冷却装置を備えた鉄道車両
【課題】設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、鉄道車両は、車輪を支持する台車と、床板および天井壁を有し、台車上に支持された車両本体２６と、車両本体の床下あるいは車両本体内に配設された電気機器と、電気機器を冷却する冷却装置４０と、を備えている。冷却装置は、車両本体内に配設され、送風機室４１を規定するハウジング４２と、送風機室に配設され、送風機室内に開口する吸込口５２を有する送風機４４と、を備えている。送風機は、天井壁２６ｃの肩部に形成された吸気口７２と、天井壁の内面側に設けられ吸気室７０とに接続され、前記吸気室を介して前記吸気口から吸気した冷却風を前記電気機器に導く。
【解決手段】実施形態によれば、鉄道車両は、車輪を支持する台車と、床板および天井壁を有し、台車上に支持された車両本体２６と、車両本体の床下あるいは車両本体内に配設された電気機器と、電気機器を冷却する冷却装置４０と、を備えている。冷却装置は、車両本体内に配設され、送風機室４１を規定するハウジング４２と、送風機室に配設され、送風機室内に開口する吸込口５２を有する送風機４４と、を備えている。送風機は、天井壁２６ｃの肩部に形成された吸気口７２と、天井壁の内面側に設けられ吸気室７０とに接続され、前記吸気室を介して前記吸気口から吸気した冷却風を前記電気機器に導く。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、電気機器を冷却する冷却装置を備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
レール上を走行する鉄道車両、例えば、電気機関車、電気式ディーゼル機関車は、車体内部に設けられた主変換装置、変圧器の油冷却器、制御装置、あるいは台車上に設けられた主電動機等、動作により発熱する種々の電気機器を備えている。このような発熱する電気機器を冷却するため、送風機から電気機器に冷却風を送り込む強制通風冷却が採用されている。
【０００３】
台車に配置されている主電動機を冷却する冷却方式としては、大きく分けると、車体の、パンタグラフの下方などに配置された補機室と呼ばれる部位に配置した送風機から、車体台枠などに設けた風道により主電動機まで風を導くような、１台の送風機で複数の主電動機を冷却する方式と、各主電動機に対して個別に軸流送風機を設け、その送風機を各主電動機の上部近傍の機械室内に配置する方式とがある。後者の冷却方式の場合、主電動機は台車に配置されているため、送風機は台車のできるだけ近傍に配置することが、風道が最短になり、圧力損失も最小になることなどの面から好ましい。一方、車両のパンタグラフは、台車の回転中心から大きく外れないことが好ましいため、パンタグラフの下方に主電動機および送風機が配置されるのが一般的である。ただし、パンタグラフの下方領域には、パンタグラフのすり板と架線の磨耗粉が拡散しやすい。そのため、主電動機内部に磨耗粉が入って絶縁破壊の原因にならないよう、送風機の吸気口は、パンタグラフの真下となる屋根上面に設けるのではなく、車体の肩部などに設けるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ０６２５４５６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の使用場所によっては、架線が極端に低く、車体の天井を凹ませてパンタグラフを配置する場合があり、あるいは、特別高圧を受電する交流車両などにおいて、車体の屋上に配置された特高機器と架線との離隔距離を確保するために、車体の屋根全体を低くする必要がある場合がある。このような場合、車体の肩部分に斜面がなくなってしまい、吸気口を設けることが構造的に不可能となる。
【０００６】
そこで、車体の側構に吸気口を設ける方法が考えられるが、この構成は、設計、製造の両面とも容易でなく、車両の製造コストを上げる要因となる。また、腐食などの保守コストの面からも望ましくない。車体の側構に吸気口があると、必然的に送風機の配設位置が低くなり、送風機の出口から主電動機までの風道の構成に自由度がなくなる。そのため、設計や製造が容易でない。更に、車体の側面に吸気口があると、送風機から発せられる騒音が、車外の近隣住民に向けて放出されやすいので好ましくない。
【０００７】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、鉄道車両は、車輪を支持する台車と、床板および天井壁を有し、前記台車上に支持された車両本体と、前記車両本体の床下あるいは車両本体内に配設された電気機器と、前記電気機器を冷却する冷却装置と、を備え、前記冷却装置は、前記車両本体内に配設され、送風機室を規定するハウジングと、前記送風機室に配設され、前記送風機室内に開口する吸込口を有する送風機とを備え、前記送風機は、前記天井壁の肩部に形成された吸気口と、前記天井壁の内面側に設けられた吸気室とに接続され、前記吸気室を介して前記吸気口から吸気した冷却風を前記電気機器に導くようにしている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電気機関車を示す側面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った電気機関車の断面図。
【図３】図３は、前記電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図６】図６は、第４の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図７】図７は、第５の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図８】図８は、第６の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る鉄道車両、例えば、電気機関車について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電気機関車を示す側面図、図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った電気機関車の断面図である。図１および図２に示すように、電気機関車１０は、それぞれ車輪１４および車軸１５が設けられた一対の３軸台車１６と、台車１６上にばね１９を介して支持された車体１７と、を備えている。各台車１６上で各車軸の近傍には主電動機１８が載置されている。各台車１６は、車体１７に対して、枢軸の周りで回動可能に車体１７に連結されている。主電動機１８は、図示しないギアボックスおよびカップリングを介して回転力を車輪１４に伝達できるように接続されている。車輪１４はレール１３上に載置されている。主電動機によって車輪１４を回転することにより、電気機関車１０はレール１３上を走行する。
【００１１】
なお、上述の電気機関車では、３軸台車を例に挙げて説明しているが、これに限らず、２軸台車など、他の構成を備えた台車であっても構わない。
【００１２】
車体１７は、車体台枠２４と、車体台枠上に搭載された車両本体２６と、車体台枠上の全面に渡って敷設され車体の床を構成した床板２８と、を備えている。車体台枠２４は、車体１７の中央部を長手方向に沿って延びたセンターシル２４ａ、センターシルの両側を車両の長手方向に沿ってそれぞれ延びた一対の側梁２４ｂ、車体の前後端部において、センターシルおよび一対の側梁を連結した前後一対の端梁、およびセンターシルと側梁との間を連結した複数の横梁２４ｄおよび図示しない枕梁等を有し、鋼材により、形成されている。
【００１３】
車両本体２６は、車体台枠２４上に立設され車体１７の長手方向に延びた一対の側構２６ａ、それぞれ側構２６ａの上端に設けられ車体１７の長手方向全長に渡って延びる長桁２６ｂ、車両の前面および後面をそれぞれ形成した一対の端壁を有し、車体台枠２４を覆って設けられている。また、車両本体２６は、車両本体の上部開口を覆った天井壁２６ｃを備えている。天井壁２６ｃは、平坦に形成され床板２８とほぼ平行に延びる屋根壁３０ａと、屋根壁の両側縁から床板２８側に傾斜して延びる肩部３０ｂと、を有している。そして、天井壁２６ｃは、肩部３０ｂの下端を車両本体２６の長桁２６ｂにボルト止めすることにより、車両本体２６から取り外し可能に固定されている。
【００１４】
車体１７の長手方向一端側の屋根にはパンタグラフ２１が設けられ、このパンダグラフは架線２０と接触可能となっている。架線２０からパンタグラフ２１に供給された電力は、後述する他の電気機器に送られた後、直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各主電動機１８に供給される。車体１７の床下には、前述した主電動機１８を含む種々の電気機器が設置されている。例えば、２つの台車１６の間で、車体１７の中央部の床下に、主変圧器３２が艤装されている。
【００１５】
車両本体２６内において、床板２８上には、種々の電気機器が設置されているとともに、電気機器の内、冷却を必要とする電気機器および主電動機１８を冷却する複数の冷却装置が設けられている。電気機器として、例えば、それぞれ交流、直流を変換する複数の主変換装置３４、制御装置、複数のブレーキ抵抗器３６、補助電源等が床板上に載置されている。また、それぞれ対応する主電動機１８を冷却するための複数の冷却装置４０が設けられている。これらの冷却装置４０は、それぞれ台車１６に隣接して、床板２８上に設置されている。
【００１６】
図３は、冷却装置４０を含む車両本体２６を拡大して示している。図２および図３に示すように、主電動機１８を冷却する冷却装置４０は、例えば、矩形箱状に形成され送風機室４１を規定しているハウジング４２と、ハウジング内に収納された送風機４４と、を備えている。ハウジング４２は、例えば、強化プラスチック（ＦＲＰ）、金属等により形成されている。ハウジング４２は、その底壁４２ａが車両本体２６の床板２８上に設置され、その高さは、例えば、長桁２６ｂとほぼ等しい高さ位置に形成されている。ハウジング４２の上面は天井壁２６ｃに向かって開口し、送風機室４１に連通する通気口４５を形成している。
【００１７】
送風機４４は、送風機台４７により、送風機室４１内に支持されている。送風機４４は、シロッコファン、ターボファン等の静圧を得やすい遠心送風機を用いている。遠心送風機は、その軸方向に沿って空気を吸い込み、軸と直交する方向に空気を吐出する。送風機４４は、回転羽根４８、この回転羽根を覆った筒状の外ケース５０、および外ケースに取り付けられ回転羽根４８を回転駆動する電動機５１を有している。送風機４４は、回転羽根４８および電動機５１の回転軸が車体１７の床板２８とほぼ平行に延びた状態で配置されている。外ケース５０には吸込口５２が形成され、回転羽根４８と対向している。この吸込口５２は、送風機室４１内に開口している。本実施形態において、送風機４４は、吸込口５２が車両本体２６の内側を向くように配置されている。外ケース５０の外周部に吐出口５３が形成されている。一方、ハウジング４２の底壁４２ａに排気口５４が形成され、この排気口５４と送風機４４の吐出口５３とが風道５６により繋がれている。
【００１８】
ハウジング４２の下方において、床板２８に排気口６０が形成され、この排気口６０は、風道６２により主電動機１８に繋がれている。排気口５４、６０の周囲において、ハウジング４２の底壁４２ａと床板２８との間に環状のパッキン６３が挟持され、ハウジング４２の排気口５４は、床板２８の排気口６０に気密に連通している。
【００１９】
上述したハウジング４２は、送風機４４、送風機台４７、風道５６とともに、取り外し可能なユニットとして予め車外で組み立てておき、電気機関車１０の組立時にねじ止めなどにより、車両車体１７に固定される。風道５６と、車体の床下に設けられた風道６２とは、パッキン６３を介して気密に接続され、ハウジング４２を車体に取付けるだけで風道５６、６２の気密性が確保される。
【００２０】
前述したように、車体１７の天井壁２６ｃは車両本体に対して取り外し可能に構成され、電気機関車１０の組立て時、天井壁２６ｃを外した状態で、天井側から車両本体内に種々の電気機器、および冷却装置４０のハウジング４２を出し入れすることができる。天井壁２６ｃは、長桁２６ｂに設けられた取付け座６４へ、取付けねじ６６によりねじ止めされている。本実施形態において、冷却装置４０は、その上部に天井壁２６ｃの内面側に仕切り壁６８によって形成された吸気室７０が設けられている。また、天井壁２６ｃの肩部３０ｂに形成されて吸気室７０に連通するための吸気口７２を備え、吸気口７２には吸気フィルタ７４が取り付けられている。なお、吸気室７０を冷却装置４０とは区別して定義しているが、吸気室７０を構成する部分を含めて冷却装置４０として扱ってもよい。
【００２１】
吸気室７０の下面側には通気口７０ａが形成されている。そして、天井壁２６ｃを車両本体２６に上から取り付けることにより、吸気室７０は、パッキン７６を介して、ハウジング４２の上端に連結され、吸気室７０の通気口７０ａとハウジング４２の通気口４５とが気密に連通している。
【００２２】
上記のように構成された冷却装置４０によれば、送風機４４を作動させることにより、吸気口７２から吸気フィルタ７４を通して吸気室７０に外気が取り込まれ、通気口７０ａ、４５を通して送風機室４１に送られる。送風機室４１内の外気は、送風機４４の吸気口５２から送風機４４内に吸気され、更に、吐出口５３から風道５６、６２を通して、床下の主電動機１８に送られる。そして、この外気により主電動機１８が冷却される。
【００２３】
このように、車両本体２６の天井が低い場合でも、吸気口７２を天井壁２６ｃの肩部３０ｂに設けることができ、更に、吸気口の大きさも充分に大きく確保することが可能となる。そのため、吸気口を車両本体の側構に設ける必要がなく、騒音の低減を図ることが可能となる。また、従来のように、吸気口から送風機まで風道を引き回し、かつ、接続設置する必要がなく、組立ておよび設計が容易となるとともに、充分な吸気スペースを容易に確保することができる。
【００２４】
本実施形態においては、送風機室４１と吸気室７０との接合部は、車両本体２６の長桁２６ｂとほぼ同じ高さ位置にすることにより、斜めの接合面を廃して水平面で送風機室４１と吸気室７０とが接合される。そのため、組立て時、送風機室４１と吸気室７０とが前後左右にずれた場合でも、同一平面内でのずれが生じるだけとなる。このことから、吸気室７０を規定している仕切り壁６８の接合面とハウジング４２の上端接合面との間に設けられたパッキン７６の柔軟性により、上部から天井壁２６ｃを被せるだけで、複雑な組立調整を要さずに、送風機室４１と吸気室７０とを容易に気密に接続することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、送風機４４の吸込口５２を車両本体の内側に向けてあるが、冷却する電気機器の位置、ここでは、主電動機１８の位置と、主電動機までの風道６２の構成によって吸込口５２の向きを変更することができる。主電動機１８の空気接続口は車体１７の中心寄りになるのが一般的であり、送風機４４の吸込口５２を内側に向けて冷却風の吐出口を車体の中心寄りにしてあっても、さらに、風道６２を曲げる必要がある。本実施形態によれば、風道５６の曲げ部分については、予めハウジング４２内に組込んでおくことが可能であり、車体の製造が容易になる。
【００２６】
送風機４４として遠心送風機を用いることにより、容易に必要な風量と静圧を得ることが可能であり、軸流送風機とほぼ同じ占有面積の中にハウジング４２および送風機４４を配置することが可能である。
【００２７】
冷却風の吸気口７２における風の通過速度ができるだけ低くなるように、車体側の長桁２６ｂの高さ方向の位置を下方に下げ、吸気口の面積を大きくしている。長桁２６ｂは車体１７の強度を決める重要な構成部品であるから、車体１７の長さや搭載する機器の重量などにより十分な検討をして、その位置と断面形状を決定する。長桁２６ｂは、必ずしも車体１７の最上部である必要はないので、車体全体の強度に注意しながら、その位置を決めることが可能である。吸気口７２を大きく確保し、外気の通過速度を低く抑えることにより、吸気フィルタ７４により、空気中の粉塵、ごみ等を確実に捕獲することができ、粉塵、ごみ等が主電動機に送られることを確実に防止することができる。同時に、吸気に伴う騒音を低減することが可能となる。
以上のことから、設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供することができる。
【００２８】
次に、他の実施形態に係る電気機関車について説明する。以下に述べる、複数の他の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第２の実施形態によれば、冷却装置４０は、送風機４４の吐出口５３からハウジング４２の排気口５４まで延びる風道５６と、この風道内に設けられた慣性分離フィルタ８０と、を備えている。
【００３０】
被冷却物である主電動機１８の出力が大きく、主電動機の冷却に必要な風量が非常に大きい場合、吸気口７２の開口寸法を、吸気フィルタ７４に対する空気の通過風速を十分に下げることができる程度まで大きくすることは困難になる。そこで、本実施形態では、送風機４４の下流側で風道５６内に慣性分離フィルタ８０を設け、送風機４４を通過した空気中の粉塵等を慣性分離フィルタ８０で捕獲分離する。また、冷却装置４０は、慣性分離フィルタ８０で捕獲した粉塵等をハウジング４２の外へ排出する排塵排出用の風道８２を備えている。この風道８２は、慣性分離フィルタ８０から風道５６を貫通し、ハウジング４２の底壁４２ａまで伸び、底壁４２ａに形成された排出口８３に連通している。排出口８３は、車両本体の床板２８に形成された排気口および排気ダクト８４に連通している。
【００３１】
慣性分離フィルタ８０により捕獲分離された粉塵等は、排塵排出用の風道８２、排出口８３、排気ダクト８４を通り、床下に排出される。
【００３２】
ハウジング４２は、送風機４４、送風機台４７、慣性分離フィルタ８０、風道５６、８２も含め、予め車外で組み立てておき、電気機関車１０の組立時にねじ止めなどにより、車両車体１７に固定される。風道５６、８２と、車体の床下に設けられた風道６２および排気ダクト８４とは、パッキン６３、８５を介して気密に接続され、ハウジング４２を車体に取付けるだけで風道５６、６２、８６、排気ダクト８４の気密性が確保される。
【００３３】
上記のように構成された第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、慣性分離フィルタ８０を設けることにより、より確実に冷却空気中の粉塵等を除去し、被冷却物である主電動機１８への悪影響を防止することができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第３の実施形態によれば、冷却装置４０は、ハウジング４２の通気口４５に設けられ送風機４４の上方に位置する慣性分離フィルタ８０と、送風機室４１内を慣性分離フィルタ８０から底壁４２ａの近傍まで延びる排塵排出用の風道８２と、送風機室４１内で送風機４４の下方に設けられ、その吸気口が風道８２の下端に接続された塵埃排出用の遠心送風機８６と、を備えている。遠心送風機８６の吐出口は、ハウジング４２の底壁４２ａに形成された排気口８７に気密に接続され、更に、排気口８７は、車両本体の床板２８に形成された排気口および排気ダクト８４に連通している。
【００３５】
冷却装置４０の動作時、送風機４４により、外気が吸気口７２から吸気フィルタ７４を通して吸気室７０に吸い込まれ、更に、慣性分離フィルタ８０を通して送風機室４１へ送られる。その際、空気中に残留する粉塵、ごみ等は、慣性分離フィルタ８０により捕獲分離される。送風機室４１内に導かれた外気は、吸込口５２から送風機４４内に吸い込まれ、吐出口から風道５６、６２を通して、被冷却物へ供給される。また、塵埃排出用の遠心送風機８６が作動すると、慣性分離フィルタ８０に捕獲された粉塵等は、排塵排出用の風道８２を通して遠心送風機８６側に吸い込まれ、更に、排気口８７および排気ダクト８４を通して床下に排出される。
【００３６】
上記のように構成された第３の実施形態においても、ハウジング４２は、送風機４４、送風機台４７、慣性分離フィルタ８０、風道５６、８２、遠心送風機８６も含め、予め車外で組み立てておき、電気機関車の組立時にねじ止めなどにより、車両車体１７に固定することができる。その際、ハウジング４２を車体に取付けるだけで、風道５６および遠心送風機８６の吐出口と、車体の床下に設けられた風道６２および排気ダクト８４とは、パッキン６３、８５を介して気密に接続される。これにより、車両および冷却装置４０を容易に組み立てることができる。
【００３７】
上記のように構成された第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、慣性分離フィルタ８０を設けることにより、より確実に冷却空気中の粉塵等を除去し、被冷却物である主電動機１８への悪影響を防止することができる。
【００３８】
（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第４の実施形態によれば、騒音低減を目的として、冷却装置４０の送風機室４１内および吸気室７０に吸音シートあるいは吸音材９０が設けられている。例えば、ハウジング４２の内面に吸音材９０が貼付され、更に、吸気室７０を規定している仕切り壁６８の内面および天井壁２６ｃの内面に吸音材９０が貼付されている。
【００３９】
電気機関車の組立て時、予めハウジング４２の内面、および取り外された天井壁２６ｃ、仕切り壁６８の内面に吸音材９０を貼ることで、車体側の組立工程に影響することなく吸音材９０を設けることができる。送風機４４を送風機室４１内に配置するために小型にした場合、送風機の回転数が高くなり騒音が生じる可能性があるが、送風機室４１内に吸音材９０を設けることで騒音の低減を図ることができる。吸気室７０にも吸音材９０を設けることにより、一層、騒音低減を図ることが可能となる。
【００４０】
（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第４の実施形態によれば、冷却装置４０の上部に設けられた吸気室７０は、仕切り壁に代えて、吸音ダクト９２により規定されている。吸音ダクト９２は、使用条件、用途などにより様々なものが開発されているので、ここでは任意の吸音ダクトを用いることができる。本実施形態のように、大型の吸音ダクト９２を設けることが可能な場合には、送風機４４の騒音を吸音ダクト９２で吸収し、騒音がほとんど外部にもれることがない冷却装置４０を実現することができる。この場合にも、予め、天井壁２６ｃに吸音ダクト９２を組込んでおき、送風機室４１には吸音材を貼ったものにしておくことにより、電気機関車の組立工程に影響を与えることなく、容易に組立てることができる。
【００４１】
（第６の実施形態）
図８は、第６の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第６の実施形態によれば、車両本体の天井壁２６ｃにおいて、肩部３０ｂは、斜めに傾斜した傾斜面ではなく、屋根壁３０ａに対してほぼ垂直な垂直壁に形成されている。そして、冷却装置４０の吸気口７２は、この天井壁２６ｃの垂直壁に形成されている。
【００４２】
第６の実施形態においては、車両本体２６の長桁２６ｂの位置を変えることで、車体と天井壁２６ｃとの切り放し位置を変えることができる。そのため、必ずしも車体の肩部に斜面を形成して吸気口を設ける必要がなく、車両限界９６の形状に応じて、天井壁肩部３０ｂを最適な形状にすることができる。
【００４３】
上述した第２ないし第６の実施形態において、電気機関車の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。そして、第２ないし第６の実施形態においても、設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供することができる。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４５】
上述した実施形態では、冷却装置により主電動機を冷却する構成としたが、これに限らず、車両に設置された他の電気機器の冷却にも広く適用することができる。冷却装置の吸気口は、天井壁の反対側の肩部に設けても良い。更に、天井壁の内面側全体で吸気室を形成するようにしてもよい。冷却装置の送風機室は、雪切室の効果も兼ねることが可能である。例えば、送風機室の底面にパネル式のヒータを組み込むことにより、融雪も可能である。
【００４６】
輸出車両など、日本の鉄道の車両限界よりも大きい車両であっても、長桁の位置を工夫することで日本国内の出荷港までの鉄道輸送時に使用する仮屋根の状態においては、日本の車両限界内に入れることが可能となり、鉄道での輸送が可能となる。ここでは小型で性能の高い遠心送風機を用いたが、これに限らず、他の方式の送風機を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…電気機関車、１４…車輪、１６…台車、１７…車体、１８…主電動機、
２１…パンタグラフ、２４…車体台枠、２６…車両本体、２６ａ…側構、
２６ｂ…長桁、２６ｃ…天井壁、２８…床板、３０ｂ…肩部、４０…冷却装置、
４１…送風機室、４２…ハウジング、４４…送風機、５６…風道、６８…仕切り壁、
７０…吸気室、７２…吸気口、７４…吸気フィルタ、８０…慣性分離フィルタ、
８２…風道、９０…吸音材、９２…吸音ダクト
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、電気機器を冷却する冷却装置を備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
レール上を走行する鉄道車両、例えば、電気機関車、電気式ディーゼル機関車は、車体内部に設けられた主変換装置、変圧器の油冷却器、制御装置、あるいは台車上に設けられた主電動機等、動作により発熱する種々の電気機器を備えている。このような発熱する電気機器を冷却するため、送風機から電気機器に冷却風を送り込む強制通風冷却が採用されている。
【０００３】
台車に配置されている主電動機を冷却する冷却方式としては、大きく分けると、車体の、パンタグラフの下方などに配置された補機室と呼ばれる部位に配置した送風機から、車体台枠などに設けた風道により主電動機まで風を導くような、１台の送風機で複数の主電動機を冷却する方式と、各主電動機に対して個別に軸流送風機を設け、その送風機を各主電動機の上部近傍の機械室内に配置する方式とがある。後者の冷却方式の場合、主電動機は台車に配置されているため、送風機は台車のできるだけ近傍に配置することが、風道が最短になり、圧力損失も最小になることなどの面から好ましい。一方、車両のパンタグラフは、台車の回転中心から大きく外れないことが好ましいため、パンタグラフの下方に主電動機および送風機が配置されるのが一般的である。ただし、パンタグラフの下方領域には、パンタグラフのすり板と架線の磨耗粉が拡散しやすい。そのため、主電動機内部に磨耗粉が入って絶縁破壊の原因にならないよう、送風機の吸気口は、パンタグラフの真下となる屋根上面に設けるのではなく、車体の肩部などに設けるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ０６２５４５６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の使用場所によっては、架線が極端に低く、車体の天井を凹ませてパンタグラフを配置する場合があり、あるいは、特別高圧を受電する交流車両などにおいて、車体の屋上に配置された特高機器と架線との離隔距離を確保するために、車体の屋根全体を低くする必要がある場合がある。このような場合、車体の肩部分に斜面がなくなってしまい、吸気口を設けることが構造的に不可能となる。
【０００６】
そこで、車体の側構に吸気口を設ける方法が考えられるが、この構成は、設計、製造の両面とも容易でなく、車両の製造コストを上げる要因となる。また、腐食などの保守コストの面からも望ましくない。車体の側構に吸気口があると、必然的に送風機の配設位置が低くなり、送風機の出口から主電動機までの風道の構成に自由度がなくなる。そのため、設計や製造が容易でない。更に、車体の側面に吸気口があると、送風機から発せられる騒音が、車外の近隣住民に向けて放出されやすいので好ましくない。
【０００７】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、鉄道車両は、車輪を支持する台車と、床板および天井壁を有し、前記台車上に支持された車両本体と、前記車両本体の床下あるいは車両本体内に配設された電気機器と、前記電気機器を冷却する冷却装置と、を備え、前記冷却装置は、前記車両本体内に配設され、送風機室を規定するハウジングと、前記送風機室に配設され、前記送風機室内に開口する吸込口を有する送風機とを備え、前記送風機は、前記天井壁の肩部に形成された吸気口と、前記天井壁の内面側に設けられた吸気室とに接続され、前記吸気室を介して前記吸気口から吸気した冷却風を前記電気機器に導くようにしている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電気機関車を示す側面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った電気機関車の断面図。
【図３】図３は、前記電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図５】図５は、第３の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図６】図６は、第４の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図７】図７は、第５の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【図８】図８は、第６の実施形態に係る電気機関車の冷却装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る鉄道車両、例えば、電気機関車について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電気機関車を示す側面図、図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った電気機関車の断面図である。図１および図２に示すように、電気機関車１０は、それぞれ車輪１４および車軸１５が設けられた一対の３軸台車１６と、台車１６上にばね１９を介して支持された車体１７と、を備えている。各台車１６上で各車軸の近傍には主電動機１８が載置されている。各台車１６は、車体１７に対して、枢軸の周りで回動可能に車体１７に連結されている。主電動機１８は、図示しないギアボックスおよびカップリングを介して回転力を車輪１４に伝達できるように接続されている。車輪１４はレール１３上に載置されている。主電動機によって車輪１４を回転することにより、電気機関車１０はレール１３上を走行する。
【００１１】
なお、上述の電気機関車では、３軸台車を例に挙げて説明しているが、これに限らず、２軸台車など、他の構成を備えた台車であっても構わない。
【００１２】
車体１７は、車体台枠２４と、車体台枠上に搭載された車両本体２６と、車体台枠上の全面に渡って敷設され車体の床を構成した床板２８と、を備えている。車体台枠２４は、車体１７の中央部を長手方向に沿って延びたセンターシル２４ａ、センターシルの両側を車両の長手方向に沿ってそれぞれ延びた一対の側梁２４ｂ、車体の前後端部において、センターシルおよび一対の側梁を連結した前後一対の端梁、およびセンターシルと側梁との間を連結した複数の横梁２４ｄおよび図示しない枕梁等を有し、鋼材により、形成されている。
【００１３】
車両本体２６は、車体台枠２４上に立設され車体１７の長手方向に延びた一対の側構２６ａ、それぞれ側構２６ａの上端に設けられ車体１７の長手方向全長に渡って延びる長桁２６ｂ、車両の前面および後面をそれぞれ形成した一対の端壁を有し、車体台枠２４を覆って設けられている。また、車両本体２６は、車両本体の上部開口を覆った天井壁２６ｃを備えている。天井壁２６ｃは、平坦に形成され床板２８とほぼ平行に延びる屋根壁３０ａと、屋根壁の両側縁から床板２８側に傾斜して延びる肩部３０ｂと、を有している。そして、天井壁２６ｃは、肩部３０ｂの下端を車両本体２６の長桁２６ｂにボルト止めすることにより、車両本体２６から取り外し可能に固定されている。
【００１４】
車体１７の長手方向一端側の屋根にはパンタグラフ２１が設けられ、このパンダグラフは架線２０と接触可能となっている。架線２０からパンタグラフ２１に供給された電力は、後述する他の電気機器に送られた後、直流から交流に変換され、図示しない配線を通して、各主電動機１８に供給される。車体１７の床下には、前述した主電動機１８を含む種々の電気機器が設置されている。例えば、２つの台車１６の間で、車体１７の中央部の床下に、主変圧器３２が艤装されている。
【００１５】
車両本体２６内において、床板２８上には、種々の電気機器が設置されているとともに、電気機器の内、冷却を必要とする電気機器および主電動機１８を冷却する複数の冷却装置が設けられている。電気機器として、例えば、それぞれ交流、直流を変換する複数の主変換装置３４、制御装置、複数のブレーキ抵抗器３６、補助電源等が床板上に載置されている。また、それぞれ対応する主電動機１８を冷却するための複数の冷却装置４０が設けられている。これらの冷却装置４０は、それぞれ台車１６に隣接して、床板２８上に設置されている。
【００１６】
図３は、冷却装置４０を含む車両本体２６を拡大して示している。図２および図３に示すように、主電動機１８を冷却する冷却装置４０は、例えば、矩形箱状に形成され送風機室４１を規定しているハウジング４２と、ハウジング内に収納された送風機４４と、を備えている。ハウジング４２は、例えば、強化プラスチック（ＦＲＰ）、金属等により形成されている。ハウジング４２は、その底壁４２ａが車両本体２６の床板２８上に設置され、その高さは、例えば、長桁２６ｂとほぼ等しい高さ位置に形成されている。ハウジング４２の上面は天井壁２６ｃに向かって開口し、送風機室４１に連通する通気口４５を形成している。
【００１７】
送風機４４は、送風機台４７により、送風機室４１内に支持されている。送風機４４は、シロッコファン、ターボファン等の静圧を得やすい遠心送風機を用いている。遠心送風機は、その軸方向に沿って空気を吸い込み、軸と直交する方向に空気を吐出する。送風機４４は、回転羽根４８、この回転羽根を覆った筒状の外ケース５０、および外ケースに取り付けられ回転羽根４８を回転駆動する電動機５１を有している。送風機４４は、回転羽根４８および電動機５１の回転軸が車体１７の床板２８とほぼ平行に延びた状態で配置されている。外ケース５０には吸込口５２が形成され、回転羽根４８と対向している。この吸込口５２は、送風機室４１内に開口している。本実施形態において、送風機４４は、吸込口５２が車両本体２６の内側を向くように配置されている。外ケース５０の外周部に吐出口５３が形成されている。一方、ハウジング４２の底壁４２ａに排気口５４が形成され、この排気口５４と送風機４４の吐出口５３とが風道５６により繋がれている。
【００１８】
ハウジング４２の下方において、床板２８に排気口６０が形成され、この排気口６０は、風道６２により主電動機１８に繋がれている。排気口５４、６０の周囲において、ハウジング４２の底壁４２ａと床板２８との間に環状のパッキン６３が挟持され、ハウジング４２の排気口５４は、床板２８の排気口６０に気密に連通している。
【００１９】
上述したハウジング４２は、送風機４４、送風機台４７、風道５６とともに、取り外し可能なユニットとして予め車外で組み立てておき、電気機関車１０の組立時にねじ止めなどにより、車両車体１７に固定される。風道５６と、車体の床下に設けられた風道６２とは、パッキン６３を介して気密に接続され、ハウジング４２を車体に取付けるだけで風道５６、６２の気密性が確保される。
【００２０】
前述したように、車体１７の天井壁２６ｃは車両本体に対して取り外し可能に構成され、電気機関車１０の組立て時、天井壁２６ｃを外した状態で、天井側から車両本体内に種々の電気機器、および冷却装置４０のハウジング４２を出し入れすることができる。天井壁２６ｃは、長桁２６ｂに設けられた取付け座６４へ、取付けねじ６６によりねじ止めされている。本実施形態において、冷却装置４０は、その上部に天井壁２６ｃの内面側に仕切り壁６８によって形成された吸気室７０が設けられている。また、天井壁２６ｃの肩部３０ｂに形成されて吸気室７０に連通するための吸気口７２を備え、吸気口７２には吸気フィルタ７４が取り付けられている。なお、吸気室７０を冷却装置４０とは区別して定義しているが、吸気室７０を構成する部分を含めて冷却装置４０として扱ってもよい。
【００２１】
吸気室７０の下面側には通気口７０ａが形成されている。そして、天井壁２６ｃを車両本体２６に上から取り付けることにより、吸気室７０は、パッキン７６を介して、ハウジング４２の上端に連結され、吸気室７０の通気口７０ａとハウジング４２の通気口４５とが気密に連通している。
【００２２】
上記のように構成された冷却装置４０によれば、送風機４４を作動させることにより、吸気口７２から吸気フィルタ７４を通して吸気室７０に外気が取り込まれ、通気口７０ａ、４５を通して送風機室４１に送られる。送風機室４１内の外気は、送風機４４の吸気口５２から送風機４４内に吸気され、更に、吐出口５３から風道５６、６２を通して、床下の主電動機１８に送られる。そして、この外気により主電動機１８が冷却される。
【００２３】
このように、車両本体２６の天井が低い場合でも、吸気口７２を天井壁２６ｃの肩部３０ｂに設けることができ、更に、吸気口の大きさも充分に大きく確保することが可能となる。そのため、吸気口を車両本体の側構に設ける必要がなく、騒音の低減を図ることが可能となる。また、従来のように、吸気口から送風機まで風道を引き回し、かつ、接続設置する必要がなく、組立ておよび設計が容易となるとともに、充分な吸気スペースを容易に確保することができる。
【００２４】
本実施形態においては、送風機室４１と吸気室７０との接合部は、車両本体２６の長桁２６ｂとほぼ同じ高さ位置にすることにより、斜めの接合面を廃して水平面で送風機室４１と吸気室７０とが接合される。そのため、組立て時、送風機室４１と吸気室７０とが前後左右にずれた場合でも、同一平面内でのずれが生じるだけとなる。このことから、吸気室７０を規定している仕切り壁６８の接合面とハウジング４２の上端接合面との間に設けられたパッキン７６の柔軟性により、上部から天井壁２６ｃを被せるだけで、複雑な組立調整を要さずに、送風機室４１と吸気室７０とを容易に気密に接続することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、送風機４４の吸込口５２を車両本体の内側に向けてあるが、冷却する電気機器の位置、ここでは、主電動機１８の位置と、主電動機までの風道６２の構成によって吸込口５２の向きを変更することができる。主電動機１８の空気接続口は車体１７の中心寄りになるのが一般的であり、送風機４４の吸込口５２を内側に向けて冷却風の吐出口を車体の中心寄りにしてあっても、さらに、風道６２を曲げる必要がある。本実施形態によれば、風道５６の曲げ部分については、予めハウジング４２内に組込んでおくことが可能であり、車体の製造が容易になる。
【００２６】
送風機４４として遠心送風機を用いることにより、容易に必要な風量と静圧を得ることが可能であり、軸流送風機とほぼ同じ占有面積の中にハウジング４２および送風機４４を配置することが可能である。
【００２７】
冷却風の吸気口７２における風の通過速度ができるだけ低くなるように、車体側の長桁２６ｂの高さ方向の位置を下方に下げ、吸気口の面積を大きくしている。長桁２６ｂは車体１７の強度を決める重要な構成部品であるから、車体１７の長さや搭載する機器の重量などにより十分な検討をして、その位置と断面形状を決定する。長桁２６ｂは、必ずしも車体１７の最上部である必要はないので、車体全体の強度に注意しながら、その位置を決めることが可能である。吸気口７２を大きく確保し、外気の通過速度を低く抑えることにより、吸気フィルタ７４により、空気中の粉塵、ごみ等を確実に捕獲することができ、粉塵、ごみ等が主電動機に送られることを確実に防止することができる。同時に、吸気に伴う騒音を低減することが可能となる。
以上のことから、設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供することができる。
【００２８】
次に、他の実施形態に係る電気機関車について説明する。以下に述べる、複数の他の実施形態において、第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第２の実施形態によれば、冷却装置４０は、送風機４４の吐出口５３からハウジング４２の排気口５４まで延びる風道５６と、この風道内に設けられた慣性分離フィルタ８０と、を備えている。
【００３０】
被冷却物である主電動機１８の出力が大きく、主電動機の冷却に必要な風量が非常に大きい場合、吸気口７２の開口寸法を、吸気フィルタ７４に対する空気の通過風速を十分に下げることができる程度まで大きくすることは困難になる。そこで、本実施形態では、送風機４４の下流側で風道５６内に慣性分離フィルタ８０を設け、送風機４４を通過した空気中の粉塵等を慣性分離フィルタ８０で捕獲分離する。また、冷却装置４０は、慣性分離フィルタ８０で捕獲した粉塵等をハウジング４２の外へ排出する排塵排出用の風道８２を備えている。この風道８２は、慣性分離フィルタ８０から風道５６を貫通し、ハウジング４２の底壁４２ａまで伸び、底壁４２ａに形成された排出口８３に連通している。排出口８３は、車両本体の床板２８に形成された排気口および排気ダクト８４に連通している。
【００３１】
慣性分離フィルタ８０により捕獲分離された粉塵等は、排塵排出用の風道８２、排出口８３、排気ダクト８４を通り、床下に排出される。
【００３２】
ハウジング４２は、送風機４４、送風機台４７、慣性分離フィルタ８０、風道５６、８２も含め、予め車外で組み立てておき、電気機関車１０の組立時にねじ止めなどにより、車両車体１７に固定される。風道５６、８２と、車体の床下に設けられた風道６２および排気ダクト８４とは、パッキン６３、８５を介して気密に接続され、ハウジング４２を車体に取付けるだけで風道５６、６２、８６、排気ダクト８４の気密性が確保される。
【００３３】
上記のように構成された第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、慣性分離フィルタ８０を設けることにより、より確実に冷却空気中の粉塵等を除去し、被冷却物である主電動機１８への悪影響を防止することができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第３の実施形態によれば、冷却装置４０は、ハウジング４２の通気口４５に設けられ送風機４４の上方に位置する慣性分離フィルタ８０と、送風機室４１内を慣性分離フィルタ８０から底壁４２ａの近傍まで延びる排塵排出用の風道８２と、送風機室４１内で送風機４４の下方に設けられ、その吸気口が風道８２の下端に接続された塵埃排出用の遠心送風機８６と、を備えている。遠心送風機８６の吐出口は、ハウジング４２の底壁４２ａに形成された排気口８７に気密に接続され、更に、排気口８７は、車両本体の床板２８に形成された排気口および排気ダクト８４に連通している。
【００３５】
冷却装置４０の動作時、送風機４４により、外気が吸気口７２から吸気フィルタ７４を通して吸気室７０に吸い込まれ、更に、慣性分離フィルタ８０を通して送風機室４１へ送られる。その際、空気中に残留する粉塵、ごみ等は、慣性分離フィルタ８０により捕獲分離される。送風機室４１内に導かれた外気は、吸込口５２から送風機４４内に吸い込まれ、吐出口から風道５６、６２を通して、被冷却物へ供給される。また、塵埃排出用の遠心送風機８６が作動すると、慣性分離フィルタ８０に捕獲された粉塵等は、排塵排出用の風道８２を通して遠心送風機８６側に吸い込まれ、更に、排気口８７および排気ダクト８４を通して床下に排出される。
【００３６】
上記のように構成された第３の実施形態においても、ハウジング４２は、送風機４４、送風機台４７、慣性分離フィルタ８０、風道５６、８２、遠心送風機８６も含め、予め車外で組み立てておき、電気機関車の組立時にねじ止めなどにより、車両車体１７に固定することができる。その際、ハウジング４２を車体に取付けるだけで、風道５６および遠心送風機８６の吐出口と、車体の床下に設けられた風道６２および排気ダクト８４とは、パッキン６３、８５を介して気密に接続される。これにより、車両および冷却装置４０を容易に組み立てることができる。
【００３７】
上記のように構成された第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、慣性分離フィルタ８０を設けることにより、より確実に冷却空気中の粉塵等を除去し、被冷却物である主電動機１８への悪影響を防止することができる。
【００３８】
（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第４の実施形態によれば、騒音低減を目的として、冷却装置４０の送風機室４１内および吸気室７０に吸音シートあるいは吸音材９０が設けられている。例えば、ハウジング４２の内面に吸音材９０が貼付され、更に、吸気室７０を規定している仕切り壁６８の内面および天井壁２６ｃの内面に吸音材９０が貼付されている。
【００３９】
電気機関車の組立て時、予めハウジング４２の内面、および取り外された天井壁２６ｃ、仕切り壁６８の内面に吸音材９０を貼ることで、車体側の組立工程に影響することなく吸音材９０を設けることができる。送風機４４を送風機室４１内に配置するために小型にした場合、送風機の回転数が高くなり騒音が生じる可能性があるが、送風機室４１内に吸音材９０を設けることで騒音の低減を図ることができる。吸気室７０にも吸音材９０を設けることにより、一層、騒音低減を図ることが可能となる。
【００４０】
（第５の実施形態）
図７は、第５の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第４の実施形態によれば、冷却装置４０の上部に設けられた吸気室７０は、仕切り壁に代えて、吸音ダクト９２により規定されている。吸音ダクト９２は、使用条件、用途などにより様々なものが開発されているので、ここでは任意の吸音ダクトを用いることができる。本実施形態のように、大型の吸音ダクト９２を設けることが可能な場合には、送風機４４の騒音を吸音ダクト９２で吸収し、騒音がほとんど外部にもれることがない冷却装置４０を実現することができる。この場合にも、予め、天井壁２６ｃに吸音ダクト９２を組込んでおき、送風機室４１には吸音材を貼ったものにしておくことにより、電気機関車の組立工程に影響を与えることなく、容易に組立てることができる。
【００４１】
（第６の実施形態）
図８は、第６の実施形態に係る電気機関車の冷却装置４０を示している。この図に示すように、第６の実施形態によれば、車両本体の天井壁２６ｃにおいて、肩部３０ｂは、斜めに傾斜した傾斜面ではなく、屋根壁３０ａに対してほぼ垂直な垂直壁に形成されている。そして、冷却装置４０の吸気口７２は、この天井壁２６ｃの垂直壁に形成されている。
【００４２】
第６の実施形態においては、車両本体２６の長桁２６ｂの位置を変えることで、車体と天井壁２６ｃとの切り放し位置を変えることができる。そのため、必ずしも車体の肩部に斜面を形成して吸気口を設ける必要がなく、車両限界９６の形状に応じて、天井壁肩部３０ｂを最適な形状にすることができる。
【００４３】
上述した第２ないし第６の実施形態において、電気機関車の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。そして、第２ないし第６の実施形態においても、設計、製造が容易であるとともに、騒音の低減を図ることが可能な鉄道車両を提供することができる。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４５】
上述した実施形態では、冷却装置により主電動機を冷却する構成としたが、これに限らず、車両に設置された他の電気機器の冷却にも広く適用することができる。冷却装置の吸気口は、天井壁の反対側の肩部に設けても良い。更に、天井壁の内面側全体で吸気室を形成するようにしてもよい。冷却装置の送風機室は、雪切室の効果も兼ねることが可能である。例えば、送風機室の底面にパネル式のヒータを組み込むことにより、融雪も可能である。
【００４６】
輸出車両など、日本の鉄道の車両限界よりも大きい車両であっても、長桁の位置を工夫することで日本国内の出荷港までの鉄道輸送時に使用する仮屋根の状態においては、日本の車両限界内に入れることが可能となり、鉄道での輸送が可能となる。ここでは小型で性能の高い遠心送風機を用いたが、これに限らず、他の方式の送風機を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…電気機関車、１４…車輪、１６…台車、１７…車体、１８…主電動機、
２１…パンタグラフ、２４…車体台枠、２６…車両本体、２６ａ…側構、
２６ｂ…長桁、２６ｃ…天井壁、２８…床板、３０ｂ…肩部、４０…冷却装置、
４１…送風機室、４２…ハウジング、４４…送風機、５６…風道、６８…仕切り壁、
７０…吸気室、７２…吸気口、７４…吸気フィルタ、８０…慣性分離フィルタ、
８２…風道、９０…吸音材、９２…吸音ダクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を支持する台車と、床板および天井壁を有し、前記台車上に支持された車両本体と、前記車両本体の床下あるいは車両本体内に配設された電気機器と、前記電気機器を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、前記車両本体内に配設され、送風機室を規定するハウジングと、前記送風機室に配設され、前記送風機室内に開口する吸込口を有する送風機とを備え、前記送風機は、前記天井壁の肩部に形成された吸気口と、前記天井壁の内面側に設けられた吸気室とに接続され、前記吸気室を介して前記吸気口から吸気した冷却風を前記電気機器に導くことを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記吸気室は、吸音ダクトにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記冷却装置は、前記送風機から前記電気機器に冷却風を導く風道と、前記風道内に設けられた集塵フィルタと、前記集塵フィルタで捕獲された粉塵を前記ハウジングの外に導く排塵用の風道とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記冷却装置は、第２送風機をさらに備え、この第２送風機は、前記集塵フィルタで捕獲された粉塵を前記俳塵用の風道を介して排出することを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記天井壁は、前記車両本体に対して取り外し可能に取り付けられ、前記天井壁の内面側に形成された吸気室は、封止材を介して前記送風機室に気密に連通していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の鉄道車両。
【請求項１】
車輪を支持する台車と、床板および天井壁を有し、前記台車上に支持された車両本体と、前記車両本体の床下あるいは車両本体内に配設された電気機器と、前記電気機器を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、前記車両本体内に配設され、送風機室を規定するハウジングと、前記送風機室に配設され、前記送風機室内に開口する吸込口を有する送風機とを備え、前記送風機は、前記天井壁の肩部に形成された吸気口と、前記天井壁の内面側に設けられた吸気室とに接続され、前記吸気室を介して前記吸気口から吸気した冷却風を前記電気機器に導くことを特徴とする鉄道車両。
【請求項２】
前記吸気室は、吸音ダクトにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記冷却装置は、前記送風機から前記電気機器に冷却風を導く風道と、前記風道内に設けられた集塵フィルタと、前記集塵フィルタで捕獲された粉塵を前記ハウジングの外に導く排塵用の風道とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項４】
前記冷却装置は、第２送風機をさらに備え、この第２送風機は、前記集塵フィルタで捕獲された粉塵を前記俳塵用の風道を介して排出することを特徴とする請求項３に記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記天井壁は、前記車両本体に対して取り外し可能に取り付けられ、前記天井壁の内面側に形成された吸気室は、封止材を介して前記送風機室に気密に連通していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の鉄道車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１０１５７５（Ｐ２０１２−１０１５７５Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４９１４９（Ｐ２０１０−２４９１４９）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
[ Back to top ]