KR20160048833A - 철도 차량에 보조 공기를 공급하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

철도 차량에 보조 공기를 공급하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 공압 브레이크 시스템을 위한 압축 공기를 생성하기 위한 메인 컴프레서(1) 및 전기 에너지를 공급하기 위한 차량 배터리(6)를 포함하는, 철도 차량을 위한 압축 공기 공급 장치에 관한 것이다. 팬터그래프(5)를 위한 조정 구동기로서의 적어도 하나의 공압 액추에이터(4)를 작동시키기 위해, 부가적인 보조 공기를 공급하기 위한 압축 공기 생성 수단이 제공된다. 보조 공기를 공급하기 위한 상기 압축 공기 생성 수단은, 차량 배터리(6)에 의해 제공되는 전기 구동 에너지로부터 낮은 회전속도로 철도 차량의 전기 모터 구동형 메인 컴프레서(1)를 작동시키기 위한, 전기 주파수 변환기(7)를 포함한다. 보조 라인(9)이, 액추에이터(4)의 보조 공기 공급을 위한 보조 공기를 분기시키기 위해, 메인 컴프레서(1)와 연결되는 압축 공기 라인(8)에 연결된다.

Description

철도 차량에 보조 공기를 공급하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SUPPLYING AUXILIARY AIR TO A RAIL VEHICLE}
본 발명은, 공압 브레이크 시스템을 위한 압축 공기를 생성하기 위한 메인 컴프레서 및 전기 에너지를 공급하기 위한 차량 배터리를 포함하는, 철도 차량의 압축 공기 공급 장치에 관한 것이며, 팬터그래프(pantograph)를 위한 조정 구동기(adjusting drive)로서의 적어도 하나의 공압 액추에이터를 작동시키기 위해 부가적인 보조 공기를 공급하기 위한 압축 공기 생성 수단이 제공된다. 그 밖에도, 본 발명은 상기 압축 공기 공급 장치를 작동시키기 위한 방법 및 상기 압축 공기 공급 장치가 장착된 철도 차량에 관한 것이다.
본 발명의 적용 분야는 철도 차량으로 확장된다. 집전을 위한 팬터그래프가 장착되는 철도 차량은, 조정 구동기에 의해 팬터그래프를 수축 위치와 신장 위치 사이에서 이동시키기 위해 보조 에너지를 필요로 한다. 이 경우에 관련되는 유형의 조정 구동기들로서, 예컨대 압축 공기의 형태로 보조 에너지를 공급받게 되는 압력 매체 실린더들의 형태인 공압 액추에이터들이 이용된다.
일반적으로 공지된 종래 기술에 따르면, 철도 차량의 차량 배터리를 통해 전기 에너지를 공급받는, 분리된 보조 공기 컴프레서가, 보조 공기 공급을 위해, 팬터그래프 등의 조정 구동기를 위한 공압 에너지를 공급하기 위한 보조 공기 공급 시스템의 일부로서, 이용된다. 차량 배터리의 전기 에너지는, 비교적 작은 크기의 보조 공기 컴프레서를 전기 모터로 구동하기에 충분하며, 따라서 보조 공기 공급을 위한 충분한 압축 공기가 생성될 수 있도록 한다.
그러나 상기 보조 공기 공급 시스템은, 통상 1주일 단위의 주기로 적은 이용에도 불구하고 매우 높은 장치 관련 기술적 노력 및 유지보수 비용을 야기한다.
그러므로 본 발명의 과제는, 간단한 기술적 노력 및 적은 유지보수 비용에 의해 차별되는, 부가적인 보조 공기 공급을 위한 압축 공기 생성 수단을 갖는 압축 공기 공급 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항의 전제부에 따른 압축 공기 공급 장치를 기반으로 청구항 제 1항의 특징부의 특징들과 결부되어 달성된다. 방법과 관련하여 상기 과제는, 청구항 제 7항을 통해 해결된다. 각각 재귀적으로 참조되는 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 개선예들을 제공한다.
본 발명은, 보조 공기 공급을 위한 압축 공기 생성 수단이, 차량 배터리에 의해 제공되는 전기 구동 에너지에 의해, 낮은 회전속도로 철도 차량의 전기 모터 구동형 메인 컴프레서를 구동하기 위한 전기 주파수 변환기를 포함하고, 보조 라인이, 보조 공기 회로의 액추에이터의 보조 공기 공급을 위한 보조 공기를 분기시키게 위해, 메인 컴프레서와 연결되는 압축 공기 라인에 연결된다는 기술적 교시를 포함한다.
본 발명의 이점은 특히, 보조 공기 컴프레서 그리고 보조 공기 컴프레서의 전기적 연결부 및 공압적 연결부와 같은, 보조 공기 공급 장치의 부가적인 구성요소들이 생략될 수 있다는 점에 있다. 부가적으로, 본 발명에 따른 해결책은 콤팩트한 구조를 특징으로 하기 때문에, 상응하는 공간이 절약될 수 있다. 그 이유는, 본 발명에 따른 해결책의 경우, 단지 부가적인 전기 주파수 변환기만이, 메인 컴프레서의 구동기에 전기적으로 연결되는, 철도 차량의 전기 장비에 함께 통합되기만 하면 되기 때문이다. 컴프레서의 압축 공기 라인으로부터 분기되는 보조 라인은 또한, 적은 장착 비용으로 설치되어, 팬터그래프를 이동시키기 위한 공압 액추에이터의 제어 밸브를 위한 조정 구동기로서 이용된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 철도 차량의 메인 컴프레서의 하류에 흡수 공기 건조기 또는 또 다른 적합한 공기 건조기가 연결되며, 이 공기 건조기의 배출 측 압축 공기 라인에서 보조 공기 회로를 연결하기 위한 보조 라인이 분기된다. 압축 공기 라인은 바람직하게, 하류의 저장 압력 탱크 내로 연통된다. 압축 공기 라인의 이러한 특별한 위치에서, 보조 공기의 효율적인 추출이 수행될 수 있다.
추가로, 공기 건조기와 저장 압력 탱크 사이의 영역에서 압축 공기 라인 내에 최소 압력 밸브가 배치될 수 있다. 이때, 최소 압력 밸브는, 공기 건조기 쪽으로 지향되는 차단 방향을 보유하도록 설치되어야 하며, 그리고 보조 라인은, 특정 실시예에서, 압축 공기 라인의 흡수 공기 건조기와 최소 압력 밸브 사이의 영역에서 분기된다. 이는, 보조 공기 공급이 보장될 수 있도록 하며, 그리고 저장 압력 탱크의 충전은, 4bar 초과인, 바람직하게 8bar 부터인, 설정 최소 압력을 초과할 때에만 일어난다.
본 발명을 개선하는 다른 조치들은 종속 청구항들에 명시되거나, 또는 바람직한 실시예에 대한 도면들을 참조하여 이하에 더 상세하게 설명된다.
도 1은, 부가적인 보조 공기 공급 수단을 갖는, 철도 차량에 통합된 압축 공기 공급 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 메인 컴프레서의 압축 공기 라인으로부터의 보조 공기 추출을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1에 따르면, 메인 컴프레서(1)가, 추가로 도시되지 않은 철도 차량의 공압 브레이크 시스템을 위한 압축 공기의 생성을 위해, 이용된다. 메인 컴프레서(1)는, 제1 전기 커넥터(I)를 통해 전기 에너지를 공급받게 되며 그리고 전기 모터에 의해 구동된다. 메인 컴프레서(1)에 의해 생성되는 압축 공기는 흡수 공기 건조기(2)를 통과하며, 이 흡수 공기 건조기의 하류에 저장 압력 탱크(3)가 연결된다. 저장 압력 탱크(3)로부터, 철도 차량의 공압 브레이크 시스템으로의 압축 공기의 공급이 수행된다.
부가적으로, 팬터그래프(5)를 위한 조정 구동기로서의 공압 액추에이터(4)를 작동시키기 위해 부가적인 보조 공기를 공급하기 위한 압축 공기 생성 수단이 제공된다. 이를 위해, 차량 배터리(6)로부터 전기 에너지가 추출되며, 이 전기 에너지는, 차량 배터리(6)로부터 제2 전기 커넥터(II)를 경유하여 제공되는 전기 에너지에 의해 낮은 회전속도로 철도 차량의 전기 모터 구동형 메인 컴프레서(1)를 구동하기 위해, 전기 주파수 변환기(7)를 경유하여 공급된다. 이는, 메인 컴프레서(1)를, 상대적으로 더 낮지만, 보조 공기 공급을 위해 충분한 이송 출력으로 구동하며, 그리고 이송된 압축 공기는 흡수 공기 건조기(2)를 통과한 후에 배출 측 압축 공기 라인(8) 내로 안내된다. 이 압축 공기 라인으로부터, 보조 라인(9)이, 액추에이터(4)의 보조 공기 공급을 위한 보조 공기를 전달하기 위해, 분기된다.
도 2에 따르면, 압축 공기 라인(8) 내에서 흡수 공기 건조기(2)와 저장 압력 탱크(3) 사이의 영역에, 흡수 공기 건조기(2) 쪽으로 지향되는 차단 방향을 갖는 최소 압력 밸브(10)가 배치된다. 보조 라인(9)은, 저장 압력 탱크(3) 내에 위치하는 압축 공기에 의한 보조 공기 공급의 가압을 방지하기 위해, 흡수 공기 건조기(2)와 최소 압력 밸브(10) 사이의 영역에서 압축 공기 라인(8)으로부터 분기된다.
흡수 공기 건조기(2)는, 본 실시예의 경우, 2-챔버 건조기 유형의 방식으로 형성되며 그리고 그에 상응하게 2개의 건조 탱크(11a 및 11b)를 포함하며, 이러한 건조 탱크들은 일반적으로 공지된 방식으로 건조 국면(drying phase)과 재생 국면(regeneration phase)에서 교호적으로 작동할 수 있다. 이를 위해, 밸브들(12a 및 12b)에 의한 전환이 수행된다.
1: 메인 컴프레서 2: 흡수 공기 건조기
3: 저장 압력 탱크 4: 액추에이터
5: 팬터그래프 6: 차량 배터리
7: 주파수 변환기 8: 압축 공기 라인
9: 보조 라인 10: 최소 압력 밸브
11: 건조 탱크 12: 밸브

Claims (8)

  1. 공압 브레이크 시스템을 위한 압축 공기를 생성하기 위한 메인 컴프레서(1) 및 전기 에너지를 공급하기 위한 차량 배터리(6)를 포함하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치로서, 팬터그래프(5)를 위한 조정 구동기로서의 적어도 하나의 공압 액추에이터(4)를 작동시키기 위해, 부가적인 보조 공기를 공급하기 위한 압축 공기 생성 수단이 제공되는 것인, 철도 차량의 압축 공기 공급 장치에 있어서,
    보조 공기 공급을 위한 상기 압축 공기 생성 수단은, 상기 차량 배터리(6)에 의해 제공되는 전기 구동 에너지로부터 낮은 회전속도로 철도 차량의 전기 모터 구동형 메인 컴프레서(1)를 작동시키기 위한, 전기 주파수 변환기(7)를 포함하며, 보조 라인(9)이, 상기 액추에이터(4)의 보조 공기 공급을 위한 보조 공기를 분기시키기 위해, 상기 메인 컴프레서(1)와 연결되는 압축 공기 라인(8)에 연결되는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 컴프레서(1)의 하류에 흡수 공기 건조기(2)가 연결되며, 이 흡수 공기 건조기의 배출 측 압축 공기 라인(8)에서 보조 공기 회로의 연결을 위한 상기 보조 라인(9)이 분기되는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압축 공기 라인(8)은, 저장 압력 탱크(3) 내로 연통되는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 압축 공기 라인(8) 내의 상기 흡수 공기 건조기(2)와 상기 저장 압력 탱크(3) 사이의 영역에 상기 흡수 공기 건조기(2) 쪽으로 지향되는 차단 방향을 갖는 최소 압력 밸브(10)가 배치되며, 상기 보조 라인(9)은 상기 흡수 공기 건조기(2)와 상기 최소 압력 밸브(10) 사이의 영역에서 상기 압축 공기 라인(8)으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 최소 압력 밸브(10)는, 4bar의 압력을 초과할 때, 바람직하게 8bar부터 개방되는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 흡수 공기 건조기(2)는 2-챔버 건조기 유형의 방식으로 형성되며 그리고 2개의 건조 탱크(11a, 11b)를 포함하며, 이러한 건조 탱크들은 건조 국면과 재생 국면에서 교호적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량의 압축 공기 공급 장치.
  7. 공압 브레이크 시스템을 위한 압축 공기를 생성하는 메인 컴프레서(1) 및 전기 에너지를 공급하기 위한 차량 배터리(6), 그리고 보조 공기를 공급받게 되는 팬터그래프(5)를 위한 조정 구동기로서의 부가적인 적어도 하나의 공압 액추에이터(4)를 포함하는, 압축 공기 공급 장치를 작동시키기 위한 방법으로서,
    보조 공기 공급을 위해, 철도 차량의 전기 모터 구동형 메인 컴프레서(1)는 상기 차량 배터리(6)로부터 전기 주파수 변환기(7)를 경유하여 공급되는 전기 구동 에너지에 의해 낮은 회전속도로 작동하게 되며, 상기 보조 공기는 상기 메인 컴프레서(1)에 연결되는 압축 공기 라인(8)에서 보조 라인(9)을 통해 분기되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 공급 장치 작동 방법.
  8. 적어도 하나의 팬터그래프(5)를 갖는 철도 차량으로서, 팬터그래프의 조정 구동기가, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 압축 공기 공급 장치로부터 압축 공기를 공급받는, 적어도 하나의 공압 액추에이터(4)로 형성되는 것인, 철도 차량.
KR1020167006877A 2013-08-30 2014-08-28 철도 차량에 보조 공기를 공급하기 위한 방법 및 장치 KR102277433B1 (ko)

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