KR20160093668A

KR20160093668A - 컴프레서 시스템, 그리고 철도 차량의 작동 상태에 따른 컴프레서 시스템의 작동 방법

Info

Publication number: KR20160093668A
Application number: KR1020167017545A
Authority: KR
Inventors: 게르트 아쓰만; 토마스 키프; 토마스 메르켈; 카를 헤링; 로베르트 프랑크; 클라우스 뮐레르
Original assignee: 크노르-브렘제 시스테메 퓌어 쉬에넨파쩨우게 게엠베하
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-08-08
Also published as: DE102013113555A1; CN105934583B; CN105934583A; HK1223140A1; JP6293281B2; CA2932637C; CA2932637A1; KR102290941B1; AU2014359379A1; JP2016540925A; US10207695B2; EP3077671B1; US20160311420A1; EP3077671A1; RU2638231C1; WO2015082430A1; AU2014359379B2

Abstract

본 발명은 철도 차량을 위한 컴프레서 시스템에 관한 것이며, 상기 컴프레서 시스템은 전기 기기(1)에 의해 구동 샤프트(2)를 통해 구동되면서 적어도 하나의 압축 공기 탱크(4)를 위한 압축 공기를 생성하기 위한 컴프레서(3)를 포함하고, 전기 기기(1)는, 적어도 간접적으로, 전기 기기(1)를 작동시키기 위한 제어 장치(5)를 통해, 최대 회전속도(m)와 최소 회전속도(i) 사이에 위치하는 적어도 하나의 정격 회전속도(n)로 제어될 수 있으며, 컴프레서(3)의 하류에 배치되는 압축 공기 이송 라인(6) 내에는 추가로 제어 장치(5)를 위한 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(7)가 배치된다. 본 발명에 따라서, 전기 기기(1)의 회전속도를 지속적으로 조절하기 위한 최종 제어 부재(8)는 전기 공급 장치(15)와 전기 기기(1) 사이에 배치되며, 최종 제어 부재(8)의 제어는 제어 장치(5)를 통해 수행된다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 컴프레서 시스템을 제어하기 위한 방법에도 관한 것이며, 컴프레서(3)는 철도 차량의 작동 상태에 따라서 최대 회전속도(m)와 최소 회전속도(i) 사이에서 각각의 중간 값을 취하면서 가변하는 회전속도로 작동된다.

Description

컴프레서 시스템, 그리고 철도 차량의 작동 상태에 따른 컴프레서 시스템의 작동 방법{COMPRESSOR SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING THE COMPRESSOR SYSTEM IN DEPENDENCE ON THE OPERATING STATE OF THE RAIL VEHICLE}

본 발명은 철도 차량을 위한 컴프레서 시스템에 관한 것이며, 상기 컴프레서 시스템은 전기 기기(electrical machine)에 의해 구동 샤프트를 통해 구동되면서 적어도 하나의 압축 공기 탱크를 위한 압축 공기를 생성하기 위한 컴프레서를 포함하고, 전기 기기는, 적어도 간접적으로, 전기 기기를 작동시키기 위한 제어 장치를 통해, 최대 회전속도와 최소 회전속도 사이에 위치하는 적어도 하나의 정격 회전속도로 제어될 수 있으며, 컴프레서의 하류에 배치되는 압축 공기 이송 라인 내에는 추가로 제어 장치를 위한 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 압력 센서가 배치된다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 컴프레서 시스템을 제어하기 위한 방법에도 관한 것이다.

철도 차량에서 컴프레서에 대해, 예컨대 높은 공급 전력, 충분한 활성화 기간, 적은 소리 방출, 낮은 에너지 소모량, 작은 장착 공간 그리고 낮은 구입 및 수명 주기 비용과 같은 부분적으로 상반되는 다양한 요건들이 설정된다. 이 경우, 철도 차량의 각각의 작동 상태에 따라서 컴프레서에 대해 매우 상이한 요건 프로파일(requirement profile)이 존재한다. 컴프레서의 설계 시 전형적으로 제기되는 문제는 상기 요건들 간에 철도 차량의 모든 작동 상태에서 수용할 수 있는 최상의 절충안을 찾는 것에 있다. 일반적으로 철도 차량에서는 전기로 구동되는 컴프레서들이 이용된다. 이런 컴프레서는 활성화/비활성화 모드 중에 하한의 작동 압력(cut-in pressure)과 상한의 차단 압력(cut-off pressure) 사이에서 일정한 회전속도, 이른바 정격 회전속도로 작동된다. 컴프레서는, 사전 설정된 충전 시간이 달성되고 작동 중 최소 활성화 기간이 하회되지 않도록 치수 설계된다.

일반적으로 공지된 종래 기술에 따르면, 컴프레서의 작동은 철도 차량의 상이한 작동 상태들 간에 구별되지 않는 것으로 확인된다. 이 경우, 냉각 시스템의 팬(fan)은 컴프레서와 동일한 작동 체계의 제어를 받는데, 그 이유는 팬이 대개 직접적으로 컴프레서에 의해 함께 구동되기 때문이다.

컴프레서는 충전 단계 동안 정격 회전속도에서 작동된다. 정격 회전속도는, 컴프레서가 연속 작동 모드로 작동될 수 있도록 선택된다. 또한, 컴프레서의 장착 크기는, 구간 작동 모드 중에 최소 활성화 기간이 하회되지 않고 최대 충전 시간은 초과되지 않도록 선택된다. 구간 작동 모드 중에 컴프레서는 간헐적으로 작동된다. 이 경우, 컴프레서는, 압축 공기 탱크 내의 압력이 작동 압력으로 감소될 때 작동 개시된다. 압축 공기 탱크 내에서 차단 압력에 도달하면, 곧바로 컴프레서는 정격 회전속도로 작동된다. 차단 압력에 도달할 때, 컴프레서는 비활성화되며, 그리고 다시 작동 압력까지로 압력 감소 후에 비로소 작동 개시된다. 전기로 구동되는 철도 차량의 경우, 제동 단계 동안 구동 모터는 전기 역학적 브레이크(electrodynamic brake)로서 이용된다. 이 경우, 전력 공급망 내로 그 재공급이 흔히 경제적이지 않거나, 또는 부분적으로 불가능한 전기 에너지가 발생한다. 철도 차량이 기차역에 정차해 있는 스테이션 작동 모드 동안, 컴프레서는 주행 동안과 동일한 방식으로 간헐적으로 작동된다. 우세한 주행 소음이 존재하지 않기 때문에, 컴프레서 및 팬의 소리 방출은 방지되어야 한다. 에어 서스펜션은 기차역에서 승객의 승/하차 동안 증가된 공기 요구량을 나타내기 때문에, 이는 흔히 컴프레서 및 팬의 활성화를 야기하며, 그에 따라 기차역에서 정차하는 동안 의도하지 않은 소리 방출을 야기한다. 그 밖에도, 철도 차량은, 특히 근거리 교통망에서, 보통은 주거 지역의 근처에서, 예컨대 동결을 방지하기 위해, 운행 준비된 상태로 주차된다. 이 경우, 소리 방출은 가능한 한 방지되어야 한다. 누출로 인해서는 압축 공기 탱크 내 압력은 야간에 수회 컴프레서의 하한의 작동 압력에 도달하며, 그럼으로써 재충전이 필요하고 컴프레서는 간헐적으로 정격 회전속도로 작동되게 된다. 이 경우, 또한, 컴프레서의 소리 방출과 더불어, 예컨대 공기 건조기의 불쾌한 공기 배출 소음과 같은 추가 소음들도 발생한다.

그러므로 본 발명의 과제는, 컴프레서 시스템을 작동시키기 위한 에너지가 실질적으로 절약되고 컴프레서 시스템의 소리 방출은 감소되는 정도로, 컴프레서 시스템 및 이 컴프레서 시스템의 작동 방법을 최적화하는 것에 있다.

상기 과제는, 장치 기술 측면에서, 컴프레서 시스템에서 출발하여 청구한 제1항의 특징부의 특징들과 함께 청구항 제1항의 전제부에 따라서 해결된다. 그리고 방법 기술 측면에서, 상기 과제는 청구항 제3항의 특징부의 특징들과 함께 청구항 제3항에 따라서 해결된다. 본 발명의 바람직한 개선예들은 후속하는 종속 청구항들로부터 제시된다.

본 발명에 따라서, 전기 기기의 회전속도를 지속적으로 조절하기 위한 최종 제어 부재(final control element)는 전기 공급 장치와 전기 기기 사이에 배치되며, 최종 제어 부재의 제어는 제어 장치를 통해 수행된다. 달리 말하면, 최종 제어 부재는 전력 흐름에서 전기 기기의 상류에 위치하고, 그에 따라 전기 기기의 상류에 연결된다. 최종 제어 부재는 상이한 회전속도로 전기 기기의 작동을 허용한다. 이를 위해서는 특히 주파수 컨버터, 또는 인버터가 적합하다. 각각의 주파수에 따라서 전기 기기의 회전속도 및 그에 따른 컴프레서의 작동이 적합하게 조정된다.

바람직하게 제어 장치는 냉각 팬을 구비하여 컴프레서의 하류에 배치되는 냉각 유닛을 적어도 간접적으로 제어하며, 냉각 팬의 회전속도는 지속적으로 제어 장치를 통해 설정될 수 있다. 이를 위해, 냉각 유닛 내에는 바람직하게는 최종 제어 부재가 통합된다. 그 대안으로, 최종 제어 부재가 적어도 냉각 유닛의 상류에 연결되는 점도 생각해볼 수 있다.

방법 기술 측면에서, 컴프레서는 철도 차량의 작동 상태에 따라서 최대 회전속도와 최소 회전속도 사이에서 각각의 중간 값을 취하면서 가변하는 회전속도로 작동된다. 냉각 유닛이 직접적으로, 또는 간접적으로도 컴프레서와 연결되어 있지 않은 것을 통해, 냉각 유닛의 별도의 제어와 그에 따른 냉각 팬의 회전속도의 별도의 설정이 수행된다. 바람직한 방식으로, 컴프레서 및 냉각 팬은 전원 차단될 수도 있다. 그 결과, 컴프레서는 비록 작동 중인 상태로 유지되기는 하지만, 그러나 압축 공기량이 이송되지 않거나, 또는 매우 적은 양의 압축 공기량만이 이송된다.

바람직하게 컴프레서는 철도 차량의 충전 모드 중에 최대 회전속도로 작동된다. 최대 회전속도로 컴프레서의 회전속도의 상승은 드물게 발생하면서 시간에 따라 제한되는 충전 모드를 위해서 특히 바람직한데, 그 이유는 이런 점이 충전 시간을 단축하고 그 밖에도 상대적으로 더 작고 더 경량이면서 그에 따라 장착 공간을 절약하는 컴프레서를 이용할 수 있는 가능성을 제공하기 때문이다. 그러므로 컴프레서의 충전 모드 중에는 컴프레서의 최대 출력이 우선시된다. 그에 따라, 최소 충전 시간은, 컴프레서에 의한 최대 체적의 압축 공기의 생성을 통해 달성된다.

특히 바람직하게 컴프레서는 철도 차량의 구간 작동 모드 중에 최소 회전속도를 극미하게 상회하는 가변하는 회전속도로 작동되며, 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내의 공기 압력은 작동 압력보다 극미하게 더 높게 설정된다. 달리 말하면, 압력 센서를 통해 압력 패턴이 모니터링될 수 있으며, 그럼으로써 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내의 공기 압력은 거의 일정하게, 바람직하게는 컴프레서의 작동 압력을 1/10 내지 2/10bar만큼 상회하는 압력으로 설정된다. 각각의 실제 압축 공기 소모량에 따라서, 전기 기기의 회전속도와 그에 따른 컴프레서의 회전속도는, 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내의 공기 압력을 거의 일정하게 유지하기 위해 가변한다. 그러므로 컴프레서의 구간 작동 모드 중에는, 적어도 최소인 회전속도로 컴프레서의 가변 작동을 통해 달성되는 컴프레서의 최대 에너지 절약이 우선시된다. 따라서 단지 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내에서 작동 압력보다 극미하게 더 높은 공기 압력의 설정을 위해 필요한 정도로만 컴프레서의 압축 공기가 생성된다.

그 결과, 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내에서 상대적으로 더 낮은 배압을 통해 에너지 소모량은 감소되고 컴프레서는 상대적으로 더 보호되면서 작동된다는 장점이 달성된다. 또한, 그 결과로, 컴프레서의 상대적으로 더 낮은 작동 온도가 제공되며, 그럼으로써 컴프레서의 냉각은 마찬가지로 상대적으로 더 적어진다. 또한, 냉각 유닛의 냉각 팬은, 달성하고자 하는 온도 범위 이내에서 컴프레서의 유출구에서 압축 공기의 최대한 낮은 온도가 달성되도록 작동된다. 이는, 압축 공기 내에 수액(liquid water)의 비율이 상대적으로 더 높고 수증기의 비율은 상대적으로 더 낮아진다는 장점을 제공한다. 수액은 사전 분리기(pre-separator) 내에서 분리될 수 있고, 그에 반해 수증기는 공기 건조기 내에서 분리된다. 그에 따라, 건조제 내로 수분 유입은 감소되며, 그럼으로써 재생을 위해 요구되는 압축 공기의 비율은 상대적으로 더 적어진다.

본 발명은, 컴프레서가 철도 차량의 제동 모드 중에 정격 회전속도와 최대 회전속도 사이의 회전속도로 작동되고 적어도 하나의 압축 공기 탱크는 적어도 컴프레서의 차단 압력까지 압축 공기를 공급받지만, 기껏해야 최대 초과 압력까지만 압축 공기를 공급받으며, 컴프레서는 빨라도 차단 압력에 도달한 후에, 그러나 늦어도 최대 초과 압력에 도달한 후에는 정격 회전속도와 최소 회전속도 사이의 가변하는 회전속도로 작동된다는 기술적 교시를 포함한다. 달리 말하면, 가용한 전기 에너지는 적어도 하나의 압축 공기 탱크를 완전히 충전하기 위해 이용된다. 그런 다음, 컴프레서의 회전속도는 다시 작동 압력을 상회하는 범위로 조절되며, 그리고 제동 단계의 종료 시점까지 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내에서 앞서 정의된 최대 압력을 유지한다. 이는, 제동 단계에서 전기 에너지를 내부적으로 이용한다는 장점을 제공하면서 에너지 절약을 가능하게 하는데, 그 이유는 전력 공급망 내로 전기 에너지의 재공급은 어느 경우에서든 불가능하기 때문이다. 그러므로 컴프레서의 제동 모드 중에는 컴프레서의 최대 에너지 회수가 우선시된다. 이는, 특히 제동 모드 동안 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내로 압축 공기의 최대 공급을 통해, 그리고 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내에서 최대 초과 압력의 유지를 통해 달성된다.

특히 바람직하게 컴프레서는 제동 모드의 종료 후에 전원 차단되거나, 또는 작동 압력의 도달 시에는 최소 회전속도로 설정된다. 그 결과, 컴프레서는 제동 단계의 종료 시 후속 작동 모드 중에 제동 단계 동안 사용되었던 에너지를 절약한다. 컴프레서의 전원 차단 또는 최소 회전속도의 설정은 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내의 압력이 제어 압력에 도달할 때까지 유지된다.

한 실시예에 따라서, 제어 장치는 스테이션 작동 모드 전에 열차 관리 시스템으로부터 임박해 있는 스테이션 작동 모드에 대한 신호를 수신하며, 컴프레서의 회전 속도는, 최대 초과 압력까지 적어도 하나의 압축 공기 탱크로 압축 공기를 공급하기 위해, 적어도 정격 회전속도로 설정된다. 그에 따라, 기차역에서 정차의 준비를 위해 모든 탱크는 최대 압력으로까지 충전된다. 그런 다음, 압력 레벨은 정지할 때까지 유지된다.

바람직하게 컴프레서는 스테이션 작동 모드 동안 전원 차단되거나, 또는 최소 회전속도로 작동된다. 그에 따라, 정지 중에, 컴프레서는, 적어도 하나의 압축 공기 탱크 내에서 제어 압력에 도달할 때까지, 비활성화되거나, 또는 최소 회전속도로 유지될 수 있다. 그에 따라, 스테이션 작동 모드 동안, 대개, 컴프레서의 작동은 방지될 수 있다. 냉각 팬은, 가능한 컴프레서 내에서, 또는 압축 공기 유출구에서 허용되는 최대 온도가 초과되지 않을 정도로만 전원 차단된 상태로 유지되거나, 또는 그 정도의 속도로만 작동된다. 그 결과, 기차역에서 정차 동안, 컴프레서 및 냉각 팬을 통한 소리 방출은 최소화된다. 또한, 전체 컴프레서 시스템은 장착 공간을 더 절약하는 방식으로 구성될 수 있는데, 그 이유는 방음을 위한 수동적인 조치들의 배제를 위한 가능성이 생략되기 때문이다. 그러므로 컴프레서의 스테이션 작동 모드 중에는 컴프레서 및 냉각 팬의 최소 소리 방출이 우선시된다. 이는 특히 컴프레서 및 냉각 팬의 전원 차단, 또는 최소 회전속도에서 컴프레서 및 냉각 팬의 작동을 통해 달성된다.

바람직한 방식으로, 컴프레서는, 야간대기 모드(Over-Night Standby mode) 중에는, 간헐적으로, 압력이 작동 압력으로 감소한 때의 최소 회전속도와, 차단 압력에 도달한 때의 컴프레서의 전원 차단 사이에서 작동된다. 감소된 회전속도 레벨을 통해, 철도 차량이 운행 준비된 상태로 정지해 있는 동안 소리 방출은 최소화된다. 또한, 냉각 팬 역시도 가능한 컴프레서 내에서, 또는 압축 공기 유출구에서 허용되는 최대 온도가 초과되지 않을 정도로만 비활성화되거나, 또는 그 정도의 속도로만 제어 장치에 의해 작동된다. 그 대안으로, 냉각 유닛은, 야간 시간의 경과 중에 공기 건조기의 재생이 필요하지 않을 정도로 공기 건조기 내로 수증기 유입을 감소시키기 위해 이용될 수 있으며, 그럼으로써 불쾌한 공기 배출 소음은 발생하지 않게 된다.

제어 장치는, 내부적으로 공급되는 철도 차량의 정보를 통해, 철도 차량의 각각의 작동 상태에 따라서, 컴프레서 시스템을 작동시키기 위한 에너지가 절약되고 컴프레서 시스템의 소리 방출은 감소되는 방식으로 작동된다.

본 발명을 개량하는 추가 조치들은 하기에서 본 발명의 바람직한 실시예들의 기재내용과 함께 도면들에 따라서 더 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 컴프레서 시스템을 도시한 블록회로도이다.
도 2는 2개의 연계된 그래프이며, 상부 그래프에는 컴프레서의 회전속도가 시간에 걸쳐 도시되어 있고, 하부 그래프에는 컴프레서의 압력이 시간에 걸쳐 도시되어 있다.

도 1에 따라서, 철도 차량을 위한 컴프레서 시스템은 전기 기기(1)를 포함하며, 이 전기 기기는 구동 샤프트(2)를 통해 압축 공기를 생성하기 위한 컴프레서(3)를 구동한다. 컴프레서(3)에 의해 생성되는 압축 공기는 압축 공기 이송 라인(6)을 통해 냉각 팬(14)을 포함하는 냉각 유닛(9)으로 안내된다. 냉각 유닛(9)의 하류에서 압축 공기 이송 라인(6) 내에는 압력 센서(7) 및 온도 센서(13b)가 배치된다. 또한, 압축 공기 이송 라인(6)은 사전 분리기(11) 내로 통해 있고, 이 사전 분리기의 하류에는 공기 처리 시스템(12)이 연결된다. 그런 다음, 건조되고 입자가 제거된 압축 공기는 압축 공기 탱크(4) 내로 공급된다. 컴프레서(3) 상에 배치되는 온도 센서(13a)뿐만 아니라, 온도 센서(13b) 및 압력 센서(7)는 모두 제어 장치(5)로 측정된 온도 및 측정된 압력을 전송한다. 또한, 제어 장치(5)는 열차 관리 시스템(10)으로부터도 신호들을 수신한다. 그 밖에도, 제어 장치(5)는, 냉각 유닛(9)의 회전속도를 제어하기 위해서뿐만 아니라 최종 제어 부재(8)로 신호들을 전도하기 위해서도 적합하다. 주파수 컨버터로서 형성되는 최종 제어 부재(8)는 전기 기기(1)의 회전속도와 그에 따른 컴프레서(3)의 회전속도를 설정한다. 이 경우, 전기 기기(1)의 회전속도를 지속적으로 조절하기 위한 최종 제어 부재(8)는 전기 공급 장치(15)와 전기 기기(1) 사이에 배치된다.

도 2에 따라서는, 컴프레서(3)의 회전속도를 통해 압축 공기 탱크(4) 내의 공기 압력이 설정될 수 있음을 확인할 수 있다. 상부 그래프에는, 시간에 걸친 회전속도의 특성곡선이 도시되어 있고, 하부 그래프에는, 시간에 걸친 압축 공기 탱크(4) 내의 공기 압력의 특성 곡선이 도시되어 있다. 컴프레서(3)는, 철도 차량의 충전 모드(A) 중에, 압축 공기 탱크(4) 내의 공기 압력이 차단 압력(a)에 도달할 때까지, 최대 회전속도(m)로 작동된다. 그에 후속하는 철도 차량의 구간 작동 모드(N) 중에 컴프레서(3)는 최소 회전속도(i)를 극미하게 상회하는 가변하는 회전속도로 작동되며, 압축 공기 탱크(4) 내의 공기 압력은 작동 압력(e)보다 극미하게 더 높게 설정된다.

철도 차량의 제동 모드(B) 중에 컴프레서(3)는 정격 회전속도(n)로 작동되고, 압축 공기 탱크(4)는 최대 초과 압력(x)까지 압축 공기를 공급받으며, 컴프레서(3)는 최대 초과 압력(x)에 도달한 후에 정격 회전속도(n)와 최소 회전속도(i) 사이에서 최소 회전속도(i)를 극미하게 상회하는 가변하는 회전속도로 작동된다. 컴프레서(3)는 제동 모드(B)의 종료 후에 전원 차단되며, 그리고 작동 압력(e)에 도달할 때 비로소 최소 회전속도(i)로 설정된다. 그에 따라, 철도 차량은 다시 구간 작동 모드(N)에 위치한다.

스테이션 작동 모드(S) 전에, 제어 장치(5)는 열차 관리 시스템(10)으로부터 임박해 있는 스테이션 작동 모드(S)에 대한 신호를 수신하며, 컴프레서(3)의 회전속도는, 최대 초과 압력(x)까지 적어도 하나의 압축 공기 탱크(4)에 압축 공기를 공급하기 위해, 최대 회전속도(m)로 설정된다. 스테이션 작동 모드(S) 동안 컴프레서(3)는 전원 차단된다. 작동 압력(e)에 도달할 때 컴프레서(3)는 최소 회전속도(i)로 설정된다. 철도 차량은 스테이션 작동 모드(S) 후에 다시 구간 작동 모드(N)에 위치한다. 야간대기 모드(O) 중에 컴프레서(3)는, 간헐적으로, 압력이 작동 압력(e)으로 감소한 때의 최소 회전속도(i)와, 차단 압력(a)에 도달한 때의 컴프레서(3)의 전원 차단 사이에서 작동된다.

본 발명은 앞에서 기재한 바람직한 실시예들로만 국한되지 않는다. 오히려, 하기의 특허청구범위의 보호 범위에 의해 함께 포함되는 상기 실시예들의 변형예들 역시도 생각해볼 수 있다. 따라서 예컨대 컴프레서(3)는 복수의 압축 공기 탱크(4)로 압축 공기를 공급할 수도 있다. 그 밖에도, 최종 제어 부재(8)가 2개의 출력단을 포함하고 그에 따라 전기 기기(1)의 회전속도뿐만 아니라 냉각 팬(14)의 회전속도 역시도 제어 장치(5)를 통해 설정되는 점 역시도 생각해볼 수 있다.

1: 전기 기기
2: 구동 샤프트
3: 컴프레서
4: 압축 공기 탱크
5: 제어 장치
6: 압축 공기 이송 라인
7: 압력 센서
8: 최종 제어 부재
9: 냉각 유닛
10: 열차 관리 시스템
11: 사전 분리기
12: 공기 처리 시스템
13a, 13b: 온도 센서
14: 냉각 팬
15: 전기 공급 장치
a: 차단 압력
e: 작동 압력
i: 최소 회전속도
m: 최대 회전속도
n: 정격 회전속도
x: 최대 초과 압력
A: 충전 모드
B: 제동 모드
N: 구간 작동 모드
O: 야간대기 모드
S: 스테이션 작동 모드

Claims

철도 차량을 위한 컴프레서 시스템으로서, 상기 컴프레서 시스템은 전기 기기(1)에 의해 구동 샤프트(2)를 통해 구동되면서 적어도 하나의 압축 공기 탱크(4)를 위한 압축 공기를 생성하기 위한 컴프레서(3)를 포함하고, 전기 기기(1)는, 적어도 간접적으로, 전기 기기(1)를 작동시키기 위한 제어 장치(5)를 통해, 최대 회전속도(m)와 최소 회전속도(i) 사이에 위치하는 적어도 하나의 정격 회전속도(n)로 제어될 수 있으며, 컴프레서(3)의 하류에 배치되는 압축 공기 이송 라인(6) 내에는 추가로 제어 장치(5)를 위한 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 압력 센서(7)가 배치되는, 상기 컴프레서 시스템에 있어서,
상기 전기 기기(1)의 회전속도를 지속적으로 조절하기 위한 최종 제어 부재(8)는 전기 공급 장치(15)와 상기 전기 기기(1) 사이에 배치되며, 상기 최종 제어 부재(8)의 제어는 상기 제어 장치(5)를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 컴프레서 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치(5)는, 냉각 팬(14)을 포함하여 상기 컴프레서(3)의 하류에 배치되는 냉각 유닛(9)을 적어도 간접적으로 제어하며, 상기 냉각 팬(14)의 회전속도는 지속적으로 상기 제어 장치를 통해 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 컴프레서 시스템.
제1항 또는 제2항에 따르는 컴프레서 시스템을 제어하기 위한 방법에 있어서, 컴프레서(3)는 철도 차량의 작동 상태에 따라서 최대 회전속도(m)와 최소 회전속도(i) 사이에서 각각의 중간 값을 취하면서 가변하는 회전속도로 작동되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 컴프레서(3)는 상기 철도 차량의 충전 모드(A) 중에 상기 최대 회전속도(m)로 작동되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 컴프레서(3)는 철도 차량의 구간 작동 모드(N) 중에 상기 최소 회전속도(i)를 극미하게 상회하는 가변하는 회전속도로 작동되며, 상기 적어도 하나의 압축 공기 탱크(4) 내의 공기 압력은 작동 압력(e)보다 극미하게 더 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 컴프레서(3)는 철도 차량의 제동 모드(B) 중에 상기 정격 회전속도(n)와 상기 최대 회전속도(m) 사이의 회전속도로 작동되고, 상기 적어도 하나의 압축 공기 탱크(4)는 적어도 상기 컴프레서(3)의 차단 압력(a)까지 압축 공기를 공급받지만, 그러나 기껏해야 최대 초과 압력(x)까지만 압축 공기를 공급받으며, 상기 컴프레서(3)는 빨라도 상기 차단 압력(a)에 도달한 후에, 그러나 늦어도 상기 최대 초과 압력(x)에 도달한 후에는 정격 회전속도(n)와 최소 회전속도(i) 사이의 가변하는 회전속도로 작동되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제6항에 있어서, 상기 컴프레서(3)는 상기 제동 모드(B)의 종료 후에 전원 차단되며, 그리고 작동 압력(e)에 도달할 때 상기 최소 회전속도(i)로 설정되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 제어 장치(5)는 스테이션 작동 모드(S) 전에 열차 관리 시스템(10)으로부터 임박해 있는 스테이션 작동 모드(S)에 대한 신호를 수신하며, 상기 컴프레서(3)의 회전속도는, 최대 초과 압력(x)까지 상기 적어도 하나의 압축 공기 탱크(4)에 압축 공기를 공급하기 위해, 적어도 정격 회전속도(n)로 설정되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제8항에 있어서, 상기 컴프레서(3)는 상기 스테이션 작동 모드(S) 동안 전원 차단되거나, 또는 최소 회전속도(i)로 작동되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 컴프레서(3)는, 야간대기 모드(O) 중에, 간헐적으로, 압력이 작동 압력(e)으로 감소한 때의 상기 최소 회전속도(i)와, 차단 압력(a)에 도달한 때의 상기 컴프레서(3)의 전원 차단 사이에서 작동되는 것을 특징으로 하는 컴프레서 시스템의 제어 방법.