JPH0735519U - 電気鉄道のレールポイント融雪器用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レールと大地との間に発生する電圧を利用し
て融雪器に必要な電力を供給することにより、設備コス
トが低減された電気鉄道のレールポイント融雪器用電源
装置を提供する。 【構成】 電気鉄道の本線１０のレールと接地との間の
直流電圧を取り出す電圧取り出し回路１５と、この電圧
取り出し回路１５により取り出された直流電圧を融雪器
用電源としての交流電圧に変成する変成回路１６とを有
する。この変成回路１６の出力を融雪器のヒータ１７に
供給し、ヒータ１７を電磁誘導加熱することにより、レ
ールポイント１２を加熱する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は転削庫等のレールポイントに付着した雪又は氷を融解する融雪器に電 源を供給する電気鉄道のレールポイント融雪器用電源装置に関し、特に、レール と大地との間に発生するレール電圧を利用した電気鉄道のレールポイント融雪器 用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電気鉄道においては、本線と、転削庫等に導かれる引き込み線とは、レールポ イントにより分岐されている。そして、寒冷地においては、このレールポイント に雪が積もったり、氷が付着したりすると、レールポイントが切り替えられなく なるという極めて重大な事故が生じるので、レールポイントには、融雪器が設置 されている。

【０００３】 従来、この融雪器においては、レールポイントの近傍にヒータを設け、このヒ ータに低圧配電設備を配線し、低圧配電設備から電力を供給することによりヒー タを加熱してレールポイントに付着した雪などを融解していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、転削庫に設けられるレールポイントの数は極めて多く、これら の多数のレールポイントについて、個別に又は数個まとめて融雪器を設置する必 要がある。このため、従来の融雪器においては、そのヒータに電源を供給するた めに、極めて大きな電力を要していた。また、多数のヒータに配電するための低 圧配電設備を設置するために多大の設備コストが必要である。このため、従来の 融雪器による融雪作業には、コストが高いという欠点がある。

【０００５】 本考案はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、レールに発生する電圧 を利用して融雪器に必要な電力を供給することにより、設備コストが低減された 電気鉄道のレールポイント融雪器用電源装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る電気鉄道の軌条融雪器用電源装置は、電気鉄道のレールと大地と の間の直流電圧を取り出す電圧取り出し手段と、この電圧取り出し手段により取 り出された直流電圧を融雪器用電源としての交流電圧に変成する変成手段とを有 することを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案においては、電気鉄道のレールと大地との間に直流電圧が発生すること に着目し、この直流電圧を利用して融雪器のヒータに電力を供給する。従って、 レールポイントの近傍のレールに直流電圧取り出し手段を接続し、得られた直流 電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をレールポイントに設置したヒータに供 給することにより、レールポイントを加熱する。

【０００８】 このため、外部からヒータに電力を供給する必要がなく、レールと大地との間 に発生している電圧を有効に利用することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図 １は本発明の原理を説明する図である。電車３にはトロリー線１からパンタグラ フ２を介して電力が供給される。そして、この電力が電車３の床下部に設置され たモータ（図示せず）に供給され、電車３はこのモータにより駆動されてレール ４上を走行する。トロリー線１とレール４との間には、変電所５から直流電圧（ 例えば、１５００Ｖ）が供給されている。

【００１０】 ところで、この変電所５を電源とする回路が、トロリー線１と、パンタグラフ ２及び電車３と、レール４とを直列に接続した回路として形成されており、この 回路に負荷電流が流れている。この場合に、電車３とレール４とが接触する位置 と、変電所５との間で、レール４の抵抗により、レール４に電圧降下が発生する 。図１の下部には、横軸にレールの長さをとり、縦軸にレールの電圧をとって、 レール位置とレール電圧との関係を示すグラフ図を示す。この図に示すように、 レール４には、電車３との接触位置と変電所５との間で電圧降下が発生し、その 中央にて電圧が０になる位置が存在する。そこで、例えば、レール４の位置６に 電圧計の＋端子を接続し、電圧計の−端子を接地に接続すると、図１に示すよう に、Ｅｒの電圧が検出される。

【００１１】 そこで、図２に示すように、本線１０に電圧取り出し回路１５の入力端子を接 続すると、電圧取り出し回路１５の入力端子とアース端子との間に直流電圧が取 り出される。そして、この電圧取り出し回路１５の出力を変成回路１６に入力さ せ、直流電圧をヒータ駆動上適当な周波数及び電流の交流電圧に変換する。電圧 取り出し回路１５の入力電圧は、直流で＋２００Ｖ〜−１００Ｖであり、変成回 路としては、具体的には、スイッチング素子を使用してチョッピングによるＰＷ Ｍ（Ｐｈａｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌｅ；位相幅制御）制御したものである。 なお、図２中、符号１３は本線と大地との間の抵抗であり、符号１４は転削庫１ １の接地抵抗である。変成回路１６の交流出力は転削庫１１のレールポイント１ ２に接地したヒータ１７に入力され、このヒータ１７に電源を供給する。ヒータ １７は例えば高周波誘導加熱によりレールポイント１２を加熱するようになって いる。

【００１２】 このように構成された本実施例の軌条融雪器用電源装置においては、本線１０ を電車が通過することにより、電車を含む回路からレール電圧を取り出し、この レール電圧を利用してヒータ１７に給電することができる。

【００１３】 運転電流及び車輌と変電所との位置関係によって、レールと大地との間に発生 する電圧は大きく変動するが、本願考案者らの実験によると、取り出せる電力は 負荷抵抗が０．６Ωの場合に、約２．６ｋＷである。

【００１４】 図３は横軸にレールと接地との間の電圧（以下、レール対地電圧という）をと り、縦軸に直流電力をとって、種々の負荷抵抗における両者の関係を示す実験デ ータのグラフ図である。この図３から明らかなように、レール対地電圧が増大す るにつれて、取り出せる電力は放物線的に増大する。

【００１５】 このように取り出した電力は、直流電力であり、これをそのままヒータへの電 源とし、ヒータを抵抗発熱させることとしてもよいが、変成器１６により交流電 力に変換し、ヒータ１７を電磁誘導加熱器とすることにより、高効率でレールポ イント１２を加熱することができる。

【００１６】 電磁誘導加熱式融雪器の場合、供給する電流は適当な周波数及び電流値に変成 する必要がある。変成器１６は例えば図４（ａ）に示す電流波形を、図４（ｂ） に示す電流波形に変換する。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、本線を通過する電車等の車輌にトロリ ー線を介して供給される電流がレールを介して変電所に戻る時に、レールの導体 抵抗と負荷電流との積に起因して発生するレール電圧に着目し、このレール電圧 を融雪器に供給する電源として有効に利用するから、積雪地帯又は寒冷地におけ るレールポイントの氷結又は積雪を電力を浪費することなく防止することができ る。また、この電力は加熱しようとするレールポイントの近傍の軌条から取り出 すことができるので、従来のように低圧配電する必要がなく、設備コストも著し く低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理を説明する図である。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図３】直流電力とレール対地電圧との間の特性を示す
グラフ図である。

【図４】変成器による変換前及び変換後の電流波形を示
す図である。

【符号の説明】

１；トロリー線 ２；パンタグラフ ３；電車 ４；レール ５；変電所 １０；本線 １１；転削庫 １２；レールポイント １５；電圧取り出し回路 １６；変成器 １７；ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 出野 市郎 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)考案者 東 日出男 東京都千代田区神田神保町一丁目22番 株 式会社三輝製作所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気鉄道のレールと大地との間に発生す
   る直流レール電圧を取り出す電圧取り出し手段と、この
   電圧取り出し手段により取り出された直流電圧を融雪器
   用電源としての交流電圧に変成する変成手段とを有する
   ことを特徴とする電気鉄道のレールポイント融雪器用電
   源装置。
2. 【請求項２】 前記変成手段は直流・交流変換装置を使
   用したものであることを特徴とする請求項１に記載の電
   気鉄道のレールポイント融雪器用電源装置。