運輸設備和應用於其中的通風裝置的製作方法
2023-09-17 05:21:35
專利名稱：運輸設備和應用於其中的通風裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種諸如鐵路機車和單軌機車等的運輸設備，這種運輸設備能雙向，即向前和向後運動，本發明還涉及安裝在這種運輸設備上的通風裝置。
在諸如鐵路機車和單軌機車等的運輸設備中，必須從運輸設備的外部吸取冷卻空氣，以便對機車車艙進行空調，對動力機組、控制裝置等進行冷卻。當運輸設備不動或以低速運行時，很容易從四周吸進空氣。但是，當運輸設備以高速行駛時，在運動氣流的影響下發生氣流分離，從而通風管口的壓力，也即進氣口的壓力相對大氣壓常常成為負壓。當通風管口的壓力成為負壓時，鼓風機吸入冷卻空氣的吸入阻力增加，導至不能保證所需的冷卻空氣量。假如增加鼓風機的容量，可以保證所需的冷卻空氣量，但成本就因此增加。此外，由於在鐵路機車和單軌機車中要安裝多種設備，所以空間非常有限，因此難於採取這種增加設備尺寸的對策。為此，希望提出一種通風裝置，這種裝置即使在運輸設備以高速行駛時也不易受運動氣流的影響，或者能有效地利用運動氣流的動能，從而保證所需的空氣量。特別由於鐵路機車、單軌機車等能雙向，即向前和向後運動，因此重要的是在機車向任一方向運動時，都能保證所需的冷卻空氣。
在這種雙向運動的常規運輸設備中，通風裝置或具有通風裝置的熱交換器的進氣道沿向前和向後方向對稱地安裝在運輸設備上，以便接受機車向前、後運動期間產生的相應方向的氣流。設置在運輸設備上、用於充入和排出空氣的進氣-排氣管也對稱地安裝在運動方向上。此外，進氣用的流道或流道口設置在機車的表面，這樣，機車向前、後運動期間，氣流就能進入機車中。
在這種常規的運輸設備中，當機車的運動方向改變時，流徑流道的氣流也從進氣模式轉變成排氣模式，或相反。因此，必須根據空氣流動方向調整諸如風扇的冷卻裝置，或將流道的形狀製成可變的以提供合適的通道。在公開號為7-228 249和8-854 55的日本來審查專利申請中公開了這樣的一些實例，在公開號為4-38264的日本未審查專利申請中公開了一個實例，其中由一臺鼓風機進行充氣，並無需鼓風機的起動/停機控制，或鼓風機旋轉方向的改變。包括上述實例在內的絕大部分常規運輸設備的進氣管對稱地安裝在運輸設備的運動方向上。
在上述現有技術中，作為運動氣流吸入流道的管道設置在運輸設備的兩個運動方向上，並根據運動方向的不同，可使風扇和流道的形狀改變。但是，根據運動方向改變風扇的旋轉方向，使結構複雜化，此此，運動零件的數目也有所增加，從而降低了可靠性，要求有更多的維護。
假如流經熱交換器組件的冷卻空氣的方向可根據運輸設備的運動方向進行改變，則必須設置兩臺鼓風機吸入和排出空氣，根據運輸設備的運動方向改變鼓風機的旋轉方向，並控制起動/停機。
另一方面，假如流經熱交換器組件的冷卻空氣的方向不改變，則為了吸入和排出空氣，要求設置兩組相應的管道和風擋。這時，如上所述，流道結構變複雜，與風擋相關聯的阻力不利地降低冷卻空氣量，特別在機車不動時，更是如此。
諸如鐵路機車和單軌機車的運輸設備中應用的所有常規通風裝置都是對稱地安裝在運輸設備的運動方向上的，一個進氣口只能吸入在一個運動方向上產生的運動氣流，也即只能吸入向前方向或向後方向運動所產生的氣流，因此，為在向前和向後的任一方向上都能有效地吸入運動氣流，通常必須至少設置兩個進氣口，這樣，通風管道的結構。通風用的鼓風機的布置、以及運行的控制都隨之複雜。結果，必須定期進行的運行維護和檢查所需的時間和費用也相應增加。
因此，本發明的目的是提出一種通風裝置，這種裝置即使在運輸設備以高速向前或向後運動時，也不受運輸設備運動方向的影響。
本發明的另一目的是提出一種通風裝置，它通過有效利用運動氣流的動能，能確保所需的冷卻空氣量，且結構簡單、成本低廉。
為達到以上目的，本發明的第一個特點在於，在運輸設備的底部設置了一個進氣口，在此進氣口附近設置了一個空氣導向組件，該空氣導向組件相對運輸設備的行駛方向不是對稱的，並具有多塊空氣導向板。這些空氣導向板最好布置成，當運輸設備向前、後行駛時，都能將所產生的運動氣流引向進氣口。
為達到以上目的，本發明的第二個特點在於，為能在前、後方向運動的運輸設備設置了一種通風裝置，該通風裝置吸入運輸設備行駛時產生的運動氣流以冷卻需要冷卻的物體，它們包括運輸設備的電氣零件，且該通風裝置包括一根基本垂直布置的管道，在其中安裝了這些需要冷卻的物體；第一空氣導向裝置，它與成形於管道下端的進氣口相連接；以及第二空氣導向裝置，它設置在進氣口的下方；第一空氣導向裝置和第二空氣導向裝置相互配合，形成通道的一個開口，運動氣流由此通過引向進氣口。
圖1是本發明提出的單軌機車應用的通風裝置第一實施例的剖面圖，它表示機車向圖的左方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖2表示數值模擬建立的圖1的冷卻空氣的流動情況；圖3是圖1中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的右方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖4表示數值模擬建立的圖3的冷卻空氣的流動情況；圖5是包含本發明通風裝置的單軌機車的立體圖；圖6是圖5中單軌機車的垂直剖面圖；圖7是本發明提出的單軌機車應用的通風裝置第二實施例的剖面圖，它表示機車向圖的左方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖8是圖7中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的右方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖9是一幅表示單軌機車的底板下裙罩部分的立體圖，該單軌機車包含本發明通風裝置的第三實施例；圖10是圖9中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的左方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖11是圖9中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的右方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；
圖12是一幅表示單軌機車的底板下裙罩部分的立體圖，該單軌機車包含本發明通風裝置的第四實施例；圖13是圖12中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的左方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖14表示當包含圖12中通風裝置的機車向圖的左方行駛時，數值模擬建立的冷卻空氣的流動情況；圖15是圖12中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的右方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；圖16表示當包含圖12中通風裝置的機車向圖的右方行駛時，數值模擬建立的冷卻空氣的流動情況；圖17是一幅表示單軌機車的底板下裙罩部分的立體圖，該單軌機車包含本發明通風裝置的第五實施例；圖18是圖17中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的左方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況；和圖19是圖17中通風裝置的剖面圖，它表示機車向圖的右方行駛時產生的冷卻空氣的流動情況。
為提高大城市中的短距離運輸能力，單軌機車的行駛速度趨於與日俱增。目前，商用單軌機車的最高速度為80至100公裡/小時。雖然常規單軌機車受曲輪軸控制器的控制，但日益流行的新型單軌機車卻由換向器進行控制以提供高速和性能良好的行駛，由於換向器中應用的諸如IGBT(絕緣柵雙極電晶體，Insulated Gate Bi-polar Transistor)等發熱元件與曲輪軸控制的機車中應用的電阻器相比，其運行溫度條件要嚴峻得多，因此，在單軌機車行駛期間確保所需的冷卻空氣量尤為重要。例如，對於常規曲輪軸控制的機車中應用的電阻器，其允許的最高溫度約為250℃，因此一般可採用自然空氣冷卻來冷卻這些電阻器。但是，作為換向器裝置中通常應用元件的IGBT，其運行溫度必須低於100℃，因此，必須從周圍大氣中吸入冷卻空氣流。
以下將結合附圖對發明提出的通風裝置的一個實施例進行說明，該通風裝置將冷卻空氣流吸入至高速單軌機車的底板下設備箱中，在箱中安放著換向器等裝置。本發明雖不限於下列說明，但能有效地對機車車艙進行空調，對動力機組等進行冷卻，本發明也不限於在單軌機車中應用，而能應用於所有運輸設備中的通風裝置，只要這種運輸設備能雙向運動，例如鐵路機車。
圖5是跨立式單軌機車的立體圖，機車包含了本發明提出的用於運輸設備的通風裝置。在跨立式單軌機車10中，為防止被懸掛的這些設備從底板下跌落，並抑制周圍空氣流中的擾動，從而減少運動阻力，通常用底板下裙罩13覆蓋底盤部分和底板下設備。這樣，底板下裙罩13在底盤部分上向下伸展，該底盤部分設置在機車的前、後部分。並具有主車輪和輔車輪(下文將更全面地說明)。
圖6是機車的橫截面圖，該橫截平面垂直機車的行駛方向，它表示跨立式單軌機車的底盤部分的結構。此跨立式單軌機車底盤部分包括主車輪14、輔車輪15和底盤框架。主車輪14成對地設置在軌道1的寬度方向上，以便在軌道1的頂部滾動。主車輪14承受機車主體11、底板下設備箱20等的重量。輔車輪15成雙對地設置在垂直方向上，以便各自在軌道1的兩側上滾動。輔車輪15維持機車的姿態，並防止機車跌落和下降。主車輪14、輔車輪15和機車主體11緊固在底盤框架16上。每對輔車輪15之間的垂直距離確定如下，即即使機車在軌道彎曲部分傾斜，從而使機車重心偏移時，也能將足夠大的反作用力矩傳給機車以阻止機車跌落。因此，在垂直方向互連輔車輪15對的輪軸15a製作成很長。
由於底盤部分設置在機車的前、後部分，因而控制器等裝置安放於其中的底板下設備箱20被懸掛在機車中央部分的附近，放置在底盤部分之間(見圖5)。底板下設備箱20的尺寸做成很小，其最靠下的表面放置在每對輔車輪15的下表面的水平之上。這樣，底板下裙罩13在機車的前、後部分向下伸展，而在機車的中央部分向上凹陷，從而形成一個梯形的凹口。底板下裙罩13在其下端部基本垂直地向著軌道1而彎曲。彎曲部分向內伸展以接受輔車輪沿軌道滑移時產生的磨損粉末。很容易看到，底板下裙罩13的形狀像朝著軌道1開口的蓋子。
底板下設備箱20和軌道1之間在機車寬度方向的間隙小至約400毫米，因而在運動氣流的影響下會引起空氣流的擾動。因此將進氣口沿機車寬度方向設置在機車中央部分是不恰當的，雖然還可設想通過底板下裙罩13的外側表面吸入冷卻空氣流，但由於下述理由，同樣是不恰當的。
為將冷卻氣流引向熱交換器組件，必須確保冷卻管道有足夠的長度，因此冷卻管道不得不沿垂直方向而布置。這樣，在側表面通氣結構中冷卻管道的形狀就要複雜。此外，在側表面進氣結構中，雨水等很可能從進氣口侵入。由於這些原因，對跨立式單軌機車，應用最廣泛的系統是，其中的冷卻氣流從底板下裙罩13的下側吸入，然後向著軌道1排出。
如上所述，底板下裙罩13在機車的前、後部分向下伸展，在機車的中央部分向上凹陷。圖1表示了一個實例，其中的通風裝置設置在這一向上凹陷部分(臺階部分)48的附近。通風管33的進氣口31設置在臺階部分48附近的底板下裙罩13的下表面上，而臺階部分48以及空氣導向板42a和42b則形成空氣導向部分40，冷卻氣流由此引入至進氣口31。
此時的冷卻空氣流動狀態將結合圖1至4詳細加以說明。
圖1表示機車向圖1左方運動時產生的冷卻空氣流，以及通風管33的詳細結構。構成通風管道的底板下裙罩13的一個部分13a在底盤部分上基本水平地伸展，接著沿機車運動方向彎曲，構成斜面42c，然後再彎曲，構成基本垂直的壁表面47a。構成通風管的底板下裙罩13的另一部分13b基本水平地在底盤部分以上的一個水平面上伸展，然後彎曲，構成基本垂直的表面47b。底板下裙罩13的這兩個垂直壁表面47a和47b相互隔開，一臺熱交換器21則設置在這兩個壁表面47a和47b之間。熱交換器21是例為片管式類型的熱交換器，管的一端與底板下設備箱20連接，用以冷卻箱20中的控制設備。在管中充裝著諸如以氟為基礎的一種冷卻介質。與底板下裙罩的傾斜側部分42c平行、相隔開地設置著一塊或多塊空氣導向板42a，通過放置夾持構件45，使空氣導向板42a與傾斜側部分42c保持預定的間隔距離。空氣導向板42a的下端伸展至底板下裙罩13a的水平表面以下。空氣導向板42a的上端放置在傾斜側部分42c的半高度處。底板下裙罩13b和垂直壁表面47a匯合構成一個拐角，空氣導向板42b從此拐角向下伸展，其傾斜角度基本與傾斜側部分42c的傾斜角度相同。結果，空氣導向板42a和42b以及傾斜側部分42c共同限定了一條流道，該流道將運動氣流引向通風管33。在空氣導向板42a和42b之間有一個大的間距，以便在運動氣流如圖3所示那樣沿反方向流動時，能有效地將運動氣流由此引入至通風管中。在此實施例中，傾斜側部分42c與空氣導向板42a之間的間隔小於傾斜側部分42c與空氣導向板42b之間的間隔。
按照本發明，如果沒有空氣導向板42a，則當機車向圖的左方運動時，沿著底板下裙罩13的下表面流動的冷卻空氣(運動氣流)就會在進氣口31附近的臺階部分48處分離，產生環流(未表示)。結果，進氣口31附近的壓力相對大氣壓成為負壓，冷卻空氣流的進氣阻力增加，從而冷卻空氣量減少。
但在本發明中，沿底板下裙罩13的下表面流動的運動氣流被空氣導向板42a引向進氣口31，以便增強與熱交換器21中冷卻介質之間的熱交換，該冷卻介質已對安放在底板下設備箱20中的諸如IGBT的控制裝置進行了冷卻。冷卻空氣50在熱交換器21中進行熱交換後，溫度升高，就通過通風管33的上開口排入至底板下裙罩13中，然後通過機車中央部分處裙罩13上的一個開口向著軌道1排出。在採用這種結構時，冷卻空氣50被空氣導向板42a引向進氣口31，因此能更確切地引入至通風管33中。
其次，圖3表示機車向圖中右方運動時產生的冷卻空氣流50。這時，沿底板下裙罩13的下表面流動的冷卻空氣在它撞擊在底板下裙罩13的臺階部分42c之前受到輔助空氣導向板42b的輕微分離。這樣，撞擊在底板下裙罩13的臺階部分42c上的部分冷卻空氣被引向進氣口31，其餘的冷卻空氣則流過底板下裙罩13的臺階部分42c和空氣導向板42a之間的間隔，沿著底板下裙罩13而流動。因而在這時，底板下裙罩13的臺階部分42c就充當了空氣導向板。順便提一句，已被引入至進氣口31的冷卻空氣50的流動狀態與圖1中機車向圖中左方運動的實施例的相同。
圖2和4表示空氣在通風裝置附近流動的數值模擬結果，以驗證實施例的功能。圖2表示機車向圖中左方運動時產生的空氣流動狀態，而圖4則表示機車向圖中右方運動時產生的空氣流動狀態。圖2和4中所示的矢量代表運動氣流在各個點上的方向和強度。空氣流動是應用有限方法，藉助數值求解連接方程，即流體基本方程，和動量方程(納維-斯託克司方程)模擬而得的。每次模擬中，入流邊界設置在向著機車運動方向上遊側前推一個適當距離的位置上。給定的條件是，當運動速度為80公裡/小時時，在入流邊界上的相應均勻運動氣流為22米/秒，而進氣口則處於大氣壓下。因此，假如進氣口附近的靜壓高於大氣壓，則運動氣流自然地導向進氣口。相反，如果進氣口附近的靜壓低於大氣壓，則空氣流就從進氣口向外流出。在模擬中，熱交換器21的阻力影響未加考慮。這裡假定了二維特徵，忽略了在與附圖垂直方向上空氣流動的影響。但是，在通風裝置中，考慮了所有流體力學的重要因素，因而通風裝置的通風效果可由模擬進行驗證。
如結合圖1所作的上述說明那樣，當機車向圖中左方運動時，運動氣流被空氣導向板42a和42b引向進氣口31、由於此實施例沒有採用任何措施，如應用鼓風機來進行強迫通風，因而在通風管33中局部地產生了反向流動。但是，主要產生的是從空氣導向部分40指向進氣口31的空氣流動。雖然未表示，但可算出引向進氣口的最高空氣流動速度高達約15米/秒，這約為運動氣流速度的70％。引向進氣口空氣流的平均流動速度約為5米/秒。假如將保存於冷卻空氣流中的動能轉換成壓力，它相當於約1.5毫米水柱(動壓)。因此，應用通風裝置就可對底板下設備箱20進行冷卻，而無需額外地使用任何鼓風機，只要將冷卻管設計成，從通風管33上部排出的冷卻空氣流的動壓和流動阻力之和不大於約1.5毫米水柱。上述考慮的是機車運動速度為80公裡/小時的情況。但是，在理論上，引向進氣口的冷卻空氣流所保存的動能大致正比於機車運動速度的平方，因而機車運動速度越高，通風裝置的進氣效果越好。
當機車向圖中右方運動時，如圖4所示，在部分運動氣流被引向進氣口31之前，運動氣流撞擊傾斜側部分42c(底板下裙罩13的臺階部分)。引向進氣口31的冷卻空氣50的最高速度約為20米/秒，平均速度約6米/秒，因此與機車向圖中左方運動的情況相比，其進氣效果更大。
如上所述，本發明的通風裝置在機車向前和向後運動時都能進行進氣。本發明通風裝置的一個重要特點是，當機車在向前和向後運動時，空氣導向板42a和42b都能直接推動所產生的運動氣流，並將其引入至進氣口。因此，無需設置任何運動部件，就能確保有足夠的空氣流量，用以進行機車冷卻或空調。結果，尺寸緊湊、結構簡單。可靠性高和成本低廉的這種通風裝置就得以實現。
在上述實施例中，雖然傾斜側部分42c製作成直線形狀，但它也可製作成光滑的曲線形狀。
接著，將結合圖7和8對本發明的第二實施例進行說明，圖7和8都表示通風管附近的詳細結構，其中圖7表示機車向圖中左方運動時產生的運動氣流，而圖8表示機車向圖中右方運動時產生的運動氣流，此實施例與第一實施例的不同之處只是在熱交換器21的下遊設置了一臺鼓風機(風扇馬達)30。空氣導向部分40本身吸入周圍的空氣，因此，當機車以高速運動時，冷卻空氣量大於機車停頓時的冷卻空氣量，冷卻空氣50的流動情況大致與第一實施例描述的以上情況相同，由於鼓風機的作用，因此此實施例能有效地消除通風管33中的反向流動。在該第二實施例中，在熱交換器21處形成了大致均勻的空氣流，因而與第一實施例相比，其冷卻容量增加。當然，增加鼓風機30的容量能使其更進一步增加冷卻容量。此外，在第二實施例中，當機車向前或向後運動時，流經鼓風機30的冷卻空氣50的流動方向都不會改變，因此，不必進行鼓風機旋轉方向的切換，或進行鼓風機的起動/停頓控制，而這在常規通風裝置中則是必須的。
接著，將結合圖9至11對本發明的第三實施例進行說明。圖9是一幅立體圖，它表示包含本發明通風裝置的跨立式單軌機車的底板下裙罩部分。圖10和11表示通風管附近的詳細結構，以及機車運動時的冷卻空氣流動的狀態。
冷卻空氣流的通風管33設置在隔離板18的附近，該隔離板18將車輪室17與其它的底板下部件隔開。開口35a和35b都覆蓋著穿孔板36，並分別形成於底板下裙罩13的下表面和臺階部分以吸入四周的空氣。在底板下裙罩中設置著空氣導向板42a、42b、42c和42d。
現在將結合圖10和11來說明機車運動時的冷卻空氣流的狀態。當機車向圖(圖10)中左方運動時，沿底板下裙罩13的下表面流動的運動氣流通過開口35b被吸入至底板下裙罩13中，然後被空氣導向板42d引向進氣口31。這時，隔離板18充當著輔助傾斜側部分42c，從而將大部分空氣引入至通風管33中。
當機車向圖(圖11)的右方運動時，經空氣導向板42a改變方向的運動氣流通過底板下裙罩13的開口35a被引入至底板下裙罩13中，並由輔助空氣導向板42b更確切無疑地引入至通風管33中。被吸入至通風管33中的冷卻空氣50的流動狀態基本與上述第二實施例的相同。風洞試驗已證實，此實施例的通風裝置能確保冷卻空氣量不少於機車停頓時獲得的空氣流量的90％。
在第三實施例中，設置隔離板18是為了防止灰塵和汙物，例如由底盤部分產生的橡膠輪碎片進入機車的控制裝置。將通風管33設置在隔離板18的附近可有效地消除底板下裙罩部分外觀的沾汙、避免直接暴露通風管、並減少噪音的產生。在一個模擬機車和通風管部分的風洞試驗中，當通風管33設置在有別於上述位置的另一位置上時，在底板下裙罩13的隔離板18和臺階部分42c的影響下，運動空氣流遭受分離，這樣，冷卻空氣量降至原設計流量(機車停頓期間的冷卻空氣量)的一半以下。特別當機車如圖11所示地向右運動時，完全不能實現冷卻空氣的進氣，相反，空氣從進氣口排出，這時，假如增加鼓風機的容量，還能確保所需的冷卻空氣量，但這導致成本增加，也使一些設備的布局成為不可實現。在此實施例中，這樣的不利之處可消除。
在上述布置中，在通風管中設置了鼓風機。但在本發明中，不管是否設置鼓風機，都能在機車高速運動期間吸入周圍的空氣。雖然鼓風機設置在熱交換器的下流，但將鼓風機設置在熱交換器的上流，也能獲得相似的效果。
接著將結合圖12至16對本發明的第四實施例進行說明。圖12是表示跨立式單軌機車的底板下裙罩部分的立體圖，在裙罩中設置了本發明的通風裝置。圖13和15表示通風管附近的詳細結構，以及機車運動期間的冷卻空氣流動的狀態。圖14和16表示通風管附近空氣流的數值模擬結果。在此實施例中，在機車中央部分處的底板下裙罩13中設置了通風管33，而需要冷卻的底板下設備箱20a和20b則分別設置在通風管33的兩側。在通風管33和底板下設備箱20a和20b的下端表面與底板下裙罩13的一個上表面之間成形有一個量級約為300毫米的間隔，以便使運動氣流得以由此流過。在間隔中設置了空氣導向板42a、42b和42d。
現在將結合圖13至16來說明機車運動期間冷卻空氣的流動。圖13和14表示機車向圖的左方運動時的狀態。流經底板下設備箱20a下端表面和底板下裙罩13之間間隔的運動氣流被空氣導向板42a改向而引向進氣口31。接著運動氣流被輔助空氣導向板42b更為確切無疑地引入至進氣口31中。在圖14所示的空氣流動模擬中，沒有考慮鼓風機30的鼓風效果，因此通風管33中局部地形成了反向流動區域，但是經空氣導向板42a改向的運動氣流則全部被引入至通風管33中。在此實施例中，可應用運動氣流的動能引入周圍的空氣。假如增添鼓風機30，則熱交換器部分中的反向空氣流動就消失，因而冷卻性能進一步提高(圖13)。
圖15和16表示機車向圖的右方運動時的狀態。流經底板下設備箱20b下端表面和底板下裙罩13之間間隔的運動氣流被空氣導向板42d改向而引向進氣口31，然後被引入至通風管33中，在圖16所示的空氣流動模擬中，如圖14一樣，沒有考慮鼓風機30的鼓風效果，因此在通風管33中局部地形成了反向流動區域，但是經空氣導向板42d改向的運動氣流則絕大部分被引入至通風管33中。假如增添鼓風機30，則熱交換器部分中的反向空氣流動就消失，因而如機車向圖的左方運動的情況一樣，冷卻性能進一步提高(圖15)。
在此實施例中，空氣導向板42a彎成向上凸起的形狀。凸面形狀的尖峰面對進氣口31而放置。彎曲的空氣導向板的左、右表面直接推動機車向前、後兩方向運動時產生的運動氣流，從而將運動氣流引向進氣口31。
其次將結合圖17至19對本發明的第五實施例進行說明。圖17是表示跨立式單軌機車的底板下裙罩部分的立體圖，在裙罩中設置了本發明的通風裝置。圖18及圖19表示通風管附近的詳細結構以及機車運動期間的冷卻空氣流動的狀態。在此實施例中，通風管33設置在底板下裙罩13中，而需要冷卻的底板下設備箱20a和20b則分別設置在通風管33的兩側。在底板下設備箱20b的下端表面與底板下裙罩13的內底表面之間形成了一個量級約為300毫米的間隔，用以使運動氣流得以由此通過。在此間隔中設置了一塊空氣導向板42d。在底板下裙罩13中設置著一塊空氣導向板42a，該導向板42a從隔離板18附近伸向進氣口31，以便平穩地將運動氣流引向進氣口31。
現在將結合圖18和19來說明機車運動期間冷卻空氣的流動。圖18表示機車向圖的左方運動時的狀態。底板下設備箱20a的下端表面和空氣導向板42a起著將運動氣流平穩、無分離地導向進氣口31的作用，並將空氣或運動氣流引入通風管33中。由於空氣導向板42d的作用，未被吸入通風管33的運動氣流則無分離、平穩地流向下流。另外，當機車向圖的右方運動時(圖19)，流經底板下設備箱20b的下端表面與底板下裙罩13之間間隔的運動氣流被空氣導向板42d改向而引向進氣口31，然後被引入至通風管33中。由於空氣導向板42a的作用，未被吸入通風管33的運動氣流則無分離、平穩地流向下流，因此，當機車沿任一方向運動時，冷卻氣流都比機車停頓時獲得的要多。此外，在此實施例中，一塊空氣導向板彎曲成如第四實施例中那樣的向上凸起的形狀。凸面形狀的尖峰放置在進氣口31的相對側。彎曲的空氣導向板的左、右表面直接推動機車向前、後方向運動時產生的運動氣流，從而將運動氣流引向進氣口31。
如上所述，按照本發明這種結構簡單的通風管即使在運輸設備以高速行駛時，也能不受運動氣流的影響，確保冷卻所需的進氣。此外，由於管的結構簡單，因而本通風裝置的經濟性誘人、維護檢修方便，且可靠性優異。
權利要求
1.一種能前、後雙向運動的運輸設備的通風裝置，該裝置包括設置在運輸設備下部的一個底部開口的進氣口；和一個空氣導向部分，該導向部分設置在所述進氣口的附近，且相對運輸設備的行駛方向不是對稱的。
2.根據權利要求1的通風裝置，其特徵在於，所述空氣導向部分包括若干空氣導向板，將運輸設備向前、後行駛時產生的運動氣流引向所述進氣口。
3.根據權利要求2的通風裝置，其特徵在於，所述空氣導向部分的所述空氣導向板中至少有一塊空氣導向板設置在與運動氣流方向基本垂直的方向上，而其餘的空氣導向板則設置在與運動氣流方向傾斜的方向上。
4.根據權利要求2的通風裝置，其特徵在於，所述空氣導向部分的所述空氣導向板中至少有一塊空氣導向板由底板下裙罩的臺階部分限定，底板下裙罩構成運輸設備的外表面。
5.根據權利要求3的通風裝置，其特徵在於，至少有一塊所述空氣導向板由底板下裙罩的臺階部分限定，底板下裙罩構成運輸設備的外表面。
6.根據權利要求2至5中一條權利要求的通風裝置，其特徵在於，所述空氣導向板中有一塊導向板被彎曲成向上凸起的形狀，並放置在所述進氣口底下。
7.一種單軌機車，該機車包括權利要求1至5之一提出的通風裝置，其特徵在於，所述通風裝置冷卻需要冷卻的物體，諸如動力機組、電氣零件以及安裝在所述機車底板下的機車車艙空調的戶外機。
8.一種能前、後雙向運動的運輸設備的通風裝置，它應用所述運輸設備行駛時產生的運動氣流進行通風以冷卻需冷卻的物體，這些物體包括所述運輸設備的電氣設備，且所述通風裝置包括一根基本垂直布置的管道，在其上安裝著所述物體；第一空氣導向裝置，該裝置與成形在所述管道下端的進氣口連接；和第二空氣導向裝置，該裝置設置在所述進氣口的下方；且其中所述第一空氣導向裝置和所述第二空氣導向裝置限定流道的一個開口，該流道使運動氣流得以引向所述進氣口。
9.根據權利要求8的通風裝置，該通風裝置還包括第三空氣導向裝置，該導向裝置在其一端與所述管道相連接，且面向所述第一空氣導向裝置。
10.根據權利要求9的通風裝置，其特徵在於，所述第三空氣導向裝置是一個底板下裙罩，它覆蓋著所述運輸設備的底盤部分。
11.根據權利要求8的通風裝置，其特徵在於，所述第二空氣導向裝置與所述第一空氣導向裝置平行，並與所述運輸設備的行駛方向成斜角而設置。
12.根據權利要求8的通風裝置，其特徵在於，所述第二空氣導向裝置具有向上凸起的橫截面。
13.根據權利要求8的通風裝置，其特徵在於，第四空氣導向裝置由底板下裙罩的內壁表面構成，該裙罩覆蓋著所述運輸設備的底盤部分。
全文摘要
一種通風裝置,從機車下側吸入空氣進行通風。此通風裝置包括底板下裙罩的一個水平部分,以及一個在底板下裙罩中向上伸展的管道部分。冷卻電氣設備用的熱交換器設置在管道部分中。在管道部分的下端有一個進氣口。第一空氣導向板與進氣口連接,而第二空氣導向板則設置在進氣口的下方。當機車運動時,周圍空氣產生運動氣流。當運動氣流從底盤部分流向機車的中央部分時,氣流被第二空氣導向板引向進氣口。當機車向相反方向行駛時,氣流通過一個設於第一和第二空氣導向板之間的開口,引向進氣口。
文檔編號B61D27/00GK1193582SQ9810580
公開日1998年9月23日 申請日期1998年3月18日 優先權日1997年3月19日
發明者加藤千幸, 飯田明由, 鈴木敦, 藤枝信男, 桑原平吉, 三谷真史, 松浦政浩, 近藤久, 松信一 申請人:株式會社日立製作所