FI73636C - Anordning foer avisning av fordon. - Google Patents

Description

1 73636

Laite jään poistamiseksi ajoneuvoista

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite jään poistamiseksi ajoneuvoista, joka käsittää elimet ilman tai muun kaasumaisen temperointiväliaineen lämmittämiseksi, uiospuhal1uselimet puhaltamaan ulos lämmitetty ilma tai väliaine, sekä elimet ainakin osan ulospuhalletun ilman tai väliaineen johtamiseksi takaisin 1ämmityseiimi 11 e jäl1eenlämmitystä ja jäi 1eenulospu-hallusta varten.

Nopealla temperoinni11 a eli lämpötilan korjauksella on useita käyttöjä. Niinpä on toivottavaa voida nopeasti poistaa jää ajoneuvoista, kuten junavaunuista, autoista sekä kansi konteista sekä kuivata nämä, mikä on juuri tämän keksinnön tarkoitus.

Esimerkiksi junavaunujen jäänpoisto on tähän asti tapahtunut siirtämällä lämpöä junan alustaan, mikä on tapahtunut suuren lämpötilan ja kohtuullisen nopeuden omaavan ilman avulla. II- o maa, jonka lämpötila on ollut yli 50 C, tyypillisesti o 70 C, on suunnattu puhaltimilla varustetuilla lämpöparis-toilla teliosia ja muita kohtia kohti, joissa jään muodostus tavallisesti on suurin, tyypi 11isei 1ä iskunopeudella 0,5 m/s.

Tämän aiemmin tunnetun ratkaisun eräs ilmeinen epäkohta on, että käytetyn korkean lämpötilan takia lämmin ilma höyryttää suuren määrän vettä, mikä antaa ilmalle suuren kosteuspitoisuuden. Veden höyrytykseen kuluu suuria lämpömääriä, ja asennettu lämpöteho on mitoitettava sekä jään sulatusta että suuren vesimäärän höyrytystä varten. Energian kulutus on sen tähden tarpeettoman suuri. Ilman absorboima kosteus vaatii myös suuren ilmanvaihdon tilassa, jossa jäänpoisto suoritetaan, tai ilman kuivauksen.

2 73636 Näin ollen on esillä olevan keksinnön tarkoituksena esittää temperoinnissa käytettävä laite, joka säästää energiaa ja joka jäänpoistossa ei johda ympäristön ilman suureen kosteuspitoisuuteen, josta olisi seurauksena tiivistyrnisongelmi a kylmillä pinnoilla.

Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada vastapaine ei-toivotun ilmavirtauksen tai kaasun leviämisen estämiseksi tilaan, jossa ei voida kehittää dynaamista vastapainetta. Tällä tavoin yllä mainittuja tiivistymisongelmi a voidaan yhä pienentää, koska tällainen vastapaine kehitetään kuivalla ilmalla lauhtumiselle alttiiden pintojen ympärillä.

Näiden tarkoituksien täyttämiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patentti vaatimuksessa 1 .

Keksinnön mukaisessa laitteessa lämmön siirto esimerkiksi ilmasta junan alustaan tapahtuu konvektiivisesti .

Siirtonopeus, joka on konvektiivisen lämmön siirron lämmön-siirtokertoimen a ja vaunun alustan ja tuloilman välisen lämpötilaeron At funktio saadaan kaavasta Q = α · Λ t jossa Q tarkoittaa siirrettyä lämpömäärää.

Pienempi tuloilman lämpötila voidaan siis kompensoida suuremmalla a-arvolla.

Lämmönsiirtokerroin a on sätei1y1ämpöti 1 an, ympäristön lämpötilan ja ilman nopeuden kyseistä pintaa vasten funktio.

Lämmönsiirron säteilyosa on yhtä kuin 0,96 x emissioluku x Ats, jossa 0,96 = Stefan Boltzmannin luku, il 7 3 6 3 6 veden, jään, huurteen emissioluku = 0,95-0,98, maalattu pinta = 0,90-0,97,

At = vastasäteilylämpötila.

Säteilyn vaihto jäätä vaunun alustasta poistettaessa tapahtuu hallin ja vaunun alustan välillä, ja siihen vaikuttavat vain marginaalisesti ilmavirrat ja virtausnopeudet.

Ympäristön lämpötilan vaikutus lämmönsiirtoon on G. Brown'in mukaan kylmässä pinnassa: 2,08 x At0,31 x L~0'08 jossa

At = lämpötilaeron ilma-pinta, °C, L = karakteristinen pituus, m.

Lämpötilaeroon At voidaan esillä olevassa keksinnössä suuressa määrin vaikuttaa sen ansiosta, että tuloilman lämpötila voidaan valita. Lämmön siirron ja lämpötilaeron At välinen yhteys esitetään graafisesti kuviossa 1.

Ilman nopeus vaunun alustaa vasten vaikuttaa suuremmilla ilman nopeuksilla kuin 5 m/s lämmönsiirtoon kaavan n a 0,78 . . ..

av = 7,6 x v mukaisesti, jossa v = ilman nopeus metreinä/s.

Tämä yhteys esitetään graafisesti kuviossa 2.

Kuten lämpötilaeroon At voidaan myös ilman nopeuteen v vaikuttaa keksinnön mukaisessa laitteessa, jossa käytetään ohjattua puhallusta.

Yllä olevista yhteyksistä sekä kuvioista 1 ja 2 käy ilmi, että ilman nopeuden muutos 0,5 m/s antaa suunnilleen saman α-arvon muutoksen kuin lämpötilan muutos 40°C. Lämmönsiirto on α-arvon ja lämpötilaeron funktio, katso yllä, minkä . · vuoksi nopeuden lisäyksen kompensoi lämpötilaero, joka on 4 73636 pienempi kuin mitä pelkästään α-arvon muutos antaa ymmärtää. Lämpötilaeron alennuksen 20°C:lla voi siis periaatteessa kompensoida nopeuden muutos n. 1 m/s.

Esillä olevassa keksinnössä lämmön siirto tuloilmasta jää-hän/vaunuun tapahtuu siis yhtä nopeasti tai nopeammin kuin mainitussa tunnetussa tekniikassa huomattavasti alemmalla ilman lämpötilalla, koska suurempi nopeus antaa suuremman lämmönsiirtoluvun.

Suuren ilman nopeuden hyväksikäytön perustava edellytys on, että tämän nopeuden tulee esiintyä kaikilla käsiteltävillä pinnoilla. Tämä saadaan keksinnön mukaisessa laitteessa aikaan suuntaamalla ilmaa tai muuta kaasumaista temperointi-ainetta olevia suihkuja käsiteltävään esineeseen.

Etuna käytettäessä suurennettua ilman nopeutta suuren yli-lämpötilan sijasta on mm. se, että vaunuja lähinnä oleva vyöhyke ei saa epämiellyttävän korkeaa lämpötilaa. Suuri lämpötila aiheuttaa myös, kuten yllä todettiin, että suuria vesimääriä höyrytyy, mikä vaatii merkittävää tehoa ja niin ollen johtaan suureen energian kulutukseen. Höyrytyksen takia ilma saa suuren kosteuspitoisuuden, mikä vuorostaan aiheuttaa lauhtumista kylmillä pinnoilla. Jos ilmalla nimittäin oletetaan olevan suhteellinen kosteus 30 %, vesipitoisuus muuttuu arvosta 30 g/kg arvoon 10 g/kg, jos ilman lämpötila alennetaan n. 55°C:sta n. 35°C:een. Kun tätä sovelletaan kylmään pintaan, joka saatetaan alttiiksi tiivistymiselle, pätee, että pinnan lämpötila n. +15°C saa kosteuden tiivistymään viileämmällä ilmalla, kun taas kosteuden tiivistymistä tapahtuu aina lämpötilaan n. 32°C asti lämpimäm-mällä ilmalla.

Keksinnön erään edullisen lisäsuoritusmuodon mukaisesti käytetään jäänpoistossa kiertävää ilmaa, jolloin vältytään suurelta haihtumiselta, vaikka ilman kosteuspitoisuus on suuri.

5 73636

Keksinnön erään edullisen lisäsuoritusmuodon mukaisesti käytetään sulatusvaihetta seuraavassa kuivausvaiheessa suurta määrää ulkoilmaa, kun taas vain pienehkö osa kierrätetään. Ulkoilma esilämmitetään tällöin.

Jotta estettäisiin tiivistyminen junan käyttömoottoreissa jään-poiston aikana, pakotetaan kuivaa ilmaa kulkemaan moottorien jäähdytysilma-aukkojen läpi. Tähän asti tunnetussa tekniikassa tämä on tapahtunut letkuliitettyjen kupujen avulla, jotka sijoitetaan jäähdytysilman tuloaukkojen päälle, jolloin kuivattua huonetemperoitua ilmaa johdetaan letkujen kautta jäänpoiston aikana.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti estetään kosteaa jään-poisto- tai huurteenpoistoilmaa tunkeutumasta "takakautta" moottorien ilman poistoaukkoihin ja tiivistymästä käämeille ja muille moottorien pinnoille kehittämällä staattinen ylipaine ilman tuloaukkojen ympärille vaunun puolella, koska dynaamista painetta ei voida siirtää tuloaukkoristikon, ns. labyrinttiristikon takia. Staattinen ylipaine kehitetään puhaltamalla ilmaa suurella nopeudella moottorien jäähdytysilman tuloaukkoja kohti, jolloin ilman tuloaukon ympärille syntyy staattinen ylipaine. Ilmalla on oltava kosteuspitoisuus, joka on pienempi kuin moottorien kaste-piste, minkä vuoksi ilma sopivasti on kuivaa, esilämmitet-tyä ulkoilmaa. Näin syntyneen staattisen ylipaineen vaikutuksesta kuiva ilma puristuu moottorien läpi ja estää kosteaa ilmaa tunkeutumasta sisään jäähdytysilman poistoaukko-jen kautta ja tiivistymästä moottorin kylmille pinnoille.

Keksinnön mukaisen laitteen joitakin esimerkeiksi valittuja suoritusmuotoja selitetään nyt lähemmin viitaten kuvioihin 3-6.

Piirustuksissa kuviot 1 ja 2 esittävät lämmönsiirtokertoi- men vaihtelua lämpötilaeron ja vastaavasti virtausnopeuden mukaan, 73636 kuvio 3 esittää tasokuvana keksinnön mukaisella laitteella varustettua junavaunujen jäänpoistolaitosta, kuvio 4 esittää poikkileikkauskuvaa suorakulmaisesti kuvion 3 laitosta vastaan, kuvio 5 esittää samaa kuvaa kuin kuvio 4 esittäen keksinnön mukaisen laitteen vaihtoehtoista rakennetta varustettuna elimillä staattisen ylipaineen kehittämiseksi moottorien jäähdytysilman tuloaukoissa, ja kuvio 6 esittää yksityiskohtakuvaa jäähdytysilman tuloau-kosta varustettuna mainituilla staattista ylipainetta kehittävillä elimillä.

Kuvioissa 3 ja 4 esitetty keksinnön mukaisen junavaunujen jäänpoistoon käytettävän laitteen suoritusmuoto käsittää kaksi lämminilmakanavaa 2, 4, jotka on erotettu toisistaan poistotilalla 6. Lämminilmakanavien 2 ja 4 ulkopuolella sijaitsevat palautuskanavat 8 ja 10 yhdensuuntaisesti lämmin-ilmakanavien kanssa. Lämminilmakanavien 2, 4 yläpuolella sijaitsee kisko 12, 14 tukien 16, 18 varassa vaunujen 20 kannattamiseksi, joista on tarkoitus poistaa jää.

Kanavissa 2 ja 4 oleva ilma puhalletaan ulos suuttimien 22 kautta, joita kannattavat kanaviin 2, 4 johtavat teräs-putket. Suuttimet on sovitettu tiheämmin vaunujen teli- ja moottorialueilla, vrt. kuvio 3, sekä suunnattu antamaan mahdollisimman tehokas sulatus.

Sulatusta varten suuttimien 22 kautta ulos puhallettu ilma imetään suurimmaksi osaksi takaisin palautuskanaviin 8, 10 läpillä varustettujen aukkojen 26 kautta, niin että sulatukseen käytetään oleellisen kiertävää ilmavirtaa. Tämä on tärkeää, koska sulatusilmalla on suhteellisen korkea kosteuspitoisuus, joka muuten vaatisi paljon tehokkaamman sen tilan tuuletuksen, jossa käsittely tapahtuu.

Kanavat 2, 4, 8, 10 on liitetty kuoppiin alas laskettuihin puhallinyksiköihin 28. Yksi tällainen yksikkö syöttää kahta kanavaosastoa, kts. kuvio 3.

7 73636 Käytännössä on keksinnön mukaisella laitteella varustettu jäänpoistolaitos varustettu kahdella tai mahdollisesti useammalla, keskenään yhdensuuntaisesti kulkevalla käsitte-lyradalla jäänpoistoa varten junavaunuista, vrt. kuviot 3 ja 4. Tällöin ratojen välissä kulkevan palautuskanavan 8 tehtävänä on johtaa takaisin sulatus ilmaa molemmilta käsit-telyradoilta.

Säätöläpillä 26 voidaan ilman uudelleen kiertävää osaa säätää. Sulatuksen aikana poistetaan osa, joka vastaa tilan tuuletukseen pois johdettavaa ilmamäärää, kun taas loppuosa, tyypillisesti 80-90 %, kierrätetään uudelleen. Sulatuksen aikana kuivataan sopivasti moottorit ja telit, jolloin käytetään suurta määrää kuivaa ulkoilmaa.

Puhallinyksiköihin 28 kuuluu paineenlisäyspuhaltimien lisäksi laitteita käytetyn ulkoilman esilämmitystä varten. Tähän esilämmitykseen voidaan sopivasti käyttää nestekytket-tyä lämmöntalteenottojärjestelmää, ns. ECOTERM-järjestelmää. Koko kiertoilma lämmitetään erillisillä lämmityselimil-lä.

Junavaunu voi, kun se tuodaan halliin jäänpoistoa ja kuivausta varten, tyypillisesti sisältää 1 tonnin jäätä ja lunta. Keksinnön mukaisella laitteella voi jäänpoisto ja kuivaus tapahtua noin 3-4 tunnissa. Tällöin käytetään hyväksi 3 5 m /s puhallusilmaa, jonka lämpötila on n. 30°C. Sulatuk- . 3 sen aikana johdetaan pois n. 0,5 m /s, joka vastaa tilan tarvittavaa tuuletusta, kun taas loppuosa palautetaan. Uudelleen kiertävän ilman lämpötila on jäänpoistojakson aikana tyypillisesti 15°C alhaisempi kuin puhalletun lämmin-ilman lämpötila. Puhalletun ilman iskunopeus junan alustan osia kohti, joista jäätä on poistettava, on normaalisti alueella 5-35 m/s riippuen suuttimen ja ajoneuvon osan välisestä etäisyydestä sekä suuttimen muotoilusta. Tällöin on perustavan tärkeää, että kaikilla pinnoilla, joista jäätä 8 73636 on poistettava, esiintyy suuri nopeus. Mainittuja nopeuksia vieläkin suurempaa nopeutta voidaan tarvittaessa käyttää .

Kuviossa 5 esitetään keksinnön mukaisen laitteen vaihtoehtoinen suoritusmuoto. Tässä suoritusmuodossa lämminilman syöttö tapahtuu pyöreiden peltirumpujen 28, 30 kautta, jotka kulkevat kiskoa 12, 14 kannattavia tukia 16, 18 pitkin. Rummuille 28, 30 on sovitettu suuttimet 22 puhaltamaan ulos ilmaa suihkuina pintoja kohti, joista jäätä on poistettava. Ulommat suuttimet 22 on sopivasti sovitettu ainoastaan teliin ja mahdollisesti vaunun 20 muuttajiin. Samalla tavoin kuin kuvioissa 3 ja 4 esitetyssä suoritusmuodossa on kiskon 12, 14 ulkopuolelle sovitettu läpillä varustetuilla aukoilla 36 varustetut palautuskanavat 32, 34 sulatusilman uudelleenkierrätystä varten.

Lattiaan on kiskon 12, 14 väliin sovitettu poistoputki 38, 40 samalla tavoin kuin aiemmin selitetyssä suoritusmuodossa sulatusveden pois johtamiseksi.

Molemmissa kuvatuissa suoritusmuodoissa on suuttimet asennettu putkiin, jotka on tehty aineesta, jolla on suuri korroosion kestävyys, kuten ruostumattomasta teräksestä, kun taas itse suuttimet on tehty joustavasta aineesta, kuten kumista, jotta alas putoavat jäälohkareet eivät vahingoittaisi niitä..

Jotta estettäisiin kosteaa sulatusilmaa tunkeutumasta "takakautta" moottorien 42 ilman poistoaukkoihin ja tiivistymistä käämeille ja muille moottorien pinnoille, pakotetaan keksinnössä kuiva ilma kulkemaan moottorien 42 jäähdytysil-ma-aukkojen läpi. Moottorien jäähdytysilman tuloaukot 43 on peitetty ns. labyrinttitistikolla, jonka läpi dynaamista painetta ei voida siirtää. Sen sijaan kehitetään keksinnön mukaisesti staattinen ylipaine ilman tuloaukon 43 ympärille suuttimien 46 kautta ulos puhalletun suihkuilman avulla.

Il 9 73636 Tällöin suuttimien 46 kautta ulos puhalletulla ilmalla on oltava kosteuspitoisuus, joka on pienempi kuin moottorien 42 kastepiste, ja ilma voi sopivasti olla kuivaa, lämmitettyä ulkoilmaa. Ilman tuloaukossa kehitetyn staattisen ylipaineen vaikutuksesta kuiva ilma tulee puristetuksi pois-toristikon kautta vaunun sivulla ja alas kanavan 48 ja moottorien läpi, niin että kosteaa ilmaa ei voi tunkeutua moottoreihin ja tiivistyä niiden kylmille pinnoille.

Kaksi suutinta 46 on sopivasti sovitettu puhaltamaan ilmaa vinosti ylhäältäpäin ulos tuloaukkoa 43 kohti, kuten kuviossa 6 esitetään. Ilman puhallusnopeus on sopivasti oleellisesti sama kuin ilman nopeus suuttimista 22, ja is-kunopeus on normaalisti alueella 5-40 m/s. Yleisesti edullisen suuttimen sijoituksen ansiosta on iskunopeus yleensä välin yläosassa. Tarpeen vaatiessa voidaan myös käyttää tämän välin yläpuolella olevia iskunopeuksia.

Claims (2)

73636 10

1. Laite jään poistamiseksi ajoneuvoista, joka käsittää elimet ilman tai muun kaasumaisen temperointiväliäineen lämmittämiseksi, ulospuhalluselimet puhaltamaan ulos lämmitetty ilma tai väliaine, sekä elimet ainakin osan ulospuhalletun ilman tai väliaineen johtamiseksi takaisin lämmitys-elimille jälleenlämmitystä ja jälleenulospuhallusta varten, tunnettu siitä, että ulospuhalluselimet käsittävät useita suuttimia (22), jotka on liitetty yhdensuuntaisesti ainakin yhteen, ajoneuvon (20) pituussuunnassa kulkevaan ja paineenlisäyspuhallinyksikön (28 ') syöttämään syöttökana-vaan (2,4 , 28, 30) pieneen ylilämpötilaari lämmitettyä temperoint iväliainetta varten tämän ulospuhaltamiseksi suuttimien kautta rajoitetuissa ja hyvinmääritetyissa suihkuissa käsiteltäviä pintoja vastaan keskimääräisellä iskunopeudella 5-35 m/s, jolloin suuttimet on sovitettu suuntaamaan suihkut määrättyjä käsiteltäviä pintoja vastaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jolloin väliaine on ilmaa, tunnettu siitä, että yhdensuuntaisesti syöttökanavan (2, 4; 28, 30) kanssa on sovitettu ainakin yksi palautuskanava (8, 10; 32, 34), jossa on useita läpillä varustettuja aukkoja (26; 36) imemään takaisin ja johtamaan takaisin suuttimien (22) kautta ajoneuvoa (20) kohti ulos puhallettua ilmaa lämmityselimiin, jolloin uudelleenkierrätetyn ilman määrää voidaan säätää mainituilla läpillä. il