(57)【要約】      （修正有）【課題】都市鉄道又は路面電車のトンネル内の壁面又は床面の洗浄効率を向上させた鉄道車両に配置された洗浄装置、及び洗浄方法を提供する。【解決手段】装置１は、圧縮空気用の複数エアーノズル４を有する。これらのエアーノズル４は、排気フード６の排気口５の両側に配置されている。走行方向に前方のノズル列の圧力が、その後方のノズル列の圧力より小さくなるよう、それぞれの圧力印加が調整されることによって、あらゆる種類の汚れ、例えば物体、埃又はその他の堆積物が、これらのノズル列間で吸収される。これらの汚れの通過時に排気口５によって直接吸収されないときは、後方のノズル列の相対的に強く指向された圧縮空気の流れによって走行方向に一緒に移送され得る。この場合、前方のノズル列がこれらの汚れの当該移送を限定する。排気部の排気口５の下の壁面又は床面２の領域の当該限定によって、当該排気がより効率的に実施される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にトンネル又はトンネル面内の壁面若しくは床面（２）、軌道上部構造（１３）又はトンネル壁（１５）を洗浄するために鉄道車両（１０）に配置されている装置（１）であって、この装置（１）が、１つの排気部の１つの排気口（５）の両側に配置された少なくとも１つのノズル口を有する複数の圧縮空気用エアーノズル（４）を有する当該装置（１）において、
前記装置（１）が、前記排気口（５）に対して隣接してノズル列内に配置された少なくとも２つずつのエアーノズル（４）を有し、これらのエアーノズル（４）が、これらのエアーノズル（４）間でこの排気口を包囲すること、及び
前記鉄道車両（１０）の走行方向にこの排気口（５）の前方に配置された前記ノズル列の圧力が、他方の前記ノズル列の圧力より小さく定められているように、圧縮空気が、これらのノズル列に印加可能であることを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
各ノズル列のエアーノズル（４）が、制御装置によって検出された前記鉄道車両（１０）の走行方向に応じて高い圧力又は低い圧力で印加され得ることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
複数の前記エアーノズル（４）の面法線が、前記壁面又は床面（２）に対して鋭角を成すように、これらのエアーノズル（４）が、前記床面（２）に対して傾けられている方向を有すること、及び
少なくとも後方の前記ノズル列が、前記排気口（５）の下の前記壁面又は床面（２）に向かって指向されているように、複数の前記エアーノズル（４）が傾けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１）。
【請求項４】
１つのノズル列の複数の前記エアーノズル（４）が、前記方向を調整するために特に一緒に旋回可動に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記排気口（５）を包囲する排気フード（６）及び／又は前記ノズル列が、この排気フード（６）又はこれらのノズル列によって覆われた前記壁面又は床面（２）の可変な幅を調整するために可動式に、特に旋回可動式に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記吸引フード（６）及び／又は前記ノズル列は、圧入式の力伝達要素を用いて駆動部によって可動である、特に旋回可動であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
複数の前記排気部の少なくとも個々の排気部が、スライド送り部又は連結リンクで特に並進可動に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
複数の前記ノズル列が、前記走行方向に対して横に整列されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記エアーノズル（４）は、前記排気口（５）及び／又は前記壁面若しくは床面（２）に対して調整可能な傾斜角及び／又は距離（ａ，ｂ）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記装置（１）は、自由空間を限定する前記壁面若しくは床面（２）及び／又は障害物（ケーブルキャリア１４）に対する前記エアーノズル（４）のそれぞれの距離（ｂ）をリアルタイムで検出するために制御装置及びセンサを有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記装置（１）は、距離測定センサ、特にレーザー、超音波、ソナー及び／又はレーザー赤外線レーダーセンサを備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記装置（１）の排気性能及び／又は前記エアーノズル（４）の圧縮空気の供給性能が、可変に調整可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１３】
鉄道車両（１０）が、前記装置（１）を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の前記装置（１）を稼働させるための方法において、
異なる前記ノズル列の複数の前記エアーノズル（４）に供給された圧縮空気の圧力が、互いに異なって調整されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にトンネル又はトンネル面内の壁面又は床面、例えば軌道上部構造又はトンネル壁を洗浄するために鉄道車両に配置されている装置に関する。この場合、この装置は、排気口の両側に配置された複数の圧縮空気用エアーノズルを有する。さらに、本発明は、当該装置を備えた鉄道車両及びこの装置を稼働するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル、壁及び天井は、トンネルを走り抜ける鉄道車両に起因して恒常的に酷く汚されるため、洗浄措置が定期的な間隔で必要である。
【０００３】
このため、維持措置の主な構成要素として短距離交通の軌道での表面洗浄に対して使用される冒頭で述べた種類の装置が適する。塵芥、滑走防止用砂、埃及びレールの金属摩耗粉による鉄道網の拡大している汚れに起因して、表面の洗浄の問題を解決するための措置、すなわち鉄道網の外観をより良好にするだけではなくて、当該汚れを減少させることによってバラスト軌道の柔軟性も維持するための措置を益々採る必要がある。
【０００４】
これらの洗浄措置の場合、埃を含む空気が、乾式フィルタ又は湿式フィルタによって浄化される。多くの場合、このような洗浄措置は、バラスト軌道間に閉じ込められている汚染物質が、吸引流によって一緒に吸引されないときは、希望した洗浄性能を呈さない。
【０００５】
トンネル壁及びトンネル天井を洗浄し、バラスト軌道を吸引洗浄するための装置が、国際特許第２０１０／０７５８２８号パンフレットから公知である。この装置の場合、洗浄領域にある渦が、複数のエアーノズルの傾いた位置によって生成される。当該渦が、機能に必要な過圧カーテンを保証する。この場合、放たれた又は解放された汚染粒子が、特に当該複数のエアーノズルの傾いた位置によって吸引体内に吸入される。
【０００６】
さらに、独国登録実用新案第９２０３１６４号明細書は、降下可能な吸引ケースとこの吸引ケース内の少なくとも１つの圧縮ノズルとによって鉄道軌道を洗浄するために鉄道車両又は路面電車車両に取り付け可能な装置に関する。この場合、当該吸引ケース及び当該圧縮空気ノズルが、当該車両上に配置されている吸引装置又は圧縮機に接続している。
【０００７】
ポイント又はレールを洗浄するために車両に取り付け可能な装置が、独国特許第１２４４２２１号明細書から公知である。この装置が、２つのノズルケースを有する。これらのノズルケースが、レールトロッコ上に搭載されていて、これによってレールに沿って走行可能である。１つの吸引ノズルが、各ノズルケースのほぼ中心に存在する。この吸引ケースが、フレキシブルなホースを介して車両のタンクに接続されている。両レールから横に延在している１つの吸引ケースが、その全幅にわたって分散して弾性材から成る複数の圧縮空気ノズルを有する。
【０００８】
供給された圧縮空気と、表面によって偏向された汚染粒子を含む空気とが、吸引時に混合しうることが、実際に欠点として確認されている。圧縮空気の噴射がほぼ平坦な表面に向かうのではなくて、複雑な形状面に向かう特に軌道道床の洗浄時は、洗浄性能が、発生する乱流によって害されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際特許第２０１０／０７５８２８号パンフレット
【特許文献２】独国登録実用新案第９２０３１６４号明細書
【特許文献３】独国特許第１２４４２２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、比較的少ない経費で実現可能である洗浄性能を向上させるための可能性を提供することにある。特に、本発明によれば、洗浄効率が向上されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴にしたがう装置によって解決される。本発明のその他の構成は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、排気口に対して隣接してノズル列として配置された少なくとも２つずつのエアーノズルを有する装置が設けられている。これらのエアーノズルが、これらのエアーノズル間でこの排気口を包囲する。そしてこの装置の場合、鉄道車両の走行方向にこの排気口の前方に配置されたノズル列の圧力が、他方のノズル列の圧力より小さく定められているように、圧縮空気が、これらのノズル列に印加可能である。本発明は、複数の排気口のうちの少なくとも１つの排気口が、鉄道車両の走行方向にこの排気口の前方に配置された第１ノズル列と、この第１ノズル列の後方に配置された第２ノズル列とによって包囲されている結果、その吸引領域が、これらのノズル列によって決定されていて且つ限定されているという認識に基づく。走行方向に前方のノズル列の圧力が、後方のノズル列の圧力より小さいように、それぞれの圧力の印加が調整されることによって、あらゆる種類の汚れ、例えば物体、埃又はその他の堆積物が、これらのノズル列間で吸収される。これらの汚れが、これらの汚れの通過時にこの排気口によって直接吸収されないときは、しかしながら、これらの汚れは、後方のノズル列の圧縮空気の相対的に強く指向された流れによって走行方向に移動され得る、すなわち一緒に移送され得る。この場合、前方のノズル列が同時に、これらの汚れの当該移送を限定する。これによって、これらの汚れが、鉄道車両の走行移動にほぼ同期して移送される、したがって特に第１ノズル列まで再び移動せず、この前方のノズル列から流出しない。よって、この前方のノズル列は、圧縮空気壁として作用する。この圧力空気壁は、これらの汚れの最初の通過時にこれらの汚れを流出させず、この圧縮空気壁は、後方のノズル列から前方に移送されるこれらの汚れに対して限定部分として作用する。この場合、床面領域を排気の排気口の下方に限定することによって、洗浄効率が著しく向上する。
【００１３】
さらに、当該装置は、排気口に隣接して洗浄すべき壁面又は床面に対して距離をあけて位置決め可能な少なくとも１つの空気案内要素を有してもよい。当該空気案内要素のために、複数のノズル列によって供給された圧縮空気が、当該壁面又は床面に衝突した後にまず最初にこの壁面又はこの床面とこの空気案内要素との間でこの壁面又はこの床面に対してほぼ平行に偏向可能である。この場合、本発明は、生成された空気の流れの少なくとも大部分が乱れるのではなくて、この壁面又はこの床面に対してほぼ平行に層状に広がるときに、洗浄効率、すなわち稼働中の当該装置の洗浄効率が著しく向上され得るという認識に基づく。このような層状の空気の流れは、本発明にしたがって簡単な方法で流れ領域に関連するエアーノズルと排気口とをその場所に限って分離することによって得られる。この流れ領域内では、供給された空気の流れが、空気案内要素によって洗浄すべき物体の表面に対してほぼ平行に送られる。その結果、所定の流れが発生する。この流れは、１つの区間、特に洗浄すべき表面に対して平行に供給された圧縮空気の偏向区間と、排気口の流入領域内のもう１つの区間とに明確に区分される。したがって、供給された空気の流れと排気された空気の流れとが、問題なく分離され、望ましくない混合区間が回避される。これによって、洗浄性能が向上され得るか又は必要な装置の性能が削減され得る。一様な空気の流れに起因して、汚染粒子を排気するために必要な流速が低減され得ることも既に分かっている。さらに、表面に対する装置の位置を変更することなしに、著しくより広い表面が洗浄され得る。何故なら、洗浄作用が、当該表面上に最初に衝突した領域に限定されているのではなくて、壁面又は床面の、空気案内要素と当該表面との間の満たされている空気が流れた領域も網羅するからである。
【００１４】
この場合、各ノズル列が、制御装置によって検出された鉄道車両の走行方向に応じて他方のノズル列に比べてより高い圧力又はより低い圧力で印加され得るときに、特に良好な結果が得られることが実証されている。その結果、吸引の機能が、両走行方向で確実に維持される。
【００１５】
さらに、エアーノズルが、床面に対して傾けられている方向を有すること、特に床面と鋭角を成す方向を有すること、及び、少なくとも後方のノズル列が、排気口の下の床面領域に向かって指向されているように、これらのエアーノズルが傾けられていることが有益である。汚れが、走行方向に移送され、当該排気口まで一緒に送られ得るように、空気の流れが、この傾きによって当該床面に向かって指向されて偏向される。
【００１６】
さらに、空気案内要素を当該表面に対して傾けて配置することによって、すなわち特にこの空気案内要素の外側の縁領域から出発して排気口まで当該床面に連続して近づけることによって、空気の流れが、ノズル効果のために加速され得る。
【００１７】
これに対して、本発明の同様に特に実用向きの別の構成は、空気案内要素が洗浄すべき壁面又は床面に対して平行に位置決め可能であるときにも得られる。その結果、圧縮空気の一定の流速が、それぞれの空気案内要素によって偏向された領域の全体にわたって保証される。
【００１８】
本発明の同様に特に好適な別の構成では、洗浄すべき表面の状態に対して迅速に適合できるようにするため、複数のエアーノズル又は複数の空気案内要素が、その方向を調整するために特に一緒に旋回運動するように調整可能に特に可動式に又は旋回可動式に配置されている。例えば、停留所の領域内で生じるような、拡張された軌道道床の領域内では、完璧な排気を達成するため、対応する調整移動が実施され得る。
【００１９】
さらに、装置が表面に対して様々な距離をあけて位置決め可能である別の構成も、特に実用向きである。この場合、その距離を調整するのと同時に、当該好適な効果は、排気口と表面との間の流速を簡単に適合可能にする。したがって、流量が、汚れの確認された程度に基づいて当該装置又は空気案内要素を簡単に降下又は上昇させることによって適合され得る。
【００２０】
排気口の幾何学形状及び横断面の形状が、それぞれの使用条件に対して問題なく適合可能である。例えば、ただ１つの同心状空気案内要素によって包囲されている円形の流入口を有する排気口が実現され得る。本発明の好適な一実施の形態では、ほぼストリップ状の１つの排気領域が形成されているように、排気口が、互いに対向している少なくとも２つの側で複数のノズル列によって包囲されている。この排気口の少なくとも１つの円周領域が、複数のエアーノズルから隙間をあけることによって、装置の可動な配置に関連して、この排気口の手の届きにくい領域、例えば隅にも、これらのエアーノズルが邪魔になることなしに、手が届き得る。
【００２１】
さらに、レイアウト技術を変更することなしに、それぞれの使用条件に対して最適に適合させるため、空気案内要素の表面が、調整可能に、すなわち拡大可能に又は縮小可能にし得る。
【００２２】
これらのエアーノズルは、空気案内要素の外側の縁領域に配置され得るか又はこの縁領域に結合され得る。これに対して、複数のエアーノズルが、１つの共通の収容部に配置されていることが特に好ましい。この場合、これらのエアーノズルが、隣り合って、例えば直線に沿って互いに一定の間隔をあけて配置されている。この場合、本発明によれば、個々に制御するため、同じノズル列の異なるエアーノズルが、異なる圧力で印加されることが当然に含まれる。
【００２３】
さらに、収容部が、表面の主な延在部分に対して平行な方向に位置決め可能であることが著しく有益である。その結果、この表面からエアーノズルまでの距離が、少なくとも主要な部分に対して一定であり、それ故に圧力分布が、当該表面に衝突する圧縮空気に起因して均質である。
【００２４】
表面の主な延在部分に対する流れ角度を変更することによって、その都度の汚れの種類に対して最適に適合された除去性能を得るため、ノズル列が、この表面に対して調整可能な傾斜角及び／又は距離を有するときにも、有効な排気性能が得られる。当然に、当該変更は、付着している汚染粒子を変化する圧力負荷で印加するために空気圧の供給中にも実施され得る。
【００２５】
さらに、作用面を適切に適合するため、同一平面内の排気口からエアーノズルまでの距離も、表面に対して平行に変更され得る。これに対して、排気方向に対して横の、排気口からエアーノズルまでの距離が少なくとも５０ｍｍ、特に少なくとも１５０ｍｍである構造が、特に実用向きである。この場合、これらのエアーノズルが、それぞれの空気案内要素の周囲側に沿って直接に、すなわちほとんど隙間なしに接続してもよいし又はこの空気案内要素に対して適切な距離をあけてもよい。例えば、排気方向に対して横の、排気口から空気案内要素までの距離は、５０〜３００ｍｍ、特に８０〜１２０ｍｍでもよい。この場合、当該排気方向は、洗浄すべき表面の法線に対して平行に延在する。
【００２６】
当該装置は、基本的にほぼ任意の車両に対して適している。特に、当該装置は、汚れ集積タンク及び駆動装置と一緒に車両で移動する自動式装置を構成する。当該自動式装置は、都市の地下鉄の領域内で問題なく使用され得る。
【００２７】
当然に、当該装置は、床面の洗浄に限定されない。むしろ、当該装置は、水平又は垂直な複数の位置で可動な配置によって同様に壁面又は天井面に対しても適正している。
【００２８】
これによって、トンネルの横断面の全体が、複数の装置によってただ１つの洗浄工程で適切に処理され得る。一部の領域だけが洗浄されなければならないときは、その他の領域に割り当てられた装置が、洗浄性能を当該洗浄すべき表面でさらに向上させるために必要に応じて当該洗浄すべき表面に割り当てられ得る。
【００２９】
当該装置が、特にトンネル内の壁面若しくは床面又は例えば軌道上部構造のその他の横若しくは上の仕切面及びトンネル壁を洗浄するために使用され、このときに、当該装置が、１つの排気口の両側に配置された複数の圧縮空気用エアーノズルを有し、複数の排気口が、トンネル又は地下道の開口横断面の全体、特に軌道道床、壁面及び天井面を少なくとも接近して覆う場合に、当該装置が、自由空間を限定するそれぞれの距離又は障害物をリアルタイムで検出するために制御装置及びセンサを有することが、特に好ましいとしてさらに実証されている。このため、当該装置は、例えばレーザー、超音波、ソナー又はレーザー赤外線レーダーのような、対応する距離測定センサを備えてもよい。当該距離測定センサは、排気口の前方の、当該装置の移動方向の領域内を検出する。起こりうる衝突の危険が、既に早期に検出され得る。このとき、妨害されない通過を可能にするため、排気口が、適切な位置、特に後退された回避位置に問題なく移動され得る。
【００３０】
さらに、排気口の排気性能及び／又はエアーノズルの圧縮空気の供給性能が可変に調整可能であることが有益である。何故なら、当該調整によって、エネルギー効率がさらに最適化され得るからである。このため、不要に高い排気性能を提供することなしに、洗浄効果が確実に得られるように、排気性能が大幅に低下され得る。
【００３１】
さらに、排気口を包囲する排気フード又は空気案内要素が、この排気フードによって覆われた表面の可変な幅を調整するために可動式に、特に旋回可動式に配置されているときに、排気性能をさらに最適化することが可能である。このため、この排気フードは、ほぼ垂直な軸線周りに旋回可動にされ得る。当該垂直な軸線は、長手軸線の中心に対して間隔をあけている。その結果、旋回運動が、排気口の横方向の延在部分を拡張させる。
【００３２】
本発明は、様々な実施の形態を可能にする。本発明の基本原理をさらに詳しく説明するため、当該様々な実施の形態のうちの１つの実施の形態を示し、以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】円形の横断面の形状を成すトンネル内で使用される本発明の複数の装置を有する鉄道車両を示す。
【図２】多角形の横断面の形状を成すトンネル内の、図１中に示された鉄道車両を示す。
【図３】本発明の装置の投影図である。
【図４】図３中に示された装置の側面図である。
【図５】図３及び４中に示された装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、都市鉄道又は路面電車の特に地下領域内の、壁又は上部構造によって形成された表面２を洗浄するための本発明の装置１を図１〜５に基づいて詳しく説明する。
【００３５】
詳しく図示されなかった可動機構１１に接続している多数の装置１が、ほぼ全ての通常の横断面に対して、特に図１中に示された円形の横断面の形状に合わせて及び図２中に示されたほぼ四角形の横断面の形状に合わせて問題なく適合され得るように、これらの装置１が、鉄道車両１０に配置されている。この場合、可動機構１１が、上部機構１３の側溝形凹部１２内への適合又はトンネル壁１５のケーブルキャリア１４に対する適合も可能にする。
【００３６】
図３〜５中で分かるように、装置１が、１つの共通の収容部３に配置された複数の圧縮空気用エアーノズル４を有する。これらのエアーノズル４が、吸引フード６の、吸引口として形成された排気口５の両側に配置されていて且つ表面２に向かって傾斜して指向されている。この場合、この排気口５が、この排気口５に対して平行に且つ隙間なく水平方向に連結している２つの空気案内要素７によって包囲されている。これらの空気案内要素７は、吸引フード６に取り外し可能に１つずつ結合されている構成要素によって実現されている。
【００３７】
エアーノズル４が、排気口５の方向に傾いているように、これらのエアーノズル４用の収容部３が、それぞれの空気案内要素７の外側縁部に対向して可変距離ａをあけて旋回運動し且つ異なる固定位置で長さ調整可能なそれぞれ１つの支持アーム８で位置決め可能に配置されている。これによって、これらのエアーノズル４が、特に排気口５に対して減少された表面２までの距離ｂで位置決め可能である。
【００３８】
供給された空気の流れの水平方向の偏向に関連する、表面２に対して平行な空気案内要素７の当該配置は、エアーノズル４の圧縮空気が、洗浄すべき表面２上への衝突後にまず最初にそれぞれの空気案内要素７と表面２との間で矢印方向９にこの表面２に対して平行に偏向され、新たな偏向後に排気口５内に流入することをもたらす。これによって、ほぼ層状の流れが、稼働中に空気案内要素７と表面２との間に発生する。当該ほぼ層状の流れは、従来の技術では乱れ、洗浄すべき表面で不定に偏向された空気の流れに比べて著しくより良好な洗浄性能をもたらす。
【符号の説明】
【００３９】
１    装置
２    表面
３    収容部
４    エアーノズル
５    排気口
６    吸引フード
７    空気案内要素
８    支持アーム
９    矢印方向
１０  鉄道車両
１１  可動機構
１２  側溝形凹部
１３  軌道上部構造
１４  ケーブルキャリア
１５  トンネル壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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