路出口は、前記スロープ及び前記仕切板の間に位置する前記車両の側面部に形成される、請求項1に記載の電力変換装置取付構造。
A partition plate provided above the slope and separating a space above the slope,
The power converter mounting structure according to claim 1, wherein the flow path outlet is formed on a side surface of the vehicle located between the slope and the partition plate.
前記鍔部は、重力方向における前記流通路出口が設けられる範囲に少なくとも設けられる、請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置取付構造。 The power converter mounting structure according to claim 1 or 2, wherein the flange portion is provided at least in a range where the flow path outlet is provided in the direction of gravity. 前記流通路は、前記流通路入口と連続し、前記スロープに沿った第1流路と、前記第1流路と連続し、重力方向に延びるとともに、前記流通路出口と連続する第2流路と、を含む、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置取付構造。 The flow path includes a first flow path that is continuous with the flow path inlet and along the slope, and a second flow path that is continuous with the first flow path, extends in the direction of gravity, and is continuous with the flow path outlet. The power converter mounting structure according to any one of claims 1 to 3, comprising: 車両と、
前記車両の底面部に設けられ、冷却フィンを有する電力変換装置と、
前記電力変換装置の前記冷却フィンに向かって上方に傾斜する、前記車両の底面部に設けられるスロープ、前記スロープに設けられる流通路入口及び前記車両の側面部に設けられる流通路出口を含む流通路、並びに前記流通路出口の前記車両の走行風の風上側に設けられる鍔部を含む電力変換装置取付構造と、
を備える鉄道車両。
vehicle and
a power conversion device provided on the bottom of the vehicle and having cooling fins;
a flow path that slopes upward toward the cooling fins of the power conversion device and includes a slope provided on the bottom surface of the vehicle; a flow path inlet provided on the slope; and a flow path outlet provided on the side surface of the vehicle. , and a power converter mounting structure including a flange provided on the windward side of the vehicle traveling wind at the outlet of the flow path;
A railway vehicle equipped with
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