МАНЕВРОВО-ВЫВОЗНОЙ ЛОКОМОТИВ

Полезная модель относится к подвижным составам, снабженным средствами преобразования альтернативных источников энергии в электричество, и может быть применена в области железнодорожного транспорта.
Из уровня техники известен подвижной состав, содержащий фотоэлектрические солнечные модули для генерации энергии, расположенные вдоль вертикальной оси на боковой поверхности кузова в области окон, причем фотоэлектрические солнечные модули соединены с накопителями энергии подвижного состава [CN208585242U, дата публикации: 08.03.2019 г., МПК B61D 29/00, B61D 3/00].
Недостатком данного технического решения является низкая эффективность работы фотоэлектрических солнечных модулей, обусловленная тем, что при вертикальном расположении в значительной степени уменьшается количество света, поступающего на рабочую поверхность фотоэлектрических солнечных модулей.
В качестве прототипа выбран локомотив, содержащий фотоэлектрический солнечный модуль для генерации энергии, расположенный на крыше локомотива, причем фотоэлектрический солнечный модуль соединен с накопителями энергии локомотива [KR20170034498A, дата публикации 29.03.2017 г., МПК B61D 49/00, H01L 31/0236, H01L 31/042, H01L 31/18, H02S 40/38].
Преимуществом прототипа над известным техническим решением является повышенная эффективность генерации энергии фотоэлектрическим солнечным модулем за счет его расположения на крыше локомотива, что обеспечивает высокую интенсивность попадания прямых солнечных лучей на поверхность фотоэлектрического солнечного модуля. Однако недостатком данного технического решения является высокая вероятность скопления инородных элементов на поверхности фотоэлектрического солнечного модуля, обусловленная неблагоприятными погодными условиями (дождь, снегопад), а также факторами естественного загрязнения, например, грязью или всевозможной растительностью, что может привести к быстрому загрязнению поверхности фотоэлектрического солнечного модуля, в результате чего существенно снизится эффективность его работы, что, в свою очередь, приводит к необходимости увеличения частоты его обслуживания для обеспечения эффективной работы.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик маневрово-вывозного локомотива.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в увеличении периода между обслуживанием маневрово-вывозного локомотива с сопутствующим сохранением эффективности работы фотоэлектрических солнечных модулей маневрово-вывозного локомотива.
Маневрово-вывозной локомотив содержит раму, снабженную колесными парами, и кузов, размещенный на раме локомотива и содержащий энергетическую установку и кабину управления, при этом снабжен фотоэлектрическими солнечными модулями, соединенными с энергетической установкой. В отличие от прототипа, фотоэлектрические солнечные модули закреплены на раме при помощи опорных элементов под углом (5-25)° по отношению к вертикальной оси.
Рама локомотива является несущим элементом для установки колесных пар с одной стороны и кузова с другой. Рама может быть выполнена в виде конструкции, состоящей из двух продольных балок и соединяющих их поперечных балок. Рама воспринимает вертикальную нагрузку от кузова и передает ее на колесные пары, на которые передается крутящий момент от энергетической установки, что обеспечивает движение локомотива.
Кузов предназначен для размещения в нем кабины управления, энергетической установки, а также прочих электрических элементов и оборудования, которые необходимы для обеспечения нормальной работы маневрово-вывозного локомотива. Размещение элементов в кузове маневрово-вывозного локомотива может быть выполнено любым удобным способом, при котором будет обеспечиваться нормальная работа локомотива, например размещение может быть выполнено в формате обособленных модулей, каждый из которых обеспечивает определенную функцию и/или содержит элементы определенной категории, либо все элементы могут быть распределены по всей полости кузова.
Кабина управления представляет собой рабочее место локомотивной бригады, в котором расположены органы управления, аппаратура и приборы, необходимые для обслуживания энергетической установки. Кабина управления может быть расположена как в середине кузова, так и по его краям.
Энергетическая установка предназначена для обеспечения движения локомотива и выполнена с возможностью накопления и хранения электрической энергии. Энергетическая установка может состоять из силовой установки и накопителей энергии. Энергетическая установка установлена в кузове локомотива и соединена с фотоэлектрическими солнечными модулями посредством электрической связи, с колесными парами посредством силовой передачи. Элементы, входящие в состав энергетической установки, соединены между собой при помощи проводов и могут быть расположены как в одном месте, так и распределены в кузове.
Накопители энергии предназначены для аккумулирования электрической энергии от контактной сети и/или фотоэлектрических модулей и ее передачи в силовую установку маневрово-вывозного локомотива. Кроме того, в случае движения по неэлектрифицированным участкам цепи, накопители энергии могут обеспечивать энергией систему питания собственных нужд маневрово-вывозного локомотива, включая освещение, отопление и другие необходимые функции для обеспечения нормальной работы персонала в маневрово-вывозном локомотиве. Накопители энергии могут быть представлены аккумуляторными батареями и/или емкостными накопителями и/или другими известными средствами накопления электрической энергии.
Силовая установка предназначена для преобразования электрической энергии в механическую с целью передачи крутящего момента на колесные пары и обеспечения движения маневрово-вывозного локомотива. Силовая установка может быть представлена тяговым электродвигателем, который выполнен с возможностью получения энергии от контактной сети при движении по электрифицированным участкам и от накопителей энергии при движении по неэлектрифицированным участкам.
Фотоэлектрические солнечные модули представляют собой устройства, которые преобразуют световую энергию солнца в электроэнергию с помощью фотоэлектрического эффекта и могут быть изготовлены из монокристаллического, поликристаллического или аморфного кремния. Фотоэлектрические солнечные модули соединены с энергетической установкой для передачи энергии и ее последующей аккумуляции в энергетической установке, в результате чего обеспечивается движение маневрово-вывозного локомотива и/или осуществляется питание системы собственных нужд маневрово-вывозного локомотива при движении по неэлектрифицированным участкам цепи.
Опорные элементы предназначены для закрепления фотоэлектрических солнечных модулей на раме локомотива и могут быть представлены кронштейнами, оградительными элементами, например, перилами или металлическими секциями, или другими конструкциями, на поверхности которых возможно закрепить фотоэлектрический солнечный модуль. Опорные элементы могут быть закреплены на раме маневрово-вывозного локомотива посредством разъемного или неразъемного соединений.
Фотоэлектрические солнечные модули закреплены на раме при помощи опорных элементов под углом (5-25)° по отношению к вертикальной оси, что обеспечивает стекание и/или скатывание инородных предметов (например, снега, грязи, растительности или жидкостей), благодаря чему снижается риск быстрого загрязнения фотоэлектрических солнечных модулей в результате воздействия погодных условий, что позволяет уменьшить периодичность очистки фотоэлектрических солнечных модулей, при этом обеспечивая оптимальный угол наклона фотоэлектрических солнечных модулей по отношению к солнцу, что обеспечивает сохранение эффективной генерации энергии фотоэлектрическими солнечными модулями. В случае выхода за минимальные пограничные значения диапазона, а именно меньше 5° (в результате чего рабочая поверхность фотоэлектрического солнечного модуля расположена почти вертикально или вертикально, либо направлена в сторону земли), фотоэлектрические солнечные модули не будут обеспечивать оптимальное положение для интенсивного попадания на поверхность прямых солнечных лучей, в результате чего снизится эффективность работы фотоэлектрических солнечных модулей. В случае выхода за максимальные пограничные значения диапазона, а именно больше 25°, наклона фотоэлектрических солнечных модулей будет недостаточно, чтобы обеспечить гарантированное стекание и/или скатывание инородных элементов с поверхности фотоэлектрических солнечных модулей, что повышает риск быстрого загрязнения поверхности фотоэлектрических солнечных модулей.
Кроме того, закрепление фотоэлектрических солнечных модулей на раме дополнительно позволяет снизить количество операций по обслуживанию за счет того, что специалист может произвести обслуживание с поверхности земли, не прибегая к использованию дополнительного оборудования и механизмов.
Фотоэлектрические солнечные модули могут быть снабжены защитным элементом.
Защитный элемент предназначен для обеспечения частичной защиты рабочей поверхности фотоэлектрических солнечных модулей от воздействия внешней среды и может быть выполнен в виде профиля, пластины, сетки, экрана или других элементов, которые могут быть обеспечить защиту рабочей поверхности фотоэлектрических солнечных модулей. Защитный элемент может быть расположен сверху, образуя козырек и/или снизу, образуя выступ у основания, и/или по бокам фотоэлектрических солнечных модулей. Наличие защитного элемента обеспечивает изоляцию от воздействия факторов внешней среды, которые могут привести к быстрому загрязнению и/или повреждению фотоэлектрических солнечных модулей в процессе эксплуатации, что снижает риск скопления инородных элементов на поверхности фотоэлектрических солнечных модулей, увеличивая периоды между обслуживанием и сохраняя эффективность работы фотоэлектрических солнечных модулей.
На защитном элементе могут быть выполнены дренажные отверстия, что, при сопутствующей защите от быстрого загрязнения и/или повреждения фотоэлектрических солнечных модулей в процессе эксплуатации, позволяет обеспечить вывод инородных элементов из полости защитного элемента, тем самым увеличить период между обслуживанием маневрово-вывозного локомотива, а именно обслуживанием фотоэлектрических солнечных модулей маневрово-вывозного локомотива.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что фотоэлектрические солнечные модули закреплены на раме при помощи опорных элементов под углом (5-25)° по отношению к вертикальной оси, что обеспечивает стекание и/или скатывание инородных предметов (например, снега, грязи, растительности или жидкостей) с поверхности фотоэлектрических солнечных модулей, снижая риск их быстрого загрязнения, а также обеспечивает оптимальный угол наклона фотоэлектрических солнечных модулей по отношению к солнцу, что позволяет эффективно генерировать энергию, благодаря чему происходит достижение технического результата, заключающегося в увеличении периода между обслуживанием маневрово-вывозного локомотива с сопутствующим сохранением эффективности работы фотоэлектрических солнечных модулей маневрово-вывозного локомотива, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики маневрово-вывозного локомотива.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 - Маневрово-вывозной локомотив, вид спереди.
Фиг. 2 - Маневрово-вывозной локомотив, вид сверху.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Маневрово-вывозной локомотив содержит раму 1, снабженную колесными парами 2, и кузов 3, размещенный на раме 1 локомотива и содержащий энергетическую установку 4 и кабину управления 5, при этом локомотив снабжен фотоэлектрическими солнечными модулями 6, соединенными с энергетической установкой 4. Рама 1 содержит опорные элементы 7, на которых закреплены фотоэлектрические солнечные модули 6 под углом 20° по отношению к вертикальной оси 8.
Полезная модель работает следующим образом.
Энергетическая установка маневрово-вывозного локомотива 4 обеспечивает движение маневрово-вывозного локомотива по электрифицированным и неэлектрифицированным путям. В случае движения по электрифицированным путям поступление энергии в энергетическую установку 4 происходит от контактной сети, а в случае движения по неэлектрифицированным путям - за счет энергии, которая поступает от фотоэлектрических солнечных модулей 6 в энергетическую установку 4 посредством их соединения при помощи проводов, и/или за счет накопленной от контактной сети энергии в элементах энергетической установки 4 во время движения по электрифицированным путям. Фотоэлектрические солнечные модули 6 закреплены на опорных элементах 7 рамы 1 и образуют угол 20° по отношению вертикальной оси 8, что позволяет обеспечить эффективную генерацию энергии фотоэлектрических солнечных модулей 6 и снизить риск их быстрого загрязнения, в результате чего увеличивается период между обслуживанием маневрово-вывозного локомотива и сохраняется эффективность работы фотоэлектрических солнечных модулей 6.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в увеличении периода между обслуживанием маневрово-вывозного локомотива с сопутствующим сохранением эффективности работы фотоэлектрических солнечных модулей маневрово-вывозного локомотива, тем самым увеличиваются эксплуатационные характеристики маневрово-вывозного локомотива.