用于轨道车辆的通风模块的制作方法

本发明涉及一种用于轨道车辆的通风模块和具有这种通风模块的轨道车辆。

轨道车辆在不同的环境条件下在具有不同空气质量的区域中使用。在运行时，轨道车辆需要空气例如作为冷却空气或者用于为燃烧驱动装置提供氧气。提供的空气应当尽可能地不含有灰尘和其它颗粒，以便一方面能够确保冷却并且另一方面不会以外来物质加载燃烧驱动装置。

轨道车辆在沙漠区域中的运行带来了特殊的问题，因为应当尽可能不使例如由于沙尘暴以及由于轨道车辆的行驶风造成的扬沙进入机器间中。

该技术问题在现有技术中通过在轨道车辆的外壁中安装构成第一过滤级的天气防护格栅解决。此外已知旋流分离器和过滤元件，所述旋流分离器和过滤元件可以用作第二和第三过滤级并且能够通过其使得抽吸的空气在进入机器间之前消除灰尘、沙子和颗粒。

旋流分离器和过滤元件固定地安装在轨道车辆的进气通道中。因此仅能困难地实施必要的维护工作、例如过滤元件的更换和对进气通道中的风机的检查和维修，因为为此必须将轨道车辆从常规的交通中移除。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于轨道车辆的通风方案，所述通风方案一方面满足了针对机器间清洁的抽吸空气的要求，并且另一方面便于维护。

所述技术问题通过独立权利要求的通风模块解决。本发明的有利的设计方案是从属权利要求的技术方案。

按照本发明的用于轨道车辆的通风模块包括壳体、第一清洁级、第二清洁级、排尘通道、排尘风机和机器间风机。

壳体具有上侧、下侧、前侧、背侧和两个侧壁。背侧与前侧相互对置。此外，壳体具有空气入口、空气出口和排尘口。

第一清洁级布置在壳体的上部区域、即靠近壳体的上侧。第一清洁级具有旋流分离器，所述旋流分离器具有灰尘出口和旋流空气出口。也可以被称为离心力分离器、旋流过滤器或者旋流器的旋流分离器用作质量分离器，其中，使带有待分离颗粒的空气流形成涡流，并且通过涡流由于离心力而将颗粒从空气流中分离。由此在通风模块中实现了对抽吸的空气的初步清洁，因为借助旋流分离器从抽吸的空气中去除了灰尘和其它颗粒、例如沙子。通风模块这样构造，使得经由空气入口到达通风模块中的空气被导引通过旋流分离器。去除了颗粒的空气流动通过旋流空气出口，而去除的颗粒经由灰尘出口排出。

第二清洁级在壳体的中部区域中布置在第一清洁级下方，使得空气能够从旋流空气出口到达第二清洁级。第二清洁级具有靠近壳体的前侧的表面过滤器和/或深度过滤器(tiefenfilter)。表面过滤器在此可以设计为板式过滤器或者紧凑式过滤器，深度过滤器在此可以设计为袋式过滤器。

排尘通道与旋流分离器的灰尘出口相连并且同样布置在壳体的中部区域中。排尘通道靠近壳体的背侧。由旋流分离器从抽吸的空气中去除的颗粒通过排尘通道从第二清洁级旁边导引经过。

排尘风机设置用于从排尘通道中抽吸空气和颗粒、尤其是灰尘并且将所述空气和颗粒通过排尘口从壳体中去除。

机器间风机布置在壳体的下部区域中在第二清洁级的下方并且设置用于将空气抽吸经过第二清洁级并且通过空气出口排出。通过机器间风机将从旋流空气出口流出的空气抽吸通过第二清洁级。

可以规定，机器间风机设置用于附加地将空气抽吸通过第一清洁级和/或空气入口。借助机器间风机可以在轨道车辆中的机器间隙中产生过压，从而避免灰尘通过机器间隙的其它开口进入。

可以规定，壳体在基面中的尺寸为一米乘一米，并且具有大约一米半到两米的高度。通风模块由于这种尺寸而适用于安装在轨道车辆中。

轨道车辆具有所述通风模块。此外，空气入口与轨道车辆的外壁连接。所述外壁在此可以是轨道车辆的侧壁和/或车顶区域。外壁在与空气入口连接的位置上可以具有天气防护格栅。

通风模块可以布置在轨道车辆的机器间隙中。空气出口则可以与机器间隙相连，而空气入口不与机器间隙连接。这可以通过围绕通风模块的相应的壁和密封装置实现。如果将上述尺寸用于通风模块，则可以将所述通风模块以背侧布置在轨道车辆的外壁上。对置地布置的、具有相似尺寸的另一模块在机器间隙中实现了通道，所述通道宽约六十厘米并且因此可以足够用于一些维护工作。

此外，通风模块例如可以在壳体上具有吊环或孔眼，以便将所述通风模块抬升到轨道车辆中或者移出轨道车辆。附加地可以设置固定器件，通风模块通过所述固定器件固定在轨道车辆中。

在第一清洁级中可以布置多个旋流分离器。在第二清洁级中可以布置多个表面过滤器和/或深度过滤器。此外可以在壳体的下部区域中布置多个机器间风机。以下描述分别具有其中一个这些元件的有利的设计方案。在此也应当包括具有多个这些元件的其中一种或者多种的设计方案。

在通风模块的一种实施方式中，所述旋流分离器是具有多个布置在平面中的轴向分离器的复合旋流器。由此实现了旋流分离器的紧凑的构造。

在一种实施方式中，所述复合旋流器的平面相对于两个侧壁的其中一个呈0度至45度角地布置。由此使沙子能够由于其料堆角容易地从复合旋流器中去除。

在一种实施方式中，所述复合旋流器具有旋流器壳体，并且所述复合旋流器在壳体的前侧上的位置比在靠近壳体的背侧的旋流器壳体背侧上的位置更靠上地布置。此外，旋流器壳体在旋流器壳体背侧上具有与排尘通道连接的出水口。旋流分离器由此能够附加地用于分离水，其中，通过复合旋流器的布置方式使得水在复合旋流器内由于重力而到达出水口。

在一种实施方式中，所述复合旋流器或旋流器壳体布置在组装固持装置上。所述组装固持装置能够固定在壳体中的安装凸缘上。导引凸鼻布置在壳体中。在固定所述组装固持装置时，所述组装固持装置能够被放置在所述导引凸鼻上并且接着能够被置入安装位置中。这简化了安装。

在一种实施方式中，所述壳体在中部区域中具有用于表面过滤器和/或深度过滤器的支承框架。所述表面过滤器和/或深度过滤器能够置入支承框架中并且在支承框架处被固定。可以借助夹紧框架和/或螺钉实现固定。

在一种实施方式中，所述支承框架具有三个支承面，其中，这些支承面布置成缺少一条侧边的矩形。所述表面过滤器和/或深度过滤器能够通过缺少的侧边移动至支承框架中。所述缺少的侧边在此可以靠近壳体的前侧。

在一种实施方式中，所述第二清洁级的从前侧直至排尘通道的第一尺寸占据壳体的深度的百分之四十至百分之八十。在此，所述壳体的深度是前侧与背侧之间的尺寸。

在一种实施方式中，所述机器间风机靠近壳体的前侧，并且所述排尘风机靠近壳体的背侧。此外，排尘风机可以附加地具有风机壳体，所述风机壳体具有倒圆的外壁。在这种情况下，可以在拆卸机器间风机之后将板材或者平板置入壳体中并且将排尘风机通过所述板材或者平板从壳体中滚动出来。

在一种实施方式中，所述壳体包括实施承载的框架结构和多个壁元件。这些壁元件构成壳体的上侧、下侧、前侧、背侧和侧壁。空气入口、空气出口和排尘口布置在这些壁元件中。除此以外所述壳体是密封的。在此可以借助密封元件实现密封。此外，这些壁元件可以与实施承载的框架结构相焊接，由此也能够实现密封。

壳体的吊环或者孔眼则可以安设在实施承载的框架结构上。

在一种实施方式中，所述前侧的壁元件可拆卸的，以便能够进入所述壳体中。在一种实施方式中，实施承载的框架元件具有靠近前侧的可拆卸的横梁。由此进一步简化了向壳体内的进入。可取下的横梁可以用于加固实施承载的框架结构。

在一种实施方式中，所述空气入口布置在壳体的上部区域中、尤其在壳体的上侧和/或背侧上。在一种实施方式中，所述空气出口布置在壳体的前侧上。在一种实施方式中，所述排尘口布置在壳体的下侧上。

在一种实施方式中，所述通风模块设置为，提供每秒一点五立方米空气的体积流量。借助所述第一清洁级能够从体积流中去除至少85％的预设的测试灰尘。所述第二清洁级能够在压力变化最多300帕斯卡的情况下容纳至少300克的预设的测试灰尘。通过这种通风模块能够在沙漠区域中运行轨道车辆，其中，实现了表面过滤器和/或深度过滤器的足够长的使用寿命。通过使用更好的旋流分离器和/或更好的或者更多的表面过滤器和/或深度过滤器能够进一步地延长使用寿命。作为预设的测试灰尘在此可以使用规定为“iso12103-1a4粗度”的测试灰尘。

可以规定，在没有第二清洁级的情况下运行通风模块。此外可以规定，省去第一清洁级。在这种情况下也可以省去排尘通道、排尘风机和排尘口。

本发明的上述特性、特征和优点以及实现所述特性、特征和优点的方式方法将通过以下对优选实施例的较大程度简化的、示意性的附图的描述而更加的清楚明白。

在附图中：

图1示出剖切第一通风模块得到的横截面示意图；

图2示出剖切第一通风模块得到的另一横截面示意图；

图3示出剖切第二通风模块得到的横截面示意图；

图4示出剖切第二通风模块得到的另一横截面示意图；

图5示出具有出水口的旋流器壳体背侧的示意图；

图6示出组装固持装置上的复合旋流器的示意图；

图7示出安装在壳体中的复合旋流器的示意图；

图8示出用于表面过滤器的支承框架的示意图；

图9示出壳体的具有机器间风机和排尘风机的下部区域的示意图；

图10示出第三通风模块的俯视示意图；

图11示出在移除壁元件之后的第三通风模块的俯视示意图；

图12示出剖切具有第一通风模块的轨道车辆得到的横截面示意图。

图1示出剖切用于轨道车辆的通风模块1的第一实施例得到的横截面。通风模块1具有壳体10，所述壳体具有上侧11和下侧12。横截面从壳体10的前侧13向背侧14导引。在上侧11上布置有空气入口16，在前侧13上布置有空气出口17并且在下侧12上布置有排尘口18。

第一清洁级30位于壳体10的上部区域31中。第一清洁级30具有旋流分离器32。旋流分离器32具有灰尘出口33和旋流空气出口34。灰尘出口33在此用于排出带有待去除的颗粒的空气流，而旋流空气出口34用于排出已清洁的空气。

第二清洁级40在中部区域41中布置在第一清洁级30下方，使得空气能够从旋流空气出口34到达第二清洁级40。第二清洁级40具有表面过滤器42和/或深度过滤器42，所述表面过滤器和/或深度过滤器可以设计为袋式过滤器、板式过滤器或者紧凑式过滤器，并且靠近壳体10的前侧13。

此外，在壳体10的中部区域41中布置有排尘通道50，所述排尘通道靠近壳体的背侧14。通道间壁51将排尘通道50与第二清洁级40分开。排尘通道50与旋流分离器32的灰尘出口33连接。

排尘风机60与排尘通道50连接并且设置用于从排尘通道50中抽吸空气和灰尘并且通过排尘口18从壳体中去除。

机器间风机70在壳体10的下部区域71中布置在第二清洁级40下方。机器间风机70设置用于将空气抽吸通过表面过滤器42和/或深度过滤器42并且将所述空气经由空气出口17排出。

混合有颗粒、尤其灰尘的空气经由空气入口16进入通风模块1中。在第一清洁级30中实现对进入的空气的初步清洁，其中，借助旋流分离器32分离颗粒。分离的颗粒经由灰尘出口33、排尘通道50和排尘风机60到达排尘口18。然而经由空气入口16进入的颗粒中的较小份额可能朝向旋流空气出口34的方向离开旋流分离器32。这些颗粒从第二清洁级40并且尤其通过表面过滤器42和/或深度过滤器42从空气流中去除。由此能够通过机器间风机70经由空气出口17排出已清洁的空气。

通过通道间壁51使中部区域41和下部区域71分为两个彼此分开的流动区域，其中，一个流动区域用于在第二清洁级40中继续清洁空气并且接着提供已清洁的空气，并且另一个流动区域用于通过排尘通道50和排尘风机60去除颗粒。

图2示出剖切图1所示的通风模块1得到的横截面，其中，剖切平面垂直于图1中的剖切平面。横截面在壳体10的两个侧壁15之间延伸并且延伸通过旋流分离器32、表面过滤器42和/或深度过滤器42和机器间风机70。

旋流分离器32在图1和2的实施例中是水平的，由此仅需要尽可能小的安装空间。旋流分离器32可以设计为具有多个布置在平面中的轴向分离器的复合旋流器。

可以规定，壳体10在基面中的尺寸为一米乘一米，并且具有大约一米半到两米的高度。通风模块1由于这种尺寸而适用于安装在轨道车辆中。

在图1和图2中，排尘风机60布置在下部区域71中。然而同样可行的是，将排尘风机60布置在其它位置、例如中部区域41中。

图3和图4示出剖切通风模块1的第二实施例得到的横截面，如果以下未阐述区别，则所述实施例与图1和图2中的通风模块相同。

第一清洁级30在该实施例中不同地构造。第一清洁级30包括两个旋流分离器32，所述旋流分离器分别设计为具有多个布置在平面中的轴向分离器的复合旋流器。旋流分离器32分别布置在组装固持装置38上并且所述组装固持装置38分别固定在壳体10上。此外，轴向分离器的平面相对于侧壁15具有45度的夹角并且各个旋流分离器32彼此轴对称地布置。旋流分离器32也可以相对于侧壁15呈更小的、低至零度夹角地布置。通过倾斜地布置旋流分离器32在整体上改善了从空气流中提取颗粒的能力。

在图3中示出，旋流分离器32在壳体10的前侧13比在朝向壳体10的背侧14的旋流器壳体背侧36更靠上地布置。备选地可以规定，旋流分离器32在前侧13和旋流器壳体背侧36上安设在同一高度上。

在图4中示出，组装固持装置38分别贴靠在壳体10的两个安装凸缘19上。在那里可以使用固定器件，以便将组装固持装置38固定在壳体10上。

图5示出图3的其中一个旋流分离器32的旋流器壳体背侧36的俯视图。旋流器壳体背侧36具有灰尘出口33并且在角部中附加地具有出水口37。出水口37可以与排尘通道50连接。这尤其在如图3所示的那样倾斜地安装旋流分离器32时使得在旋流分离器32的内部积聚的水同样能够经由出水口37排出。由此进一步改善了第一清洁级30的清洁效率。

可以规定，在旋流器壳体背侧36的共同的开口中实现灰尘出口33和出水口37。

备选地也可以不设置出水口37。那么也可以不具有图3所示的倾斜的布置方式地安装旋流分离器32。

备选或附加地，在壳体10中的可由于重力的作用而使水积聚的位置上可以借助与排尘通道50相连的管路通过所述排尘通道50将水排出。这例如可以在旋流分离器32下方和/或在组装固持装置38和/或在安装凸缘19上实现。

图6示出旋流分离器32的详细视图，所述旋流分离器布置在组装固持装置38上并且设计为具有多个布置在平面中的轴向分离器39的复合旋流器。由此实现了旋流分离器32在旋流器壳体35内的紧凑的构造。

可以规定，组装固持装置38和旋流器壳体35一件式地设计。

图7示出可以如何将组装固持装置38上的旋流分离器32安装在壳体中。组装固持装置38支承在导引凸鼻20上，其中，所述导引凸鼻20布置在侧壁15上。安装凸缘19直接位于导引凸鼻20上方。旋流分离器32是水平的并且在此被导引凸鼻20支承。也可以布置一个以上的导引凸鼻20，所述导引凸鼻尤其也可以布置在不同的高度上，以便到达图3所示的安装位置。为了将旋流分离器32安装在壳体10中，组装固持装置38在背离导引凸鼻20的一侧上向上朝向上侧11的方向地并且朝向从所述上侧11起始的安装凸缘19的方向移动。组装固持装置38接着贴靠在安装凸缘19上并且例如可以借助螺钉固定在所述安装凸缘19上。在图7中通过箭头表明了组装固持装置为此所需的移动。

图8示出支承框架43的详细视图，所述支承框架用于容纳表面过滤器42和/或深度过滤器42。这种支承框架43可以在第二清洁级40的高度上置入壳体10中。支承框架43可以与壳体10螺纹连接或者焊接。表面过滤器42置入支承框架43中或者固定在那里。可以针对多个表面过滤器42和/或深度过滤器42并排地设置多个这种支承框架。

表面过滤器42和/或深度过滤器42在支承框架43中的固定可以借助固定器件、尤其是螺钉和/或夹紧框架实现。

支承框架43具有三个支承面44，所述支承面布置成缺少一个侧边45的矩形。表面过滤器42可以如图8中由箭头所示的那样通过缺少的侧边45移动至支承框架43中。缺少的侧边45在此可以朝向壳体10的前侧14，由此简化了将表面过滤器42置入通风模块1的壳体10中以及从所述壳体中取出。类似地可以将深度过滤器置入支承框架43中。

可以规定，第二清洁级40的从壳体10的前侧13直至排尘通道50、尤其通道间壁51的第一尺寸占据壳体的深度的百分之四十到百分之八十，其中，壳体10的深度是所述壳体10的前侧13和背侧14之间的尺寸。第一尺寸优选介于壳体10的深度的百分之五十至百分之七十之间。由此一方面为第二清洁级40存在足够的位置空间并且另一方面为排尘通道50提供了足够的位置空间。

第一清洁级30可以占据壳体10的深度的不超过百分之九十、优选百分之六十至百分之八十。

图9示出壳体10的下部区域71的详细视图。机器间风机70靠近壳体10的前侧13。排尘风机60靠近壳体的背侧。排尘风机60具有风机壳体61，所述风机壳体具有倒圆的外壁62。这用于更简单地维护通风模块1。由于经由排尘通道50到达排尘风机60的颗粒、尤其沙子可能对排尘风机60造成损害。在拆卸机器间风机70之后可以将板材置入壳体10的下部区域71中。为此可以在排尘风机60的下方设置突起部63。借助倒圆的外壁62可以将排尘风机60朝壳体10的前侧13的方向滚动并且出于维护的目的在那里取出。

经由排尘通道50到达排尘风机60的颗粒、尤其沙子也可能对排尘通道50的部件造成损害。出于该原因可以规定，这样设计排尘通道50，使得所述排尘通道50的部件、例如通道间壁51是能取下的。

图10示出通风模块1的第三实施例的俯视图。通风模块1的壳体10包括承载的框架结构和壁元件22。在俯视图中可以看到五个壁元件22，所述壁元件构成壳体10的前侧13。上侧11、下侧12、背侧14和侧壁15同样可以借助壁元件22进行设计。空气出口17布置在其中一个壁元件22中。空气入口16和排尘口18同样可以布置在壁元件22中。

壁元件22的其中三个是可拆卸的壁元件23并且能够从壳体10取下。可拆卸的壁元件23例如可以是螺纹连接的。这从而能够提供维护入口。不可拆卸的壁元件22例如也可以与承载的框架结构焊接。

可能存在的用于抬起通风模块1的吊环或者孔眼可以安设在承载的框架结构上。

图11示出图10所示的通风模块，在所述通风模块中取下了三个可拆卸的壁元件23。由此能够看到承载的框架结构21，所述框架结构用于提供壳体10的稳定的承载结构。此外能够看到通风模块1的内部结构。通风模块1具有两个设计为复合旋流器的旋流分离器32，所述旋流分离器借助组装固持装置38与图7类似地固定在安装凸缘19上。表面过滤器42和/或深度过滤器42如图8所示地置入支承框架43中。两个表面过滤器42在此并排地布置。备选地也可以设置深度过滤器42。此外，排尘通道50、排尘风机60和机器间风机70如图1所示的那样布置。

通过取下可拆卸的壁元件23使得能够从壳体的前侧13触及且相应地维护旋流分离器32、表面过滤器42以及排尘风机60和机器间风机70。

在旋流分离器32前布置有可取下的横梁24。可取下的横梁24是承载的框架结构21的组成部分。为了维护旋流分离器32，可以取下横梁24。备选地可以将承载的框架结构21设计为不具有可取下的横梁24。承载的框架结构21和可取下的横梁24的布置方式可以与图11所示不同地设计。

在所示的实施例中，空气入口16布置在壳体10的上部区域31中在上侧11上。备选地也可以将空气入口布置在背侧13或者侧壁15上。空气出口17布置在壳体10的前侧13上。备选地也可以将空气出口17布置在侧壁15上。排尘口18布置在壳体10的下侧12上。备选地也可以在下部区域71中将排尘口18布置在壳体10的背侧13上。

可以规定，通风模块1设置用于提供每秒一点五立方米空气的体积流量。借助第一清洁级30从体积流中去除至少百分之八十五的预设的测试灰尘。第二清洁级40可以在压力改变最多三百帕斯卡时容纳至少三百克的预设的测试灰尘。通过这种通风模块1使得能够在沙漠区域中运行轨道车辆，其中，实现了表面过滤器42和/或深度过滤器42的足够长的使用寿命。通过使用更好的旋流分离器32和/或更好的或者更多的表面过滤器42和/或深度过滤器42能够进一步地延长使用寿命。作为预设的测试灰尘在此可以使用规定为“iso12103-1a4粗度”的测试灰尘。

图12示出剖切轨道车辆2得到的横截面，在所述轨道车辆中，机器间风机3包括按照本发明的通风模块1和其它模块4。在通风模块1和模块4之间布置有通道5，所述通道用于维护的用途。如果针对通风模块并且同样针对模块4使用以上给出的尺寸，则能够提供约六十厘米宽的通道5。通风模块1的空气入口16经由通道8与轨道车辆2的外壁6连接，所述通道借助间隔壁9与机器间风机3分离。通风模块的空气出口17朝向机器间风机3。由此能够使通过通道8抽吸的空气在通风模块1中如所述的那样被清洁并且接着在机器间风机3中用作冷却空气和/或用于为燃烧驱动装置提供氧气。

在通道8与外壁6相接的位置上，安设有可选的天气防护格栅7，所述天气防护雨格栅7用于附加地清洁抽吸的空气、尤其去除水。

轨道车辆2可以这样设计，使得通风模块1上方的外壁6能够打开，以便从轨道车辆中取出通风模块1。随即例如可以出于维护的目的将通风模块1取出并且安装其它通风模块1。在对卸下的通风模块1进行维修时，轨道车辆2则重新可供使用。

为了使经由排尘口18从通风模块1离开的灰尘和/或颗粒从轨道车辆2中去除，可以在那里在机器间风机3中设置开口，灰尘和颗粒通过该开口从轨道车辆2中落下。

尽管详细地通过优选的实施例在细节中说明和描述了本发明，但是本发明并不局限于公开的示例，或者本领域技术人员能够由此在不脱离本发明的保护范围的情况下推导出其它变型。

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