Устройство для вентиляции вагонов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в системах вентиляции вагонов. Устройство для вентиляции вагонов содержит смонтированный под обшивкой крыши вагона центробежный вентилятор (2), корпус (3) которого оборудован входным (4) и выходным (5) патрубками, образующими внешнюю проточную часть вентилятора. Под корпусом центробежного вентилятора в крыше вагона с внутренней стороны установлен дополнительный вентилятор (10). Корпус и рабочее колесо центробежного вентилятора выполнены полыми с внутренней проточной частью, соединенной с проточной частью дополнительного вентилятора. Между верхней и нижней стенками корпуса центробежного вентилятора и верхней и нижней кромками обечайки рабочего колеса центробежного вентилятора установлены уплотнительные элементы для разделения проточных частей центробежного и дополнительного вентиляторов. Вращение центробежного вентилятора, на оси которого закреплена крыльчатка дополнительного вентилятора, осуществляется встречным воздушным потоком движущегося вагона. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности проветривания вагонов. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к области грузовых и пассажирских железнодорожных перевозок и может быть использовано в системах вентиляции вагонов.

Известно устройство для обогрева и вентиляции вагона электропоезда, содержащее расположенные в верхней части вагона калорифер для подогрева воздуха, вентилятор для подачи воздуха в салон вагона, фильтр очистки воздуха, жалюзи для регулирования подачи воздуха, перфорированную стенку воздуховода и установленные в нижней части вагона электрические печи для обогрева вагона, каналы для отвода воздуха из салона вагона, каждый из которых включает входное и выходное отверстия и расположен под полом салона вагона перпендикулярно его продольной оси (RU 36645, В60Н 1/00, 2003).

Недостатком устройства является сложность конструкции для подачи воздуха в вагон и отвода из вагона и, как следствие, образование застойных зон в вагоне, из-за чего не обеспечивается его равномерная вентиляция.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является воздухораспределитель системы вентиляции и воздушного отопления вагонов электропоездов с вентиляционной установкой, состоящий из корпуса, представляющего собой полую конструкцию с одним входом, соединенным с воздуховодом, идущим от вентиляционной установки, двумя патрубками, соединенными с воздуховодами рециркуляционного воздуха, двумя патрубками, соединенными с воздуховодами боковых коробов, и одним выходом, соединенным с воздуховодом потолочного канала, а также из трех заслонок, имеющих по два фиксированных положения и установленных на разнесенных в пространстве поворотных осях, так что одна заслонка расположена у входа внутри корпуса, две другие заслонки расположены соответственно в патрубках воздухораспределителя, соединенных с воздуховодами рециркуляционного воздуха, при этом одна фиксированная комбинация положений трех заслонок соответствует рециркуляции воздуха в системе вентиляции в режиме обогрева, поворотные оси заслонок параллельны, при этом вторая фиксированная комбинация положений трех заслонок соответствует подаче наружного воздуха в салон через потолочный канал при закрытых воздуховодах рециркуляционного воздуха (RU 44092, B61D 27/00, 2004).

Недостаток устройства состоит в том, что для привода каждого вентилятора в вагоне и его заслонок требуется источник энергии, тем самым повышаются затраты электроэнергии и снижается мощность привода локомотива поезда.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности вентиляции вагонов при использовании альтернативного источника энергии.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для вентиляции вагонов, содержащем смонтированный под обшивкой крыши вагона центробежный вентилятор, корпус которого оборудован входным и выходным патрубками, образующими внешнюю проточную часть центробежного вентилятора, рабочее колесо смонтировано с возможностью вращения на оси в подшипниках, размещенных в корпусе, согласно изобретению под корпусом центробежного вентилятора на опорном круге в крыше вагона с внутренней стороны установлен дополнительный вентилятор, крыльчатка которого смонтирована на выступающем концевике оси рабочего колеса с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, причем корпус и рабочее колесо центробежного вентилятора выполнены полыми с внутренней проточной частью, соединенной с проточной частью дополнительного вентилятора, а между верхней и нижней сторонами корпуса центробежного вентилятора и верхней и нижней кромками обечайки рабочего колеса центробежного вентилятора установлены уплотнительные элементы для разделения проточных частей центробежного и дополнительного вентиляторов, внутри обечайки корпуса центробежного вентилятора жестко закреплены перекрещивающиеся стержни, по центру которых установлены подшипники, а ось с крыльчаткой дополнительного вентилятора жестко закреплена с нижней и верхней сторон рабочего колеса в центрах перекрещивающихся стержней, жестко закрепленных внутри его обечайки.

Лопасти рабочего колеса центробежного вентилятора выполнены в форме турбинных лопаток.

Во внутренней проточной части рабочего колеса центробежного вентилятора выполнены винтовые лопасти.

На фиг.1 показан общий вид вагона с тремя встроенными вентиляторами; на фиг.2 - общий вид устройства; на фиг.3 - центробежный вентилятор; на фиг.4 - центробежный вентилятор с турбинными лопатками, вид сверху; на фиг.5 - крепление верхнего подшипника; на фиг.6 - крепление нижнего подшипника; на фиг.7 - винтовые лопасти внутри рабочего колеса; на фиг.8 - схема воздушного потока в рабочем колесе.

Устройство для вентиляции вагонов содержит смонтированный под обшивкой крыши 1 вагона центробежный вентилятор 2, корпус 3 которого оборудован входным 4 и выходным 5 патрубками, образующими внешнюю проточную часть центробежного вентилятора 2. Рабочее колесо 6 смонтировано с возможностью вращения на оси 7 в подшипниках 8, размещенных сверху и снизу в корпусе 3. Под корпусом центробежного вентилятора 2 на опорном круге 9 в крыше 1 вагона с внутренней стороны установлен дополнительный вентилятор 10, крыльчатка 11 которого смонтирована на выступающем концевике оси 7 рабочего колеса 6 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости. Причем корпус 3 и рабочее колесо 6 центробежного вентилятора 2 выполнены полыми с внутренней проточной частью, соединенной с проточной частью дополнительного вентилятора 10. Между верхней и нижней сторонами корпуса 3 центробежного вентилятора 2 и верхней и нижней кромками обечайки рабочего колеса 6 центробежного вентилятора 2 установлены уплотнительные элементы 12 для разделения проточных частей центробежного 2 и дополнительного 10 вентиляторов. Внутри обечайки корпуса 3 центробежного вентилятора 2 жестко закреплены перекрещивающиеся стержни 13, по центру которых установлены подшипники 8. Ось 7 с крыльчаткой 11 дополнительного вентилятора 10 жестко закреплена с нижней и верхней сторон рабочего колеса 6 в центрах перекрещивающихся стержней 14, жестко закрепленных внутри его обечайки.

Лопасти рабочего колеса 6 центробежного вентилятора 2 выполнены в форме турбинных лопаток 15.

Во внутренней проточной части рабочего колеса 6 центробежного вентилятора 2 выполнены винтовые лопасти 16.

Устройство для вентиляции вагонов работает следующим образом.

Сверху между обшивкой и крышей 1 на вагоны устанавливаются центробежные вентиляторы 2. Раструбы входных 4 и выходных 5 патрубков вмонтированы в верхние части торцевых стен вагонов и при расположении нескольких вентиляторов 2 между обшивкой на крыше 1 одного вагона сообщаются между собой. Входной патрубок 4 первого центробежного вентилятора 2 помещен в отверстие передней торцевой стены вагона, а выходной патрубок 5 последнего центробежного вентилятора 2 выходит в отверстие задней торцевой стены вагона.

В крыше 1 вагона выполнено отверстие для установки в него опорного круга 9, на котором сверху крепится корпус 3 центробежного вентилятора 2, а снизу дополнительный вентилятор 10.

Вращение рабочих колес 6 центробежных вентиляторов 2, расположенных вдоль состава, происходит от воздействия встречного воздушного потока при движении вагонов. Проточная часть каждого центробежного вентилятора 2 направлена в горизонтальной плоскости вдоль движения поезда.

Форма рабочего колеса 6 может быть в виде усеченного конуса, который с турбинными лопатками 15 вращается в усеченном конусе корпуса 3.

Вращение рабочего колеса 6 центробежного вентилятора 2 происходит в горизонтальной плоскости совместно с крыльчаткой 11 дополнительного вентилятора 10, которая жестко закреплена на оси 7 рабочего колеса 6. Внутри обечайки корпуса 3 центробежного вентилятора 2 с верхней и нижней стороны жестко закреплены перекрещивающиеся стержни 13, по центру которых установлены подшипники 8. Ось 7 с крыльчаткой 11 дополнительного вентилятора 10 и обечайкой рабочего колеса 6 вращается в подшипниках 8 в центрах перекрещивающихся стержней 14 с нижней и верхней стороны центробежного вентилятора 2.

Крыльчаткой 11 воздух поднимается (высасывается из вагона или нагнетается в вагон) во внутреннюю полость рабочего колеса, а из нее через отверстие в обшивке вагона наружу (из вагона на улицу). От осадков отверстия в обшивке на крыше 1 вагона закрыты защитными колпаками или открываемыми приводами крышками (на чертежах не показано). Проточная часть каждого дополнительного вентилятора 10 проходит через рабочие колеса 6 центробежных вентиляторов 2 перпендикулярно проточной части, вращающей рабочие колеса 6. Между верхней и нижней стенками корпуса 3 центробежного вентилятора 2 и верхней и нижней кромками обечайки рабочего колеса 6 центробежного вентилятора 2 установлены уплотнительные элементы 12 для разделения проточных частей центробежного 2 и дополнительного 10 вентиляторов. Крепление уплотнительных элементов может быть предусмотрено по периметру опорного круга 9 на нижней стенке корпуса 3 и нижней кромкой вращающего рабочего колеса 6.

Уплотнительные элементы 12, закрепленные, например, по окружности на обечайке рабочего колеса 6 и выполненные из прорезиненной ткани, не пропускают воздух из проточной части центробежного вентилятора 2 в проточную часть дополнительного вентилятора 10 и направляют его в следующий центробежный вентилятор 2 или наружу.

Поток воздуха не попадает через верхнюю часть рабочего колеса 6 в проточную часть дополнительного вентилятора 10 из-за использования уплотнений 12 на верхней стенке корпуса 3 и верхней кромке рабочего колеса 6.

Таким образом, помещение вагона вентилируется дополнительными вентиляторами 10, приводимыми в движение соответствующими центробежными вентиляторами 2.

Выходное отверстие входного патрубка 4 размещают с одной боковой стороны корпуса 3 центробежного вентилятора 2, а входное отверстие выходного патрубка 5 - с другой боковой стороны. При изменении направления движения вагона воздух будет поступать наоборот в выходной патрубок 5, а выходить во входной патрубок 4. Вращение рабочего колеса 6 будет осуществляться в одну и ту же сторону (фиг.4). Значит, дополнительный вентилятор 10 будет вентилировать вагон и выталкивать из него воздух наружу. При расположении трех вентиляторов на крыше 1 вагона (фиг.1) входной патрубок каждого последующего вентилятора соединен с выходным патрубком предыдущего вентилятора.

Проветривание помещения вагона можно усилить за счет увеличения скорости вращения центробежного вентилятора 2 и вместе с ним дополнительного вентилятора 10. При этом лопасти рабочих колес 6 заменяются турбинными лопатками 15. Скорость потока воздуха увеличивается при размещении внутри рабочего колеса 6 винтовых лопастей 16, помогающих крыльчатке 12 дополнительного вентилятора поднять воздух по винтовой линии наружу.

Возможен вариант устройства с вращением дополнительного вентилятора 10 по часовой и против часовой стрелки в зависимости от направления движения вагона. Частота вращения и напор воздушного потока может регулироваться приводными заслонками, установленными во входном 4 и выходном 5 патрубках центробежного вентилятора 2 (на чертежах не показано). Устройство может оснащаться тепловыми и охладительными установками (кондиционерами) для создания в вагоне комфортных условий для пассажиров. Летом воздух будет вытягиваться из вагона, а зимой наоборот подогреваться и поступать в вагон.

Вырабатываемая центробежным вентилятором энергия может преобразовываться установленным на оси 7 генератором в электрическую энергию, которая будет использоваться для включения и выключения кондиционеров.

Включение и выключение устройства во всех вагонах осуществляется путем открытия или закрытия приводных заслонок с одного пульта.

Эффективность устройства для вентиляции вагонов заключается в улучшении вентиляции вагонов за счет использования альтернативной энергии встречного воздушного потока движущегося вагона для вращения центробежного вентилятора, на оси которого закреплена крыльчатка дополнительного вентилятора.

1. Устройство для вентиляции вагонов, содержащее смонтированный под обшивкой крыши вагона центробежный вентилятор, корпус которого оборудован входным и выходным патрубками, образующими внешнюю проточную часть центробежного вентилятора, рабочее колесо смонтировано с возможностью вращения на оси в подшипниках, размещенных в корпусе, отличающееся тем, что под корпусом центробежного вентилятора на опорном круге в крыше вагона с внутренней стороны установлен дополнительный вентилятор, крыльчатка которого смонтирована на выступающем концевике оси рабочего колеса с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, причем корпус и рабочее колесо центробежного вентилятора выполнены полыми с внутренней проточной частью, соединенной с проточной частью дополнительного вентилятора, а между верхней и нижней стенками корпуса центробежного вентилятора и верхней и нижней кромками обечайки рабочего колеса центробежного вентилятора установлены уплотнительные элементы для разделения проточных частей центробежного и дополнительного вентиляторов, внутри обечайки корпуса центробежного вентилятора в отверстиях на верхней и нижней стенках жестко закреплены перекрещивающиеся стержни, по центру которых установлены подшипники, а ось с крыльчаткой дополнительного вентилятора жестко закреплена с нижней и верхней сторон рабочего колеса в центрах перекрещивающихся стержней, жестко закрепленных внутри его обечайки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лопасти рабочего колеса центробежного вентилятора выполнены в форме турбинных лопаток.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что во внутренней проточной части рабочего колеса центробежного вентилятора выполнены винтовые лопасти.