JPH04185575A - 内燃機関車用ラジエータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄道等の内燃機関車の車体に装置される大放
熱容量のラジェータ装置に関する。

（従来の技術） 鉄道車両で出力の大きい内燃機関を用いて走行する機関
車では、大放熱容量のラジェータを車体にどのように配
置すべきかが大きな問題となっている。

つまり、出力の小さい内燃機関を用いて走行する機関車
の場合は、ラジェータが小型で済むので、車体に搭載す
るのにそれほど大きな問題がないが、出力の大きい内燃
機関を用いて走行する機関車の場合は、その内燃機関の
出力の大きさに比例して大放熱容量の大型のラジェータ
を搭載しなければならず、その大きさは他の搭載機器を
しのぐ巨大なものとなり、機関車の制約された車体にう
まく収まらず、車体構造や他の機器の配置に障害を招く
問題がある。

第４図乃至第６図に内燃機関車用ラジェータ装置の従来
例を幾つか示す。

まず、第４図に示すラジェータ装置は、内燃機関車の車
体の左右側部に垂直にラジェータＩＡ。

ＩＢを配設すると共に、これら左右のラジエータＩＡ、
ＩＢの内面側に対向するように下部が左右に向け二股状
となったラジェータダクト２を設け、且つそのラジェー
タダクト２の上部中央に前後複数基のプロペラファン（
軸流ファン）３をそれぞれ縦軸的に設置した構成である
。なおラジェータダクト２は、車体上方屋根部を構成す
る上面板２ａと、下部を二股状とするために逆Ｖ字形と
された下面板２ｂとよりなる。そして前記プロペラファ
ン３の回転により、車体の左右外側より外気を冷却風と
して左右のラジェータＩＡ、ＩＢに吸引導通し、そのラ
ジェータＩＡ、１Ｂを通過した冷却風を内側のラジェー
タダクト２内から該プロペラファン３より車体屋根上方
に排気するようにしている。

この第４図の構成のラジェータ装置では、冷却風の流れ
などは合理的に見えるが、放熱容量を増すためにラジェ
ータＩＡ、ＩＢを大型化すると、そのプロペラファン３
から遠いラジェータ下側部分は吸引力が弱く、そこを通
過する冷却風が少なくなってしまい、冷却能力が十分に
向上できない。

またラジェータダクト２やプロペラファン３か大型で非
常に高張るので、車体への設置スペースか多く必要とな
り、他の搭載機器の車体への装着や車体内の通路の確保
が困難となり、必然的に車体が長くなって機関車として
成立し難くなる不都合がある。

第５図に示す内燃機関車用ラジェータ装置は、車体にラ
ジェータＩＣを水平に寝せて設け、この真下に大型のプ
ロペラファン（軸流ファン）３を縦軸的に設け、且つこ
のプロペラファン３の回転により吹き上げられる冷却風
がラジェータＩＣの８来るたけ全面に通過するようにう
・ソバ状にした□　ラジェータダクト４を設けた構成で
ある。

この第５図の構成のラジェータ装置では、前記同様にプ
ロペラファン３を用いているので、放熱容量を増すため
にラジェータＩＣを大型化すると、ラッパ状のラジェー
タダクト４を設けていても、冷却風が良く通過する範囲
はラジェータＩＣのある範囲に限られ、ラジェータＩＣ
全面を均等に冷却することは困難で、冷却能力を十分に
向上できない。そうかと言って、ラジェータＩＣとプロ
ペラファン３との間隙を大きくとってラジェータダクト
４を長くすると、それだけ装置全体の上下高さ寸法が大
′きくなり、車体への設置スペースが拡大すると共に、
プロペラファン３が車体屋根部よりかなり下方に配する
ことになるので、このプロペラファン３で吹き上げる冷
却風を車側の大きな開口部から吸い込まなければならざ
るを得なくなり、いずれにせよ大きな設置スペースを確
保する必要が生じて前述の第４図のものと似た傾向を示
す。

ま°た、第６図に示す内燃機関車用ラジェータ装置は、
出来るだけ偏平状にして車体の上方屋根部だけに装着可
能にしたもので、車体の上方屋根部に沿って左右一対の
ラジェータＩＥ、ＩＦを互いに略ハの字形となるように
寝かせて設置すると共に、これらラジェータＩＥ、、Ｉ
Ｆの相互間上部を塞ぐ上面板５ａと該ラジェータＩＥ、
１Ｆの下方全域を覆う下面板５ｂよりなるラジェータダ
クト５を設け、且つそのラジェータダクト５の上面板５
ａの中央部に前後一対のプロへラフアン（軸流ファン）
３を設けた構成で、この前後一対のプロペラファン３の
回転により、外気を左右のラジェータＩＥ、ＩＦに上方
から下方に向け吸引導通せしめ、そのラジェータＩＥ、
１Ｆを通過した冷却風を下側のラジェータダクト４内か
ら該プロペラファン３より車体屋根上方に吹き上げて排
気するようにしてい・る。

この第６図の構成のラジェータ装置では、車体の下方に
大きく突出するものが無いため、その下側に各種機器を
重ねて配置できる利点があり、車体長さが伸びるのを防
ぐ上では有利であるが、プロペラファン３が車体の屋根
面部に円形の設置スペースを必要とするので、放熱容量
を増すために左右のラジェータＩＥ、１Ｆを大型化する
と、その間のプロペラファン３が直径の小さな小型ファ
ンしか設置できず、冷却風量不足で役に立たない。

逆に風量アップすべくプロペラファン３を大きな直径の
大型ファンとすると、その左右に配するラジェータＩＥ
、ＩＦの幅寸法を小さくせざるを得ない。このためにラ
ジェータ面積を十分に確保するに前後に長大なものとし
なければならず、これでは前後のプロペラファン３が各
々の下側の円形に開口している箇所から吸引作用を働く
ので、その相互の中間付近では風を吸う能力が少なく、
左右のラジェータＩＥ、ＩＦへの吸込み空気が一様に流
れず、ラジェータ全長にわたって良好な冷却性能が得ら
れず、いずれにしても冷却能力を十分に向上できない。

（発明が解決しようとする課題） 以上の如く、従来の内燃機関車用ラジェータ装置では、
第４図及び第５図並びに第６図に示したいずれの場合で
も、プロペラファン３を用いているので、設置スペース
が多く必要であると共に、ラジェータに対し冷却風を均
一に効率良く通風させることができず、冷却効率が悪い
問題があり、出力の大きい内燃機関車に適用すべく放熱
容量アップを図ろうとしても、大型化するだけで冷却能
力を十分向上できず、かなり長大なラジェータの設置が
必要で、通路の確保などの車体構造や他の搭載機器との
関係もあって、必要車体長が長くなって機関車として成
立し難い不都合がある。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、比較的コンパクトで車体への設置スペース
が少なくて済み、しかも冷却能力が十分発揮し得て大き
な放熱容量を確保することができ、大出力の内燃機関を
用いて走行する機関車のラジェータ装置として非常に有
効となるものを提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するために、内燃機関を用いて
駆動走行する機関車の車両に装着されるラジェータ装置
において、前記車両の上方屋根部に沿って左右一対のラ
ジェータを寝かせた状態に設置すると共に、これら各ラ
ジェータの下側にこの前後方向略全長に亘る横長な横流
ファンを設け、且つ前記左右のラジェータの下側に配置
し前記横流ファンの回転により外気を該ラジェータの全
面に均一に上方から下方に向け導通せしめるラジェータ
ダクトを設けて構成したことを特徴とする。

（作用） 前記構成の内燃機関車用ラジェータ装置であれば、左右
のラジェータの下側に配置した横流ファンが回転すると
、その吸引作用が左右のラジェータの下面に略−様に働
き、これで外気が冷却風として左右のラジェータの全面
に均一に上方から下方に向け導通せしめられ、そのラジ
ェータを通過したり冷却風はラジェータダクトから横流
ファンを通って排気されるようになる。

こうして左右のラジェータの全面に均一に冷却風が効率
良く流されるので、プロペラファンを使用する従来装置
より冷却能力が大幅に向上し、コンパクトでありながら
放熱容量の増大が可能となると共に、左右のラジェータ
は幅広にして大きな放熱面積を確保することが可能とな
り、大放熱容量が得られるようになる。　　　□ （実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。なお、第１図はラジェータ装置の一部断面した斜
視図、第２図はラジェータ装置を配置した状態の内燃機
関車の概略的断面図である。

まず、図中１０は内燃機関を用いて駆動走行する機関車
の車体を示し、この車体１０の上方屋根部に本発明のラ
ジェータ装置１１が装着されている。

、このラジェータ装置１１は、該車体１０の上方屋根部
に沿って左右一対のラジェータ１２人１１２Ｂを互いに
略ハの字状に寝かせた状態に設置すると共に、これら各
ラジェータ１２Ａ、１２Ｂの下側にこの前後方向略全長
に亘る横長な横流ファン１３をそれぞれ設け、且つ前記
左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂの下側に配置し前記横
流ファン１３の回転により外気を該ラジェータ１２人。

１２Ｂの全面に均一に上方から下方に向け導通せしめる
ラジェータダクト１４を設けた構成である。

前記横流ファン１３は、ファンモータ１５の一端又は両
端に連設する状態で回転軸線回りに複数の断面略三日月
状のブレードを周配した既に公知の細長い略筒状ファン
であり、ファンモータ１５による回転駆動により、回転
軸線方向と直交する一側方から一様に空気を吸い込んで
他側方に吹き出す作用をなすものである。つまりこの横
流ファン１３は、従来のプロペラファンと異なり、−側
方の長い角形の空気取入口から一様に空気を吸引導通し
て他側方の長い角形の空気吹出口より排気できるように
なるものである。

こうした横流ファン１３の回転により外気が左右のラジ
ェータ１２Ａ、１２Ｂの全面に均一に上方から下方に向
け導通せしめられるように、前記ラジェータダクト１４
は、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂの中央側端から下
方に延出して該横流ファン１３の上部近くまでに亘る断
面略しの字形のダクト上面板１４ａと、左右のラジェー
タ１２Ａ、１２Ｂの外側下端から下方に延出し且つ横流
ファン１３の下側を迂回して中央側に亘るダクト下面板
１４ｂとで構成されている。そのラジェータダクト１４
の左右のラジェータ１２人。

１２Ｂの下面を覆う長い角形空間が横流ファン１３の空
気取入口１４ｃとされ、前記ダクト上面板１４ａとダク
ト下面板１４ｂとが左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂの
相互間に上方に少し突出する状態に垂直に立ち上げられ
て、それらの間が角型で長く幅狭な無駄の無い空気吹出
口１４（Ｉとされている。

なお、前述したラジェータ装置１１は、横流）７ン１３
を無限に長い構造とすることができないので、その横流
ファン１３の構成可能な長さで一つのユニットとして構
成し、そうしたユニットを車体１０の屋根部に前後方向
（車体長手方向）に適当数配列して必要な放熱容量を持
つように設置されている。

なおまた、前記車体１０の屋根部に設置したラジェータ
装置１１は偏平状態で上下幅寸法が小さいので、その下
側の車体１０内部には第２図に示す如く側通路１６が構
成されていると共に、エンジンや発電機或いは空気圧縮
機や各種制御器等の機関車搭載機器１７が配置されてい
る。

而して、前述した構成の内燃機関車用ラジェータ装置で
は、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂの下側に配置した
横流ファン１３がファンモータ１５の駆動によりそれぞ
れ回転すると、その吸引作用が左右のラジェータ１２Ａ
、１２Ｂの下面に対向する長い角形空間の空気取入口１
４ｃに略−様に働き、これで外気が冷却風として左右の
ラジェータ１２Ａ、１２Ｂの全面に均一に上方から下方
に向け導通せしめられる。そのラジェータ１２Ａ、１２
Ｂを通過した桑冷却風はラジェータダクト１４の空気取
入口１４ｃから横流ファン１３を通って横に送風されて
、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂの相互間に垂直に立
ち上げられた空気吹出口１４ｄから真っ直ぐ上方に吹き
上げられて排気されるようになる。

これで左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂにはこの全面均
一に冷却風が効率良く流されて、プロペラファンを使用
する従来装置より冷却能力が大幅に向上し、コンパクト
でありながら放熱容ｉの増大が可能となる。

また横流ファン１３から吹き出される気流は無駄のない
四角形の細長い空気吹出口１４ｄから上方に排気され、
左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂは幅広にして大きな放
熱面積を確保するのが可能となり、ラジェータユニット
の大きさの割りには大放熱容量が得られるようになる。

こうしたことから、ラジェータ装置１１下側の車体１０
内に機関車としての必要構造物や搭載機器を配置するこ
とが可能となり、車体長の短縮に有効となって、従来の
ラジェータ装置では実現不可能な短く軽い車体の大出力
内燃機関車が得られるようになる。

つまり、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂが車体１０の
上方屋根部に沿って寝かせた状態に配置され、その各ラ
ジェータ１２Ａ、１２Ｂの下側にこの前後方向略全長に
亘る横長な細い横流ファン１３を設けているので、第６
図に示した従来例と略同様に全体が比較的コンパクトな
偏平状となって、車体１０の上方屋根部だけに装着可能
となり、車両への設置スペースが少なくて済み、ラジエ
−夕と他の搭載機器を上下に重ねて配置することが可能
となる。

また、従来装置のプロペラファンが円形のスペースを必
要とし、また吸込み空気が一様にラジェータ面に流れな
いという不都合があると同時に、プロペラファンの直径
が大きいためラジェータ面積が確保出来ないという問題
点があるが、前記横流ファン１３は回転軸線方向に細長
いやや筒形状で、回転軸線方向と直交する一側方から一
様に空気を吸い込んで他側方に吹き出すので、長い角形
の空気取入口及び吹出口を作れることから、左右のラジ
ェータ１２Ａ、１２Ｂの下側に該横流ファン１３を置く
ことができるようになり、その分だけラジェータ表面積
が広くとれ、寸法的に苦しい内燃機関車専用のラジェー
タ装置として最適な構造となる。

しかも、横流ファン１３により左右のラジェータ１２Ａ
、１２Ｂの全面での吸込み空気が均等化することから、
冷却能力が十分に発揮できて、大放熱容量を確保でき、
大出力の内燃機関を用いて走行する機関車のラジェータ
装置として非常に有効となる 第３図は本発明の他の実施例を示すもので、この場合は
横流ファン１３の回転により、左右のラジェータ１２Ａ
、１２Ｂのラジェータボトムタンク１２ａ、１２ｂ寄り
の略３分の２の範囲Ｘから吸い込んだ冷却風を、該左右
のラジェータ１２Ａ。

１２Ｂのラジェータヘッドタンク１２ｃ、１２ｄ寄りの
略３分の１の範囲Ｙから上方に吹き出し排気するように
ラジェータダクト２４を構成した構造である。つまりこ
のラジェータダクト２４は、左右のラジェータ１２Ａ、
１２Ｂの中央側端寄りから下方に延出して該横流ファン
１３の上部近くまでに亘る断面略しの字形のダクト上面
板２４ａと、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂの外側下
端から下方に延出し且つ横流ファン１３の下側を迂回し
て中央側端に亘るダクト下面板２４ｂと、左右のラジェ
ータ１２Ａ、１２Ｂ上の中央側端側寄りに立設した排気
風ガイド２４ｃとで構成され、前記左右のラジェータ１
２Ａ、１２Ｂのラジェータボトムタンク１２ａ、１２ｂ
寄りの略３分の２の範囲Ｘに対向する空気取入口２４ｄ
と、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂのラジェータヘッ
ドタンク１２ｃ、１２ｄ寄りの略３分の１の範囲Ｙに対
向する空気吹出口２４ｅを構成している。なお左右のラ
ジェータ１２Ａ、１２Ｂの冷却水は、熱い状態で上流の
ラジェータヘッドタンク１２ｃ。

１２ｄに入り、冷却風により冷やされながら下流のラジ
ェータボトムタンク１２ａ、１２ｂに流される構成であ
る。

こうした場合、左右のラジェータ１２Ａ。

１２Ｂの下ＮＸの範囲を通る冷却風は冷却水を冷やしな
がら通過して下側に行くが、その冷却風は冷却水温度ま
では上昇しないので、左右のラジェータ１２Ａ、１２Ｂ
のＹの範囲での冷却水に対しては十分冷却能力があり、
冷却風を往復でラジェータ冷却に使え、冷却風の吹出口
を特別に用意する必要性がなくなり、ラジェータ面積が
より一層大きくとれ、大きな容量の放熱機能が得られ、
且つ冷却風が往復でラジェータを通過して冷却するため
横流ファン１３の送風量も少なくてすむなど多くの利点
を得ることが可能となる。

Ｃ発明の効果） 本発明の内燃機関車用ラジェータ装置は、前述の如く構
成したから、比較的コンパクトで車体への設置スペース
が少なくて済み、しかもラジェータを通る冷却風の均等
化とラジェータ放熱面積の拡大が可能で、冷却能力が十
分発揮し得て大きな放熱容量を確保することができ、大
出力の内燃機関を用いて走行する機関車のラジェータ装
置として非常に有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部断面した斜視図、
第２図はラジェータ装置を装着した内燃機関車の概略的
断面図、第３図は本発明の他の実施例を示す一部断面し
た斜視図、第４図乃至第６図はそれぞれ異なる従来例を
示す斜視図である。 １０・・・車体、１２Ａ、１２Ｂ・・・ラジェータ、１
３・・・横流ファン、１４．２４・・・ラジェータダク
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関を用いて駆動走行する機関車の車体に装着され
   るラジエータ装置において、前記車体の上方屋根部に沿
   って左右一対のラジエータを寝かせた状態に設置すると
   共に、これら各ラジエータの下側にこの前後方向略全長
   に亘る横長な横流ファンを設け、且つ前記左右のラジエ
   ータの下側に配置し前記横流ファンの回転により外気を
   該ラジエータの全面に均一に上方から下方に向け導通せ
   しめるラジエータダクトを設けて構成したことを特徴と
   する内燃機関車用ラジエータ装置。