專利名稱：壁與電氣設(shè)備的組件以及相應(yīng)的鐵路車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一鐵路車輛的一壁與至少一電氣設(shè)備的組件。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的鐵路車輛。本發(fā)明更特別地涉及裝載在火車中的功率電氣設(shè)備、尤其是輔助功率變換器的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
這樣的設(shè)備一般包括多個(gè)需要被冷卻以正確地運(yùn)行的電氣組成件。因此，這些電氣設(shè)備通常包括一個(gè)或多個(gè)在下文被稱作冷卻器的熱交換器。這些冷卻器通常被布置在一管道中，管道確定組成件的冷卻流體的主循環(huán)方向。所述功率電氣設(shè)備，尤其是輔助變換器，被布置在火車的頂蓋上或是地板下。對(duì)于操控發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引變換器，耗散功率與火車的運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)。因此，這些變換器有時(shí)簡單地由火車移動(dòng)所產(chǎn)生的空氣循環(huán)冷卻。因此稱為“風(fēng)速”冷卻。所述“風(fēng)速”冷卻難以適應(yīng)于輔助變換器，因?yàn)檩o助變換器應(yīng)該提供滿功率，包括在停車時(shí)。目前，所述輔助變換器使用風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)將空氣推進(jìn)通風(fēng)管中以保證對(duì)電氣組成件通過空氣循環(huán)進(jìn)行冷卻。若希望在停車時(shí)滿功率運(yùn)行，這些風(fēng)機(jī)的使用目前是必需的。但是，風(fēng)機(jī)在這些設(shè)備中的存在使這些設(shè)備體積更大和噪音更多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功率電氣設(shè)備，所述功率電氣設(shè)備是緊湊的和安靜的。更特別地，本發(fā)明旨在擺脫為冷卻火車中裝載的功率電氣設(shè)備的組成件而使用風(fēng)機(jī)或旨在使用較小功率的風(fēng)機(jī)。為此，本發(fā)明的目標(biāo)是一鐵路車輛的一壁與至少一電氣設(shè)備所構(gòu)成的組件，所述電氣設(shè)備包括多個(gè)電氣組成件，所述多個(gè)電氣組成件被布置在至少一隔腔中；以及至少一冷卻器，所述至少一冷卻器被布置在至少一管道中，從而確定組成件的冷卻流體的主循環(huán)方向，其特征在于，所述電氣設(shè)備被定位在所述壁中，使得所述主循環(huán)方向被豎直地設(shè)置。按照一些特殊的實(shí)施方式，所述組件包括一個(gè)或多個(gè)下述特征-所述管道被分隔為多個(gè)子管道，所述子管道在它們之間由熱和電磁部件隔開；-第一子管道包括在50°C和80°C之間的溫度下運(yùn)行的一些冷卻器；-第二子管道包括在高于80°C的溫度下運(yùn)行的一些冷卻器；-所述隔腔被分隔為多個(gè)子隔腔，所述子隔腔在它們之間由熱和電磁部件隔開；-第一子隔腔包括在低于125°C的溫度下運(yùn)行的一些電氣組成件；-第二子隔腔包括在高于125°C的溫度下運(yùn)行的一些電氣組成件；以及-所述電氣設(shè)備是輔助功率變換器；-所述電氣設(shè)備具有高于IOkHz的猝熄(d6coupe)頻率。
本發(fā)明還涉及一種鐵路車輛，其包括一些側(cè)壁和一些橫向隔板，所述鐵路車輛的特征在于，其包括如上確定的一壁與至少一電氣設(shè)備構(gòu)成的組件。按照一些特殊的實(shí)施方式，所述鐵路車輛包括一個(gè)或多個(gè)下述特征-所述冷卻流體是空氣，所述隔腔在其下端部包括空氣入口和在其上端部包括空氣出口，所述空氣入口和空氣出口位于所述車輛的內(nèi)部；-所述冷卻流體是空氣，所述管道在其下端部包括空氣入口和在其上端部包括空氣出口，所述空氣入口和空氣出口位于所述車輛的外部；-所述管道包括空氣偏導(dǎo)部件，所述空氣偏導(dǎo)部件被安置在第一空氣入口和第一空氣出口之前；以及-分別通向所述鐵路車輛的內(nèi)部和外部的所述隔腔和所述管道是相鄰的和被隔絕
壁隔開。因此，通過提供對(duì)組成件的通過空氣循環(huán)的自然冷卻，本發(fā)明允許克服現(xiàn)有電氣設(shè)備的缺陷，甚至在火車停止時(shí)該冷卻也是有效的。本發(fā)明提出的解決辦法避免為冷卻使用風(fēng)機(jī)而引起的電氣設(shè)備的體積問題和噪音問題。


現(xiàn)將參照附圖更詳細(xì)地但非限制性地描述發(fā)明的一些實(shí)施例，附圖如下-圖1是鐵路車輛的剖面透視圖；-圖2是根據(jù)本發(fā)明的所述電氣設(shè)備的豎直剖面圖；和-圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的所述電氣設(shè)備的水平剖面及透視圖。
具體實(shí)施例方式在圖1上示出鐵路車輛2，其包括兩豎直側(cè)壁4和6，所述豎直側(cè)壁平行于所述車輛的前進(jìn)方向延伸。所述車輛在其端部由橫向隔板封閉。電氣設(shè)備8，例如輔助變換器，被定位在所述壁6中。在圖2上示出的該電氣設(shè)備8包括一些電氣組成件9，所述電氣組成件分布在一隔腔10中；以及一個(gè)或多個(gè)冷卻器11，所述冷卻器被布置在一管道12中。所述管道12在其下端部包括第一空氣入口 14和在其上端部包括第一空氣出口 16，所述第一空氣入口 14和所述第一空氣出口 16通向所述車輛2外。所述隔腔10在其下端部包括第二空氣入口 18和在其上端部包括第二空氣出口 20，所述第二空氣入口 18和所述第二空氣出口 20位于所述車輛2內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，所述電氣設(shè)備8被豎直地定位在所述壁6中，以便確定空氣在所述管道12和所述隔腔10中的分別從所述入口 14、18至所述出口 16、20從下至上豎直的主循環(huán)方向。圖3示出所述電氣設(shè)備8的一實(shí)施方式，根據(jù)該實(shí)施方式，該電氣設(shè)備8包含多個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域在它們之間由熱和電磁隔絕部件隔開。作為實(shí)例，所述電氣設(shè)備8包含四個(gè)區(qū)域30、32、34和36，所述四個(gè)區(qū)域由熱和電磁隔絕部件38隔開。
所述區(qū)域30和32是由于將所述管道12豎直分隔后而得到的，所述區(qū)域30和32 在說明書下文中將被稱為子管道。所述區(qū)域34和36是由于將所述隔腔10豎直分隔后而得到的，所述區(qū)域34和36 在說明書下文中將被稱為子隔腔。第一子管道30包括在50°C和80°C之間的溫度下運(yùn)行的一些冷卻器。第二子管道32包括在高于80°C的溫度下運(yùn)行的一些冷卻器。因此，所述子管道30和32分別形成中等溫度對(duì)流通道和高溫對(duì)流通道，這兩個(gè)通道是熱隔絕的。另外，第一子隔腔34包括一些對(duì)電磁干擾敏感并且經(jīng)不住高于125°C的溫度的電氣組成件。第二子隔腔36包括一些經(jīng)得住高于125°C的溫度的電氣組成件。該第二子隔腔 36構(gòu)成高電磁發(fā)射區(qū)域，以及因此該第二子隔腔36包括功率轉(zhuǎn)換組成件。根據(jù)本發(fā)明的電氣設(shè)備8的結(jié)構(gòu)已被描述，參照圖1和2，說明書下文涉及電氣組成件9的冷卻方法的運(yùn)行。因此，來自火車外部的鮮涼空氣在所述管道12的下端部的所述第一空氣入口 14 處進(jìn)入(箭頭40)。該空氣冷卻所述設(shè)備8的位于所述管道12中的冷卻器11，因而通過熱傳導(dǎo)效應(yīng)引起組成件9的冷卻。隨著該空氣變暖，該空氣由于其密度降低而上升。然后溫和的或熱的該空氣從所述管道12的第一空氣出口 16朝火車外部離開(箭頭42)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，空氣的偏導(dǎo)系統(tǒng)或抽吸Qcopage)系統(tǒng)(未示出)被安置在所述第一空氣入口 14和所述第一空氣出口 16前，以利于當(dāng)火車行駛時(shí)空氣在所述管道12中的通過。另外，來自火車內(nèi)部的鮮涼空氣在所述隔腔10的下端部的所述第二空氣入口 18 處進(jìn)入(箭頭44)。該空氣冷卻所述設(shè)備8的位于所述隔腔10中的組成件9。隨著該空氣變暖，該空氣由于其密度降低而上升。然后溫和的或熱的該空氣從所述隔腔10的第二空氣出口 20朝火車內(nèi)部離開(箭頭46)。在所述管道12和所述隔腔10中的空氣的循環(huán)方向的豎直布置允許具有煙囪效應(yīng)，通過由于受約束空氣柱的加熱造成的在所述設(shè)備的上部和下部之間的壓力差所引起的自然抽力，該煙囪效應(yīng)允許自然冷卻所述設(shè)備8的電氣組成件9。通過所述設(shè)備8在所述壁6中的豎直布置而得到的所述空氣循環(huán)方向的豎直布置，允許把煙 效應(yīng)的自然熱現(xiàn)象使用于冷卻所述電氣組成件9，甚至在火車停車時(shí)，而不需要使用強(qiáng)效風(fēng)機(jī)。另外，通過盡可能取消風(fēng)機(jī)的事實(shí)，方便所述設(shè)備8在所述壁中的豎直布置，所述設(shè)備8更細(xì)薄以便能被集成到所述壁6中。另外，火車車體參與實(shí)現(xiàn)所述設(shè)備8的機(jī)械結(jié)構(gòu)，這還允許減小該設(shè)備的質(zhì)量。因此，由于盡量減少風(fēng)機(jī)的使用和由于煙囪效應(yīng)的利用，本發(fā)明允許具有一緊湊的和低噪音的電氣設(shè)備。另外，所述設(shè)備8在所述壁6中的布置允許火車內(nèi)部與所述設(shè)備8之間的熱交換。 因此，一方面，火車通過由所述第二空氣入口 18進(jìn)入的其鮮涼內(nèi)部空氣，來冷卻所述設(shè)備8 的位于所述隔腔10中的電氣組成件9。另一方面，所述設(shè)備8通過由所述第二空氣出口 20 離開的被排放的熱耗損來加熱火車。
因此，當(dāng)火車外部的溫度高時(shí)，例如夏天，有空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的鐵路車輛的經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣允許更好地冷卻位于所述隔腔10中的關(guān)鍵組成件，而不會(huì)明顯地干擾安裝的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的功率。相反地，當(dāng)火車外部的溫度低時(shí)，例如冬天，由所述設(shè)備8排放的熱損耗部分地被回收到鐵路車輛的內(nèi)部，從而允許更好地加熱火車。在夏天或冬天這兩種情況下，火車的內(nèi)部空氣與所述電氣組成件9之間的被允許的交換有利于所述電氣組成件9的溫度的穩(wěn)定。所述電氣設(shè)備8的組成件9和冷卻器11在根據(jù)圖3的實(shí)施方式的多個(gè)區(qū)域的分布，允許熱隔絕所述熱空氣通道，這改善了煙 效應(yīng)的效能。另外，根據(jù)本發(fā)明的一特別實(shí)施方式，所述電氣組成件9被選擇成以耐抗高于一百來度的高溫，這允許更加擺脫為所述電氣組成件的冷卻而使用風(fēng)機(jī)的必需性。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述電氣設(shè)備8具有高于IOkHz的高的猝熄頻率，使得所述電氣設(shè)備不引起人耳可聽見的任何噪音。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)有通過載熱流體從組成件9朝所述冷卻器11傳輸熱量的熱量傳輸部件，因而允許擴(kuò)散所述電氣設(shè)備8中的功率損耗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述電氣設(shè)備8被集成在車輛之間的分隔板中，而沒有被集成在側(cè)壁內(nèi)，因此允許避免使用在乘客運(yùn)輸車輛中安置窗戶而通常必需的空間。當(dāng)然，其他實(shí)施方式也能被考慮。
權(quán)利要求
1.一鐵路車輛O)的一壁(6)與至少一電氣設(shè)備(8)的組件，所述電氣設(shè)備包括多個(gè)電氣組成件(9)，所述多個(gè)電氣組成件被布置在至少一隔腔(10)中；以及至少一冷卻器 (11)，所述至少一冷卻器被布置在至少一管道(1 中，從而確定所述電氣組成件(9)的冷卻流體的主循環(huán)方向，其特征在于，所述電氣設(shè)備(8)被定位在所述壁(6)中，使得所述主循環(huán)方向被豎直地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述管道(1 被分隔為多個(gè)子管道(30， 32)，這些子管道在它們之間由熱和電磁隔絕部件(38)隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于-第一子管道(30)包括在50°C和80°C之間的溫度下運(yùn)行的一些冷卻器；-第二子管道(3 包括在高于80°C的溫度下運(yùn)行的一些冷卻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述隔腔(10)被分隔為多個(gè)子隔腔(34，36)，這些子隔腔在它們之間由熱和電磁隔絕部件(38)隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于-第一子隔腔(34)包括在低于125°C的溫度下運(yùn)行的一些電氣組成件；-第二子隔腔(36)包括在高于125°C的溫度下運(yùn)行的一些電氣組成件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述電氣設(shè)備(8)是輔助功率變換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述電氣設(shè)備(8)具有高于 IOkHz的猝熄頻率。
8.鐵路車輛O)，其包括一些側(cè)壁和一些橫向隔板，其特征在于，所述鐵路車輛包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的一壁(6)與至少一電氣設(shè)備(8)的組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鐵路車輛，其特征在于，所述冷卻流體是空氣，所述隔腔(10) 在其下端部包括空氣入口(18)和在其上端部包括空氣出口(20)，所述空氣入口和空氣出口位于所述鐵路車輛內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鐵路車輛，其特征在于，所述冷卻流體是空氣，所述管道(12)在其下端部包括空氣入口(14)和在其上端部包括空氣出口(16)，所述管道的空氣入口和空氣出口位于所述鐵路車輛外。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鐵路車輛，其特征在于，所述管道(1 包括空氣偏導(dǎo)部件， 所述空氣偏導(dǎo)部件被安置在第一空氣入口(14)和第一空氣出口(16)前。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的鐵路車輛，其特征在于，分別通向所述鐵路車輛的內(nèi)部和外部的所述隔腔(10)和所述管道(12)是相鄰的并被隔絕壁(38)隔開。
全文摘要
一鐵路車輛(2)的一壁(6)與至少一電氣設(shè)備(8)的組件，所述電氣設(shè)備包括多個(gè)電氣組成件，所述電氣組成件被布置在至少一隔腔(10)中；以及至少一冷卻器，所述冷卻器被布置在至少一管道(12)中，從而確定組成件的冷卻流體的主循環(huán)方向，其特征在于，所述電氣設(shè)備(8)被定位在所述壁(6)中，使得所述主循環(huán)方向被豎直地設(shè)置。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102369129SQ201080014300
公開日2012年3月7日 申請日期2010年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者J·布薩達(dá), M·貝克曼 申請人:阿爾斯通運(yùn)輸股份有限公司