DE8914326U1 - Kühlsystem für einen Dieselmotor, insbesondere für Eisenbahnlokomotiven - Google Patents
Kühlsystem für einen Dieselmotor, insbesondere für EisenbahnlokomotivenInfo
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Description
Kühlsystem für einen Dieselmotor, insbesondere für
Eisenbahnloko-
Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Dieselmotor, insbesondere für eine Eisenbahnlokomotive, mit wenigstens
einem motorgetriebenen Lüfter für die erzwungene Kühlung wenigstens eines Radiators, der in einem Kreis für eins Kühloder Schmierflüssigkeit des Motors angeordnet ist.
In Lokomotiven werden Motoren mit immer größerer Leistung installiert. Die Leistung kann in der Größenordnung von
einigen tausend Kilowatt liegen. Die für die Kühlung des Motors aufzuwendende Leistung wird zu Lasten der Nutzleistung
dementsprechend sehr erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den für die erzwungene Kühlung des Motors benötigten Anteil der Nutzleistung zu
verringern.
Diese Aufgabe wird bei einem Kühlsystem der oben beschriebenen Art dadurch gelöst, daß wenigstens einer der Lüfter von einer
Dampfturbine angetrieben wird, die die Wärmeenergie der Auspuffgase des Motors ausbeutet.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Turbine von einem hydraulischen Kreis gespeist, wird, der
folgende Teile enthält:
- iine Speisepumpe für das Fluid zum Antrieb der Turbine,
s - eine von dem Antriebsfluid mai. dan Auspuffgasen des Motors
* durchlaufene Wärmetauschereinheit, die das Antriebsfluid
in Dampf umwandelt, sowie
- einen Kondensator zur Rückführung des am Auslaß der Turbine auftretenden Antriebsfluids in den flüssigen Zu'.cand, wobei
dieser Kondensator der Kühlwirkung des wenigtens einen Lüfters unterworfen ist.
Die Wärmetauschereinheit umfaßt vorzugsweise folgende aufeinanderfolgend
angeordnete Teile:
- einen Vorerhitzer, der von dem Antriebsfluid in flüssigem Zustand durchlaufen wird,
- einen Verdampfer, in dem das Antriebsfluid aus dem flüssigen Zustand in den dampfförmigen Zustand überführt wird, und
- einen Oberhitzer für das im dampfförmigen Zustand befindliche
Antriebsfluid,
wobei der Vorerhit7.er, der Verdampfer und der Oberhitzer
außerdem die Schalldämpfung der Auspuffgase des Motors bewirken.
Die vorangehend beschriebenen Merkmale ermöglichen eine Rückgewinnung
der Wärmeenergie der Auspuffgase des Motors und eine entsprechende Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die das Blockdiagramm einer
erfindungsgemäßen Kühlanlage zeigt.
Mit 1 ist ein in einer Diesellokomotive oder einer dieselelektrischen
Lokomotive installierter Dieselmotor bezeichnet. Die durchgezogenen Linie 2 veranschaulicht den Verlauf der
( « · I I I I I I
i · Il · ·
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Auspuffgase des Motors 1. Diese Auspuffgase laufen durch eine
Wärmetauschereinheit 3, die aus einem Oberhitzer 4, einem Verdampfer
5 und einem Vorerhitzer 6 besteht. Während des Durchlaufs kühlen sich die Auspuffgase ab und geben einen Teil
ihrer Wärmeenergie an ein Fluid, z.B. Wasser, ab, das im Gegenstrom zu den Auspuffgasen durch die Wärmetauschereinheit
3 strömt.
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Auspuffgase des Motors, so daß die Auspufftopfe entfallen
können, mit denen die Motoren von Lokomotiven üblicherweise ausgestattet sind. Der Einbauraum, der durch den Wegfall der
Auspufftopfe gewonnen wird, wird vorteilhaft für den Einbau
von Teilen der Wärmetauschereinheit 3 ausgenutzt. Außerdem läßt sich durch den Wegfall der Auspufftöpfe ein großer Teil
der Kosten einsparen, die für die Installation der Rückgewinnungsanlage benötigt werden.
Das Fluid, das die Wärmeenergie der Auspuffgase aufnimmt, wandert durch den von der gestrichelten Linie 7 dargestellten
hydraulischen Kreis und durchläuft einen thermodynamischen Rankine-Kreisprozeß. Stromaufwärts des Vorerhitzers 6 ist eine
Speisepumpe 8 angeordnet, die das thermodynamische Fluid, das sich hier im flüssigen Zustand befindet, mit Druck beaufschlagt.
Nach dem Austritt aus dem Vorerhitzer 6 gelangt das Fluid in den Verdampfer 5, in dem es in den Dampfzustand
übergeht. Anschließend gelangt es in den Oberhitzer 4, in dem die Temperatur des Dampfes weiter erhöht wird. Am Ausgang des
Oberhitzers 4 entspannt sich das Fluid in zwei Dampfturbinen 9, die parallel zueinander angeordnet sind. Auf der Welle
jeder Dampfturbine 9 ist ein Kühlungslüfter 10 befestigt. Das die Dampfturbinen 9 verlassende thermodynamische Fluid durchläuft
einen Kondensator 11, der ihm seine Restwärme entzieht und es in den flüssigen Zustand zurückführt. Der Kondensator
11 wird zusammen mit einem Radiator 12, der von dem Kühlwasser des Motors durchflossen wird, und einem Radiator
13 zur Kühlung des Motoröls von den Lüftern 10 gekühlt. Die
Lüfter 10 können auch zur Kühlung von Hilfsaggregaten des
Motors, z.B. des Wasserradiators des Zwischenkühlers, herangezogen werden.
Motors, z.B. des Wasserradiators des Zwischenkühlers, herangezogen werden.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Wärmerückgewinnung und Kühlung läßt sich sowohl für Diesellokomotiven und dieselelektrische
Lokomotiven als auch für stationäre Dieselmotoren verwenden.
Claims (4)
1. Kühlanlage für einen Dieselmotor, insbesondere für eine
Eisenbahnlokomotive, mit wenigstens einem motorgetriebenen Lüfter für die erzwungene Kühlung wenigstens eines Radiators,
der in einem Kreis für eine Kühl- oder Schmierflüssigkeit des
Motors angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Lüfter (10) von einer Dampfturbine (9) angetrieben
wird die die Wärmeenergie der Auspuffgase des Motors (1) ausheiltest·
-
2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (9) von einem hydraulischen Kreis (7) gespeist wird,
der folgende Teile enthält:
- eine Speisepumpe (8) für das Fluid zum Antrieb der Turbine (9),
- eine von dem. dem Antriebsfluid und den Auspuffgasen des
Motors durchlaufene Wärmetauschereinheit (3), die das Antriebsfluid in Dampf umwandelt, sowie
- einen Kondensator (11) zur Rückführung des am Auslaß der
Turbine (9) auftretenden Antriebsfluids in den flüssigen Zustand, wobei dieser Kondensator (11) der Kühlwirkung des
wenigtens einen Lüfters (10) unterworfen is*.
3. Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauschereinheit (3) folgende aufeinanderfolgend angeordnete
Teile aufweist:
- einen Vorerhitzer (6), der von dem Antriebsfluid in flüssigem
Zustand durchlaufen wird,
- einen Verdampfer (5), in dem di; das Antriebsfluid aus dem
flüssigen Zustand in den dampfförmigen Zustand überführt wird, und
- einen Überhitzer (4) für das im dampfförmigen Zustand
befindliche Antriebsfluid,
wobei der Vorerhitzer (6), der Verdampfer (5) und der Oberhitzer (4) außerdem die Schalldämpfung der Auspuffgase des
Motors (D bewirken.
• I (C I ·······
• ■ I I * « · ·
4. Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lüfter ClO) vorgesehen sind, die von jeweiligen
Dampfturbinen (9) angetrieben werden, die in dem genannten hydraulischen Kreis (7) parallel angeordnet sind.
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