DE2831343A1

DE2831343A1 - COOLING DEVICE FOR THE POWER ELECTRICAL HOUSED IN THE MACHINE ROOM OF AN ELECTRIC PIT LOCOMOTIVE

Info

Publication number: DE2831343A1
Application number: DE19782831343
Authority: DE
Inventors: Leo-Hans Dipl Ing Flatau; Heinz Ing Grad Groser; Werner Teich
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Ruhrkohle AG; Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1980-02-07
Also published as: FR2431384A1; GB2027861B; FR2431384B1; GB2027861A; DE2831343C2

Description

13.7.1978 jJuly 13, 1978 j

Thyssen Industrie PSRP Br/hu. ·Thyssen Industrie PSRP Br / hu. ·

Aktiengesellschaft,Corporation,

Essen PK 2865Essen PK 2865

Brown, Boveri & Cie.,Brown, Boveri & Cie.,

MannheimMannheim

Kühlvorrichtung für die im Maschinenraum einer elektrischen Grubenlokomotive untergebrachte Leistungselektrik.Cooling device for the engine room of an electric mine locomotive housed power electronics.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für die gegen Schlagwetter- und Explosionsgefahr in einem druckfest gekapselten Maschinenraum einer elektrischen Grubenlokomotive untergebrachte Leistungselektrik bzw. -elektronik, insbesondere bei einer über eine Oberleitung und/oder Fahrbatterie angetriebenen Lokomotive des Untertagebergbaus.The invention relates to a cooling device for against the risk of firedamp and explosion in a pressure-proof encapsulated engine room of an electric mine locomotive Housed power electronics or electronics, in particular in the case of one driven by an overhead line and / or traction battery Underground mining locomotive.

Unter der Bezeichnung "Leistungselektrik bzw. -elektronik" sind in der vorliegenden Erfindung sowohl alle elektrischen als auch elektronischen Geräte und alle damit im Zusammenhang stehenden Teile zu verstehen.Under the designation "power electronics or electronics" are in the present invention all electrical as well as electronic devices and all associated therewith Parts to understand.

Eine derart angetriebene Grubenlokomotive ist z. B. aus der Zeitschrift "Moderne Eisenbahn", Heft 9, 1970, S. 17 und 90 bekannt.Such a driven mine locomotive is z. B. from the magazine "Moderne Eisenbahn", No. 9, 1970, pp. 17 and 90 known.

Die Kühlung der elektrischen Einrichtungen bei Grubenlokomotiven ohne Schlagwetter- und Explosionsschutz erfolgt durch Konvektion oder durch Luftaustausch. Handelt es sich dagegen um elektrische Einrichtungen, die gegen Schlagwetter und Explosion geschützt sein müssen und für die demzufolge ein druckfest gekapseltes Gehäuse vorgeschrieben ist, muß die Verlustwärme über ein besonderes Kühlaggregat aus dem gekapselten Gehäuse abgeführt werden, da Außenlufttemperatur und max. zulässige Innenlufttemperatur annähernd gleich sind.The cooling of the electrical equipment in mine locomotives without firedamp and explosion protection is carried out by convection or by air exchange. If, on the other hand, it is electrical equipment that is protected against firedamp and explosion must be and for which a flameproof encapsulated housing is required, the heat loss must be dissipated from the encapsulated housing via a special cooling unit as the outside air temperature and the maximum permissible inside air temperature are approximately the same.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die unabhängig von der Leistungserhöhung und damit der Vergrößerung des Maschinenraums eine stets wirksame Kühlung im Maschinenraum ohne Luftaustausch gewährleistet.The invention is therefore based on the object of a cooling device to create the type mentioned, which is independent of the increase in power and thus the enlargement of the engine room always effective cooling in the engine room without air exchange guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlvorrichtung mindestens einen Verdampfer mit einem motorgesteuerten Ventilator für eine Luftumwälzung im Maschinenraum und einen Kondensator mit Ventilator umfaßt, wobei der Verdampfer im Maschinenraum untergebracht ist und der mit ihm in Wirkverbindung stehende Kondensator und Kompressor außerhalb des Maschinenraums angeordnet sind, und daß im Maschinenraum sich zwei Temperaturfühler befinden, wobei der eine auf eine einstellbare Temperatur anspricht und den Ventilatormotor für die Luftumwälzung steuert und der andere beim Überschreiten der maximal zulässigen Lufttemperatur die Leistung reduziert bzvr. abschaltet.This object is achieved according to the invention in that the cooling device at least one evaporator with a motor-controlled fan for air circulation in the engine room and one Comprises a condenser with a fan, the evaporator being accommodated in the engine room and the one in operative connection with it The condenser and compressor are arranged outside the machine room, and that there are two temperature sensors in the machine room are located, one of which responds to an adjustable temperature and controls the fan motor for air circulation and the other when the maximum permissible air temperature is exceeded the performance reduced or turns off.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausführung der Erfindung, bei der der Verdampfer mit Ventilator und Antriebsmotor in einem einen Luftkanal bildenden Gehäuse anschlußfertig eingebaut ist.An embodiment of the invention is particularly useful in which the evaporator with fan and drive motor in one Air duct forming housing is installed ready for connection.

Zweckmäßig ist der Antriebsmotor des Ventilators von der gekühlten umgewälzten Luft beaufschlagbar.The drive motor of the fan is useful from the cooled one circulated air can be acted upon.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das einen Luftkanal bildende Gehäuse mit Verdampfer, Ventilator und Motor vorzugsweise an oder in der Nähe der dem Führerstand der Lokomotive zugewandten Stirnwand des Maschinenraums ortsfest angeordnet ist, an dessen Außenfläche der Kondensator mit Ventilator befestigt ist.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the housing, which forms an air duct, has an evaporator, fan and motor preferably on or in the vicinity of the end wall of the engine room facing the driver's cab of the locomotive is arranged stationary, on the outer surface of which the condenser with fan is attached.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal wird noch darin gesehen, daß die einstellbare Ansprechtemperatur des Temperaturfühlers für die Luftumwälzung etwa 3^3 K und die einstellbare Ansprechtemperatur des Temperaturfühlers für die Leistungsreduzierung bzw. -abschaltung etwa 313 K beträgt. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine einwandfreie Kühlung des Maschinenraums gewährleistet und gleichzeitig verhindert ist,Another feature of the invention is seen in the fact that the adjustable response temperature of the temperature sensor for the Air circulation around 3 ^ 3 K and the adjustable response temperature of the temperature sensor for power reduction or shutdown is around 313 K. The advantages achieved with the invention consist in particular that perfect cooling of the machine room is guaranteed and at the same time prevented,

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daß von den elektrischen Elementen Wärme an die Maschinenraumwandungen abstrahlt, weil diese Elemente ständig von gekühlter Luft umspült werden. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgedankens liegt darin, daß die die elektrischen Elemente umspülende Luft auf kürzestem Weg gekühlt in den Maschinenraum zurückgeführt wird. that from the electrical elements heat to the engine room walls because these elements are constantly surrounded by cooled air. Another advantage of the inventive concept lies in the fact that the air flowing around the electrical elements is cooled and returned to the engine room by the shortest possible route.

Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Diese zeigt einen Längsmittenschnitt durch eine Grubenlokomotive mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Die dargestellte Grubenlokomotive 1 besitzt, quer zur Fahrtrichtung gesehen, neben dem Führerhaus 2 einen druckfest gekapselten Maschinenraum 3i in dem die Leistungselektrik gegen Schlagwetter und Explosion geschützt untergebracht ist. Für den Ein- und Ausbau dieser Leistungselektrik sowie für ihre Wartung ist das Gehäuse 4 des Maschinenraums 3 seitlich mit mehreren Öffnungen versehen, die durch nach außen schwenkbare Klappen mit Zwangsverriegelung verschließbar sind. Die elektrischen und elektronischen Geräte der Leistungselektrik bestehen aus auswechselbaren Baugruppen und sind mittels Einschüben im Maschinenraum 3» mit Abstand sowohl zwischen sich selbst als auch von den den Maschinenraum begrenzenden Flächen, angeordnet. Innerhalb des Maschinenraums 3» vorzugsweise im Bereich der dem Führerhaus 2 zugewandten Stirnseite 5, befindet sich ein Verdampfer 6 und ein Ventilator 7» der von einem Motor angetrieben wird. Dieser Motor wird nach Maßgabe der im Maschinenraum gemessenen Temperatur gesteuert. Zu diesem Zweck ist im Maschinenraum 3 ein Temperaturfühler 9 angebracht, der auf eine einstellbare Höchsttemperatur anspricht. Der Temperaturfühler kann beispielsweise auf eine Ansprechmindesttemperatur von etwa 3°3 K. eingestellt werden. Außerdem befindet sich im Maschinenraum 3 ein weiterer Temperaturfühler 9'j der die Anlage gegen Überschreiten der maximal zulässigen Lufttemperatur von etwa 313 K sichert. Der Verdampfer 6 und Ventilator 7 mit Antriebsmotor 8 sind gemeinsam in einem einen Luftkanal bildenden Gehäuse 10 eingebaut. Als anschlußfertige Baueinheit kann dieses in den Maschinenraum mont i.ort worden. Vom Verdampfer 6 führen Leitungen 11 und 12 zu einem außerhalb des Maschinenraums angeordneten Kondensator 13i der auch einen Ventilator l4 mit einem eigenen Motor 15 aufweist.The invention is described in more detail using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. This shows a longitudinal center section through a mine locomotive with the cooling device according to the invention. The mine locomotive 1 shown has, viewed transversely to the direction of travel, next to the driver's cab 2 a pressure-tight encapsulated engine room 3i in which the power electronics are housed protected against firedamp and explosion. For the installation and removal of this power electronics and for its maintenance, the housing 4 of the machine room 3 is laterally provided with several openings which can be closed by means of flaps which can be pivoted outwards with a positive locking mechanism. The electrical and electronic devices of the power electrics consist of exchangeable assemblies and are arranged by means of inserts in the machine room 3 »at a distance both between themselves and from the surfaces delimiting the machine room. An evaporator 6 and a fan 7, which is driven by a motor , are located within the machine room 3 ", preferably in the area of the end face 5 facing the driver's cab 2. This motor is controlled according to the temperature measured in the engine room. For this purpose, a temperature sensor 9 is mounted in the machine room 3, which is responsive to an adjustable maximum temperature. The temperature sensor can, for example, be set to a minimum response temperature of around 3 ° 3 K. In addition, there is another temperature sensor 9'j in the machine room 3, which secures the system against exceeding the maximum permissible air temperature of approximately 313 K. The evaporator 6 and fan 7 with drive motor 8 are installed together in a housing 10 that forms an air duct. As a ready-to-connect unit, it can be installed in the machine room. Lines 11 and 12 lead from the evaporator 6 to a condenser 13 i which is arranged outside the machine room and also has a fan 14 with its own motor 15.

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Die Motoren 8 und 15 der beiden Ventilatoren 7 und lk werden vom Bordnetz der Lokomotive gespeist. Neben dem Kondensator 13 befindet sich noch ein Kompressor l6 außerhalb des Maschinenraums .The motors 8 and 15 of the two fans 7 and lk are fed from the on-board network of the locomotive. In addition to the condenser 13, there is also a compressor 16 outside the engine room.

Zum Kühlen des Maschinenraums und der in diesem befindlichen Leistungselektrik wird der Ventilator 7 eingeschaltet und durch ihn eine Luftumwälzung im Maschinenraum 3 bewirkt. Die Luft aus dem Maschinenraum 3 strömt hierbei durch den Verdampfer 6 und wird anschließend vom Ventilator 7 durch den Austrittsstutzen im Gehäuse 10 in den Maschinenraum 3 gedrückt, wo sie die Geräte der Leistungselektrik umspült und dabei deren Wärme abführt, indem sie sich selbst erwärmt und anschließend wieder in den Verdampfer 6 gelangt.
Die Luftströmung ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet.To cool the machine room and the power electronics located in it, the fan 7 is switched on and causes air to circulate in the machine room 3. The air from the machine room 3 flows through the evaporator 6 and is then pressed by the fan 7 through the outlet port in the housing 10 into the machine room 3, where it washes around the power electronics devices and dissipates their heat by heating itself and then enters the evaporator 6 again.
The air flow is indicated in the drawing by arrows.

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Claims

Thyssen Industrie PSRP Br / hu

Corporation,

Essen PK 2865

Brown, Boveri & Cie.,
Mannheim

Claims

1. Cooling device for the power electronics or electronics housed against the risk of firedamp and explosion in a pressure-proof encapsulated machine room of an electric mine locomotive, in particular for an underground mining locomotive driven by an overhead line and / or battery, characterized in that it has at least one evaporator (6 ) with a motor-controlled fan (7) for air circulation in the engine room (3) and a condenser (13) with fan (lk) , the evaporator being housed in the engine room and the condenser and compressor (l6) in operative connection with it outside of the machine room are arranged, and that in the machine room there are two temperature sensors (9 and 9 '), one of which responds to an adjustable temperature and controls the fan motor (8) for air circulation and the other reduces the power when the maximum permissible air temperature is exceeded or switches off.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the evaporator (6) with fan (7) and drive motor (8) is installed ready for connection in a housing (10) forming an air duct.

3. Cooling device according to claim 1 and 2, characterized in that the drive motor (8) of the fan (7) from the cooled circulated air can be acted upon.

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§Ö§886 / Q034 ORIGINAL INSPECTED

k. Cooling device according to claims 1 to 3j, characterized in that the housing (10) forming an air duct with evaporator (6), fan (7) and motor (8) is preferably on or near the driver's cab (2) of the locomotive (1 ) facing end wall (5) of the machine room (3) is arranged stationary, on the outer surface of which the condenser (13) with fan (lk) is attached.

5. Cooling device according to claims 1 to 4, characterized in that that the adjustable response temperature of the temperature sensor (9) for the air circulation is about 3O3 K and the adjustable response temperature of the temperature sensor (9 *) for power reduction or shutdown is approx. 313 K.

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