專利名稱：儲能器的冷卻設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器的設備。
背景技術：
在鐵路機車車輛中可存在針對不同目的的儲能器。尤其需要大功率儲能器，以便 在沒有從外部輸入能量的情況下至少能區(qū)段性地推動鐵路機車車輛，例如城市有軌電車。 當城市有軌電車應運行通過狹窄的道路或通過步行區(qū)時，希望在線路區(qū)段沒有架空線或接 觸軌。儲能器、尤其這種為了運行城市有軌電車需要的大功率儲能器，由于內(nèi)部功率損 失導致儲能器發(fā)熱。這種熱損失導致縮短儲能器的使用壽命。已經(jīng)有人建議，為了冷卻儲能器采用空氣冷卻或水冷。這種冷卻對于電負荷和熱 負荷特別高的儲能器有效性不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器的設備，這 種設備能實施比迄今更加有效的冷卻。上述技術問題按照本發(fā)明是這樣得以解決的，儲能器與汽化器在熱力學方面直接 連接，以及，汽化器和冷凝器是致冷機的循環(huán)回路的組成部分。采用致冷機帶來的優(yōu)點是，在儲能器內(nèi)形成的熱量能迅速和可靠地散出。通過致 冷機的循環(huán)過程，始終提供足夠的冷卻劑。因此，即使是電負荷和熱負荷特別高的儲能器也 能可靠地被冷卻。此外，還獲得的優(yōu)點是，能以比迄今小得多的間距安裝多個儲能器，并盡 管如此仍存在良好的冷卻可能性。一個附加的優(yōu)點在于，這種致冷機低噪聲工作，因此比例 如冷卻劑鼓風機產(chǎn)生更低的干擾性噪聲。例如作為壓縮式致冷機的組成部分的汽化器，通過壓氣機與冷凝器連接，以及冷 凝器通過節(jié)流器與汽化器連接。按另一種例子，作為吸收式致冷機的組成部分的汽化器，通過壓氣機與冷凝器連 接，以及冷凝器通過熱壓縮機與汽化器連接。無論采用壓縮式致冷機還是采用吸收式致冷機均獲得的優(yōu)點是，即便電負荷和熱 負荷特別高的儲能器也能可靠地被冷卻。壓縮式致冷機和吸收式致冷機都是已知的。在壓縮式致冷機中冷凝的冷卻劑只通 過節(jié)流器壓縮，然后供給汽化器，而吸收式致冷機采用熱壓縮機，它是一種溶解循環(huán)。在那 里冷卻劑首先溶解在液體中，此時散出熱量。然后，溶解的冷卻劑通過輸入外部熱量從溶液 排出。冷卻劑經(jīng)此過程后比原先有更高的密度。為了從熱壓縮機導出熱能，將它例如與用于鐵路機車車輛乘客車廂加熱的加熱循 環(huán)在熱力學方面連接。由此有利地利用產(chǎn)生的熱量。為了將熱能供給熱壓縮機，將它例如與鐵路機車車輛的廢熱管在熱力學方面連接。也就是說，為了從溶液排出冷卻劑，需要從外部輸入熱能。通過利用鐵路機車車輛的廢 熱管，所述熱能有利地不需要單獨產(chǎn)生。儲能器例如是電儲能器，例如是超電容(UltraCap)或雙層電容。按另一種例子，儲能器是電化學儲能器，例如電池。這種電池可例如是鎳鎘電池。例如多個儲能器只與一個汽化器連接。因為僅一個致冷機的功率就足以將產(chǎn)生的 熱量從多個儲能器排出，所以可以有利地在小的空間冷卻多個儲能器。例如冷凝器與用于鐵路機車車輛乘客車廂加熱的加熱循環(huán)在熱力學方面連接。由 此有利地利用在致冷機的冷凝器內(nèi)產(chǎn)生的熱量。為了在鐵路機車車輛中控制/調(diào)整冷卻過程，例如存在一個控制單元。由此帶來 的優(yōu)點是，冷卻過程可以與需要相適應。例如控制單元由多個部件組成，這些部件必要時可分布地安裝在鐵路機車車輛 內(nèi)。要冷卻的儲能器可以處于鐵路機車車輛的車輛端部內(nèi)、在車輛內(nèi)部不同位置、在 車頂上或地板下。鐵路機車車輛除城市有軌電車外也可以是城市鐵路或長途列車。但儲能 器的冷卻設備也可以使用于機車，例如調(diào)車機車中，或使用于裝有橡膠輪胎在軌道上運行 的車輛中。采用本發(fā)明的設備獲得的優(yōu)點尤其是，甚至電負荷和熱負荷特別高的儲能器以及 相應地一系列緊密并列的儲能器，也能可靠和低噪聲地被冷卻。由此明顯延長儲能器的使 用壽命。此設備尤其能良好地安置在沒有從外部供電時應至少區(qū)段性行駛的有軌電車內(nèi)。


下面借助附圖詳細說明在鐵路機車車輛中儲能器冷卻設備的實施例。其中圖1表示有壓縮式致冷機的設備；以及圖2表示有吸收式致冷機的設備。
具體實施例方式按照圖1，可以處于鐵路機車車輛中和可以是電池或電容器的儲能器1，與壓縮式 致冷機3的汽化器2在熱力學方面直接連接。在壓縮式致冷機3中，汽化器2通過壓氣機4 與冷凝器5連接，以及冷凝器5通過節(jié)流器6又與汽化器2連接，形成循環(huán)回路。汽化器2 從儲能器1提取熱量，而冷凝器5將熱量排入環(huán)境。冷卻劑氣態(tài)地從汽化器2流向冷凝器 5，以及冷卻劑液態(tài)地從冷凝器5流向汽化器2。按圖2，儲能器1同樣與汽化器2在熱力學方面直接連接。汽化器2是吸收式致 冷機7的組成部分，其中，如在壓縮式致冷機3 (圖1)中那樣，汽化器2通過壓氣機4與冷 凝器5連接。但在吸收式致冷機7中，冷凝器5通過熱壓縮機8又與汽化器2連接，形成循 環(huán)。熱壓縮機8是一種溶解循環(huán)。在那里冷卻劑在吸收器9內(nèi)部溶解在一種液體中，然后 在排出器10內(nèi)部重新從液體排出。由此壓縮冷卻劑。必須將熱能供給排出器10，而吸收 器9輸出熱能。為了供給熱能，排出器10與鐵路機車車輛的廢熱管11在熱力學方面連接。 為了利用從吸收器9放出的熱量，吸收器9與加熱循環(huán)12連接，后者例如用于為鐵路機車 車輛的乘客車廂供熱。溶液通過第一管道13從吸收器9到達排出器10，第一管道13內(nèi)接入溶液泵14和換熱器15的二次側(cè)(冷側(cè))。釋出冷卻劑后的液體通過第二管道16從排出 器10到達吸收器9，第二管道16內(nèi)接入換熱器15的一次側(cè)(熱側(cè))。無論在按圖1的實施形式中還是在按圖2的實施形式中，為了利用從冷凝器5排 出的熱量，冷凝器5均與加熱循環(huán)12連接，加熱循環(huán)12例如用于為鐵路機車車輛的乘客車 廂供熱。采用冷卻儲能器1的設備，可以冷卻一個大型的儲能器1或同時冷卻多個儲能器， 從而在鐵路機車車輛中可以實現(xiàn)電能大的儲存能力。大功率鐵路機車車輛用這種儲能器1 可以在沒有外部供電的情況下運行更長的距離。
權利要求
一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器(1)的設備，其特征為所述儲能器(1)與汽化器(2)在熱力學方面直接連接；以及，所述汽化器(2)和冷凝器(5)是致冷機的循環(huán)回路的組成部分。
2.按照權利要求1所述的設備，其特征為，所述汽化器(2)作為壓縮式致冷機(3)組成 部分地通過壓氣機(4)與冷凝器(5)連接，以及所述冷凝器(5)通過節(jié)流器(6)與所述汽 化器⑵連接。
3.按照權利要求1所述的設備，其特征為，所述汽化器(2)作為吸收式致冷機(7)組成 部分地通過壓氣機(4)與冷凝器(5)連接，以及所述冷凝器(5)通過熱壓縮機(8)與所述 汽化器⑵連接。
4.按照權利要求3所述的設備，其特征為，為了從熱壓縮機(8)排出熱能，將它與用于 鐵路機車車輛乘客車廂加熱的加熱循環(huán)(12)在熱力學方面連接。
5.按照權利要求3或4之一所述的設備，其特征為，為了將熱能供給熱壓縮機(8)，將 它與鐵路機車車輛的廢熱管(11)在熱力學方面連接。
6.按照權利要求1至5之一所述的設備，其特征為，所述儲能器(1)是電儲能器。
7.按照權利要求1至5之一所述的設備，其特征為，所述儲能器(1)是電化學儲能器。
8.按照權利要求1至7之一所述的設備，其特征為，多個儲能器(1)只與一個汽化器 ⑵連接。
9.按照權利要求1至8之一所述的設備，其特征為，冷凝器(5)與用于鐵路機車車輛乘 客車廂加熱的加熱循環(huán)(12)在熱力學方面連接。
10.按照權利要求1至9之一所述的設備，其特征為，在鐵路機車車輛中存在一個控制 單元用于冷卻過程的控制/調(diào)整。
11.按照權利要求10所述的設備，其特征為，所述控制單元由多個部件組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器(1)的設備。按照本發(fā)明規(guī)定，所述儲能器(1)與汽化器(2)在熱力學方面直接連接，以及，所述汽化器(2)和冷凝器(5)是致冷機循環(huán)的組成部分。
文檔編號F22B1/28GK101878394SQ200880118034
公開日2010年11月3日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權日2007年9月27日
發(fā)明者卡斯滕·雷切恩伯格, 彼得·?？颂? 邁克爾·邁納特 申請人:西門子公司