车载用冷却装置的制作方法

专利名称：车载用冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及底板下具有裙体(该裙体用以保护装备在底板下的各种电器)的电车与列车等的车辆底板下所搭载的车载用冷却装置。
利用行走风的车载用冷却装置的冷却器设置在车体的底板下，近来，为使得配置于底板下的包括该冷却器的各种电器类免受飞起来的砂石的打击，并从美观出发，大多在这些机器类周围围绕着从车身底板下下垂的裙体。
为此，由于冷却器自身也收纳于裙体围成的底板下机器箱体即机器设置空间内，这就产生了冷却器得不到冷却需要的充足的行走风的问题。
比如，为冷却车身下搭载的变压器与电抗器等的电器所需要的车载用冷却装置的冷却器等，构成为像日本专利特开昭58-129194号公报所揭示的车辆用自然冷却式电抗器那样，在车辆行走方向设置开口部，在该开口方向相互成点对称的朝向装着导风件。
图7是该公开公报上示出的车辆用自然冷却式电抗器的俯视图；图8是其正视图。
图中，100是车体，101是用以保护装备在车辆底板下的各种机器类而围成的裙体；102是车辆底板，103是设于车辆底板102下方的机器梁，104是路面，105是由裙体101与机器梁103围着设备的变压器。
为冷却变压器105，装进了热交换器106，通过送风用挠性风道107，在热交换器106上设置一对作为采风导向用的采风导向件108、109。
一方的采风导向件108，在与靠向前述挠性风道107的连通端部相对的一侧的端面，在车身100的裙体101一方的侧面上、与裙体101的下方向垂直地朝向外部空气开口。
为了在图中表示行走方向，为表示车辆的前进与后退，以箭头A表示前进，以箭头B表示后退。
下边对其工作进行说明。当车辆沿箭头A的方向前进时，从设在车身侧面的具有角度θ的开口部，通过百叶窗110、朝向箭头C的方向取入行走风。该角度θ，考虑车辆的速度与周边机器的影响等实验确定。
从开口部取入的行走风，通过采风导向件108、挠性风道107到达热交换器106，在放热面进行热交换、而冷却了变压器105，之后，通过另一边的挠性风道107、从采风导向件109的车身侧面上具有角度θ的开口部排风至车外。
尚且，在车辆逆向行走时即后退时，经与上述说明的顺序相反的路径进行冷却。
在特开昭58-129194号公报中所记述的上述车载变压器用油冷却器，有如下的缺点第一，由于由采风导向件108、109、热交换器106、挠性风道107所形成的通风路径，在采风口、排风口以外成封闭状态，整体压力损失变大，难以摄取所需要的风量。
第二，由于通风构造复杂，空间占有率高，重量也重。
第三，由于通风路径密闭，在由裙体围成的底板下机器箱体的中央附近设置热交换器106，所以清扫与维护作业困难。
第四，由于热交换器106为管道所覆盖，特别是在停车时，热交换出的高温空气滞留在热交换器106的近旁，阻碍传热，冷却能力下降。本发明的目的即是为了解决这些问题；同时，提供冷却能力高的车载用冷却装置。
本发明的车辆的车载用冷却装置，在车辆底板下具有裙体，该裙体用于保护装备在底板下的机器，其特征在于，在上述裙体的与车辆行走方向平行的一方或两方的侧面上，设有朝向该侧面的外侧开口、朝向该侧面内侧凹入的冷却器设置空间，用以进入由车辆的前进与后退所产生的行走风，在该冷却器设置空间中设置冷却器。
另外，本发明的特征还在于，将车辆的前进与后退产生的行走风导向冷却器的导风斜面设在该冷却器的车辆行走方向前后侧的裙体位置。
还有，本发明的特征又在于，将行走风导向裙体内的通风孔被设在裙体上。
附图简要说明

图1是实施例1所示的车载用冷却装置的水平剖面图；图2是实施例1所示的车载用冷却装置的垂直剖面图；图3是实施例2所示的车载用冷却装置的水平剖面图；图4是实施例2所示的车载用冷却装置的垂直剖面图；图5是实施例3所示的车载用冷却装置的水平剖面图；图6是实施例3所示的车载用冷却装置的垂直剖面图；图7是现有车载用冷却装置的水平剖面图；图8是现有车载用冷却装置的垂直剖面图。
实施例1实施例1的构成为在裙体的与车辆行走方向平行一方的侧面上设有朝向该侧面的外侧开口、并朝向该侧面的内侧凹入的冷却器设置空间，由车辆的前进与后退所产生的行走风可进入该冷却器设置空间，在该冷却器设置空间内设置冷却器。
图1与图2是将该实施例1所示的车载用冷却装置的冷却器安装于车辆底板下的构造的剖面图，图1是由通过设置于底板下的冷却器的中心、并平行于车辆底板的水平面产生的水平剖面；图2是由通过冷却器中央、并垂直于底板的平面产生的垂直剖面。
在图中，1是车身，2是裙体，它配置于车辆底板下，围着设置于底板下的机器，用来保护这些机器。3是车辆底板，4是设于车辆底板3下面的机器梁；5是路面，6是设置于底板3下面的变压器或作为电抗器等的车载电器的例如变压器；7是用于冷却冷却介质的冷却器，该冷却介质用来吸收车载电器6所产生的热量；8是构成冷却器7的头部，9是输油管，用来从车载电器6向头部8送油。
在现有的车载用冷却装置中，热交换器设置于车底板3下的裙体2所围成的密闭空间式的机器设置空间内，但在该实施例1中，为使行走风易于吹到冷却器7上，在配设于底板3下面的裙体2的与车辆行走方向平行地延伸的一方的侧面侧，以向该侧面外侧开口、向该侧面内侧凹入的方式使裙部2弯曲延伸，以形成设置冷却装置的冷却器7的足够的冷却器设置空间11。
为使车辆前进与后退所产生的行走风很有效地流向所设置的冷却器7，在形成该冷却器设置空间11的裙体2上，例如在该冷却器7的车辆行走方向前后侧裙体2部分、比如，在向内侧凹入的裙体2的弯曲部分上，形成导风斜面10。
如图所示，该导风斜面10，也可以以裙体构件2以外的构件形成、配设于延伸的裙体2被切割出来的原来的延伸位置，而形成裙体2的一部分。
总之，当车辆沿前进方向A行进时，为使冷却器设置空间11的上游端与冷却器7的上游端、如冷却器7的前面容易迎着行走风，而使头部8的上游端尽可能圆滑地与裙体2的导风斜面10部分相连结地使该导风斜面10相对行走方向构成规定的角度φ。
另一方面，在冷却器7的下游侧，也要尽可能圆滑地使冷却器设置空间11的下游端与冷却器7的下游端相连结地来构成裙体2的导风斜面10。
上述导风斜面10可以是曲面，也可以是平面，只要是圆滑连结可以具有任何表面形状。但为了最大限度吸取行走风，冷却器7在不超过车辆宽度的界限的情况下，最好是尽可能自裙体2向车辆侧面方向露出地进行设置。
下边，对图中的冷却器7加以具体说明。
由车载电力机器6所产生的热量借助水、油等的液体显热变化，与利用氟里昂气体、代替氟里昂气体等的压缩循环中的相变化的潜热/显热变化被冷却媒体所吸收，通过输油管9由泵(图中未示出)输送到设置于车辆侧面的冷却器7。
通常，这种冷却器7由铁、铝、铜等热传导系数高的金属管形成U字形，这些冷却管在与车辆行走方向垂直的断面内及沿车辆行走的方向被多根配置。
通过输油管9送至冷却器7的冷却媒体，在导入构成冷却器7的冷却管内部(图中未示出)中之后，通过管内对流传热由管内壁吸收走热量。而后，移到管内壁上的热量，通过传热在管壁中移动，并传至管外壁。由于该管外壁与低温且高速流动的行走风相接触，借与管外空气的对流传热，由行走风将热量带走。
借通过冷却器7而被冷却的致冷剂，再通过输油管9返回到车载电器6，夺取来自车载电器6的热量。
通过反复进行这种循环，可利用行走风冷却车载电力机器6。
在车辆沿图示箭头A方向行进着的情况下，来自箭头C的方向的行进风吹在冷却器7上。行走风由行走风上游侧的冷却器设置空间11或沿具有角度φ的导风斜面10吹入冷却器7内部，与构成冷却器7的冷却管相接触、从冷却管外壁面带走热量，并从冷却器7的中途或冷却器7的下游端流出到外部。
从冷却器7的下游端流出的行走风，沿着设于其下游的、具有与上述同样角度φ的导风斜面10向车侧排风。
使得这种采风过程成立的是一种叫做附壁效应的流体现象。所谓附壁效应，是在凸形壁面附近有流动的情况下，这种流动向壁面方向弯曲、并最终附着于壁面的现象。即，在该实施例1中的导风斜面10，在被设置的冷却器7的朝向车辆行走方向的前后侧的裙体2的配设位置，部分地取代该裙体2，并用形成斜面的平板构件尽可能圆滑地与冷却器的前后端相连接，由此，行走风按图示箭头C的方向、沿构成斜面的导风斜面10的壁面、有效地送风至冷却器7。
导风斜面10与底板下的裙体2构成的角度φ越小，到达冷却器7的前后端面、即在前进时冷却器7的前端面、后退时冷却器7的后端面的行走风的风量越大，冷却能力得以提高，这是显而易见的，也是最理想的。
但实际上，由于采风、排风构造的安装体积受到限制，考虑到实际安装状态，需要根据实验或实车行走设定最适宜的倾斜角φ。尚且，在车辆沿B向行进着时，由于行走风从箭头D的方向通过冷却器设置空间11吹入底板下的裙体2内部，沿导风斜面10到达冷却器7，可实现与上述同样的作用。
像上述这样，在本实施例1中，由于冷却器7露出于配置于底板下的裙体2的外侧，做成配置于车辆侧面侧的构造、以及设有用于采风、排风的导风斜面10，故可以以简单的构造将行走风有效地导入冷却器7。
另外，由于冷却器7露出于向车侧开放的空间内，采风、排风路形状也简单；而且由于从车侧露出来，维护、清扫也简单易行。
再者，由于即使在停车时热量也不会停滞在底板下裙体2的内部，可以发挥良好的冷却能力，所以，即使在停车时也不会发生冷却能力不足的现象。
实施例2在上述实施例1中，是将冷却器7配置于车辆两侧面中的一个侧面的构造，而在实施例2中，则是为提高冷却能力而分别在车辆两侧面分别配置冷却器的构造。如，在变压器容量较大，使用一个冷却器7的冷却能力不足的情况下，可在车体1两侧夹住车载电力机器6地配置一对冷却器7。
图3与图4示出了该实施例2的构成。图3是由通过设置于底板下的冷却器7的中心、并与车辆1的底板2平行的水平面产生的水平断面；图4是由通过冷却器7的中央、并垂直于底板2的平面产生的垂直断面。
在图3与图4中，虽然由车辆1的行走所产生的行走风，因地形或气象条件不同会有若干差别，但可以考虑为大致上左右对称的吹风，因此，设于车辆两侧的构造即导风构造，可以做成对车身1的对称面成对称形状。从而，本实施例2中的构成，即成了将上述实施例1的车载用冷却装置也还配置在另一车侧上的构成。由此，由于在两边配置的构成与构成零件实际上是一样的，故赋予相同符号而省略其说明。另外，由于其工作方式也是与设置一个冷却器7的上述实施例1的情况相同，故也省略其说明。
在车载电器6上安装的冷却器7的个数，也不限于图3与图4所示的2个，也有设置2个以上的情况。在这种情况下，可将所需数量的上述实施例1与2中所示构成设置在裙体2的车辆侧面侧的其他部分上。
另外，为了在一个冷却器设置空间11内设置多个冷却器7，可扩大形成冷却器设置空间11，沿行走方向将多个冷却器7并设。
实施例3存在于由裙体2与机器梁4围成的、车辆1的底板下的机器设置空间内的空气，成静止或流动状态，当然，在车载电力机器6与周围空气之间进行由对流传热所产生热交换。近来，由于按上述这样设置裙体2，有着机器设置空间的密闭程度变高的倾向，即使在车辆行走时，也会有有行走风不进入该机器设置空间内的情况。
在这种情况下，由于车载电器6与周围空气之间的传热方式仅为自然对流传热，故在前述空间内有高温空气滞留，使冷却能力降低。
实施例3即是表示了解决这个问题的措施。在上述实施例1与实施例2中，在导风斜面10上设置通风孔12，可积极地将行走风导向机器设置空间内，从而确保了车载电器6本体的自冷却能力。
图5是由通过设置于底板下的冷却器7的中心的，并平行于车辆1的底板2的水平面产生的水平断面；图6是由通过冷却器7的中央的、并垂直于底板2的平面产生的垂直断面。且对与上述实施例1与2实际相同或同等的构成与构成构件，赋予相同符号而省略其说明。
在图中，12是通风孔，而且在图中，该通风孔成狭缝状地设置在导风斜面10与冷却器7的前后端部之间。
设置通风孔12的位置可以是在导风斜面10或裙体2的任何位置。
上述通风孔12的开口形式，也不限于实施例中的狭缝状，也可以是圆形、矩形。重要的是若能连通裙体2的外侧空间和设置车载电器6的机器设置空间、从而与裙体2的内侧空间相连通，可为任何形状。
另外，在导风斜面10与裙体2上设置的通风孔12的个数也不限于1个，也可以多个。
下边，对其工作过程加以说明。
在车辆按图示箭头A的方向行走时，行走风即如箭头C所示从冷却器设置空间11沿导风斜面10进入底板下裙体2内部。
进入的行走风的大部分，通过冷却器7有助于冷却，如箭头C所示从裙体2内部排风。
另外，进入的行走风的一部分，像箭头E所示的那样，通过设置于导风斜面10的通风孔12而进入存放车载电器6的底板下的机器设置空间中。这种行走风，吹到车载电器6上，借助对流传热冷却各种机器的外壁面。
冷却了机器外壁面的行走风，从机器设置空间内的各种机器的间隙、或设置于下游的通风孔12向裙体2的外侧空间排风。
而且，在车辆沿箭头B的方向行进的情况下，当然也有同样的效果。
这样，在实施例3中，由于构成为在实施例1与2中的导风斜面上设置通风孔12，行走风吹到车载电力机器6上，促进了在配置于机器设置空间(它由裙体2围成)的各种车载电力机器6的表面进行的热交换，可提高其冷却能力。
如依照本发明，由于通风路径不是现有那样的闭锁通路，而成了开放空间，所以成为现有问题的压力损失没有了，可以以简单的构造很容易采入所需要的行走风的采风量，可提供冷却能力较高的车载用冷却装置。
另外，由于通风路径极其简单，占有空间小，装置变得较轻。
还有，由于冷却器设置于开放空间中，可以很简便而有效地从外部进行维护与清扫。
再者，由于冷却器置于开放空间中，即使在停车时也能发挥其冷却能力。
另外，依照本发明，可安装多个冷却器，故可提供具有更大冷却能力的车载用冷却装置。
再有，依照本发明，行走风可吹到由裙体围着而配设的车载用电器类上，从而可促进在该各种机器类的表面的热交换而提高其冷却能力。
权利要求
1.一种车载用冷却装置，它在车辆底板下具有裙体，该裙体保护着装备于底板下的机器，其特征在于，在上述裙体的与车辆行走方向平行的一方侧面或两方侧面设置朝向该侧面的外侧开口、并朝向该侧面的内侧凹入的冷却器设置空间，以流进由于车辆的前进或后退产生的行走风；在该冷却器设置空间中设置冷却器。
2.按权利要求1所记述的车载用冷却装置，其特征在于，将车辆前进与后退产生的行进风导入冷却器的导风斜面被设置在该冷却器的车辆行走方向的前后侧裙体位置。
3.按权利要求1或权利要求2所记述的车载用冷却装置，其特征在于，将行走风导入裙体内的通风孔设在裙体上。
全文摘要
为提供冷却能力较高的车载用冷却装置,在裙体的与车辆行走方向平行的一侧或两侧,设置向该侧面外侧开口、向该侧面内侧凹入的冷却器设置空间,以流入车辆前进或后退产生的行进风,在该冷却器设置空间内设置冷却器。
文档编号B60K11/06GK1254826SQ99120780
公开日2000年5月31日 申请日期1999年9月28日 优先权日1998年11月24日
发明者大岛丈治, 近藤博之, 长谷川义次, 古藤悟 申请人:三菱电机株式会社