KR101137495B1 - 철도차량용 배터리 보관장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량용 배터리 보관장치에 관한 것으로서, 일측으로 개방된 개구부를 가지며, 철도차량용 배터리를 내부에 수용하고, 철도차량 하부지지틀의 사이드프레임 상측에 설치되는 배터리박스; 상기 개구부에 대응되는 개방구가 형성된 프레임 형상으로 구비되어 상기 배터리박스와 결합되고, 상기 사이드프레임의 상면에 고정되는 커버프레임; 상기 개방구를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 커버프레임에 설치되는 도어부; 상기 철도차량용 배터리가 장착되고 상기 개방구를 통해 상기 배터리박스의 내ㆍ외부로 인출ㆍ입되는 장착부; 상기 장착부를 지지하고 그 인출ㆍ입을 안내하도록 상기 배터리박스의 내면에 설치되는 안내부; 및 상기 배터리박스의 바닥면에 형성된 배수홀과 연통되고 상기 하부지지틀의 언더프레임을 하측으로 관통하여 설치되는 배수관;을 포함한다.

본 발명에 의하면, 하부지지틀의 하측, 곧 상하(床下)에 배터리 보관장치를 설치할 공간이 협소하더라도 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 상상(床上)에 배터리 보관 공간을 안정적으로 제공할 수 있고, 배터리에서 발생하는 수소가스와 물, 청소 또는 우천 시에 유입되는 물을 신속하게 외부로 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 교체 등과 같은 유지 보수 작업도 용이하게 수행할 수 있다.

철도차량, 배터리, 보관, 상상, 배터리 박스, 축전지, 축전지 박스

Description

철도차량용 배터리 보관장치 {Battery storage apparatus for railway vehicle}

본 발명은 철도차량용 배터리 보관장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 상상(床上)에 배터리 보관 공간을 안정적으로 제공할 수 있고, 수소가스와 물에 대해 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 유지 보수 작업도 용이하게 수행할 수 있는 철도차량용 배터리 보관장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도차량의 전기기기에 안정적인 전력 공급을 위해 구비되는 철도차량용 배터리는 철도차량의 하부지지틀의 하측, 곧 상하(床下)에 구비되는 배터리 보관박스 내부에 구비됨으로써, 외부 이물질로부터의 충격이나 빗물 등의 직접적인 접촉이 차단되어 안전하게 보호된다.

이러한 종래의 배터리 보관박스는 상하의 개방된 공간에 구비되므로, 배터리에서 발생할 수 있는 수소가스나 물이 배터리 보관박스 내부에서 신속하게 배출될 수 있고, 배터리 교체 등과 같은 유지 보수 작업을 수행하기 위한 작업자의 접근도 용이하다.

즉, 작업자는 상하의 공간에 접근하여 배터리 보관박스의 일면에 구비되어 개폐되는 도어를 통해 유지 보수 작업을 손쉽게 수행할 수 있다.

그러나 최근에 개발된 이층 철도차량 등과 같이 상하의 공간이 협소한 차종에 있어서는 이러한 종래의 배터리 보관박스를 이용할 수 없는 문제점이 있다.

이에 따라, 상하의 공간이 협소한 철도차량 차종에 대해 철도차량용 배터리가 상상에 구비되어야 할 필요성이 부각되었으나, 수소가스나 물의 배출이 신속하게 이루어질 수 있고 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 배터리에 대한 유지 보수 작업도 용이하여 철도차량용 배터리를 상상에 구비하기 적합한 철도차량용 배터리 보관장치가 개발되지 않아 이에 대한 개발이 필요한 실정이다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 상상에 구비되어 그 내부의 수소가스나 물을 신속하고 안전하게 배출할 수 있고, 내부에 수용되는 철도차량용 배터리에 대한 작업자의 접근도 용이한 철도차량용 배터리 보관장치를 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 철도차량용 배터리 보관장치는, 일측으로 개방된 개구부를 가지며, 철도차량용 배터리를 내부에 수용하고, 철도차량 하부지지틀의 사이드프레임 상측에 설치되는 배터리박스; 상기 개구부에 대응되는 개방구가 형성된 프레임 형상으로 구비되어 상기 배터리박스와 결합되고, 상기 사이드프레임의 상면에 고정되는 커버프레임; 상기 개방구를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 커버프레임에 설치되는 도어부; 상기 철도차량용 배터리가 장착되고 상기 개방구를 통해 상기 배터리박스의 내ㆍ외부로 인출ㆍ입되는 장착부; 상기 장착부를 지지하고 그 인출ㆍ입을 안내하도록 상기 배터리박스의 내면에 설치되는 안내부; 및 상기 배터리박스의 바닥면에 형성된 배수홀과 연통되고 상기 하부지지틀의 언더프레임을 하측으로 관통하여 설치되는 배수관;을 포함한다.

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상기 배터리박스의 바닥면은 상기 개구부 측으로 갈수록 낮아지도록 경사지 게 구비되고, 상기 배수홀은 상기 개구부에 인접되게 형성될 수 있다.

상기 도어부는, 복수의 배기홀; 및 상기 복수의 배기홀의 상측 외주부를 따라 외측 방향으로 돌출되어 상기 복수의 배기홀의 상측을 각각 덮는 배기홀커버;를 포함할 수 있다.

상기 도어부는, 그 일단부가 피아노 힌지를 통해 상기 개구부의 대응되는 단부에 연결되어 그 회동에 따라 상기 개구부가 개폐되도록 구비되고, 상기 도어부를 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 고정하는 고정부;를 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 철도차량용 배터리 보관장치에 의하면, 일체의 프레임 형상으로 구비되어 상상, 즉 철도차량 하부지지틀의 사이드프레임 상측에 견고하게 고정되는 커버프레임 및 배터리박스에 의해 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 상상에 배터리가 보관될 수 있는 공간을 안정적으로 제공할 수 있다.

그리고 배터리박스의 내부 바닥면이 경사지게 구비되고 그 낮은 지점에 배수홀이 구비되며 이 배수홀과 연통되어 하부지지틀의 언더프레임을 하측으로 관통하여 배수관이 설치됨으로써, 이 배수관을 통해 내부에서 발생한 물이나 유입된 물이 신속하게 배출될 수 있을 뿐만 아니라, 언더프레임 하측으로 배출되게 구비되므로 배터리박스 내부의 수소가스는 배수관을 통해 배출되더라도 객실 내부로 유입될 위험이 없다.

또한 배기홀 및 배기홀커버가 구비된 도어부가 커버프레임의 개방구를 개폐할 수 있도록 구비됨으로써, 배터리박스 내부의 수소가스가 배기홀을 통해 효율적 으로 배출될 수 있으면서도 배기홀을 통한 빗물과 이물질 유입은 최소화할 수 있다.

뿐만 아니라, 배터리가 장착되는 장착부가 배터리박스 내부에서 개방구를 통해 외부로 인출ㆍ입되도록 장착부를 지지 안내하는 안내부가 구비됨으로써, 배터리 교체 등과 같은 유지 보수 작업을 수행하기 위한 작업자의 접근이 매우 용이 간편하다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 철도차량용 배터리 보관장치는, 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 철도차량용 배터리가 수소가스와 물로부터 안전하게 상상에 설치될 수 있도록 철도차량의 상상, 즉 하부지지틀의 사이드프레임 상측에 구비되는 장치이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 배터리 보관장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 배터리 보관장치는, 배터리박스(100), 커버프레임(200), 도어부(300), 장착부(400), 안내부(500) 및 배수관(600)을 포함하여 이루어진다.

상기 배터리박스(100)는 철도차량용 배터리(미도시, 이하 줄여서 '배터리'라고 한다)가 내부에 수용될 수 있도록 내부가 빈 직육면체의 박스 형태로 구비되고, 그 일측면에는 개구부(110)를 갖는다.

이 배터리박스(100)는 커버프레임(200)에 결합되어 철도차량 하부지지틀(US)의 사이드프레임(SF) 상측에 설치된다. 즉, 상기 개구부(110)가 철도차량에서 외측 방향으로 향하도록 철도차량의 내부에 함입된 형태로 설치되는 것이다.

상기 배터리박스(100)는 일측면의 개구부(110)를 제외하고는 가스나 물이 통과하지 않도록 밀폐되도록 제작 구비된다.

상기 커버프레임(200)은 배터리박스(100)의 개구부(110)에 대응되는 개방구(210)가 형성된 일체의 프레임 형상으로 구비되어 배터리박스(100)의 일측부와 결합되고, 사이드프레임(SF)의 상면에 용접 등의 방식을 통해 견고하게 고정된다.

이처럼 상기 커버프레임(200)과 배터리박스(100)가 사이드프레임(SF)의 한 부분을 이루는 것과 같이 설치됨으로써, 철도차량의 측면에 설치되더라도 철도차량의 구조강도가 저하되지 않는다.

상기 도어부(300)는 커버프레임(200)의 개방구(210)를 선택적으로 개폐할 수 있도록 플레이트 형상으로 한 쌍이 구비되며, 피아노 힌지(330)를 통해 개구부(110)의 양단부에 각각 회동되게 설치된다.

그리고 상기 도어부(300)에는 도어부(300)가 닫힌 상태, 즉 개방구(210)를 폐쇄한 상태로 커버프레임(200)에 고정될 수 있도록 고정부(340)가 구비된다. 이를 위해, 상기 고정부(340)는 도 2에 도시된 바와 같이, 조작손잡이(341), 한 쌍의 연 결링크(342) 및 한 쌍의 승강막대(343)를 포함한다.

상기 조작손잡이(341)는 작업자가 파지한 후 회전시킴으로써 연결링크(342)를 이송할 수 있게 구비되고, 상기 연결링크(342)는 조작손잡이(341)의 회전운동을 승강운동으로 변환하며, 상기 승강막대(343)는 연결링크(342)에 연결되어 조작손잡이(341)의 회전에 따라 승강한다.

한 쌍의 승강막대(343) 중에서 하측의 승강막대(343)를 기준으로, 승강막대(343)가 하강하면 커버프레임(200)에 형성된 고정홈(220)에 삽입되면서 도어부(300)가 전방으로 개방되지 못하게 그 위가 고정되고, 승강막대(343)가 상승하면 고정홈(220)에서 이탈되면서 도어부(300)가 전방으로 개방될 수 있는 상태가 된다.

따라서 작업자는 하측의 승강막대(343)는 상승, 상측의 승강막대(343)는 하강하도록 조작손잡이(341)를 회전시킨 후, 도어부(300)를 전방으로 당겨 개방구(210)를 개방할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 고정부(340)는 조작손잡이(343), 연결링크(342) 및 승강막대(343)로 구현되었으나, 그 구현방식이 이에 한정되는 것은 아니며, 도어부(300)를 선택적으로 커버프레임(200)에 고정할 수 있는 구조라면 제한 없이 적용될 수 있다.

한편, 상기 도어부(300)에는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 배기홀(310) 및 복수의 배기홀커버(320)가 구비된다.

상기 배기홀(310)은 배터리박스(100) 내부의 배터리에서 수소가스가 발생할 수 있는데, 이 수소가스를 신속하게 외부로 배출할 수 있도록 구비되는 것이며, 상 기 배기홀커버(320)는 이러한 배기홀(310)을 통해 빗물이나 먼지 등의 이물질이 내부로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다.

이렇게 이물질의 유입을 효율적으로 차단하기 위해 상기 배기홀커버(320)는 배기홀(310)의 상측 외주부를 따라 외측 방향으로 돌출되어 배기홀(310)의 상측을 덮도록 구비된다. 그러나 상기 배기홀커버(320)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 철망 등의 형태로 구현될 수도 있다.

상기 장착부(400)는 배터리가 장착되는 곳이며, 커버프레임(200)의 개방구(210)를 통해 배터리박스(100)의 내부 또는 외부로 인출ㆍ입되게 구비된다. 이를 위해, 상기 장착부(400)는 안내부(500)에 의해 지지 안내된다.

그리고 상기 장착부(400)에는 배터리의 전극에 연결되는 단자부(미도시)가 구비되며, 배터리의 전극에 연결된 전선이 수용되며 접철식으로 이루어져 장착부(400)의 인출 또는 인입에 대응되게 형상이 변형될 수 있는 케이블체인(410)이 구비된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 설명하지는 않았으나, 이 장착부(400)가 배터리박스(100)의 내부에 위치된 상태로 고정되도록 그 위치를 고정하는 별도의 고정장치가 더 구비될 수도 있다.

상기 안내부(500)는 장착부(400)의 양단을 지지하고 그 인출과 인입을 안내하도록 배터리박스(100)의 내면에 설치된다. 이러한 역할을 수행하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 안내부(500)는 배터리박스(100)의 양측 내면에 각각 고정 설치되는 한 쌍의 안내바(510) 및 장착부(400)의 양측면에 고정되어 안내바(510)의 상면에 접촉 회전되는 복수의 롤러(520)를 포함하여 이루어진다.

상기 장착부(400)가 인출 또는 인입될 때에는 상기 롤러(520)가 안내바(510)에 접촉된 상태로 회전되면서 장착부(400)가 용이하게 인출ㆍ입될 수 있도록 한다. 이러한 안내바(510) 및 롤러(520)의 구성에 의한 안내 작용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이므로 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 배수관(600)은 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리박스(100)의 바닥면(100')에 형성된 배수홀(120)과 연통되고 철도차량 하부지지틀(US)의 언더프레임(UF)을 관통하여 하측으로 설치됨으로써 배터리박스(100) 내부의 물을 신속하게 배출한다.

보다 효율적인 물의 배출을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배터리박스(100)의 바닥면(100')은 개구부(110) 측으로 갈수록 낮아지도록 경사지게 구비되고, 배수홀(120)은 개구부(110)에 인접된 위치에 한 쌍이 형성된다.

따라서 배터리에서 생성되거나 배터리박스(100) 내부로 유입된 물은 경사진 바닥면(100')을 따라 개구부(110) 측으로 모이게 되고, 이러한 물은 개구부(110)에 인접되게 구비된 배수홀(120) 및 배수관(600)을 통해 신속하게 배출된다.

한편, 상기 배수관(600)은 언더프레임(UF)을 하측으로 관통하여 설치되므로, 배터리에서 생성된 수소가스가 배수관(600)을 통해 배출되더라도 배출된 수소가스가 객실로 유입될 위험이 없이 하측 방향으로 안전하게 배출된다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 배터리 보관장치의 동작 및 사용 상태를 구체적으로 설명한다.

먼저, 배터리를 철도차량용 배터리 보관장치에 수용하기 위해서는 조작손잡이(341)를 회전시켜 도어부(300)의 고정을 해제한 후 도어부(300)를 전방측으로 개방한다.

상기 도어부(300)의 고정 해제 과정을 구체적으로 설명하면, 조작손잡이(341)를 회전시키면 연결링크(342)가 그 회전 운동을 승강 운동으로 변환하고, 연결링크(342)에 연결된 승강막대(343)가 승강하면서 커버프레임(200)의 고정홈(220)에서 이탈되어 고정이 해제된다.

다음, 장착부(400)를 당겨 도 5에 도시된 바와 같이 개방된 개방구(210)를 통해 외부로 인출한다. 이때, 안내부(500)가 장착부(400)를 안정적으로 지지하면서 그 인출을 안내한다. 여기서 장착부(400)에 대한 별도의 고정장치가 구비되는 경우에는 장착부(400)를 인출하기 전에 그 고정을 먼저 해제한다.

그리고 이렇게 인출된 장착부(400)에 배터리를 장착하고, 장착부(400)를 배터리박스(100) 내부로 밀어 넣는다. 그 후, 마찬가지로 장착부(400)에 대한 별도의 고정장치가 구비되는 경우에는 장착부(400)를 배터리박스(100)에 고정한다.

그 다음, 도어부(300)를 닫아 개방구(210)를 폐쇄하고 조작손잡이(341)를 회전시켜 철도차량의 운행 중에 도어부(300)가 열리지 않도록 도어부(300)를 커버프레임(200)에 고정한다.

이렇게 배터리가 장착부(400)에 장착된 상태로 안내부(500)에 의해 안내되어 개방구(210)로 인출ㆍ입될 수 있게 구비되므로, 작업자가 배터리 교체 등과 같은 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

한편, 철도차량의 운행 중에 배터리에서 수소가스가 발생할 경우, 그 수소가스는 도어부(300)의 배기홀(310)을 통해 신속하게 배출되고, 이 배기홀(310)을 통한 빗물이나 먼지 등의 이물질 유입은 배기홀커버(320)에 의해 차단된다.

그리고 배터리에서 물이 발생하거나 빗물 등이 배터리박스(100) 내부에 유입된 경우, 그 내부의 물은 개방구(210) 측으로 경사진 배터리박스(100)의 바닥면(100')을 따라 개방구(210) 측으로 모이게 되고, 이 물은 개방구(210) 측에 형성된 배수홀(120) 및 배수관(600)을 통해 신속하게 언더프레임(UF)의 하측으로 배출된다.

또 한편, 배터리박스(100) 내부의 수소가스가 배수관(600)을 통해 배출되더라도 배수관(600)이 언더프레임(UF)을 하측으로 관통하게 구비되어 언더프레임(UF) 하측으로 안전하게 배출되므로 객실 내부로 유입될 위험이 없어 안전하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량용 배터리 보관장치는, 일체의 프레임 형상으로 구비되어 사이드프레임(SF) 상측에 견고하게 고정되는 커버프레임(200) 및 배터리박스(100)로써 철도차량의 구조강도를 저하시키지 않으면서 상상에 배터리가 보관될 수 있는 공간을 제공할 수 있고, 언더프레임(UF)을 하측으로 관통하게 배수관(600)이 설치되며 도어부(300)에 배기홀(310) 및 배기홀커버(320)가 구비되어 빗물 등의 이물질의 유입을 최소화하면서도 내부의 수소가스와 물을 신속하고 안전하게 배출할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 배터리 보관장치가 설치된 철도차량의 외측면을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 배터리 보관장치의 정면도,

도 3은 도 2에 도시한 A-A의 단면을 배터리박스와 커버프레임이 분리된 상태로 도시한 단면도,

도 4는 도 2에 도시한 B-B의 단면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철도차량용 배터리 보관장치에 있어서, 장착부가 개방구를 통해 인출된 상태를 함께 도시한 단면도이다.

＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊

100 : 배터리박스 100' : 배터리박스의 바닥면

110 : 개구부 120 : 배수홀

200 : 커버프레임 210 : 개방구

220 : 고정홈 300 : 도어부

310 : 배기홀 320 : 배기홀커버

330 : 피아노 힌지 340 : 고정부

341 : 조작손잡이 342 : 연결링크

343 : 승강막대 400 : 장착부

410 : 케이블체인 500 : 안내부

510 : 안내바 520 : 롤러

600 : 배수관 US : 하부지지틀

SF : 사이드프레임 UF : 언더프레임

Claims (5)

1. 일측으로 개방된 개구부를 가지며, 철도차량용 배터리를 내부에 수용하고, 철도차량 하부지지틀의 사이드프레임 상측에 설치되는 배터리박스;

   상기 개구부에 대응되는 개방구가 형성된 프레임 형상으로 구비되어 상기 배터리박스와 결합되고, 상기 사이드프레임의 상면에 고정되는 커버프레임;

   상기 개방구를 선택적으로 개폐할 수 있도록 상기 커버프레임에 설치되는 도어부;

   상기 철도차량용 배터리가 장착되고 상기 개방구를 통해 상기 배터리박스의 내ㆍ외부로 인출ㆍ입되는 장착부;

   상기 장착부를 지지하고 그 인출ㆍ입을 안내하도록 상기 배터리박스의 내면에 설치되는 안내부; 및

   상기 배터리박스의 바닥면에 형성된 배수홀과 연통되고 상기 하부지지틀의 언더프레임을 하측으로 관통하여 설치되는 배수관;

   을 포함하는 철도차량용 배터리 보관장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 배터리박스의 바닥면은 상기 개구부 측으로 갈수록 낮아지도록 경사지게 구비되고, 상기 배수홀은 상기 개구부에 인접되게 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 배터리 보관장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 도어부는,

   복수의 배기홀; 및

   상기 복수의 배기홀의 상측 외주부를 따라 외측 방향으로 돌출되어 상기 복수의 배기홀의 상측을 각각 덮는 배기홀커버;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 배터리 보관장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도어부는,

   그 일단부가 피아노 힌지를 통해 상기 개구부의 대응되는 단부에 연결되어 그 회동에 따라 상기 개구부가 개폐되도록 구비되고,

   상기 도어부를 상기 개구부를 폐쇄한 상태로 고정하는 고정부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 배터리 보관장치.

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