JP6932504B2 - Rail cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道のレールの熱膨張を抑制するためのレール冷却システムに関する。 The present invention relates to a rail cooling system for suppressing thermal expansion of rail rails.
鉄道のレールの1つである分岐器レールは、環境温度が変化した場合にも、確実に動作することが要求される。一例として、寒冷地域に敷設された分岐器レールに対して、気温が摂氏零度以下になったことで、散水を行い、凍結を防止する従来技術がある(例えば、特許文献1参照)。 The turnout rail, which is one of the rails of the railway, is required to operate reliably even when the environmental temperature changes. As an example, there is a conventional technique for sprinkling water on a turnout rail laid in a cold region when the temperature drops below zero degrees Celsius to prevent freezing (see, for example, Patent Document 1).
より具体的には、この特許文献1は、気温が摂氏零度以下になった際に、ポンプによる加圧を利用して、貯水槽に溜まった水を散水孔から分岐器に向かって散水している。この結果、従来は、本線消雪用スプリンクラーに依存していた散水による分岐器凍結防止の方式を廃止できる。さらには、最小限の最適な散水量のもとで満足のできる信頼性を確保することができる。
More specifically, in
また、レールに散水する技術としては、レール軋み音の発生防止のために、できるだけ少ない量でレール上部に散水し、道床への影響を少なくした上で、最大の減音効果を得る従来技術もある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a technology for sprinkling water on the rail, in order to prevent the generation of rail squeaking noise, there is also a conventional technology that obtains the maximum sound reduction effect after sprinkling water on the upper part of the rail in as little amount as possible to reduce the effect on the trackbed. (See, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献1、2のような散水を行う場合には、レール下のバラスト(敷石)の下まで濡らすこととなる。バラストは、列車の走行による振動で削れて細粒化し、バラストの下に堆積する。散水によりバラストの下まで濡らすと、水により細粒化した破石の固着等を招き、保守、保全に支障を来すおそれがある。
However, the prior art has the following problems.
When watering as in
また、特許文献1のように、気温が摂氏零度以下になった場合だけでなく、温度が上昇する夏場においても、分岐器は、確実に動作することが要求される。具体的には、太陽光の直射により分岐器レールが熱膨張することで、伸びや歪みが発生する。そして、このような分岐器レールの伸びや歪みは、最悪の場合には、車両の脱線を引き起こすこととなる。
Further, as in
しかしながら、夏場における冷却方法としても、上述した特許文献1と同様に、人手または自動設備による散水が一般的であり、この場合にも、上述した課題が挙げられる。
However, as a cooling method in the summer, as in
従って、このような課題を回避するためには、バラストの下まで散水した水が達することを軽減する必要があり、そのために散水量に制約が課された場合には、十分な冷却効果を得ることができないおそれがあった。 Therefore, in order to avoid such a problem, it is necessary to reduce the amount of water sprinkled under the ballast, and when the amount of sprinkled water is restricted for that purpose, a sufficient cooling effect is obtained. There was a risk that it could not be done.
また、冷却技術の適用対象であるレールは、分岐器レールには限定されず、鉄道のレールを効率よく冷却する技術が望まれている。 Further, the rail to which the cooling technology is applied is not limited to the turnout rail, and a technology for efficiently cooling the rail of the railway is desired.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、バラストを極度に濡らすことなく、レールを冷却することができるレール冷却システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a rail cooling system capable of cooling a rail without extremely wetting the ballast.
本発明に係るレール冷却システムは、鉄道車両の走行用のレールを冷却するレール冷却システムであって、レールの側面に向かって水を噴射する複数のノズルを備え、複数のノズルのそれぞれは、側面の冷却対象領域の形状に合わせた放水パターンで水を噴射する噴射口を有し、レールに沿った方向の一方をプラス方向、他方をマイナス方向とし、レールの一方の側面に配置された第1のノズルの傾き方向がプラス方向であった場合に、レールの他方の側面に配置された第2のノズルの傾き方向がマイナス方向であり、第1のノズルと第2のノズルが互いに異なる方向に傾くように設置されているものである。 The rail cooling system according to the present invention is a rail cooling system for cooling a rail for traveling of a rail vehicle, and includes a plurality of nozzles for injecting water toward the side surface of the rail, and each of the plurality of nozzles has a side surface. It has an injection port that injects water in a water discharge pattern that matches the shape of the area to be cooled , and one of the directions along the rail is the positive direction and the other is the negative direction. When the tilt direction of the nozzle is positive, the tilt direction of the second nozzle arranged on the other side surface of the rail is negative, and the first nozzle and the second nozzle are in different directions. It is installed so that it can be tilted.
本発明によれば、レールの側面に向けて設置されたノズルから、側面のレール形状に相応した放水パターンで水を噴射する構成を備えている。この結果、バラストを極度に濡らすことなく、レールを冷却することができるレール冷却システムを得ることができる。 According to the present invention, a nozzle installed toward the side surface of the rail is provided to inject water in a water discharge pattern corresponding to the shape of the rail on the side surface. As a result, it is possible to obtain a rail cooling system capable of cooling the rail without extremely wetting the ballast.
以下、本発明のレール冷却システムの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、冷却対象であるレールとして、分岐器レールを一例として説明するが、本発明は、鉄道車両の走行用のレール全てに対して適用可能である。 Hereinafter, preferred embodiments of the rail cooling system of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the turnout rail will be described as an example of the rail to be cooled, but the present invention can be applied to all rails for traveling of railway vehicles.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における冷却対象となる分岐器レールの説明図である。分岐器レール10は、本線レール11と本線レール12との間に設けられており、図1の左側の第1の本線21から進入してくる車両を、分岐後の第2の本線22または第3の本線23のいずれかに進入させるための切換器の役割を果たすものである。
FIG. 1 is an explanatory view of a turnout rail to be cooled according to the first embodiment of the present invention. The
図1(a)は、分岐器レール10が第1の状態に切り換わることで、車両を第1の本線21から第2の本線22に誘導する場合を示している。一方、図1(b)は、分岐器レール10が第2の状態に切り換わることで、車両を第1の本線21から第3の本線23に誘導する場合を示している。
FIG. 1A shows a case where the
太陽光の直射により分岐器レール10が熱膨張すると、伸びや歪みが発生し、最悪の場合には、車両の脱線を引き起こすこととなる。そして、この分岐器レール10に対して放水による冷却を行った場合には、課題として上述したように、細粒化した破石の固着等を招く問題があった。そこで、このような問題を解消するために、本実施の形態1では、冷却対象であるレールの側面形状に相応したパターンで冷却用の水を噴射することのできるノズルを適用することを技術的特徴としており、図面を用いて、以下、詳細に説明する。
When the
図2は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムを分岐器レールの内側に設けた状態を示す説明図であり、分岐器レール10を上方から見た図である。図2においては、2本の分岐器レールのうち、上方(電車進行方向における左側)に記載されたものを分岐器レール10(1)、下方(電車進行方向における右側)に記載されたものを分岐器レール10(2)として識別している。同様に、本線レールに関しても、上方に記載されたものを本線レール11、下方に記載されたものを本線レール12として識別している。
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the rail cooling system according to the first embodiment of the present invention is provided inside the turnout rail, and is a view of the
そして、図2に示すように、分岐器レール10(1)と分岐器レール10(2)との間には、2本の配水管31(1)、31(2)が配置されている。さらに、これら2本の配水管31(1)、31(2)のそれぞれには、適切な間隔(例えば、50〜200cm)で、かつ、分岐器レール10(1)または分岐器レール10(2)の内側から所定の範囲内の距離(ノズル32から噴射された水が分岐器レール10(2)に届く範囲の距離であって、例えば25〜150cm)になるように、分岐器レール10(1)、10(2)に略垂直に複数のノズル32が配置されている。
Then, as shown in FIG. 2, two water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) are arranged between the turnout rail 10 (1) and the turnout rail 10 (2). Further, each of these two water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) has an appropriate interval (for example, 50 to 200 cm) and is a turnout rail 10 (1) or a turnout rail 10 (2). ) Within a predetermined range (the distance within which the water jetted from the
なお、ノズル32の設置される高さによっては、レールを濡らしつつ、バラストを極力濡らさないように、レールに対して仰角をもって斜め上方に設置してもよい。その場合でも分岐器レール10を上面から見たときに、ノズル32は、分岐器レール10(1)(2)に対して垂直になるように設けられる。
Depending on the height at which the
図3は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムについて、図2のA−A断面から見た構成を示した説明図である。本線レール11と本線レール12との間に配置された配水管31(1)、31(2)は、本線レール12の下を通過する配水管31を介して、本線レール12の外側に配置されたポンプユニット33と接続されている。
FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of the rail cooling system according to the first embodiment of the present invention as viewed from the AA cross section of FIG. The water distribution pipes 31 (1) and 31 (2) arranged between the
ポンプユニット33が駆動されることで、上水道からの水が、配水管31を経由して、2本に分岐した配水管31(1)、31(2)に供給される。そして、2本の配水管31(1)、31(2)に供給された水は、分岐器レール10(1)、10(2)の直近に配置された複数のノズル32から、冷却に適した放水圧および流量に調整された水が噴射される。
By driving the
図3に示すように、本実施の形態1に係るレール冷却システムは、分岐器レール10の内側の側面に向けて水を吹き付けることで、2本の分岐器レール10の側面を、直接的に冷却する。分岐器レール10の側面は、上部と比較してより大きな表面積を有しており、側面を直接的に冷却することで、効率よく分岐器レールの冷却を行うことができる。
As shown in FIG. 3, in the rail cooling system according to the first embodiment, water is sprayed toward the inner side surface of the
図4は、本発明の実施の形態1に係る複数のノズル32のレイアウトを示した図である。複数のノズル32は、設置環境に応じて、適切な間隔で配水管31に接続され、冷却対象であるレール10の側面に向けて冷却用の水を噴射する。なお、複数のノズル32は、設置環境に応じて適切な値となるように、放水圧および流量が事前に選定可能である。
FIG. 4 is a diagram showing a layout of a plurality of
従来の放水方式とは異なり、本実施の形態1におけるレール冷却システムは、複数のノズル32により、配水管31から供給される水を、冷却対象であるレール10の側面形状に合うような放水形状として、冷却を行う方式を採用している。
Unlike the conventional water discharge method, the rail cooling system in the first embodiment has a water discharge shape that allows the water supplied from the
すなわち、ノズル32としては、円錐状のパターンで水を噴射するものを採用することが一般的であった。これに対して、本実施の形態1では、レールの冷却効果を確保するとともに、バラストへの放水量を低減できるように、レール側面の形状に相応したパターンで水を噴射することのできるノズル32aを有していることを技術的特徴としている。そこで、このような技術的特徴を有するノズル32aについて、図面を用いて詳細に説明する。
That is, as the
図5は、本発明の実施の形態1に係るノズル32aの構成を示す図である。図5に示すように、本実施の形態1におけるノズル32aは、水を噴射するための噴射口32bが矩形形状となっている。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the
図6は、本発明の実施の形態1に係るノズル32aにより、冷却対象であるレール10に向けて水を噴射したときの効果を説明するための図である。図6(a)は、レール10の上から見た上面図であり、図6(b)は、冷却されるレール10の側面の放水状態を示した側面図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of injecting water toward the
また、本実施の形態1に係るノズル32aの効果を説明するために、図6(a)、図6(b)における左側には、一般的なノズル32から円錐状のパターンで水を噴射した状態が示されており、図6(a)、図6(b)における右側には、本実施の形態1によるノズル32aから矩形状のパターンで水を噴射した状態が示されている。
Further, in order to explain the effect of the
図6(b)から明らかなように、ノズル32から円錐状のパターンで水を噴射した場合には、レール10の側面に当たる領域S1以外に、レール10の側面には直接当たらない領域S2に対しても、放水が行われる。このため、冷却効率を下げてしまうとともに、領域S2に放水された水がバラストへ滴下されてしまうこととなる。
As is clear from FIG. 6B, when water is sprayed from the
これに対して、本実施の形態1におけるノズル32aから矩形状のパターンで水を噴射した場合には、矩形状の領域S3の全てが、レール10の側面に直接当たることとなる。この結果、ノズル32aは、ノズル32を用いた場合と比較して、冷却に必要な水量のみでよく無駄がない。すなわち、冷却効率を高めることができるとともに、バラストへ滴下される放水量を低減することができる。
On the other hand, when water is sprayed from the
さらに、図6(a)、図6(b)から明らかなように、ノズル32aを使用した場合には、領域S1+領域S2の面積に相当する領域S3に対して、全ての放水量を散水することができる。このため、ノズル32aは、ノズル32を使用した場合よりも、より広角で放水することができる。
Further, as is clear from FIGS. 6A and 6B, when the
この結果、ノズル32を設置する際のピッチをP1、ノズル32aを設置する際のピッチをP2としたとき、P2をP1よりも大きな値とすることができ、ノズル32aの設置個数の低減を図ることも可能となる。
As a result, when the pitch when installing the
図7は、本発明の実施の形態1に係るノズル32aから噴射される水の形状パターンのバリエーションを示した図である。先の図5、図6では、図7(a)に示すような矩形パターンをノズル32aから放水する場合について例示した。しかしながら、本実施の形態1で採用可能な放水パターンは、このような矩形パターンには限定されず、図7(b)に示すような楕円パターン、図7(c)に示すような小円パターンのノズルの連続配置などを採用しても、側面の冷却対象領域の形状に合わせた放水パターンを実現できる。なお、放水パターンは連続せず、離れていてもレールの冷却効果は生じる。
FIG. 7 is a diagram showing variations in the shape pattern of water ejected from the
次に、本実施の形態1におけるレール冷却システムの制御動作について具体的に説明する。図8は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムの全体図である。 Next, the control operation of the rail cooling system according to the first embodiment will be specifically described. FIG. 8 is an overall view of the rail cooling system according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態1におけるレール冷却システムは、放水制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、配水管31、31(1)、31(2)、ノズル32、ポンプユニット33、およびバルブ35を備えて構成されている。なお、放水制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、およびバルブ35は、先の図3では、図示を省略していた構成要素である。
The rail cooling system according to the first embodiment includes a water
分岐器レール温度センサ2は、分岐器レール10(1)、10(2)に設置されており、分岐器レール10(1)、10(2)の温度を測定する。また、降雨センサ3は、分岐器レール10(1)、10(2)が設置されている環境において、雨が降っているか否かの降雨状態を検出する。なお、降雨センサ3は、雨の降りかかる屋外、かつ、ノズルからの放水による影響を受けない場所に設置されればよく、例えば、ポンプユニット33を収納する箱体の上に設けられる。
The turnout
そして、放水制御部1は、分岐器レール温度センサ2、および降雨センサ3による検出結果に基づいて、ポンプユニット33およびバルブ35を制御することで、水の噴射/停止を制御する。
Then, the water
図9は、本発明の実施の形態1に係るレール冷却システムの放水制御部1により実行される放水制御の一例を示した図である。放水制御部1は、降雨センサ3の検出結果から、雨が降っていると判断した場合には、雨による冷却が行われるため、放水システムの動作を停止させる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of water discharge control executed by the water
一方、放水制御部1は、降雨センサ3の検出結果から、雨が降っていないと判断した場合には、分岐器レール10の温度測定結果に応じて、放水システムの運転/停止を切り換え制御する。図9に示した具体例では、放水制御部1は、雨が降っておらず、かつ、分岐器レール温度センサ2による測定結果が、所定の温度、例えば30℃以上である場合には、ポンプユニット33を駆動し、バルブ35を開状態に切り換えることで、放水システムを運転状態とし、放水を行う。
On the other hand, when it is determined from the detection result of the
また、放水制御部1は、雨が降っていないものの、分岐器レール温度センサ2による測定結果が、所定の温度、例えば30℃未満である場合には、水による冷却が不要と判断し、ポンプユニット33の駆動を停止し、バルブ35を閉状態に切り換えることで、放水システムを停止状態とし、放水を停止する。
Further, the water
なお、温度センサは、分岐器レール温度センサ2ではなく、気温を計測するものでも良く、気温が所定の温度以上になったときに、放水システムを運転状態にし、放水を行っても良い。
The temperature sensor may measure the air temperature instead of the turnout
また、温度センサは、分岐器レール10以外のレールに設けても良い。その場合、レールが移動しないので、温度センサを設ける際の配線等の施工が容易になる。
Further, the temperature sensor may be provided on a rail other than the
また、本実施の形態1における放水制御部1は、放水条件が成立している場合にも、連続運転により放水を実行するのではなく、ノズル32から間欠的に放水を実行しても良い。この結果、バラストが濡れることをさらに回避することができる。
Further, even when the water discharge condition is satisfied, the water
具体的には、あらかじめ設定された間欠運転データに従って、一例として、5秒放水、2分停止を繰り返すことが考えられる。また、分岐器レール温度センサ2により測定された分岐器レール10の温度に応じて、放水時間、停止時間を適切な値に切り換えるように、間欠運転データをあらかじめ設定しておくことも可能である。
Specifically, according to the intermittent operation data set in advance, as an example, it is conceivable to repeat water discharge for 5 seconds and stop for 2 minutes. It is also possible to set intermittent operation data in advance so that the water discharge time and the stop time can be switched to appropriate values according to the temperature of the
また、分岐器レール10の設置環境によっては、有風時に、噴射した水が風下に流されてしまい、効率よく分岐器レール10を濡らすことができず、十分な冷却効果が得られないことが考えられる。
In addition, depending on the installation environment of the
しかしながら、本実施の形態1における複数のノズル32は、図2、図3に示すように、分岐器レール10(1)と分岐器レール10(2)との間で、かつ、分岐器レール10(1)、10(2)の高さよりも低い位置に、設置されるレイアウトとなっている。従って、分岐器レール10(1)、10(2)に直交する方向の風に対しては、このようなレイアウトを採用することで、分岐器レール10(1)、10(2)自体を風よけにすることができる。
However, as shown in FIGS. 2 and 3, the plurality of
また、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風に対しては、ノズル間、または放水区間の一端もしくは両端に風よけ板を設置することが考えられる。ここで、風よけ板は、分岐器レール10(1)(2)および地面に対して略垂直に設けられる平板状のものであり、この風よけ板を前述した場所に設置することで、風の影響を小さくすることができる。 Further, for the wind in the direction parallel to the turnout rails 10 (1) and 10 (2), it is conceivable to install a windbreak plate between the nozzles or at one end or both ends of the water discharge section. Here, the windshield is a flat plate that is provided substantially perpendicular to the turnout rails 10 (1) and (2) and the ground, and by installing this windshield at the above-mentioned location. , The influence of wind can be reduced.
なお、風よけ板を設ける他に、放水区間の両端を延長するように設計し、有風時に水が風下に流されても分岐器レール10(1)、10(2)にかかるようにノズル32を増設し、より広いエリアに放水できる構成を採用することも考えられる。
In addition to providing a windbreak plate, it is designed to extend both ends of the water discharge section so that it will be applied to the turnout rails 10 (1) and 10 (2) even if water is swept downwind when there is wind. It is also conceivable to add a
以上のように、実施の形態1によれば、噴射した水の全てまたは大部分を、冷却対象であるレールの側面に直接放水できる構成を備えている。この結果、バラストを極度に濡らすことなく、レールをより効果的に冷却することができるレール冷却システムを実現できる。さらに、ノズルの設置台数を低減することができ、システムのコスト削減を図ることができる。 As described above, according to the first embodiment, all or most of the injected water can be discharged directly to the side surface of the rail to be cooled. As a result, it is possible to realize a rail cooling system capable of cooling the rail more effectively without extremely wetting the ballast. Further, the number of installed nozzles can be reduced, and the cost of the system can be reduced.
また、温度センサや降雨センサの検出結果に応じて、噴射/停止を切り換えることのできる制御構成とすることができる。さらに、検出結果に応じて、放水が必要と判断された場合に、間欠運転を実行できる構成を備えている。この結果、無駄な水を使わなくてよくなるので、効率的な冷却を行うことができる。 Further, the control configuration can be configured so that injection / stop can be switched according to the detection result of the temperature sensor or the rainfall sensor. Further, it is provided with a configuration capable of executing intermittent operation when it is determined that water discharge is necessary according to the detection result. As a result, it is not necessary to use wasted water, so that efficient cooling can be performed.
さらに、風により水が流されてしまう対策として、風よけ板を設ける、あるいは、ノズルの設置区間を延長する、といった構成を付加できる。この結果、有風時にも十分な冷却効果を実現できる。 Further, as a measure against the flow of water by the wind, a configuration such as providing a windbreak plate or extending the installation section of the nozzle can be added. As a result, a sufficient cooling effect can be realized even when there is wind.
実施の形態2.
先の実施の形態1では、ノズル32による噴射方向が、冷却対象であるレールの側面に対して、略垂直であり、かつ、ノズル32を分岐器レール10(1)と分岐器レール10(2)との間に設置した場合について説明した。これに対して、本実施の形態2では、冷却対象であるレールの両側にノズル32を設置するとともに、噴射方向を垂直方向からずらすように傾けている。そこで、ノズル32のこのような設置により得られるさらなる効果を中心に、以下に説明する。
In the first embodiment, the injection direction by the
なお、実施の形態2では、上述の実施の形態1との相違点について詳細に説明するものとし、実施の形態1に対応している部材については、同じ符号をつけて説明を省略する。 In the second embodiment, the differences from the first embodiment will be described in detail, and the members corresponding to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図10は、本発明の実施の形態2に係るレール冷却システムを分岐器レールの両側に設けた状態を示す説明図であり、分岐器レール10を上方から見た図である。図10においては、2本の分岐器レールのうち、上方(電車進行方向における左側)に記載されたものを分岐器レール10(1)、下方(電車進行方向における右側)に記載されたものを分岐器レール10(2)として識別している。同様に、本線レールに関しても、上方に記載されたものを本線レール11、下方に記載されたものを本線レール12として識別している。
FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which the rail cooling system according to the second embodiment of the present invention is provided on both sides of the turnout rail, and is a view of the
そして、図10に示すように、分岐器レール10(1)の両側には、2本の配水管31(1)、31(3)が配置され、分岐器レール10(2)の両側には、2本の配水管31(2)、31(4)が配置されている。さらに、これら4本の配水管31(1)〜31(4)のそれぞれには、適切な間隔で、かつ、ノズル32から噴射された水が分岐器レール10に届く範囲の距離になるように、複数のノズル32が配置されている。
Then, as shown in FIG. 10, two water pipes 31 (1) and 31 (3) are arranged on both sides of the turnout rail 10 (1), and on both sides of the turnout rail 10 (2). , Two water pipes 31 (2) and 31 (4) are arranged. Further, each of these four water distribution pipes 31 (1) to 31 (4) should be at an appropriate interval and at a distance within a range in which the water jetted from the
図11は、本発明の実施の形態2に係るレール冷却システムについて、図10のA−A断面から見た構成を示した説明図である。分岐器レール10(1)の両側に配置された配水管31(1)、31(3)、および分岐器レール10(2)の両側に配置された配水管31(2)、31(4)のそれぞれは、本線レール12の下を通過する配水管31を介して、本線レール12の外側に配置されたポンプユニット33と接続されている。
FIG. 11 is an explanatory view showing a configuration of the rail cooling system according to the second embodiment of the present invention as viewed from the AA cross section of FIG. Water pipes 31 (1) and 31 (3) arranged on both sides of the turnout rail 10 (1), and water pipes 31 (2) and 31 (4) arranged on both sides of the turnout rail 10 (2). Each of the above is connected to a
ポンプユニット33が駆動されることで、上水道からの水が、配水管31を経由して、4本に分岐した配水管31(1)〜31(4)に供給される。そして、4本の配水管31(1)〜31(4)に供給された水は、分岐器レール10(1)、10(2)の直近に配置された複数のノズル32から、冷却に適した放水圧および流量に調整された水が噴射される。
By driving the
図11に示すように、本実施の形態2に係るレール冷却システムは、分岐器レール10(1)および分岐器レール10(2)のそれぞれの両側面に向けて水を吹き付けることで、2本の分岐器レール10の両側面を、直接的に冷却する。分岐器レール10の側面は、上部と比較してより大きな表面積を有しており、両側面を直接的に冷却することで、効率よく分岐器レールの冷却を行うことができる。
As shown in FIG. 11, the rail cooling system according to the second embodiment is formed by spraying water toward both side surfaces of the turnout rail 10 (1) and the turnout rail 10 (2). Both sides of the
図12は、本発明の実施の形態2に係る複数のノズル32のレイアウトを示した図である。複数のノズル32は、設置環境に応じて、適切な間隔で配水管31に接続され、冷却対象であるレール10の側面に向けて冷却用の水を噴射する。なお、複数のノズル32は、設置環境に応じて適切な値となるように、放水圧および流量が事前に選定可能である。
FIG. 12 is a diagram showing a layout of a plurality of
また、本実施の形態2における複数のノズル32のそれぞれは、噴射方向が冷却対象であるレールの側面に対して(分岐器レール10を上方から見て)垂直な方向から傾くように配置されている。このように、斜めに向けることで、ノズル32の先端からレールまで距離を、より長くすることができる。
Further, each of the plurality of
従って、1つのノズルによるレール側面の放水範囲をより広げることが可能となる。この結果、先の実施の形態1のようにノズル32を略垂直方向に設置する場合と比較して、限られたスペースに設置するノズル32の数を削減することができ、システムの施工が容易になり、低価格化を実現することができる。
Therefore, it is possible to further widen the water discharge range on the side surface of the rail by one nozzle. As a result, the number of
なお、ノズル32の設置される高さによっては、レールを濡らしつつ、バラストを極力濡らさないように、レールに対して仰角をもって斜め上方に設置しても良い。
Depending on the height at which the
また、ノズル32を垂直方向から傾けて設置することで、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風の影響によって放水方向がずれることにより冷却効果が低減してしまうことを抑制する効果がある。そこで、この効果について、次に説明する。
Further, by installing the
本実施の形態2における複数のノズル32は、図10、図12に示したように、レール側面に対して垂直な方向から傾くような向きに設置されている。さらに、分岐器レール10(1)について見ると、配水管31(1)に接続されたノズル32と、配水管31(3)に接続されたノズル32とは、互いに異なる方向に傾けて設置されている。
As shown in FIGS. 10 and 12, the plurality of
具体的には、配水管31(1)に接続されたノズル32の先端は、電車進行方向側(図7の紙面上で右側)を向くように傾けて配置され、その一方で、配水管31(3)に接続されたノズル32の先端は、電車進行方向の反対側(図7の紙面上で左側)を向くように傾けて配置されている。
Specifically, the tip of the
ここで、ノズル32の先端が電車進行方向側を向く方向をプラス方向とすると、電車進行方向の反対側を向く方向をマイナス方向と表現することができる。すなわち、分岐器レール10を挟んで配置されるノズル32は、一方がプラス方向、他方がマイナス方向を向くように配置される。
Here, assuming that the direction in which the tip of the
なお、具体的には、ノズル32は、レールの側面に対する垂直な方向から、プラス方向またはマイナス方向に、30〜60°傾斜されると良い。
Specifically, the
同様に、分岐器レール10(2)について見ると、配水管31(2)に接続されたノズル32と、配水管31(4)に接続されたノズル32とは互いに異なる方向に傾けて設置されている。
Similarly, looking at the turnout rail 10 (2), the
具体的には、配水管31(2)に接続されたノズル32(第1のノズルの相当)の先端は、プラス方向、すなわち、電車進行方向側(図7の紙面上で右側)を向くように傾けて配置され、その一方で、配水管31(4)に接続されたノズル32(第2のノズルに相当)の先端は、マイナス方向、すなわち、電車進行方向の反対側(図7の紙面上で左側)を向くように傾けて配置されている。 Specifically, the tip of the nozzle 32 (corresponding to the first nozzle) connected to the water pipe 31 (2) faces in the positive direction, that is, the train traveling direction side (right side on the paper in FIG. 7). On the other hand, the tip of the nozzle 32 (corresponding to the second nozzle) connected to the water pipe 31 (4) is in the minus direction, that is, on the opposite side of the train traveling direction (paper in FIG. 7). It is tilted so that it faces the left side on the top).
このように、レールの両側面におけるノズル32の向きを、レール側面に対して垂直方向から傾くように、かつ互いに異なる向きに傾けることで、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風の影響を緩和することができる。
In this way, by tilting the directions of the
具体的に、分岐器レール10(1)を例に説明する。まず始めに、配水管31(1)および配水管31(3)に対して、ノズル32が略垂直に設置されている場合を考える。この場合に、分岐器レール10(1)に平行する方向に風が吹くと、配水管31(1)および配水管31(3)のそれぞれに接続されたノズル32から分岐器レール10(1)の両側面に対して噴射される水は、風の影響によって放水方向が略垂直の方向からずれることで、レール側面に沿った方向に流されてしまい、両側面の冷却効果がともに低下してしまう。
Specifically, the turnout rail 10 (1) will be described as an example. First, consider the case where the
次に、図10に示したように配置されたノズル32による分岐器レール10(1)の冷却効果について、説明する。図10の紙面上で右から左に向いて風が吹いている場合を想定すると、配水管31(3)に接続されたノズル32から噴射される水は、風の影響によって放水方向がずれることで、レール側面に沿った方向に流されてしまい、冷却効果が低下してしまう。
Next, the cooling effect of the turnout rail 10 (1) by the
しかしながら、配水管31(1)に接続されたノズル32から噴射される水は、風の影響によって放水方向がずれることにより、レール側面に対して垂直に近づく方向に流される。このため、確実にレール側面を冷却でき、風の影響によって放水方向がずれることにより、逆に冷却効果が高められることとなる。
However, the water ejected from the
この結果、分岐器レール10(1)の一方の側面では、風の影響によって放水方向がずれることにより冷却効果が低減するものの、他方の側面において冷却効果が逆に高められ、一方の側面による冷却効果の低減が、他方の側面による冷却効果の向上によって相殺されることにより、分岐器レール10(1)の全体としての冷却効果の低減を抑制することができる。 As a result, on one side surface of the turnout rail 10 (1), the cooling effect is reduced due to the deviation of the water discharge direction due to the influence of the wind, but the cooling effect is conversely enhanced on the other side surface, and cooling by one side surface is performed. By offsetting the reduction in the effect by the improvement in the cooling effect on the other side surface, it is possible to suppress the reduction in the cooling effect of the turnout rail 10 (1) as a whole.
従って、図10に示したようにノズル32を垂直方向から傾けて配置する際に、風がない状態で所望の冷却効果が得られるように、ノズル32の個数、ピッチ、レール側面からの距離、垂直方向からの傾きを設計することで、分岐器レール10(1)、10(2)に平行する方向の風の影響による冷却効果の低減を緩和することができる。
Therefore, when the
図13は、本発明の実施の形態2に係るレール冷却システムの全体図である。本実施の形態2におけるレール冷却システムは、放水制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、配水管31、31(1)〜31(4)、ノズル32、ポンプユニット33、およびバルブ35を備えて構成されている。なお、放水制御部1、分岐器レール温度センサ2、降雨センサ3、およびバルブ35は、先の図11では、図示を省略していた構成要素である。
FIG. 13 is an overall view of the rail cooling system according to the second embodiment of the present invention. The rail cooling system according to the second embodiment includes a water
本実施の形態2における図13の構成は、先の実施の形態1における図8の構成と比較すると、配水管31が2系統から4系統に変更になっているだけである。従って、基本的な制御は、実施の形態1、2で同一であり、説明を省略する。
The configuration of FIG. 13 in the second embodiment is only changed from two systems to four
以上のように、実施の形態2によれば、レールの両側に設置されたノズルから噴射した水の全てまたは大部分を、冷却対象であるレールの側面に直接放水できる構成を備えている。この結果、バラストを極度に濡らすことなく、レールをより効果的に冷却することができるレール冷却システムを実現できる。さらに、ノズルの設置台数を低減することができ、システムのコスト削減を図ることができる。 As described above, according to the second embodiment, all or most of the water ejected from the nozzles installed on both sides of the rail can be directly discharged to the side surface of the rail to be cooled. As a result, it is possible to realize a rail cooling system capable of cooling the rail more effectively without extremely wetting the ballast. Further, the number of installed nozzles can be reduced, and the cost of the system can be reduced.
また、温度センサや降雨センサの検出結果に応じて、放水/停止を切り換えることのできる制御構成とすることができる。さらに、検出結果に応じて、放水が必要と判断された場合に、間欠運転を実行できる構成を備えている。この結果、より効率的な冷却を行うことができる。 Further, the control configuration can be configured so that the water discharge / stop can be switched according to the detection result of the temperature sensor or the rainfall sensor. Further, it is provided with a configuration capable of executing intermittent operation when it is determined that water discharge is necessary according to the detection result. As a result, more efficient cooling can be performed.
さらに、風により水が流されてしまう対策として、レールを挟んで両側面に設置されるノズルの向きを、レール側面に対して垂直方向から傾くように、かつ互いに異なる方向に傾けることで、冷却効果の低減を抑えることができる。この結果、有風時にも十分な冷却効果を実現できる。 Furthermore, as a measure against water being washed away by the wind, the nozzles installed on both sides of the rail are tilted so that they are tilted from the direction perpendicular to the rail side surface and in different directions for cooling. The reduction of the effect can be suppressed. As a result, a sufficient cooling effect can be realized even when there is wind.
なお、上述した実施の形態1、2では、冷却対象であるレールとして、分岐器レールを一例として説明するとともに、レールの側面に水を噴射する場合について詳細に説明した。しかしながら、「バラストを極度に濡らすことなく、レールを冷却する」という効果は、レール側面以外の部分、例えばレールの上面に水を噴射した場合にも、得ることは可能である。 In the above-described first and second embodiments, the turnout rail will be described as an example of the rail to be cooled, and the case where water is injected onto the side surface of the rail will be described in detail. However, the effect of "cooling the rail without extremely wetting the ballast" can also be obtained when water is sprayed onto a portion other than the side surface of the rail, for example, the upper surface of the rail.
最後に、ノズル32の具体的な固定方法について補足説明する。
図1に示したように、分岐器レール10は、図1(a)の第1の状態と、図1(b)の第2の状態とで、位置が移動することとなる。従って、ノズル32を枕木等に固定設置した場合には、実際には、第1の状態と第2の状態で分岐器レール10の側面とノズル32との距離が変動する。
Finally, a specific method for fixing the
As shown in FIG. 1, the position of the
そこで、本発明では、レール間を横切るように配置された枕木にノズル32を固定する際のノズルの配置を工夫することで、所望の冷却効果を実現している。すなわち、枕木に固定される複数のノズル32は、走行車線を切り換えるために分岐器レール10(1)、10(2)が移動する可動範囲内において、それぞれのレール側面からの距離があらかじめ決められた範囲内に収まるような適切な位置に配置される。この結果、分岐器レール10の移動に伴って、分岐器レール10の側面とノズル32との距離が変動した場合にも、所望の冷却効果を実現することができる。
Therefore, in the present invention, a desired cooling effect is realized by devising the arrangement of the nozzles when fixing the
また、冷却対象であるレールが分岐器レールのように移動しない場合には、複数のノズル32を枕木を利用して配置することで、ノズルとレールの冷却対象部分との距離を常に一定に保つことが可能となる。
When the rail to be cooled does not move like a turnout rail, the distance between the nozzle and the rail to be cooled is always kept constant by arranging a plurality of
1 放水制御部、2 分岐器レール温度センサ、3 降雨センサ、10、10(1)、10(2) 分岐器レール、11、12 本線レール、21 第1の本線、22 第2の本線、23 第3の本線、31、31(1)〜31(4) 配水管、32 ノズル、33 ポンプユニット、35 バルブ。 1 Water discharge control unit, 2 Turnout rail temperature sensor, 3 Rainfall sensor, 10, 10 (1), 10 (2) Turnout rail, 11, 12 main line rail, 21 1st main line, 22 2nd main line, 23 Third main line, 31, 31 (1) to 31 (4) water distribution pipe, 32 nozzles, 33 pump unit, 35 valves.
Claims (1)
前記レールの側面に向かって水を噴射する複数のノズル
を備え、
前記複数のノズルのそれぞれは、前記側面の冷却対象領域の形状に合わせた放水パターンで水を噴射する噴射口を有し、
前記複数のノズルのそれぞれは、前記レールに沿った方向の一方をプラス方向、他方をマイナス方向とし、前記レールの一方の側面に配置された第1のノズルの傾き方向が前記プラス方向であった場合に、前記レールの他方の側面に配置された第2のノズルの傾き方向が前記マイナス方向であり、前記第1のノズルと前記第2のノズルが互いに異なる方向に傾くように設置されている
レール冷却システム。 A rail cooling system that cools the rails for running railroad vehicles.
It is equipped with multiple nozzles that inject water toward the sides of the rail.
Each of the plurality of nozzles has an injection port for injecting water in a water discharge pattern that matches the shape of the cooling target region on the side surface.
For each of the plurality of nozzles, one of the directions along the rail was a plus direction and the other was a minus direction, and the inclination direction of the first nozzle arranged on one side surface of the rail was the plus direction. In this case, the tilt direction of the second nozzle arranged on the other side surface of the rail is the minus direction, and the first nozzle and the second nozzle are installed so as to tilt in different directions from each other. Rail cooling system.
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