DE575270C

DE575270C - Device for precipitating the exhaust steam from locomotives, in which cooling air and exhaust steam pass through separate lines of heat exchangers

Info

Publication number: DE575270C
Application number: DEH126401D
Authority: DE
Original assignee: Henschel and Sohn GmbH
Current assignee: Henschel and Sohn GmbH
Priority date: 1931-04-15
Filing date: 1931-04-15
Publication date: 1933-04-26

Description

Einrichtung zum Niederschlagen des Abdampfes von Lokomotiven, bei der Kühlluft und Abdampf durch getrennte Leitungen von Wärmeaustauschern hindurchtreten Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der bekannten. Einrichtungen zum Niederschlagen des Abdampfes von Lokomotiven, bei denen Kühlluft und Abdampf durch getrennte Leitungen von Wärmeaustauschern hindurchtreten, die zu beiden Seiten eines Fahrzeuges angeordnet sind und sich von den Seitenwänden bis zum Dach des Fahrzeuges erstrecken, und bei denen die Kühlluft durch nahe den Fahrzeugseitenwänden angeordnete Gebläse seitlich angesaugt und nach oben aus den Wärmeaustauschern ausgestoßen wird.Device for precipitating exhaust steam from locomotives the cooling air and exhaust steam pass through separate lines of heat exchangers The invention relates to an improvement on the known. Facilities for precipitation the exhaust steam from locomotives, where cooling air and exhaust steam through separate lines pass through heat exchangers, which are arranged on both sides of a vehicle are and extend from the side walls to the roof of the vehicle, and at which the cooling air is provided laterally by fans located near the side walls of the vehicle sucked in and expelled upwards from the heat exchangers.

Gemäß der Erfindung werden diese Niederschlagseinrichtungen dadurch weiter vervollkommnet, daß die Wärmeaustauscher aus taschenförmig gestalteten, paarweise aneinandergefügten Blechkörpern gebildet werden, in denen die durch Ausprägungen benachbarter Bleche gebildeten Abdampf- und Kondensatleitungen bogenförmig von der nahe der Seitenwandung des Fahrzeuges liegenden Eintrittsöffnung für die Kühlluft bis zu der oben in der Dachebene dieses Fahrzeuges liegenden Austrittsmündung verlaufen und die Enden dieser Abdampf- bzw. Kondensatleitungen mit der Dampfzuführungs- bzw. Kondensatabführungsleitung durch gleichfalls an benachbarten Blechen ausgeprägte Querkanäle verbunden sind. In Fortentwicklung dieses Grundgedankens wird sodann noch vorgeschlagen, die Ausprägungen dieser Querkanäle in der Tiefe so groß zu halten, daß zwischen den Einzelelementen ausreichend Raum für den Kühlluftdurchfluß verbleibt und die Ausprägungen ferner in der Höhe nach der Dampfeintritts- bzw. Kondensataustrittsöffnung hin. zunehmen zu lassen.According to the invention, these precipitation devices are thereby further perfected that the heat exchangers made of pocket-shaped, paired joined sheet metal bodies are formed, in which the through stampings Evaporation and condensate lines formed by adjacent metal sheets arcuate from the inlet opening for the cooling air located near the side wall of the vehicle extend up to the outlet opening located at the top of the roof level of this vehicle and the ends of these exhaust or condensate lines with the steam supply or Condensate discharge line through also pronounced on adjacent metal sheets Cross channels are connected. In the further development of this basic idea suggested to keep the depths of these transverse channels so large, that there is sufficient space between the individual elements for the flow of cooling air and the expressions further in height after the steam inlet or condensate outlet opening there. to increase.

Die Vorzüge der neuen Anordnung liegen vornehmlich .in der Möglichkeit, die Niederschlagseinrichtung derart gedrungen bauen zu können, wie dies gerade für Lokomotiven u. dgl. besonders wünschenswert ist. Auch in bezug auf die Niederschlagsleistung wirkt sich der neue Vorschlag günstig aus, da sich das Kondensat stets einseitig an den unteren Wandteilen der bogenförmigen Kondensatleitungen ansammelt. Es wird so die gegenüberliegende Oberfläche der Leitungswandungen von dem Wasserfilm frei gehalten und damit der Wärmeübergang von dem einströmenden Dampf an die äußere Kühlluft gesteigert.The advantages of the new arrangement mainly lie in the possibility of to be able to build the precipitation device in such a compact way, as this is just for Locomotives and the like are particularly desirable. Also in terms of precipitation performance the new proposal has a positive effect, since the condensate is always one-sided accumulates on the lower wall portions of the arcuate condensate pipes. It will so the opposite surface of the pipe walls is free of the water film and thus the heat transfer from the steam flowing in to the external cooling air increased.

Es sind wohl schon Wärmeaustauschvorrichtungen bekannt, die aus dicht nebeneinanderliegenden, in sich geschlossenen taschenartigen Einzelelementen bestehen, die mit Ausprägungen zur Bildung von Kanälen für die Wärmeaustauschmittel versehen sind; diese genügen jedoch nicht den Anforderungen, die an Lokomotivkondensatoren zu stellen sind. Auch ist schon bei Kondensatoren die Verwendung von bogenförmig gestalteten Kühlerelementen und die Neigung derselben dergestalt, daß sich das Kondensat einseitig an den unteren Wandteilen der Elemente ansammeln kann, bekanntgeworden. Jedoch ergaben solche Kondensatoren noch Anordnungen von solcher Baulänge, daß ihre Unterbringung auf dem geringen Raum, der üblicherweise auf Lokomotivfahrzeugen für die Niederschlagseinrichtungen zur Verfügung steht, auf große Schwierigkeiten stieß. Ferner ist es auch bei Kondensatoren bekannt, die den Dampfeintritt und den Kondensatablauf vermittelnden Kanäle nach den Ein- bzw. Auslaßseiten hin in ihrem Querschnitt entsprechend zunehmen zu lassen. Alle diese an sich bekannten Vorschläge sind beim Gegenstand der Erfindung fortgebildet und derart zusammengefaßt worden, daß bei großer Kühlfläche trotz kleiner Baulänge eine besonders wirkungsvolle Führung des Luft-, Dampf- und Kondensatstromes und damit eine Steigerung der Leistungsfähigkeit einer solchen Niederschlagseinrichtung erzielt werden.There are probably already known heat exchange devices that are tight are adjacent, self-contained, pocket-like individual elements, which are provided with stampings for the formation of channels for the heat exchange medium are; However, these do not meet the requirements for locomotive capacitors are to be asked. The use of arched designed cooler elements and the inclination of the same such that the condensate can accumulate on one side on the lower wall parts of the elements, became known. However, such capacitors resulted in arrangements of such a length that their Accommodation in the small space that is usually found on locomotive vehicles for the precipitation facilities are available, encountered great difficulties. Furthermore, it is also known for condensers that the steam inlet and the condensate drain mediating channels according to the inlet and outlet sides in their cross-section to increase. All of these proposals, known per se, are on the subject the invention has been developed and summarized in such a way that with a large cooling surface Despite the small overall length, a particularly effective guidance of the air, steam and Condensate flow and thus an increase in the performance of such Precipitation device can be achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawing.

Abb. = zeigt die Seitenansicht -eines mit der neuen Einrichtung versehenen Fahrzeuges teilweise im Schnitt, Abb.2 eine Draufsicht in ähnlicher Darstellungsweise und Abb_ 3 einen Schnitt längs der Linie I-1 der Abb. i.Fig. = Shows the side view of one with the new facility Vehicle partially in section, Figure 2 is a plan view in a similar representation and Fig_ 3 shows a section along the line I-1 of Fig. i.

Abb. 4 veranschaulicht in größerem Maßstab und teilweise im Schnitt ein einzelnes Kühlerelement.Fig. 4 illustrates on a larger scale and partly in section a single radiator element.

In Abb. 5 ist ein Schnitt nach der gebrochenen Linie IV-IV der Abb. 4 dargestellt, und Abb. ö zeigt einen Schnitt nach der Linie IVa-IVa der Abb. 4.In Fig. 5 is a section along the broken line IV-IV of Fig. 4, and Fig. 6 shows a section along the line IVa-IVa of Fig. 4.

Ein Fahrzeug i, das mit einer nicht dargestellten Lokomotive gekuppelt ist, trägt an seinem vorderen Ende einen Vorratsbehälter 2 Zur Aufnahme des Brennstoffs und dahinter Niederschlagseinrichtungen 3 und einen Reservewasserbehälter 7,5. Die Niederschlagseinrichtungen 3 bestehen im einzelnen aus folgenden Teilen: In den oder in der Nähe der beiden Fahrzeugseitenwände 4 sind Lüfterräder 5 angeordnet, die durch quer zur Fahrzeuglängsachse liegende, kürze Wellen 6 angetrieben werden. Diese Wellen 6 sind ihrerseits über Vorgelege 7 mit zwei parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordneten Wellen 8 gekuppelt; die durch zwei Antriebsmaschinen g in Umdrehung versetzt werden. Die Lüfterräder 5 sind dabei so dicht aneinandergerückt, wie dies die Gesamtkonstruktion nur irgend zuläßt.A vehicle i, which is coupled to a locomotive, not shown, carries at its front end a storage container 2 for receiving the fuel and behind it precipitation devices 3 and a reserve water container 7.5. The precipitation devices 3 consist in detail of the following parts: Fan wheels 5 are arranged in or in the vicinity of the two vehicle side walls 4 and are driven by short shafts 6 lying transversely to the vehicle's longitudinal axis. These shafts 6 are in turn coupled via countershafts 7 to two shafts 8 arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle; which are set in rotation by two prime movers g. The fan wheels 5 are moved as close together as the overall construction allows.

An jeden Lüfter 5 schließt sich ein Luftschacht io an, der die etwa in waagerechter Richtung (Pfeil B) angesaugte kalte Außenluft aus dieser Richtung nach oben (Pfeil C) ablenkt.Each fan 5 is followed by an air duct io, which approximately Cold outside air drawn in horizontally (arrow B) from this direction deflects upwards (arrow C).

In die Luftschächte io sind Wärmeaustauscher ii eingebaut, die in ihren Einzelheiten weiter unten näher beschrieben sind und denen der von der Lokomotive kommende Abdampf durch Leitungen i2 von oben her zugeführt wird. Die Maschinen g zum Antrieb der Lüfterräder 5 sind an geeigneter Stelle in diese Abdampfzuleitung eingeschaltet. Das sich in den Austauschern ii bildende Kondensat wird aus diesen durch Leitungen 13 unten abgeführt und einem z. B. im Unterteil des Fahrzeuges i angeordneten Speisewasserbehälter 14 zugeleitet.Heat exchangers ii are built into the air shafts io, the details of which are described below and to which the exhaust steam coming from the locomotive is fed through lines i2 from above. The machines g for driving the fan wheels 5 are switched on at a suitable point in this exhaust steam feed line. The condensate formed in the exchangers ii is discharged from these through lines 13 below and a z. B. in the lower part of the vehicle i arranged feed water tank 14 is supplied.

Gemäß den Abb. ¢ bis 6 bestehen die Wänneaustauscheinrichtungen ii aus taschenförmigen, schmalen Einzelelementen. Diese Elemente werden durch mit Ausprägungen 15 versehene Bleche i6 gebildet, die auf dem Fahrzeug parallel zu dessen Stirnwänden aufgestellt sind. Je zwei zu einem Element gehörige Bleche; z. B. 16' und 16" (Abb. 5), sind an ihren ebenen Stellen in geeigneter Weise miteinander verbunden; ferner sind die Ausprägungen 15 bzw. einander benachbarte Elemente so zueinander angeordnet, daß zwei zueinander parallele, etwa von oben nach unten verlaufende und voneinander unabhängige Leitungssysteme 17 und 18 entstehen, von denen die Leitungen 17 für den Dampf bzw. das Kondensat und die Leitungen 18 für die Luft bestimmt sind.According to Figs. ¢ to 6, the heat exchanger devices ii consist of pocket-shaped, narrow individual elements. These elements are formed by sheets i6 provided with embossments 15, which are set up on the vehicle parallel to its end walls. Two sheets each belonging to an element; z. B. 16 'and 16 "(Fig. 5), are connected to one another at their flat points in a suitable manner; furthermore, the embossments 15 or elements adjacent to one another are arranged in such a way that two mutually parallel, approximately from top to bottom, and mutually independent line systems 17 and 18 arise, of which the lines 17 are intended for the steam or the condensate and the lines 18 for the air.

Um den Abdampf von oben her in das Leitungssystem 17 einführen zu können, sind die Bleche 16 an ihren oberen Enden zeit über die ganze Blechbreite sich erstreckenden Ausprägungen ig versehen, die oben zugespitzt und miteinander verbunden sind, so daß eine Zuleitung 2o entsteht, durch die der Dampf den sich quer dazu erstreckenden Leitungen 17 zugeführt wird. In der Zuleitung 2o können an den Übergangsstellen zu den Leitungen 17 noch Umlenkbleche 26 angeordnet sein. Die Zuleitung 2o ist an dem der Fahrzeugmitte zu gelegenen Ende geschlossen, während sie nach außen zu, außerhalb des Luftstromes, mit der Abdampfleitung 12 in Verbindung steht. Die Ausprägungen ig sind nur so groß, gehalten, daß zwischen benachbarten Einzelelementen noch genügend große Austrittsquerschnitte 21 (Abb. 5) für die nach oben entweichende Kühlluft verbleiben. Ferner nimmt der Querschnitt der Zuleitung 2o entsprechend der in das Leitungssystem 17 übertretenden Dampfmenge mit wachsender Entfernung vom Dampfeintritt ab.In order to introduce the exhaust steam into the line system 17 from above can, the sheets 16 are at their upper ends over the entire width of the sheet extending expressions ig provided, which are pointed at the top and with each other are connected, so that a supply line 2o is created, through which the steam itself lines 17 extending transversely thereto are supplied. In the supply line 2o can At the transition points to the lines 17, deflection plates 26 can also be arranged. The feed line 2o is closed at the end to be located in the middle of the vehicle, while it to the outside, outside of the air flow, with the exhaust steam line 12 in connection stands. The manifestations ig are only kept so large that between neighboring ones Individual elements still sufficiently large exit cross-sections 21 (Fig. 5) for the after Cooling air escaping from the top remains. Furthermore, the cross section of the supply line increases 2o according to the amount of steam passing into the line system 17 with increasing Distance from the steam inlet.

Die Bleche i6 weisen an ihrem unteren Ende Ausprägungen 22 auf, wodurch eine Ableitung 23 für das sich -bildende Kondensat entsteht. Die nach der Fahrzeugmitte zu gerichtete und ebenfalls außerhalb des Bereiches des Luftstromes liegende Ableitung 23 steht mit den in den Speisewasserbehälter 14 einmündenden Wasserrückführungsleitungen i3 in Verbindung. Auch dabei ergeben die Ausprägungen 2z infolge ihrer nach unten zugespitzten Form und die zwischen den Ableitungen 23 verbleibenden Querschnitte 24 für den Lufteintritt in den Austauscher keine Widerstandserhöhung.The sheets i6 have embossed areas 22 at their lower end, as a result of which a discharge line 23 for the condensate forming occurs. The one after the center of the vehicle too directed and also lying outside the area of the air flow 23 stands with the one opening into the feed water tank 14 Water return lines i3 in connection. Here, too, the expressions 2z result because of their downward direction pointed shape and the cross-sections remaining between the outlets 23 24 no increase in resistance for air entry into the exchanger.

Schließlich kann auch der Vergrößerung des Kühlluftvolumens mit zunehmender Wärmeaufnahme dadurch Rechnung getragen werden, daß sich nach oben zu der gegenseitige Abstand der einzelnen Ausprägungen 15 voneinander vergrößert. Da die Ausprägungen 15 in Anpassung an die sich ändernde Bewegungsrichtung des Luftstromes gekrümmt sind, also auch die Dampf bzw: Wasser führenden Leitungen 17 entsprechend verlaufen, sammelt sich das Kondensat stets an den der Dampfzuführung abgewandten Seiten der Leitungsquerschnitte an. Hierdurch werden die der Seite der Dampfzuführung zugewandten Oberflächen vom Wasserfilm frei gehalten und damit der Wärmeübergang gesteigert.Finally, the increase in the cooling air volume with increasing heat absorption can also be taken into account in that the mutual spacing of the individual features 15 from one another increases towards the top. Since the expressions 15 are curved to adapt to the changing direction of movement of the air flow, i.e. the steam or water-carrying lines 17 also run accordingly, the condensate always collects on the sides of the line cross-sections facing away from the steam supply. As a result, the surfaces facing the side of the steam supply are kept free of the film of water and thus the heat transfer is increased.

Durch die neue Formgestaltung des Austauschers erhält das Bedienungspersonal der Lokomotive ohne Beeinträchtigung des Aufbaues der ganzen Einrichtung auch einen freien Ausblick nach rückwärts (vgl. Abb. 3, in der durch die strichpunktierte Linie D das zulässige Fahrzeugprofil und durch E der in Rede stehende Ausblickraum angedeutet ist). Dieser Vorteil war bisher nicht ohne Verlust an Raum für die Unterbringung der Austauscheinrichtung erzielbar. Ein weiterer Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß die Lüfterräder 5 zusammen mit ihren Antriebswellen 6 ohne Entfernung der Wärmeaustauscheinrichtungen ii aus dem Fahrzeug ausgebaut werden können; ebenso lassen sich umgekehrt die Austauscher ii ohne Entfernung von Teilen der Lüftereinrichtung herausnehmen. Die Anordnung der zu Paketen vereinigten Kühlelemente kann so getroffen sein, daß die einzelnen Elemente für sich ausschaltbar und entfernbar sind, so daß beschädigte Elemente stillgelegt werden- können, ohne den Betrieb der Gesamteinrichtung unterbrechen zu müssen.The new design of the exchanger gives the operating personnel the locomotive without impairing the structure of the entire facility unobstructed view to the rear (see Fig. 3, in which the dash-dotted line D indicates the permissible vehicle profile and E indicates the viewing area in question is). This advantage has so far not been without loss of space for accommodation the exchange device achievable. There is another advantage of the new arrangement in that the fan wheels 5 together with their drive shafts 6 without removal the heat exchange devices ii can be removed from the vehicle; as well conversely, the exchangers ii can be removed without removing parts of the fan device remove. The arrangement of the cooling elements combined into packages can be made in this way be that the individual elements can be switched off and removed for themselves, so that Damaged elements can be decommissioned without the operation of the entire facility having to interrupt.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for precipitating the exhaust steam from Locomotives, with the cooling air and exhaust steam through separate lines of heat exchangers pass through, which are arranged on both sides of a vehicle and themselves extend from the side wall to the roof of the vehicle, and in which the cooling air laterally sucked in by fans arranged near the side walls of the vehicle and after is ejected from the top of the heat exchangers, characterized in that the Heat exchanger (3) made of pocket-shaped, joined in pairs Sheet metal bodies (i6) are formed, in which the through stampings of adjacent Evaporation and condensate lines (i7) formed in an arc from the near the side wall of the vehicle lying inlet opening for the cooling air up to the outlet openings located approximately in the roof level of this vehicle run, and the ends of these exhaust or condensate lines with the steam supply or Condensate discharge line (i2, 13) through also pronounced on adjacent metal sheets Cross channels (2o, 22) are connected.

2. Device according to claim i, characterized in that that the depths of the transverse channels (2o, 22) are kept so large, that there is sufficient space between the individual elements for the flow of cooling air, and increase in height towards the steam inlet or condensate outlet opening (Fig.q. And 5).